EA201692463A1 20171031

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea201692463a*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Источник энергии с преобразованием твердого или жидкого топлив в плазму и электричество, который обеспечивает по меньшей мере одну из электрической и тепловой энергии, содержащий: (i) по меньшей мере одну реакционную ячейку для катализа атомарного водорода для формирования гидрино, (ii) смесь химического топлива, содержащую по меньшей мере два компонента, выбранные из источника катализатора H ₂ O или катализатора H ₂ O; источника атомарного водорода или атомарного водорода; реагентов для формирования источника катализатора H ₂ O или катализатора H ₂ O и источника атомарного водорода или атомарного водорода; одного или более реагентов для инициирования катализа атомарного водорода и материала, который делает топливо в высокой степени электропроводным, (iii) систему инжекции топлива, такую, как инжектор навески в виде рельсовой пушки, (iv) по меньшей мере один набор электродов, который ограничивает топливо и источник электроэнергии, который образует периодически повторяющиеся короткие импульсы электроэнергии с низким напряжением и большим током для инициирования быстрой кинетики реакции гидрино и прироста энергии в результате формирования гидрино для формирования плазмы, излучающей яркий свет, (v) систему восстановления продукта, такую, как по меньшей мере одна из системы восстановления усиленной плазменной рельсовой пушки и системы восстановления силы тяжести, (vi) гранулятор топлива или устройство для приготовления навесок, содержащее плавильное устройство, источник водорода или водород и источник H ₂ O, формирователь капель и водяную ванну для формирования гранул или навесок топлива и смеситель для подачи навески в инжектор и (vii) преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования выходного света с большой энергией ячейки в электричество, такой, как устройство с концентрированной солнечной энергией, содержащее множество ультрафиолетовых (UV) фотоэлектрических ячеек или множество фотоэлектрических ячеек и окно UV.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское (21) 201692463 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. G21B 3/00 (2006.01)
2017.10.31 G21B 1/15 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2015.05.29
(54) СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
(31) 62/004,883; 62/012,193; 62/016,540; 62/021,699; 62/023,586; 62/026,698; 62/037,152; 62/041,026; 62/058,844; 62/068,592; 62/083,029; 62/087,234;
62/092,230; 62/113,211; 62/141,079; 62/149,501; 62/159,230; 62/165,340
(32) 2014.05.29; 2014.06.13; 2014.06.24; 2014.07.07; 2014.07.11; 2014.07.20; 2014.08.14; 2014.08.22;
2014.10.02; 2014.10.24; 2014.11.21; 2014.12.04; 2014.12.15; 2015.02.06; 2015.03.31; 2015.04.17; 2015.05.09; 2015.05.22
(33) US
(86) PCT/US2015/033165
(87) WO 2015/184252 2015.12.03
(71) Заявитель: БРИЛЛИАНТ ЛАЙТ ПАУЭР, ИНК. (US)
(72) Изобретатель: Миллс Рэнделл Л. (US)
(74) Представитель:
Фелицына С.Б. (RU)
(57) Источник энергии с преобразованием твердого или жидкого топлив в плазму и электричество,
который обеспечивает по меньшей мере одну из электрической и тепловой энергии, содержащий: (i) по меньшей мере одну реакционную ячейку для катализа атомарного водорода для формирования гидрино, (ii) смесь химического топлива, содержа-3 щую по меньшей мере два компонента, выбранные из источника катализатора H2O или катализатора H2O; источника атомарного водорода или атомарного водорода; реагентов для формирования источ-6 ника катализатора H2O или катализатора H2O и ис-1 точника атомарного водорода или атомарного во-20 дорода; одного или более реагентов для инициирования катализа атомарного водорода и материала,
который делает топливо в высокой степени электропроводным, (iii) систему инжекции топлива, такую, как инжектор навески в виде рельсовой пушки, (iv) по меньшей мере один набор электродов, который ограничивает топливо и источник электроэнергии, который образует периодически повторяющиеся короткие импульсы электроэнергии с низким напряжением и большим током для инициирования быстрой кинетики реакции гидрино и прироста энергии в результате формирования гид-рино для формирования плазмы, излучающей яркий свет, (v) систему восстановления продукта, такую, как по меньшей мере одна из системы восстановления усиленной плазменной рельсовой пушки и системы восстановления силы тяжести, (vi) гра-нулятор топлива или устройство для приготовления навесок, содержащее плавильное устройство, источник водорода или водород и источник H2O, формирователь капель и водяную ванну для формирования гранул или навесок топлива и смеситель для подачи навески в инжектор и (vii) преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования выходного света с большой энергией ячейки в электричество, такой, как устройство с концентрированной солнечной энергией, содержащее множество ультрафиолетовых (UV) фотоэлектрических ячеек или множество фотоэлектрических ячеек и окно UV.
1611789
СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Перекрестные ссылки на родственные заявки
В данной заявке заявлено преимущество предварительных заявок на патенты США №№ 62/004,883, поданной 29 мая 2014; 62/012,193, поданной 13 июня 2014; 62/016,540, поданной 24 июня 2014; 62/021,699, поданной 7 июля 2014; 62/023,586, поданной 11 июля 2014; 62/026,698, поданной 20 июля 2014; 62/037,152, поданной 14 августа 2014; 62/041,026, поданной 22 августа 2014; 62/058,844, поданной 2 октября 2014; 62/068,592, поданной 24 октября 2014; 62/083,029, поданной 24 ноября 2014; 62/087,234, поданной 4 декабря 2014; 62/092,230, поданной 15 декабря 2014; 62/113,211, поданной 6 февраля 2015; 62/141,079, поданной 31 марта 2015; 62/149,501, поданной 17 апреля 2015; 62/159,230, поданной 9 мая 2015 и 62/165,340, поданной 22 мая 2015, все из которых включены в настоящее описание посредством ссылки.
Настоящее раскрытие относится к области генерирования энергии и, в частности, к системам, устройствам и способам для генерирования энергии. Более конкретно, варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на устройства и системы для генерирования энергии, а также к соответствующим способам, которые производят оптическую энергию, плазму и тепловую энергию, и производят электроэнергию через оптико-электрический преобразователь энергии, плазменно-электрический преобразователь энергии, фотонно-электрический преобразователь энергии или преобразователь тепловой в электрическую энергию. Кроме того, в вариантах осуществления настоящего раскрытия описаны системы, устройства и способы, в которых используется воспламенение воды или источника топлива на основе воды для генерирования оптической энергии, механической энергии, электрической энергии и/или тепловой энергии, используя фотогальванические преобразователи энергии. Эти и другие соответствующие варианты осуществления подробно описаны в настоящем раскрытии.
Генерирование энергии может выполняться во множестве форм, в которых используется энергия, получаемая из плазмы. Успешная коммерциализация плазмы может зависеть от систем генерирования энергии, позволяющих эффективно формировать плазму с последующим захватом энергии, образуемой плазмы.
Плазма может быть сформирована во время воспламенения некоторых топлив. Эти топлива могут включать в себя воду или источник топлива на основе воды. Во время воспламенения формируется облако плазмы из атомов с оторванными электронами, и при этом может высвобождаться большая оптическая энергия. Большая оптическая энергия
плазмы может использоваться электрическим преобразователем, в соответствии с настоящим раскрытием. Ионы и атомы в возбужденном состоянии могут рекомбинировать и при этом происходит электронная релаксация с излучением оптической энергии. Оптическая энергия может быть преобразована в электричество с использованием фотогальванических преобразователей.
Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на системы генерирования энергии, содержащие: множество электродов, выполненных с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива и получения плазмы; источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электроэнергии к множеству электродов; и по меньшей мере один фотогальванический преобразователь энергии, установленный для приема по меньшей мере множества фотонов из плазмы.
В одном варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергетическую систему, которая генерирует по меньшей мере одну из электрической энергии и тепловой энергии, содержащую:
по меньшей мере один резервуар, выполненный с возможностью поддержания давления ниже атмосферного;
навеску, содержащую реагенты, содержащие:
a) по меньшей мере один источник катализатора или образующуюся ШО,
содержащую катализатор;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере один проводник и проводящую матрицу;
по меньшей мере одну систему инжекции одной навески, содержащую по меньшей мере один усиленный рельсовый ускоритель, содержащий разделенные электрифицированные рельсы и магниты, которые образуют магнитное поле перпендикулярно плоскости рельсов, и цепь между рельсами является разомкнутой, пока она не будет замкнута в результате контакта навески с рельсами;
по меньшей мере одну систему воспламенения, обеспечивающую формирование из навески по меньшей мере одной из излучающей свет плазмы и излучающей тепло плазмы, где по меньшей мере одна система воспламенения содержит:
a) по меньшей мере один набор электродов для ограничения навески; и
b) источник электроэнергии для передачи короткого импульса электроэнергии с большим током;
где по меньшей мере один набор электродов формирует разомкнутую цепь, где разомкнутая цепь замыкается в результате инжекции навески для обеспечения протекания
большого тока для обеспечения воспламенения, и источник электроэнергии, который предназначен для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током, содержит по меньшей мере одно из следующего:
напряжения, выбранного для обеспечения подачи большого переменного тока, постоянного тока или смеси переменного и постоянного тока, который находится в диапазоне от по меньшей мере одного из 100 до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 к А до 50 к А;
плотности постоянного тока (DC) или пиковой плотности переменного тока (АС) в диапазоне от по меньшей мере 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2, и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
напряжение определяется электропроводностью твердого топлива или энергетически эффективного материала, причем напряжение получают, путем умножения требуемого тока на сопротивление образца твердого топлива или энергетически эффективного материала;
постоянное напряжение или пиковое напряжение переменного тока находятся в диапазоне по меньшей мере одного из от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ, и
частота переменного тока находится в диапазоне по меньшей мере от одного из 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц;
систему для восстановления продуктов реакции реагентов, содержащую по меньшей мере одну из гравитационной системы восстановления и системы восстановления на основе усиленного плазменного рельсового ускорителя, содержащего по меньшей мере один магнит, обеспечивающий магнитное поле и пересекающий вектор компонент тока электродов воспламенения;
по меньшей мере одну систему регенерирования для регенерирования дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительных навесок, содержащую гранулятор, содержащий плавильное устройство для формирования расплавленных реагентов, систему для добавления Ш и Н2О в расплавленные реагенты, формирователь капель из расплава, и резервуар для воды для формирования навески,
где дополнительные реагенты содержат:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий вновь образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере один проводник и проводящую матрицу; и
по меньшей мере одно из преобразователя энергии или системы вывода по меньшей мере одного из света и вывода тепла в электроэнергию и/или тепловую энергию, содержащую по меньшей мере одну или больше из группы фотоэлектрического преобразователя, фотоэлектронного преобразователя, плазмодинамического преобразователя, термоионного преобразователя, термоэлектрического преобразователя, двигателя Стирлинга, двигателя с циклом Брайтона, двигателя с циклом Рэнкина и теплового двигателя, и нагревателя.
В другом варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергосистему, которая генерирует по меньшей мере одну из электрической энергии и тепловой энергии, содержащую:
по меньшей мере один резервуар, выполненный с возможностью поддержания давления ниже атмосферного;
навеску, содержащую реагенты, содержащие по меньшей мере одно из серебра, меди, абсорбированного водорода и воды;
по меньшей мере одну систему воспламенения навески, содержащую по меньшей мере один усиленный рельсовый ускоритель, содержащий разделенные электрифицированные рельсы и магниты, которые формируют магнитное поле, перпендикулярное плоскости рельсов, и цепь между рельсами разомкнута до тех пор, пока она не будет замкнута в результате контакта навески с рельсами;
по меньшей мере одну систему воспламенения, в которой обеспечивается формирование из навески по меньшей мере одной излучающей свет плазмы и излучающей тепло плазмы по меньшей мере в одной системе воспламенения, содержащей:
a) по меньшей мере один набор электродов для ограничения навески; и
b) источник электроэнергии для подачи короткого импульса электроэнергия с
большим током;
где по меньшей мере один набор электродов разделен для формирования разомкнутой цепи, где разомкнутая цепь замыкается при инжекции навески для протекания большого тока, для ее воспламенения, и источник электроэнергии, который подает короткий импульс электроэнергии с большим током, содержит по меньшей мере одно из следующего:
напряжения, выбранного так, чтобы получить большой переменный или постоянный ток, или смесь переменного или постоянного тока в диапазоне по меньшей мере от одного из 100 до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 кА до 50 кА;
плотности DC или пиковой плотности АС в диапазоне по меньшей мере от одного из
100 А/см2 до 1 ООО ООО А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
напряжение определяется проводимостью твердого топлива или энергетически эффективного материала, где напряжение задано желательным током, умноженным на сопротивление образца твердого топлива или энергетически эффективного материала;
напряжение DC или пиковое напряжение АС находятся в диапазоне по меньшей мере от одного из 0,1 V до 500 кВ, от 0,1 V до 100 кВ и от 1 V до 50 кВ, и
частота АС находится в диапазоне по меньшей мере от одного из 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц;
систему для восстановления продуктов реакции реагентов, содержащих по меньшей мере одну из силы тяжести и системы восстановления на усиленной плазменной рельсовой пушке, содержащей по меньшей мере один магнит, обеспечивающий магнитное поле и компонент тока с вектором, пересекающим электроды воспламенения;
по меньшей мере одну систему восстановления для восстановления дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительной навески, содержащую гранулятор, содержащий плавильное устройство для формирования расплавленных реагентов, систему для добавления Ш и ШО к расплавленным реагентам, формирователь капель расплава и резервуар для воды для формирования навески,
где дополнительные реагенты содержат по меньшей мере одно из серебра, меди, абсорбированного водорода и воды;
по меньшей мере один преобразователь энергии или система вывода, содержащие фотогальванический преобразователь с концентратором ультрафиолетового света, в котором фотогальванические ячейки содержат по меньшей мере одно соединение, выбранное из нитрида III группы, GaAIN, GaN и InGaN.
В другом варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергосистему, которая генерирует по меньшей мере одно из электроэнергии и тепловой энергии, содержащую:
по меньшей мере один резервуар;
навеску, содержащую реагенты, содержащие:
e) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий
образующуюся ШО;
f) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
g) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
h) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы; по меньшей мере одну систему инжекции навески;
где по меньшей мере одна система инжекции навески обеспечивает формирование навеской по меньшей мере одной из излучающей свет плазмы и излучающей тепло плазмы;
систему, предназначенную для восстановления продуктов реакции реагентов;
по меньшей мере одну систему восстановления, предназначенную для восстановления дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительной навески,
где дополнительные реагенты содержат:
e) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий
образующуюся ШО;
f) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
g) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
h) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы; и
по меньшей мере один преобразователь энергии или систему вывода по меньшей мере одного из света и тепла в электроэнергию и/или тепловую энергию.
В другом варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергосистему, которая генерирует по меньшей мере одну из электроэнергии и тепловой энергии, содержащую:
по меньшей мере один резервуар;
шлам, содержащий реагенты, содержащие:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы; и
по меньшей мере одну систему инжекции шлама, содержащую вращающиеся роликовые электроды, составляющие роторный насос для шлама;
по меньшей мере одну систему инжекции шлама для обеспечения формирования из навески излучающей свет плазмы;
систему для восстановления продуктов реакции реагентов;
по меньшей мере одну систему восстановления, предназначенную для восстановления дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительного шлама,
где дополнительные реагенты содержат:
а) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий
образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы; и
по меньшей мере один преобразователь энергии или систему вывода для вывода по меньшей мере одного из света и тепла с преобразованием в электрическую энергию и/или тепловую энергию.
Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на систему генерирования энергии, содержащую: множество электродов, выполненных с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива и получения плазмы; источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электроэнергии к множеству электродов; и по меньшей мере один фотоэлектрический преобразователь энергии, выполненный с возможностью приема по меньшей мере множества фотонов из плазмы.
В одном варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергетическую систему, которая генерирует по меньшей мере одну из энергии постоянного электрического тока и тепловой энергии, содержащую:
по меньшей мере один резервуар;
реагенты, содержащие:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий сформировавшуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород;
c) по меньшей мере один проводник и проводящую матрицу; и
по меньшей мере один набор электродов для ограничения реагентов гидрино, источник электроэнергии для подачи коротких импульсов электроэнергии с большим током;
систему перезагрузки;
по меньшей мере одну систему для восстановления исходных реагентов из продуктов реакции, и
по меньшей мере один динамический преобразователь плазмы или по меньшей мере один фотоэлектрический преобразователь.
В одном иллюстративном варианте осуществления способ получения электроэнергии может включать следующие операции: подают топливо в область между множеством электродов; подают энергию к множеству электродов для воспламенения топлива с целью формирования плазмы; преобразуют множество фотонов из плазмы в
электроэнергию, используя фотогальванический преобразователь энергии; и выводят по меньшей мере часть электроэнергии.
В другом иллюстративном варианте осуществления способ получения электроэнергии может включать следующие операции: подают топливо в область между множеством электродов; подают энергию к множеству электродов для воспламенения топлива с целью формирования плазмы; преобразуют множество фотонов плазмы в тепловую энергию, используя фотогальванический преобразователь энергии; и выводят по меньшей мере часть электроэнергии.
В одном варианте осуществления настоящего раскрытия способ для генерирования энергии может включать следующие операции: подают определенное количество топлива в область загрузки топлива, причем область загрузки топлива размещена среди множества электродов; воспламеняют топливо, используя протекание тока по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 через топливо, с целью подачи тока к множеству электродов для получения по меньшей мере одного из плазмы, света и тепла; принимают по меньшей мере часть света в фотогальванический преобразователь энергии; преобразуют свет в другую форму энергии, используя фотогальванический преобразователь энергии; и выводят другую форму энергии.
В одном дополнительном варианте осуществления настоящее раскрытие направлено на энергетическую систему с водяной дуговой плазмой, содержащую: по меньшей мере один закрытый реакционный резервуар; реагенты, содержащие по меньшей мере один из источника ШО и ШО; по меньшей мере один набор электродов; источник электроэнергии для подачи исходного высокого напряжения для пробоя ШО и обеспечения последующего большого тока, и систему теплообмена, в которой энергетическая система генерирует дуговую плазму, свет и тепловую энергию, и по меньшей мере один фотогальванический преобразователь энергии.
Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 или по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема твердого топлива, в которой множество электродов выполнено с возможностью подачи электроэнергии к твердому топливу для получения плазмы; и по меньшей мере один из преобразователей энергии плазмы, фотогальванический преобразователь энергии, и преобразователь тепловой энергии в электроэнергию установлен для приема по меньшей мере части плазмы, фотонов и/или тепла, генерируемого в результате реакции. Другие варианты осуществления направлены
на систему генерирования энергии, содержащую: множество электродов; область загрузки топлива, расположенную между множеством электродов, и выполненную с возможностью приема электропроводного топлива, в которой множество электродов выполнены с возможностью подачи тока к электропроводному топливу, достаточному для воспламенения электропроводного топлива и генерирования по меньшей мере одной из плазмы и тепловой энергии; механизм доставки, предназначенный для перемещения электропроводного топлива в область загрузки топлива; и по меньшей мере одно из фотогальванического преобразователя энергии для преобразования фотонов из плазмы в определенную форму энергии, или преобразователя тепла в электричество для преобразования тепловой энергии в нетепловую форму энергии, содержащую электрическую или механическую энергию. Другие варианты осуществления направлены на способ генерирования энергии, включающий следующие операции: доставляют определенное количество топлива в область загрузки топлива, причем область загрузки топлива расположена между множеством электродов; воспламеняют топливо, пропуская ток по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 через топливо, путем приложения тока к множеству электродов для получения по меньшей мере одного из плазмы, света и тепла; принимают по меньшей мере часть света в фотоэлектрическом преобразователе энергии; преобразуют свет в другую форму энергии, используя фотогальванический преобразователь энергии; и выводят другую форму энергии.
Дополнительные варианты осуществления направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество разделенных друг от друга электродов, причем множество электродов по меньшей мере частично окружает топливо, электрически соединенных с источником электроэнергии, выполненных с возможностью приема тока для воспламенения топлива, и по меньшей мере один из множества электродов выполнен подвижным; механизм доставки предназначен для перемещения топлива; и фотогальванический преобразователь энергии выполнен с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива в неплазменную форму энергии. Кроме того, в настоящем раскрытии описывается система генерирования энергии, содержащая: источник электроэнергии, создающий по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных друг от друга электродов, причем множество электродов по меньшей мере частично окружает топливо, электрически соединенное с источником электроэнергии, выполненных с возможностью приема тока для воспламенения топлива, и по меньшей мере один из множества электродов выполнен подвижным; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива; и фотогальванический преобразователь
энергии, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в неплазменную форму энергии.
Другие варианты осуществления направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт или по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных электродов, причем по меньшей мере один из множества электродов включает в себя механизм сжатия; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов таким образом, что механизм сжатия по меньшей мере одного электрода ориентирован в область загрузки топлива, и где множество электродов электрически соединены с источником электроэнергии, и выполнены с возможностью подачи энергии к топливу, принимаемому в области загрузки топлива, для воспламенения топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования фотонов, генерируемых в результате воспламенения топлива, в нефотонную форму энергии. Другие варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных электродов, причем по меньшей мере один из множества электродов включает в себя механизм сжатия; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов таким образом, что механизм сжатия по меньшей мере одного электрода ориентирован в направлении области загрузки топлива, и где множество электродов электрически соединено с источником электроэнергии, и выполненный с возможностью подачи энергии к топливу, принимаемому в области загрузки топлива, для воспламенения топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; и преобразователь энергии плазмы, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в неплазменную форму энергии.
Варианты осуществления настоящего раскрытия также направлены на систему генерирования энергии, содержащую: множество электродов; область загрузки топлива, окруженную множеством электродов и выполненную с возможностью приема топлива, в которой множество электродов выполнено с возможностью воспламенения топлива, размещенного в области загрузки топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования фотонов, генерируемых в
результате воспламенения топлива в нефотонную форму энергии; систему удаления, выполненную с возможностью удаления побочных продуктов воспламенения топлива; и систему восстановления, функционально соединенную с системой удаления для повторного использования удаляемого побочного продукта воспламеняемого топлива в виде восстановленного топлива. Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия также направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии, выполненный с возможностью вывода тока по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 или по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество разнесенных друг от друга электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов, и в которой множество электродов выполнено с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива при приеме его в области загрузки топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования множества фотонов, генерируемых в результате воспламенения топлива, в нефотонную форму энергии. Определенные варианты осуществления могут дополнительно включать в себя один или больше выходных силовых выводов, функционально соединенных с фотогальваническим преобразователем энергии; устройство сохранения энергии; датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра, ассоциированного с системой генерирования энергии; и контроллер, выполненный с возможностью управления по меньшей мере обработкой, ассоциированной с системой генерирования энергии. Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия также направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии, выполненный с возможностью вывода тока по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 или по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество разнесенных друг от друга электродов, причем множество электродов по меньшей мере частично окружает топливо, электрически соединены с источником электроэнергии, выполненным с возможностью приема тока для воспламенения топлива, и по меньшей мере один из множества электродов выполнен подвижным; механизм доставки для перемещения топлива; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования фотонов, генерируемых в результате воспламенения топлива, в другую форму энергии.
Дополнительные варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере
приблизительно 5 ООО кВт или по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных друг от друга электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов, и в которой множество электродов выполнено с возможностью подачи питания к топливу для воспламенения топлива, когда его принимают в области загрузки топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования множества фотонов, генерируемых в результате воспламенения топлива, в нефотонную форму энергии; датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра, ассоциированного с системой генерирования энергии; и контроллер, выполненный с возможностью управления по меньшей мере обработкой, ассоциированной с системой генерирования энергии. Дополнительные варианты осуществления направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных друг от друга электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов, и в которой множество электродов выполнено с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива при приеме в области загрузки топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; преобразователь энергии плазмы, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в не плазменную форму энергии; датчик, выполненный с возможностью измерения, по меньшей мере одного параметра, ассоциированного с системой генерирования энергии; и контроллер, выполненный с возможностью управления по меньшей мере обработкой, ассоциированной с системой генерирования энергии.
Определенные варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на систему получения энергии, содержащую: источник электрической энергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт или по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных друг от друга электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, в которой область загрузки топлива окружена множеством электродов, и в которой множество электродов выполнено с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива при приеме в области загрузки топлива; и где давление в
области загрузки топлива представляет собой частичный вакуум; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; преобразователь энергии плазмы, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в неплазменную форму энергии; датчик, выполненный с возможностью измерения, по меньшей мере одного параметра, ассоциированного с системой генерирования энергии; и контроллер, выполненный с возможностью управления по меньшей мере обработкой, ассоциированной с системой генерирования энергии. Некоторые варианты осуществления могут включать в себя одну или больше из следующих дополнительных функций: фотогальванический преобразователь энергии может быть расположен в вакуумной ячейке; фотогальванический преобразователь энергии может включать в себя по меньшей мере один из противоотражающего покрытия, покрытия согласования оптического импеданса или защитного покрытия; фотогальванический преобразователь энергии может быть функционально соединен с системой очистки, выполненной с возможностью очистки по меньшей мере участка фотогальванического преобразователя энергии; система генерирования энергии может включать в себя оптический фильтр; фотогальванический преобразователь энергии может содержать по меньшей мере одну из монокристаллической ячейки, поликристаллической ячейки, аморфной ячейки, элемента с кремниевыми шнурами/полосами, элемента с множеством переходов, элемента с гомопереходом, элемента с гетеропереходом, p-i-n устройства, тонкопленочного элемента, элемента, сенсибилизированного красителем, и органического фотогальванического элемента; и фотогальванический преобразователь энергии может содержать многопереходный элемент, содержащий по меньшей мере одно из инвертированного элемента, вертикального элемента, несогласованного по решетке элемента, согласованного по решетке элемента и элемента, содержащего полупроводниковые материалы Групп III-V.
Дополнительные иллюстративные варианты осуществления направлены на систему, выполненную с возможностью получения энергии, содержащую: источник топлива, выполненный с возможностью подачи топлива; источник энергии, выполненный с возможностью подачи электроэнергии; и по меньшей мере одно зубчатое колесо, выполненное с возможностью приема топлива и электроэнергии, где по меньшей мере одно зубчатое колесо избирательно направляет электроэнергию в локальную область над этим зубчатым колесом для воспламенения топлива в пределах этой локальной области. В некоторых вариантах осуществления система может дополнительно иметь одно или больше из следующих свойств: топливо может включать в себя порошок; по меньшей мере одно зубчатое колесо может включать в себя два зубчатых колеса; по меньшей мере
одно зубчатое колесо может включать в себя первый материал и второй материал, имеющий более низкую проводимость, чем первый материал, первый материал электрически соединен с локальной областью; и локальная область может быть расположена рядом с по меньшей мере одним из зубца и зазора по меньшей мере одного зубчатого колеса. В других вариантах осуществления может использоваться опорный элемент, вместо зубчатого колеса, в то время, как в других вариантах осуществления могут использоваться зубчатое колесо и опорный элемент. Некоторые варианты осуществления направлены на способ формирования электроэнергии, содержащий: подают топливо к роликам или зубчатому колесу; вращают ролики или зубчатое колесо для локализации по меньшей мере части топлива в области роликов или зубчатого колеса; подают ток к ролику или зубчатому колесу для воспламенения локализованного топлива, для получения энергии; и преобразуют по меньшей мере часть энергии, образующейся в результате воспламенения, в электроэнергию. В некоторых вариантах осуществления вращение роликов или зубчатого колеса может включать в себя вращение первого ролика или зубчатого колеса и ролика, или второго зубчатого колеса, и подача тока может включать в себя подачу тока к первому ролику или зубчатому колесу и ролику или второму зубчатому колесу.
Другие варианты осуществления направлены на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2; множество разнесенных друг от друга электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива, где область загрузки топлива окружена множеством электродов, и где множество электродов выполнено с возможностью подачи энергии к топливу для воспламенения топлива при приеме в области загрузки топлива, и где давление в области загрузки топлива представляет собой частичный вакуум; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива в область загрузки топлива; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в неплазменную форму энергии.
Другие варианты осуществления направлены на ячейку генерирования энергии, содержащую: выходной порт, соединенный с вакуумным насосом; множество электродов, электрически соединенных с источником электроэнергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива на основе воды, содержащего большую часть ШО, где множество электродов выполнено с возможностью подачи энергии к топливу на основе воды, для
получения по меньшей мере одной из дуговой плазмы и тепловой энергии; и преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования по меньшей мере части по меньшей мере одной из дуговой плазмы и тепловой энергии в электрическую энергию. Также раскрыта система генерирования энергии, содержащая: источник электропитания по меньшей мере приблизительно 5 ООО А/см2; множество электродов, электрически соединенных с источником электропитания; область загрузки топлива, выполненную с возможностью приема топлива на основе воды, содержащую большую часть ШО, где множество электродов выполнено с возможностью доставки энергии к топливу на основе воды для получения по меньшей мере одной из дуговой плазмы и тепловой энергии; и преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования по меньшей мере части по меньшей мере одной из дуговой плазмы и тепловой энергии в электроэнергию. В одном варианте осуществления преобразователь энергии содержит фотогальванический преобразователь оптической энергии в электричество.
Дополнительные варианты осуществления направлены на способ генерирования энергии, вклюачющий следующие операции: загружают топливо в область загрузки топлива, включающую в себя множество электродов; подают ток по меньшей мере приблизительно 2 ООО А/см2 к множеству электродов для воспламенения топлива, для получения по меньшей мере одной из дуговой плазмы и тепловой энергии; выполняют по меньшей мере одно из пропускания дуговой плазмы через фотогальванический преобразователь для генерирования электроэнергии; и пропускания тепловой энергии через теплоэлектрический преобразователь для генерирования электроэнергии; и выводят по меньшей мере часть сгенерированной электроэнергии. Также раскрыта система генерирования энергии, содержащая: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество электродов, электрически соединенных с источником питания, причем множество электродов выполнено с возможностью доставки электроэнергии к топливу на основе воды, содержащему большую часть ШО, для получения тепловой энергии; и теплообменник, выполненный с возможностью преобразования по меньшей мере части тепловой энергии в электроэнергию; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования по меньшей мере части света в электроэнергию. Кроме того, другой вариант осуществления направлен на систему генерирования энергии, содержащую: источник электроэнергии по меньшей мере приблизительно 5 ООО кВт; множество разнесенных друг от друга электродов, где по меньшей мере один из множества электродов включает в себя механизм сжатия; область загрузки топлива, выполненную с
возможностью приема топлива на основе воды, содержащую большую часть ШО, где область загрузки топлива окружена множеством электродов, таким образом, что механизм сжатия по меньшей мере одного электрода ориентирован в направлении области загрузки топлива, и где множество электродов электрически соединено с источником электроэнергии и выполнено с возможностью подачи энергии к топливу на основе воды, принятому в области загрузки топлива, для воспламенения топлива; механизм доставки, предназначенный для перемещения топлива на основе воды в область загрузки топлива; и фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования плазмы, генерируемой в результате воспламенения топлива, в неплазменную форму энергии.
Краткое описание чертежей
Приложенные чертежи, которые представлены здесь и которые составляют часть данного описания, иллюстрируют несколько вариантов осуществления раскрытия и, вместе с описанием, используются для пояснения принципов раскрытия. На чертежах:
На фиг. 1 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий плазмодинамический преобразователь в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2А схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий фотоэлектрический преобразователь в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2В схематично показан чертеж генератора энергии на основе плазменной ячейки с дугой ШО, представляющий фотоэлектрический преобразователь в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2С схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий систему оптического распределения и фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2С1 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий систему оптического распределения и фотоэлектрического преобразователя и вспомогательные элементы системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2С2 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий систему воспламенения и вспомогательные элементы системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2СЗ схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий соответствие планки жалюзи с вариантом осуществления
настоящего раскрытия.
На фиг. 2D схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий систему воспламенения с колесом аппликатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Е схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий вид в перспективе внутри системы оптического распределения и фотоэлектрического преобразователя, содержащей полупрозрачные зеркала и фотогальванические ячейки в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2F схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий систему воспламенения с зеркалами в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2G схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий размещение электродвигателей, насосов и других компонентов за пределами области, в которой размещены роликовые электроды, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2G1 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий размещение электродвигателей, насосов и других компонентов за пределами области, в которой размещены роликовые электроды, и дополнительно представляющий систему рециркуляции топлива с планками жалюзи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gla схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали струйной линии ополаскивания и с трубопроводами распределения газа системы рециркуляции топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Glb схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий каналы системы рециркуляции топлива с диффузором газа в виде перфорированного окна, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Glc схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали трубопроводов распределения газа и нагнетателя канала системы рециркуляции топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gld схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали экрана V-образной формы в стенках ванны для шлама, в
соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gldl схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали системы воспламенения с поворотной электропроводной шиной, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle схематично показана системы пьезоэлектрического активатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Glel схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали системы инжекции порошкового топлива и воспламенения в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle2 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали системы инжекции порошкового топлива и воспламенения с нагнетателем и системой рециркуляции-восстановления топлива на основе циклонного сепаратора в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle3 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий детали системы инжекции порошкового топлива и воспламенения с нагнетателем и системой рециркуляции-восстановления топлива на основе циклонного сепаратора в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle4 схематично показан чертеж фотоэлектронной ячейки пропускающего или полупрозрачного типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle5 схематично показан чертеж фотоэлектронной ячейки отражающего или непрозрачного типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Gle6 схематично показан чертеж фотоэлектронной ячейки отражающего или непрозрачного типа, содержащей сеточный анод или коллектор в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Н1 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции навески на основе рельсовой пушки, получающей материал от двух транспортеров, систему восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор, и систему фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Н2 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях
вакуума, систему воспламенения, имеющую, систему инжекции навески на основе рельсовой пушки, получающей материал от двух транспортеров, систему восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющий детали системы воспламенения и ее источника питания в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2НЗ схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции навески на основе рельсового ускорителя, получающую материал от двух транспортеров, системы восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющую детали системы воспламенения и системы фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2Н4 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую, систему инжекции навески на основе рельсового ускорителя, получающего материал от двух транспортеров, систему восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющую детали систем воспламенения и инжекции, системы восстановления продукта воспламенения и гранулятор для формирования навески топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 211 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий два вида ячеек, выполненных с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции на основе рельсового ускорителя навески, подаваемой прямо из гранулятора, систем восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор и систему фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 212 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции на основе рельсового ускорителя навески, подаваемой прямо из гранулятора, систем восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор
и систему фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 213 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции на основе рельсового ускорителя навески, подаваемой прямо из гранулятора, систем восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор, и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющего детали системы инжектора на основе рельсового ускорителя и воспламенения, и системы фотоэлектрического преобразователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 214 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции на основе рельсового ускорителя навески, подаваемой прямо из гранулятора, систем восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющего детали системы инжекции, имеющей механический смеситель, систему воспламенения, системы восстановления продукта воспламенения и гранулятор для формирования навески топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 215 схематично показан чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий ячейку, выполненную с возможностью работы в условиях вакуума, систему воспламенения, имеющую систему инжекции на основе рельсового ускорителя навески, подаваемой прямо из гранулятора, систем восстановления под действием силы тяжести и на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, гранулятор, и систему фотоэлектрического преобразователя, представляющего детали системы инжекции, имеющей водоструйный смеситель, систему воспламенения, системы восстановления продукта воспламенения и гранулятор для формирования навески топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 2J схематично показана система тепловой энергии в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На фиг. 3 представлен абсолютный спектр в области от 120 нм до 450 нм воспламенения навески 80 мг из серебра, содержавшей поглощенный Н2 и Н2О после обработки газом расплава серебра перед подачей его в виде капель в резервуар с водой, представляющий среднюю оптическую мощность 172 кВт, по существу, всю в
ультрафиолетовой области спектра в соответствии с вариантом осуществления топлива.
На фиг. 4 показана установка калориметра Parr 1341, используемого для определения энергетического баланса.
На фиг. 5 показана расширяющаяся плазма, излучающая яркий свет, сформировавшаяся в результате детонации при пропускании большого тока твердого топлива из Си + СиО + ШО, снятая с частотой 6500 кадров в секунду.
На фиг. 6 показана полная временная ширина, которая составляла 0,7 мс, на половине максимальной интенсивности света события воспламенения твердого топлива из Си + ШО, измеренная быстрым фотодиодом.
На фиг. 7 представлен Рамановский спектр, полученный на металлической фольге In, подвергавшейся воздействию получаемого газа из последовательности воспламенений твердого топлива в атмосфере аргона, каждое содержавшее 100 мг меди, смешанной с 30 мг деионизированной воды. При использовании спектрометра Thermo Scientific DXR SmartRaman и лазера на 780 нм, спектр показал обратный пик Рамановского эффекта на 1982 см"1, который соответствует энергии свободного ротора Ш(1/4) (0,2414 eV) до четырех значащих цифр.
На фиг. 8 представлен Рамановский спектр, записанный на металлической фольге In, подвергавшейся воздействию получаемого газа после воспламенения в атмосфере аргона твердого топлива 50 мг NH4NO3, закрытого в чашке DSC. Используя спектрометр Thermo Scientific DXR SmartRaman и лазер на 780 нм, спектр показал обратный пик Рамановского эффекта Ш (1/4) на 1988 см"1.
На фиг. 9 представлен спектр фотолюминесценции второго порядка в Рамановском режиме геттера КОН-КС1 (1:1 % масс), открытый воздействию получаемого газа после воспламенения образцов твердого топлива из 100 мг Си с 30 мг деионизированной воды, закрытого в чашке DSC, используя лазер Horiba Jobin Yvon LabRam ARAMIS 325 нм с решеткой 1200 в диапазоне 8000-19 000 см"1 Рамановского сдвига.
На фиг. 10 представлено графическое сравнение между теоретической энергией и назначениями, представленными в таблице 16с наблюдаемым Рамановским спектром.
На фиг. 11А-В показаны спектры XPS, записанные на металлической фольге из индия, подвергавшиеся воздействию газов от последовательных воспламенений в атмосфере аргона твердого топлива из 100 мг Си + 30 мг деионизированной воды, закрытые в чашке DSC. (А) представлен общий спектр, представляющий, что присутствовали только элементы пиков В, С, О и след К. (В) спектр с высокой разрешающей способностью, представляющий пик на 498,5 eV, приписываемый Ш(1/4), в котором другие возможности были удалены на основе отсутствия каких-либо других
соответствующих пиков первичного элемента.
На фиг. 12А-В показаны спектры XPS, записанные геттером КОН-КС1 (1:1 % масс), подвергавшимся воздействию газов от последовательных воспламенений в атмосфере аргона твердого топлива из 85 мг Ti, смешанного с 30 мг деионизированной воды, закрытые в чашку DSC. (А) представлен общий спектр, представляющий, что присутствовали только элементы пиков К, С, О, N, и след I. (В) спектр с высокой разрешающей способностью, представляющий пик на 496 eV, приписываемый Ш(1/4), в котором другие возможности были удалены на основе отсутствия каких-либо других соответствующих пиков первичного элемента.
На фиг. 13А-В показаны спектры XPS, записанные геттером КОН-КС1 (1:1 % масс), подвергавшимся воздействию газов от воспламенения в атмосфере аргона твердого топлива из 50 мг NH4NO3 + КОН + КС1 (2:1:1 масс.) + 15 мг ШО, закрытые в чашку DSC. (А) представлен общий спектр, представляющий, что присутствовали только элементы пиков К, Си, CI, Si, А1, С, О и след F. (В) спектр с высокой разрешающей способностью, представляющий пик на 496 eV, приписываемый Ш (1/4), в котором другие возможности были удалены на основе отсутствия каких-либо других соответствующих пиков первичного элемента.
На фиг. 14 представлена экспериментальная установка для ячейки разряда импульсов высокого напряжения. Источник излучает свои спектры света через щель входного отверстия, со спектрами, диспергируемыми от решетки скользящего падения на систему детектирования CCD.
На фиг. 15 представлена фотография источника света с разрядом импульсов высокого напряжения.
На фиг. 16 представлена экспериментальная установка для воспламенения проводящих образцов твердого топлива и записи интенсивного плазменного излучения. Плазма расширяется в вакуумную камеру так, что, она становится оптически тонкой. Источник излучает свой спектр света через щель входного отверстия, со спектром, диспергируемым от решетки скользящего падения на систему детектирования CCD.
На фиг. 17А-В представлены кривые пропускания фильтров для света EUV, который блокировал видимый свет. (А) фильтр А1 (толщина на 150 нм) имеющий отческу в области коротких длин волн на уровне ~17 нм. (В) фильтр Zr (толщина 150 нм) имеющий высокую степень передачи в точке прогнозируемого среза перехода Н(1/4) 10,1 нм.
На фиг. 18A-D представлены спектры эмиссии (на 2.5-45 нм), содержащие 1000 наложений инициированных электронным лучом импульсных разрядов высокого напряжения в гелии или водороде. Только известные линии ионов гелия и кислорода
наблюдались с гелием при отсутствии континуума. Непрерывное излучение наблюдалось только для водорода, независимого от электрода, решетки, спектрометра или множества наложений изображений CCD. (А) плазма гелия и водорода, поддерживаемая Мо электродами и излучением, записанным, используя спектрометр скользящего падения CfA EUV с 600 линиями BLP/мм решетки. (В) плазма гелия и водорода, поддерживаемая Та электродами и излучением, записанным, используя спектрометр скользящего падения CfA EUV с 600 линиями BLP/мм решетки. (С) плазма гелия и водорода, поддерживаемая W электродами и излучением, записанным, используя спектрометр скользящего падения CfA EUV с 1200 линиями BLP/мм решетки. (D) плазма гелия и водорода, поддерживаемая W электродами и излучением, записанным, используя спектрометр скользящего падения CfA EUV с 600 линиями BLP/мм решетки.
На фиг. 19 представлены спектры эмиссии (5-50 нм) инициированных электронным лучом импульсных разрядов высокого напряжения в смесях водорода с гелием с W электродами, записанные спектрометром EUV скользящего падения, используя решетку 600 линий/мм и 1000 наложений, представляющих, что интенсивность непрерывного излучения увеличилось при повышении давления водорода.
На фиг. 20A-D представлены спектры эмиссии (5-40 нм), содержащие 1000 наложений инициированных электронным лучом импульсных разрядов высокого напряжения в водороде с и без фильтра А1. Непрерывное излучение не наблюдалось от анодов из А1 и Mg. (А) плазма водорода поддерживалась анодом из А1. (В) плазма водорода поддерживалась анодом А1 со спектром, записанным с фильтром А1. (С) плазма водорода поддерживалась Mg анодом. (D) плазма водорода поддерживалась Mg анодом со спектром, записанным с фильтром А1.
На фиг. 21А-В представлена высокоскоростная фотография расширяющейся плазмы, излучающей яркий свет, сформированной в результате детонации твердых топлив при низком напряжении и большом токе. (А) Си + СиО + ШО, снятая при 6500 кадров в секунду. Бело-синий цвет обозначает большое количество ультрафиолетового излучения абсолютно черного тела с температурой 5500-6000 К, эквивалентной Солнцу. (В) 55,9 мг Ag (10 ат. %), нанесенных как покрытие на медь (87 % масс.) + ВаЬ 2ШО (13 % масс), сняты при 17791 кадров в секунду с VI формой колебаний, которая представляет плазму во время, когда не было подачи электрической входной энергии (отмечено желтой вертикальной линией), и химическая реакция не была возможна. Плазма сохранялась в течение 21,9 мс, в то время как входная энергия была равна нулю при 1,275 мс. Пиковое реактивное напряжение, измеренное на соединении электросварочного аппарата к электропроводной шине, составляло приблизительно 20 V, и соответствующее
напряжение на другом конце рядом с топливом составляло < 15 V.
На фиг. 22 показана проводимость плазмы, как функция времени после детонации твердого топлива 100 мг + 30 мг ШО закрытых в чашку DSC на паре проводящих зондов, расположенных на расстоянии 1,5875 см. Задержка по времени между парой проводящих зондов была измерена и равнялась 42 мкс, что соответствовало скорости расширения плазмы 378 м/с, которая, в среднем, составила скорость звука 343 м/с по множеству измерений.
На фиг. 23 показана нормализованное по интенсивности наложение видимых частей спектра образцов плазмы, сформированных при воспламенении большим током при низком напряжении твердых топлив 100 мг Ti + 30 мг ШО и 100 мг Си + 30 мг ШО, оба закрыты в чашке DSC, по сравнению со спектром излучения Солнца на поверхности Земли. Наложение демонстрирует, что все источники излучают излучение абсолютно черного тела приблизительно 5000-6000 К, но излучение абсолютно черного тела твердого топлива (перед нормализацией) более чем в 50 000 раз более интенсивно чем свет Солнца на поверхности Земли.
На фиг. 24 показан сигнал быстрого фотодиода, как функция времени, снимающий эволюцию свечения после события воспламенения твердого топлива 100 мг Ti + 30 мг ШО, закрытого в чашку DSC. Полная ширина по времени на половине максимальной силы света, измеренная быстрым фотодиодом, составила 0,5 мс.
На фиг. 25 показана видимая часть спектра плазмы, сформированной при воспламенении большим током при низком напряжении твердого топлива в виде парафина закрытого в чашку DSC, снятая на расстоянии 427 см от взрыва. Этот источник также излучает как абсолютно черное тело приблизительно при 5000-6000 К, аналогично спектрам Солнца и твердых топлив на основе ШО, показанных на фиг. 23.
На фиг. 26А-В показаны видимые части спектра с высоким разрешением в области спектра линии Н а Балмера, измеренной, используя спектрометр Jobin Yvon Horiba 1250 М со щелью 20 мкм. (А) полная ширина на половине максимума (FWHM) линии 632,8 нм HeNe лазера составила 0,07 А, что подтверждает высокую спектральную разрешающую способность. (В) линия Н а Балмера от излучения воспламенившегося твердого топлива из 100 мг Си + 30 мг ШО закрытого в чашку DSC, находилась на 22,6 А, в соответствии с электронной плотностью 3,96 X 1023/ш3. Линия была сдвинута на +1,2 А. Плазма была почти полностью ионизирована при температуре абсолютно черного тела 6000 К. Ширину линии Н а Балмера от излучения воспламенившегося твердого топлива из 100 мг Ti +, 30 мг ШО, закрытого в чашку DSC, нельзя было измерить из-за чрезмерной ширины,
значительно большей чем 24 А, соответствующих 100 % ионизированной плазмы при температуре абсолютно черного тела по меньшей мере 5000 К.
На фиг. 27 показан спектр плотности оптической энергии (от 350 нм до 1000 нм) измеренный спектрометром Ocean Optics путем временной интеграции спектра плотности энергии за период времени 5 с, чтобы собрать всю оптическую энергию от импульса светового излучения на 0,5 мс воспламенившегося твердого топлива из 100 мг Ti + 30 мг ШО, закрытого в чашку DSC. Плотность энергии, записанная на расстоянии 353,6 см, полученная, интегрируя спектр плотности энергии, составила 5,86 Дж/м2.
На фиг. 28 показан калибровочный спектр эмиссии (0-45 нм) импульсного разряда высокого напряжения в воздухе (100 mTorr) с W электродами, записанный, используя спектрометр EUV скользящего падения с решеткой 600 линий/мм и А1 фильтрами, представляющий, что только известные линии кислорода и азота и пик нулевого порядка наблюдались при отсутствии континуума.
На фиг. 29 показаны спектры эмиссии (0-45 нм) плазмы проводящей гранулы NiOOH, воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое напряжение АС меньше, чем 15 V, записанные только с двумя А1 фильтрами и дополнительно с кварцевым фильтром. Только EUV проходит через А1 фильтры, и свет EUV блокируется кварцевым фильтром. Континуум сильного EUV со вторичной ионной эмиссией наблюдался в области 17-45 нм с характерной впадиной характеристики А1 фильтра 10 -17 нм, как показано на фиг. 17А. Спектр EUV (0-45 нм) и интенсивный пик нулевого порядка, был полностью вырезан кварцевым фильтром, что подтверждает, что плазменное излучение твердого топлива представляло собой EUV.
На фиг. 30 показан спектр эмиссии (0-45 нм) для эмиссии плазмы гранулы 3 миллиметра из проводящего топлива Ag(10%)-Cu/BaL; 2ШО воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое напряжение переменного тока меньше, чем 15 V, записанный с двумя А1 фильтрами с наложенным расширением для представления деталей. Континуум сильного EUV со вторичной ионной эмиссией наблюдался в области 17 - 45 нм с характерной впадиной характеристики А1 фильтра 10-17 нм, как показано на фиг. 17 А.
На фиг. 31 показан спектр эмиссии (0-45 нм) для эмиссии плазмы гранулы 3 миллиметра из проводящего топлива Ag(10%)-Cu/BaL; 2ШО воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое напряжение переменного тока меньше, чем 15 V, записанный с двумя А1 фильтрами с наложенным расширением для представления деталей. Континуум сильного EUV со вторичной ионной эмиссией наблюдался с отсечкой на 10,1 нм, как прогнозировалось в соответствии с уравнениями (230) и (233), который
был передан фильтром из циркония, как показано на фиг. 17В.
На фиг. 32 показан спектр эмиссии (0-45 нм) для эмиссии плазмы из парафина закрытого в чашке DSC, воспламенявшегося источником большого тока, имеющим пиковое напряжение АС меньше, чем 15 V, записанный только с двумя А1 фильтрами и дополнительно с кварцевым фильтром. Наблюдался пик EUV нулевого порядка. Пик нулевого порядка был полностью вырезан кварцевым фильтром, что подтверждает, что плазменное излучение твердого топлива представляло собой EUV.
На фиг. 33 показаны спектры эмиссии (0-45 нм) для эмиссии плазмы проводящей гранулы NiOOH, воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое напряжение АС меньше, чем 15 V, записанные только с двумя А1 фильтрами и дополнительно с кварцевым фильтром. Наблюдался чрезвычайно интенсивный пик нулевого порядка и континуум EUV наблюдался из-за фотонного рассеивания EUV массивной эмиссии и большой ширины щели 100 мкм. Эмиссия содержала 2,32 X 107 подсчетов фотонов, которые соответствовали полной энергии 148 Дж излучения EUV, скорректированной по расстоянию и телесному углу. Спектр EUV (0-45 нм) и пик нулевого порядка были полностью вырезаны кварцевым фильтром, что подтверждает, что плазменное излучение твердого топлива представляло собой EUV.
На фиг. 34 показаны спектры эмиссии (0-45 нм) для эмиссии плазмы 5 мг энергетически эффективного материала NH4NO3 закрытого в проводящий чашке DSC из А1, воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое напряжение АС меньше, чем 15 V, записанный только с двумя А1 фильтрами и дополнительно с кварцевым фильтром. Наблюдался чрезвычайно интенсивный пик нулевого порядка как показано в результате сравнения с излучением сжатого разряда Ш (нижний след). Эмиссия соответствовала 125 Дж излучения EUV, скорректированной по расстоянию и телесному углу. Спектр EUV (0-45 нм) и пик нулевого порядка, были полностью вырезаны кварцевым фильтром, что подтверждает, что плазменное излучение твердого топлива представляло собой EUV.
На фиг. 35 представлена иллюстративная модель непрерывного спектра EUV фотосферы белого карлика, используя температуру 50 000 К и избыточное количество Не/Н = 10"5, представляющая Не II и Н I спектральные серии поглощения Лаймана для линий 22,8 нм (228 А) и 91,2 нм (912 А), соответственно. Из М. A. Barstow and J. В. Holberg, Extreme Ultraviolet Astronomy, Cambridge Astrophysics Series 37, Cambridge University Press, Cambridge, (2003).
На фиг. 36 представлены записанные Skylab (спектрометр обсерватории Гарвардского колледжа) средние значения крайних ультрафиолетовых спектров Солнца в
протуберанце (Верхний), в тихом центре Солнца (Средний), и в короне выше края диска Солнца (Нижняя часть) от М. Stix, The Sun, Springer-Verlag, Berlin, (1991), Figure 9.5, p. 321. В спектре тихого центра Солнца континуум от 91,2 нм до более длинных длин волн, как ожидается, будет более выраженным и наблюдается, несмотря на затухание в газах короны. Континуум был значительно уменьшен в протуберанце и в короне в которых, концентрация Н была сильно уменьшена и отсутствовала, соответственно. Излучение из хромосферных линий и континуум также сильно ослаблялись в короне. Самые сильные линии в спектре короны и в меньшей степени, в протуберанце, умножают количество ионизированных ионов, таких как диполи Ne VIII, Mg X, или Si XII, что могло быть вызвано поглощением высокоэнергетического непрерывного излучения, а не тепловым возбуждением. Из Е. М. Reeves, Е. С. М. Huber, G. J. Timothy, "Extreme UV spectroheliometer on the Apollo telescope mount", Applied Optics, Vol. 16, (1977), pp. 837-848.
На фиг. 37 представлено кольцо из темного вещества в кластере галактики. Это составное изображение объекта космического телескопа Hubble представляет призрачное "кольцо" из темного вещества в кластере галактики О 0024+17. Это кольцо до настоящего времени представляет собой одну из самых сильных частей доказательства существования темного вещества, ранее неизвестного вещества, которое пропитывает вселенную. Любезно предоставлено NASA/ESA, M.J. Jee and Н. Ford (Johns Hopkins University), Nov. 2004.
Здесь раскрыты каталитические системы для высвобождения энергии из атомарного водорода, для формирования более низких состояний энергии, в которых электронная оболочка находится в более низком положении относительно ядра. Высвобожденная энергия используется для генерирования энергии и, кроме того, новые частицы водорода и соединения представляют собой желательные продукты. Такие состояния энергии прогнозируются классическими физическими законами и требуют катализатора для приема энергии от водорода, для выполнения соответствующего перехода с высвобождением энергии.
Классическая физика дает решения закрытой формы атома водорода, иона гидрида, молекулярного иона водорода и молекулы водорода, и прогнозирует соответствующую разновидность, имеющую дробные основные квантовые числа. Используя уравнения Максвелла, была выведена структура электрона, как задача граничного значения, в которой электрон содержит ток источника для изменяющихся по времени электромагнитных полей во время переходов с тем ограничением, что связанный электрон в состоянии П= 1 не может излучать энергию. Реакция, прогнозируемая решением атома Н, связана с резонансной, безизлучательной передачей энергии из стабильного в
остальном отношении атомарного водорода катализатору, который имеет возможность приема энергии для формирования водорода с более низкими состояниями энергии, чем ранее считалось возможным. В частности, классическая физика прогнозирует, что для атомарного водорода может происходить каталитическая реакция с определенными атомами, эксимерами, ионами и двухатомными гидридами, которые обеспечивают реакцию с суммарной энтальпией, равной целочисленному кратному потенциальной
энергии атомарного водорода, Eh = 27.2 eV где Eh представляет собой один Хартри. При
этом требуется, чтобы особые частицы (например, Не+, Ar+, Sr+, К, Li, НС1, и NaH, ОН, SH, SeH, образующаяся ШО, пН (п = целое число)), которые могут быть идентифицированы на основе их известных уровней энергии электронов, должны присутствовать вместе с атомарным водородом для катализа процесса. В ходе реакции происходит безизлучательный перенос энергии, сопровождаемый континуальным излучением q=\3.6 eV или переносом q=\3.6 eV к Н для формирования чрезвычайно горячего, возбужденного, Н и атома водорода, который имеет более низкую энергию, чем непрореагировавший атомарный водорода, что соответствует дробному главному квантовому числу. Таким образом, в формуле для главных уровней энергии атома водорода:
ё 13.598 eV
(1)
О П
П= 1,2,3,... (2)
гдеан представляет собой радиус Бора для атома водорода (52,947 pm), е
представляет собой магнитуду заряда электрона, и ео представляет собой значение
диэлектрической проницаемости вакуума, дробные квантовые числа:
111 1 П 1--- ..р. гдер представляет собой целое число < 137 (3)
заменяют хорошо известный параметр п=целое число (integer) в уравнении Ридберга для
возбужденных состояний водорода и представляют атомы водорода в более низком
состоянии энергии, которое называется "гидрино". Затем, аналогично возбужденному
состоянию, которое имеет аналитическое решение уравнений Максвелла, атом гидрино
также содержит электрон, протон и фотон. Однако, электрическое поле последних
увеличивает связь, соответствующую десорбции энергии вместо уменьшения
центрального поля с абсорбцией энергии, как в возбужденном состоянии, и получаемый в
результате взаимодействия фотона электрон гидрино является скорее стабильным, а не
излучающим.
являются излучающими,
Состояние водорода П = 1 и состояния водорода П -
integer
но переход между двумя излучающими состояниями, например из П=\ в /7=1/2, возможен через безизлучательный перенос энергии. Водород представляет собой специальный случай стабильных состояний, заданных уравнениями (1) и (3), в котором соответствующий радиус водорода или атома гидрино определяется следующим образом
Г = ^- (4) Р
Где р= 1,2,3,.... Для сохранения энергии, энергия должна быть передана от атома
водорода катализатору в единицах т- 27.2 eV (5)
и радиус переходов в
В реакциях катализатора происходят два этапа
171+ р
высвобождения энергии: безизлучательный перенос энергии в катализатор, после чего происходит дополнительное высвобождение энергии по мере уменьшения радиуса до соответствующего стабильного конечного состояния. Считается, что степень катализа повышается по мере приближения суммарной энтальпии реакции к значению т ¦ 21.2 eV. Было определено, что катализаторы, имеющие суммарную энтальпию реакции в пределах ±10%, предпочтительно ±5% от т ¦ 21.2 eV, пригодны для большинства вариантов применения. В случае катализаторов для перехода атомов гидрино в более низкие состояния энергии суммарная энтальпия реакции т ¦ 21.2 eV (уравнение (5)) релятивистически корректируется тем же фактором, что и потенциальная энергия атома. Таким образом, общая реакция задается следующими формулами:
ти-27.2 eV + Catq++H
-^Cat{q+r)++re+H*
(т + р)
+ т -27.2 eV
(6)
(т + р)
(т + р)
+ [(т + pf -р2]ЛЗ.веУ-т-27.2 eV
(7)
СсП^гУ +re ^CatqX + т-212 eV
и (8)
общая реакция представляет собой:
+ [(т + pf -р2]Л3.6 eV
(9)
q, г, т и р представляют собой целые числа.
(т + р)
имеет радиус атома
водорода (соответствующий 1 в знаменателе) и центральное поле представляет собой
эквивалент для (т + р) полей протона, и
(т+р)_
представляет собой
соответствующее стабильное состояние с радиусом
(т + р)
для Н. По мере радиального 1
(т + р)
ускорения электрона от радиуса атома водорода до радиуса \ / этого расстояния, высвобождается энергия, как характерное излучения света, или как кинетическая энергия третьего тела. Излучение может быть в форме крайнего ультрафиолетового постоянного
излучения, имеющего отсечку на
[(т+ р)2 - р2 - 2т]
распространяющегося на более длинные длины волн. В дополнение к излучению, может происходить резонансный перенос кинетической энергии для формирования быстрых Н.
Последующее возбуждение этих быстрых атомов Н^П=\) в результате столкновений с фоновым Н2, приводит к эмиссии соответствующих Н[п = ъ) быстрых атомов и
уширению эмиссии а Балмера. В качестве альтернативы, быстрый Н представляет собой прямой продукт Н или гидрино, используемый в качестве катализатора, в котором прием резонансного переноса энергии относится скорее к потенциальной энергии, а не к энергии ионизации. Сохранение энергии приводит к получению протона с кинетической энергией, соответствующей одной половине потенциальной энергии в предыдущем случае, и иона катализатора в, по существу, состоянии покоя, в последнем случае. Рекомбинационное излучение Н для быстрых протонов приводит к росту расширенного излучения а Балмера, которое является непропорциональным запасу горячего водорода, что соответствует избытку баланса энергии.
В настоящем раскрытии такие термины, как реакция гидрино, катализ Н, реакция катализа Н, катализ со ссылкой на водород, реакция водорода для формирования гидрино, и реакция формирования гидрино все относятся к такой реакции, как реакция в
уравнениях (6-9)) катализатора, определенного уравнением (5) с атомарным Н, для формирования состояния водорода, имеющего уровни энергии, заданные уравнениями (1) и (3). Соответствующие термины, такие как реагенты гидрино, реакционная смесь гидрино, смесь катализатора, реагенты для формирования гидрино, реагенты, которые производят или формируют водород с более низким состоянием энергии или гидрино, также используются взаимозаменяемо со ссылкой на реакционную смесь, которая выполняет катализ Н до состояний Н, или состояний гидрино, имеющих уровни энергии, заданные уравнениями (1) и (3).
Каталитические переходы водорода с низкой энергией, в соответствии с настоящим раскрытием, требуют катализатора, который может быть в форме эндотермической химической реакции целочисленного ГП кратного потенциальной энергии
некатализированного атомарного водорода 27.2 QV который принимает энергию из атомарного Н для обеспечения перехода. Эндотермическая каталитическая реакция может представлять собой ионизацию одного или больше электронов из таких разновидностей,
как атом или ион (например, /77= 3 для Li -" Li2+) и может дополнительно содержать согласованную реакцию разрыва связей с ионизацией одного или больше электронов из
одной или больше структур исходной связи (например, для /77= 2 для Л/аН -" Л/а2+ + Н).
удовлетворяет критериям катализатора химической или физической обработки с изменением энтальпии, равным целочисленному кратному 27.2 QV поскольку он ионизируется при 54.417 чх0 составляет 2 27.2 QV Целое количество атомов водорода также может использоваться, как катализатор целочисленного кратного для энтальпии 27.2 &V с атомами водорода Н{\1 р) р = 1,2,3,...137 могут происходить
дополнительные переходы до более низких состояний энергии, которые заданы уравнениями (1) и (3), в которых переход одного атома катализируется одним или больше дополнительными Н атомами, которые резонансно и безизлучательно принимают т ¦ 27.2 eV с сопутствующим противоположным изменением его потенциальной энергии. Общее
уравнение для перехода Н{\1 р)в н{\ /(/77+ pj), индуцированное резонансным переносом да • 27.2 е?в Н{\1 p'j, представлено следующим образом:
#(l / р') + Я(l / р) -> Н + Я(l / О + р)) + [2рт + т2 - р,2+1] ¦ 13.6 eV (10)
Атомы водорода могут использоваться, как катализатор, в котором т = 1, ш = 2ии = 3 для одного, двух и трех атомов, соответственно, действующих, как катализатор для
других. Степень для двух атомов катализатора 2/"/ может быть высокой, когда
чрезвычайно быстрый Н сталкивается с молекулой для формирования 2Н, в котором два атома резонансно и безизлучательно принимают 54.4 QV ох третьего атома водорода -партнера по столкновению. Используя тот же механизм, коллизия двух горячих Ш приводит к использованию ЗН в качестве катализатора 3-27,2 eV для четвертого. В соответствии с прогнозами, наблюдается продолжение EUV на 22,8 нм и 10,1 нм, чрезвычайное расширение (> 100 eV) а линий Балмера, чрезвычайно возбужденные
состояния Н, получаемый газ Н2{^14-), и большое высвобождение энергии наблюдается в
соответствии с прогнозами.
Н(1/4) представляет собой предпочтительное состояние гидрино на основе его многополярности и правил выбора для его формирования. Таким образом, в случае, когда формируется Н(1/3), переход к Н(1/4), может быстро происходить с катализом от Н, в соответствии с уравнением (Ю). Аналогично, Н(1/4) представляет собой предпочтительное состояние для энергии катализатора, больше чем или равной 81,6 eV, что соответствует ш=3 в уравнении (5). В таком случае перенос энергии в катализатор содержит 81,6 eV, который формирует промежуточное значение Н * (1/4) по уравнению (7), а также как целочисленное значение для 27,2 eV в результате ослабления промежуточного значения. Например, катализатор, имеющий энтальпию 108,8 eV, может сформировать Н * (1/4), принимая 81,6 eV, а также 27,2 eV из энергии затухания Н *(1/4) 122,4 eV. Остающаяся энергия затухания 95,2 eV высвобождается в окружающую среду для формирования предпочтительного состояния Н (1/4), которая затем вступает в реакцию для формирования Ш (1/4).
Соответствующий катализатор, поэтому, может обеспечивать суммарную положительную энтальпию реакции т ¦ 27.2 eV. Таким образом, катализатор резонансно принимает безизлучательный перенос энергии из атомов водорода и высвобождает энергию в окружающую среду для влияния на электронные переходы для дробных уровней квантовой энергии. В следствие безизлучательного переноса энергии атом водорода становится нестабильным и излучает дополнительную энергию, до тех пор, пока он не достигнет более низкого энергетического безизлучательного состояния, имеющего главный уровень энергии, заданный уравнениями (1) и (3). Таким образом, катализатор высвобождает энергию из атома водорода с соответствующим уменьшением размера
атомов водорода, Гп = ПЭн где П задано уравнением (3). Например, катализ Н(п=\) до Н(п=1/ 4) высвобождает 204 &V и радиус водорода уменьшается от Э до - Эн.
Продукт катализа hi{\l pj также может реагировать с электроном, для формирования иона гидрида гидрино Н~(l/ р), или два Н{\1 р) могут реагировать для формирования соответствующего молекулярного гидрино Н2 (\ I р). В частности, продукт катализа Н{\1 р), также может реагировать с электроном для формирования
нового иона гидрида
н(\/р)
со связующей энергией
Ев-
8ЯЛ
1 + > /ф + 1)
щеЬ,
1 + yjs(s + 1)
(П)
гдер = целое число > 1, S = 1 / 2,Й представляет собой редуцированную постоянную Планка, juo представляет собой проницаемость вакуума, ГПе представляет собой массу
электрона, ju представляет собой уменьшенную массу электрона, определенную по
формуле /л
е р
, где Р представляет собой массу протона, 0 представляет собой
+ т.
радиус Бора, и ионный радиус равен /j = - |l + yjs^S+ 1) j. Из уравнения (11), расчетная
энергия ионизации иона гидрида составляет 0.75418 eV, и экспериментальное значение
равно 6082.99 ± 0.15 ОТГ1 (0,75418 eV). Связующие энергии ионов гидрида гидрино могут быть измерены с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS).
Сдвиг в сторону повышения энергии пиков NMR представляет собой прямое свидетельство существования состояния с более низкой энергией водорода с уменьшенным радиусом относительно обычного иона гидрида и имеющего увеличение диамагнитной защиты протона. Этот сдвиг задан суммой вкладов диамагнетизма двух электронов и поля фотона магнитуды р (Mills GUTCP, уравнение (7.87)):
(l+ р"2) = -(р29.9+ р21.59Х 10"3)ppm(i2)
где первый член относится к Н при р = 1 и р = целое число > 1 для Н~ (l I р) и а
представляет собой постоянную структуру. Прогнозируемые гидрино гидридные пики являются чрезвычайно сдвинутыми в сторону сильного поля относительно обычного иона
гидрида. В одном варианте осуществления пики сдвинуты в сторону сильного поля TMS. Сдвиг NMR относительно TMS может быть больше, чем известно, для по меньшей мере одного из обычных Н", Н, Ш, или Н+ отдельно или содержащего соединение. Сдвиг может быть больше, чем по меньшей мере одно из 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 и -40 ррш. Диапазон абсолютного сдвига относительно отдельного протона, в котором сдвиг TMS составляет приблизительно -31,5 относительно отдельного протона, может составлять - (р29,9 + р22,74) ррш (уравнение (12)) в пределах диапазона приблизительно по меньшей мере одного из ±5 ррш, ±10 ррш, ±20 ррш, ±30 ррш, ±40 ррш, ±50 ррш, ±60 ррш, ±70 ррш, ±80 ррш, ±90 ррш и ±100 ррш. Диапазон абсолютного сдвига относительно отдельного протона может составлять - (р29,9 + р21,59 X 10"3) ррш (уравнение (12)) в пределах диапазона приблизительно по меньшей мере одного из приблизительно от 0,1 % до 99%, от 1 % до 50%, и от 1% до 10%. В другом варианте осуществления наличие частиц гидрино, таких как атом гидрино, ион гидрида или молекула в твердой матрице, такой как матрица гидроокиси, такая как NaOH или КОН, обеспечивает сдвиг протонов матрицы в сторону сильного поля. При этом может происходить взаимный обмен протонами матрицы, такими как NaOH или КОН. В одном варианте осуществления сдвиг может привести к тому, что пик матрицы будет находиться в диапазоне от приблизительно -0,1 ррш до -5 ррш относительно TMS. Определение NRM может содержать вращение под магическим углом, 1Н в ядерной магнитной резонансной спектроскопии (MAS lH NRM).
Н\/р Н\/р
может реагировать с протоном, и два могут реагировать для
формирования Н2 (l / р) и Н2 Р) > соответственно. Ион молекулярного водорода и
молекулярное изменение и функции плотности тока, расстояния связей и энергии были решены Лаплассом в эллипсоидальных координатах с ограничением отсутствия излучения.
<'-^i> +"-^K+"-'^f> -° ^
Общая энергия Ет иона молекулярного водорода, имеющее центральное поле + ре в каждом фокусе вытянутой сфероидной молекулярной орбитали, представляет собой следующее:
ЕТ = ~Р2
8ЯЕ аи
о Н
(41пЗ-1-21пЗ)
1-Й
= -/16.13392 eV - /0.118755 eV
Где Р представляет собой целое число, с представляет собой скорость света в вакууме, и ju представляет собой уменьшенную массу ядра. Общая энергия молекулы водорода, имеющей центральное поле + ре в каждом фокусе вытянутой сфероидной молекулярной орбитали, представляет собой
8яе ап
о 0
2y/2-S + - 2
V2 + 1 V2-I
2h^
Aneal
m с2
ЕТ = -P2
(15)
VP)
8ЯЕ
1 +
= -/31.351 eV -/0.326469 eV
Энергия диссоциации связи Ев, молекулы водорода Н2 (\ I р) представляет собой
разницу между общей энергией соответствующих атомов водорода и Ет ED = E(2H(V р))-Ет (16), где
Е(2Н(\ /р)) = -р227.20 eV (17)
задано уравнениями (16-17) и (15): Е. "2
D - - р 21.20 eV- Ет
-р227.20 е\/-(-р231.351 eV-р30.326469 ev) р24.151 eV+ р30.326469 eV
Н2 (\ I р) может быть идентифицировано рентгеновской фотоэлектронной
спектроскопией (XPS), в которой продукт ионизации в дополнение к ионизированному электрону может представлять собой по меньшей мере одну из возможностей, таких как которые содержащие два протона и электрон, атом водорода (Н), атом гидрино,
молекулярный ион, молекулярный ион водорода и Н2 (\ I р) , в котором энергии могут
быть сдвинуты матрицей.
NMR получаемого в результате катализа газа обеспечивает дефинитивный тест теоретически прогнозируемого химического сдвига Н2{^1 р) • В общем, резонанс NMR
для Г7 II/ р I прогнозируется со смещением в сторону сильного поля по сравнению
В А/?
= -(^28.01 + р21.49 ХЮ^ррт (20)
где первый член относится к Н2 с Р = 1 и р = целое число > 1 для Н2{\1 р).
Экспериментальный абсолютный резонансный сдвиг газовой фазы Н2 -28,0 ррш отлично
согласуется с прогнозируемым абсолютным сдвигом газовой фазы -28,01 ррш (уравнение (20)). Прогнозируемые молекулярные пики гидрино в чрезвычайной степени сдвинуты в сторону сильного поля относительно обычного Ш. В одном варианте осуществления эти пики сдвинуты в сторону сильного поля TMS. Сдвиг NMR относительно TMS может быть больше чем известно для по меньшей мере одного обычного Н", Н, Ш или Н + отдельно или содержащего соединение. Сдвиг может быть больше, чем по меньшей мере один из 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 и -40 ррш. Диапазон абсолютного сдвига относительно одиночного протона, в котором сдвиг TMS составляет приблизительно -31,5 ррш относительно одиночного протона, может составлять - (р28,01 + р22,56) ррш (уравнение (20)) в пределах диапазона приблизительно по меньшей мере
одного из ± 5 ррш, ±10 ррш, ±20 ррш, ±30 ррш, ±40 ррш, ±50 ррш, ±60 ррш, ±70 ррш, ±80 ррш, ±90 ррш и ±100 ррш. Диапазон абсолютного сдвига относительно отдельного протона может составлять - (р28,01 + р21,49 X 10"3) ррш (уравнение (20)) в пределах диапазона приблизительно по меньшей мере от одного из приблизительно от 0,1 % до 99%, от 1% до 50%, от 1% до 10%.
Вибрационные энергии для значений переходов от v = 0 до и = 1 молекул типа водорода Н2{\1 р) составляют
?ий = р2 0.515902 eV (21) где Р представляет собой целое число.
Колебательно-вращательные Энергии ^rot, для значений переходов от J до J + 1 молекул типа водорода Н2(\/ р) составляют
Еш = EJ+r ~ EJ = j[j +1] = P2 (J +1)0'01509 eV (22>
где P представляет собой целое число и I представляет собой момент инерции. Колебательно-вращательное излучение для Н2 (\14) наблюдали для молекул, возбужденных электронным лучом в газах и захваченных в твердой матрице.
Зависимость $ вращательных энергий приводит к обратной зависимости Р межъядерного расстояния и к соответствующему влиянию на момент инерции А Прогнозируемое межъядерное расстояние 2С' для Н2{\1 р)составляет
a 4l
2с' = -? (23)
По меньшей мере одна из вращательной и вибрационной энергий Ш (1/р) может быть измерена по меньшей мере одной из спектроскопии с эмиссией, возбужденной электронным лучом, Рамановской спектроскопии и инфракрасной спектроскопии преобразования Фурье (FTIR). Ш (1/р) может быть захвачено в матрице для таких измерений, как в по меньшей мере одно из МОН, MX и М2СО3 (М = щелочь; X = галид) матрица.
I. Катализаторы
Прогнозируется использование Не+, Ar+, Sr±, Li, К, NaH, nH (п = целое число) и
ШО, в качестве катализаторов, поскольку они удовлетворяют критериям катализатора -химическая или физическая обработка с изменением энтальпии, равным целочисленному
кратному потенциальной энергии атомарного водорода 27.2 QV в частности,
каталитическая система обеспечивается путем ионизации ^ электронов из атома каждого
до непрерывного уровня энергии таким образом, что сумма энергий ионизации ^ электронов приблизительно составляет т -27,2 eJ7, где т представляет собой целое число. Кроме того, могут возникать дополнительные каталитические переходы, такие, как
1 11 11 1
в случае, когда вначале формируют Н (1/2): л = 2 ^ 3' 3^4' 4^5'и так далее- После
начала катализа, далее происходит автокатализ гидрино при обработке, называемой диспропорционизацией, при которой Н или Н(1/р) используется, как катализатор для другого Н, или Н (1/р') (р может быть равно р').
Водород и гидрино могут использоваться, как катализаторы. В атомах водорода
Н{\1 р) р = 1,2,3,... 137 могут происходить переходы до более низких состояний энергии,
определенных уравнениями (1) и (3), в которых переход одного атома происходит благодаря катализу от второго, который резонансно и безизлучательно принимает т -27,2 eV с одновременным противоположным изменением его потенциальной энергии. Общее
уравнение для перехода из Н{\1 р)в н(\1(т+р^, индуцированное резонансным
переносом из т- 27,2 eV до Н(\/ р'), представлено уравнением (10). Таким образом,
атомы водорода могут использоваться, как катализатор, в котором /77= 1, /77= 2 и /77=3 для одного, двух и трех атомов, соответственно, действующих, как катализатор для другого. Степень для случая с двумя или тремя атомами катализаторов может быть
оценена только при высокой плотности Н_ Но высокие плотности Н возникают достаточно часто. Высокая концентрация атома водорода, разрешающая состояния 2Н или ЗН, используемые в качестве акцептора энергии для третьего или четвертого, может быть достигнута в нескольких обстоятельствах, таких как поверхность Солнца и звезд, из-за плотности, вызванной высокой температурой и гравитацией, на металлических поверхностях, которые поддерживают множество монослоев, и в высокой степени диссоциированных плазмах, в частности, в сжатой водородной плазме. Кроме того, взаимодействие трех тел Н легко достигается, когда два атома Н возникают в результате коллизии горячего Н с Н2. Это событие обычно может легко возникнуть в плазмах, имеющих большую популяцию чрезвычайно быстрых Н. Этому свидетельствует чрезвычайная интенсивность атомарной эмиссии Н. В таких случаях перенос энергии
может возникать от атома водорода до двух других в пределах достаточной близости, которая обычно составляет несколько ангстрем через многополюсное соединение. Затем реакция между тремя атомами водорода, в результате которой два атома резонансно и безизлучательно принимают 54.4 &V ох третьего атома водорода, такого, как 2/"/^ используется, как катализатор, определяется следующими формулами
54 A eV + 2H + H^> 2Н+ +2е +Н*
> //
н 3
н 3
JtEt
+ 54AeV
2Н\ +2е -> 2H+54AeV jiiii
н 3
И общая реакция представляет собой
+ [32-12]-13.6 eV
+54.4 eV
(24)
(25) (26)
(27)
в которой
//*
н 3
J имеет радиус атома водорода и центрального поля,
81.6 + +Н*
JtEt
+ 81.6 eV
(28)
-> • 11
ЗЯ; +3е -> ЗЯ + 81.6еК
fast
Я-> Я
п 4
И общая реакция представляет собой
+ [42-12]-13.6 eV
(29) (30)
(31)
я 4
Полоса непрерывного излучения крайней ультрафиолетовой области из-за а,
посредника
для уравнения (28) прогнозируется, как имеющая отсечку в области коротких длин волн на уровне 122.4 QV (10,1 нм) и продолжается до более длинных длин волн. Такая непрерывная полоса была подтверждена экспериментально. В
общем, переход от
р - т + 1
ввиду приемлемости т ¦ 27,2 eV приводит к
получению непрерывной полосы с отсечкой в области коротких длин волн и энергией
=ет+1 )
, которая определяется следующей формулой: = /и2 13.6 eV
(32)
и > //
91.2
ran
(33)
и которая продолжается до более длинных длин волн, чем соответствующая отсечка. Непрерывные последовательности излучения 10,1 нм, 22,8 нм и 91,2 нм водорода наблюдались экспериментально в межзвездном пространстве, на Солнце и звездах типа "белые карлики".
Потенциальная энергия ШО составляет 81,6 eV (уравнение (43)) [Mills GUT]. Затем, используя тот же механизм, образующаяся молекула ШО (а не соединенный водород в твердом, жидком или газообразном состоянии), может использоваться, как катализатор (уравнения (44-47)). Возникновение полосы непрерывного излучения 10,1 нм и продолжающегося до более длинных значений длин волн, для теоретически прогнозируемых переходов Н к более низкой энергии, так называемых, состояний "гидрино", наблюдалось только из пульсирующих сжатых разрядов водорода, впервые BlackLight Power, Inc. (BLP) и было воспроизведено в Гарвардском центре астрофизики
(CfA). Возникновение непрерывного излучения в области от 10 до 30 нм, которое соответствовало прогнозируемым переходам Н в состоянии гидрино, наблюдалось только из пульсирующих сжатых разрядов водорода с оксидами металлов, которые термодинамически являются предпочтительными для восстановления Н, для формирования катализатора НОН; в то время, как те, которые не являются предпочтительными, не проявляли какого-либо непрерывного излучения, даже хотя тестированные металлы с низкой точкой плавления являются очень предпочтительными для формирования плазмы из металлических ионов, с сильными коротковолновыми непрерывными спектрами в более мощных источниках плазмы.
В качестве альтернативы, резонансный перенос кинетической энергии, для
формирования быстрых Н может возникать в соответствии с наблюдениями чрезвычайного расширения линии а Балмера, которое соответствует Н с высокой
кинетической энергией. Перенос энергии в два Н также приводит к накачке
возбужденных состояний катализатора, и быстрые Н формируются непосредственно, как определено иллюстративными уравнениями (24), (28) и (47), и используя резонансный перенос кинетической энергии.
П. Гидрино
Атом водорода, имеющий энергию связи (binding energy), заданную следующим уравнением
_. .. _ 13.6 eV /0/1Ч
Binding Energy = - (34)
(i/p)
где р представляет собой целое число, большее 1, предпочтительно от 2 до 137, представляет собой продукт каталитической реакции Н в настоящем раскрытии. Энергия связи атома, иона или молекулы, также известная как энергия ионизации, представляет собой энергию, требуемую для удаления одного электрона из атома, иона или молекулы. Атом водорода, имеющий энергию связи, определяемую в уравнении (34), ниже
_а_н_
называется "атомом гидрино" или "гидрино". Обозначение гидрино с радиусом Р , где
п Р
^н представляет собой радиус обычно атома водорода и Р представляет собой целое
Атом водорода с радиусом ^н ниже называется
число, представляет собой "обычным атомом водорода" или "нормальным атомом водорода". Обычный атомарный
водород характеризуется своей энергии связи 13,6 eV.
Гидрино формируется в ходе реакции обычного атома водорода с соответствующим катализатором, который имеет суммарное значение энтальпии реакции
да-27,2 еГ(35)
где ITI представляет собой целое число. Считается, что скорость катализа увеличивается, когда суммарная энтальпия реакции более близко согласуется с да-27,2 eV. Определили, что катализаторы, имеющие суммарную энтальпию реакции в пределах
± Ю%, предпочтительно ± 5% ох да-27,2 eV, пригодны для большинства вариантов применения.
Эти катализаторы высвобождают энергию из атома водорода с одновременным уменьшением размера атома водорода Гп = ПЭн. Например, катализ от Н(п=\) до
Н(п = 1 / 2) высвобождает 40.8 eV и радиус водорода уменьшается от н до ^ Каталитическая система предоставляется в результате ионизации ^ электронов из атома
каждый до уровня непрерывной энергии таким образом, что сумма энергий ионизации ^ электронов приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число. В качестве источника питания, энергия, получаемая в ходе катализа, намного больше, чем энергия, теряемая для катализа. Высвобождаемая энергия является большой по сравнению с обычными химическими реакциями. Например, когда происходит сгорание газов водорода и кислорода для формирования воды
Н2 {g)+l-02{g)^H20{l) ре)
известная энтальпия формирования воды составляет АН/ = -286 кДж/моль или 1-48 eV на атом водорода. В отличие от этого, каждый обычный атом водорода(Г?= 1), подвергающийся катализу, высвобождает суммарное значение 40.8 QV Кроме того,
1 11 11 1
могут возникать дополнительные каталитические переходы: Л = ^ ^ 3' 4^^^' и
так далее. Как только начинается катализ, в дальнейшем происходит автокатализ гидрино при обработке, называемой диспропорционизацией. Такой механизм аналогичен механизму катализа неорганического иона. Но, катализ гидрино должен иметь более высокую скорость реакции, чем у катализатора неорганического иона, ввиду лучшего согласования значения энтальпии к да-27,2 eV.
III. Катализаторы гидрино и продукты гидрино
Катализаторы водорода, позволяющие обеспечить суммарную энтальпию реакции приблизительно да-27,2 eJ7, где т представляет собой целое число для получения гидрино
(в результате чего, ионизируются ^ электронов из атома или иона), представлены в ТАБЛИЦЕ 1. Атомы или ионы, заданные в первом столбце, ионизируют для обеспечения суммарной энтальпии реакции да-27,2 eV, которая представлена в десятом столбце, где т представлено в одиннадцатом столбце. Электроны, которые участвуют в ионизации, получают потенциал ионизации (также называется энергией ионизации или энергией связи). Потенциал ионизации л-ого электрона атома или иона обозначен, как 1Рп и задан
CRC. То есть, например, U + 5.39172 eV Li+ + е и Ц+ + 75.6402 eV -> Li2+ + е . Первый потенциал ионизации 1РХ = 5.39172 eV, и второй потенциал ионизации
//-j* = 5.39172 eV, заданы во втором и третьем столбцах, соответственно. Суммарная
энтальпия реакции для двойной ионизации L/ 81.0319 eV представлена в десятом столбце, и /77= 3 в уравнении (5) представлено в одиннадцатом столбце.
7,72638
20,2924
9,39405
17,9644
9,39405
17,9644
39,723
59,4
5,999301
20,51514
9,8152
18,633
28,351
50,13
9,75238
21,19
30,8204
42,945
13,9996
24,3599
36,95
52,5
13,9996
24,3599
36,95
52,5
4,17713
27,285
52,6
4,17713
27,285
52,6
5,69484
11,0301
42,89
6,75885
14,32
25,04
38,3
7,09243
16,16
27,13
46,4
7,09243
16,16
27,13
46,4
7,3605
16,76
28,47
8,3369
19,43
7,34381
14,6323
30,5026
40,735
9,0096
18,6
9,0096
18,6
27,96
3,8939
23,1575
5,211664
10,00383
35,84
5,21
37,3
5,5387
10,85
20,198
36,758
5,5387
10,85
20,198
36,758
5,464
10,55
21,624
38,98
5,6437
11,07
23,4
41,4
6,15
12,09
20,63
5,9389
11,67
22,8
41,47
7,41666
15,0322
31,9373
8,9587
18,563
He+
54,4178
Na+
47,2864
71,6200
98,91
Mg2+
80,1437
Rb+
27,285
Fe3+ 54,8 54,8 2
Mo2+ 27,13 27,13 1
Mo4+ 54,49 54,49 2
In3+ 54 54 2
Ar+ 27,62 27,62 1
Sr+ 11,03 42,89 53,92 2
Ион гидрида гидрино, в соответствии с настоящим раскрытием может быть сформирован с помощью реакции источников электронов с гидрино, то есть атома
13.6 eV 1
водорода, имеющего энергию связи приблизительно :-, гдеП= -, и D представляет
П2 р
собой целое число, большее 1. Ион гидрида гидрино представлен, как Н^П=1/ р) или Н(\1 р):
н Р
н Р
+ е
+ е -> // [п = \1 р)
Н(\1р)
(37)
(38)
Ион гидрида гидрино отличается от обычного иона гидрида, содержащего обычное ядро водорода и два электрона, имеющих энергию связи приблизительно 0,8 eV. Последний ниже называется "обычным ионом гидрида" или "нормальным ионом гидрида". Ион гидрида гидрино содержит ядро водорода, включающее в себя протий, дейтерий или тритий, и два неразличимых электрона в энергией связи, в соответствии с уравнениями (39) и (40).
Связующая энергия иона гидрида гидрино может быть представлена следующей формулой:
Binding Energy =
h2y]s(s + l) Щйе2%2
1 + + Р
1 + yjs(s + 1)
(39)
где Р представляет собой целое число, большее, чем единица S= 1/2,71 представляет собой число пи, Й представляет собой репродуцированную постоянную
Планка, juo представляет собой проницаемость вакуума, ^ представляет собой массу
электрона, ju представляет собой уменьшенную массу электрона, заданную формулой
е р
где Р представляет собой массу протона, " представляет собой радиус
атома водорода, 0 представляет собой боровский радиус, и 6 представляет заряд электрона. Радиусы заданы следующей формулой:
Г2 =Г1 = aol1 + > /S(S+1)
s= -.
2 (40)
Энергия связи иона гидрида гидрино, Н (л=1/р), как функция Р, где Р представляет собой целое число, представлена в ТАБЛИЦЕ 2.
ТАБЛИЦА 2. Представление энергии связи иона гидрида гидрино Н ^П=\/ р), как
функции Р, уравнение (39).
Ион гидрида Г ( Зо)а энергия связи (eV)b Длина волны (нм)
н-н-н-н-н-н-н-н-н-н-н-н-н-
"=!)
П=\/2 П=\/3 П=\/4 П=\/5 П=\/6 П=\/7 Л=1/8 П=\/9 П=\/\0) П=\1\\) /7= 1/12) Л=1/13) 1,8660 0,9330 0,6220 0,4665 0,3732 0,3110 0,2666 0,2333 0,2073 0,1866 0,1696 0,1555 0,1435 0,7542
3,047
6,610
11,23
16,70
22,81
29,34
36,09
42,84
49,38
55,50
60,98
65,63 1644
406,9
187,6
110,4
74,23
54,35
42,25
34,46
28,94
25,11
22,34
20,33
18,89
[п=\/и)
0,1333
69,22
17,91
^ Л = 1/15)
0,1244
71,55
17,33
(л=1/1б)
0,1166
72,40
17,12
(П=1/П)
0,1098
71,56
17,33
^л =1/18)
0,1037
68,83
18,01
(л=1/19)
0,0982
63,98
19,38
(л=1/20)
0,0933
56,81
21,82
[л=1/21)
0,0889
47,11
26,32
(л=1/22)
0,0848
34,66
35,76
(л=1/23)
0,0811
19,26
64,36
(л=1/24)
0,0778
0,6945
1785
а уравнение (40)
b уравнение (39)
В соответствии с настоящим раскрытием, предоставлен ион гидрида гидрино (Н ), имеющий энергию связи в соответствии с уравнениями (39) и (40), которая больше, чем связь обычного иона гидрида (приблизительно 0,75 eV) для р= 2 вплоть до 23, и меньше
для р = 24 (Н ). Для р=2 до р = 24 по уравнениям (39) и (40), энергии связи иона гидрида представляют собой, соответственно, 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 и 0,69 eV. Примеры соединений, содержащие новый ион гидрида, также представлены здесь.
Также представлены примеры соединений, которые содержат один или больше ионов гидрида гидрино и один, или больше других элементов. Такое соединение называется "соединением гидрида гидрино".
Обычная разновидность водорода характеризуется следующими значениями энергии связи (а) ион гидрида, 0,754 eV ("обычный ион гидрида"); (Ь) атом водорода ("обычный атом водорода"), 13,6 eV; (с) двухатомная молекула водорода, 15,3 eV ("обычная молекула водорода"); (d) ион молекулярного водорода, 16,3 eV ("обычный молекулярный ион
водорода"); и (е) Н3+, 22,6 eV ("обычный ион молекулярного трехводорода"). Здесь, что
касается форм водорода, "нормальная" и "обычная" являются синонимами. В
соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего раскрытия, предусмотрено соединение, содержащее по меньшей мере одну из разновидностей атома водорода с увеличенной энергии связи, такое как (а) атом водорода, имеющий энергию
13.6 eV
fiY
связи приблизительно ^Р^ , такую как в пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 13.6 eV
, где p представляет собой целое число от 2 до 137; (Ь) ион гидрида ( Н ),
имеющий энергию связи
приблизительно Binding Energy =
h2yls(s + l)
1 + ^Ф + 1)
щ/h2 r
так, что она находится в пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 1,1 энергии связи, где р представляет собой целое число от 2 до 24; (с) {\l р); (d) молекулярный ион
22.6
тригидрино /"/3 (1/ р), имеющий энергию связи приблизительно ^-Р' , такую как в
22.6
пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 1,
riV
1р)
целое число от 2 до 137; (е) дигрино, имеющее энергию связи приблизительно
15.3
такую как в пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 1,1 , где р
представляет собой целое число от 2 до 137; (f) представляет собой молекулярный ион
дигидрино с энергией связи приблизительно
16.3
rTv
1Р)
, такую как в пределах диапазона
fiY
16.3
приблизительно от 0,9 до 1,1 , где р представляет собой целое число,
предпочтительно, целое число от 2 до 137.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего раскрытия, предусмотрено соединение, содержащее по меньшей мере одну разновидность водорода с увеличенной энергией связи, такую как (а) молекулярный ион дигидрино, имеющий общую энергию приблизительно
2е2
2/Н
4neo{2aJ
ЕТ = ~Р2
8ЯЕ аи
о Н
(41пЗ-1-21пЗ)
1 + /
m с
(41)
Апе
У Р )
= -/16.13392 eV - /0.118755 eV
такую, как в пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 1,1 общей полной энергии Ет, где Р представляет собой целое число, % представляет собой репродуцированную постоянную Планка, ГПе представляет собой массу электрона, с представляет собой скорость света в вакууме, и ju представляет собой уменьшенную массу ядра, и (Ь) представляет собой молекулу дигидрино, имеющую общую энергию приблизительно
8яе ап
о 0
> л/2"-л/2" + ^]ы^-л/2" 2 V2-1
2h^
m с2
ЕТ = -/
(42)
8яе
,Р,
1 +
= -/31.351 eV -/0.326469 eV
такую как в пределах диапазона от приблизительно 0,9 до 1,1 Ет, где Р представляет
собой целое число, и Эо представляет собой боровский радиус.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия, в котором соединение содержит отрицательно заряженные частицы водорода с увеличенной энергией связи, соединение дополнительно содержит один или больше катионов, таких
как протон, обычный Н2+, или обычный Н3+.
Здесь предусмотрен способ для подготовки соединений, содержащих по меньшей мере один ион гидрида гидрино. Такие соединения ниже называются "соединениями гидрида гидрино". Способ содержит реакцию атомарного водорода с катализатором,
- 27 eV
имеющим суммарную энтальпию реакции приблизительно , где m представляет
собой целое число, большее 1, предпочтительно целое число, меньшее 400, для получения увеличенной энергии связи атома водорода, имеющей энергию связи 13,6 eV
приблизительно ^Р^ , где Р представляет собой целое число, предпочтительно целое число от 2 до 137. Дополнительный продукт катализа представляет собой энергию. Увеличенная энергия связи атома водорода может реагировать с источником электронов, для получения иона гидрида с увеличенной энергией связи. Ион гидрида с увеличенной энергией связи может реагировать с одним или больше катионами для получения соединения, содержащего по меньшей мере один ион гидрида с увеличенной энергией связи.
Новые составы водорода, в соответствии с предметом изобретения, могут содержать:
(a) по меньшей мере одну нейтральную, положительную или отрицательную разновидность водорода (ниже называется "разновидностью водорода с увеличенной энергией связи"), имеющую энергию связи
(i) большую, чем энергия связи, соответствующая обычной разновидности водорода, или
(ii) большую, чем энергия связи любых разновидностей водорода, для которых соответствующая обычная разновидность водорода является нестабильной или не наблюдается, поскольку энергия связи обычных разновидностей водорода меньше, чем тепловая энергия в окружающих условиях (нормальная температура и давление, STP), или является отрицательной; и
(b) по меньшей мере один другой элемент. Соединения настоящего раскрытия ниже называются "соединениями водорода с увеличенной энергией связи".
(b)
В качестве "другого элемента", в этом контексте подразумевается другой элемент, чем частицы водорода с увеличенной энергией связи. Таким образом, другой элемент может представлять собой обычную разновидность водорода, или любой элемент, кроме водорода. В одной группе соединения другой элемент и частицы водорода с увеличенной энергией связи являются нейтральными. В другой группе соединений другой элемент и частицы водорода с увеличенной энергией связи являются заряженными таким образом, что другой элемент обеспечивает балансирующий заряд для формирования нейтрального соединения. Первая группа соединений характеризуется молекулярными и координатными связями; последняя группа характеризуется ионными связями.
Также предусмотрены новые соединения и молекулярные ионы, содержащие
(a) по меньшей мере одну нейтральную, положительную или отрицательную разновидность водорода (ниже "частицы водорода с увеличенной энергией связи"), имеющую общую энергию
(i) большую, чем общая энергия соответствующих обычных разновидностей водорода, или
(ii) большую, чем общая энергия любых разновидностей водорода, для которых соответствующие обычные частицы водорода являются нестабильными или не наблюдаются, из-за того, что общая энергия обычных разновидностей водорода меньше, чем тепловая энергия в окружающих условиях, или является отрицательной; и
(b) по меньшей мере один другой элемент.
Общая энергия частиц водорода представляет собой сумму энергий для удаления всех электронов из частицы водорода. Частицы водорода, в соответствии с настоящим раскрытием, имеют общую энергию, большую, чем общая энергия соответствующих обычных разновидностей водорода. Частицы водорода, имеющие увеличенную общую энергию, в соответствии с настоящим раскрытием, также называется "разновидностью водорода с увеличенной энергией связи" даже при том, что некоторые варианты осуществления частиц водорода, имеющие увеличенную суммарную энергию, могут иметь энергию связи первого электрона меньше, что энергия связи первого электрона, соответствующая обычной разновидности водорода. Например, ион гидрида по уравнениям (39) и (40) для р = 24 имеет первую энергию связи, которая меньше, чем первая энергия связи обычного иона гидрида, в то время как общая энергия иона гидрида по уравнениям (39) и (40) для р = 24 намного больше, чем общая энергия
соответствующего обычного иона гидрида.
Также здесь предусмотрены новые соединения и молекулярные ионы
(a) множество нейтральных, положительных или отрицательных разновидностей водорода (ниже называется "разновидностью водорода с увеличенной энергией связи"), имеющих энергию связи
(i) большую, чем энергия связи соответствующих обычных разновидностей водорода, или
(ii) большую, чем энергия связи любых разновидностей водорода, для которой обычные соответствующие разновидности водорода являются нестабильными или не наблюдаются, из-за того, что энергия связи обычных разновидностей водорода меньше, чем тепловая энергия в окружающих условиях или является отрицательной; и
(b) в случае необходимости, один другой элемент. Соединения настоящего раскрытия ниже называются " соединениями водорода с увеличенной энергией связи".
Частицы водорода с увеличенной энергией связи могут быть сформированы путем вступления в реакцию одного или больше атомов гидрино с одним или больше электроном, атомом гидрино, соединением, содержащим по меньшей мере одну из упомянутых разновидностей водорода с увеличенной энергией связи, и по меньшей мере один другой атом, молекулу или ион, другой, чем частицы водорода с увеличенной энергией связи.
Также предусмотрено новое соединение и молекулярные ионы, содержащие
(a) множество нейтральных, положительных или отрицательных разновидностей водорода (ниже называются "разновидностями водорода с увеличенной энергией связи"), имеющих общую энергию
(i) большую, чем общая энергия обычного молекулярного водорода, или
(ii) большую, чем общая энергия любых разновидностей водорода, для которых
соответствующая обычные частицы водорода являются нестабильными или не
наблюдаются, из-за того, что общая энергия разновидностей обычного водорода меньше,
чем тепловая энергии в окружающих условиях, или является отрицательной; и
(b) в случае необходимости, один другой элемент. Соединения, в соответствии с настоящим раскрытием ниже называются "соединениями водорода с увеличенной энергией связи".
В одном варианте осуществления предусмотрено соединение, содержащее по меньшей мере одну разновидность водорода с увеличенной энергией связи, выбранную из (а) иона гидрида, имеющего энергию связи, в соответствии с уравнениями (39) и (40), которая больше, чем связь обычного иона гидрида (приблизительно 0,8 eV) для Р=2 вплоть до 23, и меньше для р = 24 ("ион гидрида с увеличенной энергией связи" или "ион
гидрида гидрино"); (b) атом водорода, имеющий энергию связи, большую, чем энергия связи обычного атома водорода (приблизительно 13,6 eV) ("с увеличенной энергией связи атома водорода" или "гидрино"); (с) молекулу водород, имеющую первую энергию связи, больше чем приблизительно 15,3 eV ("молекула водорода с увеличенной энергией связи" или "дигрино"); и (d) молекулярный ион водорода, имеющий энергию связи, большую чем приблизительно 16,3 eV ("ион молекулярного водорода с увеличенной энергией связи "или "молекулярный ион дигрино"). В настоящем раскрытии частицы водорода с увеличенной энергией связи и их соединения также называется разновидностью водорода с более низкой энергией и их соединениями. Гидрино содержат частицы водорода с увеличенной энергией связи или эквивалентные частицы водорода с более низкой энергией.
IV. Дополнительные катализаторы МН-типа и реакции
В общем, катализаторы водорода МН типа, для получения гидрино, которые
получаются в результате разрыва соединения М-Н при ионизации ^ электронов из атома М каждого до непрерывного уровня энергии таким образом, что, сумма энергии связи и
энергии ионизации ^ электронов приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число, представлены в ТАБЛЖГЕ ЗА. Каждый катализатор МН представлен в первом столбце, и соответствующая энергия соединения М-Н представлена в столбце два. Атом М разновидностей МН, представленный в первом столбце, ионизируется для получения суммарной энтальпии реакции да-27,2 eV с добавлением энергии соединения в столбце два. Энтальпия катализатора задана в восьмом столбце, где т задано в девятом столбце. Электроны, которые участвуют при ионизации, представлены с потенциалом ионизации (также называется энергией ионизации или энергией связи). Например, энергия связи №Н 1,9245 eV показана в столбце два. Потенциал ионизации л-ого электрона атома или иона обозначен, как 1Рп и задан по CRC.
То есть, например, Л/а + 5.13908 eV -> Л/а+ + е и Л/а+ + 47.2864 eV -> Л/а2+ + е . Первый
потенциал ионизации /Я^ = 5.13908 eV и второй потенциал ионизации 1Р2 =47.2864 eV,
заданы во втором и третьем столбцах, соответственно. Суммарная энтальпия реакции для
разрыва соединения №Н и двойной ионизации составляет 54.35 &V как
представлено в восьмом столбце, и /77=2 в уравнении (35), как показано в девятом столбце. Энергия связи ВаН составляет 1,98991 eV и IPi, IP2 и 1Рз составляют 5,2117 eV, 10,00390 eV и 37,3 eV, соответственно. Суммарная энтальпия реакции для разрыва связи
ВаН и тройной ионизации Ва составляет 54,5 eV, как задано в восьмом столбце, и ш=2 в уравнении (35), как задано в девятом столбце. Энергия связи SrH составляет 1,70 eV и IPi, IP2, IPs, 1Р4 и 1Р5 составляют 5,69484 eV, 11,03013 eV, 42,89 eV, 57 eV и 71,6 eV, соответственно. Суммарная энтальпия реакции для разрыва связи SrH и ионизации Sr в Sr5 + составляет 190 eV, как задано в восьмом столбце, и ш=7 в уравнении (35), как показано в девятом столбце.
ТАБЛИЦА ЗА. Катализаторы водорода типа МН, выполненные с возможностью обеспечения суммарной энтальпии реакции приблизительно да-27,2 eV. Значения энергии представлены в eV.
Катали-
Энергия
IPi
IP2
IPs
IP4
IPs
Энталь-
затор
связи М-Н
пия
А1Н
2,98
5,985768
18,82855
27,79
AsH
2,84
9,8152
18,633
28,351
50,13
109,77
ВаН
1,99
5,21170
10,00390
37,3
54,50
BiH
2,936
7,2855
16,703
26,92
CdH
0,72
8,99367
16,90832
26,62
С1Н
4,4703
12,96763
23,8136
39,61
80,86
СоН
2,538
7,88101
17,084
27,50
GeH
2,728
7,89943
15,93461
26,56
InH
2,520
5,78636
18,8703
27,18
NaH
1,925
5,139076
47,2864
54,35
NbH
2,30
6,75885
14,32
25,04
38,3
50,55
137,26
4,4556
13,61806
35,11730
53,3
4,4556
13,61806
35,11730
54,9355
108,1
4,4556
13,61806 + 13,6 KE
35,11730 + 13,6 KE
80,39
RhH
2,50
7,4589
18,08
28,0
RuH
2,311
7,36050
16,76
26,43
3,67
10,36001
23,3379
34,79
47,222
72,5945
191,97
SbH
2,484
8,60839
16,63
27,72
SeH
3,239
9,75239
21,19
30,8204
42,9450
107,95
SiH
3,040
8,15168
16,34584
27,54
SnH
2,736
7,34392
14,6322
30,50260
55,21
SrH
1,70
5,69484
11,03013
42,89
71,6
190
Т1Н 2,02 6,10829 20,428 28,56
В других вариантах осуществления, катализаторы водорода МН" типа, для получения гидрино обеспечивающихся в результате переноса электрона в акцептор А,
разрыв связи М-Н плюс ионизация ^ электронов из атома М каждого до непрерывного уровня энергии таким образом, что сумма энергии переноса электронов содержит разность электронного сродства (ЕА) для МН и А, энергию связи М-Н, и значения энергий
ионизации ^ электронов из М, приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число, заданы в ТАБЛИЦЕ ЗВ. Каждый МН" катализатор, акцептор А, электронное сродство МН, электронное сродство А и энергия связи М-Н, заданы в первом, втором, третьем и четвертом столбцах, соответственно. Электроны соответствующего атома, М МН, которые участвуют в ионизации, представлены с потенциалом ионизации (также называется энергией ионизации или энергией связи) в последующих столбцах и значения энтальпии катализатора и соответствующее целое число т з показаны в последнем столбце. Например, электронное сродство ОН и Н составляет 1,82765 eV и 0,7542 eV, соответственно, таким образом, что энергия переноса электронов равна 1,07345 eV, как показано в пятом столбце. Энергия связи ОН составляет 4,4556 eV, представлена в шестом столбце. Потенциал ионизации л-ого электрона атома или иона обозначен, как
1Рп. То есть, например, 0 +13.61806 eV -> 0+ + е и 0++35.11730 eV^02+ + e.
Первый потенциал ионизации = 13.61806 eV, и второй потенциал ионизации
//^ = 35.11730 eV, заданы в седьмом и восьмом столбцах, соответственно. Суммарная
энтальпия реакции переноса электронов, разрыва связи ОН и двойной ионизации О составляет 54,27 eV, как представлено в одиннадцатом столбце, и /77= 2 в уравнении (35), как показано в двенадцатом столбце. В других вариантах осуществления катализатор для Н, для формирования гидрино, предоставляется в результате ионизации отрицательного иона таким образом, что сумма его ЕА плюс энергия ионизации одного или больше электронов приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число. В качестве альтернативы, первый электрон отрицательного иона может быть передан в акцептор после ионизации по меньшей мере еще одного электрона таким образом, что сумма энергии переноса электронов плюс энергия ионизации одного или больше электронов приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число. Акцептор электронов может представлять собой Н.
ТАБЛИЦА ЗВ. Катализаторы водорода МН" типа, выполненные с возможностью предоставления суммарной энтальпии реакции приблизительно да-27,2 eV. Значения энергии представлены в eV.
Катали-
Акцептор
Перенос Энергия
IPi
1Р2
1Рз
IP4 Энталь-
затор
(А)
(МН)
(А)
электро-
связи
пия
М-Н
он-
1,82765
0,7542
1,07345
4,4556
13,61806
35,11730
54,27
SiH"
1,277
0,7542
0,5228
3,040
8,15168
16,34584
28,06
СоН-
0,671
0,7542
-0,0832
2,538
7,88101
17,084
27,42
NiH"
0,481
0,7542
-0,2732
2,487
7,6398
18,16884
28,02
SeH"
2,2125
0,7542
1,4583
3,239
9,75239
21,19
30,8204 42,9450 109,40
В других вариантах осуществления катализаторы водорода типа МН+ для получения гидрино предоставляются в результате переноса электрона от донора А, который может
быть отрицательно заряжен, с разрывом связи М-Н, и ионизацией ^ электронов из атома М каждый для непрерывного уровня энергии таким образом, что сумма энергии переноса электронов содержит разность ионизации энергий МН и А, энергия соединения М-Н, и
значения энергии ионизации ^ электронов из М приблизительно составляет да-27,2 eV, где т представляет собой целое число.
В одном варианте осуществления катализатор содержит любые частицы, такие как атом, положительно или отрицательно заряженный ион, положительно или отрицательно заряженный молекулярный ион, молекулу, эксимер, соединение или любые их комбинации в основном состоянии или в возбужденном состоянии, которые выполнены с возможностью приема энергии да-27,2 eV, т= 1,2,3,4,.... (уравнение (5)). Считается, что скорость катализа повышается, когда суммарная энтальпия реакции близко соответствует числу да-27,2 eV. Было определено, что катализаторы, имеющие суммарную энтальпию реакции в пределах ± 10%5 предпочтительно ± 5% да-27,2 eV, пригодны для большинства вариантов применения. В случае катализа атомов гидрино для перехода в состояния малой энергии энтальпия реакции да-27,2 eV (уравнение (5)) релятивистически корректируется на тот же коэффициент, что и энергия потенциала атома гидрино. В одном варианте осуществления катализатор резонансно и без излучения принимает энергию от атомарного водорода. В одном варианте осуществления принятая энергия уменьшает магнитуду потенциальной энергии катализатора приблизительно на величину, переданную от атомарного водорода. Энергетические ионы или электроны могут быть получены в результате сохранения кинетической энергии первоначально связанных
электронов. По меньшей мере один атомарный Н используется, как катализатор, для по меньшей мере одного другого, в котором потенциальная энергия 27,2 eV акцептора нейтрализуется при переносе 27.2 eV от катализируемого донора атома Н. Кинетическая энергия катализатора Н акцептора может быть сохранена, как быстрые протоны или электроны. Кроме того, промежуточное состояние (уравнение (7)), формируемое в катализируемом Н, затухает с излучением непрерывной энергии в форме излучения или индуцированной кинетической энергии в третьем теле. Такое высвобождение энергии может привести к протеканию тока в ячейку СШТ, в соответствии с настоящим раскрытием.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одна из молекулы или положительно или отрицательно заряженного молекулярного иона используется, как катализатор, который воспринимает приблизительно да-27,2 eV от атомарного Н с уменьшением магнитуды потенциальной энергии молекулы или положительно или отрицательно заряженного молекулярного иона на величину приблизительно да-27,2 eV. Например, потенциальная энергия ШО, заданная в GUTCP Mills составляет
--81.8715 eV
(43)
Молекула, которая воспринимает да-27,2 eV от атомарного Н с уменьшением магнитуды потенциальной энергии молекулы на то же значение энергии, может использоваться, как катализатор. Например, реакция катализа (ш =3) в отношении потенциальной энергии ШО представляет собой
&\.6еГ + НО+Н\а" ]-> 2tft+0 + е+Я* ^
2 L Н J fast л
+ 81.6 eV
(44)
Я* ^ -> Я +122.4 eV 4 4
(45)
2Я+ + О + е~ -" Я О + 81.6 eV
fast I
(46)
(47)
в котором
J имеет радиус атома водорода и центрального поля,
эквивалентный 4 значениям радиуса протона, и
представляет собой
соответствующее стабильное состояние с радиусом 1/4 Н. По мере того, как происходит радиальное ускорение электрона от радиуса атома водорода до радиуса 1/4 этого расстояния, высвобождается энергия, как характерное излучение света или как кинетическая энергия третьего тела. На основе 10%-ого изменения энергии тепла испарения при переходе от состояния льда при 0°С в состояние воды при 100°С, среднее количество связей Н на молекулу воды в кипящей воде составляет 3,6. Таким образом, в одном варианте осуществления, ШО должна формироваться химически, как изолированные молекулы с соответствующей энергией активации, для того, чтобы использоваться в качестве катализатора для формирования гидрино. В одном варианте осуществления катализатор ШО представляет собой образующуюся ШО.
В одном варианте осуществления по меньшей мере один из пН, О, No, О2, ОН и ШО (п = целое число) может использоваться, как катализатор. Продукт Н и ОН, в качестве катализатора, может представлять собой Н(1/5), в котором энтальпия катализатора составляет приблизительно 108,8 eV. Продукт реакции Н и ШО, в качестве катализатора, может представлять собой Н (1/4). Продукт гидрино может дополнительно реагировать до более низких состояний. Продукт Н (1/4) и Н, в качестве катализатора, может представлять собой Н (1/5), в котором энтальпия катализатора составляет приблизительно 27,2 eV. Продукт Н (1/4) и ОН, в качестве катализатора, может представлять собой Н(1/6), в котором энтальпия катализатора составляет приблизительно 54,4 eV. Продукт Н (1/5) и Н, в качестве катализатора, может представлять собой Н(1/6), в котором энтальпия катализатора составляет приблизительно 27,2 eV.
Кроме того, ОН может использоваться, как катализатор, поскольку потенциальная энергия ОН представляет собой следующую:
= ^0.92709 eV
(48)
Разность энергии между состояниями Нр=1ир = 2 равна 40,8 eV. Таким образом, ОН может принимать приблизительно 40,8 eV от Н для его использования в качестве катализатора, для формирования Н (1/2).
Аналогично ШО, потенциальная энергия амидной функциональной группы NH2, представленной в GUTCP Mills составляет -78.77719 eV. Из CRC, АН для реакции NH2, для формирования КЫШ, рассчитанный из каждого соответствующего АН f, составляет (128,9-184,9) кДж/моль = -313,8 кДж/моль (3,25 eV). Из CRC, АН для реакции NH2, для
формирования NaNFTi, рассчитанного для каждого соответствующего AHf, составляет (123,8-184,9) кДж/моль = -308,7 кДж/моль (3,20 eV). Из CRC, АН для реакции NH2 , для формирования LiNH2, рассчитанного для каждого соответствующего AHf, составляет (179,5-184,9) кДж/моль = -364,4 кДж/моль (3,78 eV). Таким образом, суммарная энтальпия, которая может быть принята щелочными амидами MNH2 (М = К, Na, Li), используемыми в качестве катализаторов Н для формирования гидрино, составляет приблизительно 82,03 eV, 81,98 eV и 82,56 eV (m=3 в уравнении (5)), соответственно, что соответствует сумме потенциальной энергии амидной группы и энергии для формирования амида из амидной группы. Продукт в виде гидрино, такой как молекулярный гидрино, может привести к сдвигу матрицы в сторону сильного поля, наблюдаемого с использованием такого средства, как MAS NMR.
Аналогично ШО, потенциальная энергия функциональной группы H2S, заданной в, GUTCP Mills, составляет -72,81 eV. Нейтрализация этой потенциальной энергии также устраняет энергию, ассоциированную с гибридизацией оболочки 3 р. Такая энергия гибридизации 7,49 eV задана отношением орбитального радиуса гидрида и исходного атомарного радиуса орбиты, помноженным на общую энергию оболочки. Кроме того, изменение энергии оболочки S3p из-за формирования двух соединений S-H по 1,10 eV, включено в энергию катализатора. Таким образом, суммарная энтальпия катализатора H2S составляет 81,40 eV (m=3 в уравнении (5)). Катализатор H2S может быть сформирован из MHS (М = щелочь) с использованием реакции:
2MHS -> M2S + H2S (49)
Эта обратимая реакция может формировать H2S в активном каталитическом состоянии, в состоянии перехода для получения продукта H2S, который может катализировать Н в гидрино. Смесь реакции может содержать реагенты, которые формируют H2S и источник атомарного Н. Получаемый в результате продукт гидрино, такой как молекулярный гидрино, может привести к сдвигу матрицы сильного поля, наблюдаемому, используя такие средства, как MAS NMR.
Кроме того, атомарный кислород представляет собой специальный атом с двумя неспаренными электронами на одном радиусе, равном боровскому радиусу атомарного водорода. Когда атомарный Н используется, как катализатор, 27,2 eV энергии принимается таким образом, что кинетическая энергия каждого ионизированного Н, используемого, как катализатор для другого атома, составляет 13,6 eV. Аналогично, каждый из двух электронов О может быть ионизирован 13,6 eV кинетической энергии, переданной в ион О таким образом, что суммарная энтальпия для разрыва соединения О-
Н для ОН с последующей ионизацией двух внешних неспаренных электронов составляет 80,4 eV, как показано в ТАБЛИЦЕ 3. Во время ионизации ОН" до ОН, может возникать сопоставление энергии для дальнейшей реакции до Н(1/4) и О2 + + 2е", при котором 204 eV высвобождаемой энергии способствуют получению электроэнергии в ячейке СШТ. Реакция может быть представлена следующим образом:
S0AeV + OH+H
(50)
+2е +Н
(р + 3)
+ КР + 3)2 -р2]13.6 eV
(f^+le^O + mAeV
fasl
(51)
И общая реакция представляет собой
(52)
+ [0 + 3)2 -р2]13.6 eV
(Р + 3)
где /77= 3 в уравнении (5). Кинетическая энергия может также быть преобразована в горячие электроны. Наблюдение за инверсией совокупности Н в плазме водяных паров представляет собой свидетельство такого механизма. Продукт гидрино, такой как молекулярный гидрино, может привести к сдвигу матрицы в сторону сильного поля, наблюдаемому с использованием такого средства, как MAS NMR. Другие способы идентификации молекулярного продукта гидрино, такие как FTIR, Раман и XPS заданы в настоящем раскрытии.
В одном варианте осуществления, в котором кислород или соединение, содержащее кислород, участвуют в реакции окисления или реакции восстановления, О2 может использоваться, как катализатор или источник катализатора. Энергия связи молекулы кислорода составляет 5,165 eV, и первое, второе и третье значения энергии ионизации атома кислорода составляют 13.61806 eV, 35.11730 еУи 54.9355 eV, соответственно.
Реакции О -> 0+02+, О -> 0+03+и 20^-20+ обеспечивают суммарную энтальпию
приблизительно 2, 4 и 1-кратную значению соответственно, и содержат реакции катализатора для формирования гидрино, путем приема этих значений энергии из Н, для обеспечения формирования гидрино.
В одном варианте осуществления продукт в виде молекулярного гидрино наблюдается, как пик приблизительно на 1950 см"1 обратного эффекта Рамана (IRE). Этот пик увеличивается при использовании электропроводного материала, содержащего свойства шероховатости или размер частиц, сравнимый с длиной волны лазера Рамана,
который поддерживает Усиленное поверхностное рассеяние Рамана, (SERS) для представления пика IRE.
VI. Химический реактор
Настоящее раскрытие также направлено на другие реакторы для получения разновидностей и соединений водорода с увеличенной энергией связи, в соответствии с настоящим раскрытием, таких как молекулы дигидрино и соединения гидрино гидрида. Другие продукты катализа представляют собой энергию и, в случае необходимости, плазму и свет, в зависимости от типа ячейки. Такой реактор ниже называется "водородным реактором" или "водородной ячейкой". Водородный реактор содержит ячейку для получения гидрино. Ячейка для получения гидрино может принимать форму химического реактора или ячейки с газообразным топливом, такой как ячейка газового разряда, ячейка с плазменной горелкой или ячейка с микроволновой энергией, и электрохимическая ячейка. Иллюстративные варианты осуществления этой ячейки для получения гидрино могут принимать форму ячейки с жидким топливом, ячейки с твердым топливом, ячейки с гетерогенным топливом, ячейки СШТ и ячейки SF-CIHT. Каждая из этих ячеек содержит: (i) источник атомарного водорода; (ii) по меньшей мере один катализатор, выбранный из твердого катализатора, расплавленного катализатора, жидкого катализатора, газообразного катализатора или их смесей, для изготовления гидрино; и (ш) резервуар для проведения реакции водорода и катализатора для получения гидрино. Используемые здесь и рассматриваемый в настоящем раскрытии термин "водород," если
только не будет указано другое, включает в себя не только протий (^), но также и
дейтерий С^) и тритий (3^). Примеры смесей химических реакций и реакторов могут содержать SF-CIHT, СШТ, или варианты осуществления тепловой ячейки, в соответствии с настоящим раскрытием. Дополнительные иллюстративные варианты осуществления представлены в данном разделе "Химический реактор". Примеры реакционных смесей, включающих в себя ШО, в качестве катализатора, формируемой во время реакции смеси, представлены в настоящем раскрытии. Другие катализаторы, такие как показаны в ТАБЛИЦАХ 1 и 3, могут использоваться для формирования увеличенной энергии связей разновидностей водорода и соединений. Пример катализатора типа М-Н по ТАБЛИЦЕ ЗА представляет собой NaH. Реакции и условия могут быть отрегулированы на основе этих иллюстративных случаев и в параметрах, таких как реагенты, масс % реагента, давление Ш, и температура реакции. Соответствующие реагенты, условия и диапазоны параметров представляют собой те, которые представлены в настоящем раскрытии. Было показано,
что гидрино и молекулярный гидрино являются продуктами реакторов по настоящему изобретению, согласно прогнозируемым континуальным полосам излучения, целочисленно кратным 13,6 eV, необъяснимым иным образом чрезвычайно большим значениям кинетической энергии Н, измеряемым по расширению Доплеровских линий для Н линий, инверсии Н линий, формированию плазмы без поля пробоя, и аномальной длительности послесвечения плазмы, в соответствии с отчетами в Предшествующих Публикациях Миллза (Mills). Данные, такие как относящиеся к ячейке СШТ и твердым топливам, были проверены независимо в других местах другими исследователями. Формирование гидрино в ячейках, в соответствии с настоящим раскрытием также подтверждено по электроэнергии, вывод которой осуществлялся постоянно в течение продолжительного промежутка времени, которая составляла кратное значение входного электрического сигнала, который в большинстве случаев превышал входной сигнал с коэффициентом больше, чем 10, и без использования альтернативного источника энергии. Прогнозируемый молекулярный гидрино Ш(1/4) идентифицировали, как продукт ячейки СШТ и твердых топлив по MAS Н NMR, который показал прогнозируемый сдвиг в сторону сильного поля пика матрицы приблизительно на -4,4 ppm, ToF-SIMS и ESI-ToFMS, которые показали Ш(1/4) в комплексе с матрицей геттера, как m/e = М + п2 пики, где М представляет собой массу родительского иона, и п представляет собой целое число, эмиссионной спектроскопии эмиссии с возбуждением электронным пучком и эмисионной фотолюминесцентной спектроскопии, которые показали прогнозируемое вращение и вибрацию спектра Ш (1/4), имеющего 16 или квантовое число р = 4 в квадрате энергии Ш, спектроскопии Рамана и FTIR, которые показали энергию вращения Ш (1/4) 1950 см"1, которая представляет собой 16 или квантовое число р = 4 в квадрате от вращательной энергии Ш, XPS, который показал прогнозируемую общую энергию связи Ш (1/4) 500 eV, и пик ToF-SIMS с временем прибытия перед пиком т/е=1, который соответствовал Н с кинетической энергией приблизительно 204 eV, который соответствовал прогнозируемому высвобождению энергии для Н до Н (1/4) с энергией, переданной третьему телу Н, как представлено в отчетах в предшествующих публикациях Mills и в R. Mills X Yu, Y. Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, "Catalyst Induced Hydrino Transition (CIHT) Electrochemical Cell", International Journal of Energy Research, (2013) и R. Mills, J. Lotoski, J. Kong, G Chu, J. He, J. Trevey, "High-Power-Density Catalyst Induced Hydrino Transition (CIHT) Electrochemical Cell" (2014), которые включены сюда полностью посредством ссылки.
Используя одновременно калориметр водяного потока и дифференциальный сканирующий калориметр (DSC) Setaram DSC 131, подтверждали формирование гидрино
ячейками в соответствии с настоящим раскрытием, такими как, содержащие твердое топливо, с генерированием тепловой энергии, как было подтверждено путем наблюдений за тепловой энергией твердых топлив, формирующих гидрино, которая превышала максимальную теоретическую энергию с коэффициентом 60 раз. MAS Н NMR показал прогнозируемый Н2(1/4) сдвиг матрицы в сторону более сильного поля на величину приблизительно -4,4 ррш. Рамановский пик, начинающийся на 1950 см"1, соответствовал энергии вращения свободного пространства Н2(1/4) (0,2414 eV). Эти результаты были представлены в Предшествующих Публикациях Миллза и в P. R. Mills, J. Lotoski, W. Good, J. He, "Solid Fuels that Form HOH Catalyst", (2014), которые включены сюда полностью посредством ссылки.
В одном варианте осуществления реакция твердого топлива формирует ШО и Н, как продукты или промежуточные продукты реакции. ШО может использоваться как катализатор для формирования гидрино. Реагенты содержат по меньшей мере один окислитель и один восстановитель, и реакция включает по меньшей мере одну реакцию окисления-восстановления. Восстановитель может содержать металл, такой как щелочной металл. Реакционная смесь может дополнительно содержать источник водорода и источник ШО, и, в случае необходимости, может содержать такой носитель, как углерод, карбид, борид, нитрид, карбонитрил, такой как TiCN или нитрил. Носитель может содержать металлический порошок. В одном варианте осуществления носитель водорода содержит Мо или сплав Мо, такой как описан в настоящем раскрытии, такой как MoPt, MoNi, MoCu и МоСо. В одном варианте осуществления окисление носителя исключается с помощью таких способов, как выбор других компонентов реакционной смеси, которые не окисляют носитель, путем выбора неокисляющей температуры и условий реакции, и поддержание восстановительной атмосферы, такой как среда Ш, как известно специалисту в данной области техники. Источник Н может быть выбран из группы щелочных элементов, щелочноземельных элементов, переходных элементов, внутренних переходных элементов, редкоземельных гидридов и гидридов, в соответствии с настоящим раскрытием. Источник водорода может представлять собой газообразный водород, который может дополнительно содержать диссоциатор, такой как представлен в настоящем раскрытии, такой как благородный металл на подложке, такой как из углерода или глинозема, и другие, в соответствии с настоящим раскрытием. Источник воды может содержать соединения, которые дегидрируют, такие как гидроксид или комплекс гидроксида, такой как Al, Zn, Sn, Cr, Sb и Pb. Источник воды может содержать источник водорода и источник кислорода. Источник кислорода может содержать соединения, содержащие кислород. Примеры соединений или молекул представляют собой Ог, оксид
щелочного металла или щелочноземельного металла, пероксид, или супероксид, ТеОг, Se02, Р02, Р2О5, S02, S03, M2SO4, MHSO4, С02, M2S2O8, ММп04, М2МП2О4, МхНуР04 (х, у = целые числа), POBr2, МС104, MNO3, NO, N20, N02, N2O3, CI2O7 и 02 (М = щелочной ячейку; и щелочноземельный ячейку или другой катион может быть заменен М). Другие иллюстративные реагенты содержат реагенты, выбранные из группы Li, LiH, LiN03, LiNO, LiN02, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX, NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, LiOH, Li2S, LiHS, LiFeSi, Li2C03, LiHC03, Li2S04, LiHS04, Li3P04, Li2HP04, LiH2P04, Li2Mo04, LiNbOs, Li2B407 (тетраборат лития), LiB02, Li2W04, LiAlCU, LiGaCU, Li2Cr04, Li2Cr207, Li2Ti03, LiZrOs, LiA102, LiCo02, LiGa02, Li2Ge03, LiMn204, Li4Si04, Li2Si03, LiTa03, LiCuCU, LiPdCU, LiV03, LiI03, LiBr03, LiX03 (X = F, Br, CI, I), LiFe02, LiI04, LiBr04, LiI04, LiX04 (X = F, Br, CI, I), LiScO", LiTiO", LiVO", LiCrO", LiCr20", LiMn20", LiFeO", LiCoO", LiNiO", LiNi20n, LiCuOn и LiZnOn, где n=l, 2,3 или 4, оксианион, оксианион сильной кислоты, окислитель, молекулярный окислитель, такой как Уг03, I2O5, МпОг, Re207, Cr03, R11O2, AgO, PdO, Pd02, PtO, РЮ2 и NH4X, где X представляет собой нитрат или другой соответствующий анион, заданный в CRC, и восстановитель. Другой щелочной металл или другой катион может быть заменять литий. Дополнительные источники кислорода могут быть выбраны из группы МС0О2, MGaCh, M2Ge03, ММщСч, M4Si04, M2Si03, MTa03, MV03, MI03, MFe02, MI04, MC104, MScO", MTiO", MVO", MCrO", MCr20", MMn2On, MFeOn, MCoOn, MNiOn, MNi20n, MCuOn и MZnOn, где M представляет собой щелочной металл и n=l, 2, 3 или 4, оксианион, оксианион сильной кислоты, окислитель, молекулярный окислитель, такой как Уг03, I2O5, МпОг, Re207, Cr03, Ru02, AgO, PdO, Pd02, PtO, Pt02, I2O4, I2O5, I2O9, S02, S03, C02, N2O, NO, N02, N203, N2O4, N2O5, ChO, CIO2, СЬ03, СЬОб, CI2O7, РОг, Рг03 и P2O5. Реагенты могут присутствовать в любом желательном соотношении, которое формирует гидрино. Пример реакционной смеси представляет 0,33 г LiH, 1,7 г LiN03 и смесь 1 г MgH2 и 4 г порошка активированного С. Другой пример реакционной смеси состоит из ружейного пороха, такого как KN03 (75% масс), древесного угля хвойных пород дерева (который может содержать приблизительно состав с формулой С7Н4О) (15% масс) и S (10 % масс); KN03 (70,5 % масс) и древесный уголь из хвойных порог дерева (29,5 % масс) или эти отношения в пределах диапазона
приблизительно ± 1-30% масс. Источник водорода может представлять собой древесный уголь, содержащий приблизительно состав С7Н4О.
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит реагенты, которые формируют азот, двуокись углерода и ШО, в которой последняя используется, как катализатор гидрино для Н, также формируемого в ходе реакции. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит источник водорода и источник ШО, который
может содержать нитрат, сульфат, перхлорат, пероксид, такой как перекись водорода, соединение пероксида, такое как триацетона трипероксид (ТАТР) или диацетона дипероксид (DADP), который может также использоваться, как источник Н, в частности, путем добавления О2 или другого источника кислорода, такого как нитросоединение, такое как нитроцеллюлоза (APNC), кислород или другое соединение, содержащее кислород или соединение оксианиона. Реакционная смесь может содержать источник соединения или соединение, или источник функциональной группы или функциональную группу, содержащую по меньшей мере два атома из водорода, углерода, углеводорода и кислорода, соединенных с азотом. Реагенты могут содержать нитрат, нитрит, нитро-группу, и нитрамин. Нитрат может содержать металл, например нитрат щелочного металла, может содержать нитрат аммония или другие нитраты, известные для специалиста в данной области техники, такие как нитраты щелочных металлов, нитраты щелочноземельных металлов, нитраты металлов переходной группы, нитраты внутренних переходных металлов или редкоземельных металлов, или нитраты Al, Ga, In, Sn или Pb. Нитрогруппа может содержать функциональную группу из органического соединения, такого как нитрометан, нитроглицерин, тринитротолуол или аналогичное соединение, известное для специалиста в данной области техники. Пример реакционной смеси представляет собой NH4NO3 и источник углерода, такой как углеводород с длинной цепью (СпШп+г), такой как мазут, дизельное топливо, керосин, которые могут содержать кислород, такой как черная патока или сахар, или нитрогруппу, такие как нитрометан или источник углерода, такой как каменноугольная пыль. Источник Н также может содержать NH4, углеводород, такой как мазут, или сахар, в котором Н, связанный с углеродом, обеспечивает управляемое высвобождение Н. Высвобождение Н может происходить за счет реакции свободного радикала. С может реагировать с О для высвобождения Н и формирования соединений углерод-кислород, таких как СО, СОг и формиат. В одном варианте осуществления одно соединение может содержать функции для формирования азота, двуокиси углерода и ШО. Нитрамин, который дополнительно содержит функцию углеводорода, представляет собой циклометилен-тринитрамин, обычно называемый циклонитом или используя кодовое обозначение RDX. Другие иллюстративные соединения, которые могут использоваться, как по меньшей мере один из источника Н и источника катализатора ШО, такого как источник по меньшей мере одного из источника О и источника Н, представляют собой по меньшей мере один выбранный из группы нитрата аммония (AN), черного пороха (75% KNO3 + 15% древесного угля + 10% S), нитрата аммония/мазута (ANFO) (AN 94,3 % + 5,7% мазута), тетранитрат эритрита, тринитротолуол (TNT), аматол (80% TNT + 20% AN), тетритол (70% тетрил + 30% TNT),
тетрил (2,4,6-тринитрофенилметилнитрамина (C7H5N5O8)), С-4 (91% RDX), С-3 (на основе
RDX), состав В (63% RDX + 36% TNT), нитроглицерин, RDX
(циклотриметилентринитрамин), Семтекс (94,3 % PETN + на 5,7% RDX), PETN
(пентаэритрита тетранитрат), НМХ или октоген (октогидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-
тетразоцин), HNIW (CL 20) (2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-
гексанитрогексаазаизовюрцитан), DDF, (4,4' -динитро-3,3' -диазенофуроксан),
гептанитрокубан, октанитрокубан, 2,4,6-трис (тринитрометил)-1,3,5 триазин, TATNB
(1,3,5 тринитробензол, 3,5-триазидо-2,4,6-тринитробензол), тринитроаналин, TNP (2,4,6
тринитрофенол или пикриновая кислота), дуннит (пикрат аммония), метиловый пикрат,
этиловый пикрат, пикрат хлорид (2-хлор-1,3,5-тринитробензол), тринитрокрезол, стифнат
свинца (свинца 2,4,6-тринитрорезорцинат, СбЕШзОвРЬ), ТАТВ (триаминотринитробензол),
метил-нитрат, нитрогликоль, гексанитрат маннита, этилендинитрамин, нитрогуанидин,
тетранитрогликольурил, нитроцеллюлоза, нитрат мочевины и
гексаметилентрипероксиддиамин (HMTD). Отношение водорода, углерода, кислорода и азота может представлять собой любое требуемое отношение. В одном варианте осуществления реакционной смеси из нитрата аммония (AN) и мазута (FO), известной, как нитрат аммония/мазут (ANFO), соответствующая стехиометрия для получения приблизительно сбалансированной реакции составляет приблизительно 94,3 % масс AN и 5,7 % масс FO, но количество FO может быть чрезмерным. Пример сбалансированной реакции AN и нитрометана представляет собой следующую 3NH4N03 + 2CH3NO2 в 4N2 + 2С02 + 9Н20 (80)
где некоторое количество Н также преобразуется в частицы водорода с более низкой энергией, такие как Н2 (1/р) и Н"(1/р), такие как р =4. В одном варианте осуществления молярные отношения водорода, азота и кислорода аналогичны, как RDX, имеющей формулу СзНбМбОб.
В одном варианте осуществления энергетика увеличивается при использовании дополнительного источника атомарного водорода, такого как газообразный Н2 или гидрид, такой как гидрид щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, внутреннего переходного металла и редкоземельного металла и диссоциатора, такого как Ni, Nb, или благородный металл на подложке, такой как углерод, карбид, борид или нитрид или кремнезем, или глинозем. Реакционная смесь может формировать компрессионную или ударную волну во время реакции для формирования катализатора Н20 и атомарного Н, для повышения кинетики для формирования гидрино. Реакционная смесь может содержать по меньшей мере один реагент для увеличения тепла во время реакции для формирования Н2 и катализатора Н20. Реакционная смесь может содержать
источник кислорода, такой как воздух, который может быть диспергирован между гранулами или кусочками твердого топлива. Например, кусочки AN могут содержать приблизительно 20% воздуха. Реакционная смесь может дополнительно содержать активатор, такой как заполненные воздухом стеклянные шарики. В иллюстративном варианте осуществления порошковый металл, такой как А1, добавляют для повышения тепла и кинетики реакции. Например, порошок металлического А1 может быть добавлен к ANFO. Другие реакционные смеси содержат пиротехнические материалы, которые также имеют источник Н и источник катализатора, такого как ШО. В одном варианте осуществления формирование гидрино имеет высокую энергию активации, которая может быть обеспечена энергетически реакцией, такой как реакция энергетических или пиротехнических материалов, в которой формирование гидрино способствует самонагреву реакционной смеси. В качестве альтернативы, энергия активации может быть предоставлена в результате электрохимической реакцией, такой как реакция в ячейке СШТ, которая имеет высокую эквивалентную температуру, соответствующую 11 600 К/эВ.
Другой пример реакционной смеси представляет собой газообразный Ш, который может находиться в диапазоне давлений приблизительно от 0,01 атм до 100 атм, нитрат, такой как нитрат щелочного металла, такого как KNO3, и диссациатор водорода, такой как Pt/C, Pd/C, Pt/АЬОз или Pd/АЬОз. Смесь может дополнительно содержать углерод, такой как графит, или гибкая графитовая фольга GTA (Union Carbide). Реакционные соотношения могут быть любыми требуемыми, такими как от приблизительно 1 до 10% Pt или Pd на углероде при приблизительно от 0,1 до 10% масс смеси, смешанной с нитратом, при приблизительно 50% масс, и добавляемого для баланса углерода; хотя соотношения могут быть изменены с коэффициентом приблизительно от 5 до 10 в иллюстративных вариантах осуществления. В случае, когда углерод используется, как подложка, температуру поддерживают ниже значения, которое приводит к реакции С, для формирования соединения, такого как карбонат, такого как карбонат щелочного металла. В одном варианте осуществления температура поддерживается в диапазоне, таком как приблизительно 50°С-300°С или приблизительно 100°С-250°С таким образом, что NH3 формируется по N2.
Реагенты и реакция, и системы восстановления могут содержать те, которые представлены в настоящем раскрытии или в представленных выше заявках на патент США, таких как Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, поданной РСТ 4/24/2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, поданной РСТ 7/29/2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US10/27828, РСТ поданной 3/18/2010;
Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US11/28889, поданной РСТ 3/17/2011; H20-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US 12/31369 поданной 3/30/2012, и CIHT Power System, PCT/US 13/04193 8 поданной 5/21/13 ("Предшествующие заявки Миллза") и которые включены сюда полностью посредством ссылки.
В одном варианте осуществления реакция может содержать окись азота, такую как N2O, NO2, или N0, вместо нитрата. В качестве альтернативы, к реакционной смеси также добавляют газ. NO, NO2 и N2O, и нитраты щелочных металлов могут быть сгенерированы, используя известные промышленные способы, такие как обработка Хабера, после чего следует обработка Оствальда. В одном варианте осуществления иллюстративная последовательность этапов представляет собой:
Процесс Хабера
" л/у/
3 Процесс Оствальда
(81)
В частности, обработка Хабера может использоваться для получения NH3 из N2 и Ш при повышенной температуре и давлении, используя катализатор, такой как а-железо, содержащий некоторую часть оксида. Обработка Оствальда может использоваться для окисления аммиака до NO, NO2 и N2O на катализаторе, таком как горячая платина или платиново-родиевый катализатор. В одном варианте осуществления продукты представляют собой по меньшей мере одно из соединения с аммиаком и щелочным металлом. NO2 может быть сформирован из NH3 путем окисления. NO2 может быть растворен в воде для формирования азотной кислоты, которая реагирует со щелочным соединением, таким как М2О, МОН, М2СО3 или МНСОз, для формирования нитрата М, где М представляет собой щелочной металл.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одна реакция источника кислорода, такого как MNO3 (М = щелочной металл), для формирования катализатора Н2О, (ii) формирования атомарного Н из источника, такого как Ш, и (ш) реакция для формирования гидрино происходит с использованием обычного катализатора или на обычном катализаторе, таком как благородный металл, такой как Pt, который может быть нагрет. Нагретый катализатор может содержать горячую нить накала. Горячая нить накала может содержать волокна из горячей Pt. Источник кислорода, такой как MNO3, может по меньшей мере быть частично газообразным. Газообразным состоянием и его давлением паров можно управлять путем нагрева MNO3, такого как KNO3. Источник кислорода, такой как MNO3, может находиться в открытой лодочке, которую нагревают для высвобождения газообразного MNO3. Нагрев может происходить с использованием нагревателя, такого как горячая нить накала. В иллюстративном варианте осуществления
MNCh помещают в кварцевую лодочку, и волокна Pt обернуты вокруг лодочки, которые используются, как нагреватель. Давление паров MNO3 может поддерживаться в диапазоне давлений от приблизительно 0,1 Тор до 1000 Тор или от приблизительно 1 Тор до 100 Тор. Источник водорода может представлять собой газообразный водород, который поддерживается в диапазоне давлений приблизительно от 1 Тор до 100 атм, приблизительно от 10 Тор до 10 атм, или приблизительно от 100 Тор до 1 атм. Нить накала также используется для разложения газообразного водорода, который может поступать в ячейку через линию подачи газа. Ячейка может также содержать вакуумную линию. Реакции в ячейке приводят к увеличению количества катализатора ШО и атомарного Н, которые реагируют для формирования гидрино. Реакция может поддерживаться в резервуаре, выполненном с возможностью поддержания по меньшей мере одного из вакуума, окружающего давления или давления, больше, чем атмосферное. Продукты, такие как NH3 и МОН, могут быть удалены из ячейки и могут регенерироваться. В иллюстративном варианте осуществления MNO3 реагирует с источником водорода для формирования катализатора ШО и NH3, который регенерируется в отдельном реакционной резервуаре или, как отдельный этап окисления. В одном варианте осуществления источник водорода, такой как газообразный Ш генерируется из воды, используя по меньшей мере один из электролиза или термально. Примеры тепловых способов представляют собой цикл оксида железа, цикл церий (IV) оксид церия (III) оксид, цикл цинк - оксид цинка, цикл сера-иод, цикл медь-хлор и цикл гибрид сера и другие, известные специалистам в данной области техники. Примеры реакции в ячейке для формирования катализатора ШО, который дополнительно реагирует с Н для формирования гидрино, представляют собой:
КЛ/03 + 9/2Н2ч> K+NH3+3H20. (82)
КЛ/О3 + 5Н2 -^КН + NH3 + ЗН20. (83)
КЛ/03 + 4Н2 -> КОН + NH3 + 2Н20. (84)
КЛ/03 + С + 2Н2 КОН + NH3 + С02. (85)
2КЛ/03 + С + ЗН2 К2СОъ + \/2N2+ ЗН20. (86)
Примеры реакций восстановления для формирования оксидов азота представлены в уравнении (81). Продукты, такие К, КН, КОН и К2СО3 могут реагировать с азотной кислотой, формируемой путем добавления оксида азота к воде, для формирования KNO2 или KNO3. Дополнительные соответствующие иллюстративные реакции для формирования по меньшей мере одного из реакционного катализатора ШО и Ш
представлены в ТАБЛИЦАХ 4, 5 и 6.
9 Никель Ферррит
10 Ун. Аахен Julich 1972
11 IspraMark 1С
12LASL-U
13 Ispra Mark 8
14 Ispra Mark 6
15 Ispra Mark 4
16 Ispra Mark 3
17 Ispra Mark 2 (1972)
18 Ispra CO/Mn304
19 Ispra Mark7B
T 800 NiMnFe406 + 2H20 -> NiMnFe408 + 2H2(g)
T 800 NiMnFe408 -> NiMnFe406 + 02(g)
T 850 2Cl2(g) + 2H20(g) -> 4HCl(g) + 02(g)
T 170 2CrCl2 + 2HC1 -> 2CrCb + H2(g)
T 800 2CrCh -> 2CrCl2 + Cl2(g)
T 100 2CuBr2 + Ca(OH)2 -> 2CuO + 2CaBr2 + H20
T 900 4CuO(s) -> 2Cu20(s) + 02(g)
T 730 CaBr2 + 2H20 -> Ca(OH)2 + 2HBr
T 100 Cu20 + 4HBr -> 2CuBr2 + H2(g) + H20
T 25 3C02 + U308 + H20 -> ЗШ2СОз + H2(g)
T 250 ЗШ2СОз -> 3C02(g) + ЗШз
T 700 6U03(s) -> 2U308(s) + 02(g)
T 700 ЗМпСЬ + 4H20 -> Mn304 + 6HC1 + H2(g)
T 900 3Mn02 -> Mn304 + 02(g)
T 100 4HC1 + Mn304 -> 2MnCl2(a) + Mn02 + 2H20
T 850 2Cl2(g) + 2H20(g) -> 4HCl(g) + 02(g)
T 170 2CrCl2 + 2HC1 -> 2CrCb + H2(g)
T 700 2СгС1з + 2FeCl2 -> 2CrCl2 + 2FeCl3
T 420 2FeCh -> Cl2(g) + 2FeCl2
T 850 2Cl2(g) + 2H20(g) 4HCl(g) + 02(g)
T 100 2FeCl2 + 2HC1 + S -> 2FeCl3 + H2S
T 420 2FeCl3 -> Cl2(g) + 2FeCl2
T 800 H2S -> S + H2(g)
T 850 2Cl2(g) + 2H20(g) -> 4HCl(g) + 02(g)
T 170 2V0C12 + 2HC1 -> 2VOCb + H2(g)
T 200 2VOCb -> Cl2(g) + 2V0C12
T 100 Na2O.Mn02 + H20 2NaOH(a) + Mn02
T 487 4Mn02(s) -> 2Mn203(s) + 02(g)
T 800 Mn203 + 4NaOH 2Na2O.Mn02 + H2(g) + H20
T 977 6Мп20з -> 4Mn304 + 02(g)
T 700 C(s) + H20(g) -> CO(g) + H2(g)
T 700 CO(g) + 2Mn304 -> С + ЗМп20з
T 1000 2Fe203 + 6Cl2(g) -> 4FeCl3 + 302(g)
T 420 2FeCl3 -> Cl2(g) + 2FeCl2
ТАБЛИЦА 5. Термически обратимые циклы реакции, относящиеся к катализатору ШО и Ш. [С. Perkins and A.W. Weimer, Solar-Thermal Production of Renewable Hydrogen, AIChE Journal, 55 (2), (2009), pp. 286-293.]
Цикл
Этапы реакции
Циклы с высокой температурой Zn/ZnO
ZnO
1600 1800 °С
400 "С
*ZnO+H
FeO/Fe304
Fe Q 2m" " > 3FeO + - 3 4 2 2
400 °C
CdO (tm)-(tm)'c > Cd + -01
2 2
Карбонат кадмия
Cd+H20 + C02
350 °C
> CdC03 + H2
CdCO^
500 "C
> C02 + CdO
Гибрид кадмия
Манганат натрия
CdO-
1450 1500 "С
2 2
Cd{OH)2 375 °с > О/О + Я20
ми а (tm)"° ""°^ > 2м"о+-а
2 3 2 2
2MnO + 2NaOH-
*2А/аМиОг + Я2 2NaMn02 + Н20 25 'с > МяД + 2№*Ш
М-феррит (М = Со, Ni, Zn)
Низкотемпературн ые цикл ы Сера-иод
Fe М () '2°°'" > jre Ма
3-х I 4 3-1 г 4-? 2 2
МО, , + <Ш?0 1000 1200 с > Fe, М О +SH
я2"ю4
3-х х 4-д 2 3-х х 4 2
-> 5а+ЯО+-0г
2 2 2 2
L + SOA+2H70-
2 4 2
100 °с
+2Н1 + НШ
2 4
2Я7
300 °с
Гибридная сера
-> so+ho+-o7
1 2 2 2
Гибридный хлорид меди
2 2 2 4 ^
Сиоо. 550 °с yicuo+-а
2 2 2 2
2Си + 2НС1
425 °С
> fr+2CuCl
4СиС/
25 °С, ehdrockaniail
±2Cu + 2CuCL
2CuCl2 + Н20
325 °С
> Cu2oci2+2HCi
ТАБЛИЦА 6. Термически обратимые циклы реакции, относящиеся к катализатору ШО и Ш. . [S. Abanades, P. Charvin, G. Flamant, P. Neveu, Screening of Water-Splitting Thermochemical Cycles Potentially Attractive for Hydrogen Production by Concentrated Solar Energy, Energy, 31, (2006), pp. 2805-2822.]
№ Название цикла Список Количество Максимальная Реакции
элементов химических температура этапов (°С)
6 ZnO/Zn
7 Fe304/FeO
194 In203/In20
194 Sn02/Sn
83 MnO/MnS04
H2 (250 °C)
84 FeO/FeS04
H2 (250 °C) 86 C0O/C0SO4
H2 (200 °C) 200 Fe304/FeCl2 + I/2O2 (1500 °C)
+ H2 (700 °C) 14 FeS04 Julich
3S02(g)+ I/2O2
3FeO(s) (1800 °C)
85 FeS04
I/2O2 (300 °C)
Mn, S
Fe, S
Co, S
Fe, CI
Fe, S 3 (800 °C)
Fe, S 3
2000
2200
2200
2650
1100
1100
1100
1500
1800
2300
ZnO -" Zn + I/2O2
Zn + H20 -" ZnO + H2
Fe304 -> 3FeO + l/202
3FeO + H20 -" Fe304 + H2
ln203 -" ln20 + 02
In20 + 2H20 -" ln203 + 2H2
Sn02 -> Sn + 02
Sn + 2H20 -" Sn02 + 2H2
MnS04 -> MnO + S02 + I/2O2
MnO + H20 + S02 -" MnS04 +
FeS04 -> FeO + S02 + l/202 FeO + H20 + S02 -> FeS04 +
CoS04 -> CoO + S02 + I/2O2 CoO + H20 + S02 -> CoS04 +
Fe304 + 6HC1 -" 3FeCl2 + 3H20
3FeCl2 + 4H20-> Fe304 + 6HC1
3FeO(s) + H20 -> Fe304(s) + H2 Fe304(s) + FeS04 -> 3Fe203(s) +
3Fe203(s) + 3S02 -> 3FeS04 +
3FeO(s) + H20 -> Fe304(s) + H2 Fe304(s) + 3S03(g) -" 3FeS04 +
FeS04-> FeO + S03
109 С7IGT Fe, S 3 1000
H20 -" 2FeS04(s) + H2 (125 °C)
+ S03(g) (700 °C)
21 Shell Process Cu, S 3 1750
3H2 (500 °C)
3/202^2CuS04 (300 °C)
2Cu20(s)+2CuS04 -> 6Cu+2S02+302 (1750 °C)
87 CuS04 Cu, S 3 1500
Cu20(s)+H20(g) -> Cu(s)+Cu(OH)2 (1500 °C)
Fe203(s) + 2S02(g) +
2FeS04(s) -> Fe203(s) + S02(g)
S03(g)-> S02(g) + l/202(g) 6Cu(s) + 3H20 -" 3Cu20(s) +
Cu20(s) + 2S02 +
S02 + l/202 (1500 °C)
110 LASL BaS04 Ba, Mo, S 3 1300
+ МоОз + H20 (300 °C)
Mo03(s) -"BaMo04(s) + S02(g) + l/202 (1300 °C)
4 Mark 9 Fe, CI 3 900
+ H2 (680 °C)
6HC1 -" 3FeCl3 + 3H20 + l/202 (900 °C)
16 Euratom 1972 Fe, CI 3 1000
20 Cr, CI Mich Cr, CI 3 1600
2HC1 -" 2CrCl3(s) + H2 (200 °C)
°C) 2CrCl2(s) + Cl2 (1600 °C)
27 Mark 8 Mn, CI 3 1000
12HC1 + 2H2 (700 °C)
12HC1 -" 6MnCl2(s) + 3Mn02(s)+6H20 (100 °C)
37 Та Funk Та, CI 3 2200
Cu(OH)2+S02(g) -" CuS04+H2 CuS04 + Cu(s) -> Cu20(s) +
S02 + H20 + BaMo04 -> BaS03
BaSOj + H20 -" BaS04 + H2 BaS04(s) +
3FeCl2 + 4H20 -" Fe304 + 6HC1
Fe304 + 3/2Cl2 +
3FeCl3-> 3FeCl2 + 3/2Cl2 H20 + Cb-> 2HC1+ 1/202 2HC1 + 2FeCl2 -" 2FeCb + H2 2FeCl3-"2FeCl2+Cl2 2CrCl2(s, Tf=815°C) +
2CrCl3 (s, Tf= 1150
H20 + C12 -> 2HC1 + I/2O2 6MnCl2(l) + 8H20 -" 2Mn304 +
3Mn304(s) +
3Mn02(s) -> Mn304(s) + 02 H20 + C12-> 2HC1+ I/2O2
78 Mark 3 Euratom JRC V, CI 3 1000
l/202(g) (1000 °C)
Ispra (Italy)
2HCl(g) -> 2VOCl3(g) + H2(g) (170 °C)
2VOCl2(s) (200 °C)
144 Bi, CI Bi, CI 3 1700
°C) -" 2BiCl2 + Cl2 (1700 °C)
146 Fe, CI Julich Fe, CI 3 1800
4H2 (700 °C)
3H20 + l/202 (1800 °C)
147 Fe, CI Cologne Fe, CI 3 1800
2.5H20-> Fe304(s) + 2.5H2 (1000 °C)
3H20 + I/2O2 (1800 °C)
3/2H2 -" 3/2FeO(s) + 3/2Fe(s) + 6HC1 (700 °C)
25 Mark 2 Mn, Na 3 900
Mn203(s)+4NaOH -" 2Na20 LMn02 + H20 + H2 (900 °C)
2H20 -" 4NaOH + 2Mn02(s) (100 °C)
28 Li, MnLASL Mn, Li 3 1000
2Mn304 -" 3Li20 LMn203 + 2H20 + H2 (700 °C)
+ 3Mn203 (80 °C)
199 MnPSI Mn, Na 3 1500
H2 (800 °C)
2NaOH (100 °C)
178 Fe, MORNL Fe, 3 1300
2H20 + H2 (500 °C)
2TaCl2 + 2HC1 -" 2TaCl3 + H2 2TaCl3-> 2TaCl2+Cl2 Cl2(g) + H20(g) -> 2HCl(g) +
2VOCl2(s) +
2VOCl3(g)-> Cl2(g) +
H20 + Cl2 -> 2HC1 + I/2O2 2BiCl2 + 2HC1 -" 2BiCl3 + H2 2BiCl3(Tf= 233 °C,Teb = 441
3Fe(s) + 4H20-> Fe304(s) +
Fe304 + 6HC1 -" 3FeCl2(g) +
3FeCl2+3H2 -> 3Fe(s)+6HCl 3/2FeO(s) + 3/2Fe(s) +
Fe304 + 6HC1 -" 3FeCl2(g) +
3FeCl2 + H20 +
2Na2OLMn02 +
2Mn02(s)-> Mn203(s) + I/2O2 6LiOH +
3Li20 LMn203 + 3H20 -" 6LiOH
3Mn203 -" 2Mn304 + I/2O2 2MnO + 2NaOH -" 2NaMn02 +
2NaMn02 + H20 -" Mn203 +
Mn203(l)-> 2MnO(s) + I/2O2 2Fe304 + 6MOH -" 3MFe02 +
3Fe203 (100 °C)
33 Sn Souriau
177 Co ORNL
(M = Li,K, Na)
Co, Ba
1700
1000
3MFe02 + 3H20 -" 6MOH +
3Fe203(s) -> 2Fe304(s) + l/202 Sn(l) + 2H20 -" Sn02 + 2H2 2Sn02(s)-> 2SnO + 02 2SnO(s) -" Sn02 + Sn(l) CoO(s)+xBa(OH)2(s) -" BaxCoCv(s)+(y-x-1 )H2+( l+2x-y)
H20 (850 °C)
BaxCoO,(s)+xH20 -> xBa(OH)2(s)+CoO(y-x)(s) (100 °C)
1300
Ce, Ti, Na 3 (800-1300 °C)
l)/202 (1000 °C) 183 Ce, Ti ORNL 3Ti02 + l/202
6NaOH -> 2Ce02 + 3Na2Ti03 + 2H20 + H2 (800 °C)
3H20 -" Ce02(s) + 3Ti02(s) + 6NaOH (150 °C)
269 Ce, C1GA Ce, CI 3 1000
4H20 + Cl2
6HC1 + H2
(250 °C) (800 °C)
CoO(y-x)(s) -" CoO(s) + (y-x-
2Ce02(s) + 3Ti02(s) -" Ce203 L
Ce203 L3Ti02 +
Ce02+3NaTi03 +
H20 + Cl2 -> 2HC1 + I/2O2 2Ce02 + 8HC1 -" 2CeCl3 +
2CeCl3 + 4H20 -" 2Ce02 +
Реагенты, которые формируют катализатор ШО, могут содержать источник О, такой как частицы О и источник Н. Источник частиц О может содержать по меньшей мере одно из О2, воздуха и соединения или смесей соединений, содержащих О. Соединение, содержащее кислород, может содержать окислитель. Соединение, содержащее кислород, может содержать одно из по меньшей мере окисла, оксигидроксида, гидроксида, пероксида, и супероксида. Соответствующие примеры оксидов металла представляют собой оксиды щелочных металлов, таких как L12O, Na20 и К2О, оксиды щелочноземельных металлов, таких как MgO, CaO, SrO и ВаО, оксиды переходных металлов, такие как NiO, N12O3, FeO, БегОз и СоО, и оксиды внутренних переходных металлов и редкоземельных металлов и других металлов, и металлоидов, таких как Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те, и смеси этих и других элементов, содержащие кислород. Оксиды могут содержать анион оксида, такой как описан в настоящем
раскрытии, такой как анион оксида металла, и катион, такой как катион щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, металла с внутренним переходом и редкоземельного металла, и оксиды других металлов, и металлоиды, такие как Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те, такие как ММ'2хОЗх+1 или ММ'2х04 (М = щелочноземельный металл, М' = переходный металл, такой как Fe или Ni или Mg, х = целое число) и М2М'2хОзх+1 или М2М '2х04 (М = щелочной металл, М' = переходный металл, такой как Fe или Ni, или Mg, х = целое число). Соответствующие иллюстративные оксигидроксиды металлов представляют собой AIO(OH), ScO(OH), YO(OH), VO(OH), CrO(OH), MnO(OH) (a-MnO(OH) гроутит и у -MnO(OH) манганит), FeO(OH), CoO(OH),
NiO(OH), RhO(OH), GaO(OH), InO(OH), Nil/2Col/20(OH) и Nil/3Col/3Mnl/30(OH). Соответствующие иллюстративные гидроксиды представляют собой гидроксиды таких металлов, таких как щелочные металлы, щелочноземельные металлы, переходные металлы, металлы с внутренним переходом, и редкоземельные металлы и гидроксиды других металлов и металлоидов, такие как Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те, и их смеси. Соответствующие гидроксиды комплексного иона представляют собой Li2Zn(OH)4, Na2Zn(OH)4, Li2Sn (ОН)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, и Na2Sn(OH)6. Дополнительные иллюстративные подходящие гидроксиды представляют собой по меньшей мере одно из Со(ОН)2, Zn(OH)2, Ni(OH)2, другие гидроксиды переходного металла, Cd(OH)2, Sn(OH)2 и Pb(OH). Соответствующие примеры пероксидов представляют собой Н202, пероксиды органических соединений и металлов, такие как М202, где М представляет собой щелочной металл, такой как Li202, Na202, К202, другие ионные пероксиды такие как щелочноземельные пероксиды, такие как пероксиды Са, Sr или Ва, пероксиды других электроположительных металлов, таких как пероксиды лантанидов и пероксиды ковалентного металла, такие как пероксиды Zn, Cd и Hg. Соответствующие примеры супероксидов представляют собой пероксиды металлов М02, где М представляет собой щелочной металл, такие как Na02, К02, Rb02 и Cs02, и супероксиды щелочноземельного металла. В одном варианте осуществления твердое топливо содержит пероксид щелочного металла и источник водорода, такой как гидрид, углеводород или материал, содержащий водород, такой как BH3NH3. Реакционная смесь может содержать гидроксид, такой как гидроксид щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, металла с внутренним переходом и редкоземельного металла, и Al, Ga, In, Sn, Pb и другие элементы, которые формируют гидроксиды и источник кислорода, такие как соединения, содержащие по меньшей мере один из
оксианиона, такого как карбонат. Такой, как один, содержащий щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл, металл с внутренним переходом и щелочноземельные металлы, Al, Ga, In, Sn, Pb и другие, в соответствии с настоящим раскрытием. Другие соответствующие соединения, содержащие кислород, представляют собой по меньшей мере одно из соединения оксианиона из группы алюмината, вольфрамата, цирконата, титаната, сульфата, фосфата, карбоната, нитрата, хромата, бихромата и манганата, оксида, оксигидроксида, пероксида, супероксида, силиката, титаната, вольфрамата и других, в соответствии с настоящим раскрытием. Пример реакции гидроксида и карбоната представлен следующим уравнением:
Са(ОН)2 + 1л2СОз в СаО + Н20 + Li20 + С02 (87)
В других вариантах осуществления источник кислорода является газообразным или непосредственно формирует газ, такой как N02, NO, N20, С02, Р20з, P2Os и S02. Восстановленный продукт оксида после формирования катализатора Н20, такого как С, N, NH3, Р или S, может быть преобразован обратно в оксид в результате сгорания с кислородом или его источником, как представлено в предшествующих заявках Миллза. Элемент может производить избыточное тепло, которое может использоваться для нагрева, или тепло может быть преобразовано в электричество, используя такое средство, как система Ренкина или Брайтона. В качестве альтернативы, элемент может использоваться для синтеза частиц водорода с низкой энергией, таких как молекулярное гидрино и ионы гидрида гидрино, и соответствующих соединений.
В одном варианте осуществления реакционная смесь для формирования гидрино, для по меньшей мере одного из производства частиц водорода с малой энергией и соединений и производства энергии содержит источник атомарного водорода и источник катализатора, содержащего по меньшей мере один из Н и О, такой, как представлен в настоящем раскрытии, такой, как катализатор Н20. Реакционная смесь может дополнительно содержать кислоту, такую как H2S03, H2S04, Н2СОз, HN02, HNO3, HCIO4, Н3РО3 и Н3РО4, или источник кислоты, такой как ангидрид кислоты или безводная кислота. Последний может содержать по меньшей мере одну из группы S02, SO3, С02, N02, N203, N205, С1207, Р02, Р20з и P2Os. Реакционная смесь может содержать по меньшей мере одно из основания и основного ангидрида, такого как М20 (М = щелочной металл), М'О (М' = щелочноземельный металл), ZnO или оксид другого переходного металла, CdO, CoO, SnO, AgO, HgO или А120з. Дополнительно, в качестве примера, ангидриды содержат металлы, которые являются стабильными в отношении Н20, такие как Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. Ангидрид может представлять собой щелочной
металл или оксид щелочноземельного металла, и гидратированное соединение может содержать гидроксид. Реакционная смесь может содержать гидроксид, такую, как FeOOH, NiOOH или СоООН. Реакционная смесь может содержать по меньшей мере один из источника ШО и ШО. ШО может быть сформирована обратимо в ходе реакции гидратации и дегидратации, в присутствии атомарного водорода. Пример реакции для формирования катализатора ШО представляет собой
Mg (ОН)2 в MgO + ШО (88)
2LiOH в Li20 + ШО (89)
ШСОз в С02 + ШО (90)
2FeOOH в Fe203 + ШО (91) В одном варианте осуществления катализатор ШО формируется путем дегидратации по меньшей мере одного соединения, содержащего фосфат, такого как соли фосфата, фосфат водорода и дигидроген фосфата, такой как фосфат катионов, таких как катионы, содержащие металлы, такие как щелочные металлы, щелочноземельные металлы, переходные металлы, внутренние переходные металлы и редкоземельные металлы, и другие металлы и металлоиды, такие как Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те, и их смеси для формирования конденсированного фосфата, такого как по меньшей мере один
из полифосфатов, таких, как [Pn03n+lfn+2^, метафосфатов с длинной цепью, таких, как[(Р03)п]п~, циклических метафосфатов, таких, как [(Р03)п]п~ с п> 3, и ультрафосфатов, таких, как Р4О10. Примеры реакции представляют собой:
(n-2)NaH2P04 + 2Na2HP04 > Nan+2Pn03n+i (полифосфат) + (n-l)H20 (92)
nNaH2P04 ------> (NaP03)n (метафосфат) + nH20 (93)
Реагенты реакции дегидратации могут содержать R-Ni, который может содержать по меньшей мере один из А1(ОН)3, и А1203. Реагенты могут дополнительно содержать металл М, такой как в настоящем раскрытии, такой как щелочной металл, металл гидрида МН, металл гидроксида, такой, как в соответствии с настоящим раскрытием, такой как гидроксид щелочного металла и источник водорода, такой как Ш, а также, собственный водород. Пример реакции представляет собой:
2А1 (ОН)3 + в А1203 + ЗШО (94)
А1203 + 2NaOH в 2NaA102 + ШО (95)
3 МН + А1 (ОН)3 + в М3А1 + ЗШО (96)
MoCu + 2МОН + 402 к М2Мо04 + СиО + ШО (М = Li, Na, К, Rb, Cs) (97) Продукт реакции может содержать сплав. R-Ni может быть регенерирован в
результате регидратации. Реакционная смесь и реакция дегидратации для формирования катализатора ШО могут содержать и могут вовлекать оксигидроксид, такой как в соответствии с настоящим раскрытием, как представлено в иллюстративной реакции: ЗСо(ОН)2 в 2СоООН + Со + 2ШО (98)
Атомарный водород может быть сформирован из газообразного Ш в результате диссоциации. Диссоциатор водорода может представлять собой один из описанных в настоящем раскрытии, такой как R-Ni или благородный металл, или переходный металл на подложке, такой как Ni или Pt, или Pd, или углерод, или АЬОз. В качестве альтернативы, атомарный Н может быть получен в результате проникновения Н через мембрану, такую, как в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления элемент содержит мембрану, такую как керамическая мембрана для обеспечения диффузии Ш, благодаря избирательности, при предотвращении диффузии ШО. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из Ш и атомарного Н поступает в ячейку в результате электролиза электролита, содержащего источник водорода, такого как водный или расплавленный электролит, содержащий ШО. В одном варианте осуществления катализатор ШО формируется обратимо с использованием дегидратации кислоты или основания до ангидридной формы. В одном варианте осуществления реакция для формирования катализатора ШО и гидрино распространяется путем изменения по меньшей мере одно из РН и элемента, или активности, температуры и давления, в котором давление может изменяться в результате изменения температуры. Активность разновидностей, таких как кислота, основание или ангидрид, может изменяться путем добавления солей, как известно для специалиста в данной области техники. В одном варианте осуществления реакционная смесь может содержать материал, такой как углерод, который может поглощать или может представлять собой источник газа, такого как Ш или газ ангидрида кислоты в реакции для формирования гидрино. Реагенты могут быть в любых требуемых концентрациях и соотношениях. Реакционная смесь может быть расплавленной или может содержать водную суспензию.
В другом варианте осуществления источник катализатора ШО представляет собой реакцию между кислотой и основанием, такую, как реакция между по меньшей мере одной из: галогенводородная кислота, серная кислота, азотная кислота и азотистая кислота, и основанием. Другие соответствующие кислотные реагенты представляют собой водные растворы H2S04, НС1, НХ (Х-галид), ШР04, НС104, HNO3, HNO, HN02, H2S, ШСОз, ШМо04, HNb03, ШВ407 (М-тетраборат), HB02, H2W04, ШСг04, ШСг207, ШТЮз, ЬЕгОз, МА102, НМп204, НЮз, НЮ4, или органическое кислотное соединение, такое, как муравьиная или уксусная кислота. Соответствующие иллюстративные основания
представляют собой гидроксид, оксигидроксид, или оксид, содержащий щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл, внутренний переходный металл, или редкоземельный металл, или Al, Ga, In, Sn или Pb.
В одном варианте осуществления реагенты могут содержать кислоту или основание, которое реагирует с основанием, или ангидридом кислоты, соответственно, для формирования катализатора ШО и соединения катиона основания и аниона ангидрида кислоты или катиона ангидрида основания и аниона кислоты, соответственно. Иллюстративная реакция кислотного ангидрида Si02 с основанием NaOH представляет собой:
4NaOH + Si02 в Na4Si04 + 2ШО (99) в которой реакция дегидратации соответствующей кислоты представляет собой:
H4Si04 в 2ШО + Si02 (100) Другие соответствующие иллюстративные ангидриды могут содержать элемент, металл, сплав или смесь, такую как один из группы Мо, Ti, Zr, Si, Al, Ni, Fe, Та, V, В, Nb, Se, Те, W, Cr, Mn, Hf, Co и Mg. Соответствующий оксид может, содержать по меньшей мере один из Мо02, Ti02, Zr02, Si02, А120з, NiO, Ni203, FeO, Fe203, Ta02, Ta205, VO, V02, V203, V205, B203, NbO, Nb02, Nb205, Se02, Se03, Te02, Te03, W02, W03, Cr304, Cr203, Cr02, Cr03, MnO, Mn304, Mn203, Mn02, Mn207, НЮ2, Co203, CoO, Co304, Co203 и MgO. В иллюстративном варианте осуществления основание содержит гидроксид, такой гидроксид щелочного металла, такой как МОН (М = щелочной металл), такой как LiOH, который может формировать соответствующий основной оксид, такой, как М20, такой, как Li20, и ШО. Основной оксид может реагировать с оксидом ангидрида для формирования получаемого оксида. В иллюстративной реакции LiOH с оксидом ангидрида, с высвобождением ШО, получаемое оксидное соединение может содержать Li2Mo03 или Li2Mo04, Li2Ti03, Li2Zr03, Li2Si03, LiA102, LiNi02, LiFe02, LiTa03, LiV03, Li2B407, Li2Nb03, Li2Se03, Li3P04, Li2Se04, Li2Te03, Li2Te04, Li2W04, Li2Cr04, Li2Cr207, Li2Mn04, Li2Hf03, LiCo02 и MgO. Другие соответствующие иллюстративные оксиды представляют собой по меньшей мере один из группы As203, As2Os, Sb203, Sb204, Sb2Os, Bi203, S02, S03, C02, N02, N203, N205, C1207, P02, P203 и P205, и другие аналогичные оксиды, известные для специалиста в данной области техники. Другой пример задан уравнением (91). Соответствующие реакции оксидов металла представляют собой:
2LiOH + NiO в Li2Ni02 + ШО (101)
3LiOH + NiO в LiNi02 + ШО + Li20 + 1/2Ш (102)
4LiOH + Ni203 в 2Li2Ni02 + 2H20 + l/202 (103)
2LiOH + Ni203 в 2LiNi02 + ШО (104)
Другие переходные металлы, такие как Fe, Cr и Ti, внутренний переходный металл и редкоземельные металлы, и другие металлы, или металлоиды, такие как Al, Ga , In, Си, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те могут заменять Ni, и другие щелочные металлы, такие как Литий, Na, Rb и Cs, могут заменять К. В одном варианте осуществления оксид может содержать Мо, в котором во время реакции для формирования ШО, формируемый катализатор ШО и Н могут формировать то, что дополнительно вступает в реакцию для формирования гидрино. Примеры реакции с твердым топливом и возможные пути восстановления после окисления представляют собой
3Mo02 +4UOH -> 2Li2MoOA + Мо+2Н20 (105)
2Мо02 + 4UOH -> 2Ы2МоО, + 2Н2 (106)
О2 --> 1/202+2е- (107)
2Н20 + 2е ^20Н- + Н2 (108)
2Н20 + 2е^20Н+Н + Н(\/4) (109)
Мо4+ + 4е-> МО (110)
Реакция может дополнительно включать источник водорода, такого как газообразный водород, и диссоциатор, такой как Pd/АЬОз. Водород может представлять собой любой из протия, дейтерия или трития, или их комбинаций. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать реакцию из двух гидроокисей для формирования воды. Катионы гидроксидов могут иметь разные состояния окисления, такие как состояния после реакции гидроксида щелочного металла с переходным металлом или гидроксида щелочноземельного металла. Реакционная смесь и реакция могут дополнительно содержать и вовлекать Ш из источника, как задано в иллюстративной реакции:
LiOH + 2Со(ОН)2 + 1/2Ш в LiCo02 + ЗШО + Со (111)
Реакционная смесь и реакция могут дополнительно содержать и вовлекать металл М, такой как щелочной металл или щелочноземельный металл, как задано в иллюстративной реакции:
М + LiOH + Со (ОН)2 в LiCo02 + ШО + МН (112) В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит оксид металла и гидроксид, которые могут использоваться, как источник Н и, в случае необходимости, в качестве другого источника Н, в котором металл, такой как Fe оксида металла, может иметь множество состояний окисления, таким образом, что для него происходит реакция окисления-восстановления во время реакции для формирования ШО, используемой, как катализатор для реакции с Н, для формирования гидрино. Пример представляет собой
FeO, в котором Fe2+ может дополнительно окисляться до Fe3+ во время реакции для формирования катализатора. Пример реакции представляет собой:
FeO + 3LiOH в Н20 + LiFe02 + Н (1/р) + Li20 (113) В одном варианте осуществления по меньшей мере один реагент, такой как оксид металла, гидроксид, или оксигидроксид используется, как окислитель, в котором атом металла, такой как Fe, Ni, Мо или Мп может находиться в состоянии окисления, которое является более высоким, чем другое возможное состояние окисления. Реакция для формирования катализатора и гидрино может обеспечить переход атома с восстановлением в по меньшей мере одно более низкое состояние окисления. Примеры реакции оксидов металла, гидроксидов и оксигидроксидов, для формирования катализатора Н20 представляют собой:
2КОН + NiO в K2Ni02 + Н20 (114)
ЗКОН + NiO в KNi02 + Н20 + К20 + 1/2Н2 (115)
2КОН + №20з в 2KNi02 + Н20 (116)
4КОН + №20з в 2K2Ni02 + 2Н20 + 1/202 (117)
2КОН + Ni (ОН)2 в K2Ni02 + 2Н20 (118)
2LiOH + МоОз в Li2Mo04 + Н20 (119)
ЗКОН + Ni (ОН)2 в KNi02 + 2Н20 + К20 + 1/2Н2 (120)
2КОН + 2NiOOH в K2Ni02 + 2Н20 + МО + 1/202 (121)
КОН + NiOOH в KNi02 + Н20 (122)
2NaOH + Fe203 в 2NaFe02 + Н20 (123) Другие переходные металлы, такие как Ni, Fe, Cr и Ti, внутренние переходные металлы и редкоземельные металлы, и другие металлы или металлоиды, такие как Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те могут заменять Ni или Fe, и другие щелочные металлы, такие как Li, Na, К, Rb и Cs могут заменять К или Na. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит по меньшей мере один из оксида и гидроксида металлов, которые являются стабильными в отношении Н20, такие как as Си, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. Кроме того, реакционная смесь содержит источник водорода, такого как газообразный Н2 и, в случае необходимости, диссоциатор, такой как благородный металл на подложке. В одном варианте осуществления материал, представляющий собой твердое топливо, или энергетически эффективный материал содержит смесь по меньшей мере одного из галида металла, такого, как по меньшей мере один из галида переходного металла, такого как бромид, такой как FeBr2 и металл, который формирует этот оксигидроксид, гидроксид или оксид и Н20. В одном варианте
осуществления материал, представляющий собой твердое топливо или энергетический материал содержит смесь по меньшей мере одного из оксида металла, гидроксида и оксигидроксида, такой, как по меньшей мере один из оксида переходного металла, такого, как N12O3 и Н2О.
Пример реакции основного ангидрида МО с кислотой НС1 представляет собой: 2НС1 + МО в Н20 + МС12 (124)
в котором реакция дегидратации соответствующего основания представляет собой: М (ОН)2 в Н20 + МО (125)
Реагенты могут содержать по меньшей мере одну из кислоты или основания Льюиса и кислоты или основания Бронстеда - Лаури. Реакционная смесь и реакция могут дополнительно содержать и вовлекать соединения, содержащие кислород, в котором кислота реагирует с соединением, содержащим кислород, для формирования воды, как представлено в иллюстративной реакции: 2НХ + РОХз в Н20 + РХ5 (126)
(X = галид). Соединения, аналогичные РОХз являются соответствующими, такие, в которых Р, заменен на S. Другие соответствующие иллюстративные ангидриды могут содержать оксид элемента, металла, сплава или смеси, которые являются растворимыми в кислоте, такие как гидроксид, оксигидроксид или оксид, содержащий щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл, внутренний переходный металл, или редкоземельный металл, или Al, Ga, In, Sn, or Pb такой как один из группы Мо, Ti, Zr, Si, Al, Ni, Fe, Та, V, В, Nb, Se, Те, W, Cr, Mn, Hf, Co и Mg. Соответствующий оксид может содержать М0О2, Ti02, Zr02, Si02, AI2O3, МО, FeO or Fe203, Ta02, Ta205, VO, V02, V2O3, V2O5, B2O3, NbO, Nb02, Nb205, Se02, Se03, Te02, ТеОз, W02, WO3, Cr304, Cr203, Cr02, СгОз, MnO, Mn304, Mn203, Mn02, Mn207, НГО2, C02O3, CoO, C03O4, C02O3, and MgO. Другие соответствующие иллюстративные оксиды выбирают из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В иллюстративном варианте осуществления кислота содержит галогенводородную кислоту, и продукт представляет собой ШО и галид металла оксида. Реакционная смесь дополнительно содержит источник водорода, такого как газообразный Ш, и диссоциатор, такой как Pt/C, в котором Н и катализатор ШО реагируют для формирования гидрино.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит источник Ш, такой как пропускная мембрана или газообразный Ш, и диссоциатор, такой как Pt/C, и источник катализатора ШО, содержащий оксид или гидроксид, который восстанавливается до ШО. Металл оксида или гидроксида может формировать гидрид металла, который
используется как источник Н. Иллюстративные реакции щелочного гидроксида и оксида, такого как LiOH и Li20, представляют собой следующие: LiOH + Н2 в Н20 + LiH (127) Li20 + Н2 в LiOH + LiH (128)
Реакционная смесь может содержать оксиды или гидроксиды металлов, которые подвергаются восстановлению водородом в Н20, такие, как Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Pe, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Cr, Ti, Mn, Zn, Cr и In, и источник водорода, такой как газообразный Н2 и диссоциатор, такой как Pt/C.
В другом варианте осуществления реакционная смесь содержит источник Н2, такой как газообразный Н2, и диссоциатор, такой как Pt/C, и пероксидное соединение, такое как Н202, которое разлагает катализатор Н20 и другие продукты, содержащие кислород, такой, как 02. Некоторое количество Н2 и продукта разложения, такого как 02, могут реагировать для того, чтобы также формировать катализатор Н20.
В одном варианте осуществления реакция для формирования Н20, используемой в качестве катализатора, включает реакцию органической дегидратации, такую как реакция спирта, такого как полиалкоголь, такого, как сахар с альдегидом, и Н20. В одном варианте осуществления в реакции дегидратации используется высвобождение Н20 из конечного спирта для формирования альдегида. Конечный спирт может содержать сахар или его производную, которая высвобождает Н20, которая может использоваться, как катализатор. Соответствующие иллюстративные спирты представляют собой мезо-эритритол, галактитол или дульцитол, и поливиниловый спирт (ИВА). Пример реакционной смеси содержит сахар + диссоциатор водорода, такой как Pd/АЬОз + Н2. В качестве альтернативы, реакция включает дегидратацию металлической соли, такой как соль, имеющая по меньшей мере одну воду гидратации. В одном варианте осуществления дегидратация включает потерю Н20 для использования в качестве катализатора, из гидратов, таких как водные ионы и гидраты солей, такие как Ва12 2Н20 и EuBr2 nH20.
В одном варианте осуществления реакция для формирования катализатора Н20 включает восстановление водородом соединения, содержащего кислород, такого как СО, оксианион, такой как MNO3 (М = щелочной металл), оксид металла, такой как NiO, №20з, Fe203 или SnO, гидроксид, такой как Со (ОН)2, оксигидрокисды, такие как FeOOH, СоООН и МООН, и соединений, оксианионов, оксидов, гидроксидов, оксигидроксидов пероксидов, суперпероксидов, и других соединений вещества, содержащего кислород, таких как в соответствии с настоящим раскрытием, которые представляют собой водород, восстанавливаемый до Н20. Примеры соединений, содержащих кислород или оксианион, представляют собой SOCl2, Na2S203, NaMn04, POBr3, K2S208, СО, С02, NO, N02, Р205,
N2O5, N20, S02, I2O5, NaClCh, NaCIO, K2S04 и KHS04. Источник водорода для восстановления водородом может представлять собой по меньшей мере один из газообразного Н2 и гидрида, такого как металлический гидрид, такой как в соответствии с настоящим раскрытием. Реакционная смесь может дополнительно содержать восстановитель, который может формировать соединение или ион, содержащий кислород. Катион оксианиона может формировать соединение продукта, содержащего другой анион, такой как галид, другой халькогенид, фосфид, другой оксианион, нитрид, силицид, арсенид или другой анион, в соответствии с настоящим раскрытием. Примеры реакции представляют собой следующие:
4NaN03 (с) + 5MgH2 (с) в 5MgO (с) + 4NaOH (с) + ЗН20 (1) + 2N2 (г) (129)
Р2О5 (с) + 6NaH (с) в 2Na3P04 (с) + ЗН20 (г) (130)
NaC104 (с) + 2MgH2 (с) в 2MgO (с) + NaCl (с) + 2Н20 (ж) (131)
KHS04 + 4Н2 в KHS + 4Н20 (132)
K2S04 + 4Н2 в 2КОН + 2Н20 + H2S(133)
LiNOs + 4Н2 в LiNH2 + ЗН2О (134)
Ge02 + 2Н2 в Ge + 2Н20 (135)
С02 + Н2 в С + 2Н20 (136)
РЬ02 + 2Н2 в 2Н20 + Pb (13 7)
V2O5 + 5Н2 в 2V + 5Н20 (138)
Во (ОН)2 + Н2 Во + 2Н20 (139)
Fe203 + ЗН2 в 2Fe + ЗН20 (140)
3Fe203 + Н2 в 2Fe304 + Н20 (141)
Fe203 + Н2 в 2FeO + Н20 (142)
Ni203 + ЗН2 в 2М + ЗН20 (143)
3Ni203 + Н2 в 2М304 + Н20 (144)
Ni203 + Н2 в 2МО + Н20 (145)
3FeOOH + 1/2Н2 в Fe304 + 2Н20 (146)
3NiOOH + 1/2Н2 в Ni304 + 2Н20 (147)
ЗСоООН + 1/2Н2 в Со304 + 2Н20 (148)
FeOOH + 1/2Н2 в FeO + Н20 (149)
NiOOH + 1/2Н2 в МО + Н20 (150)
СоООН + 1/2Н2 в СоО + Н20 (151)
SnO + Н2 в Sn + Н20 (152) Реакционная смесь может содержать источник аниона или анион и источник кислорода или кислород, такой как соединение, содержащее кислород, в котором реакция
для формирования катализатора ШО содержит реакцию обмена аниона - кислорода, с необязательным присутствием Ш, из источника, реагирующего с кислородом, для формирования ШО. Примеры реакции представляют собой следующие:
2NaOH + Ш + С в Na2S + 2ШО (153)
2NaOH + Ш + Те в Na2Te + 2ШО (154)
2NaOH + Ш + Se в Na2Se + 2ШО (155)
LiOH + NH3 в LiNH2 + ШО (156) В другом варианте осуществления реакционная смесь содержит реакцию обмена между халькогенидами, такими как реакция между реагентами, содержащими О и S. Пример халькогенидных реагентов, таких как тетрагедрал аммиак тетратиомолибдат содержит анион ([MoS4]2")- Пример реакции для формирования катализатора из образующейся ШО и, в случае необходимости, образующегося Н, содержит реакцию молибдата [М0О4]2" с сульфидом водорода, в присутствии аммиака:
[NH4] 2 [М0О4] + 4Ш в [NH4] 2 [M0S4] + 4ШО (157) В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит источник водорода, соединение, содержащее кислород, и по меньшей мере один элемент, выполненный с возможностью формирования сплава по меньшей мере с одним другим элементом реакционной смеси. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать реакцию обмена кислорода соединения, содержащего кислород, и элемента, выполненного с возможностью формирования сплава с катионом соединения кислорода, в котором кислород реагирует с водородом из источника, для формирования ШО. Примеры
реакции представляют собой:
NaOH + 1/2Ш + Pd в NaPb + ШО (158)
NaOH + 1/2Ш + Bi в NaBi + ШО (159)
NaOH + 1/2Ш + 2Cd в Cd2Na + ШО (160)
NaOH + 1/2Ш + 4Ga в Ga4Na + ШО (161)
NaOH + 1/2Ш + Sn в NaSn + ШО (162)
NaAlH4 + Al(OH)3 + 5Ni в NaA102 + Ni5Al + ШО + 5/2Ш (163)
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит соединение, содержащее кислород, такое как оксигидроксид, и восстановитель, такой как металл, который формирует оксид. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать реакцию оксигидроксида с металлом для формирования оксида металла и ШО. Примеры реакции представляют собой следующие:
2MnOOH + Sn в 2MnO + SnO + ШО (164)
4MnOOH + Sn в 4MnO + Sn02 + 2ШО (165)
2MnOOH + Zn в 2MnO + ZnO + H20 (166) В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит соединение, содержащее кислород, такое как гидроксид, источник водорода и по меньшей мере одно другое соединение, содержащее другой анион, такой как галид, или другой элемент. Реакция для формирования катализатора Н20 может содержать реакцию гидрокисида с другим соединением или элементом, в котором анион или элемент заменяют на гидроксид для формирования другого соединения, такого как анион или элемент, и Н20 формируется в ходе реакции гидроксида с Н2. Анион может содержать галид. Примеры реакции представляют собой:
2NaOH + NiCl2 + Н2 в 2NaCl + 2Н20 + Ni (167)
2NaOH + l2 + Н2 в 2NaI + 2Н20 (168)
2NaOH + XeF2 + Н2 в 2NaF + 2Н20 + Хе (169)
BiX3 (Х=галид) + 4Bi (ОН)3 в ЗВЮХ + Bi203 + 6Н20 (170) Соединения гидроксида и галида могут быть выбраны таким образом, что реакция для формирования Н20 с другим галидом являются термически обратимыми. В одном варианте осуществления общая реакция обмена представляет собой:
NaOH + 1/2Н2 + 1/уМхС1у = NaCl + 6Н20 + х/уМ (171) в которой иллюстративные соединения МХС1У представляют собой АЮз, ВеС12, HfCU, KAgCh, MnCl2, NaAlCU, ScCh, TiCl2, TiCb, UCb, UC14, ZrCl4, EuCb, GdCb, MgCl2, NdCb и YCh. Повышенная температура реакции, в соответствии с уравнением (171), такая как в диапазоне приблизительно от 100°С до 2000°С имеет по меньшей мере одну из энтальпии и свободной энергии приблизительно 0 килоджоулей и является обратимой. Обратимая температура рассчитывается из соответствующих термодинамических параметров каждой реакции. Представительными являются диапазоны температур, NaCl-ScCh приблизительно 800К-900К, NaCl-TiCl2 приблизительно 300К-400К, NaCl-UCh приблизительно 600К-800К, NaCl-UCl4 приблизительно 250К-300К, NaCl-ZrCl4 приблизительно 250К-300К, NaCl-MgCl2 приблизительно 900К-1300К, NaCl-EuCh приблизительно 900К-1000К, NaCl-NdCh приблизительно > 1000 К и NaCl-YCh приблизительно > 1000 К.
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит оксид, такой как оксид металла, такого как щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный элемент, элемент с внутренним переходом, и оксиды щелочноземельных металлов и оксиды других металлов и металлоидов, таких как Al, Ga , В, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se и Те, пероксид, такой как М202, где М представляет собой щелочной металл, такой как в Li202, Na202 и К202, и супероксид, такой как М02, где М представляет собой щелочной
металл, такой как в NaCh, КО2, RbCh и Cs02, и супероксиды щелочноземельного металла, и источник водорода. Ионные пероксиды могут дополнительно содержать, пероксиды Са, Sr или Ва. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать восстановление водорода из оксида, пероксида или супероксида для формирования ШО. Примеры реакции представляют собой
Na20 + 2Ш в 2NaH + ШО (172)
U2O2 + Ш в Li20 + ШО (173)
К02 + 3/2Ш в КОН + ШО (174) В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит источник водорода, такой, как по меньшей мере один из Ш, гидрид, такой, как по меньшей мере один из гидрида щелочного, щелочноземельного, переходного, с внутренним переходом, и редкоземельного металла и такие, как представлены в настоящем раскрытии, и источник водорода или другое соединение, содержащее сгораемый водород, такой как амид металла, и источник кислорода, такой как Ог. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать окисление Ш, гидрида или соединения водорода, такого как амид металла, для формирования ШО. Примеры реакций представляют собой:
2NaH + 02 в Na20 + ШО (175)
Ш+1/2О2ВШО (176)
LiNH2 + 202 в L1NO3 + ШО (177)
2LiNH2 + З/2О2 в 2LiOH + ШО + N2 (178)
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит источник водорода и источник кислорода. Реакция для формирования катализатора ШО может содержать разложение по меньшей мере одного из источника водорода и источника кислорода для формирования ШО. Примеры реакций представляют собой следующие:
NH4NO3 в N20 + 2ШО (179)
NH4NO3 в N2 + 1/202 + 2ШО (180)
H2O2BI/2O2 + H2O (181)
Ш02 + Шв2ШО (182)
Реакционные смеси, раскрытые здесь в данном разделе "Химический Реактор", дополнительно содержат источник водорода для формирования гидрино. Этот источник может представлять собой источник атомарного водорода, такой как диссоциатор водорода, и газообразный Ш или металлический гидрид, такой как диссоциаторы и гидриды металла, в соответствии с настоящим раскрытием. Источник водорода для получения атомарного водорода может представлять собой соединение, содержащее водород, такой как гидроксид или оксигидроксид. Н, который реагирует для
формирования гидрино, может представлять собой собственный Н, образующийся в результате реакции одного или больше реагентов, в которой по меньшей мере один из них содержит источник водорода, такой, как реакция гидроксида и оксида. Реакция также может формировать катализатор ШО. Оксид и гидроксид могут содержать одно и то же соединение. Например, оксигидроксид, такой как FeOOH, может выполнять дегидратацию для получения катализатора ШО и также для получения собственного Н для реакции гидрино во время дегидратации:
4FeOOH в ШО + Fe203 + 2FeO + 02 + 2Н (1/4) (183)
в которой собственный Н, образующийся во время реакции, реагирует с образованием гидрино. Другие иллюстративные реакции представляют собой реакции гидроксида и оксигидроксида или оксида, такие как NaOH + FeOOH или Fe203, для формирования окисла щелочного металла, такого как NaFe02 + ШО, в котором собственный Н, сформированный во время реакции, может сформировать гидрино, в котором ШО используется, как катализатор. Оксид и гидроксид могут содержать одно и то же соединение. Например, может происходить дегидратации оксигидроксида, такого как FeOOH, с получением катализатора ШО и также с получением собственного Н для реакции гидрино во время дегидратации:
4FeOOH в ШО + Fe203 + 2FeO + 02 + 2Н (1/4) (184)
в котором собственный Н, формируемый во время реакции, реагирует с гидрино. Другие примеры реакции представляют собой реакции гидроксида и оксигидроксида или оксида, такого как NaOH + FeOOH или Fe203, для формирования оксида щелочного металла, такого как NaFe02 + ШО, в котором собственный Н, формируемый во время реакции, может формировать гидрино, в котором ШО используется, как катализатор. Ион гидроксида одновременно восстанавливается и окисляется при формировании ШО и иона оксида. Ион оксида может реагировать с ШО, для формирования ОН". Тот же путь может быть получен с использованием реакции замены гидроксид - галид, такой как в соответствии со следующим уравнением:
2М(ОН)2+2М'Х2^ Н20 + 2МХ2+2М'0+1/202 + 2Н(1/4) (185)
в которой пример металлов М и М' представляет собой щелочноземельный и переходный металлы, соответственно, такие как CU(OH)2 + FeBr2, Cu(OH)2 + CuBr2, или Co(OH)2 + CuBr2. В одном варианте осуществления твердое топливо может содержать соединение гидроксида металла и галида металла, в котором по меньшей мере один металл представляет собой Fe. По меньшей мере один из ШО и Ш может быть добавлен, для регенерирования реагентов. В одном варианте осуществления М и М' могут быть выбраны из группы щелочных металлов, щелочноземельных металлов, переходных
металлов, металлов с внутренним переходом, и редкоземельных металлов, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, элементы групп 13, 14, 15 и 16, и другие катионы гидроксидов или галидов, таких как в соответствии с настоящим раскрытием. Примеры реакции для формирования по меньшей мере одного из катализатора НОН, собственного Н и гидрино представляют собой
4МОН + 4М'Х^ Н20 + 2М'20+М20 + 2МХ+Х2 + 2Н(1/4) (186) В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит по меньшей мере один из гидроксида и галоидного соединения, такого как в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления галид может использоваться для того, чтобы способствовать по меньшей мере одному из формирования и содержания по меньшей мере одного из собственного катализатора НОН и Н. В одном варианте осуществления смесь может использоваться для понижения точки плавления реакционной смеси.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит смесь Mg(OH)2 + CuBr2. Получаемый в виде продукта CuBr может быть сублимирован для формирования продукта конденсации CuBr, который отделяется от нелетучего MgO. Вг2 может быть захвачен холодной ловушкой. CuBr может реагировать с Вг2 для формирования CuBr2, и MgO может реагировать с Н20, для формирования Mg(OH)2. Mg(OH)2 может быть скомбинирован с CuBr2 для формирования регенерированного твердого топлива.
Реакция на основе кислоты представляет собой другой подход к катализатору Н20. Таким образом, тепловая химическая реакция аналогична электрохимической реакции для формирования гидрино. Примеры галидов и смесей гидроксидов представляют собой висмут, Cd, Си, Со, Мо и Cd, и смеси гидроксидов и галидов металлов, имеющих малую реакционную способность с водой группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W и Zn. В одном варианте осуществления реакционная смесь дополнительно содержит Н20, которая используется, как источник по меньшей мере одного из Н и катализатора, такого как собственный Н20. Вода может быть в форме гидрата, который разлагается или по-другому реагирует во время реакции.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит реакционную смесь Н20 и неорганического соединения, которое формирует собственный Н и собственную Н20. Неорганическое соединение может содержать галид, такой как галид металла, который реагирует с Н20. Продукты реакции могут по меньшей мере представлять собой один из гидроксида, оксигидроксида, оксида, оксигалида, гидроксида галида и гидрата. Другие продукты могут содержать анионы, содержащие кислород и галоген, такие как
Х0~, ХО~, ХО~ и Х04" (X = галоген). Продукт также может по меньшей мере
представлять собой один из восстановленного катиона и газообразного галогена. Галид может представлять собой галид металла, такой как один из щелочного, щелочноземельного, переходного, внутреннего переходного и редкоземельного металла, и Al, Ga , В, Sn, Pb, С, Те, Se, N, Р, As, Sb, Bi, С, Si, Ge и В, и других элементов, которые формируют галиды. Металл или элемент могут дополнительно быть одним из металлов, который формирует по меньшей мере один из гидроксида, оксигидроксида, оксида, оксигалида, гидроксида галида, гидрата и металлов, которые формируют соединения,
имеющие анион, содержащий кислород, и галоген, такой какХО , Х02, ХО3 и ХО~А (X = галоген). Соответствующие примеры металлов и элементов представляют собой по меньшей мере один из щелочного, щелочноземельного переходного, с внутренним переходом и редкоземельного металла, и Al, Ga, In, Sn, Pb, S, Те, Se, N, P, As, Sb, Bi, C, Si, Ge и В. Пример реакции представляет собой:
5МХ2 + 7Н20 в МХОН + М(ОН)2 + МО + М20з + 11Н(1/4) + 9/2Х2 (187)
в котором М представляет собой металл, такой как переходный металл, такой как CU, и X представляет собой галоген, такой как О.
В одном варианте осуществления Н20 используется, как катализатор, для которого поддерживается малая концентрация для обеспечения собственной Н20. В одном варианте осуществления малая концентрация достигается путем дисперсии молекулы Н20 в другом материале, таком как твердое вещество, жидкость или газ. Молекулы Н20 могут быть разбавлены для ограничения изолированных собственных молекул. Материал также содержит источник Н. Материал может содержать ионное соединение, такое как галид щелочного металла, такое как галид калия, такой как КС1, или галид переходного металла, такой как CuBr2. Низкая концентрация для формирования собственного Н может также быть достигнута динамически, в которой Н20 формируется в результате реакции. Получаемая в результате реакции Н20 может быть удалена со скоростью относительно скорости формирования этих результатов в установившемся состоянии низкой концентрации для получения по меньшей мере одного из собственного Н и собственного НОН. Реакция для формирования Н20 может содержать дегидратацию, сгорание, кислотно-щелочные реакции и другие, такие, как реакции в соответствии с настоящим раскрытием. Н20 может быть удалена с использованием средства, такого, как испарение и конденсация. Примеры реагентов представляют собой FeOOH для формирования окисла железа и Н20, в котором собственный Н также формируется в ходе дополнительной реакции для формирования гидрино. Другие иллюстративные реакционные смеси
представляют собой БегОз + по меньшей мере один из NaOH и Ш, и FeOOH + по меньшей мере один из NaOH и Ш. Реакционная смесь может поддерживаться при повышенной температуре, такой как в диапазоне приблизительно от 100°С до 600°С. Продукт ШО может быть удален путем конденсации пара в холодном месте реактора, в таком как линия для подачи газа, температура которой поддерживается ниже 100°С. В другом варианте осуществления может происходить столкновение материала, содержащего ШО, как включение или часть смеси, или соединение, такое как ШО, диспергированное или поглощенное в решетке, такое как ионное соединение, такое как галид щелочного металла, такой как галид калия, такой как КС1, при бомбардировке энергическими частицами. Частицы могут содержать по меньшей мере одно из фотонов, ионов и электронов. Частицы могут содержать луч, такой как электронный луч. Бомбардировка может обеспечивать по меньшей мере один из катализатора ШО, Н и активацию реакции для формирования гидрино. В вариантах осуществления элемента SF-CIHT содержание ШО может быть высоким. При этом может происходить воспламенение ШО для формирования гидрино с высокой скоростью большим током.
Реакционная смесь может дополнительно содержать подложку, такую как электропроводная подложка, с большой площадью поверхности. Соответствующие иллюстративные подложки представляют собой подложки, в соответствии с настоящим раскрытием, такие как металлические порошки, такие как Ni или R-Ni, металлический экран, такой как Ni, Ni целмет, сетка из Ni, углерод, карбиды, такие как TiC и WC, и бориды. Подложка может содержать диссоциатор, такой как Pd/C или Pd/C. Реагенты могут присутствовать в любом требуемом молярном соотношении. В одном варианте осуществления стехиометрия является такой, чтобы она способствовала завершению реакции, для формирования катализатора ШО и получения Н для формирования гидрино. Температура реакции может быть в любом требуемом диапазоне, таком как диапазон от приблизительно окружающей температуры до 1500°С. Диапазон давлений может представлять собой любой требуемый диапазон, такой как диапазон от приблизительно 0,01 Тор до 500 атм. Реакции представляют собой по меньшей мере одну из регенеративной и обратимой реакции при использовании способов, раскрытых здесь, и в предшествующих заявках Mills, таких как Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, подана РСТ 24.04.2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, подана РСТ 29.07.2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US 10/27828, подана РСТ 18.03.2010; Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US 11/28889, подана РСТ 17.03.2011; ШО-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US 12/31369 подана 30.03.2012, и CIHT Power System, PCT/US 13/041938 подана
21.05.13, которые включены сюда полностью посредством ссылки. Реакции для формирования ШО могут быть обратимыми при изменении условий реакции, таких как температура и давление, что обеспечивает возможность обратимой реакции, при которой потребляется ШО, как известно специалистам в данной области техники. Например, давление ШО может быть повышено при обратной реакции для преобразования реагентов из продуктов путем регидратации. В других случаях продукт, восстановленный водородом, может быть регенерирован в результате окисления, такого как реакция с по меньшей мере одним из кислорода и ШО. В одном варианте осуществления продукт обратимой реакции может удаляться из реакции таким образом, что будет продолжаться обратная реакция или реакция регенерирования. Обратная реакция может стать предпочтительной, даже не будучи предпочтительной на основе термодинамического равновесия, в ходе которого происходит отбор по меньшей мере одного продукта обратимой реакции. В иллюстративном варианте осуществления регенерируемый реагент (продукт обратной реакции или реакции регенерирования) содержит гидроксид, такую как гидроксид щелочного металла. Гидроксид может быть удалена, используя способы, такими как растворение или сублимация. В последнем случае сублимат гидроксида щелочного металла не изменяется при температуре в диапазоне от приблизительно 350°С до 400°С. Реакции могут поддерживаться в системах электростанций в соответствии с предшествующими заявками Mills. Тепловая энергия из элемента, производящего энергию может производить тепло для по меньшей мере одного другого элемента, в котором происходит регенерация, как было раскрыто ранее. В качестве альтернативы, равновесие реакции для формирования катализатора ШО и обратной реакции регенерирования может быть сдвинуто путем изменения температуры стены из воды с ипользованием конструкции системы, имеющей температурный градиент, из-за охладителя в выбранной области элемента, как было раскрыто ранее.
В одном варианте осуществления для галида и оксида могут быть проведены реакции обмена. Продукты реакции обмена могут быть отделены друг от друга. Реакция обмена может выполняться путем нагрева смеси продуктов. Разделение может быть выполнено путем сублимации, которая может происходить под действием по меньшей мере одного из нагрева и приложения разреженной атмосферы. В иллюстративном варианте осуществления для СаВгг и СиО может происходить реакция обмена в результате нагрева до высокой температуры, такой как в диапазоне от приблизительно 700°С до 900°С, для формирования СиВгг и СаО. Любой другой соответствующий диапазон температур может использоваться, такой как диапазон приблизительно от 100°С до 2000°С. СиВгг может быть отделен и собран путем сублимации, которая может быть
достигнута путем приложения тепла и низкого давления. СиВгг может сформировать отдельную полосу. СаО может реагировать с Н2О, для формирования Са(ОН)г.
В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит источник синглетного кислорода. Пример реакции для генерирования синглетного кислорода представляет собой:
NaOCl + Н2О2 в 02 + NaCl + Н20 (188)
В другом варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит источник или реагенты реакции Фэнтона, такой как Н2О2.
В одном варианте осуществления частицы водорода с более низкой энергией и соединения синтезируют, используя катализатор, содержащий по меньшей мере один из Н и О, такой, как ШО. Реакционная смесь, для синтеза иллюстративного соединения водорода с низкой энергией составляет МНХ, в котором М представляет щелочной металл и может представлять собой другой металл, такой как щелочноземельный металл, в котором соединение имеет соответствующую стехиометрию, Н представляет собой гидрино, такое как гидрид гидрино, и X представляет собой анион, такой как галид, содержит источник М и X, такой как галид щелочного металла, такой как КС1, и восстановитель металла, такой как щелочной металл, диссоциатор водорода, такой как Ni, такой как Ni сетка или R-Ni и, в случае необходимости, подложку, такую как углеродная подложка, источник водорода, такой как по меньшей мере один из гидрида металла, такой как МН, который может быть заменен М и газообразным Ш, и источник кислорода, такой как оксид металла или соединение, содержащее кислород. Соответствующие иллюстративные оксиды металла представляют собой БегОз, СггОз и МО. Температура реакции может поддерживаться в диапазоне от приблизительно 200°С до 1500°С или от приблизительно 400°С до 800°С. Реагенты могут быть представлены в любых требуемых соотношениях. Реакционная смесь для формирования КНС1 может содержать К, сетку из Ni, КС1, газообразный водород и по меньшей мере один из Fe203, Сг20з и МО. Примеры весов и состояний представляют собой 1,6 г К, 20 г КС1, 40 г сетки из М, равные моли кислорода и К из металлических оксидов, таких как 1,5 г Fe203 и 1,5 г МО, 1 атм Ш, и температуру реакции приблизительно 550-600°С. В ходе реакции формируется катализатор ШО в результате реакции Н с О из оксида металла, и Н реагирует с катализатором для формирования гидрино и ионов гидрида гидрино, которые формируют продукт КНС1. Реакционная смесь для формирования KHI может содержать К, R-Ni, KI, газообразный водород и по меньшей мере один из Fe203, Сг20з и МО. Примеры весов и состояний представляют собой 1 г К, 20 г KI, 15 г R-M 2800, равные моли кислорода и К из оксидов металла, таких как 1 г Fe203 и 1 г МО, 1 атм Ш, и температура реакции
приблизительно 450-500°С. В ходе реакции формируется катализатор ШО в результате реакции Н с О из оксида металла, и Н реагирует с катализатором для формирования гидрино и ионов гидрида гидрино, которые формируют продукт KHI. В одном варианте осуществления, продукт по меньшей мере один из элемента СШТ, элемента SF-CIHT, твердого топлива или химического элемента представляет собой Ш(1/4), что приводит к сдвигу матрицы NMR в область более сильного поля. В одном варианте осуществления присутствие разновидностей гидрино, таких как атом или молекула гидрино в твердой матрице, такой как матрица из гидроксида, такая как NaOH или КОН, приводит к тому, что происходит сдвиг протонов матрицы в область более сильного поля. При этом может происходить обмен протонами матрицы, такими как NaOH или КОН. В одном варианте осуществления сдвиг может приводить к тому, что пик матрицы будет находиться в диапазоне от приблизительно -0,1 до -5 ррш относительно TMS.
В одном варианте осуществления реакция регенерирования смеси соединения гидроксида и галида, такой как Си(ОН)г + СиВгг может происходить в результате добавления по меньшей мере одного из Ш и ШО. Продукты, такие как галиды и оксиды могут быть разделены путем сублимации галида. В одном варианте осуществления ШО может быть добавлена к реакционной смеси после ее нагрева для того, чтобы обеспечить формирование гидроксидом и галидом, такими как СиВгг и Cu(OH> 2 продуктов реакции. В одном варианте осуществления регенерация может быть достигнута на этапе циклической тепловой обработки. В одном варианте осуществления галид, такой как СиВгг, является растворимым в ШО, тогда как гидроксид, такой как Си(ОН> 2, является нерастворимым. Регенерируемые соединения могут быть разделены путем фильтрации или осаждения. Химикаты могут быть высушены, при этом тепловая энергия может быть получена в результате реакции. Тепло может быть восстановлено от отбираемого водяного пара. Восстановление может происходить в теплообменнике или используя пар непосредственно для нагрева или генерирования электричества, используя, например, турбину и генератор. В одном варианте осуществления регенерирование Си(ОН)г из СиО достигается, используя катализатор разделения ШО. Соответствующие катализаторы представляют собой благородные металлы на подложке, такие как Pt/АЬОз и C11AIO2, формируемые путем обжига СиО и AI2O3, фосфата кобальта, бората кобальта, метил бората кобальта, бората никеля, РидОг, ЬаМпОз, SrTi03, ТЮ2 и WO3. Иллюстративный способ для формирования катализатора для разделения ШО представляет собой управляемый электролиз раствора Со2+ и Ni2+ в электролите с приблизительно 0,1 м бората фосфата калия рН 9,2, с потенциалом 0,92 и 1,15 V (по сравнению с нормальным электродом водорода), соответственно. Иллюстративные, обратимые циклы твердого
топлива представляют собой следующие:
Т 100 2CuBr2 + Са(ОН)2 -> 2СиО + 2СаВг2 + Н20
Т 730 СаВг2 + 2Н20 -> Са(ОН)2 + 2НВг
Т 100 СиО + 2НВг -> СиВг2 + Н20
(189) (190) (191)
Т 100 2СиВг2 + Си(ОН)2 -> 2СиО + 2СаВг2 + Н20 Т 730 СиВг2 + 2Н20 -> Си(ОН)2 + 2НВг
Т 100 СиО + 2НВг -> СиВг2 + Н20
(192) (193) (194)
В одном варианте осуществления реакционную смесь твердого топлива, имеющего по меньшей мере один из Н2; в качестве реагента, и Н20, в качестве продукта, и один или больше из Н2 или Н20, в качестве по меньшей мере одного из реагента и продукта выбирают таким образом, что максимальная теоретическая свободная энергия любой обычной реакции представляет собой приблизительно ноль в пределах диапазона от -500 до +500 кДж/моль ограничительного реагента или, предпочтительно, в пределах диапазона от -100 до +100 кДж/моль ограничительного реагента. Смесь реагентов и продуктов может поддерживаться на одной или больше из приблизительно оптимальной температуры, при которой свободная энергия равна приблизительно нулю и приблизительно оптимальной температуре, при которой реакция является обратимой для обеспечения регенерирования или постоянной энергии в течение по меньшей мере длительности, больше, чем время реакции, в отсутствие поддержания смеси и температуры. Температура может находиться в пределах диапазона от приблизительно +/-500°С или до приблизительно +/-100°С от оптимальной. Примеры смесей и температуры реакции представляют собой стехиометрическая смесь Fe, Fe203, Н2 и Н20 при 800 К и стехиометрическое соотношение Sn, SnO, Н2 и Н20 при 800 К.
В одном варианте осуществления, в котором по меньшей мере один из щелочного металла М, такой как К или Li и пН (п =целое число), ОН, О, 20, 02 и Н20 используются, как катализатор, источник Н представляет собой по меньшей мере один из гидрида металла, такой как МН, и происходит реакция по меньшей мере одного из металла М и гидрида металла МН с источником Н для формирования Н. Один продукт может представлять собой окисленный М, такой как оксид или гидроксид. Реакция для получения по меньшей мере одного из атомарного водорода и катализатора, может представлять собой реакцию переноса электронов или реакцию окисления-восстановления. Реакционная смесь может дополнительно содержать по меньшей мере один из Н2, диссоциатора Н2, такого в соответствии с настоящим раскрытием, такого как сетка из Ni или R-Ni и в электропроводной подложки, такой как для диссоциаторов и
других, а также для использования в качестве подложки в настоящем раскрытии, такой как углерод, и карбид, борид и карбонитрид. Пример реакции окисления М или МН представляет собой:
4МН + Fe203 в + Н20 + Н(1/р) + М20 + МОИ + 2Fe + М (195)
где по меньшей мере одна из Н20 и М могут использоваться, как катализатор для формирования Н(1/р). Реакционная смесь может дополнительно содержать поглотитель для гидрино, такой как соединение, такое как соль, такая как соль галида, такая как соль галида щелочного металла, такая как КС1 или KI. Продукт может представлять собой МНХ (М = металл, такой как щелочной металл; X представляет собой противоположный ион, такой как галид; Н представляет собой разновидность гидрино). Другие катализаторы гидрино могут быть заменены на М, такие как в соответствии с настоящим раскрытием, такие как представлены в ТАБЛИЦЕ 1.
В одном варианте осуществления источник кислорода представляет собой соединение, которое обладает свойством формирования тепла, которое аналогично воде, таким образом, что обмен кислородом между восстановленным продуктом соединения источника кислорода и водорода происходит с минимальным высвобождением энергии. Соответствующие иллюстративные соединения источника кислорода представляют собой CdO, CuO, ZnO, S02, Se02 и Te02. Другие, такие как окислы металла, также могут представлять собой ангидриды кислот или оснований, которые могут подвергаться реакциям дегидратации, как источник катализатора Н20, и представляют собой МпОх, А10х и SiOx. В одном варианте осуществления источник кислорода слоя кислорода может охватывать источник водорода, такой как гидрид металла, такой как гидрид палладия. Реакция для формирования катализатора Н20 и атомарного Н, которые дополнительно реагируют для формирования гидрино, может быть инициирована путем нагрева оксида, покрытого источником водорода, таким как окисел металла, покрытый гидридом палладия. Гидрид палладия может быть нанесен как покрытие на противоположной стороне, относительно стороны источника кислорода слоем, непроницаемым для водорода, таким как слой золотой пленки, который обеспечивает избирательную миграцию высвобожденного водорода к источнику кислорода, такому как слой кислорода, такому как окисел металла. В одном варианте осуществления реакция для формирования катализатора гидрино и реакция регенерирования содержит обмен кислородом между соединением источником кислорода и водородом, и между водой и соединением источником восстановленного кислорода, соответственно. Соответствующие источники восстановленного кислорода представляют собой Cd, Cu, Zn, S, Se, и Те. В одном варианте осуществления реакция обмена кислородом может содержать реакции,
используемые для теплового формирования газообразного водорода. Иллюстративные способы тепловой обработки представляют собой цикл оксида железа, цикл оксида церия (IV) - оксида церия (III), цикл цинк - оксид цинка, цикл сера- йод, цикл медь - хлор и цикл гибридной серы и другие, известные для специалиста в данной области техники. В одном варианте осуществления, реакция для формирования катализатора гидрино и реакция регенерирования, такая как реакция обмена кислородом, происходит одновременно в одном и том же реакционном резервуаре. Условиями, такими как температура и давление, можно управлять для достижения одновременности реакции. В качестве альтернативы, продукты могут быть удалены и могут быть регенерированы по меньшей мере в одном другом отдельном резервуаре, что может происходить в условиях, отличных от реакции формирования энергии, как показано в настоящем раскрытии, и предшествующих заявках Миллза.
В одном варианте осуществления группа амида NH2, например, L1NH2 используется, как катализатор, в котором потенциальная энергия составляет приблизительно 81,6 eV, что соответствует m =3 в уравнении (5). Аналогично обратимой реакции устранения или добавления ШО или между кислотой или основанием к ангидриду и наоборот, обратимая реакция между амидом и имидом или нитридом приводит к формированию катализатора NH2, который дополнительно реагирует с атомарным Н для формирования гидрино. Обратимая реакция между амидом, и по меньшей мере одним из имида и нитрида может также использоваться, как источник водорода, такого как атомарный Н.
В одном варианте осуществления частицы гидрино, такие как молекулярное гидрино или ионы гидрида гидрино синтезируются с помощью реакции Н и по меньшей мере одного из катализатора ОН и ШО. Частицы гидрино могут быть сформированы по меньшей мере двумя из группы металла, такого как щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл, металл внутреннего перехода, и редкоземельный металл, А1, Ga , В, Ge, Sn, Pb, As, Sb и Те, гидрида металла, такого как ЬаМгШ и другие, в соответствии с настоящим раскрытием, водного гидроксида, такого как алкалиновый гидроксид, такой как КОН при 0,1 т, вплоть до насыщенной концентрации, на подложках, таких как углеродная, Pt/C, пар-углерод, газовая сажа, карбид, борид или нитрил и кислород. Соответствующие примеры реакционных смесей для формирования разновидностей гидрино, таких как молекулярное гидрино, представляют собой (1) Со PtC КОН (насыщенный) с или без Ог; (2) Zn или Sn + ЬаМгШ + КОН (насыщенный), (3) Со, Sn, Sb, или Zn + 02 + СВ + КОН (насыщенный), (4) Al СВ КОН (насыщенный), (5) Sn Ni-покрытый графитом КОН (насыщенный) с или без Ог, (6) Sn + SC или СВ + КОН (насыщенный) + Ог, (7) Zn Pt/C КОН (насыщенный) Ог, (8) Zn R-Ni КОН (насыщенный)
02, (9) Sn LaNi5H6 КОН (насыщенный) 02, (10) Sb LaNi5H6 КОН (насыщенный) 02, (11) Со, Sn, Zn, Pb, or Sb + КОН (насыщенный водный) + К2СОз + CB-SA и (12) LiNH2 LiBr и LiH и Li или Н2 или их источники и, в случае необходимости, диссоциатор водорода, такой как Ni или R-Ni. Дополнительные реакционные смеси содержат расплавленный водород, источник водорода, источник кислорода и диссоциатор водорода. Соответствующие иллюстративные реакционные смеси, для формирования разновидностей гидрино, таких как молекулярное гидрино, представляют собой (1) Ni (Н2) Ni(H2) LiOH-LiBr воздух или 02, (2) Ni(H2) NaOH-NaBr воздух или 02, and (3) Ni(H2) KOH-NaBr воздух или 02.
В одном варианте осуществления, продукт по меньшей мере одной из химической реакции, реакции SF-CIHT и реакции элемента СШТ для формирования гидрино представляют собой соединения, содержащие гидрино или частицы водорода более низкой энергии, такие как Н2(1/р), комплексно соединенные с неорганическим соединением. Соединение может содержать оксианионное соединение, такое как карбонат щелочного металла или щелочноземельного металла, или гидроксид или другое такое соединение, в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления
МД-Я,(1/4)
продукт содержит по меньшей мере один из комплекса 2 3 2V -'и
МОП Hz (l / 4) _ щелочной металл или другой катион, в соответствии с настоящим раскрытием). Продукт может быть идентифицирован с использованием ToF-SIMS, как последовательности ионов в положительном спектре, содержащие
М(М,С0^ ¦ Я, (1/ 4))+) М(К0Н Щ (1/ 4))+
v L 3 *¦v , и v i v tfn, соответственно, в которой n
представляет собой целое число и целое число, и целое число р> 1 могут заменять 4. В одном варианте осуществления соединение, содержащее кремний и кислород, такой как Si02 или кварц, может использоваться, как геттер для Н2 (1/4). Получатель для Н2 (1/4) может содержать переходный металл, щелочной металл, щелочноземельный металл, металл с внутренним переходом, редкоземельный металл, комбинации металлов, сплавов, такие как сплав Мо, такой как МоСи, и материалы, содержащие водород, такие как, в соответствии с настоящим раскрытием.
Соединения водорода с малой энергией, синтезируемые с использованием способов в соответствии с настоящим раскрытием, могут иметь формулу МН, МН2 или М2Н2, в которой М представляет собой катион щелочного металла, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНд в котором п равно 1 или 2, М представляет собой
катион щелочноземельного металла, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНХ, в которой М представляет собой катион щелочного метала, X представляет собой один из нейтрального атома, такого как атом галогена, молекула или одиночный отрицательно заряженный анион, такой как анион галогена, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНХ, в которой М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНХ, где М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой двойной анион с отрицательным зарядом, и Н представляет собой атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу М2НХ, в которой М представляет собой катион щелочного металла, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНп, где п представляет собой целое число, М представляет собой катион щелочного металла, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу М2Нд, в которой п представляет собой целое число, М представляет собой катион щелочноземельного металла, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу М2ХНп, где п представляет собой целое число, М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный отрицательно заряженный анион, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу М2Х2НП, в которой п равно 1 или 2, М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода в увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу М2Х3Н, в которой М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный, отрицательный заряженный анион, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу
М2ХНп, где n равно 1 или 2, М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой двойной, отрицательно заряженный анион, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может быть формулу М2ХХ'Н, где М представляет собой катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, X' представляет собой двойной, отрицательно заряженный анион, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу ММ'Нд, в которой п представляет собой целое число от 1 до 3, М представляет собой катион щелочноземельного металла, М' представляет собой катион щелочного металла, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу ММ'ХНп, в которой п равно 1 или 2, М представляет собой катион щелочноземельного металла, М' представляет собой катион щелочного металла, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу ММ'ХН, в которой М представляет собой катион щелочноземельного металла, М' представляет собой катион щелочного металла, X представляет собой анион с двойным, отрицательным зарядом и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу ММ'ХХ'Н, в которой М представляет собой катион щелочноземельного металла, М' представляет собой катион щелочного металла, X и X' представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и Н представляет собой ион гидрида с увеличенной энергией связи или атом водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МХХ'Нд, в котором п представляет собой целое число от 1 до 5, М представляет собой катион щелочного металла или катион щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный или двойной, отрицательно заряженный анион, X' представляет собой металл или металлоид, переходный элемент, элемент с внутренним переходом, или редкоземельный элемент, и водород Нд, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МНд, в которой п представляет собой целое число, М представляет собой катион, такой как переходный элемент, элемент внутреннего перехода, или редкоземельный элемент, и водород Нп содержащийся в соединении
содержит по меньшей мере одну разновидность водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу МХНд, в котором п представляет собой целое число, М представляет собой катион, такой как щелочной катион, щелочноземельный катион, X представляет собой другой катион, такой как переходный элемент, внутренний переходный элемент или катион редкоземельного элемента, и водород Нт, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу [КНтКС03]п , в которой тип каждое представляет собой целое число, и водород Нт содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу[KHmKN03]+n пХ~, в которой тип каждое
представляет собой целое число, X представляет собой одиночный, отрицательно заряженный анион, и водород Нт, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу [KHKN03\ , в которой п представляет собой целое число, и водород Нт содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение может иметь формулу [КНКОН]г , в которой п
представляет собой целое число, и водород Нт, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение, включающее в себя анион или катион, может иметь формулу [ МНтМ 'X] , в
которой тип каждое представляет собой целое число, М и М' каждое представляет собой из катиона щелочного или щелочноземельного металла, X представляет собой одиночный или двойной, отрицательно заряженный анион, и водород Нт, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с увеличенной энергией связи. Соединение, включающее в себя анион или катион, может иметь
формулу [М/-/тМ'Х']^ пХ~, где тип каждое представляет собой целое число, М и М'
каждое представляет собой катион щелочного металла или катион щелочноземельного металла, X и X' представляет собой одиночный или двойной, отрицательно заряженный анион, и водород Нт, содержащийся в соединении содержит по меньшей мере одну разновидность водорода с увеличенной энергией связи. Анион может содержать один из представленных в данном раскрытии. Соответствующие примеры одиночных отрицательно заряженных анионов представляют собой ион галида, ион гидроксида, ион карбоната водорода или ион нитрата. Соответствующее примеры двойного, отрицательно
заряженного заряда, представляют собой анионы представляют собой ион карбоната, оксида или ион сульфата.
В одном варианте осуществления, вместо энергии связи соединение водорода или смесь содержит по меньшей мере одну из разновидностей водорода с меньшей энергией, такой, как атом гидрино, ион гидрида гидрино и молекула дигидрино, встроенную в решетку, такую как кристаллическая решетка, такая как в металлическая или ионная решетка. В одном варианте осуществления решетка не реагирует с разновидностью водорода с малой энергией. Матрица может быть апротонной, такой как в случае встроенных ионов гидрида гидрино. Соединение или смесь может содержать по меньшей мере одно из Н(1/р), Н2 (1/р) и Н"(1/р), встроенных в решетку соли, такой как щелочная соль или соль щелочноземельного металла, такая как галид. Примеры галидов щелочных металлов представляют собой КС1 и KI. В соли может отсутствовать ШО, в случае встроенного Н"(1/р). Другие соответствующие решетки соли содержат решетки, в соответствии с настоящим раскрытием. Разновидность водорода с малой энергией может быть сформирована с использованием катализа водорода, такого, как апротонный катализатор, такой, как представлено в ТАБЛИЦЕ 1.
Соединения, в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно являются более чистыми, чем 0,1 атомных процентов. Более предпочтительно, соединения имеют чистоту больше 1 атомного процента. Еще более предпочтительно, соединения имеют чистоту больше, чем 10 атомных процентов. Наиболее предпочтительно, соединения имеют чистоту более, чем 50 атомных процентов. В другом варианте осуществления соединения имеют чистоту больше, чем 90 атомных процентов. В другом варианте осуществления соединения имеют частоту больше, чем 95 атомных процентов.
В другом варианте осуществления химического реактора для формирования гидрино, элемент для формирования гидрино и высвобождения энергии, такой как тепловая энергия, содержит камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, ракетного двигателя или газовой турбины. Реакционная смесь содержит источник водорода и источник кислорода для генерирования катализатора и гидрино. Источник катализатора может по меньшей мере представлять собой одну из частиц, содержащей водород, и одну, содержащую кислород. Разновидность или дополнительные продукты реакции могут представлять собой по меньшей мере одну из разновидности, содержащей по меньшей мере один из О и Н, таких как Ш, Н, Н+, 02, Оз, 03, 03", О, 0+, ШО, ШО+, ОН, ОН+, ОН, НООН, ООН", О", О2", 0~2 и 0\~. Катализатор может содержать разновидность кислорода или водорода, такую, как ШО. В другом варианте осуществления катализатор содержит
по меньшей мере один из пН, пО (п = целое число), О2, ОН и катализатор ШО. Источник водорода, такой, как источник атомов водорода, может содержать топливо, содержащее водород, такое как газообразный Ш или углеводород. Атомы водорода могут быть получены путем пиролиза углеводорода во время сгорания углеводорода. Реакционная смесь может дополнительно содержать диссоциатор водорода, такой, как в соответствии с настоящим раскрытием. Атомы Н могут также быть сформированы в результате диссоциации водорода. Источник О может дополнительно содержать О2 из воздуха. Реагенты могут дополнительно содержать ШО, которая может использоваться, как источник по меньшей мере одного из Н и О. В одном варианте осуществления вода используется, как дополнительный источник по меньшей мере одного из водорода и кислорода, которые могут быть поданы в результате пиролиза ШО в ячейке. Вода может быть разложена на атомы водорода термально или каталитически на поверхности, такой как цилиндр или головка поршня. Поверхность может содержать материал для разложения воды на водород и кислород. Материал, разлагающий воду, может содержать элемент, соединение, сплав или смесь переходных элементов или элементы с внутренним переходом, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Mn, Со, Cu, Zn, Y, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Hg, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный древесный уголь (углерод) или углерод с внедренным Cs (графит). Н и О могут реагировать для формирования катализатора и Н для формирования гидрино. Источник водорода и кислорода могут быть отобраны через соответствующие порты или через входные отверстия, такие как входные клапаны или коллекторы. Продукты могут быть выпущены через выходные порты или выходные отверстия. Потоком можно управлять путем управления входной скоростью и выходной скоростью через соответствующие порты.
В одном варианте осуществления гидрино формируют путем нагрева источника катализатора и источника водорода, такого как твердое топливо, в соответствии с настоящим раскрытием. Нагрев может представлять собой по меньшей мере один из теплового нагрева и нагрева в результате столкновения. В качестве эксперимента, Рамановская спектроскопия подтверждает, что гидрино формируются в шаровой мельнице, которая перемалывает твердое топливо, такое как смесь гидроксида и галида, такую, как смесь, содержащую щелочные металлы, такие как Li. Например, обратный пик Романовского эффекта наблюдали от шара, который перемалывал LiOH + Lil и LiOH + LiF при 2308 см"1. Таким образом, соответствующий пример смеси представляет собой LiOH + Lil или LiF. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из теплового нагрева и нагрева в результате столкновения достигается путем быстрой реакции. В этом
случае дополнительная энергетически реакция обеспечивается путем формирования гидрино.
VII. Элемент перехода гидрино, индуцированного твердотопливным катализатором (SF-CIHT) и преобразователь энергии
В одном варианте осуществления энергетическая система, которая генерирует по меньшей мере одну из прямой электрической энергии и тепловой энергии, содержит по меньшей мере один резервуар, реагенты, содержащие: (а) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий получаемую в ходе реакции ШО; (Ь) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и (с) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы, и по меньшей мере один набора электродов для ограничения реагентов гидрино, источник электроэнергии для подачи коротких импульсов электрической энергии с большим током, систему перезагрузки по меньшей мере одну систему для регенерирования исходных реагентов из продуктов реакции, и по меньшей мере один прямой преобразователь, такой, как по меньшей мере один из преобразователей плазмы в электричество, такой как PDC, фотогальванический преобразователь и по меньшей мере один преобразователь тепловой в электроэнергию. В дополнительном варианте осуществления резервуар выполнен с возможностью работы с по меньшей мере одним из атмосферного давления, давления выше атмосферного и ниже атмосферного. В одном варианте осуществления система регенерирования может содержать по меньшей мере одну из системы гидратации, тепловой, химической и электрохимической системы. В другом варианте осуществления по меньшей мере один прямой преобразователь плазмы в электричество может содержать
по меньшей мере один из группы плазмодинамического преобразователя энергии,^" прямой преобразователь, магнитогидродинамический преобразователь энергии, магнитно-гидродинамический преобразователь энергии с магнитным зеркалом, преобразователь дрейфа заряда, преобразователь типа штырь или типа венецианского жалюзи, гиротрон, микроволновый преобразователь энергии со связыванием фотонов, и фотоэлектрический преобразователь. В дополнительном варианте осуществления по меньшей мере один преобразователь тепла в электричество, может содержать по меньшей мере один из группы теплового двигателя, парового поршневого двигателя, паровой турбины и генератора, газовой турбины и генератора, двигателя, работающего по циклу Рэнкина, двигателя, работающего по циклу Брайтона, двигателя Стирлинга, термоионного преобразователя энергии и термоэлектрического преобразователя энергии.
Преобразователь может представлять собой преобразователь, описанный в предшествующих публикациях Миллза и предшествующих заявках Миллза.
В одном варианте осуществления происходит воспламенение ШО для формирования гидрино с большим высвождением энергии в форме по меньшей мере одной из тепловой энергии, плазмы и электромагнитной (световой) энергии. ("Воспламенение" в настоящем раскрытии обозначает очень большую скорость реакции Н в гидрино, которая может выглядеть, как горение, импульс или другая форма высокого высвобождения энергии). ШО может содержать топливо, которое можно поджигать при приложении большого тока, такого как в диапазоне от приблизительно 2000 до 100 000 А. Это может быть достигнуто путем приложения высокого напряжения, такого как приблизительно от 5 000 до 100 000 В, для того, чтобы вначале сформировать в высокой степени проводящую плазму, такую, как дуга. В качестве альтернативы, большой ток может быть пропущен через соединение или смесь, содержащую ШО, с высокой проводимостью получаемого в результате топлива, такое, как твердое топливо. (В настоящем раскрытии твердое топливо или энергетический материал используется для обозначения реакционной смеси, которая формирует катализатор, такой как НОН и Н, который дополнительно реагирует для формирования гидрино. Однако, реакционная смесь может содержать другие физические состояния, кроме твердого. В вариантах осуществления реакционная смесь может иметь состояние меньшей мере, одно из газообразного, жидкого, твердого состояния, состояния в виде шлама, состояния в виде золь геля, раствора, смеси, газообразной шлама, пневматического потока и других состояний, известных для специалиста в данной области техники). В одном варианте осуществления твердое топливо, имеющее очень низкое сопротивление, содержит реакционную смесь, содержащую ШО. Малое сопротивление может быть связано с компонентом проводника реакционной смеси. В вариантах осуществления сопротивление твердого топлива составляет по меньшей мере одно из в диапазоне от приблизительно 10"9 Ом до 100 Ом, от 10"8 Ом до 10 Ом, 10"3 Ом до 10 Ом, 10"4 Ом до 10"1 Ом и 10"4 Ом до 10"2 Ом. В другом варианте осуществления топливо, имеющее высокое сопротивление, содержит ШО, содержащую следы или малую мольную концентрацию добавленного соединения или материала. В последнем случае большой ток может протекать через топливо для воспламенения, вызывая пробой для формирования высокого проводящего состояния, такого как дуга или плазма в форме дуги.
В одном варианте осуществления реагенты могут содержать источник ШО и электропроводную матрицу для формирования по меньшей мере одного источника катализатора, катализатора, источника атомарного водорода и атомарного водорода. В дополнительном варианте осуществления реагенты, содержащие источник ШО, могут
содержать по меньшей мере один из объемной ШО, другого состояния, чем объемная ШО, соединение или соединения, которые были подвергнуты по меньшей мере одной из реакции для формирования ШО, и ШО с высвобожденной связью. Кроме того, связанная ШО может содержать соединение, которое взаимодействует с ШО, в котором ШО находится в состоянии по меньшей мере одной из поглощенной ШО, связанной ШО, ШО в состоянии физической адрсорбции и воды, получаемой результате гидратации. В вариантах осуществления реагенты могут содержать проводник и одно или больше соединений или материалов, которые подвергались по меньшей мере одному из высвобождения жидкой ШО, адсорбированной ШО, связанной ШО, физически адсорбированной ШО, и воды, получаемой в результате гидратации, и имеют ШО, как продукт реакции. В других вариантах осуществления по меньшей мере один из источника образующегося катализатора ШО и источника атомарного водорода может содержать по меньшей мере один из следующего: (а) по меньшей мере один источник ШО; (Ь) по меньшей мере один источник кислорода, и (с) по меньшей мере один источник водорода.
В дополнительных вариантах осуществления реагенты для формирования по меньшей мере одного из источника катализатора, катализатора, источника атомарного водорода и атомарного водорода содержат по меньшей мере одну из ШО и источник ШО; О2, ШО, НООН, ООН", иона пероксида, иона супер пероксида, гидрида, Ш, галида, оксида, оксигидроксида, гидроксида, соединения, которое содержит кислород, гидратированного соединения, гидратированного соединения, выбранного из группы по меньшей мере одного из галида, оксида, оксигидроксида, гидроксида, соединения, которое содержит кислород; и электропроводящую матрицу. В определенных вариантах осуществления оксигидроксид может содержать по меньшей мере один из группы TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH, и SmOOH; оксид может содержать по меньшей мере один из группы СиО, СщО, CoO, С02О3, С03О4, FeO, РегОз, NiO, и N12O3; гидроксид может содержать по меньшей мере один из группы Cu(OH)2, Со(ОН)2, Со(ОН)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3 и Ni(OH)2; состав, который содержит кислород, может содержать по меньшей мере один из группы сульфата, фосфата, нитрата, карбоната, карбоната водорода, хромата, пирофосфата, персульфата, перхлората, пербромата, и перйодата, МХОз, МХО4 (М = металл, такой как щелочной металл, такой как Li, Na, К, Rb, Cs; X = F, Br, CI, I), оксид магния и кобальта, оксид магния и никеля, оксид меди и магния, Li20, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, СиО, СЮ4, ZnO, MgO, СаО, М0О2, ТЮ2, Zr02, Si02, AI2O3, NiO, FeO, Fe203, Ta02, Ta205, VO, V02, V2O3, V2O5, P2O3, P2O5, B2O3, NbO, Nb02, Nb205, Se02, Se03, Te02, ТеОз, W02, WO3, Cr304, Сг20з, Cr02, СгОз, CoO, C02O3, C03O4, FeO,
БегОз, NiO, N12O3, оксид редкоземельного металла, СеОг, ЬагОз, гидроксид, TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH и SmOOH, и проводящая матрица может содержать по меньшей мере один из группы металлического порошка, углерода, карбида, борида, нитрида, карбонитрила, такого как TiCN, или нитрила.
В вариантах осуществления реагенты могут содержать смесь металла, оксида ее металла и ШО, в которой реакция металла с ШО не является термодинамически предпочтительной. В других вариантах осуществления реагенты могут содержать смесь металла, галида металла и ШО, в которой реакция металла с ШО не является термодинамически предпочтительной. В дополнительных вариантах осуществления реагенты могут содержать смесь переходного металла, галида щелочноземельного металла и ШО, в которой реакция металла с ШО не является термодинамически предпочтительной. И в других вариантах осуществления, реагенты могут содержать смесь проводника, гигроскопического материала и ШО. В вариантах осуществления проводник может содержать металлический порошок или порошок углерода, в котором реакция металла или углерода с ШО не является термодинамически предпочтительной. В вариантах осуществления гигроскопический материал может содержать по меньшей мере один из группы бромида лития, хлорида кальция, хлорида магния, хлорида цинка, карбоната калия, фосфата калия, карналлита, такого как KMgCh • 6 (ШО), двойной соли лимоннокислого железа(З) и лимоннокислого аммония, гидроксида калий и гидроксида натрия и концентрированные серные и фосфорные кислоты, целлюлозные волокна, сахар, карамельный краситель, мед, глицерин, этиловый спирт, метанол, дизельное топливо, метамфетамин, химикат из состава удобрения, соль, осушитель, кремнезем, активированный уголь, гипс, хлористый кальций, молекулярные сита, цеолит, расплывающийся материал, хлорид цинка, хлористый кальций, гидроксид калия, гидроксид натрия и расплывающуюся соль. В некоторых вариантах осуществления двигательная система может содержать смесь из проводника, гигроскопических материалов и ШО в которой, диапазоны относительного молярного количества (металла/проводника), (гигроскопического материала), (ШО) составляют по меньшей мере один из приблизительно (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000); (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000); (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000); (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100); (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100); (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10); и (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1). В некоторых вариантах осуществления металл, имеющий, термодинамически неблагоприятную реакцию с ШО
может быть по меньшей мере одним из группы меди, Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В дополнительных вариантах осуществления реагенты могут быть восстановлены путем добавления ШО.
В дополнительных вариантах осуществления реагенты могут содержать смесь металла, оксида ее металла и ШО, в которой оксид металла выполнен с возможностью восстановления Ш при температуре ниже, чем 1000 °С. В других вариантах осуществления реагенты могут содержать смесь оксида, который плохо восстанавливается с Ш при слабом нагреве металла, имеющего оксид, который может быть восстановлен до металла Ш при температуре ниже, чем 1000°С, и ШО. В вариантах осуществления металл, имеющий оксид, который может быть восстановлен до металла с Ш при температуре ниже, чем 1000°С может представлять собой по меньшей мере один из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В вариантах осуществления оксид металла, который плохо восстанавливается Ш при мягком нагреве, содержит по меньшей мере один из глинозема, оксида щелочноземельного металла и оксида редкоземельного металла.
В вариантах осуществления твердое топливо может содержать углерод или активированный уголь и ШО, в котором смесь регенерируется путем регидратации, содержащей добавление ШО. В дополнительных вариантах осуществления реагенты могут содержать по меньшей мере одну из шлама, раствора, эмульсии, композита и соединения. В вариантах осуществления ток источника электроэнергии для подачи короткого импульса с большим током электроэнергии является достаточным для того, чтобы вызвать среди реагентов гидрино реакцию для формирования гидрино с очень большой скоростью. В вариантах осуществления источник электроэнергии для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током может содержать по меньшей мере один из следующего: напряжение, выбранное для обеспечения протекания постоянного тока, переменного тока или смеси переменного-постоянного тока для тока, сила которого находится в диапазоне по меньшей мере одного из 100 - 1 000 000 А, от 1 кА до 100 000 А, от 10 кА до 50 к А; плотности постоянного тока или пика переменного тока в диапазоне от по меньшей мере одного из 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2, и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2; напряжение определяют с помощью электропроводности твердого топлива или энергетического материала, в котором напряжение получают путем подачи требуемого тока через сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала; постоянное напряжение или пик переменного напряжения могут по меньшей мере в одном диапазоне быть выбраны от приблизительно 0,1 до 500
кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ, и частота переменного тока может быть в диапазоне от приблизительно 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц, и от 100 Гц до 10 кГц. В вариантах осуществления сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала находится по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из от приблизительно 0,001 мОм до 100 МОм, от 0,1 Ом до 1 МОм, и от 10 Ом до 1 кОм, и проводимость соответствующей нагрузки на площадь электрода, активную для формирования гидрино, находится по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном приблизительно от 10-10 Ом"1 см"2 до 106 Ом"1 см"2, от 10"5 Ом"1 см"2 до 106 Ом"1 см 2, от 10" 4 Ом"1 см"2 до 105 Ом"1 см"2, 10"3 Ом"1 см"2 до 104 Ом"1 см"2, 10"2 Ом"1 см"2 до 103 Ом"1 см"2, 10" 1 Ом"1 см"2 до 102 Ом"1 см"2, и 1 Ом"1 см"2 до 10 Ом"1 см"2.
В одном варианте осуществления твердое топливо является электропроводным. В вариантах осуществления, сопротивлении части, гранулы, или аликвота твердого топлива составляет по меньшей мере одно из в диапазоне от приблизительно 10"9 Ом до 100 Ом, 10"8 Ом до 10 Ом, от 10"3 Ом до 1 Ом, от 10"3 Ом до 10"1 Ом и 10"3 Ом до 10"2 Ом. В одном варианте осуществления скорость реакции гидрино зависит от приложения или образования большого тока. Реакция катализа гидрино, такая как реакция катализа энергетического гидрино может быть инициирована низким напряжением, с протеканием большого тока через электропроводное топливо. Высвобождение энергии может быть очень большим, и может формироваться ударная волна. В одном варианте осуществления напряжение выбирают так, чтобы обеспечить образование большого переменного тока, постоянного тока или смеси переменного тока-постоянного тока, который вызывает воспламенение, такое, как воспламенение большим током в диапазоне по меньшей мере от 100 до 1 000 000 А, от 1 кА до 100 000 А, от 10 кА до 50 кА. Плотность тока может быть в диапазоне по меньшей мере одном из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2 топлива, которое может содержать гранулу, такую как сжатая гранула. DC или пиковое переменное напряжение могут быть по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно от 0,1 В до 100 кВ, от 0,1 В до 1 кВ, от 0,1 В до 100 В и от 0,1 В до 15 В. Частота АС может быть в диапазоне приблизительно от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц. Период повторения импульсов может быть по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном приблизительно от 10"6 с до 10 с, от 10"5 с до 1 с, от 10"4 с до 0,1 си от 10"3 с до 0,01 с.
В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал может содержать источник Н2О или ШО. Содержание по молярному % ШО может быть в диапазоне от по меньшей мере одного из от приблизительно 0,000001 % до 100%, от
0,00001 % до 100%, от 0,0001 % до 100 %, от 0,001 % до 100 %, от 0,01 % до 100 %, от 0,1 % до 100 %, от 1 % до 100 %, от 10 % до 100 %, от 0,1 % до 50 %, от 1 % до 25 %, и от 1 % до 10 %. В одном варианте осуществления скорость реакции гидрино зависит от приложения или образования большого тока. В одном варианте осуществления напряжение выбирают так, чтобы обеспечить большой переменный ток, постоянный ток или смесь переменного-постоянного АС тока, который находится в диапазоне по меньшей мере одного из от 100 до 1 000 000 А, от 1 кА до 100 000 А, 10 к А к 50 к A. DC или пиковая плотность переменного тока могут быть в диапазоне по меньшей мере одного из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2, и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2. В одном варианте осуществления напряжение определяют с помощью электропроводимости твердого топлива или энергетического материала. Сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала находится по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном от приблизительно от 0,001мОм до 100 МОм, от 0,1 Ом до 1 МОм и от 10 Ом до 1 кОм. Проводимость соответствующей нагрузки на активную площадь электрода для формирования гидрино, находится по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном приблизительно из от 10"10 Ом 1 см"2 до 106 Ом 1 см"2, от 10"5 Ом 1 см"2 до 106 Ом 1 см"2, от 10"4 Ом 1 см"2 до 105 Ом 1 см"2, от 10"3 Ом 1 см"2 до 104 Ом 1 см"2, от 10"2 Ом 1 см"2 до 103 Ом 1 см"2, от 10"1 Ом 1 см"2 до 102 Ом 1 см"2 и от 1 Ом 1 см"2 до 10 Ом 1 см"2. В одном варианте осуществления напряжение определяется по требуемому току, который умножают на сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала. В иллюстративном случае, когда сопротивление составляет порядка 1 мОм, напряжение будет низким, таким, как < 10 В. В иллюстративном случае по существу чистой ШО, сопротивление которой, по существу, является бесконечным, приложенное напряжение для получения большого тока, для воспламенения будет большим, таким как выше напряжение пробоя ШО, таким как приблизительно 5 кВ или выше. В вариантах осуществления постоянное напряжение или переменное пиковое напряжение может находиться по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ. Частота переменного напряжения может быть в диапазоне от приблизительно 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц. В одном варианте осуществления постоянное напряжение разряжают для формирования плазмы, содержащей ионизированную ШО, в которой ток недостаточно демпфирован и колеблется, по мере его затухания.
В одном варианте осуществления импульс большого тока достигается при разрядке конденсаторов, таких как суперконденсаторы, которые могут быть включены с
использованием по меньшей мере одной из схемы последовательного и параллельного включения для получения требуемого напряжения и тока, в котором ток может представлять собой постоянный ток или может быть обработан элементами цепей, такими как трансформатор низкого напряжения, известный специалистам в данной области техники. Конденсатор может быть заряжен электрическим источником, таким как сетевое напряжение, генератор, топливный элемент или аккумуляторная батарея. В одном варианте осуществления, аккумуляторная батарея подает ток. В одном варианте осуществления соответствующая частота, напряжение и форма колебаний тока могут быть получены путем соответствующей обработки энергии, выводимой из конденсаторов или аккумуляторной батареи.
Твердое топливо или энергетический материал может содержать проводник или проводящую матрицу или подложку, такую как металлическая, углеродная или карбидная, и ШО или источник ШО, такой как соединение или соединения, которые могут реагировать с формирования ШО, или которые могут высвобождать связанную ШО, такую, как в соответствии с настоящим раскрытием. Твердое топливо может содержать ШО, соединение или материал, который взаимодействует с ШО, и проводник. ШО может присутствовать в другом состоянии, чем ШО в виде жидкости, таком, как адсорбированная или связанная ШО, такая как физически адсорбированная ШО или вода, получаемая в виде гидратации. В качестве альтернативы, ШО может присутствовать, как жидкая ШО в смеси, которая является чрезвычайно электропроводной или становится в высокой степени электропроводной при приложении соответствующего напряжения. Твердое топливо может содержать ШО и материал или соединение, такое как металлический порошок или углерод, который обеспечивает высокую проводимость, и материал или соединение, такое как оксид, такой как оксид металла, который способствует формированию Н и возможно катализатора НОН. Пример твердого топлива может содержать отдельно R-Ni и с добавками, такими как переходные металлы и А1, в котором R-Ni высвобождает Н и НОН в результате разложения гидратированного АЬОз и А1(ОН)з. Соответствующее иллюстративное твердое топливо содержит по меньшей мере один оксигидроксид, такой как TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH и SmOOH и электропроводную матрицу, такую как по меньшей мере одну из металлического порошка и углеродного порошка, и, в случае необходимости, ШО. Твердое топливо может содержать по меньшей мере один гидроксид, такой как гидроксид переходного металла, такой как по меньшей мере один из Cu(OH> 2, Со(ОН> 2, Fe(OH> 2 и М(ОН)г, гидрат окиси алюминия, такой как А1(ОН)з, проводник, такой, как по меньшей мере один из порошка
углерода и порошка металла, и, в случае необходимости, Н2О. Твердое топливо может содержать по меньшей мере один оксид, такой как по меньшей мере один из оксида переходного металла, такой, как по меньшей мере один из СиО, СщО, МО, N12O3, FeO и РегОз, проводник, такой, как по меньшей мере один из углеродного порошка и порошка металла, и Н2О. Твердое топливо может содержать по меньшей мере один из галида, такой как галид металла, такой как галид щелочноземельного металла, такой как MgCh, проводник, такой, как по меньшей мере один из порошка углерода и порошка металла, такого как Со или Fe и ШО. Твердое топливо может содержать смесь твердых топлив, таких как содержащие по меньшей мере два из гидроксида, оксигидроксида, оксида и галида, такого как галид металла, и по меньшей мере один проводник или матрицу проводника и ШО. Проводник может содержать по меньшей мере один из металлического экрана, покрытого одним или больше из других компонентов реакционной смеси, которая содержит твердое топливо, R-M, порошок металла, такой как порошок переходного металла, целмет М или Ко, углерод или карбид или другой проводник, или проводящую подложку, или проводящую матрицу, как известно для специалиста в данной области техники. В одном варианте осуществления по меньшей мере один проводник или твердое топливо на основе ШО содержит металл, такой, как порошок металла, такой, как по меньшей мере один из переходного металла, такого как Cu, А1 и Ag.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит углерод, такой, как активированный углерод и ШО. В случае, когда происходит воспламенение для формирования плазмы в условиях вакуума или в инертной атмосфере, после генерирования электричества из плазмы, углерод, конденсируемый из плазмы, может быть повторно гидратирован для восстановления твердого вещества в цикле регенерирования. Твердое топливо может содержать по меньшей мере одну из смеси кислотной, основной или нейтральной ШО и активированного углерода, древесного угля, древесного угля из хвойных пород деревьев по меньшей мере один из углерода, обработанного паром и водородом, и металлического порошка. В одном варианте осуществления металл смеси углерод - металл по меньшей мере частично не реагирует с ШО. Соответствующие металлы, которые по меньшей мере частично являются стабильными в отношении реакции с ШО, представляют собой по меньшей мере один из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. Смесь может быть восстановлена путем повторной гидратации, содержащей добавление ШО.
В одном варианте осуществления основные требуемые реагенты представляют собой источник Н, источник О и хорошо проводящую матрицу, что обеспечивает
возможность протекания большого тока через материал во время воспламенения. Твердое топливо или энергетический материал может содержаться в герметичном резервуаре, таком как закрытый металлический сосуд, такой как закрытый алюминиевый сосуд. Твердое топливо или энергетический материал могут реагировать с импульсом с большим током и низким напряжением, таким как формируется устройствами для точечной сварки, как достигается в ограниченном пространстве между двумя медными электродами устройства для точечной сварки Taylor-Winfield model ND-24-75 и подвергается воздействию короткого импульса электроэнергии с большим током и низким напряжением. Напряжение 60 Гц может составлять приблизительно 5 - 20 В RMS, и ток может составлять приблизительно от 10 ООО до 40,000А/см2.
Примеры энергетических материалов и соединений представляют собой по меньшей мере один из TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH, SmOOH, Ni203 H20, La203 H20, и Na2S04 H20, нанесенные как покрытые на сетчатое сито из Ni, как шлам и высушенные и затем подвергающиеся воздействию электрического импульса с частотой приблизительно 60 Гц, 8 В RMS и 40 000 А/см2.
В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит Н20, дисперсант и диссоциатор, для формирования собственной Н20 и Н. Соответствующие примеры дисперсантов и диссоциаторов представляет собой галидные соединения, такие как галид металла, такой как галид переходного металла, такой как бромид, такой как FeBr2, соединение, которое формирует гидрат, такой как CuBr2, и соединения, такие как оксиды и галиды, имеющие металл, позволяющий иметь множество состояний окисления. Другие содержат оксиды, оксигидроксиды или гидроксиды, такие как переходные элементы, такие как СоО, Со2Оз, С03О4, СоООН, Со(ОН)2, Со(ОН)з, МО, М20з, NiOOH, Ni (ОН)2, FeO, Fe203, FeOOH, Fe (OH)3, CuO, Cu20, CuOOH и Cu (OH)2. В других вариантах осуществления переходный металл заменяется другим металлом, таким как щелочной, щелочноземельный, металл с внутренним переходом и редкоземельный металл, и также металлами Групп 13 и 14. Соответствующие примеры представляют собой Ьа20з, Се02, и ЬаХз (X =галид). В другом варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит Н20, как гидрат из неорганического соединения, такого как оксид, оксигидроксиды, гидроксиды или галид. Другие соответствующие гидраты представляют собой соединения металла, в соответствии с настоящим раскрытием, такие, как по меньшей мере одно из группы сульфата, фосфата, нитрата, карбоната, карбоната водорода, хромата, пирофосфата, персульфата, гипохлорита, хлорита, хлората, перхлората, гипобромита, бромита, бромата, перхлората, гипоиодита,
йодита, йодата, перйодата, сульфата водорода, водорода или дигидрофосфата, другие соединения металла с оксианионом, и галиды металла. Молекулярные соотношения дисперсанта и диссоциатора, таких как оксид металла или соединение галида, представляет собой любое требуемое, которое обеспечивает вероятность возникновения события воспламенения. Соответствующие мольные значения в этом по меньшей мере одном мольном соединении в отношении ШО находятся по меньшей мере в одном из диапазона приблизительно от 0,000001 до 100000, от 0,00001 до 10000, от 0,0001 до 1000, от 0,01 до 100, от 0,1 до 10 и от 0,5 до 1, в котором это отношение определено, как (моли соединения/моли ШО). Твердое топливо или энергетический материал может дополнительно содержать проводник или матрицу проводника, такую, как по меньшей мере один из металлического порошка, такого как порошок переходного металла, Ni или целмет Ко, порошок углерода или карбида, или другой проводник, или электропроводная подложка или электропроводная матрица, известная для специалиста в данной области техники. Соответствующие отношения молей гидратированного соединения, содержащего по меньшей мере одно соединение ШО к молям проводника, находятся по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно от 0,000001 до 100000, от 0,00001 до 10000, от 0,0001 до 1000, от 0,01 до 100, от 0,1 до 10 и от 0,5 к 1, в котором отношение определено, как (моли гидратировнного соединения/моли проводника).
В одном варианте осуществления реагент регенерируется из продукта путем добавления ШО. В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит ШО и электропроводную матрицу, пригодную для пропуска большого тока при низком напряжении, в соответствии с настоящим раскрытием, через гидратированный материал, для того, чтобы обеспечить воспламенение. Материал электропроводной матрицы может представлять собой по меньшей мере один из поверхности металла, металлического порошка, углерода, порошка углерода, карбида, борида, нитрида, карбонитрила, такого как TiCN, нитрила, другого, в соответствии с настоящим раскрытием, или известного для специалистов в данной области техники. Добавление ШО для формирования твердого топлива или энергетического материала или восстановления его из продуктов может выполняться непрерывно или с перерывами.
Твердое топливо или энергетический материал может содержать смесь электропроводной матрицы, оксида, такого, как смесь металла и соответствующего оксида металла, такого как переходного металла, и по меньшей мере один из его оксидов, таких как один выбранный из Ag, Fe, Cu, Ni, или Ко, и ШО. ШО может быть в форме гидроксида. В других вариантах осуществления реагент металл/оксид металла содержит металл, который обладает низкой реакционной способностью с ШО, соответствующей
оксиду, который может быть быстро восстановлен до металла, или металл, не окисляющийся во время реакции гидрино. Соответствующий пример металла, имеющего низкую реакционную способность с ШО, представляет собой один выбранный из Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr. Металл может быть преобразован в оксид во время реакции. Продукт оксида, соответствующий металлическому реагенту, может быть регенерирован до исходного металла с использованием восстановления водородом, используя системы и способы, известные для специалиста в данной области техники. Восстановление водородом может происходить при повышенной температуре. Водород может получаться путем электролиза ШО. В другом варианте осуществления металл регенерируют из оксида, используя восстановление углеродом, восстановителем, таким как более активный в отношении кислорода металл, или используя электролиз, такой как электролиз в расплаве солей. Формирование металла из оксида может быть достигнуто системами и способами, известными специалистам в данной области техники. Молярное количество металла - окисла металла к ШО представляет собой любое требуемое, которое приводит к воспламенению, когда воздействует электрический импульс с большим током и низким напряжением, в соответствии с настоящим раскрытием. Соответствующие диапазоны относительных молярных величин (металла), (оксида металла), (ШО) представляют собой по меньшей мере один из приблизительно (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000); (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000); (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000); (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100); (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100); (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10); и (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1). Твердое топливо или энергетический материал может содержать по меньшей мере один из шлама, раствора, эмульсии, композита и соединения.
Твердое топливо или энергетический материал может содержать смесь электропроводной матрицы, галида, такую как смесь первого металла и соответствующего галида первого металла или второго галида металла и ШО. ШО может быть в форме гидратированного галида. Галид второго металла может быть более стабильным, чем галид первого металла. В одном варианте осуществления первый металл обладает низкой реакционной способностью в отношении ШО, соответствующий оксиду, который легко восстанавливается до металла, или металла, не окисляющегося во время реакции гидрино. Соответствующий иллюстративный металл, имеющий низкую реакционную способность в отношении ШО, выбирают из Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr. Молярное отношение
металла к галиду металла и к ШО представляет собой любое требуемое, которое приводит к воспламенению при воздействии электрического импульса с низким напряжением и большим током, в соответствии с настоящим раскрытием. Соответствующие диапазоны относительного молярных величин (металла), (галида металла), (ШО) составляют по меньшей мере один из приблизительно (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000); (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000); (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000); (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100); (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100); (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10); и (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1). Твердое топливо или энергетический материал может содержать по меньшей мере один из шлама, раствора, эмульсии, композитного материла и соединения.
В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал может содержать проводник, такой как один, в соответствии с настоящим раскрытием, такой как металл или углерод, гигроскопический материал и ШО. Соответствующие примеры гигроскопических материалов представляет собой бромид лития, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид цинка, карбонат калия, фосфат калия, карналлит, такой как KMgCh • 6 (ШО), двойная соль лимоннокислого железа(З) и лимоннокислого аммония, гидрохлорид калия и гидроксид натрия и концентрированные серные и фосфорные кислоты, целлюлозные волокна (такие как хлопок и бумага), сахар, карамель, мед, глицерин, этиловый спирт, метанол, дизельное топливо, метамфетамин, множество химикатов удобрения, соли (включая столовую соль) и большое разнообразие других соединений известных специалистам в данной области техники, а также в качестве вещества осушителя, такие как кремнезем, активированный уголь, сульфат кальция, хлорид кальция, и молекулярные сита (обычно, цеолиты) или распадающийся материал, такой как хлорид цинка, хлорид кальция, гидрохлорид калия, гидрохлорид натрия и множество разных распадающихся солей, известных специалистам в данной области техники. Соответствующие диапазоны относительных молярных количеств (металла), (гигроскопичного материала), (ШО) составляют по меньшей мере один из приблизительно (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000); (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000); (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000); (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100); (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100); (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10); и (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1). Твердое топливо или энергетический материал может содержать по меньшей мере одно из шлама, раствора, эмульсии, композита и соединения.
В примере энергетического материала 0,05 мл (50 мг) ШО добавили к 20 мг либо
СозСч, или СиО, который запечатали в алюминиевой чашке DSC (алюминиевый тигель 30 мкл, D:6,7x3 (Setaram, S08/HBB37408) и алюминиевая крышка D: 6,7, штампованная, неплотная (Setaram, S08/HBB37409)) и воспламеняли от тока в пределах от приблизительно 15 ООО - 25 ООО при приблизительно 8 В RMS, используя аппарат точечной сварки Taylor-Winfield model ND-24-75. Большой импульс энергии наблюдали, который испарил образцы, каждый, как энергетическую, в высокой степени ионизированную расширяющуюся плазму. Другой пример твердого топлива, воспламенявшегося таким же образом, с аналогичным результатом, содержит Си (42,6 мг) + СиО (14,2 мг) + ШО (16,3 мг), которые запечатали в алюминиевой чашке DSC (71,1 мг) (алюминиевый тигель, 30 мкл, D:6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) и алюминиевая крышка D: 6,7, штампованная, плотная (Setaram, S08/HBB37409)).
В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит источник образующегося катализатора ШО и источник Н. В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал является электропроводным или содержит электропроводную матрицу материала, которая обеспечивает проводимость смеси источника собственного катализатора ШО, и источник Н. Источник по меньшей мере одного из источника собственного катализатора ШО и источник Н представляют собой смесь соединений и материала, который содержит по меньшей мере О и Н. Соединение или материал, который содержит О, может представлять собой по меньшей мере один из оксида, гидроксида, и оксигидроксида, такого как щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, внутреннего переходного металла, редкоземельного металла, и оксиды металлов групп 13 и 14, гидроксид и оксигидроксид. Соединение или материал, который содержит О, может представлять собой сульфат, фосфат, нитрат, карбонат, карбонат водорода, хромат, пирофосфат, персульфат, перхлорат, пербромат и перйодат, МХОз, МХО4 (М = металл, такой как щелочной металл, такой как Li, Na, К, Rb, Cs; X = F, Br, CI, I), оксид магния и кобальта, оксид магния и никеля, оксид меди и магния, L12O, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, СиО, СЮ4, ZnO, MgO, СаО, М0О2, ТЮ2, Zr02, Si02, AI2O3, NiO, FeO, Fe203, Ta02, Ta205, VO, V02, V2O3, V2O5, P2O3, P2O5, B2O3, NbO, Nb02, Nb205, Se02, Se03, Te02, ТеОз, W02, WO3, Cr304, Сг20з, Cr02, СгОз, CoO, C02O3, C03O4, FeO, РегОз, NiO, N12O3, оксид редкоземельного металла, СеОг, ЬагОз, гидроксид, TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH и SmOOH. Примеры источников H представляют собой ШО, соединения, которые связали или абсорбировали ШО, такие как гидрат, гидроксид, оксигидроксид, или сульфат водорода, фосфат водорода или дигидро фосфат и
углеводород. Материал электропроводной матрицы может представлять собой по меньшей мере один из металлического порошка, углерода, порошка углерода, карбида, борида, нитрида, карбонитрила, такого как TiCN, или нитрила. Проводники, в соответствии с настоящим раскрытием, могут быть в разных физических формах, в разных вариантах осуществления, таких как в виде насыпной формы, в виде частиц, порошка, нанопорошка и в других формах, известных для специалистов в данной области техники, что обеспечивает проводимость твердого топлива или энергетического материала, содержащего смесь с проводником.
Примеры твердого топлива или энергетических материалов содержат по меньшей мере один из Н2О и электропроводной матрицы. В иллюстративном варианте осуществления твердое топливо содержит ШО и металлический проводник, такой как переходный металл, такой как Fe, в такой форме, как проводник в виде металлического порошка Fe, и соединение Fe, такое как гидроксид железа, оксид железа, оксигидроксид железа и галид железа, в котором галид может быть заменен на ШО, как гидрат, который используется, как источник ШО. Другие металлы могут быть заменены на Fe в любой из их физических форм, таких как металлы и соединения, а также в таких состояниях, как насыпное состояние, в форме листа, экрана, сетки, проводника, частиц, порошка, нанопорошка и в твердой форме, жидкой форме и газообразной форме. Проводник может содержать углерод в одной или больше физических формах, таких, как по меньшей мере один из насыпного углерода, углерода в форме частиц, порошка углерода, аэрогеля углерода, углеродных нанотрубок, активированного углерода, графена, углерода, активированного КОН или нанотрубок, углерода, полученного из карбида, ткани из углеродного волокна и фуллерена. Соответствующие иллюстративные разновидности твердого топлива или энергетические материалы представляют собой СиВгг + ШО + электропроводная матрица; Си (ОН)г + FeBr2 + материал электропроводной матрицы, такой как углерод или металлический порошок; FeOOH + материал электропроводной матрицы, такой как углерод, или металлический порошок; Cu(OH)Br+ материал электропроводной матрицы, такой как углерод или металлический порошок; А100Н или А1(ОН)з + порошок А1, в котором дополнительный Ш подают в реакции для формирования гидрино в результате реакции А1 с ШО, образующейся в результате разложения А100Н или А1 (ОН)з; ШО при взаимодействии с наночастицами, такими как углеродные нанотрубки и фуллерен, которые могут быть активированы паром и ШО в металлизированных цеолитах, в которых используется дисперсант, для смачивания гидрофобного материала, такого как углерод; NH4NO3 + ШО + порошок из сплава МА1; LiNH2 + L1NO3 + порошок Ti; LiNH2 + L1NO3 + Pt/Ti; LiNH2 + NH4NO3 + порошок Ti;
BH3NH3 + NH4NO3; BH3NH3 + СО2, SO2, NO2, а также нитраты, карбонаты, сульфаты; LiH + NH4NO3 + переходный металл, редкоземельный металл, А1 или другой окисляющийся металл; NH4NO3 + переходный металл, редкоземельный металл, А1 или другой окисляющийся металл; NH4NO3 + R-Ni; Р2О5 с каждым гидроксидом в соответствии с настоящим раскрытием, L1NO3, ЫСЮ4 и S2O8 + проводящая матрица; и источник Н, такой как гидроксид, оксигидроксид, материал, содержащий водород, такой как один или больше в соответствии с настоящим раскрытием, дизельное топливо и источника кислорода, который может также быть акцептором электронов, таким как Р2О5 и другие ангидриды кислоты, такие как СО2, SO2, или NO2.
Твердое топливо или энергетический материал для формирования гидрино может содержать по меньшей мере один высвокореакционный или энергетический материал, такой как NH4NO3, тритонал, RDX, PETN и другие, в соответствии с настоящим раскрытием. Твердое топливо или энергетический материал могут дополнительно содержать по меньшей мере один из проводника, проводящей матрицы или проводящего материала, такого как металлический порошок, углерод, углеродный порошок, карбид, борид, нитрид, карбонитрил, такой как TiCN, или нитрил, углеводород, такой как дизельное топливо, оксигидроксид, гидроксид, оксид и ШО. В иллюстративном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал содержит в высокой степени реакционный или энергетический материал, такой как NH4NO3, тритонал, RDX и PETN и электропроводную матрицу, такую, как по меньшей мере один из металлического порошка, такого как А1 или порошка переходного металла и порошка углерода. Твердое топливо или энергетический материал могут реагировать с большим током, в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления твердое топливо или энергетический материал дополнительно содержит сенсибилизатор, такой как стеклянные микросферы.
A. Плазмо-динамический преобразователь (PDC)
Масса положительно заряженного иона плазмы по меньшей мере в 1800 раз больше, чем масса электрона; таким образом, орбита циклотрона в 1800 раз больше. Этот результат позволяет захватывать электроны на линиях магнитного поля, то время как ионы могут дрейфовать. Разделение заряда может произойти для обеспечения напряжения для плазмодинамического преобразователя.
B. Магнито-гидродинамический преобразователь (МНР)
Разделение заряда на основе формирования потока массы ионов в пересекаемом магнитном поле хорошо известно, как магнито-гидродинамическое преобразование
энергии (MHD). Положительные и отрицательные ионы направляются в соответствии с направлениями Лоренца в противоположных направлениях и принимаются на соответствующем электроде MHD, в результате чего, между ними возникает напряжение. Типичный способ МНЕ) для формирования потока массы ионов состоит в том, что расширяется газ под высоким давлением, в котором содержатся ионы, через сопла, для формирования высокоскоростного потока через пересекаемое магнитное поле в наборе электродов МНЕ), которые пересекаются отклоняющим ем для приема отклоняющихся ионов. В настоящем раскрытии давление обычно больше, чем атмосферное, но не обязательно, таким образом, что направленный поток массы может достигаться в результате реакции твердого топлива для формирования высоко ионизированной быстро расширяющейся плазмы.
C. Электромагнитный прямой преобразователь (пересекающееся поле или дрейф), прямой
преобразователь ЕхВ
Центр направления дрейфа заряженных частиц в магнитном и пересекающемся электрическом полях может использоваться для разделения и сбора заряда на
пространственно разделенных электродах ЕхВ Поскольку устройство выделяет энергию частицы перпендикулярно направляющему полю, расширение плазмы может не
потребоваться. Рабочие характеристики идеализированного преобразования ЕхВ основаны на инерционных различиях между ионами и электронами, которые представляют собой источник разделения заряда и формирования напряжения на
противоположных ЕхВ электродах относительно направлений пересекаемого поля. Сбор дрейфа ^В может также использоваться, независимо или в комбинации со сбором ЕхВ
D. Преобразователь дрейфа заряда
Прямой преобразователь энергии, описанный Тимофеевым и Глаголевым в [А. V. Timofeev, "A scheme for direct conversion of plasma thermal energy into electrical energy," Sov. J. Plasma Phys., Vol. 4, No. 4, July-August, (1978), pp. 464-468; V. M. Glagolev, и A. V. Timofeev, "Direct Conversion of thermonuclear into electrical energy a drakon system," Plasma Phys. Rep., Vol. 19, No. 12, December (1993), pp. 745-749], основан на инжекции заряда в дрейфующие разделенные положительные ионы для выделения энергии из плазмы. Такой преобразователь дрейфа заряда содержит градиент магнитного поля в направлении, поперечном направлению источника магнитного потока В и источника магнитного потока В имеющего кривизну линий поля. В обоих случаях, при дрейфе отрицательно и
положительно заряженные ионы движутся в перпендикулярно противоположных направлениях к плоскости, сформированной В и направлением градиента магнитного поля или плоскости, в которой В имеет кривизну. В каждом случае разделенные ионы генерируют напряжение на противоположных конденсаторах, которые установлены параллельно плоскости с одновременным уменьшением тепловой энергии ионов. Электроны принимаются на одном электроде преобразователя дрейфа заряда, и положительные ионы принимаются на другом. Поскольку мобильность ионов намного меньше, чем у электронов, инжекция электронов может выполняться непосредственно или путем их вываривания из нагретого электрода преобразователя дрейфа заряда. Потери энергии являются малыми с небольшими затратами в отношении баланса энергии. Е. Магнитное удерживание
Рассмотрим, что событие подрыва заряда или воспламенения происходит в момент, когда катализ Н, для формирования гидрино ускоряется до очень высокой скорости. В одном варианте осуществления плазма, формируемая при событии подрыва или воспламенения, представляет собой расширяющуюся плазму. В этом случае, магнитогидродинамический подход (MHD) является подходящей системой и способом для преобразования. В качестве альтернативы, в одном варианте осуществления, выполняется удерживание плазмы. В этом случае, преобразование может быть достигнуто с использованием по меньшей мере одного из плазмодинамического преобразователя, магнито-гидродинамического преобразователя, электромагнитного прямого преобразователя (с пересекающимся полем или с дрейфом прямого
преобразователя), ЕхВ и преобразователя с дрейфом заряда. В этом случае, в дополнение к элементу SF-CIHT и для обеспечения баланса установки, содержащей системы воспламенения, перезаряда, регенерирования, обработки топлива и плазмы для преобразования электрической энергии, система генерирования энергии дополнительно содержит систему ограничения плазмы. Ограничение может быть достигнуто с помощью магнитных полей, таких как соленоидные поля. Магниты могут содержать по меньшей мере один из постоянных магнитов и электромагнитов, таких, как по меньшей мере один из неохлаждаемых, с водяным охлаждением, и сверхпроводящих магнитов с соответствующей системой криогенного администрирования, которая содержит по меньшей мере один из сосуда Дьюара для жидкого гелия, сосуда Дьюара для жидкого азота, излучательных перегородок, которые могут содержать медь, изоляцию с высокой степенью вакуума, экраны для защиты от излучения и гидронасосы, и компрессор, который может получать питание от выходной энергии генератора энергии на основе
гидрино. Магниты могут представлять собой магниты с открытыми катушками, такие как катушки Гельмгольца. Плазма может дополнительно содержаться в магнитной бутылке и в других системах и способах, известных для специалистов в данной области техники.
Два или больше магнитны зеркал могут формировать магнитную бутылку, для удержания плазмы, формируемой катализом Н для формирования гидрино. Теория сдерживания представлена в предшествующем уровне техники, в таких публикациях, как Microwave Power Cell, Chemical Reactor, And Power Converter, PCT/US02/06955, подана 07.03.02 (короткая версия), PCT/US02/06945 подана 07.03.02 (длинная версия), номер дела в США 10/469,913, подана 09.05.03, которые включены сюда полностью посредством ссылки. Ионы, образующиеся в бутылке, в центральной области, спирально закручиваются вдоль оси, но отражаются магнитными ловушками на каждом конце. Более энергетические ионы с большими компонентами скорости параллельно требуемой оси, могут проскакивать через торцы бутылки. Таким образом, в одном варианте осуществления бутылка может производить, по-существу, линейный поток ионов через торцы магнитной бутылки в магнитно-гидродинамический преобразователь. Следовательно, электроны, предпочтительно, могут быть захвачены из-за их более низкой массы относительно положительных ионов, и образуется напряжение в плазмодинамическом варианте осуществления настоящего раскрытия. Энергия протекает между анодом, который находится в контакте со сдерживаемыми электронами и катодом, таким, как стенка резервуара сдерживания, внутри которого собираются положительные ионы. Энергия может рассеиваться на внешней нагрузке.
F. Элемент перехода гидрино, индуцированного катализатором твердого топлива (SF-CIHT)
Химические реагенты в соответствии с настоящим изобретением могут называться твердым топливом или энергетическим материалом, или используя оба эти термины. Твердое топливо может работать так, как если бы оно содержало энергетический материал, когда формируются и поддерживаются условия, которые обеспечивают очень высокую кинетику реакции для формирования гидрино. В одном варианте осуществления скорость реакции гидрино зависит от приложения или получения большого тока. В одном варианте осуществления элемента SF-CIHT реагенты для формирования гидрино подвергаются воздействию импульса с низким напряжением, большим током, который обеспечивает очень большую скорость реакции и выделение энергии. Скорость может быть достаточной для формирования ударной волны. В иллюстративном варианте осуществления напряжение 60 Гц меньше, чем 15 В пиков, в текущих диапазонах от 10
ООО А/см2 в пике и 50 ООО А/см2, и диапазонов мощностей от 150 ООО Вт/см2 и 750 ООО Вт/см2. Другие частоты, напряжения, токи и мощности в диапазонах приблизительно 1/100 до 100 этих параметров являются соответствующими. В одном варианте осуществления скорость реакции гидрино зависит от приложения или развития большого тока. В одном варианте осуществления напряжение выбирают так, чтобы обеспечить большой переменный ток, постоянный ток или смесь переменного-постоянного тока, который находится в диапазоне по меньшей мере одного из от 100 до 1 000 000 А, от 1 к А до 100 000 А, от 10 кА до 50 кА. Постоянный ток или пик плотности переменного тока могут быть в диапазоне по меньшей мере одного из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2, и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2. Напряжение пика постоянного тока или переменного тока может быть по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из от приблизительно 0,1 В до 1000 В, от 0,1 В до 100 В, от 0,1 В до 15 В и от 1 В до 15 В. Частота переменного тока может быть в диапазоне приблизительно от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц. Время импульсов может быть по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно от 10"6 с до 10 с, от 10"5 с до 1 с, от 10"4 с до 0,1 си 10"3 с до 0,01 с.
Во время катализа Н до гидрино электроны ионизируются из катализатора НОН с использованием энергии, передаваемой от катализируемого Н до НОН. Этапы катализа представляют собой (1) Атомарный водород реагирует с акцептором энергии, называемым катализатором, в котором энергия переносится от атомарного водорода в катализатор, который формирует положительные ионы и ионизирует электроны, в результате приема энергии; (2) Затем отрицательный электрон Н падает до нижней оболочки ближе к положительному протону, для формирования атома водорода меньших размеров, гидрино, высвобождая энергию для получения электричества или тепла, в зависимости от конструкции системы; (3) положительные ионы катализатора восстанавливают свои потерянные электроны для повторного формирования катализатора для другого цикла с высвобождением исходной энергии, принятой из Н (атомарный водород). Большой ток элемента SF-CIHT противостоит эффекту сдерживания накопления заряда от катализатора, теряющего свои электроны, в результате чего, возникает катастрофически высокая скорость реакции. Эти электроны (Этап 2) могут быть переведены в прикладываемый большой ток для предотвращения самоограничения реакции катализа из-за накопления заряда. Большой ток может дополнительно привести к росту стимулируемых электроном переходов, или стимулированного электроном каскада, в котором один или больше текущих электронов увеличивают скорость, с которой электроны атома водород (Н) выполняют переход для формирования гидрино. Большой
ток может привести к катастрофическому затуханию или катастрофической скорости реакции гидрино. Энергия плазмы, формируемой гидрино, может быть непосредственно преобразована в электричество.
В результате быстрой кинетики может произойти взрыв, что, в свою очередь, вызывает массивную ионизацию электронов. В вариантах осуществления, порошок плазмы, в результате воспламенения твердого топлива преобразуется в электроэнергию, используя по меньшей мере одну специально выделяемую плазму для преобразователя в электричество, такого, как по меньшей мере один из MHD, PDC и прямого
преобразователя Е хВ Детали этих и других преобразователей плазмы в электрическую энергию представлены в предшествующих публикациях, таких как R. М. Mayo, R. L. Mills, М. Nansteel, "Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity," IEEE Transactions on Plasma Science, October, (2002), Vol. 30, No. 5, pp. 20662073; R. M. Mayo, R. L. Mills, M. Nansteel, "On the Potential of Direct and MHD Conversion of Power from a Novel Plasma Source to Electricity for Microdistributed Power Applications," IEEE Transactions on Plasma Science, August, (2002), Vol. 30, No. 4, pp. 1568-1578; R. M. Mayo, R. L. Mills, "Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity for Microdistributed Power Applications," 40th Annual Power Sources Conference, Cherry Hill, NJ, June 10-13, (2002), pp. 1-4 ("Предшествующие публикации Миллза по конверсии энергии плазмы") которые включены сюда полностью посредством ссылки и в предшествующих заявках, таких как Microwave Power Cell, Chemical Reactor, And Power Converter, PCT/US02/06955, подана 07.03.02 (короткая версия), PCT/US02/06945 подана 07.03.02 (длинная версия), номер дела в США 10/469,913, подана 09.05.03; Plasma Reactor And Process For Producing Lower-Energy Hydrogen Species, PCT/US04/010608 подана 08.04.04, US/ 10/552,585 подана 12.10.15; и Hydrogen Power, Plasma, and Reactor for Lasing, and Power Conversion, PCT/US02/35872 подана 08.11.02, US 10/494,571 подана 06.05.04 ("Предшествующие публикации Миллза по конверсии энергии плазмы") которые включены сюда полностью посредством ссылки.
Энергия плазмы, преобразуемая в электричество, рассеивается во внешней цепи. Как демонстрируется путем расчетов и экспериментально в Предшествующих Публикациях Миллза в отношении преобразования плазменной энергии, может быть получено больше чем 50% плазменной энергии, преобразованной в электричество. Тепло, а также плазма получается в каждой из ячеек SF-CIHT. Тепло может использоваться непосредственно или может быть преобразовано в механическую или электрическую энергию, используя преобразователи, известные для специалистов в данной области техники, такие как
тепловой двигатель, такой как паровой поршневой двигатель или паровая или газовая турбина и генератор, циклический двигатель Рэнкина или Брайтона, или двигатель Стерлинга. Для преобразования энергии каждый элемент SF СШТ может взаимодействовать с любым из преобразователей тепловой энергии или плазмы в механическую или электрическую энергию, описанные в Предшествующих Публикациях Миллза, а также с преобразователями, известными для специалистов в данной области техники, такими как тепловой двигатель, система паровой или газовой турбины, двигатель Стерлинга или термоионный, или термоэлектрический преобразователь. Дополнительные плазменные преобразователи содержат по меньшей мере один из
плазменнодинамического преобразователя энергии, прямого преобразователя,Е хВ магнито-гидродинамического преобразователя энергии, магнитно-гидродинамического преобразователя энергии с магнитным зеркалом, преобразователя дрейфа заряда, преобразователя энергии типа штырь или типа венецианского жалюзи, гиротрона, микроволнового преобразователя энергии со связыванием фотонов, и фотоэлектрического преобразователя, раскрытых в Предшествующих Публикациях Миллза. В одном варианте осуществления элемент содержит по меньшей мере один цилиндр двигателя внутреннего сгорания, как представлено в Предшествующих Публикациях Миллза преобразования первичной теплоты сгорания, Предшествующих Публикациях Миллза плазменного преобразования энергии и в предшествующих заявках Миллза.
Генератор энергии на элементе с переходом гидрино, индуцированном катализатором твердого топлива (SF-CIHT), показанный на фиг. 1, содержит по меньшей мере один элемент 301 SF-CIHT, имеющий конструктивную опорную раму 3011а, каждая из которых имеет по меньшей мере два электрода 302, в которые ограничивают образец, гранулу, часть или аликвоту твердого топлива 303, и источник электроэнергии 304, для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током с низким напряжением через топливо 303. Ток воспламеняет топливо для высвобождения энергии формирующихся гидрино. Энергия получается в форме тепловой энергии и в высокой степени ионизированной плазмы топлива 303, которое может быть непосредственно преобразовано в электричество. (Здесь "воспламеняется или образует взрыв" относится к установлению высокой кинетики во время реакции гидрино, из-за большого тока, прикладываемого к топливу). В плазму может быть введена затравка для повышения электропроводности или длительности электропроводности. В одном варианте осуществления состав вещества, такого как элемент или соединение, такое как щелочной металл или соединение щелочного металла, такого как К2СО3, может быть добавлено к по
меньшей мере одному из твердого топлива и плазмы, для затравки с заряженными ионами. В одном варианте осуществления плазма содержит источник затравочных ионов, таких как щелочной металл или соединение щелочного металла, которые поддерживают электропроводность, когда плазма остывает. Примеры источников электроэнергии для достижения воспламенения твердого топлива для формирования плазмы, представляют собой аппарат точечной сварки Taylor-Winfield model ND-24-75 и ЕМ Test Model CSS 500N10 ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, ОТ 8/20US ДО ЮкА. В одном варианте осуществления источник электроэнергии 304 представляет собой источник постоянного тока, и преобразователь плазмы в электроэнергию подобран для магнитного поля DC. Соответствующие преобразователи, которые работают в магнитном поле DC, представляют собой магнитогидродинамические, плазмодинамические преобразователи
энергии и преобразователи энергии Е хВ
В одном варианте осуществления пример твердотопливной смеси содержит порошок переходного металла, его оксид и ШО. Мелкий порошок может пневматически распыляться в зазор, формируемый между электродами 302, когда они открыты. В другом варианте осуществления топливо содержит по меньшей мере одно из порошка и шлама. Топливо может быть инжектировано в требуемую область, в которой оно заключается между электродами 302, для воспламенения большим током. Для лучшего ограничения порошка электроды 302 могут иметь взаимодополняющие по форме половинки, которые формируют камеру для удержания топлива. В одном варианте осуществления топливо и электроды 302 могут быть противоположно электростатически заряжены таким образом, что топливо попадает в область между электродами и электростатически прилипает к требуемой области каждого электрода 302 при впрыске топлива.
В одном варианте осуществления генератора энергии, показанного на фиг. 1, поверхности 302 электродов могут быть параллельны оси гравитации, и порошок 303 твердого топлива может протекать под действием тяжести из верхнего бункера 305 загрузки, в виде прерывистого потока, в котором временные характеристики протекающего прерывистого потока соответствуют размерам электродов 302, по мере того, как они открываются для приема протекающего порошкообразного топлива 303 и закрываются для воспламенения потока топлива. В другом варианте осуществления на концах электродов 302 дополнительно установлены ролики 302а, которые разделены малым зазором, заполненным потоком топлива. Электропроводное топливо 303 замыкает цепь между электродами 302, и большой ток через топливо воспламеняет ее. Поток 303 топлива может быть прерывистым для предотвращения разрыва протекающего потока
топлива расширяющейся плазмой.
В другом варианте осуществления электроды 302 содержат набор зубчатых колес 302а, поддерживаемых конструктивным элементом 302Ь. Набор зубчатых колес может вращаться от ведущего зубчатого колеса 302с, который получает энергию от электродвигателя 302d ведущего ролика. В другом варианте осуществления набор роликов может вращаться от ведущего ролика 302с, который получает вращение от электродвигателя 302d ведущего ролика. В одном варианте осуществления ведущий ролик может содержать правящий круг, с помощью которого можно регулировать прикладываемое напряжение к электроду ролика. В одном варианте осуществления подшипники электродов содержат подшипники скольжения. Подшипники электрода могут быть смазаны электропроводной смазкой, такой как M0S2 или графитовой смазкой. Ведущее зубчатое колесо 302с может дополнительно использоваться, как теплоотвод для каждого зубчатого колеса 302а, в котором тепло может быть удалено с использованием теплообменника электрода, такого как 310, который получает тепло от ведущего зубчатого колеса 302с. Зубчатые колеса 302а, такие как шевронные зубчатые колеса, каждое из которых содержит целое количество п зубьев, в которых топливо протекает в п-ый зазор между зубьями или нижней площадкой, по мере того, как топливо в n-ом зазоре между зубьями сжимается зубцом п-1 взаимодополняющего зубчатого колеса. Другие геометрические структуры для зубчатых колес или функций зубчатых колес находятся в пределах настоящего раскрытия, такие как взаимно-сцепленные зубчатые колеса с многоугольными или треугольными зубьями, спиральные зубчатые колеса и шнеки, как известно специалисту в данной области техники. В одном варианте осуществления топливо и требуемая область зубчатого колеса электродов 302а, такая как нижняя площадка, могут быть противоположно электростатически заряжены таким образом, что топливо протекает в и электростатически прилипает к требуемой области одного или обоих электродов 302а, где топливо воспламеняется, в случае взаимного соответствия зубьев. В одном варианте осуществления топливо 303, такое как мелкий порошок, пневматически распыляется в требуемой области зубчатых колес 302а. В другом варианте осуществления топливо 303 инжектируют в требуемую область, ограниченную между электродами 302а, такими как промежуточная область зубьев зубчатых колес 302а, которая должна быть воспламенена большим током. В одном варианте осуществления ролики или зубчатые 302а поддерживают натяжение в направлении друг друга с помощью такого средства, как подпружинивание или используя пневматическую или гидравлическую активацию. Механизмы зубьев и сжатия обеспечивают электрический контакт между соответствующими зубьями через электропроводное топливо. В одном
варианте осуществления зубья выполнены электропроводными в промежуточной области, которая входит в контакт с топливом во время зацепления и является изолированными в других областях таким образом, что ток избирательно протекает через топливо. В одном варианте осуществления зубья 302а содержат керамические зубья, которые покрыты металлом так, чтобы они были электропроводными в промежуточной области или электрически изолированы без цепи заземления. Кроме того, ведущее зубчатое колесо 302с может быть выполнено неэлектропроводным или электрически изолированным без цепи заземления. Электрический контакт и подача тока от электродов 302 к промежуточному участку зубьев может обеспечиваться с помощью щеток. Примеры щеток содержат углеродную щетку или стержень, который вставляется в контакт с зубчатым колесом, например, с помощью пружины. В качестве альтернативы, электрический контакт от шины электродов 302 к электродам может представлять собой по меньшей мере один из втулки, токосъемного контактного кольца, вращающегося трансформатора и синхромашины. В одном варианте осуществления электрический контакт из электрической шины от источника электропитания к электродам 302 может представлять собой контакт из Hg в запечатанном резервуаре. Соединение может содержать вращающийся вал, поворачивающийся в резервуаре Hg, с подачей электричества от электрической шины. Вращающийся вал может быть соединен с роликом, который обеспечивает контакт с электродом 302 ролика.
В другом варианте осуществления электрический контакт и подача от электродов 302 к промежуточным секциям зубьев может быть обеспечена непосредственно через соответствующую втулку зубчатого колеса и подшипники. Электрический контакт и подача от электродов 302 к противоположным секциям роликов могут быть обеспечены непосредственно через соответствующую втулку ролика и подшипники. Конструктивный элемент 302Ь может содержать электроды 302. Как показано на фиг. 1, каждый электрод 302 пары электродов может быть установлен по центру каждого зубчатого колеса или ролика и может быть соединен с центром каждого зубчатого колеса или ролика для использования, как в качестве конструктивного элемента 302Ь, так и в качестве электрода 302, в котором подшипники зубчатого колеса или ролика, соединяющие каждое зубчатое колесо или ролик 302а с его валом или втулкой, используется, как электрический контакт, и единственная цепь заземления располагается между находящимися в контакте зубьями или поверхностями противоположных зубчатых колес или роликов. В одном варианте осуществления внешняя часть каждого зубчатого колеса или ролика поворачивается вокруг его центральной втулки, так, чтобы получить больший электрический контакт через дополнительные подшипники при большем радиусе. Втулка может также
использоваться, как теплоотвод больших размеров. Теплообменник 310 тепла электрода также может быть прикреплен к втулке для отвода тепла от зубчатых колес или роликов. Теплообменник 310 может быть электрически изолирован от втулки тонким слоем изолятора, таким как электрический изолятор, имеющий высокую теплопроводность, такой как алмазная углеродная пленка или углеродная пленка алмазного типа. В одном варианте осуществления, в котором электроды имеют такой зазор, или электроды ролика, непосредственно приводятся в движение по меньшей мере одним электродвигателем, втулки теплообменника могут иметь контактное кольцо с вращающимся электродом. Интерфейсы теплообменника втулки и вращающийся ролик или электрод зубчатого колеса могут иметь такой подшипник, как подшипник скольжения. Охладитель также может протекать через вал к электродам зубчатого колеса или ролика и может дополнительно протекать через полые каналы в электродах, таких как зубчатые колеса или ролики. Подача электричества к зубчатым колесам или роликам может происходить в моменты времени, определяемые с использованием компьютера и переключающих транзисторов, таких как используются в бесщеточных электродвигателях постоянного тока. В одном варианте осуществления зубчатые колеса или ролики получают электроэнергию попеременно таким образом, что большой ток протекает через топливо, когда зубчатые колеса зацеплены, или ролики находятся в контакте. Протекание топлива может быть синхронизировано так, чтобы оно соответствовало подаче топлива к зубчатым колесам, по мере того, как они зацепляются, или с роликами, когда они вращаются, и ток пропускают через топливо. Получаемый в результате поток большого тока обеспечивает воспламенение топлива. Топливо может непрерывно протекать через зубчатые колеса или ролики 302а, которые вращаются для пропускания топлива через зазор. Топливо может постоянно воспламеняться, по мере того, как оно вращается, для заполнения промежутка между электродами 302, содержащими области зацепления набора зубчатых колес или противоположных сторон набора роликов. В таком случае выходная мощность может быть постоянной. Получаемая в результате плазма расширяется за пределами сторон зубчатых колес и протекает в преобразователь 306 плазмы в электричество, в одном варианте осуществления. Расширение потока плазмы может происходить вдоль оси, которая параллельна валу каждого зубчатого колеса и поперечна направлению протекания потока 303 топлива. Осевой поток может происходить в преобразователь 306 PDC, как показано на фиг. 1 или в преобразователь МНЕ). Дополнительный направленный поток может быть обеспечен с использованием ограничительных магнитов, таких как катушки Гельмгольца или магнитная бутылка 306d.
Электроды могут представлять собой по меньшей мере один из непрерывно или
периодически восстанавливаемых, используя металл из компонента твердого топлива 303. Твердое топливо может содержать металл в расплавленной форме во время воспламенения таким образом, что некоторая его часть прилипает, наплавляется, приваривается, сплавляется с поверхностью соответствующего материала электрода 302а, такого, как металл, в котором происходит эрозия или который изнашивается во время работы. Генератор энергии на элементе SF-CIHT может дополнительно содержать средство для восстановления формы электродов, таких как зубья зубчатых колес 302а. Средство может содержать по меньшей мере одно из литейной формы, шлифовального станка и фрезерного станка. При этом постоянно обеспечивается возможность ремонта эрозии зубчатых колес во время работы. Электроды зубчатых колес элемента SF-CIHT могут непрерывно восстанавливаться, используя электро-искровую обработку (EDM) или гальванопокрытие, такое как гальванопокрытие EDM, которое может выполняться в вакууме. Системы и способы постоянного восстановления зубчатых колес или роликов во время работы в вакууме или в среде газа элемента, такие как холодный распылитель, тепловое распыление, или разбрызгивание, известны для специалистов в данной области техники.
В одном варианте осуществления взаимозацепленные зубчатые колеса выполнены с возможностью захвата избыточного твердого топлива, такого как порошок твердого топлива, который является в высокой степени электропроводным. Области зубчатого колеса, такие как каждый зубец и сопряженная нижняя площадка зубчатого колеса имеют по меньшей мере одну из геометрической конструкции и обладают избирательной подачей электричества таким образом, что только часть избыточного количества топлива детонирует. Выбранная часть может быть отделена от контакта с поверхностями зубчатых колес, используя невыбранное, не сдетонировавшее топливо. Объемная форма топлива в области взаимного зацепления может быть такой, что выбранный меньший объем имеет существенно больший ток, для которого разрешена детонация; тогда, как окружающий больший объем, через который может протекать ток, имеет плотность тока ниже, чем требуется для детонации. В одном варианте осуществления, избыточно захваченное топливо проводит ток, который протекает через большую область или объем топлива и концентрируется в меньшей области или объеме, в которой превышается текущее пороговое значения для детонации, и происходит детонация в выбранной части топлива, имеющей более высокую плотность тока. В одном варианте осуществления выбранная часто топлива имеет более низкое сопротивление относительно невыбранной части из-за геометрической конструкции и избирательной подачи электричества, которая определяется длиной пути протекания тока через часть топлива. В одном варианте
осуществления структура зубчатого колеса обеспечивает то, что выбранная область будет иметь более высокую степень сжатия топлива, чем невыбранная область таким образом, что сопротивление будет ниже в выбранной области. Следовательно, плотность тока будет более высокой в выбранной области и выше, чем пороговое значение детонации. В отличие от этого, сопротивление выше в невыбранной области. Следовательно, плотность тока будет ниже в невыбранной области и ниже порогового значения детонации. В иллюстративном варианте осуществления выбранная область содержит защемление в виде отмеренной части топлива в форме песочных часов.
В одном варианте осуществления противоположные электроды, такие как ролики или зубчатые колеса взаимного зацепления, обеспечивают исходное сжатие топлива и способствуют протеканию тока в топливо. Затем сила взрыва и силы магнитного самостягивающегося разряда, связанные с протеканием тока через ограниченное топливо действуют таким образом, что они дополнительно сжимают топливо для того, чтобы достичь критических значений плотности тока и давления, требуемых для дополнительного воспламенения. Последнее может происходить в области топлива на некотором расстоянии от поверхностных слоев. В одном варианте осуществления избирательное воспламенение в избирательной области достигается путем избирательной подачи электричества, избирательного сжатия, избирательного приложения сил сжатия большого тока, протекающего через топливо, и избирательного формирования фронта взрыва и сил взрыва. По меньшей мере одно из средства достижения избирательности может происходить, благодаря избирательной геометрии. Избирательность может осуществляться благодаря достижению критических величин давления и тока в области ограниченного топлива, удаленного от поверхностей зубчатых колес.
Окружающий избыток не сдетонировавшего топлива устраняет по меньшей мере некоторые из причин, которые, в противном случае, привели бы к эрозии зубчатых колес, если бы они непосредственно воздействовали на условия, отсутствующие в участвующем в реакции твердом топливе, которое не сдетонировало. Условия могут содержать бомбардировку или воздействие по меньшей мере одной из высокой температуры, высокого давления, например, в результате ударной волны при взрыве, летящих предметов, плазмы, электронов и ионов. Не сдетонировавшее топливо может быть соединено с системой восстановления топлива и рециркулировано. Как показано на фиг. 1 И 2А, системы восстановления и рециркуляции топлива в замкнутой системе могут содержать конденсатор 315 паров, лоток 306а, устройство 313 удаления/загрузки топлива, систему 314 восстановления и бункер 305 загрузки.
В другом варианте осуществления зубчатые колеса выполнены с возможностью
передвижения, благодаря закрепленному механизму, такому как выполняющий возвратно-поступательные движения соединительный штырь, на который надвигается и активируется коленчатый вал, аналогично системе и способу поршневой системы двигателя внутреннего сгорания. Поскольку противоположные электроды зубчатых колес вращаются в противоположных сопрягаемых положениях, противоположные электроды приводятся в совместное движение во время сжатия, и движутся, удаляясь друг от друга после воспламенения с помощью закрепленного механизма. Противоположные электроды могут иметь любую желательную форму, и к ним может быть избирательно подано электричество для обеспечения по меньшей мере большего сжатия топлива в выбранной области и плотности тока, которая больше, чем в выбранной области. Противоположные электроды могут сформировать полусферическую оболочку, которая сжимает топливо с наибольшей степенью сжатия в центре. Самая высокая плотность тока может также находиться в центре для избирательного достижения порогового значения, для детонации в центральной области. Расширяющаяся плазма может вытекать за пределы открытого участка полусферической оболочки. В другом варианте осуществления противоположные электроды могут сформировать форму песочных часов, в которой выбранная область может содержать сужение или горлышко песочных часов.
В одном варианте осуществления зубчатое колесо может быть выполнено из по меньшей мере двух материалов, в которых по меньшей мере один материал является электропроводным. По меньшей мере один закаленный материал может использоваться с целью обеспечения устойчивости к коррозии, когда на него воздействуют условия взрыва, при которых взрыв может происходить в контакте с или в непосредственной близости к закаленному материалу. В высокой степени электропроводный материал может быть отделен от взрыва не сдетонировавшим твердым топливом. Размещение по меньшей мере двух типов материалов обеспечивает по меньшей мере одно из избирательного сжатия и избирательной подачи электричества в выбранной области через невыбранную область. В иллюстративном варианте осуществления взаимное зацепление зубчатых колес формирует форму песочных часов или пережатую в центе форму. Горлышко или узкая часть формы песочных часов может быть сформирована с использованием чрезвычайно стабильного или закаленного материала, который может представлять собой изолятор, такой как керамика. Участки, которые не являются горлышком, или выпуклым участком топлива на зубчатых колесах могут содержать проводник, такой как металл, такой, как по меньшей мере один из переходного металла, металла внутреннего перехода, редкоземельного металла, металла Группы 13, Группы 14 и Группы 15 или сплава по меньшей мере двух таких металлов или карбида, такого как TiC и WC. Участок горлышка
может сжимать выбранную область, и ток может пропускаться между участками, не являющимися горлышком или выпуклыми участками с концентрацией в области горлышка. Таким образом, плотность тока увеличивается в выбранной области, содержащей горлышко так, что, достигается пороговое значение детонации. Горлышко защищается от повреждений из-за взрыва, благодаря устойчивости к эрозии материала горлышка, содержащего закаленный материал. Области, которые не являются горлышком или выпуклыми участками, содержащие проводник, находятся в контакте с невыбранной областью топлива, в которой топливо, находящееся между взрывом и соответствующими поверхностями зубчатого колеса, защищает эти поверхности от эрозии взрыва.
Источник 304 порошка для воспламенения, который может также использоваться, как источник энергии для запуска, содержит по меньшей мере один конденсатор, такой как батарея конденсаторов, которая подает малое напряжение, и большой ток, необходимый для обеспечения воспламенения. Цепь конденсатора может быть разработана так, чтобы исключать пульсации или затухающее колебание во время разряда для увеличения срока службы конденсаторов. Срок службы может быть длительным, таким, как в диапазоне от приблизительно 1 до 20 лет. Конденсаторы могут быть разработаны так, чтобы они сохраняли по меньшей мере часть волны электроэнергии, отражаемой после детонации. Электрическая шина к электродам может содержать слои или может содержать другое средство для обеспечения емкости для смещения индуктивности электрических шин и, таким образом, для ослабления или управления реактивной мощностью после детонации. Электрическая шина может быть выполнена сверхпроводящей для передачи большого тока, такого, как в диапазоне от приблизительно 1000 до 1 000 000 А. Источник питания батареи конденсаторов может содержать схему, которая исключает поверхностный эффект во время разряда, который мог бы исключить проникновение тока вглубь твердого топлива. Цепь питания может содержать цепь LRC для разряда конденсатора, для воспламенения твердого топлива, в котором постоянная времени является достаточно длительной для предотвращения высокочастотных колебаний или импульсного разряда, содержащего высокочастотные компоненты, которые предотвращают протекание тока через образец для воспламенения.
Для демпфирования какой-либо прерывистости, определенная часть энергия может быть сохранена в конденсаторе и, в случае необходимости, в трансформаторе большого тока, в батарее или другом устройстве - накопителе энергии. В другом варианте осуществления электрический выход одного элемента может подавать короткие импульсы низкого напряжения электроэнергии большого тока, которая воспламеняет топливо другого элемента. Выходная электрическая энергия может дополнительно быть
обработана выходным преобразователем 307 энергии, который подключен через силовые разъемы 308 и 308а. Выходной преобразователь 307 энергии может содержать такие элементы, как накопитель энергии, такой как батарея или суперконденсатор, преобразователь постоянного тока в переменный ток (DC/AC) или обратный преобразователь, и трансформатор. Энергия постоянного тока может быть преобразована в другую форму энергии постоянного тока, такую как энергия с более высоким напряжением; энергия может быть преобразована в АС, или в смесь DC и АС. Выходная энергия может представлять собой энергию, обработанную так, что требуемая форма колебаний, такая как энергия переменного тока 60 Гц и может поступать к нагрузке через выходные разъемы 309. В одном варианте осуществления, выходной преобразователь 307 энергии преобразует энергию из фотогальванического преобразователя или теплового и электрического преобразователя в требуемую частоту и форму колебаний, такую как частота переменного тока, другая, чем 60 или 50 Гц, которые являются стандартными в Соединенных Штатах Америки и в Европе, соответственно. Другие частоты могут применяться для согласования нагрузок, разработанных для разных частот, таких как электродвигатели, такие как электродвигатели для движущихся транспортных средств, авиационных средств, морских средств, устройств, инструментов и машинного оборудования, электрического нагрева и создания условий в определенном месте, передачи данных и электронных вариантов применения. Часть выходной энергии на силовых выходных выводах 309 может использоваться для подачи энергии к источнику электроэнергии 304, такая как от приблизительно 5 до 10 V энергия постоянного тока от 10 000-40 000. Преобразователи энергии PDC могут выводить энергию с низким напряжением, но большим постоянным током, которая хорошо подходит для повторной подачи энергии к электродам 302 для обеспечения воспламенения впоследствии подаваемого топлива. Выход низкого напряжения, большого тока может подаваться к нагрузкам постоянного тока. Постоянный ток может быть обработан с использованием преобразователя постоянного тока. Примеры нагрузки постоянного тока содержат электродвигатели постоянного тока, такие так электродвигатели с электрической коммутацией, такие как двигатели, применяемые в средствах передвижения, в авиации, в морских средствах, устройствах, инструментах и машинном оборудовании, для электрического нагрева и создания условий в определенном месте, передачи данных и в электронных вариантах применения. Варианты применения со средствами передвижения могут представлять собой транспортное средство, которое может использоваться, как мобильное распределенное средство с генерированием энергии. Потребитель может покупать электроэнергию, используя такую услугу, которая предоставляется компанией
Uber Technologies, Inc. для транспортных перевозок. Например, потребитель может запрашивать энергию от множества провайдером по мобильному телефону, ноутбуку или компьютеру, и провайдер может приезжать к местоположению клиента и предоставлять энергию клиенту, где энергия генерируется транспортным средством, имеющим SF-CIHT или SunCell(tm), в соответствии с настоящим раскрытием.
Воспламенение генерирует выходную плазму и тепловую энергию. Энергия плазмы может быть непосредственно преобразована в электричество с помощью фото гальванического преобразователя 306 энергии. Сота может работать, будучи открытой в атмосферу. В одном варианте осуществления сота 301 выполнена с возможностью поддержания вакуума с давлением меньше, чем атмосферное давление. Вакуум или давление, меньшее, чем атмосферное, могут поддерживаться с помощью вакуумного насоса 313а для обеспечения отсутствия столкновений ионов расширяющейся плазмы от воспламенения твердого топлива 303 с атмосферными газами. В одном варианте осуществления вакуум или давление, меньшее, чем атмосферное, поддерживается в системе, содержащей элемент 301 генерирования плазмы и соединенной с фото гальваническим преобразователем 306. В одном варианте осуществления элемент 301 можно работать по меньшей мере в одних условиях вакуума и буферного газа. Буферный газ может содержать инертный газ, такой как благородный газ, такой как аргон. Буферный газ может содержать азот, в случае, когда реакция азота с твердым топливом, для формирования продукта, такого, как нитрид металла, является нежелательной. Буферный газ может дополнительно содержать часть газообразного водорода, для реакции с кислородом, формируемым в результате реакции ШО с разложением на гидрино и кислород. Водород также может реагировать с кислородом из любых атмосферных утечек для формирования ШО. В случае, когда свет преобразуется в электричество, буферный газ выбирают таким образом, чтобы он не имеет какого-либо нежелательного поглощения света, образующегося при реакции гидрино. Буферный газ может также быть выбран, как преобразователь одного спектра света, в другой, более желательный спектр, для фотогальванического преобразования в электричество.
Тепловая энергия может быть выделена по меньшей мере одним из теплообменника 310 электрода с охладителем, протекающим через его входную линию 311 охладителя электрода и выходную линию 312 охладителя электрода и теплообменник 318 PDC с охладителем, протекающим через входную линию 319 охладителя PDC и выходную линию 320 охладителя PDC. Другие теплообменники могут использоваться для приема тепловой энергии из реакции гидрино, такой как в конструкции типа водяная стенка, которые могут дополнительно применяться для по меньшей мере одной стенки резервуара
301 и по меньшей мере одной другой стенки преобразователя PDC, и задней части электродов 317 преобразователя PDC. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из теплообменников и компонентов теплообменника могут содержать тепловую трубку. Текучая среда тепловой трубки может содержать расплавленную соль или металл. Примеры металлов представляют собой цезий, NaK, калий, натрий, Li и серебро. Эти и другие конструкции теплообменника, которые должны эффективно и эффективно по затратам удалять тепло из реакции, известны специалистам в данной области техники. Тепло может быть передано в тепловую нагрузку. Таким образом, система питания может содержать нагреватель с теплом, подаваемым по меньшей мере по одной из входных линий 312 и 320 охладителя в тепловую нагрузку или в теплообменник, который переносит тепло в тепловую нагрузку. Охлажденный охладитель может возвращаться по меньшей мере одну из входных линий 311 и 319 охладителя. Тепло, подаваемое по меньшей мере по одной из выходных линий 312 и 320 охладителя может протекать в тепловой двигатель, паровой поршневой двигатель, паровую турбину, газовую турбину, двигатель цикла Рэнкина, двигатель цикла Брайтона и двигатель Стерлинга для преобразования в механическую энергию, такую как механическая энергия раскручивания по меньшей мере одного из вала, колеса, генератора, авиационного турбовентилятора или турбопропеллера, морского винта, крыльчатки и устройства с вращающимся валом. В качестве альтернативы, тепловая энергия может вытекать из одной из выходных линий 312 и 320 охладителя в преобразователь тепловой энергии в электрическую, такой как представлено в соответствии с настоящим раскрытием. Соответствующие примеры преобразователей тепла в электричество содержат по меньшей мере один из группы теплового двигателя, парового поршневого двигателя, паровой турбины и генератора, газовой турбины и генератора, двигателя цикла Рэнкина, двигателя цикла Брайтона, двигателя Стерлинга, преобразователя термоионной энергии и преобразователя термоэлектрической энергии. Выходная энергия из преобразователя тепла в электричество может использоваться для подачи питания в нагрузку, и используя ее часть, можно обеспечивать питание компонентов генератора энергии в ячейке SF-CIHT, таких, как источник электропитания 304.
Воспламенение реагентов топлива 303 приводит к образованию энергии и продуктов реакции, в котором энергия может быть в плазменной форме продуктов. В одном варианте осуществления топливо 303 от частичного до существенного количества испаряется, переходя в газообразное физическое состояние, такое, как плазма, во время события взрыва при реакции гидрино. Плазма протекает через преобразователь 306 плазмы в электроэнергию. В качестве альтернативы, плазма излучает свет в фото гальванический
преобразователь 306, и рекомбинируемая плазма формирует газообразные атомы и соединения. Они конденсируются паровым конденсатором 315 и охлаждаются, и переносятся в систему 314 регенерирования устройством 313 удаления продукта -загрузки топлива, содержащим конвейерное соединение с системой 314 регенерирования и дополнительно содержащим конвейерное соединение с бункером 305 загрузки. Паровой конденсатор 315 и устройство 313 удаления продукта - загрузки топлива могут содержать системы, такие, как по меньшей мере одна из системы электростатического сбора и по меньшей мере один шнек, конвейер или пневматическую систему, такую, как вакуумная система или система всасывания для сбора и перемещения материала. Твердое топливо или материал продукта могут быть отделены от газоносителя, такого, как аргон, используя системы и способы, такие как фильтрация, циклон, электростатическое, центробежное, и магнитное разделение и разделение под действием силы тяжести, такое как разделительный вибрационный стол с центробежным устройством и сухим потоком воздуха.
Плазменный продукт и регерированное топливо из системы 314 регенерирования могут быть транспортированы по электростатически заряженной или намагниченной конвейерной ленте 313, к которой топливо и получаемые в результате частицы прилипают и транспортируются. Частицы регенерируемого топлива могут отбираться из камеры 314 регенерирования в трубу 313 через камеру регенерирования в результате сильного электростатического или магнитного притяжения частиц к ленте конвейера. Соответствующие системы известны для специалистов в данной области техники. Транспортирование топлива или продукта также может обеспечиваться, используя силы магнитного поля. Например, магнитные или намагниченные частицы могут транспортироваться магнитными полями или постоянных магнитов или электромагнитов. Последние могут включаться во временной последовательности, для обеспечения для частиц для по меньшей мере одного из движения вдоль требуемой траектории, сбора, удержания и захвата.
Система 314 регенерирования может содержать закрытый резервуар или камеру, выполненную с возможностью поддерживать давление выше атмосферного, и теплообменник в камере регенерирования. Теплообмен регенерирования может происходить в связи с источником тепла, таким, как по меньшей мере один из теплообменника 310 электрода и теплообменника 318 PDC. В одном варианте осуществления, вода из резервуара 314а источника капает на теплообменник регенерирования для формирования пара, и этот пар обрабатывает продукт плазмы для его гидратации. Пар может быть подвернут рефлюксу с конденсатором 322 воды,
имеющим линию 321 из камеры 314 регенерирования в водяной резервуар 314а. Гидратация может происходить, в ходе регенерирования партии продукта, после чего следуют этапы холодного пара и конденсации, рециркуляции ШО в водяной резервуар 314а, перемещения регенерированного твердого топлива в бункер 305 загрузки через устройство 313 удаления продукта/загрузки топлива, и камеру 314 регенерирования повторного заполнения с продуктом плазмы через устройство 313 удаления продукта/загрузки топлива, для начала другого цикла.
В одном варианте осуществления преобразователь 306 плазмы в электричество содержит плазмодинамический преобразователь или систему генератора, содержащую фото гальванический преобразователь 306, содержит лоток или канал 306а для продукта, который должен быть передан в устройство 313 удаления продукта/загрузки топлива. По меньшей мере одно из перекрытия преобразователя 306 PDC, желоба 306а и электрода 317 PDC могут быть наклонены таким образом, что поток продукта может по меньшей мере происходить частично, как поток под действием силы тяжести. По меньшей мере одно из основания преобразователя 306 PDC, лотка 306а и электрода 317 PDC могут механически перемешиваться или вибрировать, для того, чтобы способствовать потоку. Помощь потоку может осуществляться под действием ударной волны, формируемой в результате воспламенения твердого топлива. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно из основания преобразователя 306 PDC, желоба 306а и электрода 317 PDC содержит механический скребок или конвейер для перемещения продукта с соответствующей поверхности в устройство 313 удаления продукта/загрузки топлива.
Бункер 305 загрузки может быть заполнен регенерируемым топливом из системы 314 регенерирования с помощью устройства 313 удаления продукта/загрузки топлива. Любой употребляемый Н или ШО, такой, как при формировании гидрино, может быть замещен ШО из источника 314а ШО. Здесь отработанное топливо регенерируется в исходные реагенты или топливо с любым из потребляемых Н или ШО, таким, как при формировании гидрино, с дополнением ШО от источника 314а ШО. Источник воды может содержать бак, ячейку или резервуар 314а, который может содержать по меньшей мере один из объема газообразного ШО или материала, или соединения содержащего ШО, или один или больше реагентов, которые формируют ШО, такие как Ш + О2. В качестве альтернативы, источник может содержать атмосферный водяной пар или средство для выделения ШО из атмосферы, такое как гигроскопический материал, такой как бромид лития, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид цинка, карбонат натрия, фосфат калия, карналлит, такой как KMgCh • 6 (ШО), двойная соль лимоннокислого железа(З) и гидрохлорид калия, гидроксид калия, и гидроксид натрия, и
концентрированные серная и фосфорная кислоты, целлюлозные волокна (такие как хлопок и бумага), сахар, карамель, мед, глицерин, эталон, метанол, дизельное топливо, метамфетамин, множество химикатов - удобрений, солей (включая в себя столовую соль) и широкое разнообразие других веществ, известных для специалиста в данной области техники, а также осушитель, такой как кремнезем, активированный уголь, сульфат кальция, хлорид кальция и молекулярные сита (обычно, цеолиты) или растворяющийся, содержащийся во влаге воздуха материал, такой как хлорид цинка, хлорид кальция, гидроксид калия, гидроксид натрия и много других растворяющихся, содержащихся в воздухе и воде солей, известных для специалистов в данной области техники.
В одном варианте осуществления генератор энергии на ячейке SF-CIHT дополнительно содержит вакуумный насос 313а, который может удалять любой продукт кислорода и газового молекулярного гидрино. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из кислорода и молекулярного гидрино собирают в резервуаре, как коммерческий продукт. Насос может дополнительно содержать избирательные мембраны, клапаны, сита, криофильтры или другие средства, известные для специалистов в данной области техники, для разделения кислорода и газообразного гидрино, и могут дополнительно собирать пар Н2О, и могут подавать ШО в систему 314 регенерирования для ее повторного использования в регенерируемом твердом топливе. Газообразный Ш может быть добавлен в камеру резервуара, для того, чтобы подавлять любое окисление компонентов генератора, таких как зубчатые колеса или PDC, или электроды МНЕ). Водород может сгорать при любом присутствии кислорода. Генератор может дополнительно содержать рекомбинатор, для катализации реакции Ш и О2, для формирования воды. В качестве альтернативы, плазма может привести к реакции Ш и Ог, для формирования ШО. Водород может поступать путем электролиза ШО, в котором Ш отделяется от Ог. Разделение может достигаться с помощью избирательной газовой мембраны. Газы могут разделяться, используя катод, проницаемый для водорода, который может быть соединен с элементом 301.
В одном варианте осуществления топливо 303 содержит мелкий порошок, который может быть сформирован в шаровой мельнице, может быть регенерирован или может представлять собой повторно обработанное твердое топливо, в котором система 314 регенерирования может дополнительно содержать шаровую мельницу, шлифовальное устройство или другое средство формирования мелких частиц из более крупных частиц, такое, как средство шлифования или размалывания, известное в области техники. Пример смеси твердого топлива содержит проводник, такой как проводящий металлический порошок, такой, как порошок из переходного металла, серебра или алюминия, его оксида,
и ШО. В другом варианте осуществления топливо 303 может содержать гранулы твердого топлива, которые могут быть спрессованы в системе 314 регенерирования. Гранула твердого топлива может дополнительно содержать тонкую фольгу измельченного в порошок металла или другого металла, который инкапсулирует оксид металла и ШО, и, в случае необходимости, порошок металла. В этом случае, система 314 регенерирования регенерирует металлическую фольгу с помощью такого средства, как по меньшей мере одно из нагрева в вакууме, нагрева в восстанавливающей водородной среде и электролиза из электролита, такого как электролит в виде расплава солей. Система 314 регенерирования дополнительно содержит системы обработки металла, такие как устройство для катания или перемалывания, для формирования фольги из регенерируемой металлической фольги. Оболочка может быть сформирована штамповочной машиной или с помощью пресса, в котором, инкапсулированное твердое топливо может быть заштамповано или спрессовано внутри.
В иллюстративном варианте осуществления твердое топливо регенерируют, используя, такое средство, как представлено в данном раскрытии, такое, как по меньшей мере одно из добавления Ш, добавления ШО, тепловая регенерация и электролитическая регенерация. Учитывая очень большой прирост энергии реакции гидрино относительно входной энергии для инициирования реакции, такой как в 100 раз, в случае NiOOH (3,22 кДж на выходе по сравнению с 46 Дж на входе, как представлено в Примере SF-CIHT, раздел Результаты испытаний ячейки), продукты, такие как N12O3 и NiO, могут быть преобразованы в гидроксид и затем оксигидроксид в результате электрохимических реакций, а также химических реакций, как представлено в настоящем раскрытии, и также известных для специалистов в данной области техники. В других вариантах осуществления другие металлы, такие как Ti, Gd, Со, In, Fe, Ga, Al, Cr, Mo, Cu, Mn, Zn, Sn, and Sm, и соответствующие оксиды, гидроксиды, и оксигидроксиды, такие как описаны в настоящем раскрытии, могут заменять Ni. В другом варианте осуществления твердое топливо содержит оксид металла и ШО, и соответствующий металл, как электропроводную матрицу. Продукт может представлять собой оксид металла. Твердое топливо может быть регенерировано путем восстановления водородом части оксида металла до металла, с последующим смешиванием с оксидом, который был регидратирован. Соответствующие металлы, имеющие оксиды, которые могут быть свободно восстановлены до металлов при средней подаче тепла, такой, как меньше чем 1000°С, и водорода, представляют собой Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В другом варианте осуществления твердое топливо содержит (1) оксид, который с трудом
восстанавливается Ш и при мягком подводе тепла, такой, как по меньшей мере один из глинозема, оксида щелочноземельного металла и оксида редкоземельного металла, (2) металл, имеющий оксид, который может быть восстановлен Ш до металла при умеренных температурах, таких, как меньше, чем 1000°С, и (3) ШО. Пример топлива представляет собой MgO + Си + ШО. Затем смесь продукта, состоящую из Ш, подлежащего восстановлению и неподлежащего восстановлению оксида может быть обработана Ш и нагрета при мягких условиях, так, чтобы только подлежащий восстановлению оксид металла был преобразован в металл. Такая смесь может быть гидратирована так, чтобы она содержала регенерированное твердое топливо. Пример топлива представляет собой MgO + Си + ШО; в котором продукт MgO + СиО подвергается обработке восстановлению Ш для получения MgO + Си, которые гидратируют до твердого топлива.
В другом варианте осуществления продукт оксида, такой как СиО ИЛИ AgO, регенерируют путем нагрева по меньшей мере либо в атмосфере вакуума, или в потоке инертного газа. Температура может находиться в диапазоне от по меньшей мере одного из приблизительно от 100°С до 3000 °С, от 300 °С до 2000 °С, 500 °С 10 1200 °С, и от 500°С до 1000 °С. В одном варианте осуществления система 314 регенерирования может дополнительно содержать мельницу, такую как по меньшей мере одна шаровая мельница и дробильная/перемалывающая мельница для перемалывания по меньшей мере одной массы оксида и металла в порошок, такой как мелкий порошок, такой как порошок с размерами частиц в диапазоне от по меньшей мере одного из приблизительно от 10 нм до 1 см, от 100 нм до 10 мм, от 0,1 мкм до 1 мм, и от 1 мкм до 100 мкм (мкм = микрометр).
В другом варианте осуществления система регенерирования может содержать ячейки электролиза, такие как ячейка электролиза расплава солей, содержащего ионы металла, в котором металл из продукта оксида металла может быть осажден на катод ячейки электролиза, путем электроосаждения, используя системы и способы, которые хорошо известны в данной области техники. Система может дополнительно содержать мельницу или шлифовальное устройство для формирования частиц металла требуемого размера из электро-осажденного металла. Металл может быть добавлен к другим компонентам реакционной смеси, таким как ШО, для формирования регенерируемого твердого топлива.
В одном варианте осуществления ячейка 301 по фиг. 1 выполнена с возможностью поддержания вакуума или давления меньше, чем атмосферное. Вакуум или давление, меньшее, чем атмосферное, поддерживается в ячейке 301 с помощью насоса 313а, и также может удерживаться в соединительной плазме с электрическим преобразователем 306, который принимает ионы плазмы высокой энергии из источника плазмы ячейки 301. В
одном варианте осуществления твердое топливо содержит металл, который, по существу, является термодинамически стабильным в отношении реакции с ШО, который становится окисленным металлом. В этом случае металл твердого топлива не окисляется в ходе реакции для формирования продуктов. Пример твердого топлива содержит смесь металла, окисленного металла и ШО. Затем продукт, такой как смесь исходного металла и оксида металла может быть удален с помощью устройства 313 удаления продукта/загрузки топлива и может регенерироваться путем добавления ШО. Соответствующие металлы, имеющие, по существу, термодинамически неблагоприятную реакцию с ШО, могут быть выбраны из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В других вариантах осуществления твердое топливо содержит непрореагировавший с ШО металл и по меньшей мере один из ШО, оксида металла, гидроксида, и оксигидроксида, которые могут содержать один и тот же или по меньшей мере один другой металл.
В одном варианте осуществления способы восстановления Ш, восстановление в условиях вакуума, и регидратации выполняются для регенерирования твердого топлива быстро, эффективно и эффективно по затратам, насколько это возможно.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит смесь гигроскопического материала, содержащего ШО, и проводник. Пример топлива представляет собой галид гидратированного щелочноземельного металла, такой, как MgX2 (X = F, CI, Br, I) и проводник, такой как переходный металл, такой как Ко, Ni, Fe, или Си.
Твердое топливо может содержать композицию вещества, такую как элемент или соединение, такой как металл с по меньшей мере одной из низкой точки плавления, высокой электропроводностью и малым рабочим трением, в котором работа выхода может быть очень низкой при высокой температуре, и дополнительно содержит по меньшей мере один из источника ШО и ШО. В одном варианте осуществления твердое топливо содержит проводник, такой как металл, который плавится; большой ток из источника электроэнергии 4 плавит проводник, такой как металл, для повышения термоионной или термоэлектрической эмиссии, для формирования дуги плазмы низкого напряжения, и дуга плазмы обеспечивает воспламенение ШО. В одном варианте осуществления твердое топливо является в высокой степени электропроводным и содержит по меньшей мере один металл с низкой точкой плавления, который имеет низкую работу выхода при высокой температуре, что приводит к формированию плазмы низкого напряжения в присутствии ШО топлива, в котором последовательно воспламеняется топливо.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит источник Н, такой как углеводород, который может представлять собой источник тН катализатора в соответствии с уравнениями (6-9), для формирования гидрино. Твердое топливо может содержать проводник, материал, для связывания источника водорода, такой как углерод, или другая гидрофобная матрица, и источник водорода, такой, как углеводород. Твердое топливо может быть обозначено протеканием большого тока, что приводит к формированию высокой концентрации Н, который потребляется, и катализатора, и реагента, для формирования гидрино.
Генератор энергии дополнительно содержит средство и способы для переменного вывода энергии. В одном варианте осуществления вывод энергии генератором энергии управляется путем управления переменной или прерывистой подачи топлива 303 к электродам 302 или роликам, или зубчатым колесам 302а, и используя переменную или прерывистую скорость воспламенения топлива источником 304 питания. Скоростью вращения роликов или зубчатых колес также можно управлять для управления частотой воспламенения топлива. В одном варианте осуществления выходной преобразователь 307 энергии содержит контроллер 307 энергии для управления выходом, который может представлять собой переменный ток. Контроллер энергии может управлять скоростью потока топлива, скоростью вращения зубчатых колес, управляя электродвигателем 302d зубчатых колес, который вращает ведущее зубчатое колесо 302с и поворачивает зубчатые колеса 302а. Время отклика на основе механического или электрического управления по меньшей мере одной из скорости потребления топлива или скорости воспламенения может быть очень быстрым, таким, как в диапазоне от 10 мс до 1 мкс. Энергией можно также управлять путем управления возможностью подключения электродов преобразователя плазмы к электрическому преобразователю. Например, последовательное подключение электродов PDC увеличивает напряжение, и параллельное подключение электродов преобразователя увеличивает ток. Изменение угла электродов PDC или избирательное подключение к наборам электродов 317 PDC под разными углами относительно по меньшей мере одного из направления магнитного поля изменяет энергию, собранную, путем изменения по меньшей мере одного из напряжения и тока.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2А, преобразователь 306 энергии содержит фотогальваническую систему или систему солнечной батареи. В одном варианте осуществления выходной контроллер энергии/преобразователь 307 принимает энергию от фото гальванического преобразователя 306 энергии и подает некоторую часть энергии к источнику электроэнергии 304 в форме, соответствующей для питания источника 304, для обеспечения воспламенения твердого топлива 303 с требуемой
частотой повторения. В одном варианте осуществления воспламенение происходит автоматически в результате присутствия топлива, которое существенно уменьшает сопротивление между электродами, что обеспечивает возможность воспламенения. Топливо может быть инжектировано в электроды с определенной частотой для достижения требуемой скорости воспламенения. Дополнительная энергия, принимаемая и обрабатываемая выходным контроллером 307 энергии/обработки, может быть выведена для подачи в электрическую нагрузку. Соответствующая интеграция фотогальванического выхода с требованием к энергии электрической системы воспламенения топлива, источника электроэнергии 304 и нагрузки может быть достигнута, используя выходной контроллер 307 энергии/обработки, используемый в промышленности солнечной энергии, как известно для специалистов в данной области техники. Соответствующие модули обработки солнечной энергии выводят переменную энергию в диапазоне напряжений, пригодном для сети, таком как 120 В, или кратном. В одном варианте осуществления по меньшей мере часть электрического вывода фотогальванического преобразователя представляет собой высокое напряжение для уменьшения потерь на передачу при предоставлении энергии во внутренние и внешние нагрузки. Напряжение может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 10 В до 5000 В, от 100 В до 1000 В, от 200 до 500В и от 300 до 400 В.
Контроллер 307 энергии дополнительно содержит датчики входного и выходного параметров, таких как напряжение, ток и значение энергии. Сигналы от датчиков могут быть поданы в процессор, который управляет генератором энергии. Управление может осуществляться по меньшей мере одним из времени нарастания, времени спада, значениями напряжения, тока, мощности, формы колебаний и частоты. В одном варианте осуществления выходное электричество может иметь любую желательную форму колебаний, такую как DC или АС, такую как АС 60 Гц или другая частота, отличная от 60 Гц, которые могут содержать новый стандарт электроэнергии. Генератор энергии может содержать резистор, такой как шунтирующий резистор, через который может рассеиваться избыточная энергия, которая не требуется или которая является нежелательной для нагрузки энергии. Шунтирующий резистор может быть подключен к выходному преобразователю или контроллеру 307 энергии. Генератор энергии может содержать встроенный процессор и систему для обеспечения удаленного мониторинга, который может дополнительно обладать возможностью отключения генератора электроэнергии.
В одном варианте осуществления генератор SF-CIHT содержит интеллектуальное мобильное устройство для того, чтобы по меньшей мере выполнять одну из функции
мониторинга и управления генератором. Интеллектуальное мобильное устройство может дополнительно содержать портал. Портал может способствовать беспроводной передаче данных в и из генератора SF-CIHT. В одном варианте осуществления портал может использоваться, как средство для по меньшей мере одной из передачи и приема содержания типа Интернет и телекоммуникационного содержания. Интеллектуальное устройство может содержать по меньшей мере один из смартфона и интеллектуального планшетного устройства. Услуги типа Интернет могут предоставляться через портал. Пример услуг типа Интернет включает в себя GPS, возможность подключения к Интернет, социальные мультимедийные службы, организации сетей, передача электронной почты, голоса или видео через ЕР, возможности поиска и другого варианта использования Интернет, известного для специалистов в данной области техники. Портал каждого генератора SF-CIHT может быть подключен к другим таким порталам для формирования сети по возможности взаимного соединения. Сеть может использоваться, как альтернатива или параллельно Интернет. Солнечные элементы SunCells на воздушных судах, таких как устанавливают на летательных аппаратах, таких как самолеты и дроны, могут использоваться, как замена приемно-передающей башни. В одном варианте осуществления сигналы, такие как содержание интернет из портала ячейки SF-CIHT, могут быть переданы через электропроводку в здание, которые могут быть основаны на электричестве постоянного тока.
В одном варианте осуществления ячейка SF-CIHT, которая может быть портативной или мобильной, таким как установлен в транспортном средстве, может быть соединен с оборудованием обработки энергии, таким как обратный преобразователь, для преобразования энергии постоянного тока в переменный ток. Оборудование обработки энергии может использоваться для любого варианта применения, такого, как вспомогательная энергия. Пример использования вспомогательной энергии представляет собой передачу энергии из транспортного средства в стационарное, например, из транспортного средства в здание или на завод, и передачу энергии из транспортного средства в транспортное средство, такое, как из транспортного средства в грузовик, из транспортного средства на поезд, и из транспортного средства на корабль, в котором транспортное средство, предоставляющее энергию, такое, как автомобиль, может двигаться с помощью транспортного средства, получающего энергию. Примеры перемещающихся транспортных средств представляют собой грузовик, поезд, корабль и самолет. В одном варианте осуществления оборудование для обработки энергии может содержать автомобильную реверсивную зарядную станцию, такую как обратная схема автомобильных зарядных станций, известных в данной области техники. В одном
варианте осуществления энергия постоянного тока, подаваемая мобильной ячейкой SF-CIHT, такой, как установлена в транспортном средстве, может быть подключена к оборудованию обработки энергии, такому, как оборудование, содержащее инвертор, такой как обратная зарядная станция, для передачи энергии в стационарные объекты, такие, как здания. В одном варианте осуществления транспортное средство может содержать обратную зарядную станцию. Транспортное средство может содержать оборудование для обработки энергии, такое как инвертор, который выводит выходную энергия, соответствующую для внешней нагрузки, такую как нагрузка неподвижного или вспомогательного варианта применения. Выход из устройства обработки энергии может быть подключен к внешней нагрузке с помощью состыкованного электрического кабеля, подключенного к нагрузке. Пример проводного соединения с нагрузкой представляет собой соединение с электрическим щитком здания. В одном варианте осуществления солнечный элемент, такой как устанавливается в транспортном средстве, может выводит энергию постоянного тока во внешнюю нагрузку, такую, как здание, для которого может потребоваться энергия постоянного тока. Соединение может выполняться через кабель. Передача энергии может содержать индуктивные заряды, используемый передатчик на транспортном средстве и приемник, для приема и подачи питания во вспомогательную нагрузку, такую, как здание. Соединение между оборудованием для обработки энергии и ячейкой SF-CIHT может дополнительно содержать по меньшей мере один из механического и электронного ключа для управления потоком энергии из элемента SF-SunCell в оборудование обработки энергии. Управление также может быть предусмотрено с помощью возможности мониторинга и управления модуля, который подключается через портал.
В одном варианте осуществления часть выхода электроэнергии на разъемы 309 поступает по меньшей мере к одному источнику электроэнергии 304, ведущему электродвигателю 302d зубчатого колеса (ролика), устройству 313 удаления продукта -загрузки топлива, насосу 313а и системе 314 регенерирования, для обеспечения с помощью электрической энергии и энергии распространения химических реакций регенерирования оригинального твердого топлива из продуктов реакции. В одном варианте осуществления часть тепла из по меньшей мере одного из теплообменника 310 электрода и теплообменника 318 PDC поступает с систему регенерирования твердого топлива по по меньшей мере одной из выходных линий 312 и 320 охладителя, при этом охладитель возвращается в циркуляцию по по меньшей мере одной из линий 311 и 319 ввода охладителя для обеспечения тепловой энергии и энергии для распространения химических реакций, для регенерирования оригинального, твердого топлива из продуктов
реакции. Часть выходной энергии из преобразователя 306 тепла в электричество также может использоваться для подключения системы регенерирования, а также других систем генератора ячейки SF-CIHT.
G. Плазмодинамический преобразователь плазмы в электроэнергию
Энергия плазмы может быть преобразована в электричество, используя плазмодинамический преобразователь 306 энергии (фиг. 1), который основан на разделении заряда в магнитном пространстве. Благодаря их гораздо меньшей массе относительно положительных ионов, электроны, предпочтительно, замыкаются линиями магнитного потока намагниченного электрода PDC, такого как цилиндрический электрод PDC или электрода PDC в магнитном поле. Таким образом, мобильность электронов ограничена; тогда, как положительные ионы являются относительно свободными и могут сталкиваться с намагниченным изнутри или намагниченным снаружи электродом PDC. Как электрон, так и положительные ионы полностью сталкиваются с ненамагниченным электродом PDC. При плазмодинамическом преобразовании выделяется энергия непосредственно из тепловой и потенциальной энергии плазмы, и она не основывается на потоке плазмы. Вместо этого, для выделения энергии PDC используется разность потенциалов между намагниченным и ненамагниченным электродами PDC, погруженными в плазму, для возбуждения тока во внешней нагрузке и, таким образом, выделения электроэнергия непосредственно из сохраненной тепловой энергии плазмы. Плазмодинамическое преобразование (PDC) энергии тепловой плазмы в электричество активируется путем вставки по меньшей мере двух плавающих проводников непосредственно в тело высокотемпературной плазмы. Один из этих проводников намагничен внешним электромагнитным полем или постоянным магнитом, или является магнитным по своей сути. Другой остается ненамагниченным. Разность потенциалов возникает, из-за значительных отличий, мобильности зарядов тяжелых положительных ионов по сравнению с легкими электронами. Такое напряжение подается через электрическую нагрузку.
В вариантах осуществления система электроэнергии, показанная на фиг. 1, содержит дополнительные внутренние или внешние электромагниты, или постоянные магниты, или содержит кратное число самостоятельно намагниченных и ненамагниченных электродов PDC, таких как цилиндрические электроды PDC, такие как штифтовые электроды PDC. Источник однородного магнитного поля В параллельный каждому из штифтовых электродов 306b PDC, может быть предусмотрен с помощью электромагнита, такого как катушки 306d Гельмгольца. Магниты могут представлять собой, по меньшей мере один из
постоянных магнитов, таких как магнитная сборка Halbach, и могут быть неохлаждаемыми, охлаждаемыми водой и сверхпроводящими электромагнитами. Примеры сверхпроводящих магнитов могут содержать NbTi, NbSn, или высокотемпературные сверхпроводящие материалы. Отрицательное напряжение от множества штифтовых электродов 306Ь анода собираются анодом или отрицательным электродом 317 PDC. В одном варианте осуществления по меньшей мере один намагниченный штифтовый электрод 306b PDC, расположен параллельно приложенному магнитному полю В; тогда как по меньшей мере один из соответствующего штифтового электрода 306с PDC счетчика, расположен перпендикулярно магнитному полю В таким образом, что он не намагничивается, ввиду ориентации относительно направления В Положительное напряжение от множества штифтовых электродов 306с катода собирается катодом или положительным электродом 317а PDC. Энергия может быть передана в блок/контроллер энергии через силовой разъем 308 отрицательного электрода и силовой разъем 308а положительного электрода. В одном варианте осуществления стенка электрода может использоваться, как электрод PDC. В одном варианте осуществления электроды PDC содержат тугоплавкий металл, который является стабильным при высокой температуре атмосферы окружающей среда, такой как высокотемпературные нержавеющие стали и другие материалы, известные для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления плазмодинамический преобразователь дополнительно содержит структуру ограничения плазмы, такую как магнитная бутылка или источник соленоидного поля, такую как катушки 306d Гельмгольца для ограничения плазмы и выделения большей энергии из энергетических ионов в виде электричества.
В дополнительном варианте осуществления преобразователя энергии поток ионов вдоль оси Z с Vj| " v± может затем входить в зону сжатия, содержащую повышенный осевой градиент магнитного поля, в котором компонент движения электронов параллельно направлению оси Z ^ по меньшей мере частично преобразуется в
перпендикулярное движение vL, из-за адиабатической инварианты - = constant.
Азимутальный ток, в соответствии сУ±, формируется вокруг оси Z. Ток преломляется радиально в плоскости движения под действием осевого магнитного поля для получения напряжения Холла между внутренним кольцом и выходным электродом внешнего кольца MHD дискового генератора преобразователя гидродинамической энергии. Напряжение может приводить в движение ток через электрическую нагрузку. Энергия плазмы также
может быть преобразована в электричество, используя прямой преобразователь ЕхВ или
другие устройства преобразования плазмы в электричество, в соответствии с настоящим раскрытием. В другом варианте осуществления магнитное поле, такое как магнитное поле катушек 306d Гельмгольца, сдерживает плазму таким образом, что она может преобразоваться в электричество, используя преобразователь 306 плазмы в электричество, которая может представлять собой плазмодинамический преобразователь энергии. В одном варианте осуществления катушки Гельмгольца содержат магнитную бутылку. Преобразователь 306 PDC может быть расположен проксимально источнику плазмы относительно катушек Гельмгольца, как показано на фиг. 1. Для преобразователя плазмы в электричество, компоненты, содержащие магнит, расположенные снаружи резервуара ячейки, разделительные стенки могут содержать немагнитный материал, такой как нержавеющая сталь. Например, стенка, разделяющая катушки 306 Гельмгольца от резервуара 301, содержащая плазму, или боковые стенки преобразователя PDC, или преобразователь МНЕ) могут содержать материал, такой как нержавеющая сталь, через который непосредственно проникает магнитный поток. В этом варианте осуществления магниты расположены снаружи для обеспечения магнитного потока, который является поперечным для намагничивания поперечно ориентированных штифтовых анодов PDC или для перехода в направлении расширения плазмы преобразователем МНЕ).
Каждая ячейка также выводит тепловую энергию, которая может быть выделена из теплообменника 310 электрода с помощью входных и выходных линий 311 и 312 охладителя, соответственно, и головкой PDC теплообменника 318 входной и выходной линий 319 и 320 охладителя, соответственно. Тепловая энергия может использоваться, непосредственно, как тепло, или для преобразования в электричество. В вариантах осуществления энергетическая система дополнительно содержит преобразователь тепла в электричество. Преобразование может обеспечиваться, используя обычную электроустановку Rankine или Brayton, такую как паровая установка, содержащая бойлер, паровую турбину и генератор или содержащая газовую турбину, такую, как газовая турбина с внешним обогревом, и генератор. Соответствующие реагенты, реакции восстановления и системы, и электроустановки могут содержать соответствующие настоящему раскрытию, в предшествующих Заявках на патенты США, таких как Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, подана РСТ 24.04.2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, подана РСТ 29.07.2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US 10/27828, подана РСТ 18.03.2010; Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US 11/28889, подана РСТ 17.03.2011; H20-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US 12/31369 подана 30.03.2012, и CIHT Power System, PCT/US 13/041938 подана 21.05.13, ("Предшествующие заявки
Миллза") и публикациях предшествующего уровня техники, таких как "Design for а BlackLight Power Multi-Cell Thermally Coupled Reactor Based on Hydrogen Catalyst Systems," Int. J. Energy Research, Vol. 36, (2012), 778-788; doi: 10.1002/er.l834; R. L. Mills, G. Zhao, W. Good, "Continuous Thermal Power System," Applied Energy, Vol. 88, (2011) 789798, doi: 10.1016/j.apenergy.2010.08.024, и R. L. Mills, G. Zhao, K. Akhtar, Z. Chang, J. He, X. Hu, G. Wu, J. Lotoski, G. Chu, "Thermally Reversible Hydrino Catalyst Systems as a New Power Source," Int. J. Green Energy, Vol. 8, (2011), 429-473 ("Mills Prior Thermal Power Conversion Publications"), которые включены сюда полностью посредством ссылки. В других вариантах осуществления энергетическая система содержит один или больше преобразователей тепловой в электроэнергию, известных для специалистов в данной области техники, таких как прямые преобразователи энергии, такие как термоионный и термоэлектрический преобразователи энергии и другие тепловые двигатели, такие как двигатели Стерлинга.
В одном варианте осуществления генератор энергии 10 МВТ во время работы выполняет следующие этапы:
1. Топливо протекает из загрузочного бункера к паре сопряженных зубчатых колес и/или элементов держателя, которые ограничивают приблизительно 0,5 г пробы высокопроводного твердого топлива в областях взаимного зацепления шестерен, в которых при низком напряжении большой ток протекает через топливо, обеспечивая воспламенение. Воспламенение высвобождает приблизительно 10 килоджоулей энергии на аликвоту. Зубчатые колеса содержат 60 зубьев и вращаются со скоростью 1000 об/мин таким образом, что частота воспламенения составляет 1 кГц, что соответствует 10 МВТ энергии. В одном варианте осуществления зубчатые колеса разработаны таким образом, что слой порошка топлива, находящийся в прямом контакте с зубчатыми колесами, не переносит критическую плотность тока для детонации, в то время, как область засыпки выполнена так, что зубчатые колеса защищены от эрозии во время взрыва в результате воспламенения топлива.
2. По существу полностью ионизированная плазма расширяет зубчатые колеса на оси, перпендикулярной зубчатым колесам, и поступает в магнито-гидродинамический или плазмодинамический преобразователь, в котором поток плазмы преобразуется в электричество. В качестве альтернативы, очень яркий свет излучается из плазмы, которая преобразуется электричество, используя фотогальванический преобразователь энергии.
3. Часть мощности электричества обеспечивает источник питания для электродов, и остальное может поступать во внешнюю загрузку после обработки энергии соответствующим модулем. Тепло, удаляемое из ступицы зубчатого колеса, используя
1.
электрод - теплообменник, протекает в теплообменник системы регенерирования, и остальное протекает во внешнюю тепловую нагрузку.
4. Плазменный газ конденсируется до продукта, содержащего твердое топливо без
Н20.
5. Шнек, такой, как используется в фармацевтической или пищевой
промышленности, транспортирует порошок продукта в систему регенерирования, в
которой его повторно гидратируют с помощью пара, в которой пар формируется при
вытекании Н20 через резервуар Н20 через горячие катушки теплообменника системы
регенерирования.
6. Регенерированное твердое топливо транспортируют в загрузочный бункер с
помощью шнека, для обеспечения возможности непрерывного использования топлива
только с добавлением Н20.
Предположим, что 0,5 грамма твердого топлива соответствует 1 килоджоулям энергии. Предполагая, что плотность топлива имеет плотность Си, 8,96 г/см3, тогда объем топлива на зубец в области взаимного зацепления составляет 0,056 см3. Если глубина электропроводности составляет 2 мм, для обеспечения большой электропроводности через топливо, тогда основание топлива, определенное зазором при взаимном зацеплении зубчатых колес для треугольного зубца каждого зубчатого колеса составляет 4 мм, и ширина зубчатого колеса составляет 0,11 см3 / (0,2) (0,4) = 1,39 см. В другом варианте осуществления потребление Н20 иллюстративных генераторов 10 МВТ представлено следующим образом:
Н20 в Н2 (1/4) + 1/202 (50 МДж/моль Н20); 10 МДж/с/50 МДж/моль Н20 = 0.2 моля (3.6 g) Н20/с или 13 кг/час = 13 литров/час. Рассматривая иллюстративный случай, в котором твердое топливо, рециркулируемое при воспламенении и регенерировании за 1 минуту и весом 0,5 г производит 10 килоджоулей, запас твердого топлива определяется следующим образом: 10 МДж/с X 0,5 кДж г/10 = 500 г/с (30 кг/минуту), и запас твердого топлива составляет 30 кг или приблизительно 3 литра.
Н. Плазменные ячейки гидрино при возникновении дуги и большом постоянном токе, и смешанном токе DC-AC, имеющие фотогальваническое преобразование оптической энергии
В иллюстративных вариантах осуществления настоящего раскрытия система электроэнергии, имеющая фотогальваническое преобразование оптической энергии, может включать в себя любой из компонентов, раскрытых здесь в отношении ячеек SF-CIHT. Например, определенные варианты осуществления включают в себя один или больше из следующих: резервуар может быть выполнен с возможностью содержания под
давлением по меньшей мере одного из атмосферного, выше атмосферного и ниже атмосферного; реагенты могут содержать источник ШО и электропроводную матрицу, для формирования по меньшей мере одного из источника катализатора, катализатора, источника атомарного водорода и атомарного водорода; реагенты могут содержать источник ШО, содержащий по меньшей мере объемную ШО, ШО в другом состоянии, чем объемное состояние, соединение или соединения, которые проходят по меньшей мере одну из, реакции для формирования ШО, и высвобождает связанную ШО; соединение ШО может содержать соединение, которое взаимодействует с ШО, в котором ШО находится в состоянии по меньшей мере одной из поглощенной ШО, связанной ШО, физически адсорбированной ШО, и воды гидратации; реагенты могут содержать проводник и один или больше соединений или материалов, которые подвергаются по меньшей мере одному из высвобождения объемной ШО, поглощенной ШО, связанной ШО, физически адсорбированной ШО, и воды гидратации, и имеют ШО, как продукт реакции; по меньшей мере один из источника образующегося катализатора ШО и источника атомарного водорода, может содержать по меньшей мере один из а) по меньшей мере одного источника ШО, Ь) по меньшей мере одного источника кислорода, и с) по меньшей мере одного источника водорода; реагенты могут формировать по меньшей мере один из источника катализатора, катализатора, источника атомарного водорода, и атомарный водород может содержать по меньшей мере один из а) ШО и источника ШО,
b) О2, ШО, НООН, ОХ" ион пероксида, ион супероксида, гидрид, Ш, галид, оксид, гидроксид, гидроксид, состав, который содержит кислород, гидратированный состав, гидратированный состав, выбранный из группы по меньшей мере одного из галоидного соединения, оксида, оксигидроксида, гидроксида, состав, который содержит кислород, и
c) проводящую матрицу; гидроксид может содержать по меньшей мере один из группы TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH и SmOOH, оксид может содержать по меньшей мере один из группы СиО, СщО, CoO, С02О3, С03О4, FeO, РегОз, NiO и N12O3, гидроксид может содержать по меньшей мере один из группы Си(ОН)г, Со(ОН> 2, Со(ОН)з, Fe(OH> 2, Fe(OH> 3, и Ni(OH> 2, состав, который содержит кислород, содержит по меньшей мере один из группы сульфата, фосфата, нитрата, карбоната, карбоната водорода, хромата, пирофосфата, персульфата, перхлората, пербромата, и перйодата, МХОз, МХО4 (М = металл, такой как щелочной металл, такой как Li, Na, К, Rb, Cs; X = F, Br, CI, I), оксид магния и кобальта, оксид магния и никеля, оксид меди и магния, Li20, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, СиО, СЮ4, ZnO, MgO, СаО, М0О2, ТЮг, Zr02, S1O2, AI2O3, NiO, FeO, Fe203, Ta02, Ta205, VO, V02, V2O3, V2O5, Р2О3, Р2О5, В2О3,
NbO, Nb02, Nb205, Se02, SeOs, Te02, ТеОз, W02, W03, Cr304, Сг20з, Cr02, СгОз, CoO, Со2Оз, C03O4, FeO, Fe203, NiO, №20з, оксид редкоземельного металла, Се02, Ьа20з, гидроксид, TiOOH, GdOOH, СоООН, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH и SmOOH, и проводящая матрица может содержать по меньшей мере один из группы металлического порошка, углерода, карбида, борида, нитрида, карбонитрила, такого как TiCN, или нитрила.
В дополнительных вариантах осуществления настоящего раскрытия энергетическая система может включать в себя один или больше из следующего: реагенты могут содержать смесь металла, оксид его металла и Н20, в котором реакция металла с Н20 не является термодинамически предпочтительной; реагенты могут содержать галид смеси переходного металла, щелочноземельного металла и Н20, в которой реакция металла с Н20 не является термодинамически предпочтительной; реагенты могут содержать смесь проводника, гигроскопического материала и Н20; проводник может содержать металлический порошок, или углеродный порошок, в котором реакция металла или углерода с Н20 не является термодинамически предпочтительной; гигроскопический материал может содержать по меньшей мере один из группы бромида лития, хлорида кальция, хлорида магния, хлорида цинка, карбоната калия, фосфата калия, карналлита, такого как KMgCh • 6 (Н20), двойную соль лимоннокислого железа (3) и лимоннокислого аммония, гидроксид калия и гидроксид натрия и концентрированные серную и фосфорную кислоты, целлюлозные волокна, сахар, карамель, мед, глицерин, этанол, метанол, дизельное топливо, метамфетамин, химические удобрения, соль, осушитель, кремнезем, активированный углерод, сульфат кальция, хлорид кальция, молекулярные сита, цеолит, распадающийся в воздухе материал, хлорид цинка, хлорид кальция, гидроксид калия, гидроксид натрия и расплывающуюся соль; энергетическая система может включать в себя смесь проводника, гигроскопического материала и Н20, в которой диапазоны относительного молярного количества (металла), (гигроскопического материала), (Н20) являются по меньшей мере одним из приблизительно (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000), (от 0,000001 до 100000); (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000), (от 0,00001 до 10000); (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000), (от 0,0001 до 1000); (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100), (от 0,001 до 100); (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100), (от 0,01 до 100); (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10), (от 0,1 до 10); и (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1), (от 0,5 до 1); металл, имеющий термодинамически неблагоприятную реакцию с Н20, может быть по меньшей мере одним из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In; реагенты могут быть регенерированы путем добавления Н20; реагенты могут содержать
смесь металла, оксид его металла и ШО, в котором оксид металла позволяет восстанавливать Ш при температуре меньше, чем 1000°С; реагенты могут содержать смесь оксида, которая трудно восстанавливается Ш и при слабом нагреве, металл, имеющий оксид, который может быть восстановлен до металла при использовании Ш, при температуре меньше, чем 1000°С, и ШО; металл может иметь оксид, который может быть восстановлен до металла при использовании Ш, при температуре меньше, чем 1000°С и который представляет собой по меньшей мере один из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Pe, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In; оксид металла, который может не легко восстанавливаться Ш и при мягком нагреве, содержит по меньшей мере один из глинозема, оксида щелочноземельного металла, и оксида редкоземельного металла; твердое топливо может содержать углерод или активированный уголь и ШО, в котором смесь регенерируется путем регидратации, содержащей добавление ШО; и реагенты могут содержать по меньшей мере один из шлама, раствора, эмульсии, композита и соединения; моль % содержание ШО может находиться в диапазоне от по меньшей мере одного из приблизительно 0,000001 % до 100 %, от 0,00001 % до 100 %, от 0,0001 % до 100 %, от 0,001 % до 100 %, от 0,01 % до 100 %, от 0,1 % до 100 %, от 1 % до 100 %, от 10 % до 100 %, от 0,1 % до 50 %, от 1 % до 25 % и от 1 % до 10 %; ток источника электроэнергии может подавать короткий импульс с большой электрической энергией, которая достаточно велика для обеспечения реакции реагентов гидрино для формирования гидрино с очень высокой скоростью.
В некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия, система питания может включать в себя один или больше из следующего: источник электропитания может передавать короткий импульс электроэнергии с большим током, который содержит по меньшей мере одно из напряжения, выбранного для получения большого переменного и постоянного тока или смеси постоянного и переменного токов, или тока, который находится в диапазоне по меньшей мере от приблизительно от 100 до 1 000 000 А, от 1 кА до 100 000 А, от 10 кА до 50 к А, плотность постоянного тока или пикового переменного тока в диапазоне по меньшей мере от приблизительно одного из 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2, напряжение определяют по проводимости твердого топлива или энергетического материала, в котором напряжение получают путем умножения тока на желательное число сопротивления твердого топлива или образца энергетического материала, при этом напряжение постоянного тока или пиковое напряжение переменного тока может находиться по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ, и от 1 В до 50 кВ, и частота переменного тока может находиться в диапазоне от
приблизительно 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц; сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала может находиться по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно 0,001 мОм до 100 МОм, от 0,1 Ом до 1 МОм и от 10 Ом до 1 кОм, и электропроводность соответствующей нагрузки в области электрода, активной для формирования гидрино, может находиться по меньшей мере в одном диапазоне, выбранном из приблизительно от 10"10 Ом"1 см"2 до 106 Ом"1 см"2, от 10"5 Ом"1 см"2 до 106 Ом"1 см"2, от 10"4 Ом"1 см"2 до 105 Ом" 1 см"2, от 10"3 Ом"1 см"2 до 104 Ом"1 см"2, от 10"2 Ом"1 см"2 до 103 Ом"1 см"2, от 10"1 Ом"1 см"2 до 102 Ом"1 см"2 и от 1 Ом"1 см"2 до 10 Ом"1 см"2; система регенерации может содержать по меньшей мере одну из системы гидратации, тепловой системы, химической системы и электрохимической системы; фотогальванический преобразователь энергии может включать в себя преобразователь энергии фотона в электричество; энергетическая система может включать в себя систему распределения света или концентрированное фотоэлектрическое устройство; фотогальванический преобразователь энергии может включать в себя преобразователь энергии фотона в тепло; энергетическая система может включать в себя преобразователь тепловой энергии в электрическую энергию, концентрированное устройство солнечной энергии, отслеживатель или устройство -накопитель энергии; система питания также может быть функционально соединена с электрической сетью; энергетическая система может представлять собой независимую систему; фотогальванический преобразователь энергии может включать в себя множество фотогальванических элементов с множеством переходов; фотогальванические элементы с множеством переходов могут представлять собой фотогальванические элементы с тройными переходами; фотогальванический преобразователь энергии может быть расположен в вакуумной ячейке; фотогальванический преобразователь энергии может включать в себя по меньшей мере один из противоотражающего покрытия, покрытия согласования оптического импеданса или защитного покрытия; фотогальванический преобразователь энергии может быть функционально соединен с системой очистки, выполненной с возможностью очистки по меньшей мере участка фотогальванического преобразователя энергии; система генерирования энергии может включать в себя оптический фильтр; фотогальванический преобразователь энергии может содержать по меньшей мере одну из монокристаллической ячейки, поликристаллической ячейки, аморфной ячейки, элемента с кремниевыми шнурами/полосами, элемента с множеством переходов, элемента с гомопереходом, элемента с гетеропереходом, p-i-n устройства, тонкопленочного элемента, элемента, сенсибилизированного красителем, и органического фотогальванического элемента; и фотогальванический преобразователь энергии может
содержать многопереходный элемент, в котором многопереходный элемент содержит по меньшей мере один из инвертированного элемента, вертикального элемента, несогласованного по решетке элемента, согласованного по решетке элемента и элемента, содержащего полупроводниковые материалы Групп III-V; энергетическая система может включать в себя выходной преобразователь энергии, функционально соединенный с фотогальваническим преобразователем энергии и выходной силовой разъем, функционально соединенный с выходным преобразователем энергии; энергетическая система может включать в себя инвертор или устройство - накопитель энергии; часть выхода энергии с выходного силового разъема может быть направлена в устройство -накопитель энергии или в компонент системы генерирования энергии или во множество электродов, или во внешнюю нагрузку или в энергетическую сеть.
В одном варианте осуществления элемент СШТ содержит плазменную ячейку формирования гидрино, называемую плазменной ячейкой гидрино, в которой по меньшей мере часть оптической энергии преобразуется в электричество с помощью фотогальванического преобразователя. Большой ток может представлять собой DC, АС или их комбинации. Плазменный газ может содержать по меньшей мере один из источника Н и источника катализатора НОН, такого, как ШО. Дополнительные соответствующие газы плазмы представляют собой смесь по меньшей мере одного из ШО, источника Н, Ш, источника кислорода, О2 и инертного газа, такого как инертный газ. Давление газа может быть в диапазоне по меньшей мере от одного из приблизительно 0,001 торр до 100 атм, от 1 торр до 50 атм, и от 100 торр до 10 атм. Напряжение может быть таким, как в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 50 В до 100 кВ, от 1 кВ до 50 кВ и от 1 кВ до 30 кВ. Ток может быть в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 0,1 мА до 100 А, от 1 мА до 50 А и от 1 мА до 10А. Плазма может содержать дуги, которые имеют намного больший ток, такой, как в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 1 до 100 кА, от 100 до 50 кА, и от 1 кА до 20 кА. В одном варианте осуществления, большой ток ускоряет скорость реакции гидрино. В одном варианте осуществления напряжение и ток являются переменными. Частота возбуждения может представлять собой аудиочастоту, такую, как в диапазоне от 3 кГц до 15 кГц. В одном варианте осуществления частота находится в диапазоне по меньшей мере одной из от приблизительно 0,1 Гц до 100 ГГц, от 100 Гц до 10 ГГц, от 1 кГц до 10 ГГц, от 1 МГц до 1 ГГц и от 10 МГц до 1 ГГц. Проводник по меньшей мере одного электрода, непосредственно подвергающийся воздействию плазменного газа, может обеспечивать термоэлектронную эмиссию и эмиссию поля электронов, для поддержки плазменной дуги.
В одном варианте осуществления, ячейка содержит источник питания большого
напряжения, которое прикладывают для получения пробоя в газе плазмы, содержащем источник Н и источник катализатора НОН. Газ плазмы может содержать по меньшей мере один из водяного пара, водорода, источника кислорода и инертный газ, такой, как благородный газ, такой, как аргон. Энергия большого напряжения может содержать постоянный ток (DC), переменный ток (АС) и их смесь. Пробой плазменного газа обеспечивает существенное повышение электропроводности. Источник питания выполнен с возможностью подачи большого тока. Большой ток прикладывают при более низком напряжении, чем напряжение пробоя, для возникновения катализа Н в гидрино с использованием катализатора НОН с большой скоростью. Большой ток может содержать постоянный ток (DC), переменный ток (АС) и их смеси.
Вариант осуществления ячейки плазмы с большим током содержит плазменный газ, позволяющий формировать катализатор НОН и Н. Плазменный газ содержит источник НОН и источник Н, такой, как ШО и газы Ш. Плазменный газ может дополнительно содержать дополнительные газы, которые позволяют усилить или поддерживать катализатор НОН и Н. Другие подходящие газы представляют собой инертные газы. Элемент содержит по меньшей мере один из по меньшей мере одного набора электродов по меньшей мере одну антенну по меньшей мере одну RF катушку, и по меньшей мере один микроволновый резонатор, который может содержать антенну и дополнительно содержащий по меньшей мере один источник питания для пробоя, такой, как источник, позволяющий получать напряжение электрона или энергию ионов, достаточную для обеспечения электрического пробоя плазменного газа. Напряжение может находиться в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 10 В до 100 кВ, от 100 В до 50 кВ и от 1 кВ до 20 кВ. Плазменный газ первоначально может находиться в жидком состоянии, а также в газообразном состоянии. Плазма может быть сформирована в такой среде, как жидкая ШО, или содержит жидкую ШО. Давление газа может быть в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 0,001 торр до 100 атм, от 0,01 торр до 760 торр и от 0,1 торр до 100 торр. Элемент может содержать по меньшей мере один вторичный источник энергии, который обеспечивает большой ток после возникновения пробоя. Большой ток также может быть обеспечен источником питания пробоя. Каждый из источников энергии может быть DC или АС. Диапазон частот любого из них может находиться в одном диапазоне по меньшей мере приблизительно от 0,1 Гц до 100 ГГц, от 100 Гц до 10 ГГц, от 1 кГц до 10 ГГц, от 1 МГц до 1 ГГц и от 10 МГц до 1 ГГц. Большой ток может быть в одном диапазоне по меньшей мере приблизительно от 1 до 100 кА, от 10 до 100 кА, от 1000 до 100 кА, от 10 кА до 50 кА. Плотность разряда большого тока может находиться в диапазоне по меньшей мере одного из 0,1 А/см2 до 1 000 000 А/см2, 1 А/см2
до 1 ООО ООО А/см2, 10 А/см2 до 1 ООО ООО А/см2, 100 А/см2 до 1 ООО ООО А/см2 и 1 кА/см2 до 1 ООО ООО А/см2, В одном варианте осуществления по меньшей мере один из источников питания пробоя и второго источника большого тока могут прикладываться поочередно. Переменная частота может находиться в диапазоне по меньшей мере одного из от 0,001 Гц до 1 ГГц, от 0,01 Гц до 100 МГц, от 0,1 Гц до 10 МГц, от 1 Гц до 1 МГц и от 10 Гц до 100 кГц. Рабочий цикл может быть в диапазоне по меньшей мере одного из от приблизительно 0,001 % до 99,9 %, от 1 % до 99 % и от 10% до 90%. В одном варианте осуществления, содержащем АС, такой как RF источник питания и источник питания DC, источник питания DC изолирован от источника питания АС по меньшей мере одним конденсатором. В одном варианте осуществления источник Н, для формирования гидрино, такой как по меньшей мере один из Ш и ШО, подают в ячейку со скоростью, которая поддерживает компонент гидрино на выходной мощности, которая обеспечивает требуемое усиление ячейки, такое как усиление, когда компонент энергии гидрино превышает входную электрическую энергию.
В одном варианте осуществления плазменный газ заменяется жидкой ШО, которая может быть чистой или может содержать водный раствор соли, такой как морская вода. Раствор может соответствовать возбуждению АС, такому как излучение высокой частоты, такое как RF ли микроволновое возбуждение. Возбужденная среда, содержащая ШО, такую как морская вода, может быть размещен между RF передатчиком и приемником. RF передатчик или антенна принимают RF энергию от RF генератора, позволяющего генерировать сигнал с частотой и мощностью, которые могут поглощаться средой, содержащей ШО. Параметры ячейки и возбуждения могут быть такими, как представлено в настоящем раскрытии. В одном варианте осуществления RF частота может быть в диапазоне от приблизительно 1 МГц до 20 МГц. Источник RF возбуждения может дополнительно содержать схему настройки или схему согласования для согласования импеданса нагрузки с передатчиком. Частицы металла могут быть суспендированы в ШО или в солевом растворе. Падающая энергия может быть настолько большой, как в диапазоне по меньшей мере одном приблизительно от 0,1 Вт/см2 до 100 кВт/см2, 0,5 Вт/см2 до 10 КВТ/СМ2 И 0,5 Вт/см2 до 1 кВт/см2, для обеспечения дуги в плазме, в результате взаимодействия падающего излучения на частицы металла. Размер частиц металла можно регулировать для оптимизации формирования дуги. Соответствующие размеры частиц находятся в диапазоне от приблизительно 0,1 мкм до 10 мм. По дуге протекает большой ток, который обеспечивает возникновение реакции гидрино с высокой кинетикой. В другом варианте осуществления плазменный газ содержит ШО, такой как пары ШО, и ячейка содержит металлические объекты, на которые также падает
высокочастотное излучение, такое как RF или микроволновое излучение. Концентрация поля или острые точки на металлических объектах обеспечивают для дуги в плазменном газе, содержащем ШО, существенное улучшение скорости реакции гидрино.
В одном варианте осуществления плазма с большим током содержит дугу. Плазменная дуга может иметь отличительные характеристики по сравнению с плазмой тлеющего разряда. В первом случае температуры электрона и иона могут быть аналогичными, и в последнем случае, тепловая энергия электрона может быть намного выше, чем тепловая энергия иона. В одном варианте осуществления плазменная ячейка дуги содержит сжатую плазму. Плазменный газ, такой как содержащий ШО, поддерживается под давлением, достаточным для формирования плазменной дуги. Давление может быть достаточно высоким в диапазоне от приблизительно 100 торр до 100 атм. В одном варианте осуществления пробой и подача энергии с большим током могут быть одинаковыми. Дуга может формироваться при высоком давлении ШО, включая в себя жидкую ШО, благодаря источнику питания, содержащему множество конденсаторов, содержащих батарею конденсаторов, выполненную с возможностью подачи высокого напряжения, такого, как напряжение в диапазоне от приблизительно 1 кВ до 50 кВ, и большого тока, такого, как ток, который увеличивается по мере того, как сопротивление, и напряжение уменьшается с формированием и поддержанием дуги, в котором ток может быть в диапазоне от приблизительно 0,1 мА до 100 000 А. Напряжение может быть увеличено путем последовательного подключения конденсаторов, и емкость может быть увеличена путем параллельного подключения конденсаторов, для обеспечения требуемых высокого напряжения и большого тока. Емкость может быть достаточной для поддержания плазмы в течение большой длительности, такой, как от 0,1 с до больше, чем 24 часа. Цепь питания может иметь дополнительные элементы для поддержания дуги после формирования, такие как вторичный источник питания большого тока. В одном варианте осуществления, источник питания содержит множество батарей конденсаторов, которые могут последовательно подавать питание в дугу, в которой каждая разряженная батарея конденсаторов может быть повторно заряжена с помощью источника энергии заряда, по мере разряда заданной батареи конденсаторов. Множество батарей может быть достаточным для поддержания постоянной плазмы дуги. В другом варианте осуществления источник питания, предназначенный для обеспечения по меньшей мере одного из пробоя плазмы и большого тока в дуге плазмы содержит по меньшей мере один трансформатор. В одном варианте осуществления дуга устанавливается с высокой скоростью повторения постоянного тока, такой, как в диапазоне от приблизительно 0,01 Гц до 1 МГц. В одном варианте осуществления роли
катода и анода могут циклически взаимно меняться. Скорость взаимной замены может быть установлена так, чтобы обеспечить возможность поддержания плазмы дуги. Частота цикла переменного тока может создавать по меньшей мере одну из приблизительно от О Гц до 1000 Гц, от 0 Гц до 500 Гц, и от 0 Гц до 100 Гц. Источник питания может иметь максимальный предел тока, который поддерживает скорость реакции гидрино на требуемом уровне. В одном варианте осуществления большой ток является переменным для управления энергией, производимой гидрино, для получения переменного выхода энергии. Высокий предел тока, управляемый источником питания, может находиться в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 1 кА до 100 кА, от 2 кА до 50 кА и от 10 кА до 30 кА. Плазма дуги может иметь отрицательное сопротивление, содержащее уменьшенное поведение напряжения при увеличении тока. Цепь питания ячейки плазменной дуги может содержать форму положительного импеданса, такую как электрический балласт, для установления стабильного тока на требуемом уровне. Электроды могут иметь требуемую геометрию для обеспечения электрического поля между ними двумя. Соответствующие геометрии представляют собой по меньшей мере одну из центра цилиндрического электрода и внешнего концентрического электрода, электродов с параллельными пластинами и противоположные штыри или цилиндры. Электроды могут обеспечивать по меньшей мере одну из термоионной электронной эмиссии и автоэлектронной эмиссии на катоде, для поддержки плазмы дуги. Могут формироваться большие плотности тока, настолько большие, как приблизительно 106 А/см2. Электрод может состоять из по меньшей мере одного из материала, который имеет высокую точку плавления, такого как один из группы огнеупорного металла, такого как W или Мо и углерод, и материал, который обладает низкой реакционной способностью с водой, такой, как один от группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Pe, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In. В одном варианте осуществления электроды могут быть подвижными. Электроды могут быть помещены в плотном или тесном контакте друг с другом и затем механически разделены, для инициирования и поддержания плазмы дуги. В этом случае напряжение пробоя может быть намного меньше, чем в случае, в котором электроды постоянно разделены с фиксированным зазором. Напряжение, прикладываемое для формирования дуги с подвижными электродами или с электродами с регулируемым зазором, может быть в диапазоне по меньшей мере одном из приблизительно от 0,1 В до 20 кВ, от 1 В до 10 кВ и от 10 В до 1 кВ. Расстояние между электродами может регулироваться, для поддержания постоянной дуги при требуемом токе или плотности тока.
В одном варианте осуществления катализатор, содержащий по меньшей мере один
из ОН, НОН, О2, No и пН (п представляет собой целое число), не генерируют в плазме водяной дуги. Схематичный чертеж генератора 100 энергии ячейки плазмы дуги ШО 100 представлен на фиг. 2В. Элемент 109 дуговой плазмы содержит два электрода, такие, как внешний цилиндрический электрод 106 и центральный осевой электрод 103, такой, как стержень, который вместе с центральной крышкой 111 и изолирующим основанием 102, может определять камеру дуговой плазмы ячейки 109, выполненную с возможностью поддерживать по меньшей мере воздействие одного из вакуума, атмосферного давления и давления, больше атмосферного. В ячейку 109 подают газ дуговой плазмы или жидкость, такую, как ШО. В качестве альтернативы, электроды 103 и 106 погружают в газ дуговой плазмы или жидкость, такую, как ШО, содержащуюся в резервуаре 109. ШО может быть сделана более электропроводной для достижения пробоя дуги при более низком напряжении, путем добавления источника ионов, такого как ионное соединение, которое может растворяться, такое, как соль. Соль может содержать гидроксид или галид, такой как гидроксид или галид щелочного металла или другие, в соответствии с раскрытием. Подача может выполняться из такого источника, как баллон 107, имеющий клапан 108 и линии 110, через которые газ или жидкость протекают в ячейку 109, и выхлопные газы вытекают из ячейки через выходную линию 126, которая имеет по меньшей мере один манометр 115 и клапан 116, где насос 117 удаляет газы из ячейки 109 для поддержания по меньшей мере одного из требуемого потока и давления. В одном варианте осуществления плазменный газ поддерживают в состоянии высокой скорости потока, такой как сверхзвуковая скорость потока при высоком давлении, таком, как атмосферное давление и выше, для обеспечения адекватного потока массы к реагентам для реакции гидрино, для получения энергии на основе гидрино, на требуемом уровне. Соответствующая иллюстративная скорость потока достигает энергии на основе гидрино, которая превышает входную энергию. В качестве альтернативы, жидкая вода может находиться в ячейке 109, такой, как, например, в резервуаре, имеющем электроды, в качестве границ. Электроды 103 и 106 соединены с источником 123 питания с большим током - высоким напряжением через силовые соединители 124 ячейки. Соединение с центральным электродом 103 может происходить через пластину 101 основания. В одном варианте осуществления в источник 123 питания может поступать энергия от другого источника питания, такого, как заряжающий источник 121 питания через разъемы 122. Источник 123 питания с большим током высокого напряжения может содержать батарею конденсаторов, которые могут быть включены последовательно для обеспечения высокого напряжения и параллельно для получения высокой емкости и большого тока, и источник 123 питания может содержать множество таких батарей конденсаторов, в которых каждая может
временно разряжаться и заряжаться для получения выходной мощности, которая может достигать непрерывного выхода. Батарея или батареи конденсаторов может заряжаться заряжающим источником 121 питания.
В одном варианте осуществления электрод, такой, как 103, может получать питание от источника 123 питания переменного тока, который может иметь высокую частоту и может иметь большую мощность, такую, как обеспечивается генератором RF, таким, как катушка Тесла. В другом варианте осуществления, электроды 103 содержат антенны микроволнового плазменного факела. Мощность и частота могут быть выбраны, как одна из представленных в настоящем раскрытии, такая, как в диапазоне от приблизительно 100 кГц до 100 МГц или от 100 МГц до 10 ГГц и от 100 Вт до 500 кВт на литр, соответственно. В одном варианте осуществления цилиндрический электрод может содержать только стенку ячейки и может состоять из изолятора, такого как кварц, керамика, или глинозем. Зазор 111 ячейки может дополнительно содержать электрод, такой как заземленный или незаземленный электрод. Ячейка во время работы может формировать плазменные дуги или бахрому из ШО, которая по меньшей мере частично покрывает электрод 103 внутри ячейки 109 дуги плазмы. Дуги или бахрома существенно усиливают скорость реакции гидрино.
В одном варианте осуществления, ячейка 109 дуговой плазмы выполнена закрытой для ограничения выпуска тепловой энергии. Вода внутри закупоренной таким образом ячейки находится в стандартных условиях жидкой и газообразной смеси, в соответствии с фазовой диаграммой ШО для требуемой рабочей температуры и давления, как известно для специалистов в данной области техники. Рабочая температура может быть в диапазоне от приблизительно 25°С до 1000°С. Рабочее давление может быть в диапазоне по меньшей мере одного из приблизительно от 0,001 атм до 200 атм, от 0,01 атм до 200 атм и от 0,1 атм до 100 атм. Ячейка 109 может содержать бойлер, в котором по меньшей мере одна фаза, содержащая горячую воду, перегретую воду, пар, и перегретый пар, вытекает через выходное отверстие 114 для пара и поступает к тепловой или механической нагрузке, такой, как паровая турбина, для генерирования электричества. По меньшей мере одна из обработки по охлаждению выходного потока и конденсации пара происходит при передаче тепловой энергии к нагрузке, и охлажденный пар или воду возвращают к ячейке через обратный канал 112. В качестве альтернативы, возвращается подпиточный пар или вода. Система может быть закрытой и может дополнительно содержать насос 113, такой как насос рециркуляции и возврата ШО для рециркуляции ШО в ее физической фазе, которая используется, как охладитель. Ячейка может дополнительно содержать теплообменник 119, который может представлять собой
внутреннюю или внешнюю стенку ячейки для удаления тепловой энергии в охладитель, который поступает холодным во входное отверстие 118 охладителя, и вытекает горячим через выходное отверстие 120 охладителя. После этого горячий охладитель протекает к тепловой нагрузке, такой как чистая тепловая нагрузка, или преобразователь тепла в механическую энергию или преобразователь тепла в электрическую энергию, такой, как паровая или газовая турбина, или тепловой двигатель, такой как паровой поршневой двигатель и, в случае необходимости, генератор. Кроме того, иллюстративные преобразователи из тепловой в механическую или электрическую энергию представляют собой двигатели Рэнкина или Брайтона, двигатели Стерлинга, термоионные и термоэлектрические преобразователи и другие системы, известные в области техники. Система и способы преобразования энергии из тепловой в по меньшей мере одну из механической и электрической энергии также раскрыты в предшествующих заявках Миллза, которые включены сюда полностью посредством ссылки.
В одном варианте осуществления электроды 103 и 106, такие как углеродные или металлические электроды, такие как электроды из вольфрама или меди, могут быть помещены в ячейку 109, поскольку они эродируют из-за плазмы. Электроды могут заменяться при их существенной эрозии или могут заменяться постоянно. Продукт коррозии можно собирать из ячейки в такой форме, как осадок, и восстанавливать из него новые электроды. Таким образом, генератор энергии в ячейке дуговой плазмы дополнительно содержит систему 105 восстановления продукта коррозии электрода, систему 104 регенерации электрода и непрерывную подачу 125 регенерированного электрода. В одном варианте осуществления по меньшей мере один электрод, в котором происходит основная части коррозии, такой, как катод, такой как центральный электрод 103, может быть регенерирован системами и способами данного раскрытия. Например, электрод может содержать один металл, выбранный из Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Pe, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr и In, имеющий соответствующий оксид, который может быть восстановлен по меньшей мере одной из обработки Ш, нагрева и нагрева в условиях вакуума. Система 104 регенерации может содержать печь для плавления по меньшей мере одного из оксида и металла, и отливки или экструзии электрода из регенерированного металла. Системы и способы для плавления металла и формирования или его измельчения хорошо известны для специалистов в данной области техники. В другом варианте осуществления система 104 регенерации может содержать ячейку электролиза, такую как ячейка электролиза расплавленной соли, содержащая ионы металла, в которой металл электрода может быть нанесен, как покрытие на электрод, используя электрическое осаждение, в соответствии с
системами и способами, хорошо известными в данной области техники.
В одном варианте осуществления плазменной ячейки, такой как ячейка 109 с дуговой плазмой, показанная на фиг. 2В, ячейка с дуговой плазмой ШО выводит большую оптическую энергию, и свет преобразуется в электричество, используя фотогальванический преобразователь энергии. В одном варианте осуществления крышка 111 ячейки содержит фотогальванический преобразователь энергии для приема большой оптической энергии и преобразования ее в электричество. В другом варианте осуществления по меньшей мере один из электродов 103 и 106 содержит решетчатый электрод, который по меньшей мере частично является прозрачным для света. Прозрачность может обеспечиваться, благодаря зазорам между проводящими участками электрода. Фотогальванический преобразователь расположен позади решетчатого электрода для преобразования оптической энергии в электричество. В другом варианте осуществления, электроды 103 и 106 содержат параллельные пластины. Электроды в виде параллельных пластин могут быть замкнуты внутри ячейки 109, которая может быть герметично закрыта. Большая оптическая мощность может быть принята фото гальваническим преобразователем 106а, который расположен поперечно плоскостям, формируемым электродами. Фотогальванический преобразователь может содержать фотогальванические ячейки и может дополнительно содержать окно, прозрачное для оптической энергии, для защиты ячеек от повреждения дуговой плазмы волной давления. Другие варианты осуществления электродов и конфигураций электродов, и конструкций, которые поддерживают по меньшей мере одну из плазмы и дуговой плазмы, такие, как плазма, содержащая ШО, и которая содержат по меньшей мере одну область для проникновения света к фотогальваническому преобразователю, такому как известно для специалиста в данной области техники, находятся в пределах объема настоящего раскрытия.
В одном варианте осуществления, ячейка гидрино содержит источник сжатой плазмы для формирования постоянной эмиссии гидрино. Ячейка содержит катод и анод, источник питания и по меньшей мере один из источника водорода и источника катализатора НОН для формирования сжатой плазмы. Плазменная система может содержать источник фокуса плотной плазмы, такой как известно в области техники. Ток плазмы может быть очень большим, таким, как больше, чем 1 кА. Плазма может представлять собой дуговую плазму. Отличительные признаки являются такими, что плазменный газ содержит по меньшей мере один из Н и НОН или катализатора Н, и условия в плазме могут быть оптимизированы для получения постоянной эмиссии водорода. В одном варианте осуществления оптическая энергия преобразуется в
электричество с помощью фото гальванического преобразователя 106а или 111.
I. Фотогальванический преобразователь оптической энергии в электроэнергию
В альтернативном преобразователе 306 энергии плазмы для генератора энергии в ячейке SF-CIHT, показанной на фиг. 2А, плазма, образующаяся в результате воспламенения твердого топлива 303, является в высокой степени ионизированной. Реакция катализа гидрино, такая как описана со ссылкой на уравнения (6-9) и (44-47), так же, как энергия, высвобождаемая при формировании гидрино, приводит к ионизации топлива. Ионы рекомбинируют со свободными электронами, и излучают свет. Дополнительный свет излучается при затухании атомов, ионов, молекул, соединений и материалов, находящихся в возбужденном состоянии. В одном варианте осуществления, реакция гидрино высвобождает мягкое рентгеновское непрерывное излучение, которое преобразуется в видимую эмиссию абсолютно черного тела на оптически толстом носителе. Свет падает на фото гальванический преобразователь 306. Фото гальванический преобразователь 306 энергии содержит катод 306с и анод 306Ь, каждый из которых соединен с выходным преобразователем/контроллером 307 выходной энергии с помощью катода и анода, каждый из которых соединен с помощью разъема 308а и 308 вывода катода и анода, соответственно. Свет может быть принят преобразователем 306 фотона в электричество, который представлен в виде фотогальванического мозаичного покрытия на внутренней стороне вакуумного резервуара 301. Фотогальванический преобразователь энергии может быть охлажден с помощью по меньшей мере одного теплообменника 318, который принимает холодный охладитель через входную линию 319 фото гальванического охладителя, и выполняют повторный впрыск горячего охладителя через входную линию 320 фотогальванического охладителя. Раскрытие, относящееся к фотогальваническому преобразованию оптической энергии ячейкой SF-CIHT в электричество, представленное здесь, также относится к дуге и большому DC, АС, и тока в виде смесей DC-AC ячеек плазмы гидрино, имеющих фотогальваническое преобразование оптической энергии.
а. Система инжекции твердого топлива
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2А, твердое топливо подают в генератор SF-CIHT под действием силы тяжести. Система потока топлива может содержать систему потока под действием силы тяжести. Поток под действием силы тяжести может содержать механизм подачи, такой, как по меньшей мере один из шнека, вращающегося зубчатого колеса, которое может принимать топливо в свои зубья из нижней части ванны в нижней части буфера 305, и пару зубчатых колес или роликов 302а,
которые могут принимать топливо в свои зубья из нижней части ванны, в нижней части загрузочного бункера 305. Твердое топливо может распределяться из резервуара вращающегося барабана, который содержит винт Архимеда, как известно в области цементной смеси. В альтернативном варианте осуществления топливо 303 инжектируют на электроды 302, что обеспечивает возможность воспламенения топлива. Электроды 302 могут содержать по меньшей мере один из роликов, зубчатых колес, подвижных элементов, таких как поршни, и других вариантов осуществления, описанных в заявке РСТ № PCT/US 14/32584 под названием "PHOTOVOLATIC POWER GENERATION SYSTEMS AND METHODS REGARDING SAME" поданной 040114, которые включены сюда полностью посредством ссылки. Ролик 302а может иметь отношение длины или ширины к радиусу по меньшей мере равное одному из диапазона приблизительно от 0,0001 до 100,0000, от 0,001 до 10 000 и от 0,01 до 1000. Отношение длины к радиусу ролика может быть выбрано таким, чтобы по меньшей мере ни какой свет не был заблокирован от фотогальванического преобразователя, плазме разрешается расширяться таким образом, что свет излучается на фотогальванический преобразователь, давление разрыва может рассеиваться в результате меньшего сопротивления и ограничения для расширения газа под давлением, плотность топлива при этом ниже, чем плотность, которая вызывает повреждения поверхности ролика, передача тепла достаточна для предотвращения теплового повреждения, и электропроводности достаточно для исключения по меньшей мере одной из неудовлетворительной потери энергии и нагрева ролика. Система сбора света, такая, как зеркала и линзы в системе оптического распределения раскрытия может быть согласована с геометрией и размерами электрода. Зеркало может быть параболическим для приема света из источника света, типа фокального источника света, такого, как источник, содержащий электроды ролика, имеющие отношение длины или ширины к радиусу меньше единицы. Зеркало может быть в большей степени параболическим или цилиндрическим для приема света от более расширенного источника света, такого как источник, содержащий электроды ролика, имеющие отношение длины или ширины к радиусу, большее единицы. В одном варианте осуществления плазма может расширяться со скоростью по меньшей мере такой, как больше чем или меньше чем, и равная скорости звука. В одном варианте осуществления система инжектирования содержит средство для электрического изменения топлива и средство для электрического ускорения топливо в направлении электродов 302. Средство для заряда топлива может содержать источник электронов, такой как нить накаливания, коронный разряд, электронная пушка или другое средство, известное для специалистов в данной области техники. Топливо можно заряжать в загрузочный бункер 305 инжектора
или инжектора на основе загрузочного бункера 305. Электроды 302, такие как зубчатые колеса 302а или ролики, могут заряжаться противоположно таким образом, что заряженное топливо ускоряется к электродам. Скоростью топлива можно управлять, путем управления по меньшей мере одной из разности напряжений между зарядом топлива в источнике, таком как загрузочный бункер 305 или на инжекторе, и электродами 302, размер частиц топлива, время, приложения разности напряжений, в случае, когда применяется прерывистое напряжение, давление газа, через который перемещается топливо, и размер частиц топлива. Скоростью топлива можно управлять таким образом, чтобы оно преодолевало любое давление от детонации предшествующего образца топлива. В одном варианте осуществления энергия и мощность воспламеняемого топлива представляет собой первичное излучение (оптическую энергию) и не обеспечивает объем давления. В одном варианте осуществления, избыточное давление, из-за волны давления в результате детонации топлива составляет по меньшей мере одно из меньше, чем 100 фт/кв. дюйм изб., меньше, чем 50 фт/кв. дюйм изб., меньше, чем 10 фт/кв. дюйм изб., меньше, чем 5 фт/кв. дюйм изб., меньше, чем 2 фт/кв. дюйм изб., и меньше, чем 1 фт/кв. дюйм изб.. В одном варианте осуществления в эжекторе могут использоваться аналогичные системы и способы, как и те, которые используются при окраске электростатическим напылением для подачи частиц при фотокопировании, удалении загрязнителей воздуха в электростатических пылеуловителях и в других таких электростатических технологиях, известных для специалистов в данной области техники.
В другом варианте осуществления инжектирование топлива и топливный инжектор включают пневматическую инжекцию. Топливо 303 может быть инжектировано газом -носителем, таким как инертный газ, такой как благородный газ, такой, как аргон. Топливо 303 может содержать порошок, который выгружают из загрузочного бункера 305 с помощью механического податчика, такого, как зубчатое колесо или шнек. В иллюстративном варианте осуществления загрузочный бункер 305 имеет конической формы ванна, который имеет вращающееся зубчаток колесо на конце ванны, в котором зубчатое колесо измеряет управляемый поток топлива на основе размера полости, формируемой зубьями и нижней площадкой, и по скорости вращения зубчатого колеса. Давлением газа можно управлять таким образом, что оно преодолевает любое давление в результате детонации предшествующего образца топлива. Давление может быть больше, чем любое давление, получаемое от детонации предыдущего образца топлива. В иллюстративном варианте осуществления, поскольку давление взрыва меньше, чем приблизительно 3 фт/кв. дюйм изб., в твердое топливо инжектируют поток аргона с более высоким давлением. В одном варианте осуществления топливо 303 может быть
инжектировано в электроды 302, используя комбинацию пневматического и электростатического инжектирования соответствующей системой. Топливо 303 может представлять собой по меньшей мере одно из транспортируемых и направляемых на электроды 302 газом носителя, таким как инертный газ, такой как аргон пневматической системы инжекции, и используя электрическое поле электростатической системы инжекции. В другом варианте осуществления топливо 303 или продукт могут быть по меньшей мере одним из транспортируемого и ускоренного магнитного поля с помощью системы магнитного поля. По меньшей мере одно из топлива 303 или продукта, является магнитным или может быть намагничено. В одном варианте осуществления газ носителя и частицы, такие как частицы продукта, могут быть разделены магнитным полем, которое детектирует частицы горячего газа. В одном варианте осуществления топливо инжектируют с помощью по меньшей мере одной из механической, пневматической, электростатической и магнитной систем и способов. Система инжекции может содержать механизм податчика, такой как шнек или вращающееся зубчатое колесо, которое может принимать топливо в свои зубья из нижней части ванны в нижней части загрузочного бункера 305. Подаваемое топливо может быть инжектировано по меньшей мере одним из механических, пневматических, электростатических и магнитных систем и способов.
Твердое топливо может быть инжектировано для формирования покрытия для электродов. Покрытие при инжектировании может быть достигнуто по меньшей мере одной из механической, пневматической и электростатической систем и способов. Твердое топливо может находиться в объемной массе, такой как масса продукта для воспламенения, который регидратируют и сжимают, используя по меньшей мере один электрод и транспортируют до положения, в котором происходит воспламенение. Топливо после регидратации может быть выбрано, как покрытие, которое формируется в результате по меньшей мере одного из поглощения, физического адсорбирования или физического поглощения, хемосорбции, адгезии, всасывания, сжатия, теплового связывания, связывания путем усадки, электростатического связывания, в котором по меньшей мере одно из топлива и по меньшей мере одного электрода могут быть электростатическим заряжены, и магнитно связаны, в котором по меньшей мере одно из топлива и по меньшей мере один из электрода могут быть по меньшей мере одним из магнита, и могут быть намагничены.
Схематичный чертеж генератора энергии ячейки SF-CIHT, содержащего источник твердого топлива в виде ванны 5 для шлама твердого топлива, систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, показан на фиг. 2С и 2С1, система воспламенения, дополнительно содержащая колесо 27 аппликатора, показана на
фиг. 2D, и внутри системы преобразователя оптического распределения и фотогальванического преобразователя, содержащего полупрозрачные зеркал 23 и фото гальванические ячейки 15, показан на фиг. 2Е. Компоненты фиг. 2С, 2С1, 2С2 и 2D могут быть эквивалентными компонентам по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 1 и 2А, и могут быть организованы с использованием другой архитектуры. Система может дополнительно содержать новые компоненты, которые заменяют компоненты, которые отсутствуют в первых вариантах осуществления. В результате внедрения структуры и функции или одинаковых компонентов первых вариантов осуществления, показанных на фиг. 2А, генератор, показанный на фиг. 2С, 2С1, 2С2, 2D и 2Е, содержит ячейку 26, поддерживаемую структурными держателями 1, электроды, такие как пара роликовых электродов 8, установленных на валах 7, которые вращаются в подшипниках 4а, поддерживаемых держателями 4 подшипников и приводимых в движение электродвигателями 12 и 13, и электрические соединения с каждым электродом, такие как электрические шины 9 и 10, по которым питание поступает от источника 2 электроэнергии, который может принимать энергию из устройства 3 выходного преобразователя/контроллера энергии. Твердое топливо поднимают из ванны 5 и транспортируют к области контакта электрода 8, где большой ток приводит к его воспламенению. Свет направляется вверх в результате траектории топлива и меньшему сопротивлению расширения. Направленный вниз свет отражается вверх параболическим зеркалом 14. Оптическая энергия, образующаяся в результате воспламенения твердого вещества, проходит через окно 20 и падает на систему 26а оптического распределении и PV преобразования, которая содержит полупрозрачные зеркала 23, соединенные с держателями креплениями 22, в которой зеркала 23 среди каждого набора зеркал в каждом столбце разделяют падающую интенсивность света и направляют свет к соответствующей панели 15 PV столбца, для преобразования в электричество, которое поступает к электрическим шинам 26Ь, к устройству 3 выходного преобразователя/контроллеру энергии и к выводам 6 выходной энергии. Продукт воспламенения очищают от окна 20 с помощью потока, такого как поток газа, из линии для промывки водяными струями 21, подаваемыми по линии 16 помывки окна, по которой протекает поток воды под давлением, в результате инжекции водяного насоса 17 с добавляемой водой, потребление которой происходит при формировании гидрино, подаваемых из резервуара 11 для воды. Продукт воспламенения промывают до области 24 сбора, которая сформирована для сбора и также для фрагментирования твердого топлива с вращающихся электродов 8 ролика, в то время, как топливо инжектируют до воспламенения. Собранное после промывки твердое топливо перекачивают через ванна 25
под воздействием вращающихся роликов 8 и собирают в ванне 5. Избыток воды удаляют с помощью всасывающего насоса 18 через линию 19 всасывания воды, в которой ванна 5 может по меньшей мере вибрировать и покачиваться для того, чтобы способствовать восстановлению избытка воды. Всасывающий насос 18 может содержать гидроциклонный сепаратор. Воду затем перекачивают в насос 17 воды для инжекции. Соответствие шлама регулируют до требуемой вязкости. В одном варианте осуществления собранные остатки после промывки топлива могут протекать вниз в ванну, содержащую сито, такое, как металлическое сито, на котором присутствует градиент давления. Более высокое давление в верхней стороны шлама приводит к тому, что некоторая часть воды отделяется от шлама. Вода может протекать через сито и может собираться насосом, таким как всасывающий насос 18. Градиент давления на сите может поддерживаться с помощью газового насоса. Газовый насос может циркулировать, перекачивая газ через сопла для газа, которые восстанавливают и способствуют рециркуляции продукта воспламенения. Нанесению шламу на электроды 8 роликов может способствовать аппликатор, такой как колесо 27 аппликатора, содержащее клапаны 28 аппликатора, приводящиеся в движение электродвигателем 30 колеса аппликатора через вал 29 аппликатора. Электроды ролика могут представлять собой канавки в по меньшей мере одном из поперечного и продольного направлений, для того, чтобы лучше удерживать твердое топливо на своих поверхностях.
В одном варианте осуществления инжекция обеспечивается путем покрытия по меньшей мере одного электрода твердым топливом. Покрытие может представлять собой по меньшей мере одно из покрытия, достигаемого с помощью электростатического заряда электродов. Источник топлива для покрытия может представлять собой объемный запас или массу топлива, с которым в контакте находится по меньшей мере один электрод. В одном варианте осуществления электроды содержат ролики, которые находятся в контакте с насыпным топлива, таким, как по меньшей мере один из резервуара с насыпным топливом, ванны со шламом и ванны с пастой. Покрытие на ролики может быть нанесено в результате поворота по меньшей мере одного из источников топлива, такого как резервуар с насыпным топливом, ванна с шламом и ванна с пастой. Топливо может прилипать по меньшей мере к одному ролику, в результате действия электростатического заряда, приложенного к по меньшей мере одному из топлива и роликов. Топливо может переноситься на ролик. Топливо может поглощать Н2О, для формирования адсорбированного состояния, такого как паста или суспензия, которая прилипает по меньшей мере к одному ролику. Толщиной шлама или пасты можно управлять, используя лезвие, которое разглаживает слой топлива на роликах с требуемой
толщиной. Как показано на фиг. 2D, паста может быть нанесена на электрод, такой, как электрод 8 ролика с помощью колеса 27 аппликатора, имеющего гибкие отростки, такие как прикрепленные вдоль окружности лезвия или лопасти 28, установленной под углом больше, чем 90° от оси X, определенной осью, касательной к колесу с положительным значением оси в направлении вращения колеса. Лезвия или лопасти могут захватывать топливную пасту из ванны 5, входить в контакт с электродом 8 ролика в результате вращения, прикладывать давление, по мере того, как каждый из них изгибается, деформируются, и выполнять действие намазывания с последующим поворотом. В одном варианте осуществления твердое топливо наносят и устанавливают, как покрытие с требуемой толщиной, используя раклю. Твердое топливо может вытекать из резервуара, для его нанесения с помощью ракли. В качестве альтернативы, топливо может быть нанесено с помощью насоса или шнека из резервуара, где ракля может помогать или может способствовать нанесению слоя с требуемой толщиной. Покрытие может быть нанесено, используя способы и системы электродов для отливки пленки. В одном варианте осуществления электрод покрывают пастой твердого топлива с помощью проволочной щетки, используемой в качестве аппликатора топлива. Материал провода, толщина проводов, плотность проводов и пружинистость проводов проволочной щетки можно выбирать для достижения требуемого захвата пасты и наносимого его количества на электрод в виде колеса. В одном варианте осуществления покрытие может быть нанесено, используя способы и системы гребного колеса или шестеренчатого насоса, который инжектирует топливо, такое, как паста или суспензия из резервуара в область электрического контакта пары электродов. Инжекция может осуществляться под действием центробежной силы вращающегося элемента насоса. В одном варианте осуществления паста твердого топлива наносится на по меньшей мере один электрод в виде ролика, использующий другое колесо аппликатора, в котором колесо аппликатора может приводиться в движение электродом ролика, в результате контакта цилиндрических поверхностей. Топливная паста может быть нанесена на электроды путем разглаживания ее на раклей из резервуара.
В одном варианте осуществления средство для нанесения топлива на роликовый электрод содержит непрерывно движущуюся пластину - источник топлива, которую транспортируют в контакт с роликовым электродом. Движение пластины с топливом может достигаться, используя шнек, вибрационный стол и конвейерную ленту, которые могут иметь выступы, которые способствуют нанесению топлива на электрод ролика. В одном варианте осуществления твердое топливо на конвейер поступает из резервуара. Конвейер также может содержать по меньшей мере нижнюю часть резервуара. Стороны
резервуара могут быть выполнены наклонными для использования в качестве ванны для поверхности конвейера. Резервуар может иметь регулируемый по высоте паз на выходе, для управления глубиной твердого топлива, транспортируемого конвейером. Резервуар может быть установлен на регулируемых ножках с конвейером в нижней части, для приема топлива на глубине, определенной высотой ножек. В одном варианте осуществления конвейер, используемый, как аппликатор твердого топлива, может содержать ремень, такой как приводной ремень или синхронный ремень с соответствующими механическими устройствами. Топливо может быть нанесено с использованием по меньшей мере одного из контакта и прижима пластины к поверхности ролика. Тангенциальная скорость пластины может быть подобрана таким образом, чтобы она тесно соответствовала скорости электрода ролика, на которую наносят топливо. Относительную скорость можно регулировать для нанесения топлива на движущийся электрод, такой как вращающийся ролик или зубчатый электрод. Непрерывное движение пластины источника топлива может осуществляться по меньшей мере в качестве одного из пленочного литья из резервуара топлива, выполненного в виде ванны или может механически захватываться из резервуара с использованием такого средства, как по меньшей мере один из конвейера и шнека. Толщина пластины может быть установлена пластиной глубины, такой как ракля на выходе из резервуара топлива. В одном варианте осуществления конвейер, предназначенный для использования в качестве аппликатора твердого топлива, может содержать ремень, такой как приводной ремень или синхронный ремень с механическими устройствами. В одном варианте осуществления шнек для транспортирования топлива, такого, как суспензия, содержит винтовой насос гравитационного типа, насос типа прямого вытеснения, также известный, как винтовой насос гравитационного типа, насос с эксцентричным винтом или винтовой насос.
В одном варианте осуществления избыток воды отделяют из регидратированного твердого топлива путем приложения давления к шламу, содержащему избыточную воду (смесь для приготовления шлама). Давление может быть приложено по меньшей мере механически и пневматически. Механическое давление может быть приложено с помощью поршня, который выталкивает одну из смеси для приготовления шламу с помощью вибратора, такого, как по меньшей мере один из вибрационного стола, резервуара и транспортера. Пневматическое давление может наноситься путем приложения газа давления в герметично закрытом контейнере, содержащем смесь для приготовления шламу. В одном варианте осуществления ячейка может работать под достаточным давлением таким образом, что избыточная вода отделяется от смеси для приготовления шламу, с образованием шламу. В одном варианте осуществления смесь для
приготовления шламу транспортируется по меньшей мере в одну ячейку, которая может закрываться герметично, и такая ячейка поддерживается под давлением с помощью газа, такого, как аргон. Давлением газа можно управлять для достижения требуемого отделения воды. В одном варианте осуществления температурой по меньшей мере одной из смеси для приготовления шлама и шламом можно управлять для управления степенью растворимости компонента твердого топлива, которое является растворимым в воде, такого, как соединение, связующее воду, такого как соединение галида щелочноземельного металла или переходного металла, который формирует гидрат. По меньшей мере одно из соединения металла и галида может быть выбрано, для достижения требуемой степени растворимости. В примере варианта осуществления, направленном на MgCh, галид может быть выбран для MgX2 (X = галид), для уменьшения степени растворимости связующего воду соединения, в котором растворимость MgX2 (X = F, С1, бром) в молях/ЮОг ШО при 25 °С составляет 0,0002, 0,58 и 0,55, соответственно. Избыточная вода может быть удалена путем перекачки с помощью насоса, такого как всасывающий насос 18. Разделение избыточной воды может быть достигнуто во множестве резервуаров, которые могут быть герметично закрыты. Разделение может выполняться, как обработка партии. Разделение может быть последовательно, и на разных фазах обработки разделения таким образом, что достигается непрерывный или периодический поток шламу на выходе. В другом варианте осуществления, давление газа прикладывается по мере того, как смесь для приготовления суспензий транспортируют или протекают таким образом, что получается более непрерывный поток шламу. Суспензия может транспортироваться в ванну 5 для шлама. Транспортировка может обеспечиваться, используя по меньшей мере одну из ванны, под действием силы тяжести или пневматический поток, шнек, конвейер и насос, такой как винтовой насос гравитационного типа.
В одном варианте осуществления топливо может покрывать электроды, такие, как по меньшей мере одно зубчатое колесо или ролик. Топливо может быть нанесено, как покрытие по меньшей мере на один электрод с помощью аппликатора топлива. В другом варианте осуществления топливо может содержать шлам, которая может быть перекачан механически. Топливо может перекачиваться, для нанесения покрытия на по меньшей мере электрод, такой, как по меньшей мере один электрод в виде зубчатого колеса или ролика. В качестве альтернативы, топливо может перекачиваться для инжекции топлива к электродам, в непосредственной близости к точке, в которой происходит воспламенение топлива. Топливо может транспортироваться путем его перекачивания из положения, где для него выполняют по меньшей мере одно из сбора и регидрации, такого, как в первом
положении на -90°, во второе положение, такое, как на -180°, в котором происходит воспламенение. В другом варианте осуществления топливо может поступать центрально к электроду и может происходить его экструзия, протекание, перекачивание или другое транспортирование к поверхности, в которой выполняется электрический контакт с противоположным электродом из пары электродов. Электрод может содержать ролик или зубчатое колесо, и транспортировка может выполняться радиально от области центрального ввода. Протекание может осуществляться под действием центробежной силы, в которой может вращаться электрод, такой как ролик или зубчатое колесо.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2С, 2С1, 2С2, 2D и 2Е, воспламенение автоматически инициируется при присутствии топлива, что существенно уменьшает сопротивление между электродами 8, для обеспечения возможности воспламенения. Топливо может впрыскиваться к электродам с определенной скоростью, для достижения требуемой частоты воспламенения. Фотогальванический преобразователь 26а может использоваться, как источник постоянного тока с большим током и низким напряжением, который хорошо приспособлен для повторного питания электродов 8, для обеспечения воспламенения впоследствии поступающего топлива. Энергия от источника электроэнергии 2 поступающих электродов 8 может отражаться обратно к источнику электроэнергии 2, когда топливо воспламеняется для формирования относительно большого сопротивления, такого, как при разомкнутой цепи. На фиг. 2С1, источник электроэнергии 2 может содержать элемент накопителя, такой, как конденсатор или батарея 27, для приема и сохранения отраженной энергии, которая должна использоваться для другого воспламенения. Система воспламенения может дополнительно содержать источник питания постоянного тока с генератором 33 постоянного тока.
Генератор может быть запущен с помощью пусковой батареи 27 на фиг. 2С1 и цепи 28 пускателя. В качестве альтернативы батарее, энергия для исходного запуска может быть подана конденсатором, таким, как одно из устройства 3 выходного преобразователя/контроллера мощности. Конденсатор может содержать суперконденсатор и может иметь отклик частоты с требуемой частотой воспламенения. Частота воспламенения может находиться в диапазоне от по меньшей мере одного из от 1 Гц до 10 МГц, от 10 Гц до 1 МГц, от 100 Гц до 100 кГц и от 1 кГц до 10 кГц. Внутренняя нагрузка, такая электродвигатели и насосы, может получать питание изначально от запускающего источника питания. После запуска, нагрузка на воспламенение и внутренняя нагрузка может получать питание от фотогальванического преобразователя 26а. Выход напряжения фотогальванического преобразователя 26а по меньшей мере к одной внутренней и внешней нагрузкам может быть высоким, для уменьшения резистивных потерь. Энергия
постоянного тока может поступать по меньшей мере к одному приводу 36 переменной частоты, который обеспечивает соответствующее входное питание для внутренней нагрузки, такой как по меньшей мере один электродвигатель или насос. Выход PV может быть направлен в по меньшей мере один сервопривод для питания по меньшей мере одного серводвигателя, такого как электродвигатели 11 и 12 роликов, и пьезоэлектрического активатора, в соответствии с раскрытием, для управления воспламенением. Выход PV постоянного тока может быть обработан, используя по меньшей мере один из преобразователя DC/DC, AC/DC и DC/АС. Выходная энергия для питания внутренних и внешних нагрузок может быть преобразована в переменный ток из выходного постоянного тока в преобразователь 26а РV с помощью силового инвертора 3 5 AC/DC. Питание DC, которое должно преобразовано, может быть сохранено в накопителе 34 энергии DC.
Пусковая батарея или конденсатор (например, 27 или часть 3) и источник электроэнергии 2 могут перезаряжаться фотоэлектрическим преобразователем 26а или могут содержать фотогальванический преобразователь 26а. Диапазон пиковой энергии по меньшей мере одной пусковой батареи или конденсатора, и источника электроэнергии 2 может быть в диапазоне, заданном произведением диапазонов напряжения и тока. Напряжение может находиться в диапазоне орт приблизительно 4В до 20 В, и ток может находиться в диапазоне от приблизительно 5000 до 30 000 А. Пиковая мощность может находиться в диапазоне приблизительно от 20 кВт до 600 киловатт. Средняя по времени мощность может быть задана энергией, требуемой для воспламенения топлива умножить на частоту воспламенения. Средняя энергия для воспламенения топлива может находиться в диапазоне от приблизительно 1 Дж до 500 Дж, и частота воспламенения может находиться в диапазоне приблизительно от 1 Гц до 100 кГц. Средняя по времени мощность может находиться в диапазоне приблизительно от 1 Вт до 50 МВт. Рабочий цикл может быть задан отношением средней по времени мощности к пиковой мощности. Длительность входного потока энергии для воспламенения может быть задана энергией для достижения воспламенения, разделенной на пиковую мощность. Некоторые рабочие параметры представлены в ТАБЛИЦЕ 7.
Поток массы
масса аликвоты X частота воспламенения = 200 мг X 2000 Гц = 400 г/с
Оптическая энергия
Энергия/аликвота X частота воспламенения = 1000 Дж X 2000 Гц = 2 МВт оптическая
Спектр
3500 - 5500 к абсолютно черного тела в зависимости от состава топлива и параметров воспламенения
Ток воспламенения
От 10 000А до 30 000А
Напряжение воспламенения
От 4,5 В до 1,5В
Пиковая входная мощность системы
От 45 КВТ ДО 450 кВт
Средняя по времени мощность системы
Входная энергия воспламенения X частоту воспламенения = 5 Дж X 2000 Гц = 10 кВт
Выходная мощность системы
От 0,25 до 10 МВт
Рабочий цикл источника питания
средняя по времени мощность системы/ пиковая входная мощность системы =10 кВт/180 кВт
=5,6 %
Длительность импульсов
Энергия воспламенения/входная пиковая мощность системы = 5 Дж/180,000 = 28 мс
Масса топлива
(В соответствии с требованиями к мощности) 200 мг на 1000 Дж умножить каждого на частоту, такую как 2000 Гц, для получения мощности и скорости потока массы
Анализ продуктов реакции
Выполнить онлайн анализ/мониторинг, такой как IR для содержания воды в топливе
Рабочая температура
<600 °С на электродах
<100 °С на электродах со шламом
Рабочее давление
Ожидаемый диапазон <2 фт/кв. дюйм изб.
Излучение
Эмиссия абсолютно черного тела плазмы в диапазоне от 3500 до 5500 К в зависимости от топлива
Переключение может выполняться электронно, используя такое средство, как по меньшей мере один из биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT), кремниевого управляемого выпрямителя (SCR), и по меньшей мере одного полевого транзистора типа металлооксид - полупроводник (MOSFET). В качестве альтернативы, воспламенение может переключаться механически. Топливо может инициировать переключение, в котором электропроводимость между электродами падает, по мере накопления топлива таким образом, что большой ток протекает, инициируя воспламенение. Переключением можно управлять с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер может управлять частотой, рабочим циклом, напряжением, током, энергией, пиковой мощностью импульса, длительностью импульса, а также впрыском/доставкой топлива, восстановлением топлива, регенерацией топлива, обработкой выходной энергии, выводом энергии, охлаждением, и рабочими
характеристиками преобразователя плазмы в электричество.
В одном варианте осуществления топливо может содержать порошок. Топливо может содержать матрицу с электрической проводимостью, такой как металлический порошок и ШО. Топливо может дополнительно содержать материал, который связывает ШО, такой как гигроскопическое соединение. Примеры гигроскопических соединений представляют собой оксиды, такие как оксид переходного металла и галид, такой как галид щелочноземельного металла, такой как MgCh. Твердое топливо может содержать комбинации с металлами с низкими точками плавления, такими как Zn, Sn и In, и Ti, и сплавы Ti, такие как TiAl, TiFe, TiV, TiMo, TiC, сплав молибдена титана циркония (TZM), и TiN, и ШО, и источник ШО. В одном варианте осуществления, Ag, Си и благородные металлы, в качестве проводника твердого топлива, имеют достаточно низкое сопротивление, несмотря на воздействие воздуха на металл, для поддержания низкого напряжения, такого, как в диапазоне от 4 до 15 В, и высокого тока, такого, как в диапазоне от приблизительно 5 ООО до 35 ООО, для обеспечения воспламенения.
В одном варианте осуществления, твердое топливо на основе ШО содержит компонент, который изменяет поверхностное натяжение смеси. Компонент может содержать соединение, связующее воду, такое как галид или оксид металла, такой как галид или оксид щелочноземельного металла, такой как MgX2 (X = F, О, бром, I). Изменение поверхностного натяжения может способствовать лучшей адгезии смеси к роликам системы воспламенения.
Соответствующие примеры твердых топлив на основе ШО представляют собой выбранные из группы Ti + ШО в металлической оболочке, такой как чашка, такая как алюминиевая чашка DSC (алюминиевый тигель 30 мкл, D:6,7x3 мм (Setaram, S08/HBB37408) и алюминиевая крышка D : 6,7, штампованная, плотная (Setaram, S08/HBB37409)), Си + ШО в чашке DSC, медь + СиО + ШО в чашке DSC, Ag + MgCh • 6Н20 в чашке DSC, Аг + NH4NO3 + ШО, NH4NO3 + ШО + А1 в чашке DSC, NH4NO3 в чашке DSC, NH4NO3 + мазут, NH4NO3 + мазут + А1, и Ti + Al + ZnCh + ШО. Реакционная смесь может дополнительно содержать по меньшей мере один из оксида, такого как оксид металла, гидроксид, такой как гидроксид металла, и соединение, такое, как ионное соединение, содержащее оксианион, такой как борат, метаборат, молибдат, вольфрамат, станат, фосфат и сульфат. По меньшей мере один из оксида, гидроксида и соединения, содержащего кислород, может содержать гидрат или содержать воду гидратации. Топливо может содержать М + М'Х2 + содержание ШО +/-углеводород (М = переходный металл, Ag; М' = щелочноземельный металл, Zn; X = галоген). Металл может быть не реакционно способным или иметь положительную, слегка отрицательную свободную энергию для
реакции окисления с ШО. Примеры металлов представляют собой Ni, Cu, Ag, Мо, Со и Sn. Металл может содержать по меньшей мере один из сплава, такого, как один из по меньшей мере двух металлов из группы Ni, Cu, Ag, Мо, Со, Sn, и благородных металлов. Пример сплава представляет собой AgCu. Топливо может содержать порошок. Соответствующие примеры твердых топлив на основе углеводорода представляют собой такие, как из группы твердого парафина с чашкой DSC и синтетическим маслом на 10W40 в чашке DSC. Реакционная смесь может работать в условиях вакуума, окружающего давления или давления, большего, чем атмосферное. В одном варианте осуществления электроды могут быть покрыты слоем металла, который защищает их от плавления или повреждения во время детонации. Покрытие может содержать металл из твердого топлива, такого как Ti. Металл может быть защитным, поскольку он имеет по меньшей мере одну из более высокой точки плавления и является более твердым. Покрытие может быть тонким, таким образом, что электрическое сопротивление низкое. Металл может быть таким же, как на одном из электродов, такой, как металл Си ИЛИ электроды Си.
В одном варианте осуществления материал, такой как соединение, добавляют к твердому топливу, для того, чтобы способствовать по меньшей мере одному из направленной электростатической инжекции твердого топлива в электроды, удаляя продукты взрыва из системы оптического распределения, и по меньшей мере собирая продукты взрыва и транспортируя продукты взрыва в систему регенерации.
В одном варианте осуществления выполняют впрыск ШО в по меньшей мере одну из областей формирования плазмы и на электроды. Электроды могут содержать загрубленную поверхность, такую, как поверхность, имеющая налипший порошок металла. Загрубленные электроды могут привести к адгезии инжектируемой воды, что способствует транспортированию ШО в область воспламенения, и к воспламенению. Загрубленная поверхность может быть сформирована путем покрытия колеса металлическим порошком и предоставляя возможность плавления или соединения металла с электродом, таким как электрод колеса, используя тепло воспламенения. Вода может быть инжектирована, используя систему рециркуляции воды в текущем раскрытии. Пример системы рециркуляции ШО, показанной на фиг. 2С, содержит ванна 5, линию 19 всасывания воды, насос 18 всасывания воды, насос 17 выброса, линию 16 струи воды, промывочную линию с соплами 21, область 24 скребки и сбора и лоток 25.
Соответствующие иллюстративные твердые топлива на основе ШО содержат матрицу с высокой электропроводностью, такую как металл, такой как металлический порошок, и по меньшей мере одну из ШО, соединения, которое связывает ШО, оксид, гидроксид, галид и гидрат, такой как гидрат металла. Порошок металла может содержать
по меньшей мере один из переходного металла, внутреннего переходного металла, Ag, Al и другие металлы, в соответствии с раскрытием. Металл может быть нанесен, как часть твердого топлива, в соответствии с раскрытием. Металл может содержать облицовку в виде гранулы твердого топлива. Металл может содержать диссоциатор водорода, такой как Ni, Ti и благородный металл. Топливо может содержать М + М'Х2 + содержание ШО +/-углеводород (М = переходный металл, Sn, Ag; М' = щелочноземельный металл, переходный металл, Ni, Zn; X = галоген). Примеры твердых топлив представляют собой Ti, Ag, Ni, или Sn + по меньшей мере один из MgCh и ZnCh + ШО, MgCh 6ШО, ZnCh 6ШО и Ni + NiCh 6ШО. В одном варианте осуществления ШО топлива может быть добавлена путем обработки паром твердого топлива. В одном варианте осуществления твердое топливо содержит гидроксид, имеющий реверсивный оксид в реакции гидроксида с добавлением ШО. Соответствующие оксиды представляют собой AI2O3, оксид щелочноземельного металла, такой как MgO, и оксид переходного металла, такой как МО. В одном варианте осуществления твердое топливо, содержащее гидроксид, дополнительно содержит галид, такой как щелочноземельный галид, такой, как MgCh, или галид переходного металла, такой как NiCh или ZnCh, для обеспечения возможности галидно-гидроксидного обмена, такой как в соответствии с уравнениями (185-186), для формирования Н и затем гидрино.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит электропроводную матрицу и по меньшей мере одну из ШО и соединения связующего ШО, такого как в соответствии с раскрытием и ШО. В одном варианте осуществления, электропроводная матрица содержит по меньшей мере один из графена и сверхпроводника.
В одном варианте осуществления, твердое топливо на основе ШО может содержать металл, который может реагировать с ШО, для формирования оксида и Ш. Можно предотвратить формирование по меньшей мере одного из оксидов металла и оксид металла, который формируется, может быть восстановлен до металла и ШО путем применения водорода. Воспламенение может происходить в атмосфере водорода. Плазма, формируемая в результате воспламенения, может формировать атомарный водород. Атомарный водород может быть намного больше реакционно способным, чем Ш, ввиду по меньшей мере одного из подавления формирования оксида металла и восстановления любого сформированного оксида металла. Атмосфера ячейки может содержать водород и инертный газ, такой как инертный газ, такой как аргон. Атмосфера ячейки может находиться при любом требуемом давлении, таком, как по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,1 торр до 100 атм, от 10 торр до 50 атм, и от 1 атм до 10 атм. Ш может находиться в любом требуемом молярно соотношении, таком, как по
меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,1 % до 99 %, от 1% до 75%, и от 10% до 50%. В иллюстративном варианте осуществления, твердое топливо на основе ШО может содержать Ti + MgCh + ШО, работающих в атмосфере ячейки, такой, как Ш и аргон. Плазма воспламенения может формировать атомы Н, которые предотвращают формирование оксида титана и реагируют с оксидом титана, для формирования Ti и ШО. В одном варианте осуществления, большой ток, в соответствии с раскрытием, такой, как в диапазоне от приблизительно 100 до 1 МА, поддерживает плазму, которая поддерживает восстановление атомарного водорода. В одном варианте осуществления окисление титана ограничено состоянием 2+ , как, например, в случае TiO атомарным водородом, который может поддерживаться плазмой. Дополнительные примеры топлива, которые работают в условиях Ш, и, в случае необходимости, инертного газа, такого, как криптон, для предотвращения окисления металла, представляют собой Al + MgCh + ШО, Al + Ti + MgCh + ШО по меньшей мере один из переходного металла, такой как Fe или Ti и А1 + гигроскопическое соединение, такое как одно из раскрытия, такого как щелочноземельные галиды, такие как MgX2 или СаХ2 (X = F, CI, Br, I).
В одном варианте осуществления генератор может дополнительно содержать отдельную плазменную камеру, для восстановления оксида металла до металла, такого как газообразный водород, восстановительную камеру и камеру водородной плазмы, в которой оксид металла формируется путем окисления твердого топлива на основе ШО.
В другом варианте осуществления формирование оксида металла из по меньшей мере одного металла твердого топлива на основе ШО подавляется, и оксид металла восстанавливается до металла результате реакции с углеродом. Формирование оксида металла может быть предотвращено и может быть полностью изменено в результате восстановления углерода. Углерод может содержать углерод в виде графита или активированный углерод. В иллюстративном варианте осуществления твердое топливо на основе ШО может содержать Ti + MgCh + ШО, в котором любое формирование оксида титана подавляется, и любое формирование оксида титана восстанавливается до Ti в результате реакции с углеродом. В одном варианте осуществления, стабилизация по меньшей мере одного металла твердого топлива на основе ШО может быть защищена или стабилизирована от окисления, в результате по меньшей мере одного из восстановления Н и восстановления углерода. По меньшей мере одна из защиты и стабилизации может быть достигнута путем добавления углеводорода, такого как бензин, дизельное топливо, воск, керосин и масло. Углеводород может использоваться, как источник углерода для восстановления углерода, и углеводород может использоваться, как источник водорода, для восстановления Н. В одном варианте осуществления, TiO является электропроводным
и сформирован из по меньшей мере одного из Н и результата восстановления углерода более высокого оксида Ti. TiO может содержать защитный слой от дальнейшего окисления. В одном варианте осуществления твердое топливо может дополнительно содержать электропроводный оксид, такой как TiO, ZnO, SnO, окись кобальта, и L1C0O2. В другом варианте осуществления, твердое топливо на основе ШО содержит металл, такой как Ti или А1, который покрыт электропроводным покрытием, таким, как по меньшей мере одним из оксида титана (TiO), нитрида титана (TiN), нитрид карбона титана (TiCN), карбид титана (TiC), нитрид алюминия титана (TiAIN), и нитрид карбона алюминий титана. В одном варианте осуществления покрытие защищает электропроводный материал матрицы от окисления, в результате реакции с по меньшей мере одним из кислорода и воды. В другом варианте осуществления электропроводная матрица твердого топлива на основе ШО содержит электропроводное соединение, такое, как по меньшей мере один из оксида титана (TiO), нитрида титана (TiN), нитрида карбона титана (TiCN), карбида титана (TiC), нитрида алюминия титана (TiAIN), и нитрид карбона алюминия титана. В одном варианте осуществления соединение представляет собой по меньшей мере один из резистивного и нерезистивных соединений в направлении их окисления, в результате реакции с по меньшей мере одним из кислорода и воды. Кроме того, такие покрытия или соединения содержат оксид олова и индия, такой, как смесь Т-щОз и Sn02, или оксид цинка, легированный алюминием, галлием, индием.
В одном варианте осуществления металл твердого топлива на основе ШО представляет собой сплав. Для оксида сплава может легче происходить восстановление, такое, как восстановление Н или восстановление углерода, чем у одного металла сплава. Сплав может содержать Ti, такой, как по меньшей мере один из благородного металла Pt, Ti-Pt, Ti - другой переходный металл, TiCu и Ti-Ni. Сплав может содержать по меньшей мере два элемента, выполненные с возможностью реакции ШО-металл, для помощи при производстве реагента гидрино Н, такого как сплав TiAl и сплав титана молибдена циркония (TZM). Как Ti, так и А1, могут быть защищены от окисления, благодаря присутствию водорода в плазме воспламенения, как указано в раскрытии.
Продукт восстановления углерода после может содержать СО и СО2. Углерод, потребляемый для формирования продукта, может быть заменен в ячейке, такой как твердое топливо на основе ШО. Продукт может быть захвачен и удален из ячейки. СО и СОг могут быть удалены с помощью поглотителя, скребка или газопоглотителя. СО и СОг могут быть удалены, используя реверсивную химическую реакцию. В одном варианте осуществления ячейка содержит очиститель из двуокиси углерода, устройство, которое поглощает двуокись углерода (СОг), для удаления СОг, формируемого во время
восстановления углерода. Очиститель может содержать системы и способы, известные для специалистов в данной области техники, таким образом, что по меньшей мере одно из очистки амина, минералами и цеолитами, такими как гидроксид натрия или гидроксид лития, регенеративная система удаления двуокиси углерода, и активированный уголь. Реакция очистителя может быть реверсивной, такой, как при высокой температуре. Реверсируемое тепло реакции очистителя может содержать амин, такой как моноэтанол амин, который реверсивно связывает СО2, оксид, относящийся к циклическому образованию карбоната, или гидроксид, относящийся к каустизации. Альтернатива термохимической обработке представляет собой электрическую обработку, в которой номинальное напряжение подают через решение карбоната для высвобождения СО2.
В одном варианте осуществления приложенное напряжение с большим током превышает соответствующую пороговую энергию, для разрыва связующего О-Н ШО. Разрыв связи может привести к формированию гидрино источника атомов Н. Энергия может находиться по меньшей мере одном диапазоне от приблизительно от 2 В до 10 В, от 3 В до 8 В, от 4 В до 6 В и от 4 В до 5 В. Большой ток может быть в диапазоне от приблизительно 5 ООО А до 35 ООО А. В другом варианте осуществления ШО может реагировать с металлом, таким как Mg, Al и Ti, для формирования соответствующего оксида и водорода. В одном варианте осуществления, дополнительный источник энергии применяют к плазме воспламенения, для формирования атомарного водорода из источника, такого как ШО. Дополнительная энергия может представлять собой по меньшей мере одну из микроволновой энергии, RF, тлеющего разряда и другие источники плазменной энергии, в соответствии с раскрытием. Дополнительная энергия может дополнительно содержать лазер, такой, как можно выбрать для восстановления соединения Н-0 в ШО, для того, привести к его разрыву из атомов Н. Длина волны света лазера может быть инфракрасной, такой, как в диапазоне от приблизительно 1 мкм до 10 мкм. В иллюстративном варианте осуществления длина волны составляет приблизительно 2,9 мкм. Примеры лазеров представляют собой газовые лазеры, такие как газовые лазеры СО, СО2, HCN и СгШ, твердотельные лазеры, такие как лазер редкоземельные легированные халькогенидного стекла, и диодные лазеры, такие как GaAs или лазеры на антимонидной группе III. Лазер может быть высокомощным, может генерировать незатухающую волну или может быть импульсным.
В одном варианте осуществления, покрытие металлического порошка наносят или разрешают нанести на электроды, такие как ролик или зубчатые колеса, для защиты их от повреждения от детонации. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из
металла твердого топлива может наклеиваться на электроды, для защиты электродов от повреждения во время детонации. Примеры металлов представляют собой переходные металлы, такие как Си и Ti. Уровень может быть тонким таким образом, что сопротивление поддерживается низким. Металл может непрерывно накапливаться во время работы. Электроды могут быть регулируемыми, например, чтобы они были саморегулируемыми, для накопления изменений размера в электроде, такие, как увеличение радиуса электрода. Электроды могут иметь средство для поддержания постоянного размера, такое, как средство по меньшей мере одного из периодической или постоянной шлифовки или механической обработки поверхности электрода. Одно средство представляет собой шлифовальное устройство или токарный станок, которым можно управлять с помощью контроллера, такого как компьютеризованный контроллер, для поддержания электродов в пределах определенных требуемых допусков к размеру. По меньшей мере один электрод может быть выполнен с правочным кругом. Каждый электрод может иметь правочный круг, чтобы обрабатывать поверхность. Каждый правящий круг может приводиться в движение от кинематической цепи, такой, как по меньшей мере одно зубчаток колесо, в котором система привода может приводиться в движение по меньшей мере одним электродвигателем, которым может управлять система, такая как микропроцессор. В качестве альтернативы по меньшей мере одно правящее колесо может приводиться в движение непосредственно электродвигателей, который может управляться микропроцессором, который управляется другим средством управления. Правящий круг может наносить структуру на поверхность электрода. Такая структура может способствовать адгезии твердого топлива на поверхности. В одном варианте осуществления, правящий круг может приводиться в движение отдельными электродвигателями, которые могут вращать правящий круг в противоположном направлении относительно ролика, который обрабатывают. В другом варианте осуществления противоположное направление достигается с помощью противоположного вращающегося зубчатого колеса из коробки передач, приводимой во вращение электродвигателем привода электрода, который также может обеспечивать вращение зубчатого колеса с переменной скоростью, которое может последовательно повышаться или понижаться с относительной скоростью вращения к скорости ролика. В альтернативном варианте осуществления, таком, как показано на фиг. 2С и 2D, один роликовый электрод 8, приводимый в движение его электродвигателями 12 или 13, используются, как правочный круг для другого. В одном варианте осуществления, каждый ролик 8 приводится в движение его электродвигателями 12 или 13 с независимым управлением скоростью. Иллюстративный, управляемый компьютером электродвигатель
постоянного тока представляет собой ClearPath производства Teknic. В этом случае скоростью вращения одного ролика можно управлять так, чтобы она была быстрее или медленнее относительно другой. Более быстрый вращающийся ролик может выполнять правку другого или наоборот. Датчиком состояния поверхности каждого ролика и скоростью вращения можно управлять с помощью по меньшей мере одного датчика и контроллера, такого как микропроцессор, для поддержания требуемого потока топлива и частоты воспламенения, выполняя также операцию правки. Промежутками между роликами также можно управлять с помощью контроллера, такого, как микропроцессор. Промежуток может быть установлен для обеспечения возможности более быстрого вращения одного элемента из пары роликов относительно другого и для поддержания требуемого механического давления, для управления механической обработкой или скоростью обработки. В другом варианте осуществления электродвигатель может содержать по меньшей мере один из пневматического, гидравлического двигателя, двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, и электродвигателя с торцевым усилителем с замедлителем скорости. В одном варианте осуществления выхлоп из пневматического электродвигателя может использоваться для протекания газа в систему восстановлении и регенерирования твердого топлива, такую, как через канал 53 и перфорированное окно 20с (фиг. 2G1, 2G1A, 2G1B и 2Glc).
В одном варианте осуществления электрод может быть защищен несдетонировавшим порошком. Геометрия, предел сжатия топлива, состав топлива, частота воспламенения и электрификация могут изменяться для достижения требуемой выходной мощности, при защите электродов, таких, как по меньшей мере одно из зубчатого колеса или роликового электрода. В одном варианте осуществления электроды по меньшей мере частично содержат легко окисляющийся металл, такой, как по меньшей мере один из Al, Zr, Мо, W, переходного металла и Ti. В одном варианте осуществления электрода, имеющего окисленное покрытие и имеющего низкое приложенное напряжение, такое, как в диапазоне от 4 В до 15 В, ток является очень малым по сравнению с током, таким, как в диапазоне от 5 ООО до 40 ООО, в отсутствие оксидного покрытия. Области электрода могут избирательно окисляться для обеспечения сопротивления окисленной области большому току, таким образом, что избирательное протекание большого тока и избирательная детонация топлива, могут достигаться в области без окисления. В одном варианте осуществления, структура электрода, для обеспечения по меньшей мере одно из избирательного сжатия и электрификации топлива, такого как порошковое топливо, приводит к росту несдетонировавшему уровню порошка, который защищает электроды. В одном варианте осуществления электроды состоят из
материала, который является устойчивым к повреждению с помощью детонации. Электроды могут состоять из сформированного холодного сплава из дисперсии меди, усиленной оксидом алюминия, таким, как Luvata's Nitrode, хром меди, цирконий хром меди, молибден меди, медь - вольфрам и медь с вольфрамовой или молибденовой обкладкой.
В одном варианте осуществления охладитель, такой как вода, протекает через внутренние каналы в зубчатом колесе, для их охлаждения. Охладитель и каналы могут быть электрически изолированы. По меньшей мере одна секция охладительных каналов, входного отверстия охладителя и выходного отверстия охладителя может не быть электропроводной, для достижения электрической изоляции. В одном варианте осуществления используется тепловая трубка, для удаления тепловой энергии по меньшей мере из одного компонента генератора, такого, как по меньшей мере один из электродов и фотогальванического преобразователя.
Твердое топливо, в соответствии с настоящим раскрытием, может содержать по меньшей мере одно из регидратированного или регенерированного твердого топлива, сформированного в результате обработки продуктов воспламенения твердого топлива, в котором по меньшей мере ШО добавляют к продуктам, для реформирования топлива.
Ь. Система регенерирования твердого топлива
Возвращаясь к фиг. 2А, продукты воспламенения могут перемещаться в систему 314 регенерации. Продукт может быть регидратирован и может повторно использоваться, как топливо. Отслеживание топлива может происходить в линии или в партии содержания ШО, используя такое средство, как по меньшей мере одна из инфракрасной или Романовской спектроскопии. Топливо или продукт можно транспортировать по меньшей мере используя одну из механической, пневматической и электростатической системы и способы. Транспортер может содержать удалитель механического продукта/загрузчик топлива, такой, как по меньшей мере один из шнека и ленты конвейера. Пневматический удалитель 313 продукта/загрузчик топлива может содержать источник давления газа выше или ниже среднего значения окружающего давления, для обеспечения транспортирования частиц топлива. Система может перемещать частицы с помощью подрыва или всасывания. Частицы могут быть отделены из газа по меньшей мере одним из циклонного сепаратора, фильтра и осадителя. Электростатический удалитель 313 продукта/загрузчик топлива может содержать средство для заряда топлива и средство для перемещения топлива путем формирования электрического поля, которое ускоряет частицы топлива. Средство для установления ускоряющегося электрического поля может содержать
последовательность электродов, таких как решетчатые электроды, такие, как электроды в виде проволочной решетки, которые могут быть заряжены и которые являются пористыми для порошка. Зарядом можно управлять для обеспечения статического или частично статического электрического поля. В одном варианте осуществления электроды могут заряжаться последовательно для последовательного перемещения порошка вдоль пути, определенного временной характеристикой и положением электрификации электродов. В одном варианте осуществления, временные характеристики положения электрического поля используются для последовательного перемещения заряженного порошка между электродами. Удалитель 313 продукта/загрузчик топлива может содержать комбинацию механических, пневматических и электростатических систем и способов. Например, система может содержать электростатический заряжаемый механический транспортер, такой как конвейерная лента или шнек, который может заряжаться для возбуждения прилипания заряженного продукта или частиц топлива, которые затем транспортируются механически. Частицы могут высвобождаться в результате разряда или приложения противоположного заряда.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2А, продукт воспламенения твердого топлива по меньшей мере представляет собой один из активно и пассивно транспортируемого вдоль лотка 306а в удалитель 313 продукта/загрузчик топлива. Нижняя часть лотка 306а может быть наклонена так, что протекание продукта может осуществляться по меньшей мере частично, в результате потока под действием силы тяжести. Лоток 306а может содержать системы и способы, в соответствии с настоящим раскрытием, для транспортирования продукта, такого, как по меньшей мере один механический, пневматический и электростатический системы и способы. В иллюстративном варианте осуществления, пол лотка 306а может представлять собой по меньшей мере пол, качающийся механически, встряхиваемый и вибрирующий, для того, чтобы способствовать потоку. Пол лотка 306а может содержать по меньшей мере одну из механической и пневматической систем, для транспортирования продукта, такого, как по меньшей мере один из вентилятора, источника всасывания, шнека, скребка, шейкера и конвейера, для перемещения продукта из области, где его собирают в удалитель 313 продукта/загрузчик топлива. Топливо может повторно гидратироваться, поскольку оно транспортируется в и сохраняется в удалителе 313 продукта/загрузчике топлива. Ячейка 301 может содержать соответствующее парциальное давление ШО пара, для достижения требуемой степени регидратации. В одном варианте осуществления, электроды, такие, как зубчатые колеса или ролики 302а, продолжаются по меньшей мере частично в удалитель 313 продукта/загрузчик топлива таким образом, что электроды входят в контакт по
меньшей мере с некоторым регидратированным продуктом, который содержит регенерирование топлива. Топливо может быть форме шламу или пасты таким образом, что оно прилипает к электродам 302а зубчатого колеса или ролика. Удалитель 313 продукта/загрузчик топлива может дополнительно содержать систему, в соответствии с настоящим изобретением, такую, как по меньшей мере одна из ракли, шпатель, система пленочного литья, инжектор и устройство заряда электростатического электрода, для нанесения покрытия на электроды 302а в виде зубчатого колесо или ролика. В одном варианте осуществления удалитель 313 продукта/загрузчик топлива дополнительно содержит систему для нанесения или выравнивания лопаткой твердого топлива на электрод 302, такие, как электроды 302а ролика или зубчатого колеса. В одном варианте осуществления, удалитель 313 продукта /загрузчик топлива используется, как система 314 регенерации и загрузочный бункер 305. Входные и выходные компоненты удалителя 313 продукта/загрузчика топлива могут не обязательно присутствовать в данном варианте осуществления.
В одном варианте осуществления удалитель 313 продукта/загрузчик топлива и система 314 регенерации по фиг. 2А заменяются системой промывки и рециркуляции водой, такой как ванна 5, всасывающая линия 19, насос 18 всасывания воды, насос 17 выброса, водоструйная линия 16, струйная линия 21 ополаскивания, скребок и область сбора 24, и лоток 25, как показано на фиг. 2С и 2D, в котором нанесению топлива на роликовые электроды может способствовать колесо 27 аппликатора.
В одном варианте осуществления ячейки 301 (фиг. 2А) и ячейки 26 (фиг. 2С) могут иметь атмосферу, в которой содержаться пары воды. Пары воды могут регидратировать твердое топливо. Атмосфера ячейки может содержать управляемое количество водяного пара, для регидратации топлива. Содержание ШО в твердом топливе, таком, как по меньшей мере инжектируемое твердое топливо, топливо, которое содержит покрытие, такое как покрытие в виде пасты, топливо, которое содержит насыпной материал, топливо, которое содержит ванну, такую как ванна со шламом, и топливо, которое содержит шлам, можно регулировать до требуемого уровня, путем управления по меньшей мере одним из степени регидратации и степени дегидратации или сушки. В любом случае, степенью регидратации можно управлять, используя по меньшей мере одно из управления давлением пара ШО, температурой реакционной смеси, содержащей продукты воспламенения и водяной пар, и временем, в течение которого продукты подвергаются воздействию водяного пара. В одном варианте осуществления, содержащем соединение из твердого топлива, которое формирует гидрат и которое является гигроскопичным, таким, как по меньшей мере один из галида щелочноземельного
металла, такого как MgCh и ZnCh, давление водяного пара, поддерживается на значении, которое позволяет формировать гидрат, предотвращая большую часть поглощения ШО в каком-либо существенном количестве. В другом варианте осуществления, давление пара ШО поддерживается на значении, которое обеспечивает поглощение гидрата и расплывающейся воды. В иллюстративном варианте осуществления твердого топлива, содержащего MgCh, давление пара ШО поддерживают на уровне 30 торр или ниже, для избирательного обеспечения формирования гидрата, и выше 30 торр, для формирования физически адсорбированной ШО, а также химически связывают воду гидратации. В одном варианте осуществления, температурой электродов можно управлять так, чтобы избыток ШО, поглощенный топливом, был отведен до воспламенения. Используя датчик для ШО, такой, как по меньшей мере один из инфракрасной спектроскопии, Рамановской спектроскопии, и электропроводности, содержание ШО можно отслеживать для обеспечения управления в контуре управления с обратной связью. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из паров ШО и другого газа, такого, как аммиак, могут быть добавлены и ими можно управлять, как газом ячейки, при повышении выхода электроэнергии, путем улучшения газовой ячейки в реакции для формирования гидрино. Другой газ может по меньшей мере предоставлять водород и усиливать каталитическую реакцию, для формирования гидрино.
По меньшей мере одно из покрытия жидким топливом и погружение по меньшей мере одного электрода или пары в жидкое топливо, такое как гидратированное объемное топливо или шлам, может использоваться теплоотвод, для охлаждения по меньшей мере одного электрода. В одном варианте осуществления, температурой электродов можно управлять в диапазоне, таком, как по меньшей мере один от приблизительно 25°С до 2000 °С, от 100°С до 1500 °С, от 200 °С до 1000 °С и от 300 °С до 600 °С так, что, избыток ШО, поглощенный топливом, отводится до воспламенения. Содержание ШО может быть оптимизировано, для обеспечения максимума мощности и энергии, при поддержании достаточной электропроводности таким образом, что может обеспечиваться воспламенение.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2А, система 314 регенерации может содержать псевдоожиженный слой. Текучая среда может содержать газовую суспензию регенерируемого топлива. Газ может содержать управляемое количество паров воды, для регидратации топлива. В одном варианте осуществления система 314 регенерирования может содержать реактор в виде движущегося слоя, который может дополнительно содержать участок псевдоожиженного реактора, на который постоянно поступают реагенты и из которого удаляют побочные продукты, и регенерируют, и
возвращают в реактор. Система может дополнительно содержать сепаратор, для отделения компонентов смеси продукта. Сепаратор может, например, содержать сито для механического отделения по различию физических свойств, таких, как размер. Сепаратор также может представлять собой сепаратор, в котором эксплуатируются разности плотности компонентов смеси, такой как циклонный сепаратор. Например, неорганические продукты могут быть отделены на основе разностей плотности в соответствующей среде, такой как принудительно подаваемый инертный газ и также используя центробежные силы. Разделение твердых и газообразных компонентов, таких как несущий газ, такой, как аргон, также может достигаться. Разделение компонентов также может быть основано на разности диэлектрической проницаемости и возможности заряда. Например, оксид металла может быть отделен от металла на основе приложения электростатического заряда к первому без удаления из смеси под действием электрического поля. В случае, когда один или больше компонентов смеси являются магнитными, разделение может быть достигнуто, используя магниты. Смеси могут перемешиваться с помощью последовательностей сильных магнитов отдельно или в комбинации с одним или больше ситами, для обеспечения разделения на основе по меньшей мере одной из более сильной прилипания или притяжения магнитных частиц к магниту и разности размера двух классов частиц. В одном варианте осуществления использования сит и приложенных магнитных полей, последнее добавляет дополнительную силу к силе тяжести, для отвода меньшего размера магнитных частиц через решето, в то время, как другие частицы смеси удерживаются на сите, из-за их большего размера.
Реактор может дополнительно содержать сепаратор, для отделения одного или больше компонентов на основе одного из дифференциального изменения фазы или реакция. В одном варианте осуществления, изменение фазы содержит плавление, используя нагреватель, и жидкость отделяют от твердого тела с помощью способов, известных в данной области техники, таких как фильтрация под действием силы тяжести, фильтрация, используя помощь сжатого газа, центрифугирование и применение вакуума. Реакция может содержать декомпозицию, такую как декомпозиция гидрида или реакцию для формирования гидрида, и разделение может быть достигнуто путем плавления соответствующего металла, после его разделения и механического разделения порошка гидрида, соответственно. Последнее может быть достигнуто путем сшивания.
Другие способы, известные для специалиста в данной области техники, которые могут применяться для разделения, в соответствии с настоящим раскрытием после их применения в обычных экспериментах. В общем, механические варианты разделения
могут быть подразделены на четыре группы: осаждение, центробежное осаждение фильтрация и просеивание. В одном варианте осуществления разделение частиц достигается, используя по меньшей мере одно из просеивания и использования классификаторов. Размер и форму частиц можно выбирать в исходных материалах, для обеспечения требуемого разделения продуктов.
с. Комбинированная система воспламенения шлама и регенерации Как можно видеть на фиг. 2С, 2С1, 2С2, 2D и 2Е, генератор может содержать комбинированную систему воспламенения и регенерации. В одном варианте осуществления электроды 8, такие как роликовый электрод или зубчатые электроды по меньшей мере частично погружены в шлам из жидкости и твердого топлива, таким образом, что шлам перекачивается под действием вращения в область контакта электрода, и топливо впоследствии воспламеняется. Шлам твердого топлива может содержаться в резервуаре, таком как ванна 5, в который может поступать поток топлива из области 24 сбора. Поток может быть достигнут, используя воду или поток газа. По меньшей мере один из потока воды и газа может быть обеспечен линией 16 из резервуара 5 и 11. Поток может поступать под давлением из насоса 17. Линия может продолжаться до по меньшей мере одного сопла 21, которая может иметь датчик давления, результаты измерения которого поступают в контролер давления и потока. Поток может быть восстановлен с помощью системы 24 и 25 сбора и по линии 19 всасывания и с помощью насоса 18, который также может перекачивать поток. В качестве альтернативы, второй насос 17 может перекачивать поток через линии и сопла 16 и 21. В другом варианте осуществления, избыток ШО может сливаться через ванну 5 через дренажное отверстие или канал. Избыточная вода может откачиваться из насоса 18 для откачки. Перекачивание может происходить через фильтр, такой как фильтр в нижней части резервуара сбора, который может содержать ванну 5. Ванна 5 может иметь систему вибратора, такого как вибрационный стол для встряхивания шлама, для того, чтобы по меньшей мере выполнять отделение избытка воды из твердого топлива и поддерживать требуемую вязкость и смешивание компонентов твердого топлива, таких как металлический порошок, гигроскопическое соединение и ШО. В одном варианте осуществления, перекачка роторным насосом твердого топлива достигается путем вращения электродов, таких, как ролик или электроды 8 в виде зубчатого колеса. Твердое топливо может по меньшей мере временно быть нанесено или прилипать по меньшей мере к одному электроду 8, при его вращении для по меньшей мере одного из транспортирования и выброса твердого топлива в область контакта. Вращение поддерживается с достаточной скоростью, для
транспортирования шлама твердого топлива. В иллюстративном вариант осуществления с медными роликовыми электродами диаметром 3 дюйма, вращение роликов с высокой скоростью вращения больше, чем 1000 оборотов в минуту транспортирует шлам твердого топлива, содержащего Ti (50 моль%) + ШО (50 моль %) в область воспламенения с постоянно поддерживаемой скоростью, для поддержания приблизительно 1 МВт оптической мощности. Другой пример топлива представляет собой (Ti + MgCh) (50 моль %) + ШО (50 моль %). Система воспламенения может содержать скребки 24 электрода для очистки боковых поверхностей от налипшего шлама твердого топлива и может дополнительно содержать лопатки и лоток 25, для обеспечения градиента давления твердого топлива относительно вращающегося электрода, для обеспечения по меньшей мере одного из лучшего покрытия или обеспечения лучшего налипания топлива. Система воспламенения может содержать мешалку, такую как механический вибратор, который способствует нанесению топлива на электрод 8, для транспортирования в область контакта, благодаря, например, вращению электродов. Смеситель может содержать лопастное колесо в данном раскрытии. Смеситель для шлама может содержать пропеллер или перемешивающую лопатку, приводимую в движение электродвигателем. Скоростью потока топлива можно управлять путем регулирования толщины топлива, путем регулирования зазора между электродами, и давления, прикладываемого к электродам. Давление внутри электрода можно также регулировать до по меньшей мере одного из сжатия топлива до такой степени, что происходит выброс ШО, и сопротивление существенно понижается так, что происходит воспламенение. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из электродов, таких как электрод 8 в виде ролика или зубчатого колеса, выполнен подвижным. Сжатие топлива может производиться регулируемым давлением, таким, как достигается регулируемой пружиной, пневматическим или гидравлическим активатором. Электрическое соединение с движущимся электродом может быть гибким. Гибкое соединение может быть предусмотрено соединением через проводной кабель. В одном варианте осуществления механическая система для разделения электродов 8 может содержать по меньшей мере один из вращающегося механизма и линейного механизма. Вращающийся механизм может содержать кулачок, который встряхивает электрод в виде ролика назад и вперед, для достижения изменения в разделении. Кулачок может приводиться в движение от серводвигателя. Механическое разделение электродов может достигаться с помощью активаторов, таких, как представлены в настоящем раскрытии, таких, как соленоидные, пьезоэлектрические, пневматические, приводимое движение серводвигателем, приводимые в движение кулачком с соединением для привода во вращение, и активаторы,
приводимые в движение винтовыми электродвигателями. Разделение может достигаться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,0001 см до 3 см, от 0,01 см до 1 см, и от 0,05 см до 0,5 см. Потоком топлива также можно управлять путем управления глубиной электродов, таких как ролики или зубчатые колеса в шламе и скорости вращения. Загрублением поверхности можно управлять, для изменения скорости отбора топлива, для управления скоростью потока топлива.
Система может дополнительно содержать барботер, такой, как по меньшей мере один из механического смесителя, и пневматического барботера, такой как перколятор, который поднимает твердое топливо, такое как шлам из твердого топлива в область контакта электрода. Твердое топливо может подаваться, как топливная колонна. Барботер может содержать датчик давления газа, которые подают в контроллер давления и потока и сопло для газа. Газ может поступать из системы впрыска газа, используемой для очистки оптических элементов, и для того, чтобы способствовать восстановлению продукта воспламенения для регенерации. Электроды, такие как роликовые электроды 8, могут быть по меньшей мере частично погружены. Действие вращения электродов, таких как электроды 8 в виде ролика или зубчатого колеса, могут транспортировать топливо в область контакта, где происходит воспламенение. Барботер может заполнять пространство между электродами по меньшей мере на одном участке, таком, как нижний участок. Твердое топливо может быть сжато так, что ток, предпочтительно, протекает в области сжатия между электродами так, что воспламенение происходит в этой выбранной области. Расширяющаяся плазма, сформированная в результате воспламенения, может расширяться за пределами области, которая содержит твердое топливо, подаваемое средством, таким, как барботер. Топливо, которое было поднято барботером, может обеспечивать барьер давления, таким образом, что плазма расширяется из области от подаваемого топлива. Свет может быть принят системой 26а оптического распределения и фотоэлектрического преобразования, в соответствии раскрытием. Оптической энергией можно управлять путем управления скоростью потока топлива, которой, в свою очередь, можно управлять с помощью степени вращения электрода и толщины слоя топлива электродов, таких как роликовые электроды в точке наименьшего расстояния между электродами, в которой происходит воспламенение.
В одном варианте осуществления кинетическая энергия вращения или отбрасывания аликвоты топлива является достаточной для преодоления силы волны давления взрыва при воспламенении предшествующей аликвоты топлива. В одном варианте осуществления, в котором топливо нанесено, как покрытие на электрод, такой как вращающийся электрод, такой, как ролик или зубчаток по меньшей мере одна из силы
прилипания топлива к электроду и атмосферное давление, удерживающее топливо на поверхности колеса, больше, чем центробежная сила, действующая на аликвоту топлива, налипшего на поверхности электрода. Используя соответствующую систему, инжекция может быть достигнута путем передачи кинетической энергии топливу, для обеспечения инжекции путем вброса аликвоты из топлива. Действие вброса может быть достигнуто с помощью устройства с электрической силой или магнитной силой, а также с помощью механического устройства. Примеры вариантов осуществления устройств предыдущего типа, известных в данной области техники, представляют собой электростатические двигатели и рельсовые пушки.
Учитывая аликвоты твердого топлива на основе ШО с размерами D: 6,7 мм X 3 мм, скорость V аликвоты топлива представляет собой ширину аликвоты, разделенную на длительность импульса света:
v = ((> .7mm(\ ' т У\ 1--1=13.4"!/* (196)
v ;U000 титД 0-5X10 3 s)
Скорость вращения представляет собой скорость аликвоты, разделенную на внешнюю окружность ролика. В иллюстративном случае ролик, имеющий радиус 6,5 см и
внешнюю окружность 41 см, имеет частоту вращения ^, представляющую собой: 13 4 ml s
f = - - = 32.7 rev I S= 1961 RPM (197)
0.41 m
Кинетическая энергия К S30 мг задается следующим уравнением:
(5.ЗХ1 (Г4 Agr)(l3.4 ml sf
К = = ^ ^ '- = 4.76Х10 2 J (198)
2 2
Центробежная сила^~с, действующая на аликвоты 530 мг, задана следующим
уравнением:
(5.ЗХКГ4 Agr)(l3.4 ml sf
.46 N (199)
r 6.5X10^ m
В иллюстративном варианте осуществления давление волны взрыва в результате
воспламенения составляет 2 фт/кв. дюйм изб. или 1,37 Х104 N/m2. Оценка силы взрыва в поперечном сечении аликвоты топлива представляет собой:
Рв = (б.7 пто)(з mm)(l0 6 m2/mm2)(l.37 X104 NI rri) = 0.275 N (200) Оценка силы соответствующей кинетической энергии, представляет собой:
4.76X10"2 J
6.7X103 m
7.1 N (201)
Кинетическая сила больше, чем сила взрыва, таким образом, что аликвота не будет
отражена предыдущим взрывом. Оценка силы атмосферного давления ^А аликвоты представляет собой:
(201)
Сила атмосферного давления больше, чем центробежная сила. Если сила, связующая аликвота с колесом, составляет приблизительно атмосферную силу, тогда аликвота будет транспортироваться в область воспламенения и сдетонирует для выброса под действием центробежной силы.
В одном варианте осуществления частота вращения может находиться по меньшей мере в одном диапазоне из от приблизительно 1 об\мин до 100 ООО об\мин, от 10 об\мин до 10 ООО об\мин, и от 100 об\мин до 2000 об\мин. Вращающиеся электроды, такие, как электроды в виде ролика или зубчатого колеса, каждый может иметь радиус по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,1 см до 1 м, от 1 см до 100 см, и от 1 см до 25 см. Частота воспламенения может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 1 Гц до 100 000 Гц, от 10 Гц до 10 000 Гц, и от 500 Гц до 3000 Гц. Скорость внешней окружности вращающихся электродов, таких как электроды в виде ролика или зубчатого колеса, может находиться по меньшей мере в одном диапазоне из от приблизительно 0,01 м/с до 200 м/с, от 0,1 м/с до 100 м/с, от 1 м/с до 50 м/с, и от 1 м/с до 25 м/с. Ширина вращающегося электрода может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,01 см до 10 м, от 0,1 см до 1 м, от 1 см до 100 см, и от 1 см до 10 см. В одном варианте осуществления увеличение ширины ролика приводит к увеличению потока топлива при заданной скорости вращения. Ток воспламенения может увеличиваться для поддержания приблизительно постоянной плотности тока воспламенения через топливо. В другом варианте осуществления, увеличенный поток топлива может увеличить интенсивность плазмы, и соответствующий, формирующийся при этом ток таким образом, что ток воспламенения через электроды может быть уменьшен. Генератор может быть запущен импульсом более высокого тока, чем требуется для поддержания плазмы и световой энергии, после подачи топлива к более широким электродам в виде ролика, воспламеняющегося, когда поступает доля тока от плазмы. Импульсный ток может быть обеспечен иллюстративными элементами, такими как по меньшей мере один из конденсаторов и аккумуляторных батарей, как раскрыто в данном
раскрытии. Начало может быть достигнуто, когда ролики имеют низкую скорость вращения или не вращаются таким образом, что накопленная энергия откладывается для того, чтобы способствовать воспламенению. Скорость вращения может увеличиваться после воспламенения. Вклад энергии со стороны гидрино в плазме может способствовать снижению входной мощности, требуемой для поддержания воспламенения твердого топлива. Воспламенение может способствовать последовательной локализации тока с более высокой средней плотностью по сравнению с множеством мест положений вдоль поперечного сечения электрода, по мере того, как он вращается, для последовательного предоставления поперечных сечений. В иллюстративном варианте осуществления ток воспламенения должен поддерживать ток плазмы на уровне 4000А при увеличении ширины ролика от 1,3 см до 2,6 см. В одном варианте осуществления ток воспламенения может быть масштабирован, как функция площади поверхности электрода, в котором воспламенение достигается при достаточной плотности тока по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 10 А/см2 до 1 МА/см2, от 100 А/см2 до 500 кА/см2, от 1 кА/см2 до 100 кА/см2, и от 5 кА/см2 до 50 кА/см2. В иллюстративном варианте осуществления, ток воспламенения масштабируют из диапазона от приблизительно 30 000 до 40 000 приблизительно от 3000 до 4000 А, но замена цилиндрических электродов диаметром 5/8 дюйма с шириной от 1 до 2,5 см на роликовые электроды радиусом 4 см. Толщина слоя твердого топлива может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,001 см до 10 см, от 0,01 см до 1 см, и от 0,1 см до 1 см. Состав воды твердого топлива, которое применяется, может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,01 моль % до 99,9 моль %, от 0,1 % до 80 моль % и от 1 моль % до 50 моль %.
В одном варианте осуществления, в котором топливо содержит электропроводную матрицу и соединение для связывания ШО, плотность тока увеличивается под действием скин-эффекта при переходах тока. Быстрые переходы могут быть достигнуты путем пульсации по меньшей мере одного из постоянного тока, переменного тока и их комбинаций. Источник электроэнергии, который обеспечивает воспламенение, может содержать пульсирующий источник тока, в котором, чем выше частота, тем меньше глубина проникновения поля в скин-слое тока в электропроводной матрице твердого топлива, таким образом, что плотность тока увеличивается на участке топлива. Максимальным током и частотой пульсации управляют для достижения требуемой плотности тока, такой как плотность, которая обеспечивает воспламенение по меньшей мере части твердого топлива. Плотностью тока можно управлять для оптимизации прироста энергии генератора, содержащего отношение выходной энергии и входной
энергии. Быстрые пульсации могут быть достигнуты, используя по меньшей мере один из электронного и механического подходов, как раскрыто в раскрытии. Плотность тока может быть дополнительно увеличена путем уменьшения площади контакта или электрического поперечного сечения для протекания тока по меньшей мере одного из топлива и электродов. Площадь контактов роликовых электродов может быть уменьшена путем уменьшения по меньшей мере одного из диаметра ролика и ширины ролика. В одном варианте осуществления роликовые электроды могут содержать разные радиусы. Электроды могут быть также модифицированы. Например, поверхность ролика по меньшей мере одного ролика в паре роликов может иметь по меньшей мере один из лепестков или выступов, таких как выступающие часты, которые по меньшей мере одно из механической вибрации роликов относительно друг друга, при вращении, обеспечивая перерывы тока и делая электрический контакт в областях уменьшенной площади поверхности, для концентрации тока в этой области. В одном варианте осуществления по меньшей мере один электрод из пары может содержать круглую поверхность с чередующимися областями проводящего материала, такими, как металл, такой, как медь, и неэлектропроводный или изолирующий материал, таким, как керамика, окисленный металл или анодированный металл. Неэлектропроводный материал может содержать слой на поверхности ролика или может содержать сегменты ролика поверхности и корпуса. В случае, когда оба электрода имеют промежуточные непроводящие поверхности, контакт с такими областями пары электродов может быть синхронизирован. Электропроводность и соответствующий ток пульсируют, из-а чередующейся проводимости, с учетом изменения геометрии или материала ролика. Пульсации могут увеличивать эффективность максимального тока, вызывая воспламенение в результате концентрации тока, благодаря скин-эффекту.
В одном варианте осуществления большой ток, получаемый в результате скин-эффекта, может обеспечивать сжатую магнитным полем плазму, формируемую в результате воспламенения топлива. Сжатие может привести к ограничению плазмы, что может увеличивать одно из плотности плазмы и времени ограничения, для увеличения по меньшей мере одной из скорости реакции гидрино и ее выхода.
На фиг. 2А представлена иллюстративная ориентация электродов. По меньшей мере один электрод с покрытием может транспортировать топливо до точки, в которой пропускают большой ток между электродами через топливо, для достижения воспламенения. Транспортировка может обеспечиваться путем вращения электрода 302, например, такого, как вращение зубчатого колеса или роликового электрода 302а, который покрыт топливом из положения, отличного от положения воспламенения.
Рассмотрим сферическую Декартову систему координат в отношении системы генератора, как представлено на фиг. 2А, при этом ось Z ориентирована вертикально и ось +х ориентировано горизонтально в правую сторону на чертеже, и под углом в = 0°, ф = 0° установлено вдоль оси Z. Топливо может быть транспортировано из первого положения на ролике с правой стороны, такого как в = 180°,^ = 0°, где на него нанесли покрытие во второе положение, такое как в = 90°, ф = 180°, где происходит воспламенение, в котором левый ролик вращается против часовой стрелки, и правый ролик вращается по часовой стрелке. В другом варианте осуществления топливо может транспортироваться из первого положения на ролике на правую сторону, такое, как в = 180°,^ = 0°, где его наносят, как покрытие, во второе положение, такое, как в = 90°, ф = 180°, где происходит воспламенение, в котором левый ролик вращается по часовой стрелке, и правый ролик вращается против часовой стрелки. В другом варианте осуществления оба электрода покрыты и транспортируют топливо путем вращения до точки воспламенения. В одном варианте осуществления пара электродов 302, таких как ролики или зубчатые колеса 302а, могут быть выровнены вдоль оси Z. В примере варианта осуществления, покрытие может быть нанесено на нижний электрод в первом положении, таком как # = 180о,^ = 0° и может поворачиваться по часовой стрелке, для транспортирования покрытия с топливом, во второе положение, такое, как положение прив = 90°,ф = 180°, где происходит
воспламенение; в качестве альтернативы, на нижний электрод может быть нанесено покрытие и может вращаться против часовой стрелки, для транспортирования покрытия с топливом из первого положения, такого, как одно из при в = 180°,^ = 0°во второе положение, такое, как одно из при в = 90°,ф = 180°, где происходит воспламенение. В одном варианте осуществления твердое топливо, которое под действием центробежной силы срывается с одного вращающегося электрода по меньшей мере частично захватывается противоположно вращающимся электродом, для транспортирования в область воспламенения.
На фиг. 2С, в одном варианте осуществления, продукт воспламенения может быть восстановлен с поверхностей, на которых он собирается, таких, как окно 20, в систему 26а оптического распространения и фотогальванического преобразования с помощью по меньшей мере одного потока жидкости, такого, как ШО и потока газа, такого, как аргон. В одном варианте осуществления, окно 20 может быть по меньшей мере одно из электростатически заряженного, и на нем может поддерживаться тонкая пленка жидкости, такая, как ШО, для предотвращения прилипания продуктов воспламенения к окну. В одном варианте осуществления, окно и, в случае необходимости, любые отражающие
поверхности ячейки покрыты антиприлипающим или антиналипающим слоем, таким, чтобы предотвращать адгезию продукта воспламенения. Покрытие может содержать нанотехнологическое покрытие, известное в области техники. Покрытие может содержать супергидрофобное покрытие. Покрытие может содержать противозагрязняющее покрытие, такое, как описано в публикации Джонсон: , которое представлено здесь полностью по ссылке. Покрытие может быть прозрачным на длинах волн, полезных для фотогальванического преобразования в электричество. Любой материал поверхности на окне может быть промыт газообразным потоком и потоком ШО. Применение потока может выполняться растрово, например, используя управляемую последовательность, активаций струй 21. Растровым движением можно управлять с помощью контроллера с микропроцессором. Удаление может происходить на пикселе или ограниченном количестве пикселей одновременно так, что ограничивается по меньшей мере одна из легкой блокады, и поток концентрируется. Промывка может происходить в области 24 сбора (или удалитель 313 продукта/ загрузчик топлива по фиг. 2А). В одном варианте осуществления по меньшей мере верхнее окно 20 содержит дугу. По меньшей мере один из потоков газа и ШО можно подавать по меньшей мере частично тангенциально по меньшей мере к одному основанию дуги таким образом, чтобы давление потока обеспечивало газ или ШО (или другую соответствующую жидкость, позволяющую выполнять по меньшей мере одну из очистки охлаждения) перемещаться вдоль дуги, захватывать материал продукта с поверхности и протекать в область сбора, такую, как 24. В одном варианте осуществления продукты воспламенения, такие как материал проводящей матрицы, такой как металл или порошок углерода и порошок любого материала, впитывающего воду, которые взвешиваются в газе, содержащемся внутри ячейки, могут быть удалены для очистки путей для света этих потенциальных поглотителей. Очистка может быть обеспечена по меньшей мере одним из потока газа и потока ШО. Поток может быть поперечным распространению света, для удаления его из пути света. Очищенный материал может быть собран по меньшей мере в одной области ячейки, такой как окно 20, стенки ячейки 26 и области 24 сбора, и могут возвращаться в резервуар твердого топлива, в виде шлама через ванна 5, как регенерированное твердое топливо.
В одном варианте осуществления, параболическое зеркало 14, в соответствии с раскрытием, которое окружает электроды, такое, как имеющее электроды вокруг фокуса, который направляет свет в направлении оптического окна, такого как верхнее окно 20, могут быть по меньшей мере одной из промытых и охлажденных, используя по меньшей
мере один из потоков газа и Н2О от источника, таких как линии промывки со струями 21. Зеркало может быть соединено непосредственно с конструктивными элементами боковой стенки, таким образом, что стенки ячейки 26 могут быть отражающими и могут содержать зеркала. В одном варианте осуществления, поток ШО может удалять продукт из по меньшей мере одного из окна 20, боковых элементов 26 и параболического зеркала 14. Вода может протекать в область 24 сбора, затем через проходы в параболическом зеркале 14. Проходы могут направлять поток воды к поверхности каждого электрода противоположной поверхности, на которой происходит воспламенение, затем вдоль ванны 25 и в резервуар для топлива, такой, как ванна 5. Роликовые электроды 8 могут вращаться в направлении потока для потока ШО в ванна 5. Вращение роликов может способствовать перекачка потока ШО. В одном варианте осуществления электроды, такие как ролики или зубчатые колеса 8, вращаются в направлении, так, что выполняется вращательное перекачивание твердого топлива вверх в область сжатия, где происходит воспламенение и перекачивание потока воды вниз в ванна 25 и в резервуар для топлива, такой, как ванна 5. В альтернативном варианте осуществления параболическое зеркало установлено свободно, не соединено с элементами боковых стенок. Потоки газа и потоки ШО могут по-отдельности быть поданы на параболическое зеркало 14 и боковые ячейки 26. Отдельные потоки могут быть скомбинированы или могут оставаться независимыми, и могут протекать в область 24 сбора, которая направляет поток воды к сторонам каждого электрода, такого как роликовый электрод 8, который вращается в направлении потока для потока ШО через любой проход к ваннау 5.
Продукт может быть регидратирован потоком ШО. Поток, такой, как поток ШО, может протекать в область сбора, такую как 24 (или удалитель 313 продукта/загрузчик топлива по фиг. 2А). Избыточная жидкость, такая, как ШО или газ, такой, как аргон, может быть удалена по меньшей мере одного из фильтра, сетки насоса фильтра, циклонного сепаратора и центробежного разделителя, и используя другие системы и способы разделения, в соответствии с раскрытием, как известно в данной области техники. Газ, такой, как аргон и жидкость, такая, как ШО, могут рециркулировать, благодаря такому насосу. В одном варианте осуществления, генератор содержит систему рециркуляции, содержащую трубу в резервуар ШО, имеющий всасывающий насос на входе и топливный насос для инжекции ШО на выходе. В качестве альтернативы, система рециркуляции содержит трубу 19 к насосу 18 всасывания ШО, который удаляет избыточную ШО через ванна 5 и закачивает его в насос 17 выброса, который рециркулирует воду, для очистки компонентов ячейки через водяную линию 16 и промывочную линию со струями 21. Насос 17 выброса может отбирать дополнительную
воду из резервуара 11 ШО, для восполнения расходуемой воды таким средством, как формирование гидрино. ШО может выбрасываться в по меньшей мере одно из окна 20, параболического зеркала 14 и области 24 сбора. ШО может по меньшей мере выполнять одно из обеспечения транспортирования продуктов воспламенения из окна 20 в область 24 сбора и обеспечения транспортирования продуктов воспламенения из области 24 сбора 24 к ваннау 5 для продукта. В качестве альтернативы или в дополнение к транспортированию потока ШО, продукты воспламенения могут транспортироваться из окна 20 и параболического зеркала 14 в по меньшей мере одну из области 24 сбора и ванна 5 с помощью газообразного потока. В одном варианте осуществления, всасывающий насос 18 для воды содержит гидроциклонный разделитель, в котором избыточную воду удаляют, и шлам с удаленной водой возвращается в ванна 5 с помощью такого транспортера, как по меньшей мере один из конвейера, шнека и насоса, такого, как кавитационный винтовой насос, разновидность объемного насоса, также известный, как кавитационный объемный насос, эксцентрический пропеллерный насос или насос полости.
В одном варианте осуществления, воду используют для сбора и восстановления продуктов воспламенения из соты и формирования шлама, который наносят на электроды 8 из ванны 5 для шлама. Избыточная вода, кроме этого количества, которую формирует по меньшей мере один из пергидратов твердого топлива на основе ШО и формируется, как требуемый шлам, удаляется. Требуемый шлам может иметь содержание ШО по меньшей мере в одном диапазоне масс % от приблизительно 0,000001% до 100%, от 0,00001% до 99%, 0.0001% к 90%, 0.001% к 80%, 0.01% к 75%, 0.1% к 70%, 1% к 65%, 10% к 60%, 0,1% к 50%, 1% к 25% и 1% к 10%. В качестве альтернативы, состав воды твердого топлива в виде шлама, который наносят на электроды 8, может составлять по меньшей мере один из диапазона от приблизительно 0,01 моль % до 99,9 моль %, от 0,1 моль % до 80 моль % и от 1 моль % до 50 моль %. Избыточная вода может быть удалена с помощью струй воды. Струя воды может быть направлена под углом к вертикали резервуара, который содержит избыточно влажный шлам таким образом, что тангенциальный компонент выброса газа формировался на поверхности шлама. В одном варианте осуществления тангенциальный выброс газа формирует поток ШО, который отделяет избыток от оставшегося требуемого шлама. Резервуар, такой, как ванна 5, может быть частично заполнен так, что избыток воды выталкивается вертикально вверх по меньшей мере на одну стенку резервуара в тангенциальном потоке. Избыточная вода может быть избирательно удалена поверх твердого топлива, благодаря по меньшей мере одному из ее меньшей массы, более низкой вязкости и большей текучести. Струя газа может содержать по меньшей мере одну из струи с пульсирующим давлением или непрерывным давлением, для избирательного
удаления избыточной ШО. В одном варианте осуществления, принудительный поток может происходить через волнистую доску или перемычку, для увеличения разделения, в котором любая из них может быть по меньшей мере установлена частично горизонтально и частично вертикально. Поток воды может избирательно прилипать к структуре сепаратора, такой как вертикально ориентированная кривая, по которой пропускают воду. Вода может изгибаться вокруг или может протекать вдоль поверхности структуры, под действием эффекта Коанды. Этот эффект может использоваться для обеспечения лучшего разделения. В одном варианте осуществления избыток воды может скрытно удаляться в большей степени помощью противотока воды и шлама. В одном варианте осуществления удаленная вода может содержать более высокий мольный процент воды, чем у шлама. Такая вода может рециркулироваться для сбора и восстановления продуктов воспламенения из ячейки и формирования шлама. Вода может закачиваться с помощью насоса, такого, как всасывающий воду насос 18, и насос 17 выброса воды. Насосы могут содержать перистальтические насосы или кавитационные винтовые насосы.
В одном варианте осуществления избыток ШО может быть удален путем испарения. Вода может быть по меньшей мере одной из которая была удалена из струи газа и которая была получена непосредственно после промывки, при которой собирали и восстанавливали продукты воспламенения. Испарившаяся вода может быть конденсирована в конденсаторе, который может содержать по меньшей мере один из теплообменника, системы отбора тепла и системы охладителя, которая может удалять избыток тепла из ячейки или систем генератора. Конденсировавшаяся вода может рециркулировать для сбора и восстановления продуктов воспламенения. В примере варианта осуществления, тепло, высвобождаемое в результате конденсации влаги, может рассеиваться в теплообменнике, и избыток может быть удален из системы. Примеры источников тепла, для достижения испарения, представляет собой любой теплообменник на электродах 8 и фотогальванического преобразователя 26а с оптическим распределением.
В одном варианте осуществления шлам охлаждает электроды, такие, как ролики 8. Кроме того, покрытие в виде топлива, такое, как покрытие в виде шлама, может защищать электроды, такие, как ролики 8, от повреждения при взрыве. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно из шлама, ванна 5 для шлама, и резервуаров для потоков, таких, как по меньшей мере один из потока газа и потока воды, охлаждают, используя по меньшей мере один из соответствующего теплообменника, охладителя, радиатора и системы охлаждения (31 на фиг. 2С1). В одном варианте осуществления роликовые электроды, можно сказать, предотвращают передачу тепла от центрального
подшипника.
В одном варианте осуществления, свет от воспламенения твердого топлива может падать на поглощающий свет материал, в результате, образуется пар. Поглощающий свет материал может содержать множество слоев, таких, как углерод, в двух формах, таких, как графитовые хлопья и пористый углерод. Поглощающий свет материал может плавать в объеме воды и может отбирать воду в структуру, используя капиллярное воздействие, для формирования пара. Верхний слой может избирательно поглотить свет и становиться горячим, и по меньшей мере один, другой слой, может использоваться, как изоляция, и проводник для воды в первый слой, где пар формируется из воды, нагреваемой поглощенным светом. Пар может использоваться в нагрузке для пара, такой как нагревательная нагрузка или турбина, для генерирования электричества.
d. Система распределения света
В одном варианте осуществления, система работает для обеспечения максимальной оптической энергии, такой, как излучение абсолютно черного тела. Оптическая энергия может быть увеличена по сравнению с другими запасами энергии, такими, как тепловая и энергия объема давления, с помощью такого средства, как поддержание расширяющейся плазмы в оптически тонком состоянии. Это может быть достигнуто путем обеспечения возможности расширения плазмы с более высокой скоростью, при сдерживании расширения поглощающих разновидностей. Поглощающие частицы могут быть сдуты или промыты из оптического пути, используя средство, в соответствии с раскрытием. Давление газа в системе можно регулировать для достижения дифференциальной скорости расширения. Диаметр ролика можно изменять до уменьшения работы объема давления с помощью такого средства, как уменьшение ограничения. По меньшей мере один из газа ячейки, состава топлива и добавки в состав топлива можно выбрать для уменьшения объемной работы давления таким образом, что энергия от формирования гидрино находится, по существу, в форме света. Например, масса газа в ячейке может изменяться для уменьшения объемной работы давления. В качестве альтернативы, любой из этих составов может привести к увеличению количества фотонов по сравнению с энергией поступательного движения составов или продуктов воспламенения. Ширину ролика можно регулировать. Форму колебаний мощности воспламенения можно регулировать. Плотность тока можно регулировать. Компонент воды и других поглощающих газов можно уменьшить в ячейке. Содержание воды и других компонентов топлива можно регулировать. Скорость впрыска и соответствующую скорость продукта можно регулировать. Добавку, такую как инертный газ, такой Кг или Хе, можно добавлять
в атмосферу ячейки. Добавка может добавляться в топливо, для высвобождения большей энергии в виде света или сдвига излучения, такого, как излучение абсолютно черного тела, в более желательный спектральный диапазон, такой, как более короткие длины волн. В одном варианте осуществления газ ячейки также может содержать некоторое количество кислорода для по меньшей мере одного из сдвига спектр в требуемый спектральный диапазон и для увеличения оптической энергии. Топливо может содержать стабильные к воздействию кислорода компоненты, такие как Ag и гидрат ZnCh.
На фиг. 2С, 2С1, 2С2, 2D и 2Е, преобразователь 26а фотогальванической энергии генератора энергии SF-CIHT может дополнительно содержать систему 26а распределения света, для обеспечения оптической энергии ячейки SF-CIHT во множестве фотогальванических ячеек 15, которые могут быть размещены в компактной конструкции. По меньшей мере одна стенка ячейки, такая, как верхняя часть ячейки 26, может содержать окно 20, через которое передают свет ячейки и которое направляет его к фотогальваническому преобразователю 26а. Окно 20 может иметь плоскую форму, форму дуги, форму купола, многоугольную форму, геодезического купола, линзу, такую, как по меньшей мере одна из линзы Френели, и другую соответствующую архитектурную форму, известную для специалистов в данной области техники. Материал окна является прозрачным к по меньшей мере одной из полос длин волн излучаемого света, такого как EUV, UV, видимый свет, инфракрасный свет и близкий к инфракрасному свет. Примеры материалов представляют собой стекло, кварц и пластик, такой, как поликарбонат, Лексан и акрил.
В одном варианте осуществления фотогальванического преобразователя, выходной свет (оптическая энергия) направляют ко множеству фотогальванических преобразователей. Выходной свет может распределяться путем оптического распределения и с помощью системы фотогальванического преобразования, такой, как система, содержащая по меньшей мере одно из зеркала, линз, оптоволоконных кабелей и оптических волноводов. В одном варианте осуществления, таком, как генератор SF-CIHT, содержащий ролик или зубчатые электроды, генератор содержит зеркало, которое по меньшей мере частично окружает излучающую свет область, для отражения света в по меньшей мере один из фотогальванического преобразователя и системы оптического распределения, которая транспортирует и направляет свет в фотогальванические элементы. В одном варианте осуществления системы оптического распределения и фотогальванического преобразователя (26а по фиг. 2С), свет распределяется во множество ячеек РV или панелей 15с помощью е последовательности полупрозрачных зеркал 23.
В одном варианте осуществления, свет формируется в виде луча с линзами в точке
фокусирования параболического зеркала, и направляют к линзе точки фокусирования другого параболического зеркала, которое выводит параллельные лучи света, которые падают на фотогальваническую ячейку. Система содержит множество таких параболических зеркал, линз и фотогальванических ячеек, и может дополнительно содержать оптические волноводы. Свет также может быть направлен и может распределяться, используя расщепители луча, призмы, решетки, диффузоры и другие оптические элементы, известные для специалиста в данной области техники. В одном варианте осуществления, окно, такое как 20 на фиг. 2G1E3, содержит диффузор или гомогенизатор, для более равномерного распределения света на фотогальванический преобразователь. Элементы, такие как призма, полихроматический слой, монохроматор, фильтр и решетка, могут разделять множество диапазонов или полос длин волн выходного света таким образом, что разделенный свет может быть направлен на фотогальванические элементы, которые имеют максимальную эффективность оптико-электрического преобразования в пределах диапазона длин волн каждой полосы.
В другом вариант осуществления, оптическая энергия собирается в пучке оптоволоконных кабелей. Такой сбор может обеспечиваться с помощью по меньшей мере одной или больше линз и одной или больше пластин согласования оптического импеданса, таких, как четвертьволновая пластинка. Система распределения света может дополнительно содержать по меньшей мере одно зеркало для по меньшей мере одного из прямого света к линзам и фото-оптические кабели и отражает любой свет, отраженный от фото-оптического кабеля обратно по меньшей мере на один вход кабеля, системы сбора света и пластины согласования импедансов с кабелем. Зеркало может находиться приблизительно в центре воспламенения, в котором свет действует, как точечный источник от центра зеркала. Зеркало может находиться в плоскости зубчатых электродов на фиг. 2А. Зеркало может содержать пару зеркал, которые отражают свет к противоположным согласованных фотоэлектрическим преобразователям, как показано на фиг. 2А. Противоположные зеркала могут отражать свет обратно в системы распределения света, такие как, содержащие оптоволоконные кабели. Зеркало может иметь форму, в которой используется отражение отраженного назад света в системы распределения света. Зеркала могут быть параболическими. Элементы для оптоволоконного кабеля могут быть избирательными для полосы длин волн, которые могут избирательно проводить свет к согласованному фотогальваническому элементу среди множества, которые имеют максимальную эффективность опто-электрического преобразования в пределах диапазона длин волн полосы. В другом варианте осуществления система распределения света и фотогальванический преобразователь
энергии содержат множество прозрачных или полупрозрачных фотогальванических элементов, расположенных в виде стопки таким образом, что оптическая энергия от воспламенения преобразуется в электричество, в элементах стопки, по мере того, как свет проникает в стопку. В одном варианте осуществления, поверхность фотогальванического элемента может быть покрыта полихроматом, который разделяет падающий свет на полосы длин волн и направляет каждую полосу к участку фотогальванического элемента, который отвечает за соответствующую полосу длин волн. В одном варианте осуществления свет от воспламенения собирают перед охлаждением излучения абсолютно черного тела с помощью такого механизма, как расширение. Плазма может поддерживаться в магнитной бутылке, такой, как формируемой катушками Гельмгольца 306d на фиг. 2А, для предотвращения расширения или потерь, связанных со столкновениями, таким образом, что максимальная мощность может быть выделена путем излучения.
В одном варианте осуществления твердое топливо может содержать добавку, для сдвига спектра плазмы в требуемую полосу длин волн, для ее согласования с откликом фотогальванического элемента. В одном варианте осуществления спектр сдвигают к более коротким длинам волн. Добавка может содержать оксид, такой, как по меньшей мере один из оксида металла, такого, как оксид щелочного металла, щелочноземельного металла, переходного металла, металла с внутренним переходом, редкоземельного металла, металла Группы 13 и Группы 14. Оксид может содержать соединение металлоида. Оксид может содержать элемент Группы 13, 14, 15 или 16. Примеры оксидов металла и оксидов, для сдвига спектра, выбирают по меньшей мере как один из группы MgO, CuO, FeO, СаО, TiO, А10, АЬОз и Si02. В одном варианте осуществления добавка может выполнять по меньшей мере одно из улучшения скорости реакции гидрино и повышения его выхода. Добавка, такая, как MgO или MgBr2, может увеличивать температуру абсолютно черного тела, для обеспечения сдвига спектра к более коротким длинам волн. В одном варианте осуществления газ может быть добавлен для по меньшей мере одного из сдвига спектра в требуемую область длины волн, увеличения интенсивности эмиссии, увеличения концентрации по меньшей мере одного из атомарного Н и катализатора, увеличения по меньшей мере одной из скорости и выхода реакции гидрино, способствованию при предотвращении окисления металла твердого топлива, и подачи для транспортирования продукта воспламенения во время регенерации. Газ может содержать инертный газ, такой как Не, Ne, Ar, Kr, and Хе. Водород может быть добавлен к газу для по меньшей мере одного из предотвращения окисления металла твердого топлива и предоставления дополнительного атомарного Н, в качестве реагента для реакции гидрино.
Иллюстративный газ ячейки представляет собой смесь Кг и водорода в любом желательном соотношении и общем давлении.
Фотогальванический преобразователь может быть модульным и масштабируемым. Фотогальванический преобразователь может содержать фотогальванические элементы, такие как элементы концентратора. В одном варианте осуществления каждый из фотогальванических элементов содержит по меньшей мере один из крайнего ультрафиолетового, ультрафиолетового, видимого и инфракрасного фотогальванического элемента. Элементы могут быть организованы, как укладываемые друг на друга модули, которые могут быть расположены вокруг периметра источника оптической энергии. Система распространения светлая может быть выполнена масштабируемой на основе требуемой выходной мощности, в которой оптической энергией управляют для получения требуемого уровня для достижения требуемого электрического выхода. Оптической энергией можно управлять путем управления частотой воспламенения, количеством воспламеняемого топлива при прерывистых воспламенениях, составом топлива и параметрами в форме колебаний при воспламенении.
В одном варианте осуществления, система распространения света содержит коллектор света, который также может использоваться, как концентратор света. Коллектор может иметь направленное отражение. Коллектор света может содержать параболическое зеркало. Направленное отражение может происходить на систему распространения света, которая может содержать одну или больше линз, зеркал, оптических волноводов и оптоволоконных кабелей. В одном варианте осуществления направленный свет может быть падающим на входы оптоволоконных кабелей. Свет может быть сфокусирован на входы по меньшей мере одной линзой. Последовательность линз, такая как последовательность, расположенная в плоскости, может фокусировать свет на множество оптоволоконных кабелей, которые могут содержать пучок оптоволоконных кабелей. Область пучка оптоволоконного кабеля, которую освещает линза, является переменной. Переменная освещаемая область может регулироваться путем изменения фокуса линз. Фокус каждой из множество линз может изменяться путем изменения расстояния разделения между любой данной линзой и соответствующим оптоволоконным кабелем, который принимает свет от линзы. Система линз может содержать одну аналогичную, описанную в US 6730840, которая представлена здесь по ссылке. Свет от каждого оптоволоконного кабеля может падать на по меньшей мере один фотогальванический элемент (PV), такой как фотогальванический элемент концентратора с тремя переходами. В качестве альтернативы, каждая линза может фокусировать свет на систему зеркал или оптических волноводов, которые транспортируют свет в один или
больше соответствующих фотогальванических элемента. Расстояние между выходом компонента распределения света, таким, как оптоволоконный кабель и элемент PV, который освещают, может быть регулируемым. Фотогальванические элементы могут содержать фотогальванические элементы концентратора. Фотогальванические элементы могут быть уложены в стопку для формирования модульной масштабируемой конструкции. Стопка PV элементов может содержать один аналогичный, описанному в US 5575860, которая представлена здесь по ссылке. Электрическая выходная мощность генератора может масштабироваться, используя по меньшей мере один из следующих этапов (i), увеличивают оптическую мощность путем управления мощностью воспламенения топлива, (ii) расфокусируют систему линз, для распределения падающего света по пропорционально увеличенной области оптоволоконных кабелей, систему зеркал или систему оптических волноводов, которая включена в элементы PV, (ш) пропорционально увеличивают площадб элемента PV, соответствующую увеличению количества элементов PV в укладке из элементов PV, и (iv) увеличивают длину пути между выходом по меньшей мере одного оптического волокна и его освещенным элементом PV таким образом, что большая площадь освещается в плоскости элементов PV, в которых площадь элемента PV увеличивается для соответствия количества падающего света.
Фотогальванический преобразователь может содержать покрытие для по меньшей мере одного из противоотражающего слоя или покрытия, такого как монооксид кремния, согласование оптического импеданса и защита от плазмы или эрозии кинетического материала, или повреждения. Пленка может содержать окно. Окно может дополнительно содержать систему для очистки продуктов детонации, которые покрывают окно и по меньшей мере частично блокируют пропускание света в фотоэлектрический преобразователь. В одном варианте осуществления, оптическое окно очищают. Очистка может содержать по меньшей мере одну систему и способ химической очистки или вытравливания и плазменной очистки, или вытравливания. Окно может содержать множество окон, каждой из которых выполнено съемным таким образом, что окно может быть заменено другим и может использоваться для пропускания света в преобразователь, в то время, как по меньшей мере одно другое очищают от продуктов детонации. В одном варианте осуществления оптическое окно очищают. Очистка может содержать по меньшей мере одну систему и способ химической очистки или вытравливания и плазменной очистки, или вытравливания. В одном варианте осуществления, поток газа, такого, как инертный газ, протекает в направлении, противоположном расширяющейся воспламененной плазмы, для предотвращения покрытия продуктами по меньшей мере
одного защитного окна, система сбора света, такая, как по меньшей мере одно из зеркал, линз, оптоволоконных кабелей, оптических волноводов и фотогальванического преобразователя. В одном варианте осуществления, поток газа, такого, как поток инертного газа, такой, как поток газообразного аргона, может быть направлен поперечно направлению расширения плазмы для обеспечения протекания продуктов воспламенения за пределы оптического пути между плазмой и оптикой, и фотогальваническим преобразователем. Поток газа может проталкивать продукт в область сбора. Струя газа, для обеспечения потока газа, может содержать датчик давления газа, как вход для контроллера давления и потока, и сопло для газа. В одном варианте осуществления, тонкий слой материала потока, такого, как газ или материал потока ШО, поддерживается для защиты окна от повреждения плазмой.
В одном варианте осуществления по меньшей мере один из газа и жидкого потока, который может находиться при повышенном давлении и скорости, такой как струя с высоким давлением, выполняют по меньшей мере одну функцию предотвращения выброса порошка, накопившегося на поверхности компонентов системы оптического распространения и очищают компоненты продуктов воспламенения, когда компоненты иллюстративной системы оптического распространения содержат по меньшей мере одно из зеркал, линз, оптоволоконных кабелей и оптических волноводов. Скорость и давление могут быть достаточными, для удаления любых накопленных продуктов воспламенения. Компонент системы оптического распространения, такой, как зеркало, может содержать электростатическую систему, для заряда компонента, такого, как зеркало, с той же полярностью, что и частицы, которые должны быть отброшены. Зеркало может быть положительно заряжено для отталкивания положительно заряженных частиц продукта в расширяющейся плазме. В качестве альтернативы, отрицательно заряженный коллектор, такой, как заряженный электрод, такой, как сеточный электрод, может собирать заряженные частицы. Как показано на фиг. 2А, собранные частицы могут транспортироваться в систему 314 регенерации таким образом, что топливо регенерируется.
В одном варианте осуществления расширяющаяся плазма состоит из положительно заряженных частиц и электронов. В одном варианте осуществления электроны имеют более высокую мобильность, чем положительные ионы. Может развиваться эффект пространственного заряда. В одном варианте осуществления эффект пространственного заряда используется для по меньшей мере одного из сбора получаемых в результате реакции ионов и отбрасывания полученных в результате реакции ионов. В одном варианте осуществления электроны электрически заземляют на поверхность, на которой
нежелательно иметь накопление частиц. Эта поверхность может быть дополнительно положительно заряженной для отталкивания положительно заряженных частиц. Поверхность может содержать по меньшей мере один элемент системы оптического распространения, такой как оптический волновод, зеркало, линзы и компонент оптоволоконного кабеля, такой, как его вход. В одном варианте осуществления, генератор на основе ячейки SF-CIHT содержит по меньшей мере одну из электростатической системы отталкивания частиц и пневматической системы отталкивания частиц. Система отталкивания может предотвращать накопление продукта, такое, как продукт воспламенения топлива на по меньшей мере одной из системы оптического распространения и фотогальванического преобразователя. Система распространения света может содержать линзы, зеркала, волноводы для света и оптоволоконные кабели. В одном варианте осуществления, частицы плазмы могут быть заряжены путем подачи электронов, и подача частиц может быть остановлена путем применения отталкивающего электрического поля. Приложение электронов может осуществляться с помощью средства, такого, как коронный разряд. В одном варианте осуществления прозрачная мембрана или окно, такое как стеклянная пластина, позволяющая останавливать волну давления, возникающую в результате воспламенения топлива, и передачу света, содержит средство, такое, как электропроводная проволочная решетка, для электростатического заряда поверхности для отталкивания получаемых в результате реакции частиц. В одном варианте осуществления, прозрачная мембрана заряжается так, что предотвращается прилипание продуктов реакции. В другом варианте осуществления магнитные силы используются для по меньшей мере одному из отталкивания частиц и для предотвращения их прилипания.
В одном варианте осуществления напряжение отталкивающего электрического поля является достаточным для остановки частиц с кинетической энергией К = l/2mv2, в котором m представляет собой массу частицы, и v представляет собой скорость частицы. Соответствующее напряжение на расстоянии остановки может быть задано, как eV> К, в котором е представляет собой фундаментальный заряд частицы, и V представляет приложенное напряжение. Напряжение может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 1 В до 1 MB, от 10 В до 1 MB, от 100 В до 100 кВ и от 1000 В до 50 кВ. Электрическое поле может находиться по меньшей мере в одном из диапазонов от приблизительно 1 В/м до 108 В/м, от 10 В/м до 107 В/м, от 100 В/м до 106 В/м, и от 1000 В/м до 105 В/м.
В одном варианте осуществления генератор содержит параболические зеркала с областью воспламенения, расположенной в области такой, что генерируемый в результате
воспламенения свет отражается по меньшей мере в одно из окон, на линзы, и в оптические волноводы или на систему оптического распространения. Местоположение точки воспламенения топлива относительно параболического зеркала может представлять собой фокус или рядом с фокусом параболического зеркала. Линзы могут содержать по меньшей мере полуцилиндрические линзы по меньшей мере с одним из оптоволоконных кабелей, и оптических волноводов, выровненных вдоль оси каждого цилиндра, для приема сфокусированного света в по меньшей мере один из оптоволоконных кабелей и волноводов. Волноводы могут содержать элементы PV на поверхности. Линзы могут быть внедрены в окно, для устранения оптического интерфейса. По меньшей мере одно из окон, линз, оптоволоконных кабелей, оптических волноводов и фотогальванических элементов могут быть покрыты четвертьволновой пластинкой или другим оптическим покрытием для лучшего согласования импеданса падающего света с оптическим элементом таким, чтобы свет пропускался в или через элемент. Компоненты, которые не используются, как окно в оптическую систему, такие, как непрозрачные стенки элемента, электроды, аппликатор топлива и другие компоненты, на которые падает свет элемента, могут иметь отражающие поверхности для отражения света и, в конечном итоге, с передачей в систему оптического распределения и фотогальванического преобразования. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно из окон и любой из оптических элементов, такой, как зеркала, линзы, оптоволоконные кабели, волноводы и PV элемент, на которые воздействуют продукты воспламенения, могут очищаться периодически или непрерывно, используя комбинацию газа и ШО, при минимизации оптической непрозрачности, в которой ШО имеет полосы сильного поглощения для видимого света. Промытые продукты могут переноситься с помощью потока, такого, как по меньшей мере один из потоков газа и ШО в область сбора.
Рассмотрим сферическую Декартову систему координат относительно системы генератора, как показано на фиг. 2А, где ось Z ориентирована вертикально и ось +х ориентирована горизонтально в правую сторону на фигуре, и угол в = 0°, ф = 0° располагается вдоль оси Z. В одном варианте осуществления, таком, как показано на фиг. 2F, свет падает на по меньшей мере одно зеркало 40, наклоненное относительно сторон элемента, определенного структурной опорой 1, такой, как ориентированный приблизительной = 45°,^ = 0° и такой, как ориентирована под угломб? = 45°,^ = 180° так, что свет отражается вертикально на оптические элементы, такие как линзы или волноводы оптической системы распространения. Свет может направляться на наклоненные зеркала с помощью зеркал, которые окружают электроды, такие как зеркала 41 центральной
плоскости или параболические зеркала. В одном варианте осуществления свет направляется на множество линз, которые фокусируют свет на оптические волноводы, которые могут иметь ячейки PV на по меньшей мере с одной стороны или передней поверхности. Угол зеркал может представлять собой любой требуемый угол, которые позволяет достичь требуемого отражения для оптических элементов системы оптического распространения. Выложенное в виде плитки зеркало может быть установлено за пределами системы окон, которые окружают плазму, в которой свет, пропускаемый через окна, падает на зеркала, и отражается на оптические элементы. Свет может отражаться вертикально на множество оптических элементов, таких, как линзы или волноводы (пластины, такие как прямоугольные стеклянные или кварцевые блоки). Зеркало или система зеркал, такая как параболическое зеркало или система, могут окружать электроды, для направления в вертикальном направлении света. Свет может дополнительно направляться вертикально, выполняя по меньшей мере одно из ограничения плазмы такое, что она расширяется вертикально и обеспечения кинетической энергии для топлива в вертикальном направлении. Твердое топливо может ускоряться вертикально в результате инжекции. Инжекция может обеспечиваться, благодаря накачке с помощью насоса, такого, как роторный насос, такого, как насос, содержащий вращающиеся роликовые электроды, а также используя пневматическое, электростатическое, магнитное и механическое средство раскрытия. Верхняя стенка ячейки может содержать окно, через которое свет передают в систему оптического распространения, такую, что по меньшей мере одна из системы содержит линзы, оптоволоконные кабели, волноводы и элементы PV; систему, содержащую волноводы и элементы PV, и систему, содержащую расщепители луча, такие, как полупрозрачные зеркала и элементы PV.
В одном варианте осуществления по меньшей мере один из электродвигателей и насосов расположен за пределами герметично закрытой камеры, для содержания плазмы, так, что они имеют по меньшей мере одно окно, для пропуска свет в систему оптического распространения и преобразователь PV. Свет может быть направлен вверх в систему оптического распространения и преобразователь PV с помощью такого средства, как параболическое зеркало 14, которое может установлено так, что происходит воспламенение приблизительно в центре зеркала. Схематический чертеж генератора энергии на ячейке SF-CIHT, представляющий размещение электродвигателей, насосов и других компонентов за пределами области, в которой содержатся роликовые электроды, показаны на фиг. 2G. Валы, которые могут быть установлены на подшипники, могут вращаться для вращения электродов. Места проникновения в ячейку могут быть
герметично закрыты. В одном варианте осуществления генератор содержит независимые электродвигатели, для работы каждого из компонентов, таких как подвижные электроды, такие как вращающийся ролик или электроды зубчатых колес, системы нанесения покрытия на электроды, такие правящие круги, насосы, такие как дренажные насосы, всасывающие насосы, насосы для выброса ШО и насосы для выброса газа. В другом варианте осуществления по меньшей мере один из множества электродвигателей может быть заменен коробкой передач, которая работает с другого электродвигателя. Коробка передач может содержать регулируемую зубчатую передачу, для управления скоростью активации, такой, как вращение. Управление может достигаться, используя компьютер или микропроцессор.
Волноводы могут иметь фотогальванические элементы на по меньшей мере одной поверхности или стороне волновода, для приема света, захваченного волноводом, и передаваемого через поверхности. Входы множества волноводов расположены плотно рядом друг с другом таким образом, что максимальное количество падающего света могут быть передано в волноводы. Расширяющаяся плазма содержит динамический источник света, в котором свет попадает в волноводы под разными углами с течением времени, и таким образом, может выходить в разных положениях на противоположной стороне с течением некоторого времени. В одном варианте осуществления изменение положения вывода света из волновода в ячейку PV сканирует интенсивность света поверхности ячейки PV с течением времени, для распределения интенсивности света с течением времени. Распределение по времени света может быть лучше согласовано с максимальной пропускной способностью ячейки PV. Волноводы могут быть размещены, как веер таким образом, что входы находятся в плотном контакте друг с другом, и волноводы, распределяются на в большей степени дистально таким образом, что ячейки PV могут быть закреплены на поверхности. Любые поверхности, не имеющие ячейку PV, для приема света, могут быть расположены зеркально. В другом варианте осуществления, свет падает на множество линз, которые фокусируют свет на оптические волноводы. Множество волноводов и ячеек PV могут быть охлаждено. Охлаждение может быть обеспечено путем рециркуляции потока воды по волноводам и ячейкам PV.
В одном варианте осуществления ячейки PV представляют собой ячейки концентратора, которые могут принимать свет высокой интенсивности, больше, чем у солнечного света, такой, как интенсивность в диапазоне от по меньшей мере одной из приблизительно 1,5 солнечной интенсивности до 75 ООО солнечных интенсивностей, от 10 солнечных интенсивностей до 10 ООО солнечных интенсивностей, и от 100 солнечных интенсивностей до 2000 солнечных интенсивностей. Концентратор ячеек PV может
содержать c-Si, которым можно управлять в диапазоне от приблизительно 1 до 1000 солнечных интенсивностей. Ячейки PV могут содержать множество переходов, таких, как тройные переходы. Концентратор ячеек PV может содержать множество уровней, таких как у полупроводников группы III/V, таких, как по меньшей мере один из группы InGaP/InGaAs/Ge; InAlGaP/AlGaAs/GalnNAsSb/Ge; GalnP/GaAsP/SiGe; GalnP/GaAsP/Si; GalnP/GaAsP/Ge; GalnP/GaAsP/Si/SiGe; GalnP/GaAs/InGaAs; GalnP/Ga As/GalnN As; GalnP/GaAs/InGaAs/InGaAs; GaInP/Ga(In)As/InGaAs; GalnP-GaAs-wafer-InGaAs; GalnP -Ga(In)As-Ge; и GalnP-GalnAs-Ge. Множество переходов, таких, как тройной или двойной переход, могут быть подключены последовательно. В другом варианте осуществления переходы могут быть соединены параллельно. Переходы могут быть механически уложены друг на друга. Переходы могут быть связаны в виде многослойной пластины. В одном варианте осуществления, туннельные диоды между переходами могут быть заменены сращиванием пластин. Водяные связи могут быть электрически изолирующими и прозрачными для области длин волны, которые преобразуются последующими или более глубокими переходами. Каждый переход может быть соединен с независимым электрическим соединением или электрической шиной. Независимые электрические шины могут быть соединены последовательно или параллельно. Электрический контакт для каждого электрически независимого перехода может содержать провода решетки. Область тени провода может быть минимизирована в результате распределение тока по множеству параллельных цепей или взаимных соединений для независимых переходов или групп переходов. Ток можно снимать в поперечном направлении. Слой соединения пластин может содержать прозрачный проводящий слой. Пример прозрачного проводника представляет собой прозрачный проводящий оксид (ТСО), такой, как оксид олова индия (ITO), оксид олова, легированный фтором (FTO), и легированный оксид цинка и проводящие полимеры, графен и углеродные нанотрубки, и другие, известные для специалистов в данной области техники. Бензоциклобутан (ВСВ) может содержать промежуточный связующий слой. Связь может быть между прозрачным материалом, таким, как стекло, такое как боросиликатное стекло и полупроводниковый материал PV. Пример ячеек с двумя переходами представляет собой один, содержащий верхний слой пластины GalnP, соединенной с нижним слоем GaAs (GaInP//GaAs). Пример ячейки с четырьмя переходами содержит GalnP/GaAs/GalnAsP/GalnAs на подложке InP, в котором каждый переход может быть индивидуально разделен туннельным диодом (/) или изолирующим прозрачным слоем связи с пластиной (//), такой, как элемент, заданный GaInP//GaAs//GaInAsP//GaInAs или InP. Все комбинации диода и связей с пластиной находятся в пределах объема данного раскрытия. Пример ячейки с четырьмя
соединениями, имеющей эффективность преобразования 44,7% при концентрации 297 раз спектра AMl,5d был выполнен SOITEC, Франция. Ячейка PV может содержать один переход. Пример ячейки PV с одним переходом может содержать монокристаллическую кремниевую ячейку, такую, как одна представленных в публикации Sater и др. (В. L. Sater, N. D. Sater, "High voltage silicon VMJ solar cells for up to 1000 suns intensities", Photovoltaic Specialists Conference, 2002. Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE, 19-24 May 2002, pp. 1019 - 1022.) которые включены сюда полностью посредством ссылки. В качестве альтернативы, ячейка с одним переходом может содержать GaAs или GaAs, легированный другими элементами, такими, как представлены в Группе III и группе V. В иллюстративном варианте осуществления, ячейки содержат ячейки PV концентратора трех переходов или ячейки PV GaAs, работающие с яркостью приблизительно 1000 солнечных яркостей. В другом иллюстративном варианте осуществления, ячейки PV содержат с-си, работающие при яркости 250 солнечных яркостей. В иллюстративном варианте осуществления, PV может содержать GaAs, который может быть избирательно чувствительным для длин волн меньше, чем 900 нм, и InGaAs на по меньшей мере одном из InP, GaAs и Ge, который может быть избирательно чувствительным к длинам волн в области между 900 нм и 1800 нм. Два типа ячеек PV, содержащих GaAs и InGaAs на InP, могут использоваться в комбинации, для увеличения эффективности. Два таких типа ячеек в одним переходом могут использоваться так, чтобы иметь эффект ячейки с двойным переходом. Комбинация может воплощена, используя по меньшей мере одно из дихроичных зеркал, дихроичных фильтров и архитектуры ячеек отдельно или в комбинации с зеркалами, для достижения множества отскоков или отражений света, как представлено в раскрытии. В одном варианте осуществления, каждая ячейка PV содержит полихроматный слой, который разделяет и сортирует поступающий свет, перенаправляя его для падения на определенные уровни в ячейке с множеством переходов. В иллюстративном варианте осуществления, ячейка содержит слой индия галлия фосфида для видимого света и слой арсенида галлия для инфракрасного света, куда направляется соответствующий свет.
В одном варианте осуществления, имеющем интенсивность падающего излучения (Вт/м2) больше, чем максимальная пропускная способность освещения фотогальванических элементов, интенсивность падающего излучения уменьшается с помощью системы оптического распространения с использованием по меньшей мере одного способа постоянного распределения света через большую площадь фотогальванических элементов и путем распределения света по большей области по времени. В первом случае система оптического распространения может содержать
систему линз, оптоволоконные кабели, выходных прорезей, оптических волноводов и фотогальванических элементов, в соответствии с раскрытием, в котором входной фокус можно регулировать для охвата регулируемого количества оптоволоконных кабелей, и выходного фокуса оптического волокна для ячеек можно регулировать для управления активной фотогальванической площадью, освещаемой каждым волокном. В качестве альтернативы, свет может быть разделен с использованием по меньшей мере одного расщепителя луча, такого, как полупрозрачное зеркало, в котором падающий свет частично отражается на PV ячейку или панель, и проходящий свет, в конечном итоге, направляется так, что он падает по меньшей мере на одну из другой ячейки PV, панели PV или другого участка панели PV.
В способе распределения во времени, система оптического распространения может содержать множество подвижных оптических элементов, которые могут принимать свет в результате воспламенения твердого топлива и могут выполнять растровое сканирование или сканирование свет через множество приемных оптических элементов, таких как линзы, зеркала, оптоволоконные кабели, и оптические волноводы, которые принимают свет и транспортируют его в фотогальванические ячейки. В качестве альтернативы, для света выполняют растровую развертку или сканирование по множеству фотогальванических ячеек. Подвижные элементы могут содержать по меньшей мере одно из активных зеркал и активных линз. Подвижные оптические элементы могут выполнять растровую развертку или сканирование по времени на частоте, которая разделяет свет между приемными оптическими элементами и разделяет его на фотогальванические ячейки таким образом, что обеспечивает максимальное использование возможностей фотогальванической ячейки. В одном варианте осуществления, частота растровой развертки или сканирования света по приемным элементам представляет собой большую частоту, чем время отклика фотогальванических элементов таким образом, что облучение является эффективно постоянным. Такая скорость содержит скорость объединения времени. В вариантах осуществления скорость растровой развертки или скорость сканирования могут быть быстрее или медленнее, в соответствии с необходимостью в диапазоне от приблизительно 1% до 10 000% скорости объединения времени. В одном варианте осуществления, подвижные оптические элементы, такие как активные зеркала или линзы содержат пьезоэлектрические, пневматические и механические активаторы. Примеры компонентов зеркальной системы сканирования, такой, как динамические зеркала, такие как зеркала с пьезоэлектрическими кончиками/наклонные зеркала, и управляющие зеркала, и компоненты вспомогательной системы, такие, как моторизованные этапы микроустановки и активаторы, контроллеры электродвигателя и
датчики положения представлены в следующей публикации
В одном варианте осуществления подвижные оптические элементы содержат сегментированное зеркало. В одном варианте осуществления сегментированные зеркала определены по меньшей мере одним из пьезоэлектрического, пневматического и механического активаторов. В одном варианте осуществления подвижные оптические элементы содержат вращающиеся зеркала, такие как вращающиеся многоугольные зеркала, которые выполняют растровую развертку или сканирование света через приемные оптические элементы. Растровая развертка или сканирование модулируют свет по приемными оптическим элементам таким, как модулированный свет, имеет более низкую эффективность, усредненную по времени, чем у света, падающего на подвижные оптические элементы. Приемные оптические элементы могут содержать по меньшей мере один из оптических волноводов и ячеек PV. Волноводы могут иметь ячейки PV, установленные на по меньшей мере одной поверхности, для приема света и преобразования его в электричество. Вход в оптические волноводы может быть плотно упакован, и дистальные части могут быть распределены во взаимодействующих промежутками между множеством волноводов, для получения пространства, для установки ячейки PV на поверхностях, содержащих по меньшей мере одну из кромок и сторон. Приемные элементы могут содержать линзы, которые фокусируют свет на других оптических элементах, таких, как по меньшей мере одни из волноводов, оптоволоконных кабелях, зеркалах и ячейках PV. В одном варианте осуществления модуляция света может относиться к подвижным оптическим элементам, которыми можно управлять, используя выходную мощность PV, такую, как функция времени, которая изменяется в соответствии с выравниванием света на принимаемые оптические элементы, и скорость сканирования или скорость растровой развертки приводит к повышению оптической мощности, подаваемой в ячейки PV и соответствующий выход электрической мощности.
В одном варианте осуществления система оптическая распространения содержит окно, такое, как одно из находящихся в верхней части ячейки и системы линз, содержащих по меньшей мере одну линзу, которая растрово фокусирует падающий свет. Система линз может содержать множество линз. Линзы могут быть прикреплены к окну, для уменьшения количества оптических интерфейсов. Расфокусированный свет может падать на преобразователь PV, который содержит по меньшей мере одну ячейку PV. Расфокусированный свет может падать на по меньшей мере один оптический элемент, такой, как по меньшей мере одно зеркало, линза, оптоволоконный кабель, и волновод, который направляет свет на преобразователь PV. Другое средство для пространственного
уменьшение интенсивности света должно быть совместимым с возможностями ячеек PV и для размещения соты на большем расстоянии от источника света, покрывающего большую площадь. Свет от уменьшения квадрата интенсивности противоположных расстояний может непосредственно падать или может повторно падать из по меньшей мере одного оптического элемента, такого, как по меньшей мере одно из зеркала, расщепителя луча, линзы, оптоволоконного кабеля и волновода.
Возвращаясь к фиг. 2С, 2С1, 2С2, 2D и 2Е, в одном варианте осуществления, свет пропускается через окно 20, такой, как в верхней части ячейки 26 и падает на систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразования, содержащую множество полупрозрачных зеркал 23, таких, как по меньшей мере одно из пространственно повторяющих укладку из последовательности полупрозрачных зеркал. Зеркала установлены на опорной структуре. Каждое зеркало, такое как прямоугольное плоское зеркало или панель, может быть установлено с помощью креплений, таких, как торцевые кронштейны 22, к опорной структуре, для исключения какой-либо блокады света креплениями зеркал или держателями. В одном варианте осуществления полупрозрачное зеркало 23 содержит оптический элемент, известный в данной области техники, как расщепитель луча, за исключением того, что свет от ячейки содержит полосу длин волн и не является монохроматическим, не когерентным, и может содержать расходящиеся лучи. Каждое зеркало 23 отражает часть падающего света на по меньшей мере одну соответствующую фото гальваническую ячейку или панель 15 и передает остаточный света к следующему из последовательно установленных зеркал. В общем, укладка зеркал используется, как система оптического распространения, для уменьшения интенсивности света из ячейки, и заставляет его падать на фотогальванические ячейки или панели 15 с интенсивностью, с которой фото гальванические ячейки 15 выполнены с возможностью из преобразования света в электричество. Архитектура в виде укладки зеркал может напоминать оконные жалюзи или жалюзи, каждые из которых содержат планки жалюзи. Вертикальное разделение каждого (п +1)-ого зеркала, начиная от п-ого, выполняется таким образом, что проходящий свет падает на поверхность (п +1) -ого зеркала, и свет, отраженный от его поверхности, не блокируется n-ым зеркалом. Угол каждого зеркала относительно оси между зеркалами, называемой осью Z, может быть одинаковым или разным. Угол может быть таким, что отраженный свет от (п +1) -ого зеркала не будет блокироваться задней стороной n-ого зеркала. Угол зеркала может быть таким, что свет отражается в другое местоположение, чем задняя часть ячейки. Свет может отражаться на по меньшей мере один из другого оптического элемента и ячейки PV. Угол зеркала относительно оси между зеркалами, называемой осью Z, может
находиться по меньшей мере в одном диапазоне от в = от 1 ° до 89 °, от в = от 10 °до 75
°, и от в = от 30° до 50°. Вертикальное разделение каждого из (п +1)-ого зеркала, от каждого п-ого может происходить по меньшей мере в направлении ширины каждого зеркала умножить на косинус угла оси Z. В одном варианте осуществления зеркала находятся под углом от приблизительно 6= 45 ° к оси Z, и расстояние разделения составляет по меньшей мере приблизительно 0,71 раза ширины зеркала. Длина каждого зеркала может быть такой, чтобы принимать весь или, по существу, весь свет, излучаемый из ячейки. В одном варианте осуществления, вертикальное разделение каждого (п +1) -ого зеркала от каждого n-ого может быть меньше, чем ширина каждого зеркала умножить на косинус угла с Z осью, в котором каждое зеркало выполнено полупрозрачным (имеет определенную отражающую способность) для света, перемещающегося с направления падения на переднюю сторону зеркала, обращенную в направлении ячейки, и которые является прозрачным (по существу, отсутствует отражающая способность) для света, перемещающегося с направления падения на задней стороне зеркала, которая обращена от ячейки. Ячейка PV может быть расположена в плоскости XY, поперечно направлению распространения света, для того, чтобы накрывать нижнюю укладку в виде жалюзи зеркал, путем приема оставшегося свет, который не был отражен зеркалами укладки в виде жалюзи зеркал. Схематичный чертеж генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющего вид в перспективу внутри системы 26а оптического распределения и фотогальванического преобразования, содержащего полупрозрачные зеркала 23 и фотогальванические ячейки 15, показан на фиг. 2Е.
В одном варианте осуществления, свет падает непосредственно на полость захвата света, такую, как полость, показанная на фиг. 2Е, имеющую полупрозрачные зеркала, которые отражают свет на по меньшей мере одну из множества ячеек фотогальванического типа. Фотогальванические ячейки могут содержать поверхности падения света в полости. Типы ячеек PV могут быть избирательными для разных областей длин волн, таких как видимые волны по сравнению с близкими инфракрасными лучами. Отражение может быть таким, что свет будет оптимально захвачен в полости, в которой он может подвергаться множеству отражений, пока он не будет поглощен фотогальванической ячейкой, в которой фотоны полосы длин волн избирательно поглощаются фотогальваническим типом ячейки, который избирательно предназначен для одного и того же оптического диапазона. В одном варианте осуществления, свет, падающий на фотогальваническую ячейку, которая не является избирательной для соответствующей длины волны, для формирования электронов и дырок, отражается на
ячейку, которая является избирательной. Отражающая способность может быть достигнута путем отражающей поддержки на каждой фотогальванической ячейке, такой, как поддержка в виде электропроводного металла. В одном варианте осуществления дихроичный фильтр может находиться на поверхности фотогальванических ячеек. Дихроичные фильтры могут выбирать свет, соответствующий для того, чтобы согласовывать избирательность фотогальванических ячеек. Невыбранный свет может отражаться на другую фотогальваническую ячейку, которая может быть выбрана для отражения света. Свет может подвергаться множеству отражений и даже может распространяться по траектории, имеющей множество падений на заданной фотогальванической ячейке, до тех пор, пока не произойдет избирательное поглощение. В этом случае, ввиду множества отскоков и падений света, эффективность может быть повышена. Разделение света с помощью дихроичных фильтров также может улучшить эффективность преобразования света в электричество. В одном варианте осуществления свет проходит через клапан света и захватывается полностью светом, в котором свет падает по меньшей мере на одну ячейку PV и может подвергаться по меньшей мере одному отскоку, для падения на ячейку PV или другие среди множества ячеек PV. Захваченный свет по меньшей мере частично преобразуется в электричество. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна первая фотогальваническая ячейка в заданной области длин волн может использоваться в качестве дихроичного фильтра для по меньшей мере другой фотогальванической ячейки с чувствительностью другой области длин волн. Первая фотогальваническая ячейка может поглощать свет, для которого она работает избирательно, и отражать невыбранный свет на по меньшей мере одну из другой фотогальванической ячейки, имеющей чувствительность другой области длин волн. Первая и по меньшей мере другая фотогальваническая ячейка могут иметь такие ориентации, что первая ячейка принимает свет в результате воспламенения топлива и отражает свет на по меньшей мере одну, другую фотогальваническую ячейку. Невыбранный свет может отражаться от первой на другую фотогальваническую ячейку, которая является избирательной для отраженного света. Свет может подвергаться многократным отражениям и даже может перемещаться по траектории, имеющей множество падений на данную фотогальваническую ячейку или по меньшей мере одну, другую фотогальваническую ячейку до тех пор, пока не произойдет избирательное поглощение света и не произойдет преобразование света в электричество.
В одном варианте осуществления материал зеркала обеспечивает частичное пропускание и частичное отражение света. В другом варианте осуществления, среда зеркала, такая, как газ, жидкость или твердое тело, которое окружает зеркала, обладает
проницаемостью, которая обеспечивает избирательную передачу и т отражение, в результате соответствующего изменения пропускающей способности на границе перехода среда-зеркало. В одном варианте осуществления, зеркала могут иметь другую форму, чем такая, как полусферическая, изогнутая, многоугольная и волнистая, такая, как синусоидальная. В одном варианте осуществления в задней части каждой ячейки PV или панели могут быть установлены зеркала, таким образом, чтобы свет в колоннах между панелями PV, в конечном итоге отражался или направлялся на ячейки PV или на стороны панели. В другом варианте осуществления, материал PV может находиться на обеих сторонах вертикальных ячеек или панели 15, как показано на фиг. 2Е таким образом, что материал PV принимает отраженный свет от полупрозрачных зеркал, и по меньшей мере один из случайно отраженного, рассеянного и распространяющегося света между колоннами может приниматься противоположной стенкой PV колонны, для преобразования этого света в электричество. Между материалом PV может быть помещен совместно используемый теплоотвод, такой как охлаждаемый водой теплообменник.
В качестве альтернативы или в дополнение к вертикальной ориентации, система 26а оптического распределения и фотогальванического преобразования может быть ориентирована так, чтобы горизонтальная ось распространения фотона и свет элемента ячейки могли быть по меньшей мере частично направлены вдоль ее горизонтальной оси, благодаря по меньшей мере одной из ячейки в горизонтальном направлении и в результате преломления света, отражения или вторичной эмиссии электронов в горизонтальном направлении по меньшей мере одного оптического элемента, такого, как зеркало, линза и волновод.
В одном варианте осуществления, система 26а оптического распределения и фотогальванического преобразования содержит множество укладок 23 зеркал, каждое со смежной, соответствующей панелью 15 PV ячейки, в которой каждая укладка из зеркал 23 направляет свой отраженный свет на соответствующую панель 15 PV. Панели 15 PV могут быть изготовлены как можно более тонкими, для исключения затенения укладок зеркал. Основание каждой панели 15 PV может содержать по меньшей мере один оптический элемент, для отражения или по-другому направления света, падающего на каждое основание панели PV в укладке зеркал. Например, изогнутые под углом зеркала, закрывающие проекцию основания каждой PV панели, могут перенаправлять свет, падающий на каждое основание так, что он, в конечном итоге направляется на укладку зеркал и ее соответствующую PV панель. В качестве альтернативы, основание может быть покрыто по меньшей мере одной линзой, такой как цилиндрическая линза, для направления света, падающего на основание по меньшей мере на одну
фото гальваническую ячейку и зеркало. Свет также может быть направлен обратно в ячейку и дополнительно отражаться на PV преобразователь. Система из укладок зеркал и PV панелей, ориентированных вдоль оси Z, может содержать опору из PV преобразователя, для приема света от ячейки 26 через окно 20 и преобразования его в электричество. Угол каждого зеркала можно регулировать и динамически изменять в ответ на падающий свет, для того, чтобы обеспечить требуемое распределение света на соответствующей фотогальванической ячейке или панели.
Отражающая способность зеркала может быть переменной вдоль оси падающего проходящего света. Возможность изменения может быть такой, чтобы оптимизировать распределение света в ячейках, для достижения наибольшей возможности и эффективности, без повреждения ячеек при избыточной падающей мощности. В одном варианте осуществления интенсивность света уменьшается, как функция вертикального положения в укладке при удалении от источника света. Таким образом, в одном варианте осуществления, отражающая способность зеркал может соответствующим образом увеличиваться, как функция вертикального положения таким образом, что количество света, отраженного на каждую область соответствующей фотогальванической ячейки или панели может оставаться приблизительно постоянной. Последнее зеркало вертикальной укладки может быть приблизительно на 100 % отражающим таким образом, что свет не теряется из укладки. Свет из ячейки приблизительно на 100% направляется на укладку зеркал, на его падение на фотогальванические ячейки или панели. В одном варианте осуществления отражающая способность (R) и проницающая способность (Т) могут по меньшей мере находиться в одном диапазоне от приблизительно R = 0,0001 % до 100 % и Т = от 0% до 99,999 %, R = от 0,01 % до 95 % и Т = от 0,01 % до 95 %, и в котором отражающая способность может увеличиваться, и пропускная способность может уменьшаться, как функция вертикального положения вдоль укладки, и отражающая способность и проницающая способность могут находиться в пределах по меньшей мере одного из диапазонов.
В одном варианте осуществления, отражающей способностью можно управлять динамически. Соответствующий активный элемент, имеющий переменную отражающую способность, представляет собой электрооптическое устройство, такое как электрохромное зеркало. Динамической отражающей способностью можно управлять с помощью контроллера, такого, как микропроцессор. Отражающей способность можно управлять в ответ на выход мощности из PV ячейки, которая принимает свет из ее соответствующего зеркала. Управление может достигать оптимального облучения PV ячейки, для достижения по меньшей мере одной из пиковой эффективности и пиковой
выходной мощности, без повреждения ячейки. Материал зеркала может содержать материал, обладающий малыми потерями для видимых длин волн, такой, как оптоволоконный материал. В одном варианте осуществления, угол каждого зеркала и отражающая способность и пропускная способность каждого зеркала регулируются. Последняя может изменяться с помощью серводвигателя или другого привода, такого, который соответствует раскрытию, и последнюю можно регулировать путем изменения приложенного напряжения к зеркалу, которое изменяет степень непрозрачности электрохромного покрытия зеркала.
В одном варианте осуществления часть спектра света избирательно отражается и передается в заданное зеркало. Затем, в одном варианте осуществления, соответствующая фотогальваническая ячейка имеет избирательный отклик для избирательного отражения длин волн. На по меньшей мере одно, другое зеркале в укладке, выше n-ого зеркала, может быть выбрано для отражения по меньшей мере части избирательно отражаемого света и направления этого света в соответствующую фотогальваническую ячейку или на панель, которая имеет избирательный отклик для избирательного отражения длин волн. Избирательная отражающая способность на длинах волн зеркал и отклик, согласованный с соответствующими PV ячейками или панелям, может повторяться, как функция положения вдоль укладки, для оптимизации распределения длин волны вдоль укладки зеркал, для достижения по меньшей мере одной из более высокой мощности и эффективности, чем в отсутствие избирательности.
В одном варианте осуществления более длинные длины волн увеличиваются от нижней части в направлении верхней части укладки, ввиду избирательности отражающей способности. В одном варианте осуществления соответствующие PV ячейки от нижней части выбирают для более коротких длин волн, и PV ячейки в верхней части выбирают для более длинных длин волн. В иллюстративном варианте осуществления зеркала на нижних слоях являются избирательными, для отражения видимого и пропускаемого инфракрасного света, и соответствующие PV ячейки имеют высокую эффективность для видимого света. Зеркала в верхних слоях можно выбирать, для отражения инфракрасного, и соответствующие PV ячейки имеют высокую эффективность для инфракрасного света. Соответствующие PV ячейки для видимого света представляют собой монокристаллический кремний или GaAs, и соответствующие инфракрасные ячейки выполнены из германия или кремния - германия. Соответствующие примеры материалов для избирательности длин волн представляют собой дихроичные зеркала, дихроичные отражатели и дихроичные фильтры. В одном варианте осуществления, PV ячейки 15 могут быть по меньшей мере активно и пассивно охлаждаться. Система охлаждения
может содержать теплоотводы, такие как ребра. Теплоотводы могут быть содержать теплопроводящий материал, такой как алюминий или медь. Теплоотвод может охлаждаться по меньшей мере одними из газообразного или жидкого носителя, такого, как воздух и вода, соответственно. В одном варианте осуществления, PV ячейки 15 могут охлаждаться по меньшей мере одним из воздушного охлаждения, такого как струи воздуха, направленные на PV ячейки, и водяное охлаждение, такое, как поток воды через заднюю поверхность PV ячеек или PV панелей к теплообменнику, такому, как радиатор или охладитель, для отбора тепла. Радиатор может по меньшей мере охлаждаться, используя одно из конвекции, теплопроводности и принудительной конвекции. Вместо воздуха может быть другой газ, такой, как гелий, в качестве охладителя газа. В одном варианте осуществления каждый PV ячейка охлаждается микроканальным охладителем, таким, как охладитель на задней стороне ячейки, в котором охладитель, такой, как по меньшей мере один из ШО и этиленгликоль, циркулирует через систему теплоотвода, такой, как по меньшей мере одна из теплообменника и охладителя. В одном варианте осуществления зеркала системы 26а оптического распространения могут охлаждаться, используя по меньшей мере одно из теплопроводности, конвекции, принудительного охлаждения воздухом и охлаждения водой. Система охлаждения водой может содержать микроканал вдоль зеркал, которые минимизируют блокирование света. Свет может отражаться или преломляться в положении микроканалов соответствующим оптическим элементом.
Обращаясь к фиг. 2С1, окно 20 и зеркало 14, открытые для продуктов воспламенения, могут очищаться с перерывами или непрерывно при использовании комбинации газа и ШО, минимизируя оптическую непрозрачность, когда ШО имеет полосы сильного поглощения видимого света. В одном варианте осуществления, тонкий слой материала потока, такого как газ или материал потока ШО, поддерживают для защиты окна 20 от повреждения плазмой. Продукт воспламенения может быть промыт в области сбора, такой, как 24, и, в конечном итоге, он протекает в ванна 5 с потоком воды. Избыточная вода может быть удалена. Ванна 5 может находиться в нижней части ячейки 26. Вращающийся электрод, такой как ролик или электроды 8 в виде зубчатого колеса, могут быть погружены в шлам из твердого топлива, в ванне 5. Подвижные электроды, такие как ролики, могут транспортировать топливный шлам в область контакта между парой роликовых электродов 8, для обеспечения воспламенения.
В одном варианте осуществления инфракрасные длины волн отделяются от более коротких длин волн и передаются из ячейки в область, где сводится к минимуму аттенюация воды, путем ограничения пути передачи ШО. Разделение может быть
достигнуто внутри ячейки. Разделение может быть достигнуто с помощью такого средства, как дихроичное зеркало. Инфракрасный свет может быть по меньшей мере одним из переданного, отраженного и сфокусированного, в случае необходимости, на систему оптического распространения и на фотогальванические преобразователи, в которых используются системы и способы, в соответствии с раскрытием. Газ может использоваться для получения и рециркуляции топлива в области непосредственной близости к окну 20, для исключения затухания света в воде. Газ может использоваться для проталкивания вниз любых перемещающихся вверх продуктов воспламенения, для поддержания прозрачности, для света.
В одном варианте осуществления твердое топливо рециркулируют путем транспортирования продукта воспламенения к зеркалу 14 (фиг. 2С), используя по меньшей мере один из потоков газа и потоков ШО. В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2С1, генератор содержит подачу газа, такую как подача 29 газообразного аргона, и струи газа, такие как струи аргона в системе 30 распространения аргона, для подавления падения вниз продукта воспламенения и очистки окна 20. Струя аргона может содержать аргоновый нож в окне 20, для его очистки. На фиг. 2С2 показан другой угол системы рециркуляции газа. Система извлечения рециркуляции топлива для струи газа может содержать по меньшей мере одно из входного отверстия 37а насоса для газа, насоса 37 для газа и вентилятора для газа, и возвратную линию 38 для насоса газа, в дополнение к линии распределения газа и струям 30. Струи газа и насос, и вентилятор, могут быть расположены так, чтобы достичь восстановления и рециркуляции. В одном варианте осуществления структура выброса газа располагается центра ячейки против выбрасываемой плазмы с обратным потоком от периметра в верхней части ячейки. Продукты воспламенения могут принудительно перемещаться в параболическое зеркало 14 и могут промываться в шламе через ванна 5, через заднюю сторону вращающихся роликовых электродов 8 со струями 21 ШО, направляемыми на параболическое зеркало 14. Струи воды могут быть установлены так для формирования структур потока воды, для достижения рециркуляции ШО. Пример структуры параболического зеркала расположен вниз к центру вдоль задней части роликовых электродов в каждой стороны, с обратным потоком от периметра параболического зеркала. Отражения на воде могут приводить к рандомизации распределения света вдоль системы оптического распределения и фотогальванического преобразования.
В одном варианте осуществления поток газа в противоположном направлении для направления расширения плазмы воспламенения обеспечивается системой потока газа. Что касается фиг. 2С1 И 2СЗ, в одном варианте осуществления, направление
принудительного потока газа может быть в отрицательном направлении вдоль оси Z, в котором среднее направление расширяющейся плазмы воспламенения представляет собой положительное направление вдоль оси Z. Система выброса газа может содержать вентилятор, который может содержать множество планок жалюзи. Планки могут быть прозрачными для по меньшей мере части спектра для света, излучаемого плазмой, такого, как видимый и близкий инфракрасный спектр. Планки могут содержать множество подвижных планок 39 окна (планок жалюзи). В одном варианте осуществления окно 20 может быть выполнено плоским. Планки могут содержать планки 20а жалюзи. Планки жалюзи могут содержать плоское окно, параллельное окну 20, когда планки 39 находятся в закрытом положении. В одном варианте осуществления планки могут быть выполнены по меньшей мере из одного из меди или могут быть изогнуты и расположены зигзагообразно в угловом направлении относительно друг друга, для лучшего перемещения газа. В одном варианте осуществления планки ориентированы под углом относительно друг друга так, что группа кромок планок выметает волну распространения, при вращении планок. В другом варианте осуществления, планки расположены попарно, и смежные планки вращаются в противоположных направлениях. В одном варианте осуществления, планки установлены со смещением от центральной продольной оси для лучшего перемещения газа. В одном варианте осуществления планки установлены с возможностью вращения вокруг одной продольной кромке. Каждая планка 39 может быть соединена с кронштейном 40 на обоих концах каждой планки. Каждое крепление 40 может быть закреплено с держателем 41 крепления с помощью шарнира или подшипника 42 таким образом, что каждая планка может свободно вращаться вокруг продольной оси планки. Крепления 40 планки могут находиться на концах каждой планки 39, для предотвращения блокировки света через вентилятор 20а жалюзи. Планки могут состоять из кварца или стекла, такого как оптоволоконное стекло или стекло из PV покрытия, которое имеет минимальную степень затухания для видимого и близкого инфракрасного света из плазмы. Кромки планок 39 могут быть установлены зеркально для отражения света на кромке. Вращение планок можно усреднять по времени отражения и отражения падающего света, для формирования равномерного распределения вдоль системы 26а оптического распределения и фотогальванического преобразования. Вентилятор жалюзи может содержать систему распространения света для системы оптического распространения. Планки могут приводиться в движение по меньшей мере одним электродвигателем 43. Вращение множества планок может быть тандемным или синхронизированным. Скоординированное вращение может достигаться с помощью синхронизированных электродвигателей или одного электродвигателя, имеющего
множество приводных соединений. В одном варианте осуществления, каждая планка может содержать двойной шкив 44, один ведомый и один ведущий для соседней планки. Каждый двойной шкив 44 планки может приводиться в движение приводным ремнем 45, и шкив 44 может приводить в движение непрерывную перекладину с помощью ремня 46 планки. Каждый крупный шкив может иметь натяжной шкив, для предотвращения проскальзывания ремня. В качестве альтернативы, ремень 45 и 46 может содержать зубчатый синхронный ремень или цепь. В качестве альтернативы, другие соединения, известные в данной области техники, такие как зубчатые колеса или цепи, могут приводить планки во вращение. Вращение планок может выполняться для обеспечения выброса газа, направленного вдоль отрицательной оси Z. Во время цикла вращения поворот вниз ведущей кромки планки проталкивает газ прямо вниз, и соответствующий поворот вверх задней кромки проталкивает газ вверх к окну 20, которое перенаправляет газ вниз. Таким образом, вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки приводит в направленному вниз потоку газа (вдоль отрицательной оси Z).
Роликовые электроды могут использоваться, как направленный вверх роторный насос для твердого топлива, и направленный вниз роторный насос для по меньшей мере одного из газа и ШО. В одном варианте осуществления, уплотнитель 47 ролика предотвращает попадание шлама на оптические элементы, такие как вентилятор 20а жалюзи и окно 20. В случае, когда по меньшей мере одна из некоторой части шлама непреднамеренно попадет на оптику, например, в случае отказа роликовых уплотнителей, таких, как 47, или в случае перебоя воспламенения, порошок для воспламенения накапливает на оптических элементах, тогда шлам может быть очищен, используя по меньшей мере одну из газовой струи, газового ножа, струи воды и водного ножа. ВУ дополнение к проталкиванию продуктов воспламенения вниз на параболическое зеркало 14, вращение планки может механически удалять любые налипшие продукты воспламенения, которые не были задержаны направленным вниз газом. Турбулентность газа, образующаяся на планках и в верхней части окна 20, дополнительно используется для поддержания этих поверхностей свободными от налипания продуктов воспламенения. Такой вентилятор жалюзи, содержащий вращающиеся планки или систему рециркуляции лопастей, может дополнительно содержать датчик налипшего продукта на планках или лопастях, и очиститель планки или лопасти, такой, как по меньшей мере один газовый нож и по меньшей мере одну струю ШО, которая может содержать струю пара. Поток газа через жалюзи может дополнительно использоваться для охлаждения по меньшей мере одного из окна 20, планок 20а жалюзи, и компонентов вентилятора жалюзи, таких как планки 39.
Как показано на фиг. 2G1 и 2Gla, вентилятор жалюзи продувает газ в направлении от окна в верхней части ячейки к параболическому зеркалу 14, и обратный поток газа может протекать через каналы 53 с входными отверстиями 64 для сбора газа на нижней кромке ячейки, такой образом, как кромки параболического зеркала 14. Обратный газ может направляться по каналу в область между окном 20 и вентилятором 20а жалюзи.
В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 2Glb, вентилятор жалюзи, показанный на фиг. 2G1, может быть заменен перфорированным прозрачным окном 20с. Верхнее окно 20 и нижнее перфорированное окно 20с могут формировать полость. Окна могут быть расположены параллельно. Окна могут представлять собой окна с параллельными плоскостями. В полость может поступать газ из канала 53 распределения газа. Как показано на фиг. 2Glc, давление и поток газа в полость могут поддерживаться с помощью канальных вентиляторов 53 а. Газ под давлением может перекачиваться через перфорацию, для распределения вниз, для подавления восходящего потока продуктов воспламенения, как в случае варианта осуществления вентилятора жалюзи. Транспортируемые вниз продукты воспламенения могут быть регидрированы, для формирования твердого топлива, которое рециркулирует, как описано в раскрытии.
Как показано на фиг. 2G1, 2G1A, 2G1B и 2Glc по меньшей мере один из канального насоса и канального вентилятора 53а может быть установлен в линии каналов 53, для увеличения по меньшей мере одной из скорости возврата потока газа, объема и давления в каналах 53, а также, как и по меньшей мере одна из скорости потока газа вниз, объема и давления из верхней части ячейки под действием вентилятора 20а жалюзи и перфорированного окна 20с. По меньшей мере один из насоса и вентилятора 53а может дополнительно обеспечивать всасывание газа на уровне параболического зеркала 14. Газ может всасываться из области параболического зеркала 14 через входное отверстие 64с канала, полость 65 нагнетательного вентилятор и канал 53 во входное отверстие 64а вентилятора с помощью вентилятора 53 а, который выпускает этот газ через выходное отверстие 64Ь вентилятора. Газ может протекать через канал 53 и другую полость 65 нагнетательного вентилятора в область между окном 20 и вентилятором 20а жалюзи или перфорированным окном 20с. Газ в каналах может охлаждаться с помощью теплообменника и охладителя. В других вариантах осуществления, параболическое зеркало 14 может быть заменено другими конструктивными элементами и отражателями, такими, как используются, как средство для сбора продуктов воспламенения и направления их в ванна для шлама и такими, которые также могут использоваться, как отражатель, для направления мощности света ячейки на фотоэлектрический преобразователь. Пример альтернативы для параболического зеркала представляет собой
лоток, имеющий отражательные стенки.
В одном варианте осуществления средство вентилятора содержит установленный вдоль окружности вентилятор, такой как циклонный вентилятор, такой, как вентилятор, коммерчески производимый компанией Дайсон.
На фиг. 2G1, 2G1B, 2G1C и 2Gld, в альтернативных вариантах осуществления, вентилятор 53а канала обеспечивает всасывание газа в корпус 20Ь электрода через по меньшей мере один из каналов по меньшей мере в одной боковой стенке и через фритту 49 под шламом, и в расположенный под ним канал, соединенный с возвратными каналами 53. В одном варианте осуществления газ, собранный из фритты 49, всасывается в канал 65 с помощью насоса 18 через линию 19, переносится к инжекционному насосу 17, и выбрасывается, как струи 21, подаваемые по линии 16. В других вариантах осуществления, вода заменяет газ, в качестве носителя рециркуляции. По меньшей мере элементы 16, 17, 18, 19, 21, 49 и 65 выполнены с возможностью рециркуляции носителя жидкой среды, такой как вода, как представлено в раскрытии.
В одном варианте осуществления генератор содержит порошок только в системе восстановления и рециркуляции продукта воспламенения, в котором пыль продукта воспламенения выдувается вниз с помощью средства вентилятора, такого, как вентилятор 20а жалюзи и перфорированное окно 20с. Газ протекает через каналы 52 (фиг. 2G1 И 2G1B) при вращения вниз части роликов. Каналы 52 соединены с трубопроводами, и газ протекает через трубопроводы, и поднимается пузырьками под поверхностью шлама 48, для смешивания пыли продукта воспламенения с влажным шламом. Газ может быть восстановлен через по меньшей мере одно из сита на боку или в нижней части 49 лотка ванны 5 для шлама, который может содержать корпус 20Ь для электрода. В одном варианте осуществления боковые каналы возврата газа находятся под параболическим зеркалом 14 и над лотком 5 для шлама и вше шлама 48, который находится под параболическим зеркалом. Газ может протекать в каналы 53, для возврата в верхней части ячейки, такой, как область между окном 20 и вентилятором 20а жалюзи или перфорированным окном 20с. В альтернативном варианте осуществления газ может протекать через периферийную сторону каждого роликового электрода 8, через каналы 52 и может отбираться в каналы 53, которые продолжаются так, что они соединяются с корпусом 20Ь электрода. Всасывание может обеспечиваться вентилятором канала 53а для газа. Вентилятор может направлять газ для его выброса в верхней части ячейки через каналы 53. В другом варианте осуществления, канал для газа может представлять собой боковую стенку корпуса 20Ь электрода на фиг. 2G1. В данном варианте осуществления каналы для газовых линий могут находиться под параболическим зеркалом 14 и над
шламом, который находится под параболическим зеркалом.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2G1 и 2Glb, газ перемещается в противоположном направлении, чем направление расширения плазмы, такое как в направлении вниз или в отрицательном оси Z. Газ может протекать вниз под действием вентилятора 20а жалюзи или перфорированного окна 20с. Газ может быть направлен вдоль поверхности параболического зеркала 14 и протекать в каналы на внешнем участке вращающихся роликов 8, где они вращаются в направлении вниз. Вращающийся ролик может использоваться, как роторный насос, для перемещения газа в корпус 20Ь электрода под параболическим зеркалом 14, в котором продукты воспламенения, которые протекают вперед под действием газа, могут входить в контакт со шламом в ванне 5, который может содержать корпус 20Ь электрода. Выходное отверстие канала для газа может находиться выше или ниже поверхности шлама таким образом, что газ и транспортируемый порошок продуктов воспламенения входят в контакт со шламом, и порошок становится частью шлама. Уплотнители 47 вдоль боковых поверхностей роликовых электродов 8 могут задерживать шлам в области корпуса 20Ь электрода, за исключением части, перекачиваемой роликом в область контакта ролика и впоследствии воспламеняемой. В другом варианте осуществления, порошок циркулирует с газом в корпусе 20Ь электрода, в котором газ протекает через шлам 48 и за пределы избирательной мембраны 49, проницаемой для газа, в каналы, которые используются трубопроводом для газа, для возврата к верхней части ячейки. В одном варианте осуществления газ может по меньшей мере либо находиться в контакте с поверхностью шлама и протекать через шлам, для вытекания через избирательно проницаемую мембрану, такую как тонкое сито из мелкой сетки из нержавеющей стали, или фритту 49, для подачи в каналы. Пример экрана содержит сетку из нержавеющей стали в диапазоне от приблизительно 5 до 50 микрон. В альтернативном варианте осуществления экран 49 показан на фиг. 2G1, 2Glb и 2Gld.
В другом варианте осуществления комбинированной системы рециркуляции газа и ШО, показанной на фиг. 2G1, 2Gla, 2Glb, 2Glc и 2Gld, вентилятор 20а жалюзи или перфорированное окно 20с выталкивает продукты воспламенения вниз, и газ возвращается в область между окном 20 и вентилятором 20а жалюзи или перфорированным окном 20с через канал 64 сбора газа вдоль внешней кромки параболического зеркала и по каналам 53 распределения газа. Поток газа может быть усилен вентилятором 53а канала. Продукты воспламенения, которые выталкиваются в параболическом зеркало 14 с помощью потока газа, направленного вниз, могут быть промыты в шламе через струи 21 ШО, которые могут содержать по меньшей мере одну из струй пара. В одном варианте осуществления зеркало 14 содержит поверхность, такую как
кварцевую, стеклянную или Пирекс, к которой прилипает ШО, в результате поверхностного натяжения. Вода может протекать в шлам через сквозные каналы 52, как показано на фиг. 2G1 И 2G1B, и избыток воды может быть удален путем всасывания, такого, как всасывание с помощью насоса 18 всасывания воды через проницаемую для воды мембрану, барьер или фильтр 49 в контакте со шламом 48, такие, как стороны или нижняя части ванны 5 для шлама. Мембрана может быть избирательной для воды таким образом, что, твердые реагенты твердого топлива остаются в лотке для шлама. Мембрана, барьер или фильтр 49 могут содержать сетку, такую как сетка из нержавеющей стали, или фритту, такую, как пористая керамическая фритта или металлическая фритта, такая, как экран из нержавеющей стали 25 микрон. По меньшей мере одной из скорости и избытка, с которой перекачивают воду из шлама, содержащую избыток воды, можно управлять, путем управления по меньшей мере одной из площади мембраны, барьера или фильтра и дифференциального давления через барьер. В одном варианте осуществления скорость потока ШО через экран 49 может увеличиваться при перемешивании, таким, который обеспечивается мешалкой или вибратором. В одном варианте осуществления по меньшей мере одной из скорости и количества, с которой перекачивается вода из шлама, содержащего избыточную воду, управляют, путем управления по меньшей мере одним из повышенного давления на поверхности шлама в ванне 5 и степенью вакуума в шламе, в контакте с мембраной, барьером или фильтром. Градиент давления может измеряться с помощью датчика. В одном варианте осуществления вода может быть накачана обратно, для очистки мембраны, барьера или фильтр, в случае, когда он закупоривается. Контроллер может управлять очисткой в соответствии с датчиком потока. Дифференциальное давление может быть достигнуто и может поддерживаться насосом 18 всасывания воды. Вода может всасываться во входное отверстие 65 всасывания воды и линию 19 всасывания воды. Вода может рециркулировать с помощью насоса 17 выброса водным через линию 21, подаваемой по линии 16. Ванна 5, который может содержать корпус 20Ь электрода, может дополнительно содержать датчик 50 ШО, и гидратация в шламе может поддерживаться в требуемом диапазоне, таком, как диапазон в соответствии с раскрытием, путем добавления воды из резервуара 11 для воды в ответ на показание гидратации. Считывание и управление уровнем гидратации могут быть достигнуто с помощью контроллера, такого, как контроллер, содержащий компьютер. Примеры датчиков гидратации шлама содержат по меньшей мере один из датчика скорости распространения звука, теплопроводности и электропроводности. Генератор может дополнительно содержать по меньшей мере одну мешалку 66 для шлама, приводимую в движение электродвигателем 67 мешалки для шлама, для формирования по меньшей мере
одной из смеси воды и топлива, и поддержания шлама, для того, чтобы способствовать удалению избытка ШО из шлама, используя, например, всасывание через мембрану 49, и проталкивания шлама в область, где вращающиеся электроды 8 могут затягивать его в процесс воспламенения. В другом варианте осуществления, воду удаляют под действием центрифугирования. Вода может протекать через фритту и может удаляться с помощью насосов.
Каждая мешалка может содержать шнек. Каждая мешалка может содержать множество лопастей смесителя, таких, как пара лопастей смесителя, на мешалку. Лопасти могут вращаться в противоположных направлениях, так, как в случае коммерческого смесителя с двумя лопастями. В другом варианте осуществления шнек может приводиться в движение одним электродвигателем, который вращает один вал, в котором шаг шнеков в противоположных половинах имеет противоположную настройку. Генератор может дополнительно содержать источник водорода, такой, как по меньшей мере один из резервуара 68 с водородом и систему электролиза ШО, имеющую средство для подачи только водорода, такое как избирательная мембрана, или другие системы, известные для специалиста в данной области техники. Водород может поступать к ячейку через линию 70 подачи водорода. Генератор может дополнительно содержать датчик 69 водорода и средство для управлять частичным давлением водорода, такое, как контроллер, который может содержать компьютер. Генератор может содержать внешний датчик водорода и средство тревоги для предупреждения о внешней утечке водорода. Контроллер может отключать генератор и останавливать поток водорода от источника, в случае внешней утечки водорода.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Gld, ванна 5 для шлама содержит стороны, которые могут быть наклонными. Наклон может соединять верхний участок внешней кромки с большей площадью поверхности с нижним участком, с меньшей площадью поверхности. Нижняя часть может иметь форму канала, такого, как U-образный канал. В канале могут содержаться мешалки 66. По меньшей мере одна боковая стенка ванны для шлама, такая, как две противоположные длинные стенки прямоугольного сверху ванны для шлама может иметь V-образную форму и может сужаться, для соединения прямоугольной верхней части с U-образным основанием. V-образные стенки могут содержать проницаемую для воды мембрану 49. Ванна, содержащий V-образные стенки, может дополнительно содержать стенки 20d внешнего корпуса, которые формируют непроницаемую для водяную камеру 20е, для подачи в нее воды, отсасываемой через проницаемую для воды мембрану 49. Всасывание может обеспечиваться с помощью насоса 18 всасывания воды, который отводит воду из камеры
20е через линию 19 всасывания воды. Вода может выбрасываться через струи 21 под действием давления через насос 17 выброса воды, подаваемый по линии 16 (фиг. 2G1 И 2G1B). Выбрасываемая вода может промывать порошок для воспламенения в ванна 5 для шлама. В одном варианте осуществления, показанной на фиг. 2Gld, мешалки шламы, такие, как шнеки 66, расположены ниже роликов 8 так, что они подают шлам с обеих сторон в середину, откуда он хорошо всасывается на ролики для воспламенения. Промывочная вода от параболического зеркала 14 может находиться на концах далеко от центра, в котором шлам может погружаться на находящийся ниже шнек 66, для перемешивания и вытеснения вверх в результате переполнения. Поток шлама может содержать циркуляцию для перемешивания в ванне 5 для шлама. В другом варианте осуществления камера 20е содержит газ и воду, и система генератора дополнительно содержит вакуумный насос, который поддерживает всасывание через проницаемую для воды мембрану/фритту 49. Входное отверстие для насоса может находиться выше уровня вод в камере 20е и может проникать через корпус 20Ь электрода. Входная линия насоса может принимать газ из камеры 20е, и выходная линия насоса может выводить этот газ в другую область ячейки за пределами по меньшей мере одного из ванны 5 для шлама и корпуса 20Ь электрода. В одном варианте осуществления газ может выпускаться в канал 53. В одном варианте осуществления давлением наноса для газа и давлением насоса для воды управляют так, чтобы достигались требуемое всасывание воды через проницаемую для воды мембрану/ фритту 49, всасывание воды через водяные наносы 18 и 17, и накачка газа с помощью газового насоса. В одном варианте осуществления, относительными давлениями насоса управляют для исключения перекачивания воды в газовый насос.
Мощность и энергия, потерянная в неосветовых компонентах запасов энергии, таких как работа, связанная с давлением - объемом, нагревом реагентов твердого топлива на основе ШО и продуктов, таких как матрица порошка металла, и нагрев и испарение воды могут быть уменьшены, в результате по меньшей мере одного из изменения радиуса кривизны роликовых электродов, изменения кинетической энергии топлива путем изменения скорости вращения роликов, снижения плотность продуктов взрыва, и изменения содержания ШО, используя такое средства, как всасывание через полупроницаемую мембрану и приложение давления к топливу со стороны роликов.
В одном варианте осуществления компоненты генератора, такие как зеркало 14 и по меньшей мере один из прикрепленных компонентов, таких как входы в каналы 53 и струи 21 воды , могут быть изготовлены с помощью по меньшей мере одного способа, известного в данной области техники, такого, как 3-D печать, отливка и фрезерование.
В альтернативном варианте осуществления порошковые продукты воспламенения,
такие как порошок дегидратированного твердого топлива, могут удаляться с помощью потока газа, такого, как всасывание. Порошок может собираться на фильтре. Собранный материал может быть удален и может быть регидратирован и рециркулирован, как твердое топливо на основе Н2О. Удаление может происходить, используя промывку ШО. Удаление может выполняться пневматически, при этом порошок может быть управляемо гидратирован в ванне 5 для шлама. Смытый шлам или порошок могут транспортироваться в шлам через ванну, в соответствии с раскрытием. Избыточная вода может быть удалена с помощью средства, в соответствии с раскрытием, перед тем как или после того, как смывка шлама будет транспортироваться в ванна для шлама. В иллюстративном варианте осуществления порошковый продукт воспламенения собирают в вакуумном очистителе, фильтр вакуумного очистителя промывают ШО периодически или постоянно, получаемый в результате шлам протекает в резервуар разделения ШО, такой, как ванна 5, и избыток воды удаляют с помощью такого средства, как по меньшей мере одна струя газа, которая выдувает избыток ШО и он всасывается через избирательную для ШО проницаемую мембрану. В качестве альтернативы, обработанный вакуумом или всасываемый порошковый продукта воспламенения может быть подан непосредственно в ванна шлама или вначале в резервуар для гидратации, в форме порошка. Порошок может быть регидратирован в ванне 5 для шлама или в резервуаре и может быть подан в ванна для шлама. Система может быть, по существу, выполнена герметичной так, чтобы на нее несущественно силы гравитации или центробежные силы во время применения, такого, как применение на транспорте, например, в авиации. Порошок или шлам могут транспортироваться в ванна, используя описанное в данном раскрытии средство, такое как пневматическое или механическое средство. В качестве альтернативы, газ, содержащий порошок для воспламенения, может протекать в охлаждаемый резервуар, который собирает порошок и, в случае необходимости, регидратирует его и транспортирует этот порошок или шлам в ванна 5 для шлама, в соответствии со средством, описанном в данном раскрытии.
В одном варианте осуществления вращающимися электродами 8 управляют с достаточной скоростью вращения, для транспортирования твердого топлива из резервуара, такого как ванна 5 для шлама, в область контакта пары электродов, таких, как ролики, для обеспечения воспламенения. В иллюстративном варианте осуществления, при использовании медных роликовых электродов диаметром 3 дюйма, вращающиеся ролики с высокой скоростью вращения, больше чем 1000 оборотов в минуту, нижняя часть которых погружена в шлам, состоящий из Ti (50 моль %) + ШО (50 моль %) или Ti + MgCh (50 моль %) + ШО (50 моль %), транспортирует топливо из
положения 0 = 180°,^ = 0° в положение # = 90°,^ = 180° , и сжатие в области контакта ролика приводит к воспламенению. Свет падает преимущественно вертикально (направление оси Z). Это можно ожидать, поскольку плазма не имеет возможности расширения вниз, из-за давления шлама, и вертикально направленная кинетическая энергия топлива, приложенная роликами, приводит к вертикальному расширению плазмы. В одном варианте осуществления система 14 зеркал окружает электроды, такие как роликовые электроды 8, и направляет свет вертикально. Система зеркал может содержать параболическое зеркало 14. Электроды 8 могут находиться в таком положении, как рядом с фокусом, таким образом, что свет оптимально направляется вверх в верхнюю часть ячейки. Верхняя стенка ячейки может содержать окно 20, которое пропускает свет в систему 26а для оптического распределения и фотогальванического преобразования, такую, как система, содержащая уложенные друг на друга последовательности полупрозрачных зеркал 23 и фото гальванические панели 15 (фиг. 2С И 2С1).
Высокоскоростную видеозапись воспламенения топлива на основе Н2О, содержащего Ti + MgCh + Н2О, выполняли с помощью камеры Эджетроникс. Некоторые наблюдаемые явления, из-за реакции гидрино, представляли собой: (i) топливо на основе НгО демонстрировало микровзрывы фрактального типа после первичных воспламенений, то есть, наблюдался каскад последовательных воспламенений; (ii) микровзрывы фрактального типа накладывались на быстрые инжекции топлива и воспламенения, для получения нелинейного, мультипликативного выхода энергии; (ш) микро-аэроизоляцию НгО на основе твердого топлива, по мере его воспламенения, формирует явления типа плазменного свечения, и (iv) топливные гранулы, такие как Ti + Н2О в чашках Al DSC, которые подвергались воспламенению, демонстрировали реверберацию ударной волны. В одном варианте осуществления, каскад микровзрыва усиливался по меньшей мере как по скорости, так и по ширине применения по меньшей мере одного из внешнего электрического поля, подачи тока и внешнего магнитного поля. Внешнее электрическое поле и ток могут быть поданы через электроды, находящиеся в контакте с выходом воспламенения, таким, как плазма, формируемая в результате воспламенения твердого топлива на основе НгО и внешнего источника питания, который может получать питание от генератора. Электрическое поле и ток могут находиться в пределах диапазонов раскрытия, таких, как от 0,01 В/м до 100 кВ/м и от 1 А до 100 к А, соответственно. Частота прикладываемого электрического поля и тока может находиться в пределах диапазонов возбуждения плазмы, в соответствии с раскрытием, такого, как в диапазоне от 0 Гц до 100 ГГц. В иллюстративных вариантах осуществления AC, RF и микроволновые возбуждения могут быть обеспечения генераторами, в соответствии с раскрытием. Магнитное поле
может быть обеспечено по меньшей мере одним из электромагнитов и постоянных магнитов, таких, как в соответствии с раскрытием. Электромагниты могут содержать катушки Гельмгольца. Магнитное поле может находиться в диапазоне от 0,001 Т до 10 Т. Магнитное поле может быть постоянным или может изменяться по времени. Частота прикладываемого переменного магнитного поля может составлять по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,001 Гц до 10 ГГц, от 0,1 Гц до 100 МГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 1 Гц до 100 кГц, и от 1 Гц до 1 кГц. В одном варианте осуществления, переменное магнитное поле может получено в результате вращения постоянного магнита или электромагнита. Вращение может быть достигнуто, используя электродвигатель, который механически вращает магнит. В другом вариант осуществления магнитное поле вращается электронно. Электронное вращение может быть обеспечено путем управления изменением тока в пространстве и времени, как известно для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления магнитное поле содержит плазму, для увеличения концентрации реагентов гидрино и, таким образом, увеличения скорости реакции гидрино.
В одном варианте осуществления свет может выводиться через по меньшей мере один оптический элемент, который уменьшает интенсивность света, благодаря расфокусировке или рассеиванию света. Свет с уменьшенной интенсивностью может падать на систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, который может иметь большую проекцию на землю или может закрыть большую площадь поперечного сечения, чем окно 20. В иллюстративном варианте осуществления, окно 20 содержит линзу, которая расфокусирует свет, который падает на систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, который имеет большую площадь поперечного сечения. Окно 20 может содержать вогнутые линзы. Линзы могут содержать линзы Френели. Система 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя могут содержать дополнительные входные оптические элементы, такие, как по меньшей мере одно зеркало, линзы, оптоволоконный кабель, и оптический волновод, для направления света с пониженной интенсивностью, такого, как рассеянный или расфокусированный свет, в столбцы системы 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя. В другом варианте осуществления свет может выходить через по меньшей мере через один оптический элемент, который увеличивает интенсивность света, используя такое средство, как фокусирование или концентрация света. Свет с повышенной интенсивностью может падать на систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, который может иметь меньшую проекцию на землю или закрывать
меньшую площадь поперечного сечения, чем окно 20. В иллюстративном варианте осуществления окно 20 содержит линзу, которая фокусирует свет, который падает на систему 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, который имеет меньшую площадь поперечного сечения. Окно 20 может содержать выпуклые линзы. Линзы могут содержать линзы Френеля. Система 26а оптического распределение и фотогальванического преобразователя может содержать дополнительные входные оптические элементы, такие, как по меньшей мере одно зеркало, линзы, оптоволоконный кабель и оптический волновод для направления света повышенной интенсивности, такого как концентрированный или сфокусированный свет, на столбы системы 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя. В этом случае ячейка 26 стандартного размера, содержащая систему воспламенения и регенерации, которая используется, как источник света, может представлять собой модуль, который может выводить диапазон оптической энергии, такой, как в диапазоне от 10 кВт до 50 МВТ, и система 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя может иметь такие размеры, чтобы преобразовывать оптическую энергию в электроэнергию, в которой поперечные сечения окна 20, и система 26а оптического распределения и фотогальванического преобразователя, могут быть разными. Некоторые иллюстративные рабочие параметры для электроэнергии 10 МВТ представлены в ТАБЛИЦЕ 8. Некоторые из независимых параметров представлены без протокола для расчетов. Способы для расчета других зависимых параметров представлены в ТАБЛИЦЕ 8. Параметры представляют собой иллюстративные параметры для 10 МВТ электроэнергии. Параметры могут быть пропорционально масштабированы для других значений мощности.
длительности импульса 0,5 мс)
Диаметр ролика
10 см
Скорость вращения ролика
Диаметр ролика 10 см X 2000 Об/мин = 1050 см/с
Размеры топлива
Н: 0,3 см
L: скорость вращения ролика / частоту цикла = 1050 см/с/2000 Гц = 0,525 см W: Объемный поток топлива/частота цикла/H/L = 1000 см3/с/2000 см см/0,525 Гц/0,3 = 3,17 см (Ширина роликового электрода)
Ток воспламенения
От 20 000А до 30 000А
Напряжение воспламенения
4,5 В-8 В
Пиковая входная мощность системы
От 90 кВт до 240 кВт
Средняя по времени мощность системы
Входная энергия X воспламенения на частоту воспламенения = 5 Дж X 2000 Гц = 10 кВт
Рабочий цикл источника питания
Средняя по времени мощность системы/ пиковая входная мощность системы = 10 кВт/165 кВт = 6 %
Длительность импульса
Мощность воспламенения/пиковая входная мощность системы = 5 Дж/165,000 = 30 /лс Длительность импульса X рабочих циклов = 0,5 мсХ6% = 30 juc
Анализ продукта реакции
Выполнять анализ/мониторинг в режиме онлайн, такой, как IR, в отношении содержания водяного топлива
Рабочая температура
<100 °С на электродах со шламом
Рабочее давление
Ожидаемый диапазон <2 PSIg
Спектр
Эмиссия от чёрного тела плазмы при 3500 - 5500 к чёрного тела, в зависимости от состава топлива и параметров воспламенения
Площадь концентратора PV (Освещение 1000 солнц, эффективность 40%)
Оптическая мощность/эффективность освещения/эффективность = % 1МВт/м2/10 МВТ/40 = 25 м2
Ширина оптического распределения и системы фотогальванического преобразования
0,5 м
Длина оптического распределения и системы фотогальванического преобразования
1 м
Промежуток между центрами панелей PV
2,08 см
Количество панелей PV
Ширина системы/промежутки панели PV + 1 = на 50 см/,.08 см + 1 = 25 панелей
Высота системы оптического распределения и фотогальванического преобразования
Площадь Концентратора PV / Количество панелей/ширину системы PD PV & PVC = 25 м2/25 панелей/1 м = 1 м.
Зеркало может перемещаться динамически. Активные зеркала могут получать
растровые изображения или могут выполнять сканирование по времени с частотой,
которая делит свет между приемными фотогальваническими элементами таким образом,
что обеспечивается максимальное использование возможностей фотогальванического
элемента. Разделение света также может обеспечиваться, благодаря полупрозрачному
свойству зеркал из стопки зеркал. В одном варианте осуществления частота получения
растрового изображения или сканирования светом по приемным элементам выполняется с
большей частотой, чем время отклика фотогальванических элементов таким образом, что
облучения, по существу, является постоянным. Эта скорость содержит временную
скорость плавления. В вариантах осуществления, скорость получения растрового
изображения или сканирования может быть более быстрой или медленной, в соответствии
с требованиями в диапазоне от приблизительно 1% до 10000% временной скорости
плавления. В одном варианте осуществления, подвижные или активные зеркала содержат
пьезоэлектрические, пневматические и механические приводы. Примеры компонентов
системы зеркал сканирования, таких, как динамические зеркала, такие, как
пьезоэлектрический кончик/наклонные зеркала, и электродвигателя управления зеркал, и
компоненты вспомогательной системы, такие, как моторизованные каскады или
активаторы микроустановки положения, контроллеры электродвигателей и датчики
положения описаны в
варианте осуществления каждое зеркало содержит сегментированное зеркало. В одном варианте осуществления сегментированные зеркала приводятся в движение по меньшей мере одним из пьезоэлектрического, пневматического и механического приводов. В одном варианте осуществления подвижные зеркала содержат вращающиеся зеркала, такие как вращающиеся многоугольные зеркала, с помощью которых получают растровые изображения или сканируют свет в приемных ячейках PV. В одном варианте осуществления, модуляцией света подвижными зеркалами можно управлять, используя выходную мощность PV, как функцию времени, которая изменяется в ответ на скорость получения растрового изображения света и выравнивание в приемной ячейке PV.
Энергия от преобразователя PV может быть передана в систему батарей, такую, как система литий-ионной батареи (27 или 34 на фиг. 2С1). Преобразованное с помощью PV электричество может заряжать аккумуляторные батареи. Аккумуляторные батареи могут обеспечивать питание для системы воспламенения, и их напряжение может быть дополнительно обработано выходным контроллером/блоком обработки выходной энергии. Батареи и выходной контроллер/блок обработки энергии могут содержать
систему, аналогичную используемой при обработке энергии солнечной электростанции, как известно специалистам в данной области техники.
В одном варианте осуществления система воспламенения содержит блок обработки энергии из преобразователя PV. Обработанная энергия может по меньшей мере частично расходоваться на питание системы воспламенения. Обработанная энергия PV может содержать AC, DC и их варианты. Энергия PV может заряжать элемент сохранения, такой, как по меньшей мере один из конденсатора и батареи, такой как показан в позиции 27 на фиг. 2С1. Элемент сохранения может быть соединен с элементом цепи системы воспламенения, такой как источник электрической энергии, электрическая шина и электроды. Элемент цеп может быть самоинициирующимся. Инициатор может быть достигаться, когда элемент сохранения заряжается до порогового значения. В качестве альтернативы, элемент сохранения может быть инициирован с помощью переключателя, такого, как по меньшей мере один из множества одного или больше членов группы кремниевого терристора (SCR), биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT), полевого транзистора типа металлооксидного полупроводника (MOSFET), и газовой лампы. В одном варианте осуществления источник большого тока, такого как постоянный ток, содержит многополярный генератор. В одном варианте осуществления энергия воспламенения прикладывается постоянно. Ток для достижения воспламенения может быть существенно выше во время инициирования по сравнению с постоянно работой. В одном варианте осуществления высокая степень инициации или запуск ток могут обеспечиваться с помощью схемы запуска, которая может содержать по меньшей мере один из элемента сохранения энергии, такой, как один элемент, содержащий по меньшей мере один конденсатор и батарею, и источник питания. В одном варианте осуществления запуск может обеспечиваться с использованием стандартного рабочего тока в устойчивом состоянии, в котором плазма накапливается со временем для уровня установившегося состояния при приложенном токе. Соответствующие токи для непрерывной работы меньше, чем токи для прерывистого воспламенения, такие как применяются, используя переключатель, такой как механический или электронный переключатель, в соответствии с раскрытием, может представлять собой по меньшей мере в один из диапазона от 0,1 % до 90 %, от 1 % до 80 %, от 5 % до 75 %, и от 10% до 50 % больше, чем для тока воспламенения, который прикладывается попеременно. Примеры постоянно приложенных токов воспламенения находятся по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 100А до 10 000А, от 500 А до 7 500 А, от 1000 А до 5 000 А, от 1500 А до 2000 А. Согласование мощности воспламенения со скоростью транспортирования топлива может обеспечиваться с помощью контроллера, для
оптимизации вывода мощности при заданной требуемой выходной мощности. Контроллер может соответствовать энергии воспламенения для световой энергии из соответствующего воспламеняющегося топлива, для достижения оптимального прироста энергии, в результате формирования гидрино. Контроллер может управлять по меньшей мере одной из скорости потока топлива, тока воспламенения и напряжения воспламенения. Скоростью потока топлива можно управлять путем управления скоростью вращения ролика, и толщины топлива, нанесенного на ролик или подвижные электроды другого типа. Контроллер может принимать вход от датчика, который может определять присутствие или отсутствие топлива между электродами. Датчик может быть оптическим. Датчик может чувствовать по меньшей мере одно из отражения, рассеивания и поглощения топлива для каждого электрода. Датчик может содержать устройство формирования изображения, такое, как высокоскоростная камера.
В одном варианте осуществления система воспламенения содержит переключатель для по меньшей мере одного из инициирования тока и прерывания тока, после достижения воспламенения. Поток тока может быть инициирован с помощью гранулы, которая заполняет зазор между электродами. Переключатель для инициирования тока может представлять собой по меньшей мере один из механического и электронного. Электронный переключатель может содержать по меньшей мере один из переключателя IGBT, SCR и MOSFET. Ток может прерываться после воспламенения, для оптимизации выходной энергии, генерируемой гидрино относительно входной энергии воспламенения. Система воспламенения может содержать переключатель, который позволяет пропускать управляемое количество энергии в топливо, для обеспечения детонация и отключения питания во время фазы, при котором генерируется плазма, вызываемая плазменной фазой воспламенения. В одном варианте осуществления ток прекращается в результате истощения по меньшей мере одной из доступной энергии, энергии, тока или заряда, от которых обеспечивается питание воспламенение, такое, как заряд конденсатора, батарея конденсаторов или аккумуляторная батарея или ток в трансформаторе. В одном варианте осуществления прекращение или перерыв подачи тока в плазму достигается путем механического удаления электропроводного топлива между электродами ролика. Скоростью транспортирования электропроводного топлива через область контакта между электродами можно управлять для управления длительностью времени электрического контакта. Временные характеристики удаления электропроводного топлива могут быть достигнуты путем управления скоростью вращения электродов. Скорость колеса может быть увеличена для замыкания контакта быстрее, для обеспечения более короткой длительности до прекращения тока или прерывания во время фазы плазмы после
воспламенения. Прекращение тока после воспламенения может оптимизировать входную энергию. Прекращением потока тока через фазу плазмы при воспламенении может управлять с помощью датчика, такого, как по меньшей мере один из датчика тока, напряжения, электропроводности, датчика энергии, света и датчика давления, и контроллера, такого, как компьютер.
В другом варианте осуществления коммутатор может содержать механический переключатель. Контакт между электродами может периодически прерываться, в результате физического их разделения на достаточное расстояние, такое, что низкое напряжение не может поддержать электрический контакт между ними. В одном варианте осуществления, в котором поток тока с электродами разделяется, разделение является достаточным, чтобы ток не содержит существенной паразитной утечки от системы заряда, такой как обработанная энергия или прямая подача энергия от PV преобразователя. В одном варианте осуществления механическая система для разделения электродов попеременно и, в случае, необходимости периодически может содержать по меньшей мере один из вращающегося механизма и линейного механизма. Вращающийся механизм может содержать кулачок, в которой качаются роликовые электроды вперед и назад, для достижения изменения в разделении с течением времени. Расческа может приводиться в движение с помощью серводвигателя. Механическое разделение электродов может быть достигнуто с помощью активаторов, таких, как соответствуют раскрытию, такие как соленоидные, пьезоэлектрические, пневматические активаторы, активаторы приводимые в движение серводвигателем, кулачки, приводимые во вращение череп соединение для привода во вращение, и приводимые в движение электродвигателями винтовые активаторы. В одном варианте осуществления попеременное разделение может быть достигнуто с помощью давления от события воспламенения, которое проталкивает электроды на расстояние, в котором контакт повторно восстановлен с помощью механизма восстановления, такого, как пружина. Разделение может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 0,001 см до 3 см, от 0,01 см до 1 см, и от 0,05 см до 0,5 см. Само по себе воспламенение может быть инициировано с помощью по меньшей мере одного механизма, с помощью которого происходит заряд напряжения для достаточно высокого уровня, и зазор разделения достаточно мал, из-за передвижения электродов ближе друг к другу. В еще одном, другом варианте осуществления, электроды отделяются зазором, который является по меньшей мере минимальным, для предотвращения воспламенения в отсутствие топлива. Транспортирование в высокой степени электропроводного топлива в область между зазорами обеспечивает достаточный электрический контакт между электродами, для
обеспечения протекания большого тока для воспламенения. В одном варианте осуществления, в котором топливо в области между зазорами воспламеняется, и теряется в результате воспламенения, ток, по существу, прекращается, поскольку зазор присутствует без электрического соединения топлива.
В одном варианте осуществления система механического натяжения и установки положения поддерживают натяжение и положение пары электродов относительно друг друга таким образом, что ток можно поддерживать на приблизительно постоянном уровне тока или можно оптимально поддерживаться, в качестве постоянного. В другом варианте осуществления система механического натяжения и установки положения поддерживает натяжение и положение пары электродов относительно друг друга таким образом, что ток является пульсирующим. Механическая система может содержать по меньшей мере один из шнека, пневматического, гидравлического, пьезоэлектрического и другой механической системы, известной в области техники, которая позволяет выполнять активацию, такую, как линейная активация по меньшей мере одного электрода относительно другого, для обеспечения изменения по меньшей мере при одном из разделения и натяжения между электродами. Положением и натяжением можно управлять с помощью контроллера, такого, как один с датчиком и компьютером. Датчик может детектировать сигнал, соответствующий изменению оптимального состояния тока. Сигнал может быть реактивным или может представлять собой отраженный ток от тока воспламенения, который по меньшей мере частично разорван, изменение крутящего момента электродвигателей, таких как серводвигатели, в результате изменения напряженности, и изменения при излучении света. Установка положения может быть динамической, в соответствии со шкалой времени длительности излучения света после воспламенения. В качестве альтернативы, установка положения может быть существенно жесткой, возникающей не более длительных временных шкалах. Система может обладать большей или меньшей гибкостью для предоставления требуемого тока в ответ на динамическое давление, формируемое в результате детонации топлива. Установленное положение может периодически регулироваться. Регулировка может быть выполнена с помощью системы механического напряжения и установки положения. Пример механической системы представляет собой стержень с резьбой, который соединен с подвижным столиком, на котором установлен один ролик и ведущий двигатель. Стержень с резьбой может иметь гайку, которая затягивается или которая ослабляется так, что стол движется вперед или в сторону от противоположного электрода, который может находиться в фиксированном положении. В альтернативном иллюстративном варианте осуществления, электрод, такой как электрод, на котором установлен его собственный
электродвигатель привода на подвижном столе, перемещается с помощью пьезоэлектрического активатора. Активатор может приводиться в движение с помощью источника питания. Источником питания можно управлять контроллером. В случае, когда электроды удерживаются в относительно фиксированном положении, за исключением регулировок на основе оптимизации операционный условий, электроды поддерживаются с помощью фрезерования. Фрезерование может обеспечиваться с фиксированным абразивным лезвием, которое перемалывает поверхность ролика, по мере вращения электрода. Высота лезвия может быть регулируемой.
В одном варианте осуществления, роликовый электрод может вращаться вокруг подшипника, такого, как подшипник скольжения. Диаметр и соответствующая окружность подшипника скольжения могут быть достаточными, для предотвращения перегрева и заедания. На поверхности может быть нанесено гальваническое покрытие или они могут быть покрыты проводником, таким как Ag, Cu, Ti, TiO ИЛИ Cr, что улучшает долговечность. Поверхности подшипника могут содержать разные материалы, для улучшения долговечности, такие как CU, на одной стороне, и медь, покрытая серебром -на другой. В одном варианте осуществления подшипник скольжения выполнен подпружиненным. Расширяемое внутреннее кольцо электрода может прижиматься к внешнему кольцу электрода с помощью, для обеспечения электрического контакта, в котором одно кольцо вращается относительно другого. Подшипник скольжения может охлаждаться. Подшипники могут иметь водяное охлаждение. Подшипники скольжения могут содержать контактное кольцо. Вращающийся вал, соединенный и электрифицированным от подшипника скольжением, может поддерживаться другим подшипником, кроме подшипника скольжения, таким, как роликовый подшипник. Альтернативные подшипники, известные специалистам в данной области техники, такие как шариковые подшипники и подшипники, имеющие элементы, которые увеличивают контакт тока через шарики шариковых подшипников, такие, как подшипники, имеющие цилиндрические элементы, также находятся в пределах объема изобретения. В одном варианте осуществления, электропроводная шина, такая как шина 9, показанная на фиг. 2С1, может поворачиваться в рамочном кронштейне, на концах, противоположных соединениям ролика 8. Подвижный или гибкий соединитель с электропроводной шиной может подавать большой ток низкого напряжения для энергии воспламенения от источника электроэнергии. Электропроводная шина может быть электрически изолирована, за исключением мест для соединения с источником электропитания. Пример соединения представляет собой провод в оплетке. Рассмотрим каждый элемент пары роликовых электродов. Ролик может приводиться в движение от электродвигателя,
который может быть установлен на раме или может быть установлен так, что он шарнир но поворачивается с шарниром электропроводной шины 9 или 10. Ролик может приводиться в движение соединением для привода, таким как ремень, цепь или зубчатые колеса. В качестве альтернативы, ролик может приводиться в движение вторым роликом, находящимся в контакте с электродом ролика, в котором второй ролик приводится в движение от электродвигателя, такого, как электродвигатель. В другом варианте осуществления ролик может приводиться в движение электромагнитным приводом. Электромагнитный привод может содержать по меньшей мере один из постоянного или электромагнитного, установленного на ролике (роликовые магниты) с независимым противоположным постоянным или электромагнитным, установленным на механизме привода (магниты привода) с зазором между магнитами ролика и магнитами привода. Магниты привода могут вращаться от электродвигателя, такого, как электродвигатель. Вращающиеся магниты привода могут механически связываться с магнитами ролика, для вращения их и постоянного поворота роликового электрода. Ролик и магниты привода могут содержать электродвигатель с одним набором магнитов, который работают, как ротор, и с другой стороны, как статор. Электродвигатель может содержать щетки или может быть бесщеточным, таким, как электродвигатель с электронной коммутацией. В другом варианте осуществления электродвигатель может быть установлен на раме, и электродвигатель может непосредственно приводить во вращение ролик 8 через вал 7, через механический соединитель, который может представлять собой по меньшей мере один из электрического изолятора или может иметь электрический изолятор, и изгиб, или может быть выполнен с возможностью изгиба, для обеспечения возможности движения ролика. Изгиб может обеспечивать максимальный диапазон смещения ролика от точки соприкосновения от приблизительно 1 мм до 1 см. В других вариантах осуществления, вал 7, ролик 8 и электропроводная шина 9 или 10 могут быть установлены на подвижном столе, на направляющих, для обеспечения возможности возвратно-поступательного движения электродов, находящихся в контакте и их смещения. В одном варианте осуществления, электропроводная шина выполнена сверхпроводящей. Сверхпроводящая электропроводная шина может быть более компактной, чем обычная электропроводная шина.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Gldl по меньшей мере одна электропроводная шина 9, которая шарнирно поворачивается на электроизолированном шарнирном соединении, таком, как подшипник или изгиб на конце, установленном в верхней части, находится за пределами корпуса 20Ь электрода. Шина может быть электрически соединена с источником электропитания 2 с помощью соединенного
гибкого проводника, такого, как провод 75. Ролик 8 может быть жестко соединен с валом 7, который проникает через внешние стенки 20d корпуса 20Ь электрода. Паз, который обеспечивает возможность качательного движения вала 7 через стенки 20d, герметично установлен с использованием уплотнителя прокладки 59 приводного вала. Вал 7 соединяется с подшипником, таким, как подшипник 73 а скольжения и другими подшипниками, в соответствии с раскрытием, установленным на конце шарнирно поворачивающейся электропроводной шины 9, противоположно шарнирно установленному концу. Вал 7 может дополнительно содержать опосредованный механизм привода на установочном выступе, на участке вала 7, который выступает из подшипника. Опосредованный механизм привода может содержать шкив 71, поворачиваемый валом 74 и электродвигателем 12 или 13, отдельно установленными на раме. Ведущий шкив 71а ролика соединен с ведущим валом 74, который удерживается ведущим подшипником 73, который может приводиться в движение ведущим ремнем 72 вала, приводимым в движение ведущим шкивом 71. Альтернативный механизм привода содержит механизм ротор-статор, в котором магниты ролика могут быть закреплены на симметричной вдоль внешней окружности монтажной структуре на конце вала 7, такой, как установочный диск. Электропроводная шина 9 может быть подпружинена с помощью пружины 57, соединенной с основой 57а, которая прикладывает давление к электропроводной шине, для приложения натяжения к роликовым электродам 8. Внешняя стенка 20d корпуса корпуса 20Ь электрода может содержать мю металл, для экранирования привода ротор-статор от магнитных полей, производимых током воспламенения. Преимущество варианта осуществления с электропроводной шиной с шарнирным кулачком состоит в том, что они позволяют размещать электроизоляции электропроводной шины в нижней точке шарнира на расстоянии от горячей области, расположенной ближе к роликовым электродам 8.
Электрическая шина, выполненная с возможностью шарнирного поворота, позволяет сделать натяжение и зазору между роликовыми электродами переменными, как представлено в раскрытии. Механизм восстановления для разделения силы, следующе после воспламенения твердого топлива, может представлять собой один, в соответствии с раскрытием. Примеры механизмов восстановления представляют собой пружины, пневматические устройства, гидравлические устройства и пьезоэлектрические приводы. Варианты осуществления, которые содержат шарнирный поворот ролика на электрической шине с отдельно установленным электродвигателем и восстанавливаются с помощью механизма восстановления, могут быть более быстрое время отклика на восстановление, по сравнению с вариантом осуществления, в котором электродвигатель привода ролика и ролик установлены на подвижном столе. Отклик может быть более
быстрым, из-за уменьшенной массы. Время отклика может также быть уменьшено, в результате использования механизма восстановления с более высокоэффективной постоянной пружины. Время отклика можно регулировать до требуемого значения. Регулировка позволяет получать по меньшей мере одно из желательных значений мощности и энергии. Регулировка может выполняться с помощью контроллера, такого, как содержащего по меньшей мере один датчик, такой, как по меньшей мере один из датчика натяжения, положения и датчик напряжения, и компьютер.
В другом варианте осуществления периодический контакт может быть достигнут с использованием неоднородной поверхности на по меньшей мере одном из вращающихся электродов, таких, как электрод, содержащий лепестки или грани, содержащие приподнятые и опущенные, или зазубчатые области. Контакт может быть достигнут, когда приподнятые области на противоположных электродах входят в непосредственную близость, в результате вращения, и контакт теряется, когда опущенные области устанавливаются сопредельно друг другу. В качестве альтернативы, контакт может быть достигнут, когда приподнятые области электрода в виде лепестков входят в контакт с полукруглым противоположным роликовым электродом во время вращения и наоборот. Чередующийся электрический контакт приводит к пульсации тока. Соответствующая конструкция электрода, имеющая неоднородность на периметре поверхности, для обеспечения переменного контакта представлена в предыдущей заявке РСТ №, PCT/US 14/32584 под называнием "Photovoltaic Power Conversion Systems and Methods Regarding Same" поданной 1 апреля 2014 г." 040114 and РСТ No. PCT/IB2014/058177 entitled, "Power generation systems and methods regarding same", поданной 10 января 2014 г., которые здесь полностью по ссылке. В качестве альтернативы, периметр роликового электрода по меньшей мере одного ролика может находиться на одном уровне со взаимодействующими, относительно непроводящими или изолирующими секциями, областями или сегментами. Изолирующие секции ролика могут содержать поверхности и могут, в случае необходимости, содержать расположенные ниже секции корпуса, области или сегменты. Секции ролика из электропроводного материала могут содержать металл, такой как медь, и секции ролика из непроводящего или изолирующего материала могут содержать керамику, окисленный металл или анодированный металл. Чередующийся непроводящий материал может содержать слой на поверхности ролика или может содержать секцию на поверхности ролика и на корпусе. В случае, когда поверхности обоих роликов имеют смесь неэлектропроводных и проводящих секций, контакт одинаковых областей пар электродов, может быть синхронизирован таким образом, что электропроводность и соответствующий ток будут пульсирующими. В качестве
альтернативы, контакт устанавливается, когда электропроводные секции входят в контакт с, по существу, электропроводным роликом. Чередующаяся электропроводность приводит к пульсации тока.
В одном варианте осуществления, вращающиеся электроды, имеющий периодический контакт, обеспечивающийся в результате смежного расположения этих областей вращающихся электродов каждой пары, которые обеспечивают контакт, содержат множество пар таких электродов. Неоднородный подъем поверхности вдоль периметра по меньшей мере одного элемента каждой пары вращающихся электродов содержит лепестки или грани, содержащие приподнятые области с пониженными или зазубренными областями между лопастями. Каждая пара может содержать независимый источник электричества, для обеспечения воспламенения. Каждый источник электричества может принимать мощность и энергию от преобразователя PV. Множество пар электродов, таких как пары роликовых электродов, могут быть синхронизированы таким, чтобы происходило воспламенению фазированным образом цикла, для достижения приблизительно постоянного воспламенения и длительности света или других параметров, которые требуются. При использовании п пар по меньшей мере с одним элементом, имеющим m % площади лепестка относительно площади без лепестка, расположенной геометрически в соответствии с относительной фазой в цикле, требуемая частота воспламенения, такая как непрерывное воспламенение, может быть достигнута при требуемом рабочем цикле, таком, как 10%. Здесь рабочий цикл может быть фиксированным, но может изменяться, в результате изменения количества лепестков ролика на роликах, имеющих лепестки. Моменты времени воспламенения могут также изменяться или могут дополнительно изменяться электронным путем, путем управления током воспламенения. Скорость вращения каждого электрода - члена множества из п пар электродов, должна вращаться со скоростью только 1/п от скорости вращения пары, имеющей однородные поверхности. Например, десять пар должны вращаться со скоростью ТОЛЬКО В 200 ОБ/МИН, для достижения того же рабочего цикла и скорости воспламенения, что и одиночная пара однородных электродов, имеющих скорость вращения 2000 ОБ/МИН. Тепло на площадь поверхности является также эквивалентным в этих двух случаях. В одном варианте осуществления, имеющем множество периодически проводящих пар роликовых электродов, количество пар составляет приблизительно 1/рабочий цикл одной пары, в которой каждый ролик является непрерывно электропроводным вдоль периметра и работает с теми же об/мин. В одном варианте осуществления периодически проводящие пары роликов, имеющие 1/рабочий цикл количество пар роликов, количество цепей воспламенения составляет приблизительно
1/рабочий цикл, и каждый может иметь конденсатор, который заряжается со скоростью приблизительно 1/рабочий цикл по сравнению со схемой воспламенения с одной парой, в которой каждый ролик непрерывно является электропроводным вдоль периметра и работает с той же скоростью.
Система воспламенения может дополнительно содержать средство для направления света от множества пар электродов равномерно вдоль системы оптического распределения и фотогальванического преобразования. Система направления может содержать оптические элементы, в соответствии с раскрытием, такие как активные оптические элементы, такие как активные зеркала или линзы. Система направления может дополнительно содержать механическую систему, такую как средство для перемещения системы воспламенения, для достижения приблизительно центрировки ячейки воспламенения от каждой пары электродов среди множества.
В одном варианте осуществления множества пар электродов, электрическое соединение подает каждой паре в состоянии изоляции, в котором привод для каждого ролика осуществляется с использованием по меньшей мере одного независимого ведущего электродвигателя, вала, имеющего множество роликов, жестко закрепленных и приводимых в движение по меньшей мере один общим электродвигателем, и соединение привода, таким, как зубчатое колесо, ремень или цепь, приводимая от электродвигателя, в котором соединение привода может приводить в движение по меньшей мере один ролик. В одном варианте осуществления соединение привода, которое представляет собой часть механизма, при привода множества роликов, содержит электрическую изоляцию между роликами. Электрическая изоляция может быть предусмотрена с использованием электрически непроводящих элементов механизма привода. Множество из пар электродов из п роликов может содержать п систем воспламенения электрода, таких, как одна пара, показанная на фиг. 2С1. В одном варианте осуществления один элемент пары ролика соединен с одним валом, и другой закреплен на другом валу для множества пар, таких как п пар. Привод каждого вала может осуществляться от электродвигателя. Неэлектропроводные секции на каждом валу между электродами могут электрически изолировать ролики друг от друга. Электроды могут быть независимо наэлектризованы. Каждый из них может иметь независимое соединение, которое может содержать контактное кольцо или электропроводный подшипник, такой, как подшипник скольжения, для обеспечения возможности вращения вала и закрепленных роликов при подаче тока. В одном варианте осуществления электрическое соединение может содержать электропроводную шину, такую, как 9 или 10 на фиг. 2С1, которая может содержать контактное кольцо или электропроводный подшипник, такой, как подшипник скольжения.
Системой воспламенения может управлять с помощью по меньшей мере одного из приложения силы по меньшей мере одного электрода, такого, как вращающийся электрод, такой как роликовый электрод и изменение разделения между электродами. По меньшей мере одно из изменения приложения давления и разделения может быть достигнуто с помощью по меньшей мере одной из механической, пневматической, гидравлической, пьезоэлектрической активации. Расстояние разделения между электродами может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0 до 50 мм, от 0 до 10 мм, от 0 до 2 мм и от 0 до 1 мм. Давление одного электрода против другого из пары может составлять по меньшей мере одно в диапазоне от приблизительно 0,1 Н до 100 000 Н, от 1 Н до 10 000 Н, от 10 Н до 1000 Н, и от 20 Н до 200 Н. Пьезоэлектрический активатор, который расширяется и сжимается, в ответ на приложенное напряжение, позволяет достичь по меньшей мере одного из зазора разделения и давления. В одном варианте осуществления пьезоэлектрический активатор может прикладывать давление к электропроводной шине, к которой прикреплен электрод, для обеспечения его реверсивного изгиба, чтобы, таким образом, прикладывать давление. В качестве альтернативы, электрод может иметь другой механизм восстановления, такой как пружина, отводящая по меньшей мере один роликовый электрод от другого элемента в паре для фазы цикла воспламенения, в котором давление уменьшают. В одном варианте осуществления пьезоэлектрический активатор может по меньшей мере представлять собой один из прикладываемого давления и замыкания разделения между электродами, для обеспечения протекания большого электрического тока, для обеспечения воспламенения, в котором, по меньшей мере на один другой пьезоэлектрический активатор воздействует возвратно-поступательное действие сжатия на электропроводной шине, на которой закреплен электрод, для обеспечения его реверсивного изгиба, чтобы, таким образом, прикладывать давление. В одном варианте осуществления пьезоэлектрический активатор может перемешать стол, на котором установлен по меньшей мере один электрод и соответствующий электродвигатель привода электрода. Пьезоэлектрический активатор может быть установлен в определенном положении, таком, как одном из рамки генератора, для установления по меньшей мере одного из исходного зазора и исходного давления. Положение может регулироваться с помощью регулятора положения, такого, как один из механического, пневматического, соленоидного и гидравлического регулятора положения. Соответствующий механический регулятор положения содержит микрометр. Пьезоэлектрический активатор может содержать множество модулей, которые могут функционировать в по меньшей мере одной из последовательностей и параллельно. В одном варианте осуществления
пьезоэлектрические активаторы могут быть расположены в виде по меньшей мере одной из последовательностей и параллельно. Параллельное размещение может использоваться для достижения большей силы. Последовательное размещение может использоваться для достижения большего смещения. Пьезоэлектрический активатор может содержать механическую систему, такую как плечо рычага, для увеличения его диапазона движения. Плечо рычага может быть закреплено на участке системы электрода, которое должно перемещаться или сжиматься.
По меньшей мере один пьезоэлектрический активатор перемещает по меньшей мере один роликовый электрод обратно и вперед, для размыкания и замыкания соответствующего зазора между парой роликовых электродов, для размыкания и замыкания цепи воспламенения. Роликовый электрод может быть установлен на столе, на подшипниках, соединенных со скользящими направляющими. Роликовый электрод может непосредственно приводиться в движение электродвигателем, который также может быть установлен на съемном столе.
В одном варианте осуществления система воспламенения пьезоэлектрического активатора содержит по меньшей мере два пьезоэлектрических активатора, которые расположены так, чтобы обеспечить возвратно-поступательное действие для по меньшей мере одного из приложения и высвобождения давления, для и замыкания и размыкания разделение между электродами, для обеспечения или прекращения протекание большого электрического тока, который обеспечивает воспламенение. В одном варианте осуществления один пьезоэлектрический активатор выполняет возвратно-поступательное действие расширения и сжатия, в то время, как другой выполняет противоположное возвратно-поступательное действие сжатия и расширения. Эти по меньшей мере два активатора, работающие в противоположном движении, обеспечивают переменное воспламенение на электродах с использованием по меньшей мере одного из приложения и высвобождения давления, и замыкания и размыкания зазора разделения. Таким образом, противоположный пьезоэлектрический активатор может обеспечивать действие восстановления. Частота, сила, смещение и рабочий цикл могут использоваться, в соответствии с раскрытием, в котором противоположные активаторы выполняют движение, которое сдвинуто по фазе на 180°. В иллюстративном варианте осуществления зазор может составлять приблизительно 50 мкм, частота может составлять от 1000 до 2000 Гц, один активатор может расширяться, для обеспечения приложения давления и замыкаться на паре электродов на период от приблизительно 50 мкс до 100 мкс, в то время как другие сжимаются, для удаления силы восстановления на период от 50 мкс до 100 мкс. Затем один из них сжимается, в то время, как другой расширяется, для
высвобождения давления и размыкает зазор на период от приблизительно 500 мкс до 1000 мкс. Действием пьезоэлектрического активатора можно управлять, используя программируемый контроллер, который управляет подачей питания, в котором силой и расстоянием перемещения пьезоэлектрического активатора можно управлять по силе приложенного напряжения. Частотой и рабочим циклом может управлять с помощью контроллера, путем управления формами колебаний напряжений, прикладываемых к пьезоэлектрическим активаторам. В одном варианте осуществления функции приложения силы давления и предоставления силы восстановления предусматриваются одним и тем же пьезоэлектрическим активатором в режимах расширения и сжатия во время цикла воспламенения и невоспламенения. Воспламенение может быть достигнуто по меньшей мере одним из применения механического воздействия по меньшей мере к одному электроду непосредственно или опосредованно и применения механического воздействия непосредственно или опосредованно к столу, имеющему по меньшей мере один установленный электрод. В одном варианте осуществления пример пьезоэлектрики содержит по меньшей мере один из кварца, титаната бария, и титаната цирконата свинца. В одном варианте осуществления высокая скорость отклика и быстрое искажение пьезоэлектрических кристаллов позволяет выполнять эти этапы с очень высокими частотами, вплоть до 5 МГц. Это позволяет обеспечивать пример максимальной линейной скорости приблизительно 800 мм в секунду, или приблизительно 2,9 км/ч; однако, другие желательные значения скорости могут быть выше или ниже, такие, как по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 10 мм/с до 10 000 мм/с и от 100 мм/с до 1000 мм/с. В одном варианте осуществления пьезоэлектрический активатор активируется при подаче напряжения, для достижения контакта между электродами, которые достаточны для обеспечения воспламенения. Время воспламенения или активации, содержащее время, в течение которого большой ток протекает через топливо, может быть отличным от соответствующего временим невоспламенения или времени деактивации. Рабочий цикл, содержащий отношение времени воспламенения к времени невоспламенения, может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 0,01 % до 99%, от 0,1 % до 50%, и от 1 % до 20 %. Пьезоэлектрический активатор может активироваться во время фазы воспламенения, для приложения по меньшей мере одного из давления или уменьшенного расстояния между электродами. Активация может быть достигнута путем приложения напряжения. Напряжение может прикладываться с помощью преобразователя функций, источника питания, и контроллера, такого, как компьютер. Например, напряжение активации в форме прямоугольного импульса может быть подано в течение 50 си, при этом напряжение или прямоугольный импульс с напряжением
противоположной электропроводности может прикладываться в течение 500 мкм. По меньшей мере одна из частоты активации и частоты деактивации может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц, и от 100 Гц до 10 кГц. По меньшей мере одно из времени длительности активации и времени длительности деактивации может находиться по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 1 мкс до 100 , от 10 мкс до 10 с, и от 25 мкс до 1 с.
Схема пьезоэлектрической системы активатора показана на фиг. 2Gle. В одном варианте осуществления, пьезоэлектрическое устройство предназначенное для по меньшей мере одного из включения и выключения воспламенения и управления разделением, и натяжением между электродами, содержит противоположные пьезоэлектрические активаторы 54 и 55, для перемещения электродов друг относительно друга. Пьезоэлектрический активатор может быть установлен на держателе 56 пьезоэлектрического активатора. Электродвигатели 12 и 13, и электроды 8 поддерживаются на валах 7 ролика и подшипниках, поддерживают валы 4 ролика, могут быть индивидуально установлен на подвижных столах 62, которые перемещаются относительно друг друга с помощью пьезоэлектрических активаторов 54 и 55. Сила восстановления может обеспечиваться с помощью пружин 57 растяжения, которые поддерживают держателем 57а пружины растяжения. Движение столов 62 может направляться направляющими 60 скольжения на держателях 61 основания. Электродвигатели могут быть установлены на столах 62 с помощью держателей 63 электродвигателя. Движение валов 7 ролика электрода может обеспечиваться, благодаря размещению гибких уплотнителей 59 на стенках корпуса 20Ь электрода, которые содержат ванну 5 для шлама. Корпус электрода может быть установлен на держателе 61 основания с помощью подвески 58 корпуса электрода.
Воспламенение твердого топлива может быть обеспечено путем протекания большого тока. Воспламенение может быть инициироваться и прекращаться попеременно. Время протекания тока между роликами может быть отличным от времени, когда ток не протекает. Рабочий цикл для подачи тока может составлять по меньшей мере один из диапазона от приблизительно 0,01 % до 99 %, от 0,1 % до 50 %, и от 1 % до 20 %. Прерывание может обеспечиваться по меньшей мере путем одного из уменьшения давления, которое электроды прикладывают к топливу, и размыкания электродов с образованием зазора между ними. В одном варианте осуществления по меньшей мере один электрод, такой, как ролик или электрод зубчатого колеса, поворачивается с помощью опосредованного привода от электродвигателя, такого, как по меньшей мере один из ремня и шкива, шестерни и цепи, и привода зубчатой передачи. Роликовый
электрод может быть установлен на рычаге, который может содержать шарнир между концом, имеющим ролик, закрепленный через подшипник, и другим концом. Привод может осуществляться на другом конце. Движение может быть периодическим для по меньшей мере одного из замыкания и размыкания зазора между электродами и для приложения давления к топливу. Движение от привода другого конца может обеспечиваться по меньшей мере одной из механической, пневматической и пьезоэлектрической активации. Возвратно-поступательное механическое движение ведущего конца может обеспечиваться с помощью соединительного рычага, соединенного с кулачком или коленчатым валом. Кулачок может иметь такую форму, чтобы обеспечивался требуемый рабочий цикл. Кулачок может быть многолепестковым. Возвратно-поступательное движение также может достигаться с помощью системы соленоида, такой как система, имеющая конструкцию громкоговорителя. Катушка соленоида и магнит активатора типа громкоговорителя могут проецироваться с высокого поля большого тока воспламенения с помощью такого средства, как ориентация и магнитное экранирование. Серводвигатель также может быть магнитно экранирован. Экранирование может достигаться с помощью мю-металла. Пьезоэлектрический электродвигатель или активатор, который расширяется и сжимается в ответ на приложенное напряжение, может обеспечивать движения, которое управляет переменным воспламенением. Приложенным напряжением от функционального преобразователя и источника питания можно управлять, для достижения требуемого рабочего цикла.
В одном варианте осуществления электроды постоянно зацеплены в электропроводном положении. Электроды, такие как роликовые электроды, могут быть подпружинены с помощью пружины или другого средства, для приложения давления между ними, для поддержания электрического контакта. В одном варианте осуществления, роликовые электроды 8 (фиг. 2С, 2G1 и 2Glb) приводятся в движение с помощью одного электродвигателя. Приводимый в движение двигателем ролик может приводить в движение другой ролик из пары роликовых электродов, когда они входят в контакт. Давление, прикладываемое одним роликом к другому может быть обеспечено по меньшей мере одной пружиной, которая прижимает ролики вместе для обеспечения контакта. Каждый ролик может быть покрыт с помощью по меньшей мере одного скребка, такого, как неподвижный скребок, который нанесен на поверхность ролика, которая удаляет посторонний материал при повороте ролика. Крепления электродвигателя и соединения электропроводной шины могут быть жесткими или близкими к жестким. Ток воспламенения может поддерживаться постоянным от источника электричества, который может получать энергию от преобразователя PV. В качестве альтернативы, ток
воспламенения может прикладываться попеременно с рабочим циклом меньше, чем 100%. Переключатель тока для обеспечения воспламенения может содержать механический переключатель. В одном варианте осуществления, механический переключатель представляет собой часть электропроводной шины, в которой контакт цепи электропроводной шины перемещается для размыкания и замыкания цепи, вместо содержания переключающего элемента, который обеспечивает контакт путем перемещения электродов и, в случае необходимости, электродвигателя привода и монтажного стола. В этом случае масса, расстояние перемещения и приложенная сила могут быть существенно уменьшены таким образом, что могут обеспечиваться программируемое переключение и рабочий цикл приблизительно 2000 Гц и 10 %, соответственно.
Механический переключатель может содержать движение, которое зацепляет и разъединяет контакт секции цепи электропроводной шины. Секция может содержать провод, такой как провод в оплетке с концевыми соединителями, которые могут быть выполнены с возможностью контакта под действием активатора. В одном варианте осуществления, малая секция проводника перемещается с помощью активатора, такого, как пьезоэлектрический активатор, для размыкания и замыкания цепи электрического воспламенения. Площадь контакта между секциями цепи электропроводной шины может быть выполнена очень большой и очень плоской таким образом, что разделение может быть очень малым для разрыва контакта, такого, как по меньшей мере одно разделение к диапазоне от приблизительно 10 нм до 200 мкм, от 100 нм до 100 мкм, и от 1 мкм до 50 мкм. Контакт может находиться между двумя большими плоскими пластинами. Секции электропроводной шины, соединенные с противоположными сторонами переключателя, могут быть закреплены на направляющей. Направляющая может содержать по меньшей мере один из изгиба, пружины и скользящего хомута с подшипниками. По меньшей мере одна из направляющей и самого переключателя могут иметь держатель или крепление для активатора, который перемещается на по меньшей мере одной части переключения и направляется для замыкания переключателя.
Переключатель может содержать по меньшей мере один из в высокой степени проводящих материалов, таких как медь, серебро и легкого веса, в высокой степени проводящий металл, такой, как алюминий. В одном варианте осуществления, напряжение является слишком низким, для формирования дуги; таким образом, поверхность остается плоской. В одном варианте осуществления переключатель может поддерживаться в инертной среде, такой как атмосфера инертного газа, такая как атмосфера гелия, которая
предотвращает окисление и также может предотвращать формирование дуги, из-за высокой энергии ионизации Ge. В качестве альтернативы, переключатель может поддерживаться в условиях вакуума, для предотвращения по меньшей мере одного из формирования дуги и окисления. Поверхности контакта переключатели, такие как большие плоские пластины, могут быть покрыты инертным материалом, таким, как О или Ag, для предотвращения окисления. Поверхности переключателя могут быть покрыты металлом с высокой работой выхода, таким, как вольфрам, для предотвращения образования дуги. В одном варианте осуществления плечо рычага или другой механической системы используется для увеличения диапазона движения активатора для размыкания и замыкания цепи. В другом варианте осуществления активатор механического переключателя содержит по меньшей мере один из гидравлического, пневматического, соленоидного, приводимого в движение коленвалом, и приводимого в движение серводвигателем активатора, в соответствии с раскрытием. Кулачок может иметь множество лепестков. Область лепестка, которая обеспечивает электрический контакт, может содержать процент рабочего цикла, такой, как 10%, для рабочего цикла 10%. В качестве альтернативы, кулачок может размыкать переключатель, и лепестки могут содержать 100% минус процент рабочего цикла области. В любом случае, механизм восстановления может содержать пружину, пневматическое устройство, гидравлическое устройство и механический восстановитель, такой как противоположный кулачок.
По меньшей мере одно из приложения давления и расстояния между электродами может достигаться с помощью по меньшей мере одного из вращающегося кулачкового вала и кривошипно-шатунного механизма и, возможно, активатора, выполняющего возвратно-поступательные движения, такого, как соленоид с соединительным штырем для компонента электрода, для которого желательно по меньшей мере обеспечивать подачу давления и перемещения. В другом варианте осуществления, электрический серводвигатель поочередно вращается по часовой стрелке и против часовой стрелки, по дуге меньше, чем 180°, для перемещения кулачка вперед и назад. Кулачок может иметь соединение вала с электродом ролика, для перемещения его обратно и вперед относительно второго электрода ролика из пары, для размыкания и замыкания цепи зажигания. Ролик может быть установлен на столе, на подшипниках, соединенных со скользящими направляющими, в котором ролик может непосредственно приводится в движение с помощью электродвигателя, который может также быть установлен на столе.
В одном варианте осуществления воспламенение выполняется гибридно для механической и электронной системы. В одном варианте осуществления система воспламенения содержит распределитель, имеющий наэлектризованный вывод, который
перемещается по меньшей мере к одному контакту, электрически соединенному по меньшей мере с одним элементом из пары электродов. Движение вывода к контакту обеспечивает протекание тока от электрического поля, ведущего к электроду, такому как роликовый электрод. Завершение цепи может содержать источник электроэнергии, терминал источника электроэнергии, соединенный с выводом электрифицированного распределителя, контакта распределителя, пары электродов, контакта, соединенного с одним элементом из пары электродов, электроды, находящиеся в контакте, другой элемент из пары электродов, соединенных с другим выводом источника электроэнергии. Поток тока приводит к их воспламенению топлива между роликовыми электродами. Контакт может осуществляться прерывисто, такой, как периодически, в котором рабочим циклом управляют для обеспечения для электрической энергии адекватного для сохранения достаточной энергии, для обеспечения воспламенения, когда замыкают цепь. Электрифицированный вывод распределителя может содержать центральный хаб, соединенный с одним выводом источника электроэнергии. Член пары электродов может быть электрически соединен с по меньшей мере одним контактом. Противоположный роликовый электрод может быть электрически соединен с другим выводом источника электроэнергии. По меньшей мере один контакт может быть расположен вдоль окружности таким образом, что контакт выполняется в результате вращения провода распределителя.
В одном варианте осуществления по меньшей мере один из тока и напряжения, является пульсирующим, для увеличения по меньшей мере одной из скорости реакции гидрино и усиления энергии выхода по сравнению с выходной энергией. Пульсация может быть обеспечена, используя по меньшей мере электронный и механический подход. Электронная импульсная система может содержать электронные переключатели, в соответствии с раскрытием, такие как, как содержащие управляемые кремнием выпрямители, биполярные транзисторы с изолированным затвором и MOSFET. По меньшей мере одно из напряжения и тока может быть пульсирующим. По меньшей мере одним из пикового тока, пикового напряжения, тока смещения или минимального тока, напряжения смещения или минимального напряжения, формы колебаний волны или формы колебаний, длительности импульса, частоты импульсов и рабочим циклом можно управлять, для достижения требуемой пульсации энергии воспламенения. Управление может быть достигнуто с помощью контроллера, такого, как контроллер, содержащий по меньшей мере один из датчика напряжения и датчика тока, и компьютера. Пульсация может дополнительно содержать огибающую управляемой формы колебаний, такую, как по меньшей мере одна из прибавки тока и напряжения, которые могут содержать форму
колебаний в виде пилообразного напряжения, синусоидальную форму и другие огибающие формы колебаний, известные для специалистов в данной области техники. Пиковый ток может быть в диапазоне от приблизительно 10 до 1 МА. Смещение минимального тока может быть в диапазоне от 0 до 10 кА. Пиковое напряжение может быть в диапазоне от приблизительно 0,1 В до 1000 В. Напряжение смещения может быть больше, чем приблизительно от 0 В до 100 В. Длительность импульса может быть в диапазоне от приблизительно 100 не до 1 с. Частота импульсов может быть в диапазоне от приблизительно 10 Гц до 1 МГц. Рабочий цикл может быть в диапазоне от приблизительно 1 % до 99 %.
Механическая пульсация может быть достигнута активно или пассивно. Активные механические системы для достижения пульсации содержат механические переключатели, в соответствии с раскрытием, такие как кулачковые переключатели и пьезоэлектрические переключатели. Пассивные механические системы для достижения пульсации могут содержать механические переключатели и компоненты переключателей, такие, как шарнирные электропроводные шины (фиг. 2G1D1) и механическое восстановление, такое как возвратная пружина. Механическая частота может регулироваться путем изменения постоянной пружины и массы подвижного участка системы воспламенения. В иллюстративном варианте осуществления, масса уменьшается путем использования ролика с опосредованным приводом, установленного на электропроводную шину с малым весом, такую как шарнирно установленная электропроводная шина, которая не является непосредственно нагруженной электродвигателем привода. В одном варианте осуществления механическая пульсация может обеспечиваться по меньшей мере с одним роликом, в соответствии с раскрытием, который имеет однородную внешнюю поверхность, такую как роликовый электрод с лепестками или электроды, в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления механическая пульсация достигается путем управления скоростью вращения роликовых электродов. Динамика давления взрыва воспламеняемого топлива и механический отклик могут быть настроены так, чтобы вызвать пульсацию. Такое средство содержит управление скоростью топлива, которое подают в средство воспламенению, используя такое средство, как скорость вращения. Другое средство содержит управление толщиной топлива и выводом энергии на часть топлива. Толщиной можно управлять, используя средство нанесения топлива, в соответствии с раскрытием. Выходом энергии, в соответствии с топливом, можно управлять путем управления составом топлива, таким как содержание ШО и других компонентов смеси, таких, как электропроводная матрица и связующее воду соединение, как представлено в раскрытии.
В одном варианте осуществления система воспламенения является гибридной из механической и электронной системы, в котором механические и электронные состояния отслеживаются для достижения по меньшей мере одной из требуемой скорости и времени воспламенения. Пульсирующее воспламенение может формироваться, в основном, электронным или механическим устройством, в котором импульс, переключаемый электронным устройством может ускоряться или задерживаться для того, чтобы соответствовать механически формируемому импульсу или наоборот. В последнем случае, может обеспечиваться привод с управлением механической системы воспламенения. Пример управляемой механической системы воспламенения содержит по меньшей мере один из пьезоэлектрической системы, кулачковой системы и системы с электромагнитным приводом, в соответствии с раскрытием. Система воспламенения может содержать контроллер, такой как компьютер и датчики, для того, чтобы следовать механическому движению, положению и электрической проводимости и временными характеристиками в требуемом цикле воспламенения, для инициирования по меньшей мере одного из воспламенения, инициируемого, используя электронный и механический подходы. В случае, когда топливо содержит отдельную гранулу, в соответствии с раскрытием, датчик может дополнительно определять положение, электропроводность и давление на гранулы во время ее траектории движения в и через воспламенение. Датчик может представлять собой по меньшей мере одним из оптического, электрического, такого, как датчик электропроводности, и механического датчика, такого, как датчик давления.
В одном варианте осуществления топливо может содержать порошок, в дополнение к содержанию шлама. Топливо может воспламеняться в условиях инертной атмосферы, такой, как атмосфера, содержащая инертный газ, такой, как благородный газ, такой, как аргон или криптон, и пары воды. Твердое топливо, такое как порошок твердого топлива, может содержать металл, который, по существу, является стабильным в отношении реакции с ШО, таким образом, что по меньшей мере один из группы Ag, Cu, Ni, Со, Те, Sn, Sb, Мо, Cd, Pb, и Bi и один из группы Ag, Cu, Ni, Со, Fe, As, Тс, Ru, Rh, Pd, Cd, Sb, Те, Pe, Os, Ir, Pt, Au, Hg, TI, Pd и Bi, и может дополнительно содержать источник ШО, такой, как по меньшей мере один из поглощенной воды и соединения, связующего воду, такого, как по меньшей мере одно из галида, гидроксида и оксида, и множества галидов, гидроксидов и оксидов, в виде их смесей. Соединение, связующее ШО, может содержать одно или больше из группы щелочноземельных и галидов или галидов переходного металла, таких как MgBr2 и ZnCh, которые являются гидратированными, и галидов щелочных металлов, металлов с внутренним переходом, и щелочноземельных металлов,
которые являются гидратированными, и галидов металлоидов, которые гидратированы, и щелочных металлов, щелочноземельных металлов, переходных металлов, металлов с внутренним переходом, и щелочноземельного металла и оксидов или гидроксидов металлоида, которые являются гидратированными. Реакционная смесь может дополнительно содержать по меньшей мере один из оксида, такого как оксид металла, гидроксида, такого как гидроксид металла, такого, как щелочной металла, щелочноземельный металл, переходный металл, металл с внутренним переходом, щелочноземельный металл, или металлы Группы 13, 14 или 15, или оксид металлоида, или гидроксид и соединение, такое, как ионное соединение, содержащее оксианион, такой как борат, метаборат, молибдат, вольфрамат, станат фосфата и сульфат. По меньшей мере один из оксида, гидро оксида, и соединения, содержащего кислород, может содержать гидрат или может содержать воду гидратации. В одном варианте осуществления твердое топливо содержит гидроксид, имеющий реверсируемый оксид для реакции гидроксида с добавлением ШО. Примеры оксидов представляют собой АЬОз, оксид щелочноземельного металла, такой, как MgO, и оксид переходного металла, такой как NiO. Например, гидрат окиси алюминия, А1 (ОН) з, архаично называемый гидратом алюминия или тригидратом алюминия (АЬОз • ЗШО), может реверсивно подвергаться гидратации и дегидратации:
АЬОз ЗШО <-> АЬОз + ЗШО (202)
АЬОз ЗШО <-> АЬОз + ЗШО (203) С твердыми щелочноземельными гидроксидами происходят реверсивные реакции гидратации и дегидратации. Например, с гидроксидом магния происходит эндотермическое разложение при 332°С, и, наоборот, MgO реагирует с водой, формируя гидроксид магния:
Mg(OH)2 (тв) MgO (тв) + ШО (г) (204) Аналогично с гидроксидами редкоземельных металлов происходят реакции реверсивной гидратации и дегидратации.
2Ln(OH)3 <-> Ьп20з + ЗШО (205) Оксиды переходных металлов формируют гидраты, которые могут содержать такие гидроксиды. Взаимное преобразование является реверсивным в результате потери или приобретения ШО. Например, БегОз • ШО (также записывается, как 2Fe (О) ОН) дегидратирует приблизительно при 200 °С:
2 FeO(OH) <-> Fe203 + ШО (206) Аналогично, тепловое разложением гидроксида железа (III) при температуре выше 200°С можно в виде следующей формулы:
2 Fe(OH)3 <-> Fe203 + 3H20 (207)
С гидроксидами щелочных металлов, такими, как LiOH, также происходит реверсивная реакция гидратации и дегидратации:
2LiOH <-> Li20 + Н20 (208) В одном варианте осуществления Н20 высвобождается из твердого топлива в результате реакции с соединением, содержащим кислород, таким как оксид или гидроксид. Пример реакции высвобождения Н20, в ходе которой происходит восстановление Н2 соединения, содержащего кислород, содержащий частичное восстановление Fe203 с водородом при приблизительно 400°С, приводит к получению магнетита, который содержит, как Fe (III), так и Fe (II):
3 Fe203 +Н2о2 Fe304 + Н20 (209)
Электропроводная матрица, такая как металлический порошок, может быть стабильной к реакции с гидратированным соединением, связующим Н20. Твердое топливо может содержать по меньшей мере один из Си и Ag, с галидами щелочноземельных металлов, такими, как хлориды, такими, как La, Се, Pr, Хо, Dy, Er, Lu, Nd, которые гидратируют. Твердое топливо может содержать смесь металлов, таких как множество выбранных из группы Ag, Cu, Ni, Со, Те, Sn, Sb, Мо, Cd, Pb и Bi в разных соотношениях, в качестве более оптимального топлива. Материалы, имеющее высокое электрическое сопротивление, могут быть смешаны с материалами, имеющими низкое сопротивление. Пример электропроводной матрицы содержит смесь высокопроводного Ag и мене электропроводного Ni в разных соотношениях. Смесь топлива с оптимизированными соотношениями компонентов может быть получена в ходе обычных экспериментов и может быть выбрана для получения требуемых свойств, таких как вывод порошка или энергии, спектральный профиль и энергетическая освещенность, стабильность топлива в отношении нежелательных реакций, стабильность требуемого распределения размера частиц, стабильность гидрата, такого, как MgBr2 6Н20 или Ва12 2Н20, которые являются относительно стабильными в отношении воздействия тепла и могут формировать или могут быть стабильными при повышенных температурах, присутствующих во время формирования или сохранения топлива, кинетически свойства и степень регидратации, скорость и степень высвобождения Н20 в условиях детонации, в котором гидраты с более низкими температурами разложениями, такими как ZnCl2 4Н20, могут быть более предпочтительными, что ограничивает протяженность материала электрода в топливе, предотвращает эрозию электрода, и способность способствовать восстановлению покрытия электрода с привлечением материала топлива. Материал элемента может быть выбран так, чтобы исключать реакцию топливом или продуктами. В одном варианте
осуществления ячейка может содержать по меньшей мере одно из нержавеющей стали, сплава молибдена, TZM и Монель-металла. В случае, когда формируют газообразный галоген, компоненты элемента и генератора, подвергнутые воздействию газа, могут содержать металл, устойчивый к коррозии галогена, такой, как по меньшей мере одну из нержавеющей стали и Монель-металла.
В одном варианте осуществления топливо или компонент топлива, такой как электропроводная металлическая матрица, такая как порошок серебра, может быть легирована следами примесей других элементов в известных количествах, таких, как весовые проценты, для отслеживания кражи материала.
В одном варианте осуществления твердое топливо инжектируют на ролики вертикально из резервуара 5 для топлива, как показано на фиг. 2Glel. Инжекция может выполняться с помощью средств и способов, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления топливо рециркулирует, используя пневматическую и механическую инжекцию порошкообразного топлива на ролики, и система пневматическое продукта воспламенения / система сбора, такая, как содержащая каналы вентилятора и циклонные сепараторы, для возврата топлива в лоток, для повторного инжектирования. В одном варианте осуществления продукты воспламенения выдувают или отсасывают из ячейки и выполняют их впрыск на ролики. Газ ячейки может использоваться, как газ носителя продуктов воспламенения. Инжекция может выполняться пневматически. Порошок может пневматически протекать через циклонный сепаратор, при этом часть потока газа используется для пневматической инжекции топлива. Циклонный сепаратор может разделять газ - носитель и продукты для воспламенения. Некоторая часть потока газа из циклонного сепаратора может использоваться для инжекции порошкового топлива. Часть потока газа может использоваться для обеспечения протекания порошка на ролики, для воспламенения. Топливо может протекать из циклонного сепаратора в ванну 5, где оно воспламеняется внутри ролика, используя такое средство, как пневматическое средство. Циклонный сепаратор может быть соединен по меньшей мере с одним из трубопроводов 53-5 (фиг. 2G1B). Обозначения входных отверстий и выходных отверстий могут быть взаимозаменяемыми с реверсом направления потока газа в каналах и в ячейке. Газ ячейки может протекать через проход, такой как один в окне 20с в верхней части ячейки. В качестве альтернативы, газ может протекать через по меньшей мере одно окно по сторонам ячейки. Отверстие в ячейку может содержать множество перфорированных рефлекторов, для избирательного обеспечения возможности протекания газа, при отражении фотонов за пределы трубопровода.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Glel, шлам 48 заменяется твердым порошковым топливом, таким, как топливо, содержащее электропроводную матрицу, такую, как металлический порошок, и соединение, связующее воду, такое, как гидрат. Пример порошковых твердых топлив представляет собой Ag + МХ2 (М = Mg, Са, Sr, Ba; X = F, CI, Br, I) и Cu + MX2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, CI, Br, I). В одном варианте осуществления порошковое топливо подают на вращающиеся роликовые электроды 8, которые могут использоваться, как роторный насос. Порошок может перемешиваться с помощью смесителя 66 порошка, приводимого в движение электродвигателем 67 смесителя. Смеситель 66 может содержать шнек с одним электродвигателем 67 и два винта с противоположным шагом на том же валу. Топливо может также перемешиваться с вибратором. Порошок может дополнительно перемешиваться пневматически. В одном варианте осуществления вентилятор смесителя или насос 18 впрыскивает газ, такой, как газ элемента, такой как инертный газ, такой как аргон или криптон, через линию 19 инжекции газа в камеру 20е. Газ может протекать через проницаемую для газа мембрану 49, для выдувания в порошковое топливо 48, для обеспечения его перемешивания. В другом варианте осуществления, порошок может пневматически перемешиваться струей газа, которая может быть подана линией 19 инжекции газа. Порошок может быть частично взвешенным по меньшей мере одним из механического и пневматического перемешивания, для обеспечения возможности транспортирования топлива к электродам 8, в котором действие роторного насоса для роликовых электродов 8 может дополнительно способствовать инжекции топлива. В одном варианте осуществления, воспламенение может быть пульсированным по току, таким, как, в соответствии с параметрами, представленными в раскрытии, такими, как приблизительно 1 кГц, при 50%-ом рабочем цикле, при максимальном токе 1 кА. Ролик может быть, по существу, фиксированным на месте с помощью некоторого изгиба в электропроводных шинах для того, чтобы придать такое впечатление, что динамика воспламенения, по существу, управляется источником импульсов электричества. Подшипник, такой, как по меньшей мере один подшипник скольжения, может быть расположен за пределами роликов, для того, чтобы исключить их перегрев. В иллюстративном варианте осуществления подшипник скольжения может быть расположен за пределами корпуса 20Ь электрода. Ролик 8 может быть зафиксирован на валу 7, на который поступает электричество от электропроводной шины 9 (фиг. 2G1D1), имеющей подшипник 73а скольжения.
В одном варианте осуществления характеристики топлива, такого, как Ag + гидраты галида щелочноземельного металла, вероятно, зависят от стабильности температуры гидрата. Более высокая стабильность гидрата позволяет работать с роликовыми
электродами при более высокой температуре. Пример термостабильных топлив представляет собой по меньшей мере одно из порошка Ag и Си, и по меньшей мере одного из Bab 2Н2О, MgBr2 6Н2О, и СаСЬ 6Н2О. Электрод ролика может охлаждаться путем пропускания охладителя, такого, как вода, через вал 7 ролика. Каждый роликовый электрод также может содержать каналы для охладителя, которые могут быть выфрезированы и закрыты герметично закрытой пластиной, такой, как сварная заглушка. В качестве альтернативы, каналы могут быть выполнены литыми. Теплоноситель может охлаждаться охладителем, который может содержать по меньшей мере один теплообменник и вентилятор. В одном варианте осуществления топливо, содержащее металлический порошок Ag, является безопасным при сгорании металлического порошка и не требует использования электродвигателей с защитой от взрыва, и других компонентов.
В одном варианте осуществления порошок восстанавливают и рециркулируют пневматическим способом. Газ в ячейке может откачиваться из корпуса 20Ь электрода с помощью вентилятора или насоса 17 рециркуляции через впускной трубопровод 17а. Рециркуляционный нагнетатель в замкнутой системе 17 может подавать газ в перемешивающий вентилятор 18 и может дополнительно подавать газ, выбрасываемый через линию 16 газовой струи к газовым струям 21 на фиг. 2G1B. Возвратный газ может протекать через каналы 52 в корпус 20Ь электродов, для переноса продуктов воспламенения в ванну 5 для топлива. В одном варианте осуществления, стенки ячейки, такие как зеркало 14, могут содержать гладкие крутые стенки ячейки, которые используются, как лоток для возврата канала 52 и ванны 5 для топлива таким образом, чтобы порошкообразное топливо легко протекает. Стенки могут механически встряхиваться смесителем, таким, как вибратор, для увеличения потока продукта воспламенения.
Порошок может быть восстановлен для пневматической рециркуляции в верхнюю часть ячейки, а также нижнюю часть, содержащую корпус 20Ь электрода. В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Glb и 2Glc, газ ячейки поступает в канал 64 для сбора газа через входное отверстие 64 канала и полость 65, протекает вдоль канала 53 к вентилятору 53а канала через входное отверстие 64а вентилятора, и выдувается через выходное отверстие 64Ь вентилятора с помощью вентилятора 53а канала в полость 65, и через выходное отверстие 64d за пределы канала. Газ может протекать между окном 20 и перфорированным окном 20с, для его выдувания в зеркало 14 в нижней части ячейки и через каналы 52. Протекание вниз может переносить продукты воспламенения и транспортировать их вниз, для обеспечения транспортировки в ванну 5. Во время потока
или транспортировки топлива в ванну 5, топливо может стать регидратированным. Порошок может быть регидратирован в результате поглощения ШО из газа ячейки. Частичное давление ШО в газе ячейки может поддерживаться на уровень, который обеспечивает требуемую степень гидратации или содержания воды в твердом топливе, таком, как гидрат, такой как гексагидрат. В другом варианте осуществления направление рециркуляции газа ячейки может быть обратным.
В одном варианте осуществления система впрыска топлива или подачи топлива содержат псевдоожиженный слой. В одном варианте осуществления топливо содержит гидратированный порошок, такой как Ag + ВаЬ 2ШО, Ag + MgBr2 6ШО, или Си + гидрат ZnCh, такой как ZnCh 4ШО, который рециркулирует пневматически. Электроды могут содержать покрытие поверхности металлом из твердого топлива. Генератор порошка ячейки SF-CIHT представляет собой детали инжекции порошка топлива, и системы воспламенения с вентилятором и циклонным сепаратором в системе рециркуляции топлива показаны на фиг. 2Gle2. Воспламенившийся порошковый продукт может отбираться путем всасывания во входной канал 76 вентилятора 77. Продукт, захваченный в поток газа, может выдуваться через выходное отверстие 78 вентилятора 77 и может протекать во входное отверстие 79 циклонного сепаратора в циклонном сепараторе 80. В одном варианте осуществления используются антистатические трубы или металлические трубы, для исключения электростатического прилипания частиц продуктов воспламенения к стенке системы рециркуляции. Твердые частицы могут падать за пределы циклонного сепаратора 80, и газ может выходить в возвратный канал 81 газа в верхней части циклонного сепаратора 80. Газ под давлением может возвращаться к верхней части ячейки непосредственно ниже окна 20 через возвратный канал 81. Порошок, собранный в циклонном сепараторе 80, может поддерживаться под давлением потоком газа вентилятора 77. Дополнительные нагнетатели могут быть добавлены вдоль каналов и компонентов системы рециркуляции топлива, в соответствии с необходимостью достижения улучшенного движения порошка и требуемого потока. Порошок может протекать в ванну 5, для его инжекции на ролики. Циклонный сепаратор может содержать выходной ванну 82, который может подавать его в шнек 66. В качестве альтернативы, шнек 66 или шнек и ванну 5 могут продолжаться, по существу, вдоль лотка 82 для подачи топлива под углом, который обеспечивает возможность свободного протекания топлива, как, например, в случае, когда приложено давление к верхней части топлива в циклонном сепараторе 80. Давление может быть приложено газом от вентилятора 77. В других вариантах осуществления шнек, который используется, как средство для транспортировки порошка топлива в область ниже роликов 8, может быть заменен другим транспортером,
таким как лента конвейера, и другой транспортер, в соответствии с раскрытием.
Инжекции порошкового топлива из ванны может способствовать поток газа под давлением. Как показано на фиг. 2Glel, выход газа с более высоким давлением из вентилятора 77 может поступать в камеру 20е через линию 19 инжекции газа и протекать через мембрану 49, проницаемую для струи или газа, для вымешивания порошка 48 в ванне 5, для отбора его на ролики 8, для воспламенения. С топливом в ванне 5 может быть выполнено по меньшей мере одно из перемешивания и выталкивания к центру ванны 5, где оно доступно для транспортировки к роликам 8 с помощью смесителя 66, такого, как шнек, приводимый в движение электродвигателем 67 смесителя.
В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 2Gle2 и 2Gle3, для топлива по меньшей мере выполняют одно из псевдоожижения и образования аэрозоля, используя по меньшей мере одну или больше из струй газа, и газовый нож 83. Поток газа может быть направлен на поверхность порошка топлива под углом таким, чтобы направления потока имело проекцию вдоль отрицательной оси Z, противоположное направление для направления от ванны 5 к роликовым электродам. Например, газ с большой скоростью может быть направлен вдоль отрицательного направления оси Z таким образом, что топливо вымешивается в турбулентном потоке, формируемом в результате удара с по меньшей мере одним из порошкового топлива и полыми стенками ванны 5. Вымешанный порошок может протекать в область между электродами, для воспламенения. Полые стенки ванны 5 могут иметь такую форму, чтобы обеспечивать турбулентность для перемешивания и вымешивания топливного порошка, для обеспечения его инжекции к роликам для воспламенения. В одном варианте осуществления система воспламенения содержит струю 83 с каждой стороны ванны, для инжекции газа с высокой скоростью вниз на порошок, который выталкивается вверх с помощью обратного давления из потока газа от стенок ванны. Система воспламенения может содержать уплотнители 47 (фиг. 2G1B) вдоль сторон роликовых электродов, для ограничения порошка в виде аэрозоля в ванне 5 над порошком и ниже параболического рефлектора 14. Газ с высокой скоростью может поступать по линии от стороны с высоким давлением вентилятора 77. В качестве альтернативы, генератор может дополнительно содержать газовый насос или компрессор, который подает газ с высокий скоростью, который также может иметь высокое давление. Скорость и давление могут быть любыми желаемыми для достижения перемешивания и вымешивания топлива в диапазоне от приблизительно 1 м/с до 1000 м/с и от приблизительно 1 PSIG до 1500 PSIG, соответственно. Струя газа или газовый нож 83 могут быть перемещены для охвата требуемой области. Движение может выполняться в поперечной плоскости. Движение может содержать периодически повторяющуюся
структуру смещения. Струя или нож 83 могут сканировать в заданной области, для лучшего перемешивания и вымешивания порошкового топлива. Движение может быть достигнуто с помощью активатора, такого, как электромагнитное механическое устройство. Пример активатора может работать на принципах электрического звонка или громкоговорителя, как хорошо известно в данной области техники. В примере варианта осуществления порошковое топливо было сформировано в виде псевдоожиженного облака, используя струи газа диаметром 1/8 дюйма 35 PSIG, направленные на противоположные стороны ванны в середине, где шнек сваливает порошок, и облако топлива протекает через ролики, для воспламенения.
В одном варианте осуществления роликовые электроды содержат механический механизм, для транспортировки топливного порошка из ванны в зону воспламенения, в области контакта роликовых электродов. Механизм может содержать зубчатые колеса, лезвия, лопатки, лопасти или другие выступы, или приспособления, закрепленные или непрерывные с роликами, которые вращаются и транспортируют топливо вверх. В одном варианте осуществления роликовые электроды покрыты экранами, для возврата топлива, которое не воспламенилось. Параболическое зеркало 14 может иметь каналы 52 на задней стороне ролика, для возврата невоспламенившегося топлива в ванну.
Топливо может быть регидратировано путемм поглощения влажности газа в ячейке, которым можно управлять для достижения требуемой степени гидратации. Регидратация может возникать во время перемещения между последовательными событиями воспламенения. В одном варианте осуществления, поток газа, который обеспечивает псевдоожижение топлива и образование его аэрозоля, для обеспечения впрыска топлива, может переносить по меньшей мере одну из вымешанной воды и водяного пара, для обеспечения регидратации топлива. Вода может поступать в газ с помощью барботирования через водяную колонну. Давлением пара ШО в ячейке можно управлять путем поддержания самого холодного пятна при температуре, для достижения требуемого давления при установившемся равновесии жидкой и газовых фаз, в котором баланс ячейки поддерживается при более высокой температуре, чем самое холодное пятно. В одном варианте осуществления температура газа в ячейке может быть повышена, такая, как в диапазоне температур от приблизительно 26°С док 2000°С таким образом, что равновесное парциальное давление НО не ограничивается температурой источника воды, который является более холодным. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна из входной ШО и потока газа, содержащего пары ШО, могут быть направлены на порошковое топливо в выбранной области регидратации, такой, как в ванне 5, которое может перемешиваться с помощью шнека 66. Направленная вода может поступать с
помощью средства образования тумана или разбрызгивателей, таких, как ультразвуковые или пневматические. Пневматическая системой может работать при отключенном давлении газа от вентилятора. В одном варианте осуществления гидрат формируется применением по меньшей мере одной из жидкой воды и пара воды, и является стабильным под действием повышенной температуры в ячейке и воздействию газа ячейки. Любой избыток воды, такой как вода, в которой растворяется вещество, может испаряться для получения соединения со связанной водой гидратации. Испарившаяся вода может конденсироваться для поддержания более низкого давления пара, для предотвращения затенения света. В иллюстративном варианте осуществления, собранные продукты воспламенения могут быть увлажнены ШО с избытком воды гидратации в такой области, как по меньшей мере один из циклонного сепаратора и ванны. Гидрат является стабильным к воздействию повышенной температуры роликов, и содержание воды за пределами воды гидратации испаряется при контакте с роликами. Испарившаяся вода может конденсироваться с использованием более холодного конденсатора или влагопоглотителя, для предотвращения конденсации пара на окне 20, для исключения затенения света, такого как видимый свет и близкий инфракрасный свет при распространении из ячейки в преобразователь энергии, такой, как преобразователь фотогальванической энергии. Конденсатор или влагопоглотитель могут находиться в требуемой области, такой, как входное отверстие вентилятора, который удаляет воду ШО из полости ячейки, через которую распространяется свет. В одном варианте осуществления пар может рециркулировать так, что оно становится доступным для регидратации продуктов воспламенения. Вентилятор может засасывать пар из ячейки и выдуть его на топливо в требуемой области, такой, как циклонный разделитель или шнек. Испарение избыточной воды в результате регидратации топлива может использоваться для отвода тепла от роликов. В одном варианте осуществления нагрузка охлаждения, из-за нагрева роликов уменьшается с помощью тепла, удаленного паром. Пар может конденсироваться в конденсаторе и может быть удален из системы, используя по меньшей мере один из теплообменника и охладителя.
В одном варианте осуществления ролики содержат лопасти вентилятора, такие как лопасти турбонасоса, для обеспечения по меньшей мере одного из всасывания и выдувания относительно твердого топлива, такого, как порошковое топливо в ванне. Выдувание может перемешивать порошок, для вымешивания его таким образом, что некоторая его часть протекает в область контакта роликов и воспламеняется. В другом варианте осуществления, в котором лопасти создают всасывание, топливо засасывается в область контакта ролика и подвергается воспламенению. В одном варианте
осуществления, вращающиеся лопасти, зафиксированные на электродах ролика, содержат вентилятор, который может заменять вентилятор 77. В другом варианте осуществления, вращающиеся лопасти приводятся в движение независимо с помощью такого средство, как электродвигатель или коробка передач, которая может быть переменной, избирательно приводимой в движение от другого электродвигателя системы. Топливо может засасываться в область контакта электрода и воспламеняться. Продукты воспламенения могут выдуваться по меньшей мере в один обратный канал и могут возвращаться в ванну 5 с газом ячейки, в качестве носителя. В качестве альтернативы, продукты воспламенения могут выдуваться в циклонный сепаратор 80. Частицы продукта воспламенения могут быть регидратированы во время рециркуляции. Эти частицы могут оседать из газообразного носителя ячейки и вытекать из лотка 82 циклонного сепаратора в ванну 5 и транспортироваться с помощью шнека 66 в область под роликами 8, для повторной инжекции. Газ элемента из выходного отверстия лотка 82 циклонного сепаратора 80 может протекать обратно в ванну 5 по возвратному каналу. Газ может диффугировать в ванне, используя газовый диффузор. Движение газа через ролики 8, сформированные вращающимися лопатками, может охлаждать ролики. Тепло может быть удалено теплообменником, таким, как один из каналов, такой как один в канале, который возвращает протекающий газ в ванну.
В одном варианте осуществления по меньшей мере один роликовый электрод и его поддерживающий вал, и подшипники, могут быть установлены на подвижной платформе, такой как стол на подшипниках скольжения и может направляющих, таких, как показано на фиг. 2Gle. Подшипники скольжения могут скользить по штырям, которые направляют движение, такое как прямолинейное движение. Подшипники вала могут быть электрически изолированы от подвижной платформы высокотемпературным изолятором, таким, как керамика. Для проникновения вала ролика в корпус электрода предусмотрено пространство для вала, для выполнения небольших перемещений, из-за изменения разделения между электродами. Подвижный вал может иметь удлиненный зазор в проникающей части корпуса электрода, содержащий паз, который обеспечивает возможность перемещения вала ролика при изменении расстояния между электродами во время операции. Такое проникновение может быть герметизировано гибким уплотнителем. Уплотнитель может содержать гофрированную мембрану с соединением металла с керамикой или стеклом. В качестве альтернативы, проникновение может не быть герметичным. Скорее, уплотнитель может быть открытым, и непроницаемый для газа корпус может окружать другие компоненты системы воспламенения, такие как электрошина, для проникновения в корпус и системы привода, такие, как шкивы и
приводные ремни, для креплений электродвигателя ролика. Корпум может дополнительно окружать подвижную платформу. Система воспламенения может содержать изгиб электрической шины внутри камеры корпуса, закрепленный на подвижном электроде, на подвижной платформе, в которой электрошина могут быть жестко герметизирована в месте ее проникновении в корпус с помощью изолирующего уплотнителя, такого, как кремниевое уплотнение. Камера корпуса, сформированная корпусом, может сообщаться с газовой ячейкой, содержащей инертный газ, такой, как аргон или криптон, и некоторое количество паров воды. Каждый открытый уплотнитель, где вал проникает в корпус электрода, может содержать электроизолирующий вкладыш, такой, как керамический вкладыш вокруг вала ролика с зазором между вкладышем вдоль окружности и валом, и может дополнительно содержать струи газа, которые выдувают обратное порошковое топливо в зазоре, в одном варианте осуществления, содержащем порошковое топливо. Подшипники в местах проникновения фиксированных валов роликов неподвижного или фиксированного противоположного роликового электрода могут быть герметично закрыты.
В одном варианте осуществления, источник питания воспламенения или источник питания содержат делитель мощности соответствующей части выхода постоянного тока фотогальванического преобразователя, который поступает на обратный преобразователь для вывода энергии переменного тока. Иллюстративное входное напряжение на обратном преобразователе составляет 400 В постоянного тока, и соответствующее выходное напряжение обратного преобразователя составляет 480 В переменного тока. Напряжение переменного тока можно понижать с помощью трансформатора до уровня, меньшего, чем 20 В, и для повышения тока до по меньшей мере 1000 А. В одном варианте осуществления частота трансформатора может быть повышена, для уменьшения его размера. Переменное напряжение может выпрямлять для приложения низкого напряжения и большого постоянного тока (DC) к электродам, для воспламенения твердого топлива. В качестве примера, падание на электродах ролика составляет 1 В и 10 000 А постоянного тока. Примеры выпрямителей переменного тока содержат цепи с диодным мостом, такие, как однофазовый диодный мост С &Н Technologies, CHA1BU2450F2FRCMVF, однофазный мост с воздушным охлаждением и мост Powerex. Питание постоянного тока можно прикладывать к электродам, как, по существу, постоянный ток, в котором плотность тока является достаточной для обеспечения возможности воспламенения топлива. В противном случае, ток может быть пульсирующим, для обеспечения концентрации тока под действием скин-эффекта, в котором увеличение плотности тока является достаточным для обеспечения воспламенения топлива. В этих и других вариантах осуществления, могут
использоваться суперконденсаторы быстрого отклика для выравнивания мощности.
Источник питания может содержать фотогальванический элемент (PV), который подает питание на большую электрошину. В одном варианте осуществления большой постоянный ток поступает от фотогальванического преобразователя непосредственно или после обработки постоянного тока с преобразованием в постоянный ток, для получения требуемого напряжения и тока. Выходные выводы элементов PV могут быть соединены с большой электрошиной, по которой подают низкое напряжение, большой ток к роликовым электродам. В качестве альтернативы, энергия может обрабатываться с большой электрошиной. В другом варианте осуществления отдельными элементами PV или множеством поднаборов элементов PV преобразователя PV можно индивидуально управлять, для формирования вклада их соответствующего силового выхода на большой электрошине, по которой подают по меньшей мере питание в одно из оборудования обработки энергии на роликовые электроды, накопитель энергии и на выходные силовые выводы. Потоком энергии от каждого PV или от каждого поднабора элементов PV преобразователя PV может управлять с помощью переключателя, в котором комбинируются силовые компоненты последовательно и параллельно для вывода требуемого напряжения и тока на большую электрошину, такое, как низкое напряжение, меньшее, чем 10 В, и большой ток, такой, как больше 1000 А. В одном варианте осуществления ток можно регулировать для эффективного воспламенения, как функцию скорости протекания топлива. Ток можно регулировать для подачи достаточной энергии для подогрева топлива, для детонации его в то время, как оно находится в зоне воспламенения.
В одном варианте осуществления, содержащем источник питания постоянным током от преобразователя PV, ячейки PV могут быть соединены последовательно и параллельно для подачи по меньшей мере одного из желательного напряжения и тока. Источник питания PV может содержать множество выходных значений напряжения и токов, благодаря соответствующим параллельным и последовательным соединениям ячеек PV. Источник питания PV может содержать, например, выходы с низким и высоким напряжением постоянного тока. Источник питания PV может выводить низкое напряжение, такое, как 1 - 10 В, в источник воспламенения электроэнергии, и более высокое напряжение, такое, как от 10 В до 400 В, например, для серводвигателей. Внутренние нагрузки электрического генератора могут быть выбраны так, чтобы они соответствовали доступным выходам постоянного тока из преобразователя PV. Например, внутренняя нагрузка серводвигателей может содержать операцию с низким напряжением и большим током.
В одном варианте осуществления, элементы, по которым протекает ток, такие как элеткрошины 9 и 10, охлаждаются для уменьшения сопротивления и падения мощности на этих элементах. Охлаждение может быть достигнуто с помощью охладителя, в контакте с элементом, в котором охладитель охлаждается с помощью охладителя, такого, как содержащий теплообменник и вентиляторы. В одном варианте осуществления, элементы, по которым протекает ток, такие как электрошины 9 и 10, могут содержать сверхпроводники. Падение напряжения вдоль элементов протекания тока может быть уменьшено в результате охлаждения или используя сверхпроводники. Сверхпроводники, работающие в среде жидкого азота, могут использоваться, если только назначение элемента не связано с генерированием магнитных полей. Компоненты со сверхпроводящими материалами могут содержать систему криогенного администрирования. Система криогенного администрирования может содержать по меньшей мере один из сосудов Дьюара с жидким гелием, сосуда Дьюара с жидким азотом, перегородки для излучения, которые могут содержать медь, изоляцию с высокой степенью вакуума, экраны для защиты от излучения, и систему криогенного восстановления, такую как система, содержащая крионасос и компрессор, которые могут получать питание от выхода питания генератора энергии на основе гидрино.
В одном варианте осуществления порошковое топливо сжимается роликовыми электродами 8 для того, чтобы в достаточной степени обеспечивать детонацию топлива с оптимальным преобразованием содержания водорода топлива в гидрино. В одном варианте осуществления давление находится в диапазоне от 0,1 бар до 500 бар. Электродвигатели 12 и 13 роликов имеют такие размеры, чтобы крутящий момент и мощность для получения объемной работы давления соответствовали сжатию топлива.
В одном варианте осуществления твердое топливо содержит мелкие частицы, такие как порошок или частицы шлама. Ток от источника электроэнергии может быть пульсирующим. Размер частиц может быть выбран для улучшения эффективности скин-эффекта, для воспламенения топлива. В одном варианте осуществления источник электроэнергии может иметь меньший максимальный ток, но которого достаточно для воспламенения частиц топлива, в результате пульсации высокой частоты тока, что существенно увеличивает плотность тока посредством скин-эффекта. Пульсация может представлять собой пульсацию постоянного тока, переменного тока и их комбинаций. По меньшей мере один из параметров тока, такой, как частота пульсации, форма колебаний, пиковый ток, пиковое напряжение, ток смещения, напряжение смещения и рабочий цикл, и размер частиц можно выбирать для достижения оптимального количества топлива, воспламеняемого для получения входной энергии (то есть, наибольшая эффективность
воспламенения). Размер частиц топлива можно выбирать путем выбора размера частиц по меньшей мере одного из компонентов топлива, таких как электропроводная матрица, такой, как металлический порошок, такой, как металлический порошок Ag или Си, и соединение, связующее ШО, такое, как MgBr2 6ШО или ZnCh 4ШО. Размер частиц компонента может находиться в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до 1 мм. Размер частиц топлива может находиться в диапазоне от приблизительно 0,01 мкм до 1 мм. Скоростью потока топлива можно управлять для достижения оптимально эффективного входа энергии, для обеспечения воспламенения. Ролик может содержать структуру, для содержания топливо в агрегатах, которая может детонировать в результате концентрация тока под действием скин-эффекта. Структура может поддерживаться в рабочем состоянии, благодаря механической обработки во время работы или во время промежуточного технического обслуживания. В одном варианте осуществления топливо может быть сформировано в виде агрегатов топлива, которые могут протекать на электроды и воспламеняться. Воспламенение может способствовать концентрации тока на поверхности агрегатов топлива под действием скин-эффекта. Агрегаты топлива могут быть сформированы путем по меньшей мере одного из добавления воды и высушивания. В одном варианте осуществления, продукт воспламенения, такой, как порошок, может представлять собой по меньшей мере один из увлажненного и смоченного и высушенного. По меньшей мере одно из увлажнения и смачивания, и высушивания может выполняться в области ячейки, такой, как по меньшей мере один из циклонного сепаратора и ванны. Агрегаты топлива могут быть обработаны до меньших, более желательны размеры агрегатов топлива. Обработка может выполняться механически. Шнек может использоваться для обработки агрегатов топлива. Обработка может возникать, в то время, как происходит впрыск частиц на ролики для воспламенения. Размер частиц агрегатов топлива можно выбирать с помощью системы впрыска, такой как газовые струи, которые избирательно вымешивают агрегаты топлива требуемого размера. Размер можно ь выбирать путем управления давлением и скоростью потока газа носителя, прикладываемого посредство струй газа, например.
В одном варианте осуществления топливо содержит электрически непроводящие частицы, для периодического прерывания цепи. Прерывание цепи может вызывать пульсацию тока. Пульсация или быстрое изменение тока может концентрировать ток, благодаря скин-эффекту, для обеспечения воспламенения топлива. Частицы могут содержать по меньшей мере одни из частиц неправильной формы, шариков и сфер. Частицы могут содержать глинозем, оксид переходного металла, такой как СиО, оксид щёлочноземельного металла, такой как MgO, СаО, Si02, оксид редкого металла, такой как
ЬагОз, стекло, кварц или оксидированный алюминий, такой как металлические сферы из анодированного алюминия. Шарики могут иметь размер, достаточный для обеспечения прерывания тока воспламенения, для роста до требуемой концентрации получаемого в результате пульсирующего тока, в результате скин-эффекта. Размер шариков может быть в диапазоне от приблизительно 10 мкм до 5 мм диаметром. Частотой импульсов может управлять с помощью такого средства, как добавление и удаление частиц и путем управления размером частиц, а также путем управления параметрами впрыска топлива, таких, как скорость вращения ролика. Неэлектропроводные частицы могут избирательно удаляться в циклонном сепараторе, благодаря их более высокой массе, чем у частиц из металла и частиц соединения, связующего воду в твердом топливе. В одном варианте осуществления, для обработки роликов, через ванну 5 подают абразивный материал. Абразивный материал может по меньшей мере частично заменять твердое топливо. В одном варианте осуществления абразив содержит электрические непроводящие частицы.
В одном варианте осуществления система инжекции топлива содержит средство, обеспечивающее поток топлива в область контакта между электродами и средство, делающее этот поток прерывистым. Прерывистый поток может вызвать пульсации тока, поскольку присутствие электропроводного топлива замыкает электрическую цепь между электродами, и отсутствие электропроводного топлива приводит к, по существу, разрыву цепи. Прерывистый поток топлива может быть получен с помощью инжектора, который создает переменный поток топлива. Инжектор может представлять собой один, в соответствии с настоящим раскрытием. Инжектор может содержать пневматический инжектор, такой как газовые струи и ролики, действующие как роторный насос. Инжектор может дополнительно содержать механический инжектор и электрический инжектор. Механический инжектор может содержать вращающийся набор лопаток или ковшей, которые отгибаются назад приблизительно в положении верхней мертвой точки, для обеспечения протекания образцов топлива, транспортируемых в каждой лопатке или в каждом ковше протекать в область контакта электродов. Лопатки или ковши могут быть установлены на ремне или на цепи, которые выполняют вращательное движение. В качестве альтернативы, они могут быть установлены на вращающемся колесе или на аналогичной структуре, известной для специалистов в данной области техники. Топливо может захватываться из резервуара, такого, как содержится в ванне 5. В одном варианте осуществления поток топлива делают прерывистым с помощью прерывателя. Прерыватель периодически блокирует поток топлива. В одном варианте осуществления прерыватель содержит вращающийся диск, установленный поперечно направлению потока топлива с проходом для топлива на участки области диска. Этот проход
попеременно выравнивается с путем протекания топлива. Топливо протекает через проход, пока оно поворачивается, выходя из совмещения с путем потока топлива, и положение без прохода поворачивается в это положение. Таким образом, вращающийся диск используется, как механический прерыватель потока топлива. Прерывистым потоком и частотой импульса тока можно управлять путем управления скоростью вращения диска. В другом варианте осуществления прерыватель содержит задвижку. Прерыватель также может содержать вращающийся вал.
В одном варианте осуществления пульсирующий ток воспламенения поступает путем прерывистой подачи электропроводных топливных гранул. В одном варианте осуществления порошковое топливо формируют в виде гранул, которые транспортируют в область между электродами, такими, как роликовые электроды, в котором электрический ток замыкается в неэлектропроводном зазоре между электродами электропроводной гранулой. Система, показанная на фиг. 2Gle2 и 2Gle3, может содержать средство, такое как механический, гидравлический или пьезоэлектрический привод, и механизм блокирования, для фиксации подвижного стола 62 в фиксированном положении, для фиксации зазора между электродами, между электродами, такими как ролики 8. Зазор может содержать, по существу, разомкнутую цепь, которая замыкается гранулой. Давление, прикладываемое к твердому топливу для формирования, к примеру, гранулы размером с диаметром от 1 мм до 10 мм, может соответствовать силе в диапазоне от 0,01 тонны до 10 тонн. Давление на электродах можно регулировать и оно должно соответствовать силе, действующей на гранулы диаметром от 1 мм до 10 мм в диапазоне от приблизительно 1 фунта до 1000 фунтов. Зазор может быть установлен так, что прикладывать требуемое давление к грануле, когда она попадает в область между электродами. Зазор может быть меньшим, чем гранула, таким образом, что давление прикладывается к грануле. Механическая система может содержать некоторый изгиб, для размещения гранулы, в то время, как прикладывается давление и при поддержании, по существу, фиксированного положения стола 62. Иллюстративный зазор может находиться в диапазоне от приблизительно 0,001 мм до 10 мм.
Гранула может иметь любую требуемую форму, такую, как цилиндрическая или сферическая. Требуемая форма, такая, как сферическая, может быть выбрана для улучшения плотности тока в одном или больше положениях, для обеспечения воспламенения при меньшем токе, чем в отсутствие геометрических улучшений. Плотность тока может быть дополнительно улучшена и, в случае необходимости, усилена с помощью скин-эффекта, вызванного быстрым изменением тока. Быстрое изменение может быть достигнуто путем пульсации тока, используя такое средство, как
механическое, электронное или физическое переключение. Физическое переключение может быть достигнуто путем прерывистой подачи электропроводного топлива между электродами, такого, как в форме гранул. В качестве альтернативы, физическое переключение может быть достигнуто путем прерывания тока, путем подачи электрически непроводящего материала, такого, как непроводящие частицы в поток проводящего топлива, протекающего в область контакта электродов.
В одном варианте осуществления, в котором используются предпочтительные условия, такие как ориентация гранулы, положение, скорость и давление на электродах, таких, как роликовые электроды 8, система воспламенения с электронным прерыванием, в соответствии с раскрытием, содержит датчик, такой как оптический датчик или датчик проводимости, для детектирования состояния, такого как положение, и дополнительно содержит триггер импульса тока воспламенения в оптимальных условиях, таких, как положение. По меньшей мере одно из управления моментом времени воспламенения и триггера воспламенения, может содержать компьютерное управление и электронное устройство. В одном варианте осуществления, в котором присутствует несоответствие между моментом времени инициирования и подачи тока, цепь воспламенения содержит систему обработки мощности, такую, как система, которая обеспечивает задержку тока, такая, как линия задержки или линия опережения для тока, такая, как триггер с опережением.
Инжекция может выполняться, используя по меньшей мере электростатическую, пневматическую и механическую инжекции. В одном варианте осуществления система воспламенения содержит гранулятор, для формирования сжатых образцов топлива, которые поступают в область контакта электродов, для детонации. Гранулы могут поступать по меньшей мере с использованием одного из турбовентилятора, струй газа и роликового роторного насоса. В качестве альтернативы, инжекция гранулы может обеспечиваться с помощью инжектора гранулы. В одном варианте осуществления резервуар из гранул, такой, как в ванне 5, подает гранулы, которые транспортируются пневматически в область контакта электродов 8. Как показано на фиг. 2G1E2 и 2G1E3, транспортировка может достигаться пневматически, используя по меньшей мере одно из всасывания роторным насосом, содержащим роликовые электроды 8, газовой струи 83 и градиент давления, поддерживаемый вентилятором 77. Гранулы могут по меньшей мере всасываться и выдуваться в область контакта электрода. Гранулы могут поступать на ролики с помощью вибраторам, такого как вибрирующий, платформа или стол. Вал может иметь форму для его проталкивания в массу гранул в ванне 5 и выталкивания по меньшей мере одной из них вверх. Вибратор может содержать пьезоэлектрический вибратор.
Нижняя часть может быть выполнена сужающейся и верхняя часть, например, плоской или чашеобразной. В качестве альтернативы, гранулы могут быть частично подмешаны для обеспечения подачи гранул к роликам, используя один или больше из газового стола и по меньшей мере одну из размещенной ниже струи газа. Гранулы также могут сбрасываться на ролики с помощью направленных вниз струй 83, которые действуют так, что обеспечивается перемешивание с помощью газа, отражающегося от ванны 5. Инжектор, такой как роторный насос, газовые струи, вибратор и газовый стол могут применяться с использованием шнека 66. Гранулы могут протекать по одиночке и последовательно, поскольку избыточное давление, сформированное в результате выдувания гранул п, может проталкивать гранулу п +1 (п представляет собой целое число) в течение периода времени, такого, как приблизительно от 0,1 до 100 мс, в течение которое давление рассеивается, чтобы обеспечить попадание п + 1-ой частицы в область контакта, для выполнения детонации. Интервалом воспламенения можно управлять, изменяя геометрию ролика, такую, как по меньшей мере одна из ширины и диаметра, для управления временем, в течение которого рассеивается избыточное давления надува. Система воспламенения может содержать множество пар электродов ролика, которые последовательно воспламеняют топливные гранулы. Система воспламенения может быть электрически соединена параллельно таким образом, что одна гранула может детонировать по одной одновременно, когда ток протекает через детонирующую гранулу. В качестве альтернативы, система генератора может содержать множество источников питания воспламенения, которые обладают возможностью детонации множества гранул одновременно. Продукты воспламенения могут собираться циклонным сепаратором, выполняется регидратация топлива, как описано в настоящем раскрытии, и регенерированное топливо может вытекать из циклонного сепаратора в гранулятор.
Гранулятор может содержать штамп порошокого топлива или такое устройство, как формирователь гранул, известный для специалистов в данной области техники. Гранулятор может быть типа экструдера - ножа или типа зубчатого колеса с сеткой. Гранулятор может содержать формирователь гранул. Гранулятор может содержать загрузочный бункер, который поочередно заполняется между тактами расширения. Рабочий такт может распределять топливо и затем возвращаться обратно, для приема и впуска другой порции топлива, предназначенной для формирования гранул. Гранула может быть сформирована с помощью взаимно зацепленных зубчатых колес, которые сжимают топливо, подаваемое в области контакта с получением гранул. В одном варианте осуществления формирование гранул выполняется с помощью такого механизма, как взаимно зацепленные шестерни, которые разделяют формируемые гранулы от обработки
воспламенения. По меньшей мере часть одного члена пары зубчатых колес, для формирования гранул, содержит неметаллическое зубчаток колесо, такое, как пластиковое колеса, например, из нейлона, тефлона или поликарбоната. В одном варианте осуществления зубчатое колесо содержит неметаллическую поверхность зубьев, которые противостоят адгезии гранул, формируемых между взаимно зацепленными зубьями. Зубья могут удерживаться на месте, что предотвращает их искривление соседними зубьями до тех пор, пока гранула не будет высвобождена. Гранула может быть высвобождена из члена пары зубьев путем искривления зуба, который частично и отклоняет пластичный зуб от себя в сторону.
В одном варианте осуществления образец весом 40 мг смеси твердого топлива, содержащей Ag + MgBr2 6Н2О в пропорции 200 мг: 60 мг (30 % масса MgBr2 6Н2О) дает 357 Дж избыточной энергии в калориметре водяной бани, описанной в разделе Data I. Топливо используется в форме правильных цилиндрических гранул размером 3 мм OD X 1 мм Н = 7,1 X 10"3см3, сформированных при воздействии усилия от 0,1 до 0,75 тонн в прессе, и удерживаются от 90 до 175 фунтов силы между болтами крепления образца бомбы в водяной бане, в калориметре. Плотность гранул была задана отношением массы гранул и объема: 40 X 10"3 г/7,1 X 10"3 см3 = 5,65 г/см3. Моли воды в образце были заданы по весу образца умножить на % масс гидрата, разделить на молекулярный вес гидрата MgBr2 6Н2О умножить на моли Н20 на гидрат моля: (40 мг X 0,30)/292,2 X 6 = 2,46 X 10"4 молей ШО. Выход энергии на моль ШО топлива задан отношением энергии на гранулу и молями ШО на гранулу: 357 Дж/2,46 X 10"4 моль ШО = 1,44 МДж/моль ШО. Теоретическая энергия для преобразования ШО в Ш (1/4) + I/2O2 составляет 50 МДж/моль. Выход гидрино получают из отношения выхода энергии на моль ШО топлива и соответствующей теоретической энергии: 1,44 Мдж/50 Мдж = 2,88%. Прирост заданной избыточной энергии, разделенной на энергию воспламенения, составляет 357 Дж/40 Дж = 8,9 раз. В одном варианте осуществления условия для воспламенения калориметрической гранулы в достаточной степени воспроизводится в непрерывном электрическом генераторе, таком, как показано на фиг., таких, как фиг. 2G1E2, для достижения того же выхода энергии на массу топлива в обоих вариантах осуществления. Затем технические принципы могут быть определены для случая периодически повторяющихся последовательных воспламенений с высокой скоростью по от данным гранулы. Топливо может быть представлено в различных формах, таких, как порошковое топливо, порошок, сжатый роликовыми электродами, и топливные гранулы, которые могут быть сформированы на роликах или предварительно сформированы в грануляторе. Рассмотрим образец с топливом 40 мг, который позволяет получить 357 Дж при воспламенении с
иллюстративной частотой 1000 Гц (одно воспламенение на миллисекунду). Затем общая непрерывная избыточная энергия составляет 357 Дж X 1000 Гц = 357 000 Вт. Скорость потока массы топлива задается продуктом массы выборки топлива и скоростью воспламенения: 40 мг X 1000 Гц = 40 г/с. Объем потока топлива задан отношением потока массы и плотности топлива: 40 г/с (5,65 г/см3) = 7,1 см3/с. Входные Кулоны для системы
одного воспламенения заданы током RMS, разделенным на пиковую частоту: 20,000/> /2~Х 1/120 Гц = 118 С на воспламенение. Энергия воспламенения задается произведением RMS падения напряжения на образце и тока: Уг X 0,5 В X 20 000 X 1/120 Гц = 42 Дж. Соответствующий постоянный ток определяется произведением количества Кулонов на образец умножить на частоту воспламенения: 118 С X 1000 Гц = 118 000 А или 11 800 со скин-эффектом 10Х, в результате пульсации, как определено в раскрытии. Непрерывная энергия получается путем произведения энергии на образец умножить на частоту воспламенения: 42 Дж X 1000 Гц = 42 кВт или 4,2 кВт со скин-эффектом 10Х, в результате пульсации, как определено в раскрытии. Мощность и ток могут быть уменьшены при условии постоянной плазмы с большой мощностью в отличие от холодного воспламенения гранулы. Кроме того, кривая прироста энергии, как ожидается, должна быть положительной и нелинейной. Толщина топлива для таких параметров, как 1800 об\мин для роликовых электродов диаметром 10 см, шириной 1 см определяется волюметрической скоростью потока топлива, разделенной на частоту вращения и площадь поверхности ролика: 7,1 см3/с X 60 с/минуту/1800 об\мин X 1 / ( X 10 см XI см) = 0,0075 см. Используя тот же анализ для образца 40 мг для смеси твердого топлива, содержащей Ag (4-7 мкм) + ВаГ 2Н2О при соотношении 200 мг: 30 мг (15 % масс ВаГ 2Н2О), это дает 380 Дж избыточной энергии в калориметре на водяной бане, описанной в Data I, 27 % водорода ШО переходят в гидрино Ш (1/4), прирост энергии составлял 9,5 раз, и соответствующая общая непрерывная избыточная энергия составила- 380 000 Вт.
В иллюстративном варианте осуществления, гранула содержит 40 мг гранулы из Си + MgBr2 6ШО (13 % масс), гранула 40 мг из Ag + MgBr2 6ШО (23 % масс), или гранула 40 мг состоит из 40 мг Ag + Ва1г 2ШО (15 % масс). В одном варианте осуществления, в отсутствие гранулы, электроды, такие, как ролики, могут иметь электрический зазор между ними, такой как зазор от приблизительно 0,1 до 10 мм, для предотвращения, по существу, протекание тока, такого, который приводит к воспламенению, и присутствие гранулы замыкает цепь, для подачи достаточного, для протекания с воспламенением. Прерывистое присутствие гранулы может привести к возникновению прерывистых пульсаций тока, которые могут концентрировать ток в результате скин-эффекта, для
снижения максимального тока, необходимого для достижения воспламенения. Гранулы могут быть сформированы при приложении давлении к топливу приблизительно от 0,1 тонны до 1 тонны. Давление, прикладываемое к грануле электродами, может составлять от приблизительно 10 фунтов силы до 500 фунтов силы. В иллюстративном варианте осуществления гранулу 40 мг Ag + Bah 2Н2О (15 % масс) с диаметром 2 мм воспламеняли при падении напряжения от приблизительно 0,2 В до 0,5 В на электродах и с максимальным током приблизительно 10 кА. Воспламенение возникало в атмосфере аргона, криптона или ксенона в течение приблизительно 1 мс и излучаемой интенсивности белого света приблизительно в течение 1 мс. В другом варианте осуществления гранула содержала 40 мг 10% Ag на Cu+ Bah 2Н2О (13 % масс) сферу, сформированную путем нагрева сварочным аппаратом TIG порошка в камере с инертной атмосферой на графитовой или керамической пластине, и с воспламенением в атмосфере криптона. В одном варианте осуществления гранулы формируются на электропроводной поверхности, такой, как графитовая или медная поверхность.
В одном варианте осуществления генератор содержит генератор пара, для регидратации топлива. Быстрая кинетика регидратации может быть обеспечена при подаче пара к продуктам воспламенения. Генератор пара может получать по меньшей мере некоторое тепло из тепла, генерируемого ячейкой, как тепло, высвобождаемое на роликах во время воспламенения твердого топлива, в результате по меньшей мере одного из резистивного нагрева и формирования гидрино. Тепло может быть передано в генератора пара с помощью теплообменника. Теплота может быть передано в генератор пара с помощью тепловой трубу. Продукты воспламенения могут быть регидратированы с помощью такого средства, как воздействие паром воды, таким, как в диапазоне от 0,1 Тор до давления пересыщенного пара, такого, как больше чем одна атм. В качестве альтернативы, топливо может быть регидратировано водой, например, используя водной душ или воздействие водяным туманом. Избыточная вода за пределами требуемого количества, такая, как о оптимизирует выход энергии, такой как гидрат и дополнительная вода, например, в диапазоне от приблизительно 0 до 100 % массы, может быть удалена путем приложения давления, например, во сжатия для формирования топливной гранулы. В качестве альтернативы, топливо может быть регидратировано путем добавления продуктов воспламенения до насыщенного раствора соединения, связующего воду, такого как галид щелочноземельного металла, такой, как Ва1г и путем сбора осевшего порошка металла и гидратированного соединения, связующего воду, такого, как галид щелочноземельного металла, такой, как кристаллы Bah 2Н2О. В случае необходимости, топливо может быть центрифугировано для удаления избыточной воды. Топливо может
быть высушено. Тепло для высушивания может поступать от отходящего тепла. Топливо может сформировано в виде гранул, используя способ, в соответствии с раскрытием.
В одном варианте осуществления гранулы формируют, используя физическую или химическую обработку, такую, как путем формирования твердого вещества, которое перемалывают в гранулы, такие как гранулы сферической формы. В качестве альтернативы, иллюстративная обработка состоит в формировании сфер на основе поверхностного натяжения. Сферы могут формироваться с помощью поверхностного натяжения, когда расплавленный материал помещают на неприлипающей поверхности, такой как керамическая поверхность, или когда их, например, погружают в жидкую среду. Другая такая обработка известна для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления смесь твердого топлива, такого, как по меньшей мере один из Ag + Bah, Cu + ВаЬ, и Ag + Cu + Bab, плавят, и расплавленную смесь охлаждают в виде гранул, таких, как гранулы сферической или цилиндрической формы. Электропроводная смесь может представлять собой смесь металлов, таких как эвтектическая смесь с существенно более низкой точкой плавления, чем самая высокая точка плавления индивидуального члена смеси, такого, как сплав Ag-Cu (28,1 % масс) (точка плавления = 779 °С), сплав Ag-Sb (44 % масс) (точка плавления = 485 °С), при меньшем количество Sb, таком, как 25 % масс (точка плавления = 562 °С), может использоваться для поддержания высокой электропроводности, сплав Cu-Sb (19 % масс) сплав (точка плавления = 645 °С), и сплав Cu-Sb (63 % масс) (точка плавления = 525 °С). В качестве альтернативы, примеры сплавов содержат 90/10 атомарных % сплава Ag-Ti (точка плавления = 1150 °С) и 95/5 атомарных % сплава Ag-Ti (точка плавления = 961 °С). Твердое топливо может содержать смеси по меньшей мере трех разных электропроводных матриц, таких, как смеси металлов и сплавов, и разные соединения, связующие воду. Комбинации могут быть выбраны из металлов, которые, по существу, являются стабильными в отношении реакции с ШО, такими, как по меньшей мере один из группы Ag, Cu, Ni, Со, Те, Sn, Sb, Мо, Cd, Pb и Bi, и могут дополнительно содержать источник ШО, такой, как по меньшей мере одна из абсорбированной воды и соединения, связующего воду, такого, как по меньшей мере один из галида, гидроксида и оксида, и множества галидов, гидроксидов и оксидов, и их смесей. Твердое топливо может быть спечено для формирования гранулы. Требуемая форма может быть получена в результате спекания порошка твердого топлива в пресс-форме. Гранула может быть гидратирована путем обработки по меньшей мере одного из пара воды и воды, такой, как вода в виде тумана или распыленная вода. Отвержденная расплавленная гранула и спеченная гранула могут быть регидратированы во время или после ее формирования. В качестве альтернативы, связующее воду соединение, такое, как
галид, такой, как галид щелочно-земельного металла, такой, как ВаЬ или ЬаВгз хШО, такой, как ЬаВгз 6Н2О или оксид, такой, как ЬагОз, могут быть регидратированы перед плавлением по меньшей мере одной из топливной смеси, металл плавится, и топливо спекается при обработке формирования гранулы. В случае, когда плавится только металл, соединение, связующее воду, такое, как галид металла, или гидроксид (гидратированный оксид), такой, как Mg (ОН) 2, А1 (ОН) 3, La (ОН) з, боракс, гидратированный В2О3 и бориновая кислота, могут быть захвачены в металле, который отверждается при формировании гранулы. Гидрат может быть в высокой степени стабильным, и температура его разложения может не быть превышена во время обработки. Например, в одном варианте осуществления, смесь твердого топлива, содержащая Ва1г 2ШО, не нагревается выше его температура разложения 740 °С, где электропроводная матрица, такая, как сплав, такой как сплав Ag или Си и Sb плавится ниже температуры разложения Bah 2Н2О. Другие примеры топлива содержат сплав по меньшей мере одного из Ag и Си, и другого металла с НИЗКОЙ ТОЧКОЙ плавления, которая может быть стабильной для реакции с ШО, такой, как по меньшей мере один из Pb, Bi, Sb и Те, такой, как от 10 до 50 % масс и гидрата, такого, как Ва1г 2ШО. Пример трехкомпонентного сплава представляет собой Ag (5 атомарных %), Си (0,5 атомарных %) висмут (94,5 атомарных %) с точкой плавления 258 °С. В одном варианте осуществления давление пара ШО поддерживают выше уровня, который предотвращает разложение гидрата в точке плавления топлива. В другом варианте осуществления, в котором точка плавления топлива выше, температура разложения гидрата и кинетика реакции дегидратации является медленной, топливо поддерживают в расплавленном состоянии, для формирования гранул в течение меньшего времени, чем время разложения. Продукт воспламенения может быть восстановлен и регидратирован, как представлено в раскрытии, и затем расплавлен, для формирования топливных гранул. В других вариантах осуществления твердое топливо, такие как топливо, которое может содержать смеси по меньшей мере из трех разных электропроводных матриц, таких как смеси металлов и сплавов и разных соединений, связующих воду, выбирают так, чтобы порошок легко воспламенялся для высокого выхода гидрино при приложении постоянного давления и тока со стороны электродов, таких как роликовые электроды. Соответствующие токи находятся по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 1000 А до 1 МА и от 1000 А до 30000А. Соответствующие значения давления находятся в диапазоне от приблизительно 1 атм до 10 000 атм. Соответствующие силы, действующие на ролики, находятся в диапазоне от приблизительно 10 фунтов силы до 4000 фунтов силы.
В другом варианте осуществления, порошковое топливо может протекать в
направлении системы воспламенения и может быть преобразовано в гранулы перед попаданием в процесс воспламенения. Гранулы могут быть сформированы на месте перед детонацией. Система гранулятора на месте может содержать средство для подачи потока порошка в систему воспламенения, такую, как роликовые электроды, источник плазмы генерируется импульсом малого тока и большого напряжения, прикладываемого к протекающему порошку, для обеспечения формирования гранул, средство, обеспечивающее протекание гранул в систему воспламенения, такое, как пневматическая система, такое, как струи газа или механическая система, такая, как инжектор с пьезоэлектрическим приводом, и система воспламенения, такая как система с низким напряжением, большим током воспламенения, позволяющая выдавать импульс энергии при замыкании цепи гранулой. Система воспламенения может содержать электроды, такие как роликовые электроды, и источник электроэнергии, для системы воспламенения, такой, как система, содержащая преобразователь PV и, в случае необходимости, конденсаторов.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Gle2 и 2Gle3, продукт воспламенения восстанавливается с помощью системы циклонного сепаратора. Продукты воспламенения могут вытекать из циклонного сепаратора в гранулятор. Воспламененный порошковый продукт может быть отобран путем всасывания во входной канал 76 вентилятора 77. Продукт, захваченный потоком газа, может выдуться через выходное отверстие 78 вентилятора 77 и поступать во входное отверстие 79 циклонного сепаратора, такого, как циклонный сепаратор 80. Твердые частицы могут падать в циклонный сепаратор 80, и газ может выходить через канал 81 возврата газа в верхней части циклонного сепаратора 80. В случае, когда гидрат соединения, связующего воду, является стабильным в отношении по меньшей мере одного из плавления, спекания и механической грануляции соответствующего твердого топлива, продукт воспламенения, может быть регидратирован путем воздействия на продукт воспламенения по меньшей мере одного из паров воды, и воды, такой как вода в виде тумана или водяной пыли, во время перемещения через или во время нахождения в системе циклонного сепаратора, содержащего вентилятор 77, циклонный сепаратор 80, входные отверстия и выходные отверстия, такие, как 76 и 78, выходной лоток 82 и, в случае необходимости, систему транспортирования, такую как шнек 66 и ванну 5. Газ под давлением может возвращаться в ячейку, в верхней части ячейки непосредственно ниже окна 20, через возвратный канал
81. Порошок, собранный в циклонном сепараторе 80, может быть сжат под действием
потока газа от вентилятора 77. Циклонный сепаратор может содержать выходной лоток
82, который может подавать топливо к шнеку 66. В качестве альтернативы, лоток 82
может подавать топливо в гранулятор, и гранулы могут транспортироваться или перетекать из гранулятора к электродам 8. Шнек 66 может транспортировать гранулы. В других вариантах осуществления шнек, который используется, как средство для транспортирования гранул к области ниже роликов 8, может быть заменен другим средство транспортирования, таким как конвейерная лента и другие транспортеры, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления, инжектор содержит устройство сдвигаО, для отделения зарядов или гранул, имеющих размер за пределами требуемого диапазона. Инжектор может дополнительно содержать транспортер, для возврата зарядов или гранул с несоответствующим размером в гранулятор. В качестве альтернативы, заряд или гранулы с разными размерами могут быть отсортированы на множество лотков с одинаковым диапазоном размеров, такие, как заряды или гранулы, имеющие диаметр от приблизительно 1 mm 50%, 2 mm 50%, and 3 mm 50%. Заряды или гранулы каждого лотка могут воспламеняться с набором соответствующих параметров воспламенения, таких, как отрегулированное разделение электродов, для оптимизации энергии и высвобождения энергии.
В одном варианте осуществления, система рециркуляции для сбора продукта воспламенения и подачи его по меньшей мере в один из гранулятора и инжектора, содержат по меньшей мере одно или больше свойств из системы из следующей группы: (i) перфорированное окно 20с и, в случае необходимости, окно 20 в верхней части ячейки с газом, протекающим вниз в заднюю часть параболического зеркала 14 снаружи роликовых электродов 8 через вентилятор 77 и в циклонный сепаратор 80; (ii) множество выходных отверстий канала 64d на сторонах в верхней части ячейки, для формирования циклонического потока вокруг ячейки со входным отверстием 64а для газа в нижней части ячейки, предпочтительно в области за пределами роликовых электродов 8 через вентилятор 77 и в циклонный сепаратор 80; (ш) конструкцию без каналов, содержащую по меньшей мере одно всасывающее отверстие 52 или 64а в области электродов, таких, как за пределами роликовых электродов 8 через вентилятор 77 и в циклонный сепаратор 80, в котором входное отверстие в циклонный сепаратор 79 находится на его стороне, для формирования потока циклонного газа. В одном варианте осуществления, всасывающие отверстия находятся на уровне приблизительно выше и поперечно роликовым электродом относительно положений катушек Гельмгольца, а также под роликами, как показано на фиг. 2Н1. Верхняя часть циклонного сепаратора 80 может быть открыта в ячейку, для минимизации обратного давления потока газа. Система рециркуляции е может содержать конструкцию с открытой ячейкой, такую, как коробка в коробке, в которой стенки ячейки сформированы для отражения света вверх в PV преобразователь. Верхняя часть ячейки
элемента может быть открыта, и по меньшей мере на одной из стенок может быть установлен циклонный сепаратор с открытым верхом, и PV преобразователь может быть помещен в герметично закрытом корпусе, который может поддерживаться в атмосфере инертного газа с регулируемым давлением. PV ячейки или панели могут содержать защитное окно 20, которое может дополнительно содержать перфорированное окно 20с, которое поддерживается в условиях потока газа. Окно, такое, как 20, может иметь открытый зазор между по меньшей мере одной стенкой и окном, для обеспечения возможности протекания обратно газа вдоль стенки во всасывающие входные отверстия 52. Размер зазора может быть переменным, для изменения скорости потока газа и структуры. Нижняя часть ячейки может содержать загрузочный бункер с необязательным средством, который способствует перемещению продукта воспламенения, который не был захвачен всасыванием во входном всасывающем отверстии в по меньшей мере один из циклонного сепаратора и гранулятора. Иллюстративное средство транспортирования является пневматическим, таким, как всасывание и выдувание, и механическим, таким, как вибрация.
В одном варианте осуществления система воспламенения имеет электрошины 9 и 10 с низким сопротивлением, каждая из которых содержит экструдированную электрошину, такую, как экструдированная шина производства Woehner, такую как тип ТСС, имеющая большое поперечное сечение, такое, как 1600 мм2. Источник электроэнергии воспламенения может содержать фотогальванический преобразователь. Демпфирующие конденсаторы могут быть расположены очень близко к роликам, для быстрого отклика на входную и реактивную мощность. В другом варианте осуществления, реактивная мощность может рассеиваться с помощью шунтирующего диодом, который может быть включен параллельно с электрошиной. Пример диода для подавления выбросов напряжения представляет собой диод для подавления выбросов напряжения (TVS), в котором происходит хорошо охарактеризованный лавинный пробой выше определенного порогового напряжения. Диод, действующий, как резистор с несущественной утечкой, превращается в шунт, позволяющий шунтировать ток порядка тока воспламенения, такого, как несколько килоампер, а также обладающий некоторыми рассеивающими возможностями после пробоя. В другом варианте осуществления, реактивное напряжение и выброса тока подавляются по меньшей мере с помощью одного варистора. Некоторое реактивное сопротивление, такое как индуктивность или емкость, может быть установлено в цепи, в случае, когда требуется задержка от времени первого замыкания цепи топливной гранулой. Конденсаторы могут быть заряжены с помошлью постоянного тока, для того, чтобы уменьшить сопротивление электрошины для тока, подаваемого от
PV преобразователя к конденсаторам. В одном варианте осуществления реактивная энергия от реактивной мощности является малой таким образом, что она может рассеиваться в соответствующем элементе цепи. В результате рассеяния реактивного компонента, можно исключить потребляющую энергию выпрямления и PV защиту. В другом варианте осуществления в расчетном реактивном сопротивлении может учитываться реактивное сопротивление цепи воспламенения.
В одном варианте осуществления источник питания воспламенения содержит по меньшей мере один конденсатор, такой как батарея конденсаторов, которые могут быть соединены по меньшей мере последовательно и параллельно, преобразователь фотогальванической энергии, который принимает свет с ячейки SF-CIHT и преобразует его в электричество, такое как электричество постоянного тока с низким и большим током, для заряда конденсаторов, таких, как батарея конденсаторов, и электрошин, для соединения PV преобразователя с батареей конденсаторов и батареей конденсаторов с роликовыми электродами. Соединения могут быть выполнены последовательно или параллельно. В одном варианте осуществления PV преобразователь соединен параллельно с конденсаторами и электродами. Электрошина от PV преобразователя может содержать индуктор, для подавления отраженной или реверсивной, реактивной энергии от электродов после события воспламенения. Реактивная энергия может быть детектирована или может быть шунтирована из PV преобразователя в батарею конденсаторов, которые могут восстанавливать по меньшей мере некоторую часть энергии из реактивной энергии. Индуктор может избирательно обеспечивать импеданс для отраженной энергии, а не для прямой энергии заряда постоянного тока. Шунтирование энергии может защищать PV преобразователь от повреждения реактивной энергией. В одном варианте осуществления, диод, такой, как шунтирующий диод, может шунтировать и рассеивать по меньшей мере некоторую из реактивной энергии, для защиты PV преобразователя.
В одном варианте осуществления гранулятор может содержать по меньшей мере одну из формы или пресс-формы, для содержания по меньшей мере одного образца топлива, который может быть гидратирован или нет, что может зависеть от тепловой стабильности гидрата. Каждый образец может быть нагрет до по меньшей мере одного из спекания в грануле или плавления для формирования гранулы, в которой при охлаждении расплава может по меньшей мере частично формироваться сфера. Гранула может быть гидратирована, если она не содержит ШО. Спекание или плавление могут быть достигнуты с помощью по меньшей мере одного из непосредственного или опосредованного нагрева каждого образца топлива. Форма или пресс-форма могут быть нагреты в печи, такой, как резистивная печь или дуговая печь. В одном варианте
осуществления тепло для реакции воспламенения транспортируют в зону спекания топлива или плавления топлива с помощью тепловой трубы, как известно в данной области техники. В другом варианте осуществления каждый образец может нагреваться непосредственно от непосредственного нагревателя, такого, как электрическая дуга или разряд, или плазменный факел. Дуговой или разрядный нагреватель могут содержать электрод для каждого образца топлива, в котором образец топлива и форма или пресс-форма содержит противоположный электрод. Форма или пресс-форма могут содержать множество контейнеров для образцов топлива, таких, как отверстия, такие как цилиндрические отверстия или выемки, такие как полусферические выемки в пластине. По меньшей мере одно из топлива, спекания топлива, плавления топлива и гранулы могут сопротивляться прилипанию к пластине. Образцы могут распределяться аликвотах, с помощью диспенсера образцов. В качестве альтернативы, топливо может наноситься на поверхность пластины, и при этом избыток не удаляется ни из отверстий, ни из выемок. Удаление может происходить с помощью такого средства, как пневматическое средство с потоком газа, или механически с использованием скребка или вибрации, например. Другое средство удаления избыточного топлива известно для специалистов в данной области техники. При нагреве расплава могут формироваться спеченные гранулы, такие как цилиндрические гранулы, и сферические отвердевшие гранулы из расплава, соответственно.
Гранулятор может содержать множество таких пластин, содержащих множество таких форм или пресс-форм. Пластины могут быть установлены на ленте транспортирования или на цепи, содержащей форму конвейера. Образцы могут быть нанесены на пластину формы конвейера, и форма конвейера может транспортировать пластину, загруженную топливом, в нагреватель. Нагреватель может опосредованно или непосредственно нагреть образцы, для формирования гранул. Дуговой или разрядный нагреватель для пластины могут содержать массив электродов, при этом каждый образец топлива имеет электрод, и каждый соответствующий образец топлива используется, как противоположный электрод. В качестве альтернативы, непосредственный нагреватель может содержать по меньшей мере один из множества плазменных факелов по меньшей мере один плазменный факел растрового нагрева, и по меньшей мере одну дугу растрового нагрева или разрядный электрод, который скомбинирован с противоположным электродом, содержащим формы для образцов в дуге или в разряде. В качестве альтернативы, луч, такой, как электронный луч, может использоваться для нагрева топлива, для приготовления гранул. Управление электродами или магнитами можно использовать для управления лучом, для того, чтобы сделать гранулы в растре по
множеству образцов топлива, которые могут перемещаться на форме конвейера. Нагреватель с электронным лучом может содержать сварочный аппарат с электронным лучом. Сварочный аппарат может содержать источник питания и может управлять, и может отслеживать электронное средство, электронную пушку, механизм управления лучом и вакуумную камеру. В одном варианте осуществления лазер, такой как диодный лазер или газовый лазер, такой как СО2 лазер, может использоваться для нагрева топлива, для приготовления гранул. В одном варианте осуществления, свет, выводимый из ячейки SF-CIHT, может использоваться для нагрева образца топлива, для формирования гранул. В одном варианте осуществления лампа, такая, как по меньшей мере одна из лампы накаливания, флуоресцентной лампы, дуговой лампы, и галогенной лампы и светоизлучающий диод, источник накачки лазера, лампа фотовспышки или другой источник света, известный в данной области техники, может использоваться для нагрева образца топлива, для формирования гранулы. Свет может быть направлен на образец топлива с помощью зеркала, такого, как параболическое зеркало. Свет может быть сфокусирован с помощью оптического элемента, такого, как по меньшей мере одна или больше из линзы и зеркала. Свет может быть доставлен по меньшей мере одним оптическим элементом, в соответствии с раскрытием, таким, как одна или больше из линзы, зеркала и оптоволоконного кабеля. Образец топлива, нагретый фотонами, может находиться на теплоизолирующем держателе, для предотвращения избыточной потери энергии, доставляемой для нагрева образца топлива. Управляемая оптика может использоваться для управления лазерным лучом, лучом света или светом из ячейки, для приготовления гранул в растре с множеством образцов топлива, которые могут перемещаться на форме конвейера. Область образцов может нагреваться при одновременном движении растрового сканирования по меньшей мере одного непосредственного нагревателя и транспортирования образцов с помощью формы конвейера. Область образцов на плате образцов нагревается с помощью по меньшей мере одного способа из группы (i) по меньшей мере один непосредственный нагреватель выполняет растровое сканирование области, (ii) по меньшей мере один непосредственный нагреватель выполняет растровое сканирование вдоль линии, и форма конвейера перемещает линейный растр от n-ой линии (п представляет собой целое число) до п + 1-ой линии с помощью транспортирования, (ш) по меньшей мере одна линия непосредственных нагревателей нагревает линию образцов, и форма конвейера перемещает в линейные нагреватели с n-ой линии (п представляет собой целое число) на п + 1-ую линию, используя транспортирование, и (iv) и двумерный массив нагревателей нагревает область образцов части пластины или все образцы на пластине, и форма
конвейера перемещает массив нагревателей из n-ой области в + 1-ую область. В иллюстративном варианте осуществления, ряд из электродов с промежутками от 10 до 5 мм непосредственно нагревают выборки, помещенные с промежутками от 10 до 5 мм с помощью разряда с высоким напряжением и малым током. Напряжения и ток могут соответствовать представленным в данном раскрытии. Выборки, такие, как 30 - 40 мг Ag + Bab 2Н2О, находятся в выемках в пластине или пластинах из неприлипающего материала, такого как керамика или графит. В одном варианте осуществления гранулы формируют на электропроводной поверхности, такой, как поверхность графита или меди. Пластины установлены на конвейере и содержат форму конвейера, которая перемещается со скоростью приблизительно 1 м/с в среднем. Приблизительно 10 Дж/образец энергии доставляется при импульсном разряде, имеющем длительность приблизительно миллисекунда. Ряд из электродов с промежутком 10, 5 мм перемещается из n-ого в n + 1-ый ряд, в результате транспортирования конвейером на 10 мм. В течение более, чем одной секунды количество охваченных рядов составляет 100 таким образом, что 1000 сферических гранул формируется в течение секунды.
Как только гранулы сформированы, они могут быть извлечены из пластины и могут транспортироваться к электродам воспламенения. Гранулы могут сваливаться на шнек 66 и в ванну 5, для транспортирования к роликовым электродам. В качестве альтернативы, гранулы могут удаляться из пластины формы конвейера с помощью такого средства, как пневматическое средство с потоком газа, или механическое средство с использованием, например, скребка или вибрации. Другие средства удаления гранул известны для специалистов в данной области техники. Обработка для формирования гранул может происходить непрерывно, поскольку множество пластин формы конвейера способствуют повторяющемуся циклу из этапов формирования и высвобождения гранул. В других вариантах осуществления, форма конвейера заменяется другим типом гранулятора, таким, как гранулятор, типа зубчатого колеса или экструдера, известного для специалиста в данной области техники. Топливо может вытекать из циклонного сепаратора 80 в гранулятор, такой, как известен в данной области техники, и гранулы могут выходить из гранулятора, для транспортировки к электродам 8. Гранулы могут транспортироваться с помощью шнека 66 в ванну 5, для доставки к роликовым электродам 8.
В одном варианте осуществления гранулятор может содержать изготовитель заряда. В одном варианте осуществления гранулятор содержит загрузочный бункер с подогревом, в котором твердое топливо плавится и протекает через сопло или капельный выпуск в резервуар с водой. Вода может быть насыщена связующим воду соединением, таким как ВаГ, для подавления растворения соединения, такого как Ва!г топлива, в котором
гидратация до Bab 2Н2О может возникать в резервуаре для воды. Нагреватель может содержать один из нагревателя, в соответствии с настоящим раскрытием. В одном варианте осуществления расплав может быть перемешиваться или встряхиваться для поддержания однородной смеси металла и соединения, связующего воду, такого, как ВаЬ и Bab 2Н2О. Встряхивание может обеспечиваться путем инжекции воды или пары, который также может содержать по меньшей мере один из гидрата и может содержать гидрат соединения, связующего воду. Нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель или дуговой нагреватель. Сопла могут формировать капли расплавленного топлива, которые быстро охлаждаются и формируют, по существу, сферические гранулы в водяной ванне. Гранулы также могут формировать и охлаждаться в газовой среде или при подаче капель в вакуум или на холодном держателе. Гранулы могут удаляться из резервуара с водой и могут протекать в шнек 66, для транспортировки к электродам 8. Удаление может осуществляться механически. В одном варианте осуществления, гранулы отфильтровывают от ванны. В качестве альтернативы, воду откачивают, например, в другой резервуар. Гранулы могут транспортироваться по ленте конвейера, и гранулы могут сбрасываться, например, в шнек 66. Резервуар с водой может дополнительно использоваться, как теплообменник, для охлаждения системы, если необходимо. Например, электроды и подшипники скольжения могут охлаждаться.
В одном варианте осуществления топливо содержит гранулу (i) электропроводного материала, такого, как металл или сплав, такой как содержащий не реагирующий с водой компонент, такой, как по меньшей мере один или больше из Ag, Pb, Bi, Sb и Те и (ii) связующий материал, гидратированный водой, такой, как по меньшей мере один из электропроводного материала и материала, который формирует гидрат, такой, как соединение, такое как галид металла, гидратированный оксид, и гидроксид, такой, как, в соответствии с настоящим раскрытием. Примеры гидратов галида металла, гидратированных оксидов, и гидроксидов щелочных, щелочноземельных металлов и гидратов галоидного соединения переходного металла, такие как Ва1г 2Н2О, MgBr2 6Н2О, and ZnCh гидрат, and щелочных, щелочноземельных, переходных, с внутренним переходомО, Групп 13, 14, 15 and 16, and редкоземельных металлов гидратированных оксидов и гидроксидов такие как NaOH, Mg(OH> 2, Fe(OH> 3, А1(ОН)з, бура, гидратированный В2О3 или другой оксид бора, бориновую кислоту и Ьа(ОН)з. В одном варианте осуществления твердое топливо содержит оксид, который реагирует с водородом, такой, как СиО, и газ ячейки содержит водород такой, что катализатор НОН формируется в результате реакции оксида с водородом газа ячейки. Продукт воспламенения может быть сформирован в виде гранулы на этапах плавления и
регидратации. Эти этапы могут выполняться в любом порядке или одновременно. Гранулы могут быть сформированы с помощью способа металлическим зарядом, в котором продукт воспламенения плавится и сбрасывается в виде капель через сопла или его заливают в резервуар с водяным охлаждением, для формирования гранул. Связующий материал для воды может быть гидратирован перед подачей в виде капель или разлива в резервуар с водой. В качестве альтернативы, связующий воду материал может быть гидратирован при погружении в резервуар с водой. В одном варианте осуществления электропроводный материал, такой как металл или сплав металла, содержит продукт воспламенения, который плавится и который сбрасывают в виде капель или его наливают в резервуар с водой. Поскольку вода может преобразовываться в пар, при охлаждении гранул, и пар может формировать полости и может быть захвачен в формирующейся топливной грануле. Объем воды также может быть захвачен в полученной в результате топливной грануле.
Нагреватель для формирования расплава может содержать один из в соответствии с настоящим раскрытием, такой, как резистивный, дуговой или индуктивно связанный нагреватель. Выход света из ячейки SF-CIHT может использоваться для нагрева образца топлива, для формирования гранулы. Свет может быть направлен на образец топлива с помощью зеркала, такого, как параболическое зеркало. Свет может быть сфокусирован с помощью оптической ячейки, такой, как по меньшей мере одна или больше из линзы и зеркала. Свет может быть доставлен по меньшей мере одним оптическим элементом, в соответствии с раскрытием, таким, как один или больше из линзы, зеркала и оптоволоконного кабеля.
В иллюстративном варианте осуществленияя, топливные гранулы формируют путем плавления серебра и подачи в виде капелек образцов весом приблизительно 40 мг в воду, предпочтительно, в атмосфере инертного газа. Пар может формировать полости, и ШО может быть захвачена в грануле. Расплав серебра также может быть подан в виде капель в рассол из неорганического состава, который формирует гидрат, такой как рассол Bah 2ШО, в котором гидрат может быть внедрен в гранулу, как гидрат. Пример высвобождения энергии составляет 10 килоджоулей/г. Учитывая, что высвобождение энергии при преобразовании ШО в Ш (1/4) + 1/202 составляет 50 МДж/моль, 10 килоджоулей требуют 2Е-4 молей (3,6 мг) ШО. Таким образом, серебряная гранула должна содержать по меньшей мере 0,36 % масс ШО. В другом варианте осуществления гранулы содержат металл, такой как Ag или сплав Ag, такой как Ag (72)-меди % масс (28 % масс) и по меньшей мере один из Ш и ШО, который может быть внедрен в металл во время формирования гранулы с помощью такого средства, как образование пузырьков в
расплаве перед подачей его в виде капель в резервуар и внедрение ШО из резервуара.
Топливо может содержать гидратированный пористый материал, такой как материал в виде гидратированного металла или сплава металлов, такой как пена из металла или сплава металлов, сетка, металл или сплав с полостями или мат. Гидратированный пористый материал может быть сформирован с помощью по меньшей мере одной из обработки паром и водой, расплавленного металла или сплава металла, в котором ШО может быть захвачена в материале. Металл или сплав металла может представлять собой по меньшей мере один из Ag, Cu, Pb, Bi, Sb и Те. Пористый материал может быть выполнен в форме более крупных модулей, чем образцы топлива или гранулы, и образцы топлива, такие как гранулы, могут быть сформированы путем механической обработки, такой, как, штамповка или перфорация гранул из более крупных частей материала. Материал может быть гидратирован перед или после механической обработки для получения гранул требуемого размера. В одном варианте осуществления пену из металла получают путем добавления соли к металлу, нагрева до температуры между точкой плавления металла и точкой плавления соли, принудительного преобразования металла в соль под давлением, прикладываемым инертным газом, и охлаждения смеси для отверждения. Соль может быть удалена при помещении материала в воду и путем растворения этой соли. Материал может быть сформирован в виде листа, и пена может быть механически обработана с получением требуемых частей и гидратированного водой. IB другом варианте осуществления смесь соли металла может быть разрезана на гранулы и гидратирована для формирования топливных гранул. В качестве альтернативы, соль смеси металл - соль может содержать гидрат, и смесь может быть разрезана или может быть нарублена на гранулы, для формирования топливных гранул. В одном варианте осуществления, пористый металл или сплав металла или смесь соли металла может быть вырублена, как цилиндры, или в виде другой удлиненной формы и могут быть вырублены в виде в гранул с помощью устройства, такого, как гранулятор, с подачей проволоки. В одном варианте осуществления соль может содержать флюс. Металл может содержать серебро, и флюс может содержать по меньшей мере один из буры, бориновой кислоты и карбоната щелочного металла, такого как карбонат натрия. В случае, когда соль дегидратирована, соль регидратируют для формирования топлива.
В одном варианте осуществления топливо может содержать электропроводную матрицу, такую как металл или сплав металла, такой, как Ag-Cu (при содержании от 50-99 % масс/от 1 до 50 % масс), будучи встроенным по меньшей мере в один из источника водорода, водорода, источника ШО и ШО, и, в случае необходимости, может содержать вещество, связующее воду, которое может содержать гидрат. Топливо может содержать
по меньшей мере один из заряда и гранулы. В одном варианте осуществления растворимость по меньшей мере одного из водорода, источника водорода и ШО увеличивается в расплавленной форме материала электропроводной матрицы твердого топлива, такого как металл или сплав. Расплавленный материал матрицы, такой, как расплавленный металл или сплав, может подвергаться воздействию по меньшей мере одного из водорода, источника водорода и ШО. Давление по меньшей мере одного из водорода, источника водорода и ШО может быть любым желательным давлением, таким, как меньше, чем равно или больше, чем атмосферное давление. Давление может находиться в диапазоне от приблизительно 1 мторр до 100 атм. Температура может быть увеличена, для увеличения поглощения водорода. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из металла и состава сплава выбирают для увеличения внедрения по меньшей мере одного из водорода, источника водорода и ШО. В одном варианте осуществления, состав Ag и Си в сплаве, содержащем Ag и Си, выбирают для оптимизации внедрения по меньшей мере одного из водорода, источника водорода и ШО. Добавки, такие, как по меньшей мере одни из оксидов и гидроксидов, могут быть добавлены в расплавленный сплав, для повышения содержания по меньшей мере одного из водорода и кислорода, который может использоваться по меньшей мере одним из источника Н и катализатора НОН. Расплавленный материал матрицы, который поглотил по меньшей мере один из источника водорода, водорода, источника ШО и ШО, может быть первоначально отвержден на внешней поверхности, для захвата по меньшей мере одного источника водорода, водорода, источника ШО и ШО. По меньшей мере один из Ш и ШО может быть в намного меньшей степени растворимым в твердом веществе, чем в расплавленном металле или сплаве. Полости или карманы газа, содержащие по меньшей мере один из Ш и ШО, могут сформироваться в отвердевшем металле или сплаве. В одном варианте осуществления, водород встраивается в отвердевший расплав, используя технологии, которые вызывают хрупкость, как известно в данной области техники. Заряд или гранулы, сформированные из расплава, имеющего по меньшей мере один из растворенного источника водорода, водорода, источника ШО и ШО, может быть пористым или может содержать металлическую пену или губку по меньшей мере с одним из встроенным источником Н, источником катализатора, источником ШО, Ш и ШО. Материал расплавленной матрицы, который поглотил по меньшей мере один из источника водорода, водорода, источника ШО и ШО, может быть отвержден для формирования гранул, таких как заряд, путем охлаждения жидкого или газообразного охладителя, такого, как вода или инертный газ. В качестве альтернативы, расплав может быть отвержден, как твердое вещество, которое может быть представлено в любой желательной
форме, такой как провод или пластина. Гранулы могут быть сформированы механически из твердого вещества. Гранулы могут быть сформированы путем разреза провода или путем перфорации пластины. В другом варианте осуществления гранулы могут быть сформированы из расплавленного материала электропроводной матрицы, которая дополнительно содержит связующий воду материал, такой, как в соответствии с раскрытием, такой, как галид или оксид металла, который формирует гидрат, такой как гидрат ZnCh, Bal2 2Н20, или MgCh 6Н20.
В одном варианте осуществления газ можно продувать в расплав, для формирования заряда. Газ, продуваемый в расплав, может сформировать пористый металл или металлическую пену, в которую собирается вода, когда этот расплав сбрасывают каплями в воду. Газ может выдувать расплавленный металл из сопла. Механический диспенсер, такой, как вращающееся колесо, можно использовать для захвата капель и сброса их водяную баню, для охлаждения. Гранулятор может содержать центробежный распылитель или гранулятор. Расплавленный материал гранулы моно сбрасывать в чашку или на вращающий конус или диск, которые вращаются со скоростью, достаточной для получения существенной центробежной силы, которая формирует гранулу. В одном варианте осуществления с обработкой на вращающемся электроде, брусок твердого топлива или по меньшей мере один компонент вращается до тех пор, пока брусок не расплавится на конце с помощью нагревателя, для формирования гранул. Нагреватель может содержать дугу, такую, как дуга из вольфрамового электрода. Распрыскиваемая вода может быть направлена по меньшей мере частично для охлаждения падающих гранул. Гранулы могут падать в другой охладитель, кроме воды, такой, как менее плотный охладитель, такой, как масло.
В других вариантах осуществления гранулы могут формироваться с помощью по меньшей мере одного из использования рабочей жидкости или охладителя, другого, чем вода, и используя другой способ, кроме сброса капель в объемную воду. Соответствующие способы, известные специалистам в данной области техники, представляют собой распыление жидкости или газа, такого, как распыление воды, которое подразумевает распыление тонкого потока расплавленного материала гранулы путем столкновения струи текучей среды с высокой энергией, такой, как жидкость, такая, как вода или газ, такой, как инертный газ. При обработке распыление форма получаемой частицы зависит от времени, доступного для формирования поверхностного натяжения минимального отношения поверхности к объему, по мере того, как расплавленная капля охлаждается для отверждения. Газ с малой теплоемкостью является благоприятным для получения сферической формы, благодаря растяжению времени охлаждения.
Формирователь капель или сопло могут обеспечить более или менее свободное падение частицы, в котором первый случай, который называется близким к связанному или ограниченному распылению, содержит конструкцию сопла и головку, которая производит распыленный газ, который можно регулировать так, чтобы столкновение струй газа и расплавленного потока происходило непосредственно под соплом.
В одном варианте осуществления, по мере вытекания струй из формирователя капель, с образование пор в гранулах, нерасплавленный компонент топлива, такой как порошковый продукт воспламенения, может быть добавлен для расплава такого продукта воспламенения, такого, как продукт, содержащий расплавленный сплав, такой, как сплав Ag-Cu, такой как Ag (72)% масс - Си (28 % масс) ИЛИ Ag (50 % масс) + Си, Pb, Bi, Sb ИЛИ Те. Давление на по меньшей мере части поверхности гранулы может изменяться в течение фазы перехода между водой и паром, что может формировать поры. Гранулы могут падать каплями в воду с разной температурой, образуя поры, в результате формирования пузырьков или под действием пара при формировании гранулы. Гранулы могут падать каплями в воду, имеющую растворенный газ, такой как аргон или С02, для формирования пористых гранул. Пористые гранулы также могут быть сформированы путем формирования пузырьков газа, такого как аргон в расплаве. В одном варианте осуществления ультразвук применяется для охлаждения гранул в ванне, для формирования пор. Ультразвук может быть в достаточной степени интенсивным, чтобы вызвать кавитацию. Гранулы могут концентрировать ультразвуковую энергию для повышения эффективности формирования пористых гранул. Пористые гранулы могут быть сформированы путем добавления соли, которая может растворяться в водяной бане. Гранулы могут быть гидратированы путем захвата ШО в порах. В одном варианте осуществления гранулы могут содержать структуру цеолита. Гранулы требуемого размера или диапазона размера могут быть изготовлены путем управления вязкостью расплава с помощью такого средства, как управление температурой и управление размером отверстий формирователя капель или сопел. Требуемый размер может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 10 мкм до 2 см, от 100 мкм до 10 мм, и от 1 мм до 5 мм. Генератор пара может использоваться для того, чтобы способствовать гидратации гранул. Примеры топлива представляют собой гранулы размером 3 мм TiO + ШО, чашка из Си+ ШО, Ag + ZnCh 4ШО, Ag + CaCh 6ШО, Ag + MgBr2 6ШО, Ag + MgCh 6ШО, Ag + СеВгз 7ШО, Ti + ZnCh + ШО (185:30:30) весом 100 мг, загруженные в чашку из Cu, Ag + гидратированная бура, Ag + СеСЬ 7ШО, Ag + SrCh 6ШО, Ag + Srl2 6ШО, Ag + BaCh 2H20, Ag + Bal2 6H20, Cu + гидратированная бура, Cu + ZnCh 4ШО, Cu + СеВгз 7H20, Cu + СеСЬ 7H20, Cu + MgCh 6H20, Cu + MgBr2 6H20, Cu +
CaCh 6H20, Cu + SrCh 6H2O, Cu + Srl2 6H20, Cu + BaCh 2H20, и Cu + Bal2 6H20.
В одном варианте осуществления порошок, получаемый в результате воспламенения твердого топлива, собирают с помощью циклонного сепаратора и формуют его в форме, такой как линейная или пластинчатая форма. Порошок может быть распределен с помощью средства, в соответствии с данным раскрытием, таким как механическое и пневматическое. Порошок может быть нагрет до плавления в печи, которая выполнена хорошо изолированной, для сохранения энергии. Расплав охлаждают в более блоке охладителя, в который поступает некоторая часть тепла от теплообменника, от горячей части ячейки. Отвердевший материал, такой как смесь металла-соли, такая, как смесь Ag + ZnCl2 или Ag + MgBr2 гидратируют. Гидратация может быть обеспечена путем применения объемной воды, водяного тумана или пара. В последнем случае пар можно рециркулировать для сохранения энергии. Пластины или полосы топлива могут обрабатываться механически с формированием гранул, используя такое средство, как по меньшей мере одно из перфорация, штамповка и разрез. Гранулы могут транспортироваться к роликам, используя такое средство, как конвейер или шнек, такой, как шнек 66. Гранулы могут инжектироваться на ролики, с для инжектирования с помощью инжектора, такого, как инжектора в соответствии с настоящим раскрытием.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одном соплом или каплеобразователем выполняют пространственное растровое сканирование по линии или области, по мере выброса расплавленного топлива на неприлипающую на такую поверхность, как лента конвейера, на которой на неприлипающей поверхности из капелек формируются сферические или полусферические гранулы. Растровое сканирование может проходить по линии, по которой может перемещаться лента конвейера, в то время, как образование капель происходит для получения распределения в определенной области. В качестве альтернативы, растровое сканирование может выполняться поверх плоскости во время распределения по этой области, которое выполняется независимо от перемещения конвейера. В других вариантах осуществления линия сопел или формирователя капель выполняют одновременную подачу вдоль линий и могут выполнять подачу в определенной области путем растрового сканирования в поперечном направлении или путем подачи только вдоль линии в разных положениях вдоль поперечной оси по ходу движения конвейера. В одном варианте осуществления, в котором каплеобразователи распределяютт расплавленное топливо на ленту конвейера с неприлипающей поверхностью, на которой из капель формируются сферические или полусферический гранулы, топливо может содержать добавку, такую как Sb, который используется для понижения точки плавления ниже температуры разложения гидрата, такой как 740 ° С, в
случае Bah 2Н2О.
Гранулятор может содержать первый и второй резервуары, которые могут содержать нагреватели или печи, которые используются, как плавильное устройство для продукта воспламенения, который может содержать металл, такой как чистый металл или сплав, такой как Ag, Си ИЛИ сплав Ag-Cu. Нагреватель для формирования расплава может содержать один нагреватель в соответствии с раскрытием, такой как резистивный, дуговой или нагреватель с индуктивной связью. Выход света из ячейки SF-CIHT может использоваться для нагрева образца топлива, для формирования гранулы. Теплота от теплообменника может подавать тепло в расплав из другого компонента ячейки SF-CIHT. Нагреватель может содержать резистивный нагреватель с нагревательными элементами, позволяющими работать при высокой температуре, такими, как содержащие Нихром, вольфрам, молибден, SiC или M0S12. Эти элементы могут быть герметично закрыты. Нагреватель может содержать нагревать без нагревательной нити, такой как нагреватель с электрической дугой. В одном варианте осуществления продукт воспламенения собирают с помощью такого средства, как циклонный сепаратор. Собранный продукт может протекать в первый резервуар, тигель или загрузочный бункер, который дополнительно содержит нагреватель. Продукт может плавиться нагревателем, и этот расплав может протекать во второй резервуар через соединительный канал. Выходное отверстие канала во второй резервуар может быть погружено ниже поверхности расплава, такого как расплавленный продукт воспламенения, во втором резервуаре. Первый резервуар может выбрасывать расплав ниже поверхности второго. Уровень расплава любого резервуара может определяться зондами на основе электрического сопротивления, такие, как зонды, содержащие огнеупорную проволоку, такую как провод из W или Мо, которая электрически изолирована от стенки резервуара, для определения разомкнутой цепи в отсутствие контакта с расплавом и низким сопротивлением, когда возникает контакт с расплавом. Потоком из первого во второй можно управлять с помощью разности давлений между первым и вторым на основе уровня расплава в первом и втором резервуарах, и любым давлением газа в первом и втором резервуарах. Уровни расплава могут изменяться путем управления потоком между резервуарами. В одном варианте осуществления высота столба расплавленного продукта воспламенения в по меньшей мере одном из канала в первом резервуаре является такой, что соответствующее давление, приложенное к продукту плотности расплава, гравитационное ускорение и высота столба давления газа в первом резервуаре, больше, чем или равно давлению во втором резервуаре. Давление газа в первом резервуаре может соответствовать давлению газа ячейки SF-CIHT. В одном варианте осуществления давлением в по меньшей мере одном из первого и второго
резервуара управляют с помощью по меньшей мере одного датчика давления по меньшей мере одного клапана по меньшей мере контроллера давления газа по меньшей мере одного насоса и компьютера. Потоком, протекающим через канал, можно также или дополнительно управлять с помощью клапана, спускного крана или задвижки.
Второй резервуар или тигель дополнительно содержат по меньшей мере одно сопло или насоса, для формирования заряда. Расплав может вытекать отверстие или сопло второго резервуара в резервуар с водой, для формирования заряда, и полученный в результате уровень и изменение давления могут приводить к вытеканию расплава из первого резервуара во второй. В одном варианте осуществления, отверстием или размером отверстия сопла можно управлять, для управления по меньшей мере одним из размера заряда и скорости потока металла. Пример отверстий с регулируемым размером может содержать соленоидный клапан, клапан заслонку или задвижку. Размером отверстия можно управлять с помощью соленоида или другого механического, электронного или электромеханического активатора. В другом варианте осуществления, отверстие может иметь фиксированный размер, такой, как диаметром 1 мм для сплава, такого как Ag-Cu (72 %/28 %). Отверстие может иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до 10 мм. Размером заряда можно управлять путем управляемого регулирования по меньшей мере одним из размера отверстия, температуры плавления топлива, диаметра соединительного прохода между резервуарами, давлением в первом резервуаре, давлением во втором резервуаре, разностью давления между первым и вторым резервуаром, составом топлива, таким, как состав по меньшей мере одной из электропроводной матрицы, такой как масс процент компонентов чистого металла или сплава металла, такого как сплав Ag-Cu, и по меньшей мере одним из процентрого состава для соединения, связующего воду, содержания воды и содержания водорода.
В одном варианте осуществления продукт воспламенения плавится в первой области или в резервуаре, имеющем интенсивный нагрев, такой, как нагрев, обеспечиваемый электрической дугой, такой, как по меньшей мере одна из дуги, имеющей продукт воспламенения, непосредственно пропускающий по меньшей мере некоторый ток дуги и дугу, находящуюся в непосредственной близости к первому резервуару, такому, как трубка из огнеупорного металла, через которую протекает получаемый в результате воспламенения порошок. Расплав может протекать в другую область или резервуар, имеющий температуру выше точки плавления продукта воспламенения, которая может поддерживаться вторым нагревателем резервуара, таким, как резистивный нагреватель, такой как содержащий по меньшей мере один из Нихрома, SiC и MoSi. В одном варианте осуществления, для исключения деградации плазменных электродов дугового разряда,
при плавлении порошка продукта воспламенения, первый нагреватель резервуара содержит индуктивный нагревательный элемент, такой, как электромагнитный нагреватель, такой как нагреватель, соединенный с помощью индуктивной связи, работающей на переменной частоте (АС). Второй нагреватель резервуара может содержать и индуктивно соединенный нагреватель. Частота может быть по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 1 Гц до 10 ГГц, от 10 Гц до 100 МГц, от 10 Гц до 20 МГц, от 100 Гц до 20 МГц, от 100 кГц до 1 МГц, от 500 Гц до 500 кГц, от 1 кГц до 500 кГц, и от 1 кГц до 400 кГц. Резервуар может содержать устойчивый к воздействию тепла, прозрачный для переменного тока материал, такой, как керамика, такой как нитрид кремния, такой как S13N4, АЬОз, оксид алюминия, или двуокись циркония, оксид циркония. Нагреватель может содержать хорошую изоляцию между резервуаром и индуктивно соединенной катушкой, которая может охлаждаться с помощью такого средства, как водяное охлаждение. В другом варианте осуществления второй резервуар может быть одним из по меньшей мере частично и полностью нагреваемым расплавом, который формируется и повышенной температурой в первом резервуаре. Нагреватель первого резервуара, такой как индуктивно соединенный нагреватель, может нагревать расплав до более высокой температуры, чем требуется во втором резервуаре, для подачи тепла во второй резервуар. Температурой и скоростью потока металла, протекающего из первого резервуара во второй резервуар, можно управлять для достижения требуемой температуры во втором резервуаре. В одном варианте осуществления нагреватель по меньшей мере одного из первого и второго резервуаров содержит по меньшей мере один из индуктивно соединенного нагревателя, теплообменника, для передачи тепловой энергии, поступающей из реакции, в которой участвуют реагенты, и по меньшей мере одного оптического элемента, для передачи оптической энергии, возникающей в результате реакции реагентов. Гранулятор может также содержать один или больше электромагнитных насосов, для управления потоком по меньшей мере одного из порошка и расплава через гранулятор. В одном варианте осуществления гранулятор дополнительно содержит регенератор тепла для восстановления, или возврата по меньшей мере некоторого тепла от охлаждающегося заряда и передачи его в поступающий продукт воспламенения, для предварительного нагрева, по мере его подачи в плавильную печь или первый резервуар, содержащий нагреватель. Расплав может капать из формирователя капель в резервуар с водой и формировать горячий заряд, который восстанавливается пока они горячие. Тепло от охлаждающегося заряда может по меньшей мере частично восстанавливаться или возвращаться с помощь регенератора. Восстановленное или возвращаемого тепло может использоваться для по меньшей мере одного из
предварительного нагрева восстановленного порошка продукта воспламенения, плавления порошка, нагрева расплава и поддержания температуры по меньшей мере части гранулятора. Гранулятор может дополнительно содержать тепловой насос, для повышения температуры восстановленного тепла.
Второй резервуар может быть выполнен с возможностью поддержания газа под давлением меньше чем, равным или больше, чем атмосферное. Второй резервуар может быть герметично закрытым. Второй резервуар может быть выполнен с возможностью поддержания требуемой регулируемой атмосферы газа, в соответствии с условиям потока газа. Газ, такой, как по меньшей мере один из источника Н, Ш, источника катализатора, источника ШО и ШО может быть поступать во второй резервуар в соответствии со статическими условиями или условиями потока. В одном варианте осуществления газ, такой как водород и водяной пар, и смеси, может рециркулировать. Система рециркуляции может содержать одну или больше из группы по меньшей мере одного из клапана, одного насоса, одного регулятора потока и давления, и одной линии газа. В одном варианте осуществления множество газов, таких, как Ш и ШО, может по меньшей мере представлять собой газ, протекающий в или из резервуара, используя общую линию или отдельные линии. Для того, чтобы обеспечить возможность формирования пузырьков газа, проходящих через расплав, входные порты газа могут быть погружены в расплав, и выходные отверстия для газа могут находиться выше расплава. Как Ш, так и ШО могут поступать путем пропускания смеси газа, такой как содержащая газ в ячейке, такой как инертный газ, с добавленным газом, таким как Аг/Ш (5 %) или содержащая по меньшей мере один из Ш, ШО и смеси Ш и ШО. Газ может протекать через барботер ШО, для вовлечения ШО в поток газа, такой, как поток газа Ш, и затем смесь может протекать в расплав. Обработанный газом расплав может сбрасыватья каплями в ШО, для формирования заряда с внедрением газов, таких, как по меньшей мере один из ШО и Ш. Добавленный или протекающий газ может содержать только Ш или только ШО. Расплав может содержать оксид, для дополнительного увеличения содержания в заряде по меньшей мере одного из источника Н, источника катализатора, Ш и ШО. Оксид может быть сформирован путем добавления источника О2 или газа О2, который может протекать в расплав. Оксид может содержать оксид, в соответствии с раскрытием, таким, как оксид переходного металла. Оксид, такой как СиО, может восстанавливаться с Ш (СиО + Ш до Си + ШО), ИЛИ он может содержать оксид, который является устойчивым к восстановлению Ш, такой оксид как щелочного металла, щелочноземельного металла или редкоземельного металла. Оксид может быть выполнен с возможностью реверсивной гидратации. Гидратация/дегидратация может обеспечиваться путем добавления ШО и
нагрева, или воспламенения, соответственно. В одном варианте осуществления промывочный агент, такой как бура, может быть добавлен к расплаву, для улучшения внедрения по меньшей мере одного из Ш и ШО в заряд.
В одном варианте осуществления топливо заряда может содержать по меньшей мере один из источника Н, Ш, источника катализатора, источника ШО и ШО. По меньшей мере один из источника Н, Ш, источника катализатора, источника ШО и ШО могут поступать в плазму, формируемую в результате воспламенения топлива, такого, как заряд, или топливо гранулы. Водород может поступать в ячейку, в которой формируется плазма. Водород может поступать, как газ. В одном варианте осуществления вода поступает в плазму, в ячейку, где формируется плазма. Вода может поступать, как газ, такой как пар, из нагретого резервуара с водой. В качестве альтернативы, может производиться инжекция воды в плазму. Для направления воды может быть предусмотрено средство формирования тумана или инжектор или распылитель, такой, как ультразвуковой или пневматический. Распылитель или инжектор воды могут содержать распылитель, такой как Фог Бастер Model #10110, патент США № 5,390,854. Распылитель воды может дополнительно использоваться, как охладитель, такой, как охладитель роликовых электродов. Избыток пар может конденсироваться с помощью конденсатора. Подаваемый водород может конденсироваться, как по меньшей мере один из первичного или вторичного, или вспомогательного источника по меньшей мере одного из Н, источника катализатора, катализатора, источника воды и источника НОН. Подаваемая вода может использоваться, как по меньшей мере один из первичного или вторичного, или вспомогательного источника по меньшей мере одного из Н и катализатора НОН.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одним из состава топлива, таким, как по меньшей мере одним из источника Н, источника катализатора, Ш, источника ШО и ШО, и добавкой, такой, как фосфор, и газ ячейки, такой, как инертный газ, и давлением газа в ячейке можно динамически управлять, для управления спектром света, производимого так, чтобы он соответствовал чувствительности PV преобразователя. Соответствие можно отслеживать, используя по меньшей мере один из спектрометра и электрического выхода PV преобразователя. По меньшей мере одним из давления, потока и времени экспозиции по меньшей мере одного из источника Н, Ш, источника катализатора, источника ШО и ШО можно управлять во втором резервуаре, для управления составом топлива. Спектром света можно дополнительно управлять путем управления частотой воспламенения, скоростью роликов, частотой инжекции заряда, размером заряда, током воспламенения, длительностью тока воспламенения и напряжением воспламенения.
В одном варианте осуществления реакция ШО топлива представляет собой преобразование ШО в Ш (1/р) + 1/202, такая, в которой р = 4. Кислород может удаляться из ячейки. В качестве альтернативы, водород может быть добавлен к ячейке, для замены того, из которого сформировалось гидрино Ш (1/р). Кислород может реагировать с продуктом кислорода, для формирования ШО. Сгоранию может способствовать плазма ячейки. Водород может поступать в результате проникновения через катод во время внешнего электролиза ШО. В другом варианте осуществления кислород может быть очищен внутри ячейки. Кислород может быть очищен с помощью поглотителя кислорода, такого, как материал, такой как металл, который может быть мелко разделен. Поглотитель может избирательно реагировать с кислородом вместе с другим газом в ячейке, таким, как ШО. Примеры металлов представляют собой такие, которые сопротивляются реакции с водой, в соответствии с раскрытием. Примеры металлов, имеющие низкую реакционную способность с водой, содержат металлы из группы Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Pe, Rh, Ru, Se, Ag, Тс, Те, TI, Sn, W и Zn. Поглотитель или скребок для кислорода может быть удален из ячейки SF-CIHT и подвергнут регенерации. Извлечение может выполняться периодически или с перерывами. Регенерация может представлять собой восстановление водорода. Регенерация может возникать на месте. Регенерация на месте может происходить с перерывами или непрерывно. Другие поглотители кислорода и их регенерация, такая как цеолиты и соединения, которые формируют реверсивные и лигандные связи, содержащие кислород, такие, как соли, такие как соли нитрата, 2-аминотерефталато-соединенные деокси системы, [{(bpbp)Co2n(N03)}2(NH2bdc)] (N03)2.2H20 (bpbp" = 2,6-бис(ММбис(2-пиридиметил)аминометил)-4-терт-бутилфенолато, NH2bdc2 " = 2-амино-1,4-бензолдикарбоксилато) известны для специалиста в данной области техники. Время регенерации кислородного скребка может быть определено, когда уровень кислорода увеличивается, что определяется датчиком кислорода для содержания кислорода в ячейке.
В одном варианте осуществления гранулы транспортируются от гранулятора к инжектору гранулы. В одном варианте осуществления, в котором гранулы формируют в резервуаре для воды, гранулы могут быть извлечены из водяной бани с помощью конвейера, который может быть пористым для воды. Вода также может удаляться в ванне 5, который является пористым для воды. Гранулы могут транспортироваться в область под роликовыми электродами с помощью шнека 66. Гранулы могут инжектироваться на ролик с помощью газовых струй 83. Газовая струя может быть направлена в направлении нижней части ванны 5, в котором направленные вниз струи 83 воздуха поднимают гранулы, для обеспечения инжекции гранул через отраженный воздух и турбулентный
поток. По меньшей мере один или один или больше коллиматоров и перегородок под роликами, через которые пропускают гранулы, могут обеспечивать близкому к одной грануле потоку, который может дополнительно использоваться для получения эффекта Вентури, для всасывания гранул в ролики.
Ванна 5 может содержать корпус для содержания газа под давлением. Ванна и корпус могут содержать цилиндрическую трубку со шнеком 66 внутри. Шнек 66 может, по существу, закрывать трубу для потока газа. Гранулы могут транспортироваться в бункер загрузки, в центре шнека 66. Бункер загрузки может содержать струи воздуха, такие как 83, которые могут быть направлены в требуемом, направлении, таком, как вверх, для формирования псевдоожиженный слой в грудах гранул. Струи газа могут формировать псевдоожиженный слой топливных гранул, которые могут протекать через по меньшей мере один из коллиматора или перегородку, для протекания в область между электродами для роликовых электродов 8, которые должны воспламенятся.
В одном варианте осуществления инжектор гранул содержит пьезоэлектрический активатор, такой, как один, в соответствии с раскрытием, в котором ось перемещения является осевой, в направлении области между электродами. Гранулы в инжектор могут поступать через шнек 66. Пьезоэлектрический активатор может содержать вал расширения таким образом, что существует тонкий вал, вращающийся через груду гранул в верхнюю часть, где конец вала проталкивает гранулы с верхней части груды в направлении электродов. Инжекции гранул может по меньшей мере частично способствовать всасывание из верхней части роликов. Всасывание может обеспечиваться с помощью системы рециркуляции топлива, содержащей по меньшей мере один или больше вентиляторов, нагнетателей или насосов, таких как нагнетатель 77. В другом варианте осуществления инжектор может содержать по меньшей мере одно из вспомогательных колес или зубчатых колес или соленоидный активатор, такой как акустический громкоговоритель, для отбрасывания гранул в область зазора между электродами. Кроме того по меньшей мере к одному из коллиматора или перегородки, ширину роликовых электродов можно регулировать, с тем, чтобы лучше способствовать воспламенению гранул последовательно с частотой приблизительно 1 миллисекунда.
В одном варианте осуществления инжектор содержит пневматический инжектор, содержащий источник гранул, такой, как загрузочный бункер, и клапан, для регулировки потока гранул в пневматический инжектор, который может содержать трубу, содержащую протекающий под давлением газ, для поддачи гранул в отверстие трубы, через которую гранулы пролетают по траектории в область между электродами. Клапан может содержать вращающийся замыкающий трубу клапан для линии транспортировки гранул. Газ в трубе
может поступать по отдельной линии, по которой гранулы протекают из линии транспортировки гранул. Труба после от объединения двух линий содержит трубу инжекции, в которую транспортируются гранулы к отверстию, направленному к электродам. Поток газа в трубе инжекции может увеличиваться под действием эффекта Вентури. Система пневматической инжекции может содержать по меньшей мере один канала для протекания газа, который формирует эффект Вентури. Давление протекающего газа может быть повышено, благодаря по меньшей мере одному вентилятору, нагнетателю или насосу. Пневматический загрузочный бункер для гранул и инжектор представляет собой альтернативу для вариантов осуществления рельсовой пушки, показанной на фиг. 2НЗ и 2Н4.
Инжекции гранул может способствовать и ею можно управлять, используя по меньшей мере одно из электрического и магнитного полей. Гранулы могут быть заряжены и направлены с помощью электродов, таких, как сетчатые электроды, в область воспламенения между роликовыми электродами 8. Гранулы могут быть заряжены или могут иметь приложенное напряжение, и могут направляться в область воспламенения роликовых электродов 8, которые имеют противоположные заряды или полярность приложенного напряжения. Гранулы могут содержать намагничивающийся материал, такой как ферромагнитные наночастицы, и могут намагничиваться. Ферромагнитный материал может быть устойчивым к окислению. Частицы могут иметь устойчивое к окисление покрытие, такое, как покрытие из оксида. Частицы могут быть встроены в гранулу во время формирования гранул, например, во время формирования заряда. Гранулы могут быть намагничены с помощью по меньшей мере одного из электромагнитов и постоянных магнитов. Намагниченные гранулы могут быть направлены в область воспламенения с помощью магнитных полей. Магнитные поля могут быть предоставлены и ими можно управлять, используя по меньшей мере один из электромагнитов и постоянных магнитов. Роликовые электроды 8 могут быть намагничены противоположно, для направления гранул в область воспламенения.
В одном варианте осуществления, топливные гранулы транспортируют в барабан, содержащий селекторы гранул, такие, как перфорация и углубления, каждое из которых пригодно для удержания гранулы. Гранула может удерживаться в селекторах с помощью градиента давления газа. Барабан может находиться под давлением, и может происходить утечка находящегося под давлением газа через перфорации. Поток газа может ослабляться, в результате присутствия гранул, которые по меньшей мере частично блокируют перфорацию, в котором частично блокированный поток обеспечивает градиент давления таким образом, что гранула удерживается на месте. Давление может
обеспечиваться с помощью вентилятора или нагнетателя. Барабан может вращаться для перемещения гранул, которые выбраны в селекторах, таких, как содержащие перфорации и углубления в положении, в котором, перфорации покрыты с помощью такого средства, как внешний набор роликов, под которыми вращается барабан. Присутствие каждого ролика, блокирующего каждую перфорацию, удаляет градиент давления газа, для обеспечения высвобождения соответствующей гранулы. Каждая гранула может падать в соответствующий коллектор, соединенный с газовой линией. Гранула может транспортироваться в линию газ с помощью потока газа из находящегося под давлением барабана до положения под роликовыми электродами. Градиент давления газа из коллектора к электродам может перемещать гранулу в область между роликовыми электродами, где она воспламеняется. В другом варианте осуществления гранулы, формируемые в пресс-форме конвейера, могут падать непосредственно в коллектор и соединенные с ними газовые линии в котором градиент давления из области коллектора конвейера к роликовым электродам транспортирует гранулы к роликовым электродам с кинетической энергией, которая обеспечивает их инжекцию в обработку воспламенения.
Гранула может ускоряться с помощью роликов, для согласования со скоростью ролика. Скорость ролика может быть такой, что расстояние перемещения гранулы через длительность воспламенения может быть аналогичным диаметру гранулы, и энергия воспламенения может быть согласована с подачей энергии воспламенения во время соответствующего времени выдержки при воспламенении гранулы, длительностью воспламенения. Например, гранула может иметь диаметр 2 мм, и длительность воспламенения может составить 1 мс. Таким образом, при скорости 2м/с периметра ролика, расстояние, проходимое гранулой, на 2 мм превышает длительность воспламенения. При входной энергии 5 кВт входная энергия для согласования энергии воспламенения составляет 5 Дж.
В одном варианте осуществления свет может излучаться в любом направлении из положения воспламенения топлива. Свет может по меньшей мере быть одним из распространяющегося в окно в любом требуемом направлении, для того, чтобы он дополнительно падал на фотоэлектрической преобразователь, непосредственно или опосредованно, используя оптические элементы, такие, как, в соответствии с настоящим раскрытием. В другом варианте осуществления, свет может быть направлен в предпочтительном направлении, таком, как вверх, с помощью по меньшей мере одного оптического элемента, такого, как по меньшей мере одно зеркало, такое как параболическое зеркало 14, показанное на фиг. 2G. Топливо, которое должно быть впрыснуто, может содержать смесь гранул и порошка, которые регенерируются после
воспламенения. Смесь порошка и гранул может закрывать нижнюю часть электродов, для того, чтобы способствовать расширению плазмы вверх, в направлении окна 20, для сдерживания излучения света к ячейке, вместо через область ванны 5. В одном варианте осуществления топливо, такое, как гранулы, может быть запущено в требуемое направление, для обеспечения преимущественной траектории, и соответствующее излучение света в требуемой области ячейки. В иллюстративном варианте осуществления по меньшей мере одна из системы инжекции, такая, как по меньшей мере одна из пневматического инжектора, газовых струй, градиент давления, связанный с нагнетателем 77 (фиг. 2G1E2 И 2G1E3), и вращающийся насос, содержащий вращающийся роликовый электрод 8, запускают гранулу вверх из ванны 5, для обеспечения воспламенения и эмиссии света в пространство ячейки над параболическим зеркалом 14.
В одном варианте осуществления, содержащем топливо, такое, как по меньшей мере одно из шлама, порошка и гранулированного топлива, такого, как топливо, содержащее смеси топливных гранул и порошка, некоторое топливо, такое, как порошковое топливо между роликами, нагревается, и некоторый металл прилипает к роликам, для исправления повреждения, возникшего в результате взрыва. Система воспламенения может дополнительно содержать фрезу, для удаления избытка материала с роликов, для их поддержания. В примере случая, в котором электроды удерживаются в относительно фиксированном положении, за исключением регуляторов, на основе оптимизации рабочих условий, электроды поддерживаются в рабочем состоянии с помощью фрезерования. Фрезерование может обеспечиваться фиксированным абразивным лезвием, которое срезает поверхность при вращении роликового электрода. Высоту лезвия можно регулировать. В одном варианте осуществления внешний слой ролика может содержать затвердевший слой, такой, как обод из меди 3 сорта 18200, который может быть посажен с обжимом на центральную секцию ролика, которая может быть более высокую проводимость. В одном варианте осуществления металл, такой как металлический порошок, может быть нанесен с обжигом на электроды, для защиты их от взрыва. Обжиг может происходить во время работы и может происходить по меньшей мере в одной из зоны воспламенения с по меньшей мере частичным нагреванием в результате взрыва и в другом положении на ролике. В последнем случае, металлический порошок может протекать на ролик и может нагреваться по меньшей мере одним из ролика и нагревателя, таким, как дуга или резистивный нагреватель, в результате чего, металл прилипает к ролику в ходе обжига. Эрозия ролика может быть непрерывно или периодически восстанавливаться во время работы. Используя систему осаждения, роликовые электроды могут быть обновлены и восстановлены во время работы или могут периодически
поддерживаться при временном отключении. Вариант осуществления системы осаждения содержит систему механической обработки с электрическим разрядом (EDM) или систему электроосаждения, такую как система электроосаждения EDM, которая может работать в вакууме. Системы и способы, такие, которые могут обеспечить непрерывное восстановление зубчатых колес или роликов во время работы в вакууме или в инертной атмосфере, такой, как содержащей инертный газ, такой, как аргон, криптон, или ксенон содержит альтернативные варианты осуществления систем нанесения. Примеры системы нанесения, которые известны специалистам в данной области техники, содержат лазерную сварку или отжиг с использованием диодного лазера, например, холодное распыление, которое хорошо пригодно для осаждения меди, тепловое распыление, такое, как распыление с использованием плазменной дуги, электрическая дуга, распыление пламенем, такое, как высокоскоростное напыление с кислородом и топливом (HVOF), и напыление разбрызгиванием. В иллюстративном варианте осуществления, разбрызгиваемое серебро и медь наносят при температуре приблизительно от 200 °С до 400 °С, соответственно, при давлении разбрызгивания в диапазоне от 250 до 500 фунтов на кв. дюйм, скорость газа при этом составляет приблизительно 2,2 Маха, давление в порошковой камере составляет приблизительно 25 фунтов на кв. дюйм, поток газа составляет приблизительно 50 SCFM, и несущий газ представляет собой инертный газ, такой, как Не, Ne или Аг. Нагрев для поддержания температуры распыления может по меньшей мере частично обеспечиваться тепловой энергией ячейки SF-CIHT. Возможны другие диапазоны, такие, как эти значения плюс или минус 75%. В одном варианте осуществления внешняя часть электродов, такая, как роликовые электроды, которые изнашиваются во время работы, содержат аналогичное или такой же сплав металла, что и топливо, так, что они могут взаимно перемешиваться и взаимно заменяться во время работы, включая в себя ремонт и восстановление. Ролики могут быть сглажены и могут быть сформированы с требуемым радиусом, используя по меньшей мере одно из фрезерования, шлифования, притирки, сверхполировки и обработки теплом. В другом варианте осуществления, исправление или ремонт системы электродов содержит датчик, такой, как оптический датчик, такой, как лазер, для детектирования повреждения ролика. Контроллер может управлять осаждением, для ремонта повреждений в результате взрыва. Ячейка или другие компоненты ячейки могут быть покрыты покрытием, устойчивым к коррозии, таким, как окись иттрия, частично стабилизированная двуокисью циркония (YSZ), используя способ покрытия, в соответствии с раскрытием, такой как плазменное распыление. Фрезеруемый материал и излишек распыляемого холодом материала может возвращаться в по меньшей мере один из циклонного сепаратора и гранулятора с
помощью транспортеров, в соответствии с раскрытием, таких, как пневматические или механические транспортеры.
В одном варианте осуществления, электроды, такие, как роликовые электроды или их слой поверхности, могут содержать металл из топлива. В одном варианте осуществления, некоторый заряд топлива или металл гранулы сплавляется или приваривается к поверхности электрода. В одном варианте осуществления, таком, как с высокой частотой подачи зарядов или инжекции гранул, нанесение может превышать скорость, в которой материал деформируется или отрывается от электрода в ходе события воспламенения таким образом, что возникает суммарное накопление металла на поверхности. Осаждением заряда или материала гранулы, такого, как металл на роликах, можно управлять путем управления по меньшей мере одним из размера заряда или гранулы, тока воспламенения, напряжения воспламенения, мощности воспламенения, инициирования тока воспламенения относительно положения заряда или гранулы в области между электродами, скоростью роликов, промежутком между роликами, и температурой роликов. Избыток металла по сравнению с размером, который содержит исходные размеры электрода, можно удалять, используя средство, такое, как механическая обработка. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из продукта воспламенения под действием энергии и порошкового топлива инжектируют в область между электродами, где генерируется плазма во время воспламенения в одновременно инжектируемое топливо. Продукт воспламенения и порошковое топливо могут содержать порошковый металл, такой, как Ag или сплав Ag, такой как порошок Ag-Cu. Порошок металла может по меньшей мере связываться с поверхностью роликовых электродов, привариваться или сплавляться с поверхностью роликовых электродов, покрывать роликовые электроды и покрывать порошком роликовые электроды. Порошок, такой, как продукт воспламенения, такой, как порошок металла, такой, как порошок из металлического серебра, может инжектироваться пневматически. Инжекция может выполняться с использованием топлива или синхронно с топливом, воспламенение которого приводит к формированию плазмы. Порошок металла может инжектироваться с гранулами топлива или с зарядами, такими, как заряд из серебра диаметром от приблизительно 1 мм до 5 мм, который может содержать по меньшей мере один из водорода и воды. Продукт воспламенения может отводиться от системы рециркуляции топлива. Например, порошок может отбираться из циклонного сепаратора или может обходить циклонный сепаратор и может выполняться его инжекция с топливом, таким, как заряд из серебра. В одном варианте осуществления мелкие частицы, такие как частицы менее 10 гм диаметром, могут быть выполнены с возможностью обхода
циклонного сепаратора и могут непосредственно инжектироваться на ролики для формирования связи с поверхностью. В этом случае, электростатический осадитель может не требоваться, для удаления частиц, которые с трудом удаляются циклонным сепаратором. Порошок, который не связывается с роликовыми электродами, благодаря рециркуляции с продуктом воспламенения, формируемым непосредственно в ходе воспламенения. В иллюстративном варианте осуществления, порошок Ag одновременно инжектируют вместе с зарядами Ag на роликовые электроды для образования связей порошка Ag с поверхностью во время воспламенения, для починки роликов на месте, то есть, починки роликов во время работы. В одном варианте осуществления давление может прикладываться одним роликом на другой. Давление может прикладываться, в то время, как происходит осаждение порошка. Давление может прикладываться в результате закрывания зазора между роликами. Ток может прикладываться постоянно, в то время, как ролики находятся в контакте, и порошок инжектируют для образования связей с роликами. Образованию связей может способствовать то, что по меньшей мере большой ток прикладывают между роликами, такой, как ток дуги и плазмой, вызванной воспламенением топлива, таким, как по меньшей мере одна из гранул и порошковое топливо. Инжекция порошка может достигаться с помощью пневматической инжекции с использованием гранул или зарядов и других способов, в соответствии с раскрытием, таким, как инжекция газа в ванну, используя струи газа, для обеспечения протекания потока порошка в область между электродами, в соответствии с раскрытием. Избыток такого материала, как металл Ag, может срезаться с помощью инструмента обработки поверхности, такого, как высокоточное шлифовальное устройство или токарный станок, который может работать попеременно, в то время, как ролики остановлены или непрерывно при вращении роликов. Снимаемый в ходе механической обработки материал может рециркулировать. Материал может рециркулировать с помощью транспортировки в циклонный сепаратор. В другом варианте осуществления материал, такой как материал с низкой работой выхода, такой, как металл, такой как серебряный порошок, может детектироваться в область между электродами во время воспламенения, для ионизации, для поддержки плазмы. Материал может иметь низкую работу выхода, для лучшей ионизации, для поддержки плазмы. Пример газообразного материала, для ионизации, представляет собой инертный газ, такой, как аргон. Улучшение плазмы может приводить к увеличению скорости реакции гидрино и повышению мощности.
В одном варианте осуществления реакция гидрино, инициируемая событием воспламенения, высвобождает свет большой энергии, такой как крайний ультрафиолетовый и ультрафиолетовый свет. Получаемая в результате плазма может
становиться полностью ионизированной и оптически толстой, при поддержании соответствующего давлении покрывающего газа. Давление может поддерживаться ниже атмосферного, на уровне атмосферного или выше атмосферного. Покрывающий газ может содержать инертный газ, такой как аргон, криптон или ксенон, или Н2О, или источник Н2О, такой, как водяной пар или гидратированное топливо, в котором вода может химически связываться или физически поглощаться. Другие элементы или соединения могут быть добавлены к реакционной смеси, для обеспечения оптически толстой плазмы, такой как Z11C12 или гидрат ZnCh. Добавка может иметь низкую энергию ионизации, для формирования большего количества ионов и электронов. Оптически толстая плазма может излучать излучение черного тела. Излучение черного тела может быть желательным для фотогальванического преобразования. По меньшей мере один из газа ячейки, добавок, топлива, условий воспламенения и давления может быть выбран для достижения требуемого спектра излучения черного тела, которое оптимизируют для эффективного фотогальванического преобразования света в электричество. Фотогальванический преобразователь может содержать ячейки PV, которые преобразуют ультрафиолетовый свет в электричество. Примеры ультрафиолетовых ячеек PV содержат по меньшей мере один из полупроводникового полимера р-типа PEDOT-PSS: поли (3,4-этилендиоксинтиофен) легированный поли (4-стиролнсульфат) пленкой, нанесенной на оксид титана Nb-легированный оксид титана (SrTi03:Nb) (PEDOT-PSS/SrTi03:Nb гетероструктура) GaN, GaN, легированный переходным металлом, таким как марганец, SiC, алмаз, Si и ТЮг.
В одном варианте осуществления воспламенение топлива приводит к быстрой реакции гидрино, в результате которой формируется плазма. Плазма может содержать полностью ионизированную плазму, которая может быть оптически толстой и может излучать свое характерное излучение черного тела. В одном варианте осуществления, по существу, вся энергия может излучаться, как фотоны, за исключением энергии нагрева и объемного давления, которое может сводиться к минимуму, используя данное раскрытие в отношении малых компонентов.
В одном варианте осуществления обеспечивается возможность расширения твердого топлива после взрыва, таким образом, что плотность газа катализатора, такого как собственный НОН и Н, формируется для оптимального воспламенения реакции гидрино. Воспламенение в неограниченных условиях может увеличивать по меньшей мере одну из мощности, света и получаемых продуктов гидрино в результате реакции гидрино. В примере твердотопливной гранулы весом приблизительно от 50 до 100 мг, содержащей Ag + ZnCh + Н2О (74:13:13 % масс) или 40 мг образца смеси твердого топлива, содержащей
Ag (4-7 мкс) + Bal2 2H20 в соотношении 200 мг: 30 мг (15 % масс Ва12 2Н20), высокоскоростная (18 ООО кадров в секунду) видеозапись, записанная камерой Edgertronic, показывает, что сфера плазмы имеет радиус приблизительно 10 см, который может быть относительно статическим в течение существенной длительности события эмиссии плазмы. Плазма достигает этого радиуса в пределах приблизительно 100 мкс, и сфера плазмы сохраняется даже после установки электрического тока в ноль. Типичное время составляют от 1 мс для затухающего тока и 10 мс для постоянной плазмы. Плазма охлаждается равномерно в том же поддерживаемом объеме приблизительно 4,2 литра. Только постоянное расширение слабой плазмы наблюдается при формовании дуговой плазмы контрольного материала, такого как провод Sn с петлей. Это обозначает, что в одном варианте осуществления, реакция гидрино требует фиксированного объема с соответствующей плотностью плазмы для поддержания получаемого количества катализатора НОН и Н. Видимые инфракрасные спектры неограниченных детонаций топлив, такого, как Ag + ZnCl2 + Н20 (74:13:13 % масса) и Ag + MgCl2 6Н20 (83:17 % масс) представляет собой непрерывное излучение абсолютно чёрного тела с интегрированной интенсивностью по меньшей мере от 5 до 10 раз больше управляемых дуговой плазмой только из серебра или алюминия. В одном варианте осуществления в составе с химической помощью, таком, как Ti + ZnCl2 4Н20, Ti + MgCl2 6Н20, и Ti + Н20 в чаше Al DSC, которая может иметь механизм, аналогичный тепловому твердому топливу, такому, как Си (ОН) 2 + FeBr2, может компенсироваться детонация в ограниченном объеме. В одном варианте осуществления электроды могут быть сужены или выполнены коническими, для уменьшения ограничения заряда. Пример твердых топлив для детонации несжатым образом, представляет собой по меньшей мере один из Ag + MgCh 6Н20, Ag + ZnCh 4Н20, Ag + СеВгз 7Н20, Ag + Bal2 6Н20, Ag порошок + DIW, Ag + CaCh 6H20, Ag + MgBr2 6H20, Ag + гидратированная бура, Ag + СеСЬ 7H20, Ag+ SrCh 6H20, Ag+ Srl2 6H20, Ag + BaCh 2H20, Ag + гидратированные галиды щелочных металлов таких как LiCl Н20, Ag + гидратированная бура, Ag + KMgCh • 6(Н20), Ag + гидратированные галиды щелочных металлов таких как LiCl Н20; Си + MgCh 6Н20, Си + ZnCh 4Н20, Си + СеВгз 7Н20, Си + Ва12 6Н20, Си порошок + DIW, Си + CaCh 6Н20, Си + MgBr2 6Н20, Си + гидратированная бура, Си + СеСЬ 7Н20, Си+ SrCh 6Н20, Си+ Srl2 6Н20, Си + ВаСЬ 2Н20, Си + гидратированные галиды щелочных металлов таких как LiCl Н20, Си + гидратированная бура, Си + KMgCh 6(Н20), Си + гидратированные галигениды щелочных металлов, такие как LiCl Н20, NH4NO3 в чашке DSC. В одном варианте осуществления источник по меньшей мере одного из катализаторов, таких как НОН и Н, поддерживаются в ячейке. Например по меньшей мере
один из водорода и водяного пара может быть добавлен или может быть пропущен через ячейку. ШО может быть добавлена в виде пузырьков, протекающей в инертном покрывающем газе, таком, как аргон.
Постоянное EUV с отсечкой в области коротких длин волн на уровне 10,1 нм наблюдали при расширении плазмы, возникающем при воспламенении твердого топлива в вакууме, в котором расширение приводит к получению оптически тонкой плазмы, а также плазме меньшей плотности, которая может поддерживать реакцию гидрино. В одном варианте осуществления дуговой плазмы ШО, проявились ограничения избыточного давления. В одном варианте осуществления дуговая плазма формируется и поддерживается в газообразном ШО, таком, как пар под давлением, которое может быть выше атмосферного. Ячейка может содержать два электрода в резервуаре, выполненном с возможностью поддержания требуемой атмосферы газа для плазмы при трубуемом давлении, таком как давление в диапазоне от приблизительно 1 Тор до 100 атм. Газообразный ШО может воспламеняться с дугой высокого напряжения, который переходит в плазму низкого напряжения с большим током. Давление ШО можно регулировать для достижения условий плотности температуры плазмы, которое распространяется на реакцию гидрино с высокой скоростью. Ячейка может поддерживать описанную выше температуру, при которой конденсируется пар при заданном давлении. Пар может быть сформирован из заданного заряда воды в герметично закрытой ячейке. В качестве альтернативы, пар может протекать в ячейку из генератора пара. Разряд дуговой плазмы может формироваться и может поддерживаться между катодом и анодом, которые могут быть соединены с переключателем и источником питания высокого напряжения, таким, как одно источник питания, содержащий батарею конденсаторов, как описано в раскрытии и в Предшествующих публикациях Миллза. Напряжение может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 до 100 кВ, и ток может находиться в диапазоне от приблизительно 1 мА до 100 кА.
В одном варианте осуществления, который работает при давлении вакуума, наблюдали интенсивное излучение мягких рентгеновских лучей, и в соответствии с этим излучение гидрино составляло непрерывные мягкие рентгеновские лучи с отсечкой в области коротких длин волн на уровне 10,1 нм (122,4 эВ). В одном варианте осуществления, работающем при атмосферном давлении, в основном ультрафиолет, был слабо видимым, и наблюдали промежуточные уровни близкого инфракрасного света. Мягкое рентгеновское излучение гидрино ионизирует среду, которая впоследствии проявляет излучение на ультрафиолетовых (UV) и более длинных длинах волн. Нагретое топливо может излучать в близком инфракрасно диапазоне, в зависимости от
температуры. Поскольку излучение происходит из плазмы, по существу, вся энергия должна излучаться в виде фотонов. В одном варианте осуществления, системы и способы применяют для получения большой энергии света для эффективного фотогальванического преобразования в электричество. В одном варианте осуществления окно 20 прозрачным для света с большой энергией, такого, как ультрафиолетовый свет. Соответствующий фотогальванический преобразователь может преобразовывать ультрафиолетовый свет в электричество.
Смесь плазмы может содержать средство, такое, как добавка, которая может преобразовывать EUV или плазму, излучающую UV, в плазму, которая излучает более длинные длины волн, для которых преобразователи PV являются легко доступными. Например, свет с большой энергией может преобразовываться с понижением энергии до видимых и близких к инфракрасной длин волн, делая ее оптически толстой. Оптически толстая плазма может содержать полностью ионизированную плазму высокого давления, при требуемой температуре абсолютно черного тела. Плотностью порошка и ионизацией можно управлять, путем управления составом и количеством топлива, газа в ячейке и совокупными соединениями, и параметрами воспламенения, такими, как давление и ток. В одном варианте осуществления, содержащем Ag + гидрат ZnCh, интенсивность в близком инфракрасном излучении (NIR) сильнее, чем у излучения видимого света. Гигроскопический ZnCh может преобразовывать с понижением энергию света относительно Bah 2ШО из топлива Ag + Bah 2ШО, например. По меньшей мере один из ШО и ZnCh можно использовать для преобразования вниз UV до больших длин волн, которые соответствуют коммерческим PV ячейкам, таким, как ячейки концентратора. ШО является оптически толстым на больших длинах волн, таких, как NIR; таким образом, что давлением пара ШО на длине пути в PV можно управлять, для поддержания прозрачности для света NIR. ZnCh представляет собой другой кандидат.
Свет с короткой длины волны можно преобразовывать с понижением до света с более длинной длины волны с помощью газа, содержащегося в ячейке. Газ может поглощать свет с короткой длиной волны, такой как UV, и повторно излучать свет, как свет с большей требуемый длины волны. Повторно излучаемый свет может быть выполнен с возможностью PV преобразования в электричество, такое, как видимый свет. Примеры газов, которые поглощают свет с короткой длиной волны, такой, как UV, и повторно излучают на более длинных длинах волн, которые представляют собой инертные газы, такие, как ксенон и молекулярные газы, такие, как ШО и N2. Давление газа можно регулировать для оптимизации преобразования из короткой длины волны до требуемых длин волн. Фосфор, такой, как используется для флуоресцентного света,
который преобразует UV из разряда паров Hg в видимом свете, могут использоваться для преобразования UV в видимый свет, в SF-CIHT. Фосфор может содержать кристаллический фосфор, такой, как смесь MgW04 и (ZnBe) 2Si04 • Mn, или однокомпонентный фосфор, такой, как кальций галофосфат, активируемый сурьмой и марганцем. Фосфор может быть внедрен в топливо или может быть нанесен, как покрытие на оптический компонент, такой, как по меньшей мере одно окно, такое, как 20 или 20с. Примера фосфора, известного для специалистов в данной области техники, представляет собой соединение переходного металла и редкоземельного металла. Дополнительно примеры фосфора представлены по ссылке , которые включены сюда полностью посредством ссылки. Фосфор может быть выбран для минимизации потери энергии при преобразовании фотона с понижением энергии. В иллюстративном варианте осуществления фосфор может содержать фосфор черного тела, такой как фторборат стронция, легированный в Европе (SrB40?F:Eu2+), борат стронция, легированный в Европе (SrB40?F:Eu2+), силикат бария, легированным свинцом (BaSi205:Pb+), метасиликат кальция, активированный свинцом, пироборат стронция, активированный в Европе, SrP207, Eu, SrE^Cb, Eu, BaSi20s, Pb, SrAlnOis, Ce или MgSrAhoOn, Ce.
В одном варианте осуществления энергия, высвобождаемая в результате реакции гидрино, в форме по меньшей мере одного из света, тепла и плазмы, нагревает эмитер, такой, как эмитер выдерживающий высокую температуру, такую, как углерод или огнеупорный металл, такой как молибден, вольфрам, металл или сплав, такой как суперсплавы, используемые в газовых турбинах или реактивных двигателях, такой как сплав 718, Hastelloy, Inconel, Waspaloy, сплавы Рене, МР98Т, сплавы TMS, сплавы с одним кристаллом CMSX, алюминий титана, керамика и металл, покрытый керамикой, или их сплав. Высокая температура может находиться в диапазоне от приблизительно 1000 к до 4000 К. В одном варианте осуществления свет проникает через окно, такое как кварцевое или сапфировое окно, и нагревает эмитер. Нагретый эмитер излучает излучение черного тела, которое может быть преобразовано в электричество, используя фотогальваническую ячейку, такую, как ячейки NIR, такие как ячейки InGaAs или ячейки Ge, или используя термофотогальванические ячейки. В одном варианте осуществления, эмиттер может содержать частичную оболочку или оболочку вокруг электродов в ячейке, которая может излучать свет через окно 20.
В одном варианте осуществления образец твердого топлива, такой, как гранула топлива, воспламеняется при погружении в воду. Воспламенение может быть достигнуто с помощью большого тока. Напряжение может быть низким. Примеры большого тока для
воспламенения могут находиться в диапазоне от приблизительно 100 до 100 ООО А, и примеры низких напряжений могут находиться в диапазоне от приблизительно 1 В до 100 В. Высвобождаемая энергия может нагревать воду. Вода может преобразовываться в пар. По меньшей мере одна из нагретой воды и пара может использоваться непосредственно. В качестве альтернативы, пар может быть преобразован в электричество, используя паровую турбину и генератор.
В одном варианте осуществления, твердое топливо содержит источник водорода и источник катализатора, который не окисляет электропроводную матрицу, такую как матрица из металлического порошка. Неокисляющееся топливо может содержать водород. Неокисляющееся топливо может содержать углеводород. Водород из углеводородов может использоваться, как реагенты Н и катализатор Н, для формирования гидрино. Углеводород может быть инжектирован в область между электродами. Углеводород может быть инжектирован в область контакта роликовых электродов, которые вращаются. Вращение может транспортировать топливо в область контакта, для воспламенения. Электропроводная матрица, такая как металлический порошок, может быть инжектирована в область между электродами. Смесь для реакции гидрино, содержащая электропроводную матрицу, такую как металлический порошок и углеводород, может быть инжектирована одновременно или по-отдельности через один или разные инжекторы, соответственно, для составления топлива. Топливо может транспортироваться с помощью такого средства, как вращение роликовых электродов, для обеспечения воспламенения.
Продукт воспламенения может собираться пневматическим средством, в соответствии с раскрытием, таким, как всасывание. Порошковый продукт воспламенения, такой как содержит электропроводную матрицу, такой как металлический порошок, может быть собран с помощью всасывания на фильтре. Углеводород, который не воспламеняется, также может быть собран и может повторно использоваться. Продукты могут транспортироваться и использоваться для восстановления топлива. Топливо может быть восстановлено путем добавления углеводорода к электропроводной матрице. Углеводород может быть добавлен непосредственно, для формирования топлива, которое может быть инжектировано. В качестве альтернативы, восстановленная электропроводная матрица и углеводород могут инжектироваться по-отдельности, где они формируют топливо с одновременной инжекцией в систему воспламенения.
В одном варианте осуществления, в котором выбрасывают частицы, могут подниматься вверх в направлении окна 20, в результате по меньшей мере одного из взрыва при воспламенении и вращения роликов 8, подавляют или блокируются удары
частиц в окно 20 верхней части ячейки. Подавление и блокирование может быть достигнут путем потока газа из системы рециркуляции, такой, как от возвратного канала 18 для газа циклонного сепаратора 80. В одном варианте осуществления частицы могут быть заряжены, и подавление и блокирование могут быть достигнуты с помощью магнитного поля, такого, как в магнитной цепи. По меньшей мере одно из магнитного поля и потока магнитной цепи может частично образовываться, благодаря действию тока системы воспламенения. Магнитная цепь может содержать ферромагнитный материал. Магнитное поле может содержать по меньшей мере один из электромагнита, такого резистивный или сверхпроводящий магнит, и постоянный магнит.
В другом варианте осуществления подавление и блокирование могут быть достигнуты с помощью приложенного электрического поля. Электрическое поле может отталкивать ионы. Электрическое поле может применяться с помощью по меньшей мере одной из пары электродов, через которые протекают частицы. Электроды могут формировать коронный разряд, обеспечивая заряд частиц, и могут вытягивать частицы к противоположному электроду, для их сбора. Удаление частиц может быть достигнуто при пропускании тока через смесь газа из частиц в ячейке. Система подавления и блокирования частиц может содержать систему, которая, по существу, аналогична электростатическому осадителю, известному для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления давление увеличивается для уменьшения скорости продуктов воспламенения после детонации топлива. Электростатический осадитель может содержать по меньшей мере один центральный провод, заряженный отрицательно, и по меньшей мере одну положительно заряженную пластину для сбора порошка. Пластина может быть установлена вокруг окружности провода. Электростатический осадитель может содержать множество центральных проводов, и пластины для сбора, которые могут быть выполнены круглыми, такими, как трубы. В одном варианте осуществления, пластины электростатического осадителя расположены так, чтобы они находились по меньшей мере частично за пределами линии падения света их ячейки. В одном варианте осуществления электроды электростатического осадителя или пластины расположены в области ячейки, в которой отсутствет плазма из процесса воспламенения для электрического закорачивания пластины. Пример расположения представляет собой один выше перегородки, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления электростатический осадитель может представлять собой элемент системы рециркуляции, где плазма не существует, такой как в циклонном сепараторе. Малые частицы могут быть заряжены центральным электродом, таким, как электрод в виде провода, и частицы могут собираться электродом на внешней окружности, таким, как электрод, содержащий стенки,
или находится рядом со стенками циклонного сепаратора. Электростатический осадитель может удалять малые частицы, такие, как в диапазоне размеров, таких, как приблизительно меньше, чем 10 мкм в диаметре, которые трудно удалять с помощью циклонного сепаратора. Циклонный сепаратор может иметь модификации в структуре, такие, как расширенный участок, такой, как расширение для замедления или остановки скорости газа, для обеспечения возможности налипания частиц на пластины электродов электростатического осадителя и падения их в требуемую систему, такую, как гранулятор. Электроды для сбора или пластины могут сбрасывать материал в нижнюю часть циклонного сепаратора. Поток циклонного газа также может смещать собранные частицы и транспортировать их в нижнюю часть циклонного сепаратора. Смещение может быть достигнуто с помощью механического средства, такого ,как средство вибрации, и другие механические вытеснители, в соответствии с раскрытием. Пластины могут представлять собой пластины, к которым "не прилипает продукт", такие, как в соответствии с настоящим раскрытием. Диаметр соединительной пластины в виде трубы может быть достаточно большим так, чтобы пластина существенно не перехватывала пути падения лучей света из обработки воспламенения. При ограничении эффективного бесконечного радиуса, положительно заряженная пластина не могла бы перехватывать какой-либо путь для лучей. Собранный продукт воспламенения может удаляться постоянно или периодически с помощью средства очистки, в соответствии с раскрытием, такого, как газовые струи, газовые ножи, газ, выталкиваемый через перфорацию в пластинах электродов, как и в случае выброса газа через перфорированные стенки ячейки, в соотвесттвии с раскрытием, и механической очистки, такой, как приложение ультразвука или механический скребок. Электрод может заменяться с перерывами или непрерывно, в котором очистка может выполняться на удалении от областей падения света. В иллюстративном варианте осуществления, электрод электростатического осадителя может быть выполнен подвижным, таким, как, например, на ленте, или может содержать движущуюся ленту. Система воспламенения может дополнительно содержать параболическое зеркало. Зеркало может очищаться. Например, зеркало может постоянно очищаться с помощью струи воздуха. Стенка трубы может иметь достаточный радиус, для исключения, существу, перехвата какого-либо пути луча непосредственно или из параболического зеркала. При более высоком давлении труба может быть выполнена с большим размером, ввиду увеличения напряжения пробоя газа ячейки, такого, как аргон.
В другом варианте осуществления система подавления и блокирования частиц может содержать струи газа под давлением. В качестве альтернативы, газ под давлением может протекать через перфорации перфорированного окна 20с. Газ может протекать из
верхней части циклонного сепаратора 80 через возвратный канал 81 для газа (фиг. 2G1E3). В одном варианте осуществления, поток газа из струй газа может содержать систему рециркуляции топлива, в которой газ под давлением может дополнительно прикладываться для рециркуляции продуктов воспламенения.
В одном варианте осуществления продукт воспламенения представляет собой по меньшей мере один из блокированного и подавленного продукта среди по меньшей мере одного из продукта, входящего в контакт и прилипающего к отражающим и прозрачным поверхностям ячейки SF-CIHT, такой, как стенки ячейки, какие-либо зеркала, такие, как параболическое зеркало, и любые окна, такие, как окно, в PV преобразователь. Отражающие и прозрачные поверхности могут содержать полированные, гладкие поверхности, такие как полированный металл, в случае отражающих поверхностей, и чистый из каких-либо налипших загрязнений продуктов воспламенения, такого, как смазкаь. Поверхности могут быть нагреты до повышенной температуры с помощью по меньшей мере одной из обработки воспламенения и по меньшей мере одного нагревателя, в котором высокая температура снижает адгезию продукта воспламенения. Стенки ячейки могут содержать материал, который представляет собой по меньшей мере материал, который позволяет выполнять работу при высокой температуре, обладает чрезвычайной отражающей способностью, устойчив к адгезии продукта воспламенения. Стенки ячейки могут содержать материал или покрытие, который не формирует оксидное покрытие, такое как Ag, Au, Pt, Pd или другой благородный металл. Стенки ячейки могут содержать материал или покрытие, которое не формирует оксид, такой как Al, Ni или Си. Механическое потряхивание, такое как вибрация или ультразвук, может применяться так, что порошкоый продукт воспламенения будет обладать меньшей способностью налипания. В одном варианте осуществления, поверхности ячейки SF-CIHT, такие, как ячейки, могут содержать акустические громкоговорители, которые вибрируют с частотой и амплитудой, длля предотвращения налипания порошкового продукта воспламенения таким образом, что стенки ячейки остаются отражающими для падающего света из получаемого в результате воспламенения твердого топлива. Можно дополнительно предотвратить налипание продукта воспламенения к поверхностям, с помощью по меньшей мере одного из использования газовых стенок и электростатического отталкивания или используя электростатические осадители, для удаления продукта воспламенения.
В одном варианте осуществления стенки ячейки могут быть отражающими с перфорациями или струями газа. Газ под давлением в перфорациях или струях может протекать между два параллельными пластинами, которые содержат стенки для канала
подачи газа. Одна пластина, имеющая перфорации для газа или струи, может быть обращена к ячейке, и другая зеркально установленная стенка канала может быть расположена так, что она отражает свет обратно в ячейку, который проникает через перфорации для газа или струи. Задняя сторона перфорированной стенки может также быть зеркально отражающей таким образом, чтобы множество отскоков между стенками может происходить, для обеспечения возможности возврата света в ячейку. В другом варианте осуществления перфорации или струи могут быть ориентированы под углом относительно поверхности. Перфорации могут иметь такую геометрию, как коническая, для достижения распределения газа. Стенка, содержащая струи или перфорации для газа, может содержать экран или сетку, такую, как экран в виде сетки от 1 до 50 мкм. Экран может содержать нержавеющую сталь или другой не устойчивый к коррозии металл или сплав. Перфорации или струи в идеале могут формировать однородный барьер для давления газа на стенках, которые предотвращают контакт порошкового продукта воспламенения или прилипание к стенкам ячейки. Электростатический заряд по меньшей мере одного из продуктов воспламенения и стенок, для обеспечения отталкивания предыдущего от последнего, может быть приложен также для предотвращения прилипания порошка к стенкам. Поток газа через ячейку может транспортировать порошковый продукт воспламенения, для рециркуляции топлива.
В одном варианте осуществления, распространяющиеся вверх продукты воспламенения падают на барьер или перегородку, такую, как барьер, прозрачная для света, такое, как окно, такое, как окно и комбинация 20 и 20с окна и перфорированного окна. Барьер сдерживает распространяющуюся вверх траекторию частиц. Частицы с замедленной скоростью затем удаляют. Удаление может выполняться с помощью средства, в соответствии с раскрытием, такого, как пневматическое средство, такое, как всасывание или выдувание. В одном варианте осуществления, частицы с замедленной скоростью удаляют с помощью всасывания. Всасывание может происходить в циклонный сепаратор, который может быть, по существу, открытым. Соответствующая система рециркуляции может содержать бесканальую конструкцию или конструкцию типа коробка в коробке. Барьер или перегородка могут замедлять скорость частиц, получаемых в результате воспламенения, так, что они становятся возможным удалять эти частицы с помощью электростатического поглотителя, в соответствии с раскрытием. Перегородка может содержать прозрачный для тепла и устойчивый к адгезии материал, такой, как по меньшей мере один из сапфира, плавленого кварца, плавленного кремнезема, кварца и сапфира на прозрачной подложке, такой, как кварц. Перегородка может быть выполнена прозрачной для ультрафиолетового света. Соответствующая перегородка содержит по
меньшей мере один из сапфира, LiF, MgF2 и CaF2. Перегородка может содержать линзу, которая может выполнять по меньшей мере одно из фокусирования и рассеяния света от воспламенения топлива, даже до формирования однородного распределения по апертуре преобразователя света в электричества, такого, как по меньшей мере один из фотогальванического преобразователя, фотоэлектрического преобразователя, и термоионного преобразователя. Линза перегородки может иметь форму для приема падающего света, получаемого в результате воспламенения, и фокусирования его на свет для электрического преобразователя, такого, как по меньшей мере один из фотогальванического преобразователя, фотоэлектрического преобразователя и термоионного преобразователя. Линза может быть по меньшей мере частично вогнутой, для распространения света. В другом варианте осуществления, рассеянный свет может быть в большей степени сфокусирован и сконцентрирован с помощью линз, которые могут быть выполнены по меньшей мере частично выпуклыми. В одном варианте осуществления, электростатический заряд по меньшей мере одного из продуктов воспламенения и перегородки, стенок и окон, для обеспечения отталкивания предыдущих от последних может применяться также для предотвращения налипания порошка на стенки. Поток газа через ячейку может транспортировать порошковый продукт воспламенения, для рециркуляции топлива. Заряд может осуществляться с помощью электродов, таких как электростатический осадитель, в соответствии с раскрытием. В случае прозрачных компонентов, таких как перегородка и окна, электроды могут содержать тонкие провода решетки или прозрачный проводник, такой, как прозрачный электропроводный оксид (ТСО), такой как оксид олова и индия (ITO), оксид олова, легированный фтором (FTO), и легированный оксид цинка и другие, известные специалистам в данной области техники.
Генератор SF-CIHT может содержать сапфировые элементы, такие как пластины, плитки или панели, для по меньшей мере одного из прозрачного или отражающего компонентов ячейки, такого, как перегородка, окно и стенки ячейки. Каждый прозрачный сапфировый элемент может иметь заднее зеркало. Зеркало может быть отделено с помощью вакуумного зазора, для уменьшения передачи тепла. Компонент может дополнительно содержать дополнительные экраны для защиты от излучения, системы изоляцию и охлаждения вдоль окружности от по меньшей мере одного из сапфирового элемента и зеркала. Сапфир может работать при существенно повышенной температуре, для предотвращения адгезии продукта воспламенения. Сапфир может работать при температуре, при которой происходит испарение продукта воспламенения. ШО может быть добавлена, используя такое средство, как распылитель для по меньшей мере одного
из охлаждения перегородки и смачивания продукта воспламенения, для улучшения простоты ее рециркуляции. Смоченный продукт воспламенения может оседать на компоненты, такие, как стенки и оптические компоненты, такие, как окно и перегородка, в результате формирования пара при контакте. Распылитель воды может также охлаждать по меньшей мере один компонент ячейки, такой, как по меньшей мере один из перегородки, стенки и окна. Другие материалы могут использоваться, как элементы, такие, как LiF, галид щелочного металла, такой как фториды, такие, как MgF2, CaF2, и BaF2, и СаТг, кварц, сплавленый кварц, ультрафиолетовое стекло, боросиликат и Infrasil (ThorLabs). Элемент может работать при температуре, которая минимизирует адгезию, в которой энергия адгезии может быть минимизирована при повышенной температуре. Материал элемента может иметь низкую энергию поверхностного поглощения в отношении продуктов воспламенения и иметь высокую пропускную способность для оптической энергии на длинах волн, которые являются предпочтительными для PV преобразования. В одном варианте осуществления продукт воспламенения содержит по меньшей мере один из такого компонента, как электропроводная матрица, которая является, по существу, неприлипающей к стенкам ячейки и к окнам. В одном варианте осуществления, неприлипающая матрица содержит серебро. Стенки могут содержать материал, который сопротивляется адгезии продуктов воспламенения, таких, как металл, такой, как серебро или герметично закрытое серебро, такое, как серебро с зеркальным уплотнителем, таких как сапфир или двуокись кремния. В иллюстративном варианте выполнения, пленка имеет толщину приблизительно 100 нм. Пленка может иметь толщину меньше, чем приблизительно 40 мкм. В другом варианте осуществления, высокая отражающая способность Ag может быть расширена ниже 400 нм, например до 200 нм, путем нанесения тонкого покрытия Ag на А1, в котором, более короткие длины волн в UV области передают через Ag и отражается расположенный под ним А1. В одном варианте осуществления стенки содержат материал, обладающий высокой отражающей способностью на UV длинах волн, такой как А1, покрытый MgF2. Стенка может содержать тонкие пленки фторида, такие как пленки MgF2 или LiF, или пленки SiC на алюминии. Стенки могут работать ниже температуры, при которой продукт воспламенения, такой как Ag или сплав Ag-Cu, может прилипать, например, ниже 200 °С. Стенки могут охлаждаться, обеспечивая фазовый переход воды из жидкой формы в форму пара, при поддержании пара ниже требуемой максимальной температуры, например, 200°С. В других вариантах осуществления стенки могут работать при более высокой температуре, в которой струи газа, вибрация или другие способы раскрытия, для удаления продукта воспламенения налипания могут применяться. Другие иллюстративные подходящие
отражающие покрытия с высокой отражательной способностью могут использоваться, такие, как по меньшей мере один из группы благородных металлов, платины, рутения, палладия, иридия, родия, и золота и серебра.
В одном варианте осуществления налипающий продукт воспламенения может удаляться по меньшей мере одной из газовых струй или ножей, используя вибрацию, путем нагрева и путем бомбардировки или вытравливания. Бомбардировка или вытравливание могут выполняться с помощью ионов. Ионы могут содержать ионы инертного газа, такие как формируемые из газовой ячейки. Ионы могут быть сформированы в результате разрядка, такого, как коронный разряд. Ионы могут ускоряться под действием приложенного электрического поля. Энергией ионов можно управлять, для удаления налипания продукта воспламенения, при исключении существенного вытравливания компонента ячейки, такого, как стенка ячейки или оптический элемент, такой, как окно, такое, как окна 20 и 20с.
В одном варианте осуществления, продукты воспламенения могут быть удалены путем промывки жидкостью, такой, как вода. Жидкость может быть нанесена с помощью струй жидкости. Жидкость после промывка может быть собрана в ванне. Избыток жидкости, такой, как вода, может удаляться с помощью по меньшей мере одного из скребок для удаления жидкости, такой, как известен в данной области техники, такой как устанавливаемый вертикально (противопоток) или горизонтально (поперек потока), и экран или мембрану со всасыванием, таким, как в соответствии с настоящим раскрытием. Скребок для жидкости может содержать по меньшей мере одну из оросительной башни, скруббера Вентури, скруббера для конденсации, и удалителя влаги, такого как циклонный сепаратор. Скребок для жидкости может содержать по меньшей мере один из сатуратора, скруббера Вентури, разделителя захвата, рециркуляционного насоса, рециркуляционной жидкости, такой, как вода, и вентиляторов, и каналов.
Система оптическая распределения и фотогальванического преобразователя 26а (фиг. 2С) может быть модульной и масштабируемой. Оптическая энергия может увеличиваться при увеличения частоты воспламенения для переменных воспламенений, оптимизации параметров формы колебаний воспламенения, выбора состава топлива, которое дает больше энергии, увеличения скорости подачи топлива, повышения скорости вращения и радиуса вращения вращающихся электродов, таких, как ролик или электроды 8 в виде зубчатых колес, повышения количества топлива, покрывающего вращающиеся электроды, и увеличения ширины вращающихся электродов, таких, как ролик или электроды 8 в виде зубчатых колес. Фотогальванический преобразователь может содержать ячейки концентратора, такие как ячейки с тройным переходом, ячейки с-си, и
ячейки GaAs. В одном варианте осуществления каждая из фотогальванических ячеек содержит по меньшей мере одну из крайней ультрафиолетовой, ультрафиолетовой, видимого света, для близкого инфракрасного и инфракрасного фотогальванической ячейки. Система оптическая распределения и фотогальванический преобразователь могут быть выполнены масштабируемыми на основе требуемой выходной мощности, в которой оптической мощностью управляют, для получения требуемого уровня, для достижения требуемого электрического выхода. Масштаб может увеличиваться путем увеличения выходной площади света ячейки 26 и окна 20, размера системы оптического распределения и фотогальванического преобразователя 26а, количества ячеек PV или панелей 15, эффективность ячеек 15 PV, возможности интенсивности ячеек 15 PV, количества и ширины полупрозрачных зеркал 23, и высоты столбов зеркал и панелей 26а PV. Компоненты могут быть модульными. Например, дополнительные секции электродов могут быть добавлены, для увеличения ширина электрода, и количество и высота столбов оптического распределения, и система преобразователя PV могут быть увеличены, с использованием соответствующих добавочных модулей, для повышения максимально производимой энергии.
В одном варианте осуществления генератор может содержать систему безопасности, такую как выключатель блокировки, для предотвращения подачи электроэнергии к роликовым электродам, пока ролики не начнут вращаться при придания достаточной скорости, для топлива воспламенения, для предотвращения роста давления воспламенения и плазмы от воспламенения, что может привести к существенному повреждению роликов.
В одном варианте осуществления, вращающиеся электроды, содержащие роторный насос, поддерживают шлам в ванне 5. В одном варианте осуществления, дифференциал давлений между верхней частью параболического зеркала 14 и шламом, соддржащимся по меньшей мере в одном из вентилятора 20а жалюзи по фиг. 2G1 и нагнетателя канала по фиг.М 2G1, 2G1A, 2G1B и 2Glc, выполнены так, что ячейка может работать при любой ориентации относительно силы тяжести при содержании шлама в ванне 5, в то время, как происходит поток твердого топлива в область воспламенения и возврата потока в ванну. Например, градиент давления одна атмосфера может компенсировать вес топлива на единицу площади, эквивалентную 105 Н/м2.
Генератор может находиться под положительным давлением таким, что потоки для рециркуляции топлива находятся под положительным давлением относительно ванны 5, в котором падение давления происходит в результате удаления топлива при его транспортировке в область воспламенения. В другом варианте осуществления генератор может быть закреплен на вращающемся держателе, который закреплен на структуре,
такой как самолет или спутник, выполненный с возможностью вращения держателя, имеющей множество степеней свободы для вращения таким образом, что генератор может поворачиваться относительно вращения структуры, для поддержания вертикальной ориентации генератора относительно силы тяжести земли. Пример выполненного с возможностью вращения держателя, закрепленного на структуре, представляет собой гироскоп.
В одном варианте осуществления генератор SF-CIHT может содержать вакуумную камеру, расположенную вдоль окружности в направлении ячейки 1 SF-CIHT для уменьшения уровня шумов. В альтернативном варианте осуществления ячейка содержит активное подавление шумов, такое, как система подавления шумов, такая, как известна для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления по меньшей мере один генератора SF-CIHT и постоянно изменяющиеся электронные компоненты, такие как источник электроэнергии, для воспламенения топлива, могут содержать электропроводную камеру с покрытием, такую, как камера с никелевым покрытием, расположенная вдоль окружности для уменьшения электромагнитных взаимных помех.
В другом варианте осуществления плазма ограничивается по меньшей мере с использованием ограничения одним из магнитного или электрического поля, для минимизации контакта плазмы с преобразователем фотона в электричество. Магнитное ограничение может содержать магнитную бутылку. Магнитное ограничение может быть обеспечено с помощью катушек 6d Гельмгольца. В дополнительном варианте осуществления преобразователь преобразует кинетическую энергию из заряженных или нейтральных разновидностей плазмы, таких, как энергетические электроны, ионы и атомы водорода в электричество. Такой преобразователь может находиться в контакте с плазмой, для приема энергетических разновидностей.
В одном варианте осуществления генератор SF-CIHT содержит каталитическую ячейку водорода, которая формирует атомы, имеющие энергию связи, заданную уравнением (1) и по меньшей мере одну из большой совокупности атомов с возбужденным состоянием электронов и ионов, таких, как в соответствии с материалами топлива. Энергия, излучаемая, как фотоны со спонтанной эмиссией или стимулируемой эмиссией. Свет преобразуется в электричество, используя фотонно-электрический преобразователь, в соответствии с настоящим раскрытием, такой, как фотоэлектрическая или фотогальваническая ячейка. В одном варианте осуществления энергетическая ячейка дополнительно содержит водородный лазер, в соответствии с настоящим раскрытием.
В одном варианте осуществления фотоны выполняют по меньшей мере одно
действие распространения в и падения на фотогальваническую ячейку и выхода из полупрозрачного зеркала полости лазера и облучения фотогальванической ячейки. Некогерентная энергия и энергия лазера могут быть преобразованы в электричество, используя фотогальванические ячейки, как описано в следующих ссылка на фотогальванических ячейках, для преобразования энергии лазера в электрическую энергию, которые включены сюда полностью посредством ссылки: L. С. Olsen, D. А. Huber, G. Dunham, F. W. Addis, "High efficiency monochromatic GaAs solar cells", in Conf. Rec. 22nd IEEE Photovoltaic Specialists Conf, Las Vegas, NV, Vol. I, Oct. (1991), pp. 419424; R. A. Lowe, G. A. Landis, P. Jenkins, "Response of photovoltaic cells to pulsed laser illumination", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 42, No. 4, (1995), pp. 744-751; R. K. Jain, G. A. Landis, "Transient response of gallium arsenide and silicon solar cells under laser pulse", Solid-State Electronics, Vol. 4, No. 11, (1998), pp. 1981-1983; P. A. lies, "Non-solar photovoltaic cells", in Conf. Rec. 21st IEEE Photovoltaic Specialists Conf, Kissimmee, FL, Vol. I, May, (1990), pp. 420-423.В одном варианте осуществления по меньшей мере один из оптического преобразователя и преобразователя лазерной энергии, использующего оптику формирования луча по меньшей мере один из луча света и луча лазера уменьшается и распыляется в большей площади, как описано в L. С. Olsen, D. A. Huber, G. Dunham, F. W. Addis, "High efficiency monochromatic GaAs solar cells", in Conf. Rec. 22nd IEEE Photovoltaic Specialists Conf, Las Vegas, NV, Vol. I, Oct. (1991), pp. 419-424, которые включены сюда полностью посредством ссылки. Оптика формирования луча может представлять собой линзы или диффузор. Ячейка 1 может дополнительно содержать зеркала или линзы, для направления света на фотогальванический элемент. Зеркала также могут присутствовать на стенках ячейки, для увеличения длины пути света, такого, как последовательность эмиссии Лаймана для водорода, для поддержания возбужденных состояний, которые могут быть дополнительно возбуждаться в результате коллизий или фотонов.
В другом варианте осуществления, спонтанная или стимулированная эмиссия из плазмы, полученной из топлива на основе воды, преобразуется в электрическую энергию, используя фотогальваническое преобразование. Преобразование по меньшей мере одной из спонтанной и стимулированной эмиссии в электричество может достигаться при существенных плотностях мощности и эффективностях, используя существующие ячейки фотоэлектрического преобразования (PV) с шириной энергетической щели, которая соответствует длинам волн. Фотоячейки преобразователя энергии, в соответствии с настоящим раскрытием, которые отвечают на ультрафиолетовый и крайний ультрафиолетовый свет, содержат обычные ячейки, устойчивые к излучению. Ввиду
большой энергия фотонов, потенциально большая эффективность может быть достигнута по сравнению с интенсивностью, которая преобразуется в фотоны с более низкой энергией. Устойчивость и излучению может быть достигнута с помощью защитного покрытия, такого, как атомарный слой из платины или другого благородного металла. В одном варианте осуществления, фотогальванический преобразователь имеет большую запрещенную зону, такую, как фотогальванический преобразователь, состоящий из нитрида галлия.
В одном варианте осуществления, в котором используется фотогальваническое преобразование для преобразования энергии, свет большой энергии может быть преобразован в свет низкой энергии с помощью фосфора. В одном варианте осуществления фосфор представляет собой газ, который эффективно преобразует свет с короткой длиной волны ячейки в свет с более длинной длиной волны, на которой более эффективно работает фотогальваническое преобразование. Процент в фосфоре газа может находиться в любом желательном диапазоне, таком, как по меньшей мере один из диапазона от приблизительно 0,1 % до 99,9 %, от 0,1 до 50 %, от 1% до 25 %, и от 1 % до 5 %. Газ фосфора может представлять собой инертный газ, такой, как инертный газ или газ элемента или соединения, который сделали газообразным в результате детонации, такой, как металл, такой как щелочной металл, щелочноземельный металл, или переходный металл. В одном варианте осуществления аргон содержит аргоновую свечу, как используется во взрывчатых веществах для излучения яркого света в видимом диапазоне, пригодном для фотогальванического преобразования в электричество. В одном варианте осуществления фосфор нанесен прозрачные стенки ячейки 1 так, что фотоны, излучаемые возбужденным фосфором, более тесно соответствуют пиковой эффективности длины волны фотогальванического элемента, который может окружать стенки, покрытые фосфором. В одном варианте осуществления частицы, которые формируют эксимеры, добавляют к плазме, для поглощения энергии из формирования гидрино и которые вносят вклад в формирование по меньшей мере одного из большого населения возбужденных состояний и инвертированной совокупности. В одном варианте осуществления твердое топливо или добавленный газ могут содержать галоген. По меньшей мере один инертный газ, такой как гелий, неон и аргон, может быть добавлен так, что формируются эксимеры. Энергия может быть выделена с помощью спонтанной эмиссии эксимера или лазерной эмиссии. Оптическая энергия падает на фотогальванический преобразователь 6 и преобразуется в электричество.
В одном варианте осуществления плазма излучает существенную часть оптической энергии и энергии в виде света EUV и UV. Давление может быть уменьшено путем
поддержания вакуума в реакционной камере, ячейки 1, для поддержания плазмы в условиях, в которых она является менее оптически толстой, для уменьшения по меньшей мере одной из скорости преобразования вниз фотонов с высокой энергией до фотонов с более длинной длиной волны и степени преобразования света EUV и UV фотонов с большей длиной волны и низкой энергией. Диапазон длин волн энергетического спектра также может изменяться путем добавления других буферных газов, таких, как инертный газ, такой как аргон, и добавки к твердому топливу, такому, как по меньшей мере один из металла, такой, как переходный металл, и по меньшей мере одно неорганическое соединение, такое как соединение металла, такое, как по меньшей мере галид, оксид и гидроксид щелочного, щелочноземельного и переходного металла.
В этом иллюстративном варианте осуществления система генерирования энергии ячейки SF-CIHT включает в себя фотогальванический преобразователь энергии, выполненный с возможностью захвата фотонов плазмы, генерируемых при реакции воспламенения топлива, и преобразует их в пригодную для использования энергию. В некоторых вариантах осуществления, может потребоваться высокая эффективность преобразования. Реактор может выталкивать плазму во множестве направлений, например по меньшей мере в двух направлениях, и радиус реакции может представлять собой в масштабе от приблизительно нескольких миллиметров до нескольких метров, например, от приблизительно 1 мм до приблизительно 25 см в радиусе. Кроме того, спектр плазмы, генерируемой воспламенением топлива, может напоминать спектр плазмы, генерируемой солнцем, и/или может включать в себя дополнительное излучение с короткой длиной волны. На фиг. 3 показан пример абсолютного спектра области в от 120 нм до 450 нм воспламенения заряда 80 мг из серебра, содержащего, поглощенный Ш и ШО из обработки газа расплава серебра перед формирование капель в резервуаре с водой, который представляет среднюю оптическую силу 172 кВт, по существу, во всей области в ультрафиолетового спектра. Воспламенение было достигнуто при низком напряжении, большом токе, используя аппарат для точечный сварки Taylor-Winfield model ND-24-75. Падение напряжения на заряде было меньше, чем 1 В, и ток составил приблизительно 25 кА. UV эмиссии высокой интенсивности имеет длительность от приблизительно 1 мс. Спектр управления был плоским в области UV. В одном варианте осуществления плазма, по существу, была 100%, ионизированных, что может быть подтверждено путем измерения расширения Штарка линии Н а Балмера. Излучение твердого топлива, такое, как по меньшей мере одно из линейного излучения и излучения абсолютно чёрного тела может иметь интенсивность по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 2 до 200 000 яркости солнца, от 10 до 100 000 значений яркости солнца, от 100 до 75 000
значений яркости Солнца.
Исходя из Закона смещения Вина [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, Fourth Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329-340], длина волны Я^, имеющая наибольшая плотность энергии абсолютно чёрного тела при Т = 6000 К, составляет:
X = = 483 Ш7 (210)
ш 4.965/сТ v '
Закон Стефана-Больцмана [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, Fourth Edition,
McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329-340] приравнивает мощность,
излучаемую объектом на единицу площади R, к излучающей способности, е умножить на
константу Стефана-Больцмана v , умножить на четвертую степень температуры 7"4.
R= &JV (211)
Излучающая способность 1 для оптически толстой плазмы, содержащей абсолютно чёрное тело а = 5.67 X 10~8 Шп2КА, и при измеренной температуре абсолютно черного тела, составляет 6000 К. Таким образом, мощность, излучаемая на единицу площади воспламенившегося твердого топлива, составляет
R= (l)(cr = 5.67 X 10~8 1/М7Т2/С4)(б000К)4 = 7.34Х107 \Ш2 (212) В случае, когда плазма находится в установившемся динамическом состоянии, радиус Гр!! сферы плазмы с температурой 6000 К может быть рассчитан из R и типичной мощности взрыва ^/а^, заданной отношением энергии ^ьш взрыва 1000 JH времени взрыва 20X10 S
1000 J
Г = \5ш-= 20X10 " S = 0.23 А77= 23 СУ77 (213)
" ^R4TT ^|(7.34Х107 l/W7T2)4;r
В случае расширяющейся плазмы, средний радиус определяется, как 1/2 скорости расширения, такой, как скорость звука, 343 м/с на длительность взрыва, такую как 25 мкс до 5 мс.
Иллюстративный средний радиус расширяющейся сферы плазмы составляет 23 см при средней температуре абсолютно черного тела 6000 К. Из Beiser [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, Fourth Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329340], общее количество фотонов Л/ в объеме с радиусом 23 см составляет
(2.405) = 2.23X10
(214)
Из уравнения Beiser [1], средняя энергия фотонов s составляет
- ЛаТ a &rfT
CN 2.405(2л:/с3)
2.24X1 (Г19 J = 1.40 eV
(215)
Дополнительные параметры плазмы, такие как температура, излучающая способность плазмы, мощность, излучаемая на единицу площади, радиусы плазмы, общее количество фотонов и средняя энергия фотонов, находятся в пределах объема настоящего раскрытия. В одном варианте осуществления температура плазмы находится по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 500К до 100000К, от 1000 К до 10 000 К, и от 5000 К до 10 000 К. В одном варианте осуществления излучающая способность плазмы находится по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 0,01 до 1, от 0,1 до 1, и от 0,5 до 1. В одном варианте осуществления энергия, излучаемая на единицу площади, в соответствии с уравнением (212), представляет собой по меньшей мере одну в диапазоне от приблизительно от 103 Втм"2 до 1010 Втм"2, от 104 Втм"2 до 109 Втм"2 и от 105 Втм"2 до 108 Втм"2. В одном варианте осуществления радиус и общее количество фотонов определяются уравнениями (213) и (214), соответственно, в соответствии с мощностью,
излучаемой на единицу площади R и мощностью взрыва ^blast, заданной отношением
энергии ^fc'asf взрыва и времени взрыва т. В одном варианте осуществления энергия представляет собой по меньшей мере один из диапазона от приблизительно 10 Дж до 1 ГДж, от 100 Дж до 100 МДж, от 200 Дж до 10 МДж, от 300 Дж до 1 МДж, от 400 Дж до 100 кДж, от 500 Дж до 10 кДж, и от 1 кДж до 5 кДж. В одном варианте осуществления время находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 100 не до 100 с, от 1 с до 10 s, от 10 с до Is, от 100 с до 100 мс, от 100 с до 10 мс и от 100 с до 1 мс. В одном варианте осуществления мощность находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 100 Вт до 100 ГВт, от 1 кВт до 10 ГВт, от 10 кВт до 1 ГВт, от 10 кВт до 100 МВт, и от 100 кВт до 100 МВт. В одном варианте осуществления радиус находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 100 нм до 10 м, от 1 мм до 1 м, от 10 мм до 100 см, и от 10 см до 50 см. В одном варианте осуществления общее количество фотонов, в соответствии с уравнением (214), находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 107 до 1025, от 1010 до 1022, от 1013 до 1021, и от 1014 до 1018. В одном варианте осуществления средняя энергия фотонов, в соответствии с уравнением
(215), находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,1 эВ до 100 эВ, от 0,5 эВ до 10 эВ, и от 0,5 эВ до 3 эВ.
е. Система фотогальванического преобразования ультрафиолетового света в электричество, система фотоэлектронного света в электричество, инжектор на рельсовой пушке, и система восстановления с использованием гравитации и плазменной рельсовой пушки
Выходная энергия ячейки SF-CIHT может содержать тепловую и энергию света, которая может быть преобразована фотогальваническим способом. В одном варианте осуществления преобразователь света в электричество содержать преобразователь, в котором используется по меньшей мере один из фотогальванического эффекта, термоионного эффекта и фотоэлектронного эффекта. Преобразователь энергии может представлять собой прямой преобразователь энергии, который преобразует кинетическую энергию энергетических электронов в электричество. В одном варианте осуществления энергия ячейки SF-CIHT может по меньшей мере частично находиться в форме тепловой энергии или может по меньшей мере частично быть преобразована в тепловую энергию. Преобразователь электроэнергии может содержать преобразователь термоионной энергии. Пример термоионного катода может содержать вольфрам, легированный скандием. В ячейке может использоваться термоэлектронная эмиссия, улучшенная фотонами (РТЕ), в которой фотоэффект усиливает эмиссию электронов, путем подъема энергии электрона в полупроводниковом эммитере через запрещенную энергетическую зону в электропроводную зону, из которой происходит тепловая эмиссия электронов. В одном варианте осуществления ячейка SF-CIHT может содержать поглотитель света, такой, как по меньшей мере один из крайнего ультрафиолетового света (EUV), ультрафиолетового света (UV), видимого света и близкого инфракрасного света. Поглотитель может находиться за пределами ячейки. Например, он может находиться за пределами окна 20. Поглотитель может приподниматься при повышении температуры в результате абсорбции. Температура поглотителя может быть в диапазоне от приблизительно 500°С до 4000°С. Тепло может поступать в термо- фотогальваническую или термо-ионную ячейку. Термоэлектрические и тепловые двигатели, такие как двигатели Стерлинга, Рэнкина, Брайтона и другие тепловые двигатели, известные в области техники, находятся в пределах настоящего раскрытия.
По меньшей мере один из первого преобразователя света в электричество, такой, в котором используется по меньшей мере один из фотогальванического эффекта, термоионного эффекта и фотоэлектронного эффекта из множества преобразователей,
может быть выбран для первой части электромагнитного спектра и может быть прозрачным для по меньшей мере второй части электромагнитного спектра. Первая часть может быть преобразована в электричество, в соответствующем первом преобразователе, и вторая часть, в которой первый преобразователь не является избирательным, может распространяться в другой, второй преобразователь, который является избирательным для по меньшей мере части распространяющейся второй части электромагнитного спектра.
В одном варианте осуществления плазма излучает существенную часть оптической энергии и энергии в виде света EUV и UV. Давление может быть уменьшено при поддержании вакуума в реакционной камере, в ячейке 1, для поддержания плазмы в условиях, когда она является менее оптически толстой, для уменьшения аттенюации света с короткой длиной волны. В одном варианте осуществления преобразование света в электричество содержит фотогальванический преобразователь, в соответствии раскрытием, содержащий фотогальванические (PV) ячейки, которые отвечают за существенную область длин волн света, излучаемого из ячейки, такой, как соответствующую по меньшей мере 10 % выхода оптической мощности. В одном варианте осуществления топливо может содержать заряд серебра, имеющий по меньшей мере одно из захваченного водорода и захваченной ШО. Эмиссия света может содержать преимущественно ультрафиолетовый свет, такой, как свет в области длин волн от приблизительно 120 нм до 300 нм. PV ячейка может отвечать на по меньшей мере часть в области длин волны от приблизительно 120 нм до 300 нм. PV ячейка может содержать нитрид группы III, такой, как по меньшей мере один из InGaN, GaN и AlGaN. В одном варианте осуществления PV ячейка может содержать множество переходов. Переходы могут быть уложены последовательно. В другом варианте осуществления переходы выполнены независимыми или электрически параллельны. Независимые переходы могут быть механически уложены или могут быть соединены в виде многослойной подложки. Пример PV ячейки с множеством переходов содержит по меньшей мере два перехода, содержащие n-р легированный полупроводник, такой, как множество из группы InGaN, GaN и AlGaN. Легирующая примесь N для GaN может содержать кислород, и легирующая примесь р может содержать Mg. Пример ячейки с тремя переходами может содержать InGaN//GaN//, AlGaN в котором//может относиться к изолирующему прозрачному слою соединения подложки или механической укладке. PV может работать при высокой интенсивности света, эквивалентной фотогальванического концентратору, (CPV). Подложка может быть по меньшей мере одной из сапфира, Si, SiC и GaN, в которой последние две обеспечивают наилучшее соответствие решетки для применения CPV. Слои могут быть нанесены, используя способы эпитаксии из фазы металлографических
паров (MOVPE), известные в области техники. Ячейки могут быть охлаждены с помощью холодных пластин, таких, как используются в CPV или с помощью диодных лазеров, таких, как коммерчески доступные диодные лазеры GaN. Контакты решетки могут быть установлены на передней и на задней поверхностях ячейки, как и в случае ячеек CPV. В одном варианте осуществления преобразователь PV может иметь защитное окно, которое является, по существу, прозрачным для света, за который он отвечает. Окно может быть прозрачным по меньшей мере на 10 % для света, за который оно отвечает. Окно может быть прозрачным для UV света. Окно может содержать покрытие, такое как прозрачное для UV покрытие на ячейках PV. Покрытие может содержать материал UV окон, в соответствии с раскрытием, такой как окно из сапфира или MgF2. Другие соответствующие окна содержат LiF и CaF2. Покрытие может быть нанесено путем осаждения, такого, как осаждение из паровой фазы.
Преобразователь мощности ячейки SF-CIHT может содержать фотоэлектронный (РЕ) преобразователь. Фотоэлектронный эффект содержит поглощение фотона материалом, таким как металл, имеющим работу выхода Ф с выбросом электрона, когда энергия фотона, заданная уравнением Планка, превышает работу выхода. Для энергии
фотона h общая энергия возбужденного электрона составляет которая превышает работу выхода Ф, требуемую для выброса из металла, которая выглядит, как кинетическая
, где h представляет собой Постоянную Планка, V представляет собой
частоту фотона, е представляет собой массу электрона, и V представляет собой скорость электрона. Сохранение энергии требует, чтобы кинетическая энергия составляла разность между энергией абсорбированного фотона и работой выхода металла, которая представляет собой связующую энергию. Взаимосвязь представляет собой
^mv2 = hv-Ф (216)
Ток в результате эмиссии электронов пропорционален интенсивности излучения. Свет в преобразователе электричества, в соответствии с настоящим раскрытием, такой, как преобразователь ультрафиолетового света в электричество использует фотоэлектронный эффект, для преобразования энергии фотона в электрическую энергию. Тепло также может способствовать выбросу электронов, что может способствовать току устройства. Свет в преобразователе электричества может содержать фотоэлектрический преобразователь энергии, содержащий по меньшей мере одну ячейку, показанную на фиг. 2Gle4, каждый из которых позволяет принимать падающий свет, такой, как
ультрафиолетовый свет 205, содержащий прозрачный корпус 201, фото катод или эмиттер 204 электронов, анод или коллектор 202 электронов, разделяющееся пространство, такое как разреженное пространство 203 между электродами, и внешние электрические соединения 207 между катодом и анодом через нагрузку 206. При воздействии по меньшей мере одного из света и тепла, катод 204 излучает электроны, которые собираются анодом 202, который выполнен отдельно от катода через зазор или пространство 203. В одном варианте осуществления фото катод 204 имеет более высокую работу выхода, чем анод 202, в котором первый используется, как эммитер электронов, и последний используется, коллектор электронов, когда ячейка подвергается воздействию света, такого, как ультрафиолетовый свет. Разница в работах выхода между разными материалами этих двух электродов используется для ускорения электронов из более фотокатода с более высокой работой выхода к аноду с более низкой работой выхода, для обеспечения напряжения, для выполнения полезной работы во внешней цепи. Работа выхода анода может быть низкой, для улучшения выхода мощности ячейки в нагрузку. Фотоэлектронная ячейка дополнительно содержит электрическое соединение 207, для подачи электронов к фотокатоду, и электрическое соединение для удаления электронов с анода. Электрические соединения могут содержать цепь, путем прикрепления к нагрузке 206, через которую протекает ток. Ячейка может быть герметично закрыта. Зазор 203 может находиться в условиях вакуума.
В вариантах осуществления фотокатоды могут быть разделены на передачу двух групп или могут быть полупрозрачными, как показано на фиг. 2Gle4, и могут быть отражающими или непрозрачными, как показано на фиг. 2Gle5 и 2Gle6. Как показано на фиг. 2G1E4, вариант осуществления полупрозрачной фотоэлектронной ячейки обычно содержит покрытие на прозрачном окне 201, таком, как сапфир, LiF, MgF2 и CaF2, другие галиды щелочноземельного металла, такие как фториды, такие, как BaF2, СсШг, кварц, сплавленый кварц, UV стекло, боросиликат, и инфрасил (ThorLabs), где свет падает на одну поверхность фотокатода 204 и электрон выходит из противоположной поверхности 204. В одном варианте осуществления с "полупрозрачным" режимом ячейка содержит фото катод 204, анод 202 и разделительный зазор между электродами 203, и излучение 205 попадает в ячейку через окно 201, на которое нанесен фото катод 204 на внутренней стороне ячейки. Электроны излучаются с внутренней поверхности фотокатода 204, такой, как зазор или вакуумная граница 203 перехода.
Вариант осуществления непрозрачной или отражающей фотоэлектронной ячейки, показанный на фиг. 2Gle5 и 2Gle6, обычно содержит материал фотокатода, сформированный на основе электрода из непрозрачного металла, где свет попадает и
электроны выходят с одной и той же стороны. Вариации представляют собой тип двойного отражения, где металлическое основание выполнено, как зеркала, которое приводит к тому, что свет, который проходит через фотокатод, не вызывая эмиссию, отскакивает обратно для второго прохода в условиях поглощения и фотоэмиссии. В одном варианте осуществления, режиме "непрозрачный", ячейка, показанная на фиг. 2Gle5, содержит прозрачный корпус 201, фото катод 204, прозрачный анод 208, разреженное пространство 203 между электродами, и внешние электрические соединения 207 между катодом и анодом через нагрузку 206, в которой излучение, такое как UV излучение 205 попадает в ячейку и непосредственно падает на фотокатод 204. Излучение попадает на катод 204 в зазоре 203, таком, как граница перехода в виде разреженного зазора, и электроны излучаются из этой границы перехода. Как показано на фиг. 2G1E6, свет 205 может попадать в ячейку через прозрачное окно 201, имеющее анод, такой, как решетчатый анод 209 на внутренней стороне окна 201. Непрозрачный режим можно рассматривать, как содержащий непосредственно облучаемый катод, в котором падающее излучение вначале проходит через окно 201, анод 208 или 209, и зазор 203.
В одном варианте осуществления ячейка генератора SF-CIHT может поддерживаться в условиях вакуума. Фотоэлектрический (РЕ) может преобразователь содержать фотокатод, решетчатый анод, и вакуумное пространство между электродами, в котором вакуум представляет собой непрерывный вакуум с вакуумом в ячейке. В РЕ преобразователе может отсутствовать окно в одном варианте осуществления.
Решетка электрического соединения электрода может содержать решетку фотогальванической ячейки, такой как решетка из тонких проводов, в которой свет может проходить между проводами решетки. Такие решетки известны для специалистов в данной области техники. Множество ячеек с фотоэлектронным эффектом может быть соединено в по меньшей мере последовательно и параллельно, для достижения требуемого напряжения и тока. Соединения могут достигать по меньшей мере одного из большего тока и более высокого напряжения. Например, ячейки могут быть соединены последовательно, для увеличения напряжения, и ячейки могут быть соединены параллельно, для увеличения тока ячейки. Решетка и соединения могут быть соединены по меньшей мере с одной электрошиной 26Ь, для передачи большей мощности к нагрузке, такой, как оборудование 3 обработки выходной энергии и паразитные нагрузки и выход 6 мощности ячейки SF-CIHT (фиг. 2С1).
Эмиссия тока, в виде свободного потока электронов от фотокатода к аноду, приводит к росту пространственного заряда в зазоре. Противоположное отрицательное
напряжение 30, из-за пространственного заряда определено уравнением Ребенка Лэнгмюра:
V =¦
( 81J:
1/3
74/3
(217)
где J представляет собой плотность тока, (tm)е представляет собой массу электрона, е0 представляет собой диэлектрическую постоянную, 6 представляет собой заряд
электрона, и d представляет собой расстояние между разделения электродов, соответствующее зазору между электродами. В одном варианте осуществления
напряжение фотоэлектронной ячейки ^РЕ задано, как разность работ выхода фотокатода
Фс и анода Фд, скорректированного противоположным отрицательным напряжением ^
пространственного заряда
VPE = Oc-0A + Vsc (218) р
Плотность РЕ мощности фотоэлектронной ячейки может быть задана, как
произведение напряжения ^РЕ фотоэлектронной ячейки и плотности J тока: PPE=VPEJ (219)
Использование уравнения (217-219) с выбранными значениями плотности J тока и
расстояния d между электродами, противоположное напряжение ^ пространственного
V Р заряда, напряжение РЕ фотоэлектронной ячейки и плотность РЕ МОЩНОСТИ представлено
в ТАБЛИЦЕ 9.
200
0,841
3,41
682
250
0,976
3,27
819
0,226
4,02
40,2
0,659
3,59
180
100
1,047
3,20
320
150
1,372
2,88
432
200
1,662
2,59
518
250
1,93
2,32
580
0,353
3,90
1,033
3,22
161
100
1,64
2,61
261
150
2,148
2,10
315
В одном варианте осуществления, зазор или расстояние d между электродами находится по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,1 мкм до 1000 мкм, от 1 мкм до 100 мкм, от приблизительно 1 мкм до 10 мкм, и от приблизительно 1 мкм до 5 мкм. Пространство зазора может быть получено с помощью изолирующих разделителей, таких, как из глинозема или оксида бериллия. В одном варианте осуществления ячейка с фотоэлектрическим эффектом дополнительно содержит источник напряжения, для подачи напряжения сбора электронов, для улучшения качества пространственного заряда и его напряжения при заданном токе и плотностях мощности. Примеры приложенных напряжений являются противоположными представленным в уравнении (217), в пределах приблизительно ±50 %. Температура может поддерживаться низкой, например, ниже, чем 500°С, для исключения эффектов теплового искажения, которые могут привести к короткому замыканию зазора. В одном варианте осуществления, который работает при повышенной температуре, зазор может быть больше, чем от 3 до 5 мкм, для исключения потерь в близком инфракрасном свете. Термоионная, а также фотоэлектронная эмиссия может использоваться при повышенной температуре, такой, как в диапазоне от 500°С до 3500°С.
В одном варианте осуществления отдельные фотоэлектронные ячейки каждая содержащая два электрода, разделенные зазором, могут быть индивидуально закрыты. Зазор может поддерживаться под давлением меньше, чем атмосферное, атмосферное или выше атмосферного. Зазор может поддерживаться в условиях вакуума. В вариантах осуществления давление зазора может поддерживаться по меньшей мере в одном
диапазоне от приблизительно 0 Тор до 10 ООО Тор, от 10"9 Тор до 760 Тор, от 10"6 Тор до 10 Тор, и от 10"3 Тор до 1 Тора. В одном варианте осуществления индивидуальные фотоэлектронные ячейки, каждая содержащая два электрода, разделенных зазором, может быть индивидуально распечатана и может содержаться в резервуаре, выполненном с возможностью поддержания давления запечатанных ячеек. Резервуар может представлять собой резервуар, содержащий только фотоэлектронные ячейки. В другом варианте осуществления резервуар может содержать ячейку SF-CIHT. В одном варианте осуществления зазор может содержать материал, для уменьшения пространственного заряда от электронов, излучаемых из катода. Примеры материалов представляют собой щелочные металлы, такие как пар цезия. В одном варианте осуществления пространственный заряд может быть уменьшен с помощью пара щелочного металла, такого, как пар цезия и кислород. Материал может производить плазму в воспламененном режиме и не производить плазму в невоспламененном режиме. При малом зазоре, таком, как от 1 до 10 мкм, цезий может ионизировать другой катод, чем катод, ионизированный плазмой. Ионизация может представлять собой по меньшей мере одну из тепловой и электрической энергии из катода.
В одном варианте осуществления, для удаления пространственного заряда, ячейка может содержать электрод затвора в зазоре и продольно магнитное поле, для исключения электронов на электроде затвора. Электрод затвора может быть перфорирован, для обеспечения пропуска электронов, захваченных на линиях магнитного поля, без их сбора.
В воспламененном режиме плотность атомов цезия может составлять приблизительно 1016/см3 (1 Тор), и плотность плазмы может составлять приблизительно от 1013/см3 до 1014/см3 в пространстве между электродами. Материал может присутствовать в большей оболочки за пределами пространства между электродами и может принимать по меньшей мере одну из электрической и тепловой энергии, для формирования плазмы от по меньшей мере одного из электродов и контактных поверхностей, других, чем электроды. В одном варианте осуществления падение на дуге меньше, чем приблизительно 0,5 эВ, требуется для поддержания плазмы. В другом варианте осуществления падение напряжения на дуге находится в диапазоне от приблизительно 0,01 В до 5 В. Ионы могут быть сформированы путем излучения из катодной поверхности, которая может быть горячей, в частности, в случае низкого давления материала и близкого промежутка между электродами, что минимизируют рассеяние электронов. Ионизация может происходить, благодаря по меньшей мере одной из тепловой энергии и электрической энергии от катода. В одном варианте осуществления, известном, как разряд Кнудсена, давление между электродами
поддерживается достаточно низким, так, чтобы средний свободный путь электрона больше, чем зазор между электродами таким образом, что происходит перенос электронов, по существу, без рассеивания. В предельном случае не возникает падение напряжения, из-за пространственного заряда. В одном варианте осуществления материал, такой как газообразный материал, такой как испарившийся щелочной металл, выбирают и поддерживают для обеспечения уменьшенной работы выхода для удаления электронов из катода (эммитер) и уменьшенная работа выхода для их сбора на аноде (коллекторе). В другом варианте осуществления фотокатод может иметь поверхность, которая расположена под углом относительно направления падения света таким образом, что давление излучения может уменьшить пространственный заряд.
Фотокатод содержит активный материал в отношении фотоэлектронного эффекта. Фотокатод может содержать материал с работой выхода, которая соответствует спектру ионизации падающего излучения. Работа выхода фотокатода может быть больше, чем у анода. Магнитуда работы выхода фотокатода может быть больше, чем сумма магнитуд энергии противоположного напряжения в пространственном заряде и работа выхода коллектора или анода. Представительная магнитуда энергии составляет 0,8 эВ и 1 эВ, соответственно. В одном варианте осуществления излучение от ячейки SF-CIHT содержит излучение на коротких длинах волн, таких как крайнее ультрафиолетовое излучение (EUV) и ультрафиолетовое излучение (UV). Газ ячейки, такой, как гелий или рабочее давление, такое, как вакуум, могут способствовать эмиссии света на коротких длинах волн. В одном варианте осуществления фотокатод отвечает за ультрафиолетовое излучение из ячейки SF-CIHT. Поскольку излучение более высокой энергии, чем работа выхода, может представлять собой потерю кинетической энергии и потенциального тепла, работа выхода фотокатода может быть согласована так, чтобы была близка к энергии света, такого, как ультрафиолетовое излучение. Например, работа выхода фотокатода может быть больше, чем 1,8 эВ, для излучения с более короткой длиной волны, чем 690 нм, и работа выхода фото катода может быть больше, чем 3,5 эВ, для излучения более короткой длины волны, чем 350 нм. Работа выхода фотокатода может находиться в пределах по меньшей мере одного диапазона от приблизительно 0,1 В до 100 В, от 0,5 В до 10 В, от 1 В до 6 В, и от 1,85 эВ до 6 В. Фотокатод может представлять собой по меньшей мере один из GaN, имеющий ширину энергетически запрещенной зоны приблизительно 3,5 эВ, которая отвечает за свет в диапазоне длин волн 150-400 нм и представляет собой сплавы, такие, как AlxGai-xN, InxGai-xN, щелочной галид, такой, как KI, КВг, и С si, имеющий ширину запрещенной зоны приблизительно 5,4 эВ, которая отвечает за свет в области длин волн меньше, чем 200 нм, множество щелочных металлов,
таких, как S20 Хамамацу, содержащий Na-K-Sb-Cs, который отвечает за свет в области длин волн больше, чем 150 нм, GaAs, который отвечает за свет в области длин волн больше, чем 300 нм, CsTe, который отвечает за свет в области длин волн 150-300 нм, алмаз, имеющий ширину запрещенной зоны приблизительно 5,47 эВ, которая отвечает за свет в области длин волн меньше, чем 200 нм, Sb-Cs, который отвечает за свет в области длин волн больше, чем 150 нм, Au, которое отвечает за свет с пиковой длиной волны 185 нм, Ag-O-Cs, которая отвечает за свет в области длин волны 300-1200 нм, двойной щелочной металл, такой, как Sb-Rb-Cs, Sb-K-Cs или Na-K-Sb, и InGaAs. Пример непрозрачного фотокатода может содержать по меньшей мере один из GaN, Csl и SbCs. Пример полупрозрачного фотокатода может содержать CsTe. UV фотокатоды из материал типа III-V имеют существенно большую ширину запрещенной энергетической зоны, такую, как 3,5 эВ для GaN и 6,2 эВ для A1N. Энергия области, отвечающей за длину волны, может быть точно настроена, используя такое средство, как заряд со стороны состава материала фото катода, такого, как изменение отношения GaN к A1N в AlxGai-xN. Тонкие пленки р-легированного материала могут быть активированы в виде отрицательной аффинности электрона путем правильной обработки поверхности с цезием или Mg и кислородом, например. Дополнительные иллюстративные фото катоды содержат тонкую пленку MgO на Ag, MgF2, MgO и Cub. Примеры металлических фото катодов содержат Cu, Mg, Pb, Y и Nb. Примеры покрытых металлов фото катодов содержат Си-CsBr, Cu-MgF2, Cu-Cs и Cu-Csl. Примеры фотокатодов из сплава металлов содержат CsAu и сплавы чистых металлов, таких, как Al, Mg и Си, с малыми количествами Li, Ba, и ВаО, соответственно. Примеры полупроводниковых фотокатодов содержат CsTe, RbTe, щелочные антимониды, CssSb, K^CsSb, Na2KSb, NaK^Sb, CsK^Sb, СэгТе, типа положительной электронной аффинности (PEA); Cs:GaAs, Cs:GaN, CsTnGaN, Cs:GaAsP, типа ступенчатого легирования, третичных структур, типа отрицательной электронной аффиности (NEA). Полупроводниковые фото катоды могут быть поддерживаться в вакууме высокой степени, таком, как меньше чем приблизительно 10"7 Па. Размер РЕ ячейки может быть таким, который требуется и который может быть изготовлен. Например, РЕ ячейки от субмиллиметровых диапазонов до таких больших, как 20 см на 20 см, были изготовлены, которые были герметично закрыты, и содержали фотокатод, анод и окно, как компонент структуры герметизации.
В одном варианте осуществления эффективность фотокатода выражается, как квантовая эффективность, определенная, как отношение испускаемых электронов и падающих фотонов или квантов света. В одном варианте осуществления квантовая эффективность оптимизируется по меньшей мере с помощью одного из предоставления
сильного электрического поля и оптимизации геометрии, температуры и состава материалов с помощью средства, такого, как добавление добавок, таких, как щелочные металлы. В одном варианте осуществления фотокатод выбирают для оптимизации параметров абсорбции фотонов, свойств транспортирования электронов, и состояний поверхностной энергии, для достижения максимальной фотоэлектронной эффективности. В последнем случае поверхность может быть обработана или может быть активирована до отрицательной электронной аффиности таким образом, что электроны проводимости, достигающие поверхности, имеет более высокую энергию, чем электроны в вакууме и, следовательно, оптимально формируют фотоэлектроны. Поверхность алмаза, например, может быть обработана или активирована до отрицательной электронной аффиности путем обработки цезия, гидрированием, нанесением покрытия из монослоев LiF и RbF, и легирования фосфором (3), используя нанесение химических паров РНз. Поверхность фотокатодов GaN может быть активирована с Cs и кислородом. В одном варианте осуществления с полупрозрачным режимом толщину пленки на обратной стороне окна выбирают для оптимизации квантовой эффективности, в которой в соответствии с зависимостью от длины волны, поглощение падающих фотонов увеличивается с толщиной пленки, в то время, как вероятность транспортирования электронов до поверхности уменьшается. В примере полупрозрачного варианта осуществления толщина фотокатодной пленки может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 0,1 нм до 100 мкм, от 1 нм до 10 мкм, от 10 нм до 5 мкм, и от 100 нм до 1 мкм. В общем, для электрода, катода или анода, толщина, такая, как толщина пленки электрода, может представлять по меньшей мере одно из диапазона от приблизительно 0,1 нм до 100 нм, от 1 нм до 10 нм, от 10 нм до 5 мкм и от 100 нм до 1 мкм.
В одном варианте осуществления фотокатод содержит множество слоев, для преобразования более широкого диапазона длин волн фотона. Многослойный фотокатод может содержать тонкие слои, которые являются прозрачными для фотонов, для последовательных слоев вдоль пути распространения. В иллюстративном варианте осуществления верхний слой может быть избирательным для по меньшей мере у проникающего света, и последующие слои могут быть расположены так, чтобы они были избирательными на основе степени аттенюации или глубины проникновения в многослойной структуре. В примере трехслойного фотокатода верхний слой может быть избирательным для по меньшей мере проникающих длин волн и может иметь соответствующую самую большую работу выхода, средний слой может быть избирательным для промежуточных длин волн проникновения и может иметь соответствующую промежуточную работу выхода, и нижний или самый дальний слой
вдоль пути распространения света могут быть избирательными для большинства проникающих длин волн и может иметь соответствующую самую низкую работу выхода. Другие комбинации глубины проникновения, относительного положения слоев и рабочие функции находятся в пределах объема раскрытия.
Анод содержит материал, позволяющий собирать электроны. Работа выхода анода может быть настолько низкой, насколько это возможно, для увеличения напряжения на ячейке, в соответствии с уравнением (218). Работа выхода анода может быть ниже, чем по меньшей мере одна из приблизительно 2 В, 1,5 В, 1 В, 0,9 В, 0,8 В, 0,7 В, 0,6 В, 0,5 В, 0,4 В и 0,3 В. Анод может содержать по меньшей мере один из щелочного металла, такого как цезий, электрода из алюмината кальция (С12А7:е) имеющего работу выхода приблизительно 0,7 эВ, нанофильма из алмаза, легированного фосфором, имеющего работу выхода приблизительно 0,9 эВ, и вольфрама, легированного скандием.
По меньшей мере один электрода катода и анода может иметь по меньшей мере его часть своей поверхности, структурированную или неплоскую, такую, что часть падающего света может отражаться на по меньшей мере один из другого фотокатода, часть фотокатода, и оптический элемент, такой, как зеркало, которое является отражающим для света, и отражает это на другую часть фотокатода или по меньшей мере один другой фотокатод. Таким образом, фотокатоды принимают множество отскоков (отражений) падающего света, для увеличения поперечного сечения поглощения фотокатода, для получения фотоэлектронов. В одном варианте осуществления фотокатод содержит структурированную подложку, для увеличения эффективности, в котором путь поглощения фотонов в фотокатоде увеличивается, в то время как путь выхода электронов остается таким же или меньше, чем для плоской подложки. Пример структурированной поверхности имеет зигзаги с чередующимися внутренними углами 45°. В другом варианте осуществления зигзагообразные углы могут чередоваться между 45° и 90°. Другие углы находятся в пределах объема настоящего раскрытия.
В одном варианте осуществления повышенная абсорбция фотонов в пределах материала, при уменьшении расстояния между фотоэлектронами должна перемещаться до поверхности, которая может быть достигнута по меньшей мере одним из изменения угла падающего излучения и использования множества полных внутренних отражений в пределах фотокатода. Используя последний способ, в том, что касается отражения фотоэлектронов от задней поверхности фотокатода, способствует достижению больше, чем 50%-ой эффективности преобразования для некоторых материалов, когда каждый фотон производит самое большее один фотоэлектрон. Например, некоторые фотокатоды GaN выращивают на тонком слое буфера A1N, который имеет большее значение энергии
энергетического зазора и используется, как слой отражения. Эффективность фотопреобразования, как функция падающего угла излучения, увеличивается с углом относительно нормального падения пока не будет достигнута точка полного отражения. Кроме того, если фотокатод, который работает в полупрозрачном режиме, может быть выращен на прозрачной подложке, такой, как зигзагообразный светочувствительный слой, электроны проводимости производятся ближе к поверхности выхода, чем в случае плоской подложки, и, поэтому, должны иметь более высокую вероятность выхода в вакуум. В качестве альтернативы, фотокатод выращивают на плоской поверхности, для исключения существенной деградации из-за несоответствия решетки. Например, GaN обычно выращивают на обработанной механически кристаллической решетке из сапфира или подложек карбида кремния с С-плоскостью на поверхности. В другом варианте осуществления аналогичные отражательные системы и способы могут применяться для анода. В ячейке с полупрозрачным режимом анод может содержать тип с двойным отражением, где металлическое основание выполнено в виде зеркала, которое вызывает для света, который проходит через фотокатод, не вызывая эмиссию, отскок обратно на фотокатод для второго освещения.
Окно для распространения света в ячейку может быть прозрачным для свету, такого, как свет короткой длины волны, такой, как ультрафиолетовый свет. Пример ультрафиолетового света имеет энергию, больше, чем приблизительно 1,8 эВ, что соответствует длине волны от приблизительно меньше, чем 690 нм. Окно может содержать по меньшей мере один из сапфира, LiF, MgF2 и CaF2, другие галиды щелочноземельных металлов, такие как фториды, такие как BaF2, СаТг, кварц, сплавленный кварц, UV стекло, боросиликат и Infrasil (ThorLabs).
В одном варианте осуществления фотоэлектрический (РЕ) преобразователь может быть установлен позади перегородки системы рециркуляции, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления перегородка заменяется РЕ преобразователем. Окна РЕ преобразователя могут использоваться, как функции перегородки, как средство, которое препятствует траектории, направленной вверх потока продукта воспламенения и обеспечивает прозрачность для света, падающего на преобразователь света в электричество, преобразователь РЕ в данном варианте осуществления.
В одном варианте осуществления расширяющаяся плазма состоит из положительно заряженных частиц и электронов. В одном варианте осуществления электроны имеют более высокую мобильность, чем положительные ионы. При этом может развиться эффект пространственного заряда. В одном варианте осуществления пространственный
заряд устраняется путем заземления по меньшей мере одного электропроводного компонента ячейки, такого, как стенка ячейки. В другом варианте осуществления оба электрода электрически соединены с ячейкой, в которой, по существу, весь ток от источника электроэнергии 2 (фиг. 2С1) к роликовым электродам протекает через топливо, обеспечивая воспламенение из-за гораздо меньшего электрического сопротивления топлива, такого, как топливо, заряд топлива или гранулы. Устранение пространственного заряда и его соответствующее напряжение может увеличивать скорость реакции гидрино. В одном варианте осуществления ячейка работает в условиях вакуума. Условие вакуума может способствовать устранению по меньшей мере одного из пространственного заряда и ограничения, которое может уменьшать скорость реакции гидрино. Условие вакуума также может предотвратить затухание UV света, что может быть желательным для РЕ преобразования в электричество.
В случае, когда ячейка работает в разреженных условиях, таких, как вакуум, генератор ячейки SF-CIHT может содержать вакуумный насос, для поддержания разреженного состояния с требуемым давлением, управляемым датчиком давления и контроллером. Полученные в результате газы, такие, как кислород, могут быть удалены по меньшей мере используя одно из перекачки и геттера, такого как геттер кислорода, который может представлять собой по меньшей мере один из непрерывного и периодически регенерируемого. Последний может быть получен путем удаления геттера и его регенерации, путем подачи водорода, для восстановления геттера, для формирования такого продукта, как вода.
Ячейка может работать в разреженных условиях. Ячейка может содержать вакуумную камеру, такую, как цилиндрическая камера или коническая цилиндрическая камера, которая может иметь торцевые колпаки в форме куполов. В одном варианте осуществления восстановление расширяющейся вверх плазмы воспламеняется под действием силы тяжести, которая работает против приложенной вверх скорости, для замедления, остановки и с последующим ускорением падения продукта воспламенения вниз, для его сбора в конечном итоге в грануляторе, для обратного преобразования в топливо. Сбор может осуществляться с помощью средства, в соответствии с настоящим раскрытием. Высота ячейки может быть рассчитана путем приравнивания исходной кинетической энергии к энергии гравитационного потенциала: \llmf = mgh (220)
где т представляет собой массу частицы, V представляет собой исходную скорость частицы,^ представляет собой ускорение гравитации (9,8 м/с2), и h представляет собой
максимальную высоту траектории частицы, из-за замедления под действием гравитации. Для частицы, которая первоначально перемещается со скоростью 5 м/с, максимальная высота составляет 1,2 м таким образом, что ячейка может быть выше, чем 1,2 м. В одном варианте осуществления направленная вверх скорость может быть замедлена с помощью перегородки, в соответствии с раскрытием, для уменьшения требований к высоте ячейки.
В другом варианте осуществления рециркуляция топлива достигается, используя силу Лоренца на основе принципов рельсовой пушки, такой, как рельсовая пушка типа с плазменным сердечником, которая может дополнительно содержать усиленный тип рельсовой пушки. Сила Лоренца приводит направление плазмы воспламенения и потока в область сбора, такую, как пластина или бункер для сбора, которые могут подавать получаемый материал продукта в гранулятор. Ток и магнитное поле могут быть расположены в горизонтальной или в XY-плоскости таким образом, что сила Лоренца, в соответствии с уравнением (221), будет направлена вниз вдоль отрицательного направления оси Z в компоненты системы сбора, такие, как пластина или бункер. В другом варианте осуществления ток может находиться в плоскости XY и В-поля, направленного вдоль оси Z таким образом, что сила Лоренца, в соответствии с уравнением (221), направлена поперечно плоскости XY к компонентам системы сбора. Плазма воспламенения может переносить ток от источника электроэнергии 2 (фиг. 2С1) к роликовым электродам или от внешнего источника питания, для использования в качестве тока в уравнении (221). Используя по меньшей мере часть тока воспламенения по меньшей мере один из электродов и электрошины, и соответствующих цепей могут быть разработаны для подачи по меньшей мере одного из тока плазмы и магнитного поля во время воспламенения, для получения требуемой силы Лоренца, для перемещения плазмы требуемым образом, например, за пределами зоны, в которой формируется плазма во время воспламенения. Ток воспламенения, который обеспечивает по меньшей мере один из тока плазмы и магнитного потока, для получения силы Лоренца может быть подан с задержкой с помощью элемента цепи задержки, такого, как линия задержки, для получения тока и магнитного потока в более позднее время, чем событие воспламенения. Задержка может обеспечиваться излучение плазмой света перед тем, как она будет удалена под действием силы Лоренца. Задержкой могут управлять с помощью цепи или средства управления, известного в данной области техники. Ток, такой как большой постоянный ток, также может применяться источником питания в требуемом направлении, используя параллельные пластинчатые электроды с направлением тока вдоль оси между пластинами. Энергия источника тока может быть получена из преобразователя энергии, такого, как РЕ или PV преобразователь, в котором энергия
может сохраняться в батарее конденсаторов. Магнитное поле, в соответствии с уравнением (221), может быть предусмотрена, благодаря по меньшей мере одному из тока, протекающего через ролики во время воспламенения и усиленным магнитным полям (усиленная конструкция рельсовой пушки, которая называется здесь системой регенерации увеличенной плазменной рельсовой пушки). Источники усиленных магнитных полей могут содержать по меньшей мере один из электромагнитов и постоянных магнитов. Магнитное поле с усиленной плазменной рельсовой пушкой может применяться с помощью катушек Гельмгольца, таких, как пара разделенных, выровненных вдоль оси катушек с полем в требуемом направлении вдоль оси между катушками. Силой магнитного поля может управлять с помощью контроллера тока, для управления силой силы Лоренца и, следовательно, скоростью восстановления продуктов воспламенения. Множество электромагнитов могут иметь разные управляемые магнитные поля, для направления плазмы и продуктов воспламенения в требуемое местоположение для сбора. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно из усиленных электрического и магнитного поля может производиться индуктивно, используя по меньшей мере одну индукционную катушку и возбудитель переменного напряжения или тока. В другом варианте осуществления магнитное поле может быть предоставлено от пары отделенных, выровненных вдоль оси постоянных магнитов с полем в требуемом направлении вдоль оси на грани между полюсами. Постоянные магниты могут содержать AINiCo, редкоземельные или другие магниты с большим полем, известные в данной области техники. Магнитный поток может быть любым требуемым, таким, как по меньшей мере в одном диапазоне от приблизительно 0,001 Т до 10 Т, от 0,01 Т до 1 Т и от 0,1 Т до 0,5 Т. Электромагниты могут получать питание от источника питания, в котором электромагнитная энергия может быть выведена из преобразователя энергии, такого, как преобразователь РЕ или PV, в котором энергия может быть сохранена в батарее конденсаторов. Магнитное поле от по меньшей мере одного из источника электроэнергии 2 (фиг. 2С1) к роликовым электродам и источникам усиленных магнитных полей сконфигурировано так, что оно обеспечивает требуемый поток плазмы продукта воспламенения в систему сбора, в соответствии с силой Лоренца. Система сбора может содержать систему сбора, в соответствии с раскрытием, такую, как по меньшей мере одна из пластины для сбора и бункера, из которых топливо может поступать в гранулятор. Бункер может представлять собой первый резервуар гранулятора. В другом варианте осуществления усиленная плазменная рельсовая пушка (электромагнитный насос) может использоваться для по меньшей мере одного из фокусирования, плазмы и для перекачки плазмы в требуемом местоположении в ячейке, для обеспечения направления излучаемого
света плазмой в фотогальванический преобразователь. Усиленная плазменная рельсовая пушка (электромагнитный насос) может обеспечивать эффект фокусирования или коллимации света плазмы в преобразователь энергии, используя по меньшей мере одного из пространственного и временного направления плазмы.
В случае, когда давление ячейки низкое, например, как в условиях вакуума, рециркуляция продукта воспламенения может быть достигнута, используя другое средство раскрытия, такое, как электростатическое осаждение (ESP). Электроды сбора ESP могут находиться за пределами видимости рельсовых путей света, образующегося в результате реакции гидрино. ESP можно работать в области воспламенения плазмы. Работа плазмы может поддерживаться низким давлением газа в ячейке, например, в условиях вакуума. ESP может работать с воспламенением плазмы в области, которая, по существу, не находится по меньшей мере одним типом электродов ESP, таким, как электроды сбора, которые представляют собой катод или анод. Электроды сбора ESP могут быть расположены вдоль окружности относительно плазмы воспламенения с по меньшей мере одной из области вакуума и низкого давления, имеющей большое сопротивление электрического пути от счетчика электродами сбора. По меньшей мере один из электродов ESP в паре может содержать барьерный электрод. Барьерный электрод может ограничивать ток и поддерживать большое поле, для электростатического сбора продукта воспламенения. Один тип электрода может быть покрыт слоем с высоким сопротивлением, так, что через него может протекать постоянный ток во время операции, называемый резистивным барьерным разрядом. Барьер электрода может содержать полупроводник, такой как слой арсенида галлия, для замены диэлектрического барьерного слоя, для обеспечения возможности использования постоянного тока с большим напряжением. Напряжение может быть в диапазоне от 580 В до 740 В, например. Высокое напряжение может быть пульсирующим. Продукт воспламенения может транспортироваться от электродов сбора к гранулятору. Транспортирование может осуществляться, используя по меньшей мере одно из транспортирования с помощью силы тяжести, и может обеспечиваться другими способами, в соответствии с раскрытием, такими, как пневматические способы.
Ячейка может работать в условиях разреженной атмосферы. Ячейка может содержать вакуумную камеру, такую, как цилиндрическая камера или коническая цилиндрическая камера, которая может иметь концевые крышки в форме купола. Коническая цилиндрическая камера может быть удобной для оптимизации распространения света от конуса, излучаемого от электродов при минимальном объеме ячейки. В другом варианте осуществления ячейка имеет существенный диаметр таким
образом, что свет плазмы воспламенения не входит в контакт со стенками, по существу, перед выходом по меньшей мере к одному из окна 20 PV или преобразователя РЕ, и непосредственно падает на РЕ или PV преобразователь. Продукт воспламенения может собираться на стенках ячейки и может механически перемещаться, используя вибрацию. Продукт воспламенения может собираться в резервуаре, таком, как первая камера гранулятора, под действием силы тяжести или другим средством, в соответствии с раскрытием, таким, как пневматическое средство. Ячейка может работать при низком давлении, таком, как давление вакуума.
В одном варианте осуществления продукт воспламенения может быть удален по меньшей мере используя одно из (i) силы тяжести, при которой ячейка может работать при уменьшенном давлении, таком, как вакуум, в диапазоне от 0 до 100 Top, (ii) усиленной рельсовый пушки с плазмой воспламенения, в качестве рельсовой пушки, которая называется здесь системой восстановления усиленной плазменной рельсовой пушки, и (ш) электростатического осадителя. В одном варианте осуществления более крупные частицы моГУт заряжаться с помощью такого средства, как коронный разряд, и могут отталкиваться от преобразователя света в электричество под действием электрического поля, такого, как электростатическое поле, которое может быть приложено к отталкивающейся сетке от источника питания. В одном варианте осуществления система восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки удаляет или восстанавливает, по существу, все мелкие частицы таким образом, что ячейка является прозрачной для света, производимого в результате воспламенения. Сила тяжести может удалять или восстанавливать остатки. В одном варианте осуществления высота ячейки является достаточной таким образом, что частицы, не удаленные или не восстановленные системой восстановления на основе усиленной плазменной пушки, или остановленной по траектории вверх под действием силы тяжести охлаждается до температуры, которая приводит к тому, что частицы не прилипают ни к окну преобразователя или преобразователя, такого, как PV или РЕ преобразователь. Генератор SF-CIHT может содержать средство для удаления продукта воспламенения с поверхности окна или преобразователя, такого, как луч ионного рассеивания, который может выполнять движение взмаха или растровое сканирование по поверхности. В качестве альтернативы, средство очистки для удаления продукта воспламенения с поверхности окна или преобразователя может содержать механический скребок, такой, как нож, такой как лезвие бритвы, которое периодически перемещается вдоль поверхности. Движение лезвия может быть выметающим по ширине окна или движения растрового сканирования в случае лезвия меньшего размера. Перегородка, в соответствии с раскрытием, может
дополнительно содержать механический скребок, такой, как нож, или очиститель в виде ионного луча, при удалении продукта воспламенения с перегородки таким же образом.
В одном варианте осуществления инжектор представляет собой, по меньшей мереЮ один из электростатического, электрического, электродинамического, магнитного, магнитодинамического и электромагнитного инжектора. Траектория пути представляют собой в область между электродами, такую, как в центральной точке ближайшего контакта противоположных роликовых электродов. Нацеленное транспортирование может содержать инжекцию заряда топлива или гранулы. Инжекция может приводить к завершению электрического контакта между роликами, в результате чего, может возникать большой ток, протекающий так, что он вызывает восмпланение заряда или гранулы. В одном варианте осуществления инжектор содержит и электростатический инжектор, такой, как один, в соответствии с раскрытием. Заряд или гранула могут быть электростатически заряжены, электроды ролика могут быть противоположно заряженными, и заряд или гранула могут выталкиваться электрическим полем, для инжектирования в область между электродами, для воспламенения. В одном варианте осуществления высокая проводимость заряда топлива или гранулы приводит к возникновению индукционного поверхностного тока во время применения, зависящего от времени по меньшей мере одного из магнитного поля и электрического поля, в котором индуктивный ток приводит к повышению магнитного поля, производимого зарядом или гранулой. Соответствующим образом намагниченный заряд или гранула могут ускоряться вдоль пути, такого, как путь, обеспечиваемый направляющими магнитными полями, такими, как обеспечиваются рельсами, по которым протекает ток. Градиент магнитного поля может возникать с течением времени, для ускорения заряда или гранулы вдоль пути.
В другом варианте осуществления, инжектор заряда или гранулы содержит рельсовую пушку. В этом варианте осуществления рельсовая пушка содержит источник большого тока по меньшей мере одну пару рельсов, содержащих хороший проводник, и якорь, который содержит заряд или гранулу, которая также используется, как снаряд. Инжектор рельсовой пушки может содержать поддон, который может быть пригодным для повторного использования. В качестве альтернативы, рельсовая пушка может использовать плазменный якорь, который может содержать металл, который может представлять собой по меньшей мере один из продукта воспламенения и топлива, которое испаряется и становится плазмой позади заряда или гранулы, по мере того, как через нее протекает большой ток и обеспечивает ускорение заряда или гранулы вдоль рельсов инжектора рельсовой пушки. Источник тока может производить импульс тока по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 1А до 100 МА, от 10А до 10 МА, от 100А
до 1 МА, от 1000А до 100 КА, и от 1 кА до 10 кА. Источник тока может содержать источник электроэнергии 2 (фиг. 2С1) к роликовым электродам, которые обеспечивают воспламенение, такое, как содержащий батарею конденсаторов, заряжаемые преобразователем света в электричество, таким, как преобразователь PV или РЕ. Рельсы могут содержать положительный рельс и отрицательный рельс, содержащий хороший проводник, такой, как по меньшей мере один из меди и серебра. Инжектор рельсовой пушки может активироваться с требуемой частотой, такой, как 1000 Гц, для обеспечения достаточной подачи топлива, для поддержания требуемой частоты воспламенения топлива, в котором электропроводный поступающий заряд или таблетка может замыкать электрическую цепь между роликовыми электродами, для обеспечения воспламенения заряда или гранулы. В одном варианте осуществления частотой активации инжекции можно управлять так, чтобы она находилась в пределах по меньшей мере одного из диапазона от приблизительно 0,01 Гц до 1 МГц, от 1 Гц до 10 кГц, и от 10 Гц до 1 кГц. Частотой активации инжекции можно управлять, для управления выходной мощностью ячейки SF-CIHT. Управление активацией инжекции может содержать переключатель. Переключатель может содержать один из переключателей, в соответствии с раскрытием, для источника электроэнергии 2 (фиг. 2С1) к роликовым электродам, таким, как механический или электронный переключатель, такой, как содержащий по меньшей мере один IGBT, SCR и транзистор MOSFET. В другом варианте осуществления рельсы постоянно подключены к разомкнутой цепи, которая замыкается для обеспечения протекания большого тока при замыкания цепи топливным зарядом или гранулой. В одном варианте осуществления, каждый раз, когда топливный заряд или гранула входят в контакт с рельсами, для замыкания цепи, он ускоряется и инжектируется к электродам, для воспламенения. Источник питания может быть выполнен с возможностью поддержания требуемого тока для каждого заряда или гранулы из множества зарядов или гранул, ускоряющихся вдоль рельсов в любое заданное время. Током может управлять с помощью по меньшей мере одного из элементов цепи и контроллера. В другом варианте осуществления ток рельсовой пушки разделяется между целым числом п, представляющим количество зарядов или гранул, которые ускоряются на рельсах в приведенном примере таким образом, чтобы уменьшение скорости инжекции одного заряда или гранул, в соответствии с уравнением (221), было компенсировано одновременно ускорением и последующей инжекцией п зарядов или гранул. Такой механизм компенсации может поддерживать приблизительно постоянной частоту инжекции, зависящую от тока рельсовой пушки. В другом варианте осуществления напряжение на рельсах поддерживается приблизительно постоянным, независимо от
количества зарядов или гранул таким образом, что ток на заряд или гранулу остается приблизительно одинаковым, ввиду аналогичного сопротивления зарядов или гранул. Приблизительно постоянное напряжение может поступать от источника питания, содержащего большую емкость, такую, как емкость, содержащая батарею конденсаторов. В одном варианте осуществления рельсы могут формировать непрерывный направляющий путь, но могут содержать сегментированные участки для электрического тока таким образом, что ток может быть переменным и управляемым, по мере распространения заряда вдоль разных участков. Током на каждом участке могут управлять с помощью компьютера, датчиков и множества источников тока, для управления скоростью и энергией заряда на любом заданном участке, для управления временем инжекции или инжекций, в котором, множество зарядов могут находиться на рельсах, содержащих участки с разным током.
Постоянное напряжение может поддерживаться ниже напряжения, которое обеспечивает образование дуги и последующую сварку заряда с рельсами или повреждение дугой рельсов. В одном варианте осуществления напряжение может представлять собой, по меньшей, мере одно из менее, чем приблизительно 100 В, меньше, чем приблизительно 50 В, меньше, чем приблизительно 20 В, меньше, чем приблизительно 10 В, меньше, чем приблизительно 5 В, меньше, чем приблизительно 1 В, меньше, чем приблизительно 0,5 В, и меньше, чем приблизительно 0,25 В. В одном варианте осуществления рельсы могут представлять собой теплоотводы, для исключения приваривания заряда к рельсу. Теплоотвод может быть электрически изолирован от цепи, содержащей рельсы и заряд. Электрический изолятор, который также может представлять собой хороший тепло проводник, может обеспечивать электрическую изоляцию. Пример теплоотвода содержит большую массу материала с высокой теплопроводностью, такого как блок А1, Си ИЛИ Ag, который может быть электрически изолирован верхним слоем алмазной пленки, которая также представляет собой хороший теплопроводник, и одновременно электрический изолятор. В другом варианте осуществления рельсы могут содержать проводник, такой, как графит, который является устойчивым для сварки. В другом варианте осуществления рельсы могут содержать огнеупорным металлический проводник, такой, как вольфрам или молибден, который является устойчивым для сварки. Рельсы могут охлаждаться с помощью такого средства, как воздушное или водяное охлаждение, для предотвращения сварки. В одном варианте осуществления рельсы по меньшей мере частично погружают в воду, которая охлаждает рельсы и заряд, и предотвращает сварку. Вода также может предотвращать образование электрической дуги между зарядом и рельсами. Ток может быть меньше, чем ток, который обеспечивает
сварку заряда с рельсой. В одном варианте осуществления рельсы могут быть выполнены в виде длинных цилиндров, которые вращаются вокруг своих продольных осей (оси Z в цилиндрических координатах), для того, чтобы обеспечить лучший контакт с зарядом. Относительное вращение рельса может быть противоположным направлению вращению в направлении к центру пары для проталкивания заряда плотнее к рельсам. Более плотное соединение может ослаблять сварку заряда с рельсами.
Сила Лоренца может быть большой при малом вкладе магнитного поля от тока рельса, в результате усиления магнитного поля с помощью приложенного магнитного поля от магнита, такого, как электромагнит или постоянный магнит. В примере варианте осуществления усиленной рельсовой пушки приложенное магнитное поле может быть предоставлено парой катушек Гельмгольца так, что одна располагается выше и другая ниже плоскости рельсов (плоскости XY); каждая располагается параллельно плоскости XY, для предоставления магнитного поля перпендикулярно плоскости XY. Аналогично, магнитное поле, ориентированное вдоль оси Z, может быть сгенерировано двумя постоянными магнитами, такими, как диски, заменяющие катушки Гельмгольца в плоскости XY. В другом варианте осуществления постоянные магниты могут содержать прямоугольные шины, которые движутся выше и ниже, и параллельно рельсам, имеющим ориентацию поля вдоль оси Z. Постоянные магниты могут содержать AINiCo, редкоземельные элементы или другой магнит с большим полем, известный в области техники. Магнитный поток может представлять собой любой требуемый поток, такой, как по меньшей мере один из диапазона приблизительно 0,001 Т до 10 Т, от 0,01 Т до 1 Т и от 0,1 Т до 0,5 Т. В одном варианте осуществления множество зарядов могут присутствовать на рельсах, для разделения приложенной энергии для предотвращения образования дуги и соответствующей сварки заряда с рельсами или повреждения дугой рельсов. Выброс тока, который обеспечивает сваривание или повреждение рельса, может быть уменьшен с помощью качество демпфирующего элемента цепи, такого, как по меньшей мере один из шунтирующего диода, линии задержки и индикатора цепи. Инжекторы рельсовой пушки могут иметь избыточность таким образом, что, если в одном из них возникает отказ, другой может использоваться вместо него, до тех пор, пока не будет восстановлена отказавшая рельсовая пушка. В случае, когда отказ возникает из-за приваривания гранулы к рельсам, она может быть удалена механически путем шлифования или токарной обработки или электрически, например, путем испарения большим током.
Инжектор рельсовой пушки может содержать подпружиненную верхнюю направляющую с малым трением и низким давлением, с тем, чтобы способствовать электрическому контакту между зарядом и рельсами. В одном варианте осуществления
электрический контакт между зарядом и рельсами улучшается в результате вибрации, прикладываемой к инжектору. Вибрация может прикладываться для обеспечения электрического контакта с низким сопротивлением между рельсами и зарядом. Контакт также может возникать, благодаря сместелью, такому, как механические смесители и смесители на струях воды, показанные на фиг. 214 и 215. В одном варианте осуществления приложенное магнитное поле инжектора на основе усиленной рельсовой пушки может содержать компонент параллельно направлению движения гранулы и поперечный току через заряд, таким образом, что заряд проталкивается вниз к рельсам, в соответствии с силой Лоренца, в соответствии с уравнением (221), для обеспечения и поддержания хорошего электрического контакта между зарядом и рельсами. Параллельное движение магнитного поля может быть предусмотрено по меньшей мере одним из постоянных магнитов и электромагнитов. В последнем случае магнитное поле может изменяться для управления силой, направленной вниз, воздействующей на заряде, для оптимизации контакта при исключении избыточного трения. Управление магнитным полем может обеспечиваться с помощью компьютера, датчиков и источника питания с изменяемым током. В одном варианте осуществления рельсы могут содержать устойчивый к окислению материал, такой, как серебряные рельсы, для ограничения окисления рельса и соответствующего увеличения сопротивления.
Инжектор на основе рельсовой пушки может содержать множество инжекторов на основе рельсовой пушки, которые могут иметь синхронную активацию инжекции, которой можно управлять с помощью контроллера, такого, как микропроцессор или компьютер. Множество инжекторов могут увеличивать частоту инжекции. Множество инжекторов на основе рельсовой пушки могут содержать массив инжекторов, для увеличения частоты инжекции. Рельсы из рельсовой пушки могут быть прямыми или изогнутыми, для достижения требуемого пути инжекции от источника в виде заряда или гранулы в область между электродами, в момент, когда происходит воспламенение. Скорость вращения роликовых электродов может увеличиваться для размещения большего количества топлива и увеличения выхода порошка в ячейке SF-CIHT. Диаметр ролика может быть масштабирован для достижения повышенной скорости вращения. Максимальная скорость вращения для стали, например, приблизительно составляет 1100 м/с [J. W. Beams, "Ultrahigh-Speed Rotation", pp. 135-147]. Учитывая иллюстративный случай, в котором диаметр заряда или гранулы плюс пространство для разделения последовательности зарядов или гранул составляет 3 мм, тогда максимальная скорость протекания топлива, подаваемого рельсовой пушкой или множеством рельсовых пушек, составляет 367 ООО в секунду. Для примера энергии 500 Дж на заряд или гранулу,
соответствующая общая энергия, преобразуемая в электричество, может составлять 180 МВт. Дополнительная энергия может быть получена путем добавления множества пар роликовых электродов с инжекторами, в которых электроды могут находиться на одном или на разных валах.
В другом варианте осуществления инжектор содержит Гауссову пушку или электромагнитного ускорителя, в которой гранула или заряд содержат снаряд. Гранула или заряд могут содержать ферромагнитный материал, такой как по меньшей мере один из Ni, Со или Fe. Пример заряда содержит Ag с захваченным Ш и ШО, и ферромагнитный материал. Гаусова пушка может содержать по меньшей мере одну катушку тока вдоль ствола, содержащего направляющую для гранулы или заряда, источник питания для обеспечения большого тока и магнитного поля в по меньшей мере одной катушке, и переключатель для обеспечения протекания тока, для выталкивания заряда или гранулы в направлении центра катушки, в котором ток выключается перед тем, как заряд или гранула испытывает обратную силу, при пролете через центр катушки. Переключатель может быть одним из, в соответствии с раскрытием, таким, как переключатель, содержащий IGBT. Источник питания может содержать по меньшей мере один конденсатор. В одном варианте осуществления ток протекает через заряд или гранулу, для формирования заряда или магнитного поля гранулы или заряда при приложении внешней энергии или внешнего поля, зависящего от времени, такого, как магнитное поле, зависящее от времени. Протекание тока через заряд или гранулу может обеспечиваться с помощью магнитной индукции. Магнитная индукция может быть вызвана перемененным по времени магнитным полем в катушках с током. В одном варианте осуществления временное протекание тока в по меньшей мере одной из катушек тока управляют для направления заряда или гранулы вдоль ствола.
Для преобразования света большой интенсивности в электричество, генератор может содержать систему 26а оптического распределения, такую, как показана на фиг. 2С. Панели 15 преобразования света в электричество могут содержать по меньшей мере одну из РЕ, PV и термоионных ячеек. Зеркало 20 может быть прозрачным для света, такого, как свет с короткой длиной волны. Окно может содержать по меньшей мере одно из сапфира, LiF, MgF2 и CaF2, других галиды щелочноземельных металлов, такие, как фториды, такие, как BaF2, СсШг, кварц, сплавленный кварц, UV стекло, боросиликатное стекло и инфрасил (ThorLabs). Полупрозрачное зеркало 23 может быть прозрачным для света с короткой длиной волны. Материал может быть таким же, как у окна 20 с частичным покрытием отражающим материалом, таким, как зеркало, такое как UV зеркало. Полупрозрачное зеркало 23 может содержать клетчатую структуру отражающего материала, такого, как
UV зеркало, такое, как по меньшей мере одно из А1 с покрытием MgF2 и тонкую пленку фторида, такую, как пленка MgF2 или LiF или пленка из SiC на алюминии.
В одном варианте осуществления скоростью и местоположением доставки заряда или гранулы на поверхности роликового электрода можно управлять, для управляемого восстановления любых повреждений на поверхности, возникающих при воспламенении. Управление может обеспечиваться путем управления временными характеристиками импульса тока, ускоряющего заряд или гранулы, а также током, положением и возможностью управления, например инжектора рельсовой пушки. Доставка с управляемым положением, с управлением скоростью ролика и током воспламенения может способствовать связывания заряда или гранулы с электродом. Связи могут образовываться по меньшей мере в результате одного из спекания, плавления и сварки заряда или гранулы с поверхностью электрода в требуемом положении. В одном варианте осуществления определенный процент заряда или гранул может быть выполнен так, чтобы они имели меньше или не имели реагентов гидрино, таких, как по меньшей мере один из водорода и НОН. В одном варианте осуществления это может быть достигнуто путем формирования заряда без добавления по меньшей мере одного из пары и Нг в гранулятор. Уменьшение или устранение ШО и Ш может достигаться путем устранения подачи или уменьшения растворимости расплава путем снижения температуры расплава во время формирования заряда. В качестве альтернативы, гранулы могут быть выполнены так, чтобы в них отсутствовало или содержалось незначительное количество по меньшей мере одного из Ш и ШО. Соответствующие "нерабочие" заряды или гранулы могут применяться по-отдельности или смешиваться с обычными в требуемом процентном соотношении. В примере один заряд или гранула среди целого числа п является нерабочим, и связывается к электродам при инжекции. Целым числом п можно управлять так, чтобы оно больше или меньше, в зависимости от количества повреждения, которое должно быть восстановлено. В одном варианте осуществления порошок воспламенения восстанавливается, в ходе обработки формирования заряда, и инжектируется на электроды с помощью инжектора в виде плазменной рельсовой пушки или усиленной плазменный рельсовой пушки, где некоторая часть порошка поддерживает плазму, для обеспечения ее перемещения. По меньшей мере один из тока воспламенения и плазмы воспламенения, поддерживаемой в результате воспламенения других зарядов, могут привести к связыванию порошка с электродами. Избыточный материал может быть механически обработан, с помощью такого средства, как и путем использования точного шлифовального устройства или токарного станка. В качестве альтернативы, избыточный материал может быть удален при механической обработке электрическим разрядом,
(EDM), в которой система EDM может содержать электроды и источник питания.
В одном варианте осуществления инжектора в виде рельсовой пушки электрический ток протекает от положительного вывода источника питания, вверх к положительному рельсу через якорь, содержащий заряд с топливом или гранулу, и вниз к отрицательному рельсу обратно к источнику питания. Ток, протекающий по рельсах, формирует азимутальное или круговое магнитное поле вокруг каждой оси рельса. Линии магнитного поля продолжаются вдоль круга против часовой стрелки вокруг положительного рельса и вдоль круга по часовой стрелке вокруг отрицательного рельса, и при этом суммарное магнитное поле между рельсами направлено вертикально. В других вариантах осуществления, таких как усиленная рельсовая пушка, ток направляется через дополнительные пары параллельных проводников, расположенных так, чтобы увеличивалось магнитное поле, прикладываемое к заряду или грануле. Кроме того, внешние магнитные поля могут применяться, которые действуют на заряд или гранулу, когда ток протекает через них. На снаряд в виде заряда или гранулы воздействует сила Лоренца, направленная перпендикулярно магнитному полю и в направлении тока, протекающего через якорь, содержащий заряд или гранулу. Сила F Лоренца, которая параллельна рельсам, определяется следующим уравнением: F = L\ х В (221)
где I представляет собой ток, L представляет собой длину пути тока через заряд или гранулу между рельсами, и В представляет собой магнитный поток. Сила может быть усилена путем увеличения либо диаметр топливного заряда, или гранулы, или величины тока. Кинетическая энергия заряда или гранулы может увеличиваться путем увеличения длины рельсов. Снаряд, под воздействием силы Лоренца, ускоряется до конца рельсов и вылетает в область между электродами. Выход может происходить через отверстие. При выходе цепь прерывается, что прекращает протекание тока. В примере тока величиной 1 кА, заряд диаметром 3 мм, и потока В 0,01 Т, сила составляет 0,03 Н. Соответствующая кинетическая энергия для рельсов длиной 5 см составляет 0,0015 Дж. Исходя из кинетической энергии, конечная скорость заряда 80 мг составляет 6 м/с.
Заряды или гранулы можно подавать в инжектор. Подача может выполняться из загрузочного бункера. Питатель может содержать один из в соответствии с раскрытием, такой, как механический питатель. Питатель может содержать вибратор. Питатель может содержать по меньшей мере один из пьезоэлектрического вибратора и активатора. Питатель может содержать по меньшей мере один из шнека и желоба. Последний может иметь прорезь вдоль нижней части, для подачи вдоль рельсовой пушки. Заряд или
гранулы могут поступать из множества положений вдоль инжектора рельсовой пушки. Подача может обеспечиваться, используя по меньшей мере один способ механически и пневматически.
В одном варианте осуществления заряды, удаляемые из ванны быстрого охлаждения, сушат в сушилке, такой, как печь, такая, как вакуумная печь, перед тем, как они поступать область разреженной атмосферы системы инжектора, например, в виде подачи в инжектор, такой, как рельсовый инжектор. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из гранулятора, резервуара с водой или ванны для охлаждения и формирования зарядов, и транспортера для удаления зарядов из резервуара с водой, соединены с ячейкам в разреженных условиях. Транспортер позволяет сливать избыточную воду из заряда. Иллюстративный транспортера содержит конвейер, который выполнен проницаемым для воды. Заряд может удаляться, когда он достаточно горячий, таким образом, что на поверхности, впитавшей воду, происходит испарение. Вода, испарившаяся с по меньшей мере одного из заряда и резервуара с водой, может быть удалена из атмосферы ячейки, для поддержания требуемого низкого давления с помощью насоса, такого, как вакуумный насос или циронасос. Циронасос может содержать конденсатор для воды. Конденсатор может использоваться вместо вакуумного насоса для по меньшей мере одного из частичного формирования разряжения в ячейке и поддержания пониженного давления в ячейке. Конденсатор воды может уменьшать давление, в результате конденсации водяного пара с образованием воды. Вода может повторно использоваться с подачей ее в резервуар или ванну. Вода из конденсатора может рециркулировать в резервуар или ванну по обратной линии подачи воды, такой, как обратная капельная линия для подачи воды. Конденсатор для воды может охлаждаться охладителем, таким, как по меньшей мере один из охлаждаемого воздуха радиатора, охладителя холодильника и охладителя Пельтье. Другие охладители, известные в данной области техники, могут использоваться для охлаждения конденсатора до требуемой температуры. В одном варианте осуществления давление паров воды в ячейке определяется температурой конденсатора, которая может находиться в диапазоне от приблизительно 0°С до 100°С. В иллюстративном варианте осуществления типичный промышленный охладитель для воды работает при приблизительно 17°С, что соответствует давлению паров воды приблизительно 13 Тор. В другом варианте осуществления охладитель может непосредственно охлаждать резервуар или ванну таким образом, что пары воды конденсируются непосредственно в резервуаре или в ванной, и линия для возврата воды удаляется. Сухой заряд может транспортироваться к инжектору вторым транспортером, таким как шнек, в инжектор для заряда. Инжектор для заряда
может содержать систему инжекции на основе рельсовой пушки, в которой высокопроводный заряд может использоваться, как якорь, и его контакт с рельсами, на которые подано электрическое напряжение, может инициировать протекание тока через рельсы для обеспечения перемещение заряда под действием силы Лоренца на электродах, такие, как роликовые электроды.
Пример заряд содержит серебряные сферы, внутри которых захвачены газы, такие, как по меньшей мере один из Ш и ШО. Заряд может быть сформирован путем формирования капель и охлаждения соответствующего расплавленного материала в ванне или резервуаре, таком, как ванна или резервуар с водой. В одном варианте осуществления шнек транспортера заряда и шнек для питания инжектором заряда заменены друг на друга. В одном варианте осуществления струи воды обеспечивают подачу по псевдоожиженному слою из воды, к инжектору на основе рельсовой пушки, в котором вход к рельсовой пушке находится в ванне для воды и выходит пределы ванны в сторону инжекции. Псевдоожиженная ванна с водой может использоваться для предотвращения адгезии горячих/остывающих зарядов и использоваться с тем же назначением, что и псевдоожиженный слой для газа/заряда пневматического инжектора, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления водяная ванна или резервуар для охлаждения расплава и формирования заряда дополнительно содержит мешалку, которая перемешивает заряды. Мешалка может содержать водяные струи, которые могут формироваться с помощью по меньшей мере одного водяного насоса. Действие водяных струй может формировать псевдоожиженный слой. Мешалка может дополнительно содержать механическую мешалку, такую, как шнек, смеситель или вибратор, такой, как электромагнитный или пьезоэлектрический вибратор и другие мешалки, известные в области техники. В одном варианте осуществления ванна содержит рельсовую пушку в положении принимать заряд и перемещать его к электродам для воспламенения. Входная секция заряда рельсовой пушки может быть расположена в нижней части ванны и может содержать желоб или загрузочный бункер, для приема заряд, перемешанного в водяной бане с помощью мешалки. Инжектор на рельсовой пушке может проникать через стенку ванны, для направления в область воспламенения электродов. Рельсовая пушка может иметь форму направляющего пути, который транспортирует заряд из нижней части ванны в область воспламенения электродов, такую, как роликовые электроды. Рельсовая пушка может содержать средство для отвода любой воды, перемещающейся с зарядом обратно в ванну, по мере того, как заряд перемещается по меньшей мере по некоторой вертикальной линии на уровнем воды ванны. Вода не протекает обратно в ванну, поскольку вода, которая инжектируется зарядом, может попадать в приемный бункер в нижней части
ячейки и может откачиваться обратно в ванну, используя дренажный водяной насос. Вода, которая испаряется горячим зарядом, может конденсироваться в ванной с помощью охладителя ванны. Заряд может быть горячим, для обеспечения высушивания. Повышенная температура заряда может возникать в результате остаточного тепла из расплавленного состояния, которое не было полностью охлаждено и в результате резистивного нагрева рельсовой пушкой при протекании тока через заряд, для обеспечения силы Лоренца. В одном варианте осуществления ячейки, гранулятор, такой как содержащий камеры, ванну для воды и рельсовую пушку для инжекции, могут содержаться в постоянных условиях в том, что касается давления газа и разреженной атмосферы ячейки.
В одном варианте осуществления ячейка SF-CIHT может работать по меньшей мере независимо от ее ориентации относительно Земли и независимо от силы тяжести. Ванная с водой для заряда может быть герметично закрыта, может быть выполнена расширяемой и выполнена с возможностью поддержания давления в диапазоне от приблизительно 0,001 Тор до 100 атм. Давление Р может приблизительно соответствовать или превышать столба воды в ванной высотой /7, которая определена уравнением (222), в котором плотность р представляет собой плотность воды и 9 представляет собой ускорение силы тяжести (9,8 м/с2).
Р= pgll (222)
Капельный формирователь заряда может быть очень тщательно теплоизолирован, для предотвращения избыточного охлаждения расплава в капельном формирователе, в результате контакта с водой ванны. Системы, которые транспортируют топливо и продукт воспламенения, могут работать, используя силу Лоренца, прикладываемую собственными или образующимися магнитными полями и током. Система инжекции заряда может содержать усиленную рельсовую пушку, в соответствии с раскрытием. Система восстановления продукта воспламенения может содержать усиленную плазменную пушку плазмы, в соответствии с раскрытием. Гранулятор может транспортировать по меньшей мере один из продукта воспламенения порошка и расплава, используя усиленную рельсовую пушку, содержащую приложенные магнитные поля, и приложенный ток, протекающий по меньшей мере одним из порошка и расплава. В одном варианте осуществления ток и магнитное поле расположены поперечно требуемому направлению потока и взаимно перпендикулярно, в соответствии с уравнением (221). Система может содержать соответствующие токи электродов и магниты, для обеспечения транспортирования. Транспортеры на основе рельсовой пушки могут иметь датчики и
контроллеры, для отслеживания силы Лоренца, скоростей потока, и приложенного тока, для достижения требуемых сил и скоростей потока. Средство для транспортирования по меньшей мере одного из порошка и расплава через гранулятор, может содержать насос, например, электромагнитный насос, как известно в литературе. Мешалка, такая, как струи воды, может перемешивать заряды в ванне, для подачи в рельсовую пушку. Механическая мешалка также может подавать заряды в инжектор на основе усиленной рельсовой пушки. В одном варианте осуществления механический смеситель может быть большим относительно водяной бани, таким образом, что смеситель может функционировать независимо от ориентации ячейки относительно силы тяжести. В иллюстративном варианте осуществления смеситель с большим диаметром шнека с одинаковым зазором сверху и снизу резервуара с водой может выталкивать заряд в рельсовую пушку, независимо от ориентации ячейки. Водяной насос может возвращать любую воду, потерянную из водяной ванны с зарядами через инжектор рельсовой пушки, путем закачки со скоростью, которая соответствует любым потерям.
Система может содержать (i) ячейку, такую, как вакуумная ячейка, (ii) систему воспламенения, содержащую роликовые электроды и электрошины, (ш) инжектор, такой, как инжектор на рельсовой пушке, (iv) систему восстановления продукта воспламенения, которая может содержать по меньшей мере одну из системы восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки и потока под действием силы тяжести в (v), загрузочный бункер, соединенный с нижней частью ячейки, (vi) гранулятор, содержащий первый резервуар, для приема продукта воспламенения из загрузочного бункера, нагреватель, для плавления продукта воспламенения, и второй резервуар, для подачи по меньшей мере одного из водорода и пара в расплав, (vii) ванну, такую, как ванна ШО, для приема расплава в виде капель из каплеобразователя второго резервуара, для формирования заряда, (viii) конвейер заряда, (ix) сушилку, такую, как вакуумная печь, для приема заряда, (х) средство для транспортирования заряда в инжектор, такое, как ванна с блокированием канала с вакуумным управлением, (xi) конвейер, такой как шнек, для транспортирования заряда к инжектору, такому, как инжектор на основе рельсовой пушки, и (xii) вакуумный насос, для создания разреженной атмосферы в ячейке.
Вариант осуществления генератора энергии на основе ячейки SF-CIHT, представляющий собой ячейку, позволяющую поддерживать вакуум, систему воспламенения, имеющую систему инжекции заряда на основе рельсовой пушки, подачу в которую выполняют с помощью двух транспортеров, усиленную плазменную рельсовую пушку и систему восстановления под действием силы тяжести, гранулятор и систему фотогальванического преобразователя показана на фиг. 2Н1. Как показано на фиг. 2Н1,
генератор энергии ячейки SF-CIHT может содержать i) ячейку 26, такую, как вакуумная ячейка, которая может содержать конический цилиндр, имеющий вакуумный насос 13 а; ii) систему 8а воспламенения с источником 2 питания; ш), систему 26а фотогальванического преобразователя, содержащую фотогальванические ячейки или панели 15, для приема света от воспламенившегося топлива и преобразование его в электричество, преобразователь, имеющий теплообменник 87, для охлаждения, в котором горячий охладитель протекает в систему 31 охлаждения фотогальванического преобразователя через входное отверстие 3 lb, и охлажденный охладитель вытекает через выходное отверстие 31с; и iv) систему 8Ь формирования топлива и его подачи, которая имеет резервуар с водой для охлаждения падающих капель расплава, для формирования заряда, резервуар, имеющий систему 31а охлаждения, в которой горячий охладитель протекает в резервуар с водой системы 31а охлаждения через входное отверстие 3 Id, и охлажденный охладитель выходит через выходное отверстие 31е. Детали системы 8а воспламенения и ее источника 2 питания показаны на фиг. 2Н2. В одном варианте осуществления система 8а воспламенения содержит источник 2 электрической энергии, для протекания большого тока через электрошины 9 и 10, токосъемные контактные кольца 73 а, валы 7 и роликовые электроды 8, которые установлены на валах 7, будучи подвешенными на подшипниках 4а, которые закреплены на структурном держателе 4, который установлен на держателе 61 основания. Валы и закрепленные электроды 8 вращаются с помощью шкивов 71а приводов роликов, которые приводятся в движение ремнями 72, каждый из которых имеет натяжитель 72а ремня, валы электродвигателя и шкивы 71, подвешенные на подшипниках 73, и электродвигатели 12 и 13. Детали системы 8а воспламенения и системы 26а фото гальванического преобразователя показаны на фиг. 2НЗ. В одном варианте осуществления топливо может быть инжектировано с помощью инжектора 8f усиленной рельсовой пушки. Источник 2 питания может принимать питание от фотогальванического преобразователя 26а и подавать большой ток к роликовым электродам 8, для обеспечения воспламенения топлива для формирования плазмы в местоположении 8е воспламенения. Направленная вверх траектория продуктов воспламенения может быть перехвачена прозрачной для света перегородкой 8d, которая может быть выполнена вогнутой. Продукты воспламенения могут быть восстановлены по меньшей мере под действием одной из силы тяжести в ячейке 26 разреженной атмосферы и с помощью системы восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, содержащей магниты 8с в виде катушки Гельмгольца и тока, протекающего между электродами 8 через плазму. Детали воспламенения 8а и системы 8Ь формирования топлива и поставки, содержащей систему 8с восстановления продукта воспламенения, и гранулятор, для формирования
топлива 5а в виде зарядов, и система 8f инжекции показаны на фиг. 2Н4. В одном варианте осуществления топливо заряда может инжектироваться в роликовые электроды 8 с помощью инжектора 8f усиленной рельсовой пушки, гранулы в которые подают из резервуара 11 с водой из гранулятора 5а, переносится с помощью шнека 66а транспортирования заряда в загрузочный бункер шнека 66Ь инжектора, и затем через шнек 66 инжекции, приводимый в движение электродвигателем шнека инжектора и приводным валом 67. Роликовые электроды 8 могут принимать большой ток от источника 2 питания, который протекает через каждый последовательно инжектированный заряд, для обеспечения воспламенения топлива для формирования плазмы, излучающей сверх яркий свет, который преобразуется в электричество с помощью фотогальванического преобразователя 26а (фиг. 2Н1 И 2НЗ). Направленная вверх траектория продуктов воспламенения может быть прервана перегородкой 8d, прозрачной для света, и продукты воспламенения могут быть восстановлены с использованием по меньшей мере одной из силы тяжести в ячейке 26 с разреженной атмосферой и используя систему восстановления с усиленной плазменной рельсовой пушкой, содержащей магниты 8с на основе катушки Гельмгольца, и ток, протекающий между электродами 8 через плазму. Продукты воспламенения могут протекать в первый резервуар 5Ь гранулятора 5 а, который может содержать тигель 5d, который может быть изолирован с изоляцией 5е. Продукты могут нагреваться с помощью нагревателя 5f, индуктивно связующего с расплавом. Заряд, который не воспламеняется, может протекать в первый резервуар 5Ь гранулятора 5 а, вместе с восстановленными продуктами воспламенения. Расплав может протекать во второй резервуар 5 с гранулятора 5 а, в котором расплав может быть подвергнут по меньшей мере одному из воздействия одного из пара и газообразного водорода, подаваемого по входным линиям 5g и 5h. Газы могут рециркулировать для внедрения газов в расплав, который подают в виде капель через формирователь капель 5i заряда и затем охлаждают в резервуаре 11с водой, для формирования заряда. Водород может поступать из резервуара, заполненного водой в результате электролиза воды, и вода может поступать из бака с водой, в котором вода в обоих случаях периодически пополняется, поскольку происходит потребление воды. Резервуар может иметь систему 31а охлаждения, в которой горячий охладитель протекает в систему 31а охлаждения резервуара с водой через входное отверстие 3 Id, и охлажденный охладитель выходит через выходное отверстие 31 е. Температурой ванны, соединенной с ячейкой 26 с разреженной атмосферой можно управлять, для управления давлением паров, таких, как пары воды в ячейке. Давлением в ячейке также можно управлять, используя вакуумный насос 13 а, показанный на фиг. 2Н1.
Вариант осуществления генератора энергии на ячейке SF-CIHT, представляющий ячейку, позволяющую поддерживать вакуум, систему воспламенения, имеющую систему инжекции с зарядом на основе рельсовой пушки, топливо в которую поступает непосредственно из гранулятора, усиленную плазменную рельсовую пушку, и система восстановления под действием силы тяжести, гранулятор, и система фотогальванического преобразователя показана из двух перспектив на фиг. 211. Как показано в одной из перспектив на фиг. 212, генератор энергии на основе ячейки SF-CIHT может содержать i) ячейку 26, такую, как вакуумная ячейка, которая может содержать конический цилиндр, имеющий вакуумный насос 13 а; ii) система 8 а воспламенения с источником 2 питания; ш), система 26а фотогальванического преобразователя, содержащая фотогальванические элементы или панели 15, для приема света от воспламенившегося топлива и преобразования его в электричество, преобразователь, имеющий теплообменник 87, для охлаждения, в котором горячий охладитель протекает в систему 31 охлаждения фотогальванического преобразователя через входное отверстие 3 lb и охлажденный охладитель вытекает через выходное отверстие 31с; и iv) система 8Ь формирования топлива и поставки, имеющая резервуар с водой, для охлаждения падающего в виде капель расплава, для формирования заряда, резервуар, имеющий систему 31а охлаждения, в которой горячие охладитель протекает в систему 31а охлаждения с резервуаром с водой через входное отверстие 3Id, и охлажденный охладитель вытекает через выходное отверстие 31 е. Детали системы 8а воспламенения и его источника 2 питания показаны на фиг. 2Н2. Детали системы 8а воспламенения и системы 26а фотогальванического преобразователя показаны на фиг. 213. В одном варианте осуществления топливо может инжектироваться с помощью инжектора 8f на основе усиленной рельсовой пушки. Источник 2 питания может принимать энергию от фотогальванического преобразователя 26а и подавать большой ток к роликовым электродам 8, для обеспечения воспламенения топлива для формирования плазмы в месте расположения 8е воспламенения. Направленная вверх траектория продуктов воспламенения может быть прервана прозрачной для света перегородкой 8d, которая может быть выполнена вогнутой. Продукты воспламенения могут быть восстановлены, используя по меньшей мере одно из силы тяжести в ячейке 26 с разреженной атмосферой и используя систему восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, содержащей магниты 8с в виде катушки Гельмгольца и ток, протекающий между электродами 8 через плазму. Детали воспламенения 8а и системы 8Ь формирования топлива и его подачи, содержащие систему 8с восстановления продукта воспламенения, и гранулятор, для формирования топлива 5а в виде зарядов, и система 8f инжекции представлены на фиг. 2Н4. В одном варианте
осуществления топливо в заряде может быть инжектировано на роликовые электроды 8 с помощью инжектора 8f усиленной рельсовой пушки, который подает гранулы из резервуара 11 с водой гранулятора 5а, переданные смесителем 16а со шнеком или смесителем на основе струй воды, вода в который поступает через линию 15 струй воды смесителя (фиг. 215). Роликовые электроды 8 могут принимать большой ток от источника 2 питания, который протекает через каждый из последовательно инжектируемого заряда, для обеспечения воспламенения топлива, для формирования плазмы излучающей сверх яркий свет, которые преобразуется в электричество с помощью фотогальванического преобразователя 26а (фиг. 211, 212 и 213). Направленная вверх траектория продуктов воспламенения может быть прервана прозрачной для света перегородкой 8d, и продукты воспламенения могут быть восстановлены под действием по меньшей мере одной из силы тяжести в ячейке 26 с разреженной атмосферой и используя систему с восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, содержащей магниты 8с с катушкой Гельмгольца, и ток, протекающий между электродами 8 через плазму. Продукты воспламенения могут протекать в первый резервуар 5Ь гранулятора 5 а, который может содержать тигель 5d, который может быть изолирован изоляцией 5е. Продукты могут нагреваться индуктивно соединенным нагревателем 5f для расплава. Заряд, который не воспламеняется, может протекать в первый резервуар 5Ь гранулятора 5 а вместе с восстановленными продуктами воспламенения. Расплав может протекать во второй резервуар 5 с гранулятора 5 а, в котором расплав может быть подвергнут воздействию по меньшей мере одного из пара и газообразного водорода, подаваемого через входные линии 5g и 5h. Газы могут рециркулировать для внедрения газов в расплав падать в виде капель из образователя 5i капель для заряда и охлаждаться в резервуаре 11с водой, для формирования заряда. Резервуар может иметь систему 31а охлаждения, в которой горячий охладитель протекает в систему 31а охлаждения резервуара с водой через входное отверстие 3Id, и охлажденный охладитель вытекает через выходное отверстие 31 е. Температурой ванны, которая соеденина с ячейкой 26 с разреженной атмосферой можно управлять, для управления давлением паров, такого, как пар воды в ячейке. Давлением в ячейке также можно управлять, используя вакуумный насос 13 а, показанный на фиг. 211, 212 и 213.
Другие варианты осуществления подразумеваются при раскрытии, путем смешения и сопоставления аспектов настоящих вариантов осуществления раскрытия. Например, загрузочный бункер 305 на фиг. 2А может содержать заряд, в котором система 314 регенерации содержит гранулятор, в соответствии с раскрытием. Удалитель 313 продукта может содержать в систему восстановления усиленной плазменной рельсовой пушки или
систему пневматического восстановления, в соответствии с раскрытием. PV панели могут быть ориентированы для обеспечения максимального захвата света, в котором другие положения, чем показанные для фотогальванического преобразователя 306 по фиг. 2А, подразумеваются и могут быть определены специалистом в данной области техники, который обладает обычными знаниями. То же относится к относительной ориентации других систем и комбинациям систем, в соответствии с раскрытием.
В одном варианте осуществления преобразователь света в электричество содержит фотогальванический преобразователь, в соответствии с раскрытием, содержащий фотогальванические (PV) ячейки, которые откликаются на, по существу, область длин волн света, излучаемого из ячейки, такую, как соответствующая по меньшей мере 10% выходной оптической энергии. В одном варианте осуществления топливо может содержать серебряный заряд, имеющий по меньшей мере один из захваченного водорода и захваченного ШО. Излучение света может содержать преимущественно ультрафиолетовый свет, такой, как свет в области длин волн от приблизительно 120 нм до 300 нм. PV ячейка может реагировать на по меньшей мере часть области длин волн от приблизительно 120 нм до 300 нм. PV ячейки могут содержать ячейки концентратора UV. Интенсивность падающего света может находиться по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 2 до 100 000 яркости солнца и от 10 до 10 000 яркости солнца. PV ячейка может содержать нитриды группы III, такие, как по меньшей мере один из InGaN, GaN и AlGaN. В одном варианте осуществления PV ячейка может содержать множество переходов. Переходы могут быть уложены последовательно. В другом варианте осуществления переходы расположены независимо или электрически параллельно. Независимые переходы могут быть механически уложены, или соединены в виде многослойной подложки. Пример PV ячейки с множеством переходов содержит по меньшей мере два перехода, содержащих n-р легированный полупроводник, такой, как множество из группы InGaN, GaN и AlGaN. N присадка GaN может содержать кислород, и р присадка может содержать Mg. Пример ячейки с тройным переходом я может содержать InGaN//GaN//, AlGaN, где //может относиться к изолирующему связующему слою прозрачной подложки или механической укладке. PV может работать при высокой интенсивности света, эквивалентной фотогальваническому концентратору (CPV). Подложка может представлять собой по меньшей мере один из сапфира, Si, SiC и GaN, в котором последние два обеспечивают наилучшее соответствие решетки для применения CPV. Слои могут быть нанесены, используя способы эпитаксии металоорганических соединений из паровой фазы (MOVPE), известные в данной области техники. Ячейки могут быть охлаждаться холодными пластинами, такими, как используются в CPV или
диодными лазерами, такими, как коммерческие GaN диодные лазеры. Контакты решетки могут быть установлены на передней и задней поверхностях ячеек, как и в случае ячеек CPV. В одном варианте осуществления PV преобразователь может иметь защитное окно, которое, по существу, является прозрачным для света, на который он реагирует. Окно может быть по меньшей мере на 10% прозрачным для света реагирования. Окно может быть прозрачным для UV света. Окно может содержать покрытие, такое, как прозрачное для UV покрытие на PV ячейках. Покрытие может содержать, содержать материал UV окон, в соответствии с раскрытием, такое, как окно из сапфира или MgF2. Другие соответствующие окна содержат LiF и CaF2. Покрытие может быть нанесено путем осаждения, таким, как осаждение из паров. Генератор SF-CIHT может содержать средство для удаления продукт авоспламенения с поверхности, такое, как механический скребок или луч, рассеивающий ионы.
f. Другие варианты применения
В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 2Gldl и 2J, генератор содержит преобразователь тепловой энергии, содержащий теплообменник 87 в стенках ячейки по меньшей мере одну входную линию 84охладителя по меньшей мере одну выходную линию 85 охладителя, в случае необходимости, второй теплообменник, бойлер, турбину, такую, как паровая турбина, и генератор 86. В одном варианте осуществления преобразователь тепловой энергии содержит другой охладитель, чем вода, как известно для специалиста в данной области техники. В другом варианте осуществления стенки ячейки содержат теплообменник, который нагревает охладитель. Охладитель, такой, как вода, может закипать в ответ на прием тепла из ячейки. Газ, формируемый в результате кипения, может протекать в тепловой двигатель, такой, как турбина, такую, как паровая турбина, в случае, когда газ представляет собой пар. В одном варианте осуществления ячейка может содержать бойлер. По меньшей мере один из пара и горячей воды могут использоваться для восстановления продуктов воспламенения и промывки их через желоб для шлама таким образом, что топливо может рециркулировать. Система может дополнительно содержать по меньшей мере другой теплообменник, а также нагреватели, подогреватели, бойлеры, конденсаторы и другие компоненты преобразователя тепловой энергии, такие, как известные для специалистов в данной области техники.
В другом варианте осуществления по меньшей мере часть стенки ячейки содержит теплообменник, который находится в контакте с тепловым двигателем, таким как двигатель Стерлинга. Стенка и тепловой двигатель могут быть соединены с тепловым трубопроводом, таким, как тепловая труба, по которой тепло передает из по меньшей мере
одной из ячейки и стенки ячейки к тепловому двигателю.
В одном варианте осуществления энергия излучается из ячейки и собирается на коллекторе фотонов. В одном варианте осуществления стенки ячейки выполнены в высокой степени отражающими и поддерживаются, как в высокой степени отражающие во время работы, для отражения фотонов за пределы ячейки на коллектор фотонов. В одном варианте осуществления оптические распределители и фотогальванический преобразователь заменен коллектором фотонов. Фотоны могут находиться в пределах области длины волны, такой как ультрафиолетовый, видимый, близкий инфракрасный и инфракрасный. В одном варианте осуществления коллектор фотонов захватывает фотоны и преобразует фотоны в тепло. Тепло может использоваться непосредственно или может быть преобразовано в электричество. В одном варианте осуществления коллектор фотонов содержит солнечный коллектор. Коллектор фотонов может содержать множество поверхностей с высокой излучающей способностью, которые могут дополнительно обладать высокой теплопроводностью, такие, как черненый металл, такой как черненый алюминий. Коллектор фотонов может содержать множество поверхностей или элементов, содержащих поверхности, на которые падают фотоны, излучаемые из ячейки непосредственно или опосредованно, в котором отражение может происходить от одной поверхности на другую из коллектора с поглощением энергии, возникающей во время множества отражений. Множество поверхностей могут находиться под углом, для поддержки множества отражений, для увеличения степени поглощения энергии фотонов, падающего на коллектор фотона. Поверхность может быть гофрированной или может быть выполнена с ребрами. Коллектор может содержать множество пар жалюзи, в котором свет отражается от планки одного жалюзи на планку другого жалюзи. Планки могут быть ориентированы так, чтобы обеспечивалось максимальное поглощение в результате множества отражений между отражающими поверхностями или элементами, такими, как планки. Коллектор фотонов можно работать при намного более высокой температуре, чем ячейка.
В одном варианте осуществления фотогальванический преобразователь может содержать термофотогальванический преобразователь. Как показано на фиг. 212, ячейка 26 может содержать по меньшей мере одну стенку или полость абсолютно черного тела (поглотитель/излучатель), которая поглощает свет и тепло, получаемое в результате воспламенения топлива. Поглотитель/излучатель может содержать огнеупорный материал, такой, как по меньшей мере один из углерода и огнеупорного металла, такого, как W и Мо. Поглотитель/излучатель могут быть теплоизолированными, для уменьшения кондуктивных потерь тепла, в результате установки на тонкой опоре или на столбиках,
которые могут содержать материал с низкой теплопроводностью, такой, как керамика, такая, как нитрид кремния, глинозем или двуокись циркония. Поглотитель/излучатель могут нагреваться до температуры абсолютно черного тела, такой, как температура абсолютно черного тела по меньшей мере в одном из диапазона от приблизительно 500 °С до 6000 °С, от 1000 °С до 4000 °С, и от 1000 °С до 3000 °С. В одном варианте осуществления нагретый поглотитель/излучатель излучает свет на фотогальванический преобразователь 26а. Фотогальванический преобразователь 26а может находиться за пределами ячейки 26, которая может быть герметично закрытой. PV ячейки 15 могут содержать PV материал, реагирующий на излучение поглотителя/излучателя. PV материал может содержать по меньшей мере один из GaAs, Si, InGaAs и Ge. PV ячейки могут содержать ячейки с множеством переходов, такие, как Si или GaAs/InGaAs, или Ge, в котором / обозначает уровень. Теплообменники, такие, как фотогальванический теплообменник 87, имеют охладитель, выполненный с возможностью большого переноса тепловой энергии. Охладитель может содержать воду или другую жидкость, такую как растворитель или жидкие металлы, или соли, как известно для специалистов в данной области техники. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из теплообменника и компонента теплообменника может содержать тепловую трубку. Текучая среда тепловой трубы может содержать расплав солей или металл. Пример металлов может быть представлен цезием, NaK, калием, натрием, литием и серебром.
В одном варианте осуществления модулируется эмиссия света из ячейки SF-CIHT. Модуляция может быть достигнута, используя по меньшей мере одно из управления процессом воспламенения и блокирования или отражения света. Модуляция может происходить на частотах переменного тока, для получения переменного электричества в PV преобразователе. Переменное напряжение может быть повышено, используя по меньшей мере один трансформатор или другое оборудование для обработки энергии с повышением напряжения, известной в данной области техники. Более высокое напряжение может уменьшать ток по меньшей мере в одной из PV цепи и в электрошинах для по меньшей мере одного из уменьшения резистивных потерь и регенерирования тепла. Кроме электричества, энергия может быть передана магнитным путем и по лучу, такому, как микроволновой луч и лазерный луч.
Теплота может быть передано с помощью по меньшей мере одного теплообменника в систему преобразования энергии, такую, как система, содержащая по меньшей мере одну из группу двигателя Стерлинга, который может содержать входную тепловую трубу, бойлер, генератор пара, турбину и электрический генератор. Система с двигателем Стерлинга может содержать коллектор тепла с абсолютно черным телом, тепловую трубу,
для передачи тепла в двигатель Стерлинга, и двигатель Стерлинга, и электрический генератор или другую механическую нагрузку, соединенную с двигателем Стерлинга. Такие системы известны в области техники, такие, как системы, имеющие концентрированную солнечную тепловую энергию, как источник входной мощности. В другом варианте осуществления рабочая среда теплового двигателя, такого, как турбина, может содержать другую среду, чем вода, такую, как органическая жидкость или конденсируемый газ, такой, как двуокись углерода, как известно для специалистов в данной области техники. В другом варианте осуществления тепло может быть передано в тепловой двигатель, такой, как двигатель Стерлинга. Тепло может быть передано с помощью по меньшей мере одного из теплообменника и тепловой трубы. В одном варианте осуществления коллектор фотонов работает при высокой температуре, такой, как в диапазоне приблизительно от 800°С до 3500 °С. Излучение черного тела может падать на термо-фотогальванический преобразователь, для получения электричества.
Другой вариант применения настоящего раскрытия направлен на источник света. Оптическая энергия происходит из воспламенения твердого топлива, в соответствии с раскрытием. В одном варианте осуществления генератор SF-CIHT содержит лампу из галида металла, которая может по меньшей мере частично получать питание от реакции гидрино. Металл и галид металла могут представлять собой обычные металл галидные лампы и могут дополнительно содержать по меньшей мере одно твердое топливо. Активные материалы металла галоидной лампы могут содержать твердое топливо, содержащее металл, такой, как по меньшей мере один из Ag или Си и гидрат, такой, как по меньшей мере один гидрата галида щелочноземельного металла, такой, как по меньшей мере один из ВаЬ 2ШО и MgBr2 6Н2О, и гидрат галида переходного металла, такой как гидрат ZnCh, и гидроксид, такой как Mg (ОН)г, А1 (ОН)з, La (ОН)з, бура, гидратированный В2О3 или другой оксид бора, и бориновую кислоту. Источник света содержит по меньшей мере одну прозрачную или полупрозрачную стенку ячейки 1, показанную на фиг. 212. Прозрачная или полупрозрачная стенка может быть покрыта фосфором, для преобразования энергии, включая свет, до требуемой полосы длин волн. Воспламенение может происходить при достаточной частоте таким образом, что свет выглядит постоянным. В одном варианте осуществления плазма, формируемая в результате воспламенения твердого топлива, образует высокую выходную мощность на коротких длинах волн. Существенная оптическая энергия может находиться в EUV и в мягкой рентгеновской области. Источник света с короткой длиной волны, такой, как источник UV света, может использоваться для распространения химической реакции, обработки материала и других вариантов использования, известных в данной области
техники, для мощного источника UV света, такого, как источник, имеющий вплоть до сотен киловатт до мегаватт в основном UV света. UV свет может выходить из ячейки, используя UV окно, такое, как в соответствии с раскрытием, таким, как окно MgF2. Источник света с короткой длиной волны, такой, как источник света EUV, может использоваться для фотолитографии. Свет EUV может выходить из ячейки, используя выходной канал без окна. В одном варианте осуществления плазма воспламенения от твердого топлива распространяется в вакууме таким образом, что она становится оптически тонкой для света с короткой длиной волны, такого, как в области EUV. По меньшей мере одно из твердого топлива и плазмы может получать затравку из по меньшей мере одного из другого материала, соединения и элемента, который становится по меньшей мере одним из возбужденного материала в плазме и возбуждается светом с короткой длиной волны, для излучения света в требуемом диапазоне длин волн. В одном варианте осуществления иллюстративный другой материал, соединение и элемент содержат один из материала, который излучает в области длин волн от 13,5 нм в пределах 20 нм, такой, как Sn или Хе.
Область длин волн при таком излучении может быть выбрана, используя фильтр или монохроматор. Энергия очень велика. В иллюстративном варианте осуществления более, чем 100 Дж излучается в течение 0,5 мс, что соответствует более, чем 200 000 Вт из объема топлива меньше, чем 10 мкл. Выбранное излучение гелия может использоваться для медицинского лечения, такого как лечение кожи в таких болезнях, как рак кожи и другие дерматологические заболевания.
При другом варианте применения свет с короткой длиной волны, выводимый ячейкой SF-CIHT, может использоваться для разрушения ДНК патогенов, такие, как ДНК - патогены бактерий и вирусов. Длина волны света может быть выбрана для по меньшей мере одного из разрешения ДНК патогенов и так, чтобы они были бактерицидными. Пример полосы длин волн составляет UV-лучи спектра С. Область длин волн может находиться в диапазоне от приблизительно 100 нм до 280 нм. Мощность может быть большой, такой, как в диапазоне от приблизительно 10 Вт до 10 МВт. Требуемая область длин волны может быть выбрана, используя по меньшей мере одно из твердого топлива на основе Н2О, которое выводит излучение в требуемой области и путем добавления присадок в топливо, которые перемещают спектр в требуемую область. В другом варианте осуществления атмосфера ячейки может изменяться, для достижения требуемой выходной длины волны. В примере варианта осуществления газ ячейки содержит по меньшей мере один из водорода и инертного газа, такого, как Ксенон, который выводит требуемую эмиссию длины волны так, чтобы она была бактерицидной. В другом варианте
осуществления длину волны можно выбирать, используя по меньшей мере один оптический фильтр.
J. Источник энергии твердого топлива на основе ЩО для катализа Н, используя катализатор НОН
а. Реакция катализатора в соответствии с вариантом осуществления
Классические физические законы прогнозируют, что в атомарном водороде может происходить каталитическая реакция с определенными разновидностями, включая его самого, который может принимать энергию в виде целочисленных кратных потенциальной энергии атомарного водорода, m • 27.2 эВ, где m представляет собой целое число. В прогнозируемой реакции происходит резонансный, неизлучающий энергию переход от в остальном стабильного атомарного водорода к катализатору, который имеет возможность принимать энергию. Произведение представляет собой Н (1/р), фракционные состояния Ридберга атомарного водорода, называемого "атомами гидрино", в котором п = 1/2, 1/3, 1/4, ..., 1/р (р <137 представляет собой целое число) заменяет известный параметр п = целое число в уравнении Ридберга для возбужденных состояний водорода. Каждое состояние гидрино также содержит электрон, протон и фотон, но область вклада со стороны фотона увеличивает связующую энергию вместо ее уменьшения в соответствии отдачей энергии, вместо ее поглощения. Поскольку потенциальная энергия атомарного
водорода составляет 27,2 эВ, ^ Н атомы используются, как катализатор т "27.2 eV для другого (Я7+1)-го атома Н. Например, атом Н может действовать, как катализатор для другого Н, путем приема 27,2 эВ от него через передачу энергии через пространство, такое, как магнитная или индукционная связь электрического диполя с диполем, для формирования промежуточного состояния, которое затухает в ходе эмиссии в постоянных
2 (91.2 ^
т -13.6 eV -- пт
полосах с отсечками на коротких длинах волны и с энергией ^ т ' , где в
реакции катализатора Н атома, в которой происходит переход к
v - /и+1
, состояние
т Н атомов используется, как катализатор ^7 27.2 е\/дЛЯ другого (А77+1)-го атома Н. Затем реакция между /77+1 атомами водородами, в результате которой ^ атомов
резонансно и без излучения принимают т "27.2 eV от ( \ уг0 атома водорода, так что ^тН используется, как катализатор, где реакция описывается следующим образом:
m+1
т • 27.2 eV + mil +11 > ml!'+me +11*
jast
m + \
+ [("i+l)2-l2]-13.6 eV-m-21.2 eV
m+l
mH\ +me ^mH + m-212 eV
(223)
(224) (225)
И общая реакция представляет собой:
// > //
р = т + 1
+ [(/M + l)2-l2]-13.6 eV
(226)
В дополнение к атомарному Н молекула, которая принимает1^' .•;¦".. <;• е--у из атомарного Н при уменьшении магнитуды потенциальной энергии молекулы на ту же энергию, может также использоваться, как катализатор. Потенциальная энергия ШО составляет 81,6 эВ; так, что получаемая в ходе реакции молекула ШО (не водород, связанный в твердом, жидком или газообразном состоянии), может использоваться, как катализатор. На основе 10%-ого изменения энергии тепла парообразования при переходе от состояния льда при 0°С в состояние воды при 100°С, среднее количество соединений Н на молекулу воды в кипящей воде составляет 3,6; таким образом, должна формироваться ШО химически, как изолированные молекулы с соответствующей энергией активации, для использования в качестве катализатора, для формирования гидрино. Реакция
катализа = з), относящаяся к потенциальной энергии, образующаяся ШО представляет собой следующую:
п 4
и 4
81.6 eV + Ир + H[aff~\ -> 2Я^ +0 +е +НА
+ 122.4 eV
2Н\ +0 +е ^HO+UjSeV
fml 2
н 4
+ 81.6 eV
(227)
(228) (229)
И общая реакция представляет собой:
п 4
+81.6 eV +122.4 eV
(230)
Электрохимическая ячейка СШТ (Индуцированный катализатором переход гидрино) генерирует электричество из паров ШО, которая может быть выделена из воздуха, используя цикл заряда и разряда, для преобразования ШО в гидрино, кислород, и
избыток электричества. Во время фазы заряда водород и кислород генерируются путем электролиза ШО на аноде и катоде, соответственно. Затем происходит разряд ячейки, и электролитический ОН" окисляется на аноде, ОН" реагирует с Н, для формирования НОН, и гидрино формируется в результате катализа Н катализатором НОН. Электрохимические реакции ячейки потребляют первоначально водород и затем ШО, подаваемую в ячейку для получения большого прироста электрического выхода. Электрическая энергия СШТ постоянно выводится в течение большой длительности, измеряемой в других системах, конфиг.циях и режимах работы и где обычно множество электрических вводов в последних случаях большой плотности энергии превышают вход с коэффициентом приблизительно 2 на уровне приблизительно 10 мВт/см2 площади анода. Плотность энергии дополнительно увеличивается на коэффициент, превышающий 10, при поддержании усиления, при подаче соответствующего большого тока.
Тепловая энергия также может быть произведена в результате катализа Н до Н (1/4), в котором образующаяся реакция ШО используется, как катализатор, и химическая реакция представляет собой источник атомарного водорода и катализатора. Твердые топлива, которые формируют катализатор НОН и Н, также показали многократную максимальную теоретическую энергию. Избыточное тепло, получаемое в результате реакций твердых топлив, измеряли, используя калориметрию водяного потока, и эти результаты были независимо подтверждены, используя дифференциальную сканирующую калориметрию (DSC), в испытательных лабораториях. Прогнозированное молекулярное гидрино Ш (1/4) идентифицировали, как продукт ячеек, производящих
энергию, ячеек СШТ и тепловых ячеек, используя такие технологии, как MAS ^ ядерный магнитный резонанс ToF-SIMS, ESI-ToFMS, спектроскопия эмисии с возбужденным электронным лучом, Рамановская спектроскопия, Рамановская спектроскопия с улучшенным на поверхности Рамановским рассеянием (SERS), вторичной спектроскопии массы иона по времени пролета (ToF-SIMS), времени ионизации электроразбрызгивания для спектроскопии массы пролета (ESI-ToFMS), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), фотоэлектронной спектроскопии XPS рентгеновского излучения и эмисионной спектроскопии фотолюминесценции. Кроме того, катализатор ^ Н идентифицировали, как активный в астрономических источниках, таких как Солнце, звезды и межзвездная среда, в которой характеристики продуктов гидрино соответствуют темной материи вселенной.
Более, чем 50 эВ расширений линий а Балмера, которые свидетельствуют о совокупности атомов водорода с чрезвычайно высокой кинетической энергией в
определенных смешанных водородных плазмах, таких, как пары воды и пережатые плазмы с непрерывным излучением водорода, представляют собой известное явление; однако, механизм был дискуссионным в том, что традиционный взгляд, то есть, в результате ускорения полем, не поддерживался данными и критическими тестами. Скорее, было показано, что причина состояла в том, что энергия высвобождалась при формировании гидрино. Возникновение излучения EUV в области 10-30 нм наблюдали только в зажатых газовых разрядах с очень низкой пульсирующей энергией, содержащих некоторое количество водорода вначале в BlackLight Power, Inc. (BLP), и затем воспроизвели в Гарвардском центре астрофизики (CfA), определили, что они происходят в результате перехода Н в водород с более низкой энергией, или состояния гидрино Н (1/4), излучение которого соответствует наблюдавшемуся, когда устраняли альтернативные источники. НОН идентифицировали, как наиболее вероятную причину для перехода. Большое значение тока, измерявшееся кило-амперами в зажатой плазме представляло собой уникальное свойство такого яркого источника излучения при переходе гидрино.
На основе механизма катализатора, большой ток способствует быстрой скорости перехода (более высокой кинетике), путем предоставления потребителя для сдерживания ионизации катализатора НОН при накоплении пространственного заряда. Твердотопливная ячейка перехода в гидрино, индуцированная катализатором (SF-CIHT), формирует чрезвычайно большую энергию, используя твердое топливо, содержащее электропроводную матрицу, которая содержит связанную воду. Благодаря ограничению топлива между противоположными электродами ячейки, и при приложении тока приблизительно 12 ООО через топливо, вода воспламеняется, образуя в чрезвычайно яркую вспышку оптической энергии, высвобождаемой при переходе водорода ШО в гидрино. В частности, наблюдали, что кинетика катализа Н в Н (1/4) с катализатором НОН может быть взрывчатой, когда большой ток, такой, как 10 000-20 000 А пропускали через твердое топливо, содержащее М + ШО (М = Ti, Cu, А1), который представляет собой источник катализаторов НОН и Н. Полученная в результате плотность энергии составляла приблизительно 1 X 1010раз больше, чем наблюдаемая для предшествующей ячейки СШТ или термальных твердых топлив. Энергию связали с реакцией ШО в Ш (1/4) и 1/202. Переход Н в Н (1/4) был подтвержден крайней ультрафиолетовой (EUV) спектроскопией. Катализатор НОН показал излучение EUV в области меньше, чем от 15 до 30 нм, в результате воспламенения источника твердого топлива, содержащего источник Н и катализатор НОН, при пропускании низкого напряжения, большого тока через топливо, для получения взрывчатой плазмы. При этом никакая химическая реакция не может высвободить свет такой большой энергии, и поле, соответствующее напряжению, которое
было меньше, чем 15 В для исходной плазмы в условиях, превышающий атмосферное давление и на основе соударений. При этом не существовало никакое поле, для формирования в высокой степени ионизированных ионов, которые могли формировать излучение в этой области. Такой источник плазмы используется, как убедительное доказательство существования перехода Н в гидрино Н (1/4), с использованием НОН в качестве катализатора.
Твердые топлива ячейки SF-CIHT, содержащие связанную ШО для получения взрывчатой энергии и избыточной энергии тестировали. В частности, твердое топливо на основе ШО, такое, как топливо, содержащее Ti + ШО, взрывали путем пропускания большого тока. Плазма, излучающая чрезвычайно яркий свет и ее временное развитие, были определены с использованием высокоскоростного (6500 кадров/с видеоизображение) и быстрого фотодиода, соответственно. Баланс энергии и времени события определяли отдельно, используя бомбовую калориметрию и путем механического разрыва в форме колебаний напряжения и тока, в результате события взрыва и с поддержанием результатов с помощью фотодиода с быстрым откликом, соответственно. На основе этих параметров и объема топлива, определили энергию и плотность энергии. Прогнозированный продукт гидрино Ш (1/4) был идентифицирован Рамановской спектроскопией, спектроскопией фотолюминесцентной эмиссии, и фотоэлектронной рентгеновской спектроскопией (XPS).
Ь. Калориметрия твердого топлива ячейки SF-CIHT
Балансы энергии измеряли на твердых топливах, на основе ШО, представленных в Таблице 10, содержащей М + ШО или М + МО + ШО (М = Ti, Cu, Al), Ag + MgCh • 6ШО, Ti + MgCh 6ШО, Ti + ZnCh + ШО, Ag + NH4NO3 + ШО, NH4NO3 + ШО + Al, и NH4NO3. Твердые топлива на основе углеводорода содержали парафин, масло Nujol и синтетическое масло 0W40. Металлическую фольгу нагревали в коробке с атмосферой аргона, для дегидратации гидратированного поверхностного оксида покрытия, использовавшегося, как контроль для калибровки, для определения теплоемкости калориметра. Пример топлива содержал Си (45 мг, Alfa Aesar stock# 41205, медный порошок, сито 625, APS 0,50-1,5 микрона, 99% (металлическая основа)) + СиО (45 мг, Alfa Aesar stock# 33307) + ШО (30 мг), которые были герметично закрыты в алюминиевой чашке DSC (75 мг) (алюминиевый тигель 30 мкл, D: 6,7 мм X 3 мм (Setaram, S08/HBB37408) и алюминиевая крышка D: 6,7 мм, штампованная, плотная (Setaram, S08/HBB37409)). Образцы также содержали смеси металлических порошков, которые не содержатся в чашке DSC. Установка калориметра Parr 1341, используемого для
определения баланса энергии (фиг. 4), содержащейся в немодифицированной оболочке калориметра (21) и крышки калориметра (1) (комбинированная часть Parr № A1100DD). Термистор с температурным разрешением ±0,0001°С (2) (Номер детали Parr 1168Е2) пропустили через крышку калориметра и закрепили так, что он считывал температуру воды на одной линии со сборкой бомбы на расстоянии 2,54 см от дна емкости для воды (19). Специально изготовленный, толщиной 0,051 см овальный резервуар из нержавеющей стали весом 417,8г и, он имел меньший диаметр 12,7 см, большой диаметр 18,4 см, и высоту 10,2 см. В резервуаре для воды содержали 1225±0,1 г деминерализованной воды, вместе со специально выполненным узлом калориметрической бомбы. Узел (6) перемешивания содержал шкив мешалки (номер детали Parr 37С2), узел подшипника мешалки (номер детали Parr А27А), и вал мешалки с крыльчаткой (11) (номер детали Parr A30A3). Она была установлена на крышке калориметра и была соединена с узлом электродвигателя (номер детали Parr А50МЕВ) с помощью шкива (8) электродвигателя (номер детали Parr 36М4) с помощью приводного ремня (7) мешалки (номер детали Parr 37М2), приводимой в движение электродвигателем (9). Узел электродвигателя прикрепили снаружи к калориметру с помощью разъема (10) электродвигателя в виде L-образной скобы, для предотвращения влияния тепла, выводимого из электродвигателя на калориметрические измерения. Два твердых медных электрода (3) OD 1,6 см пропустили специально изготовленное отверстие в крышке калориметра и дополнительно пропустили через тефлоновый блок стабилизации положения и затем соединили с основными проводниками резистивного сварочного аппарата ACME 75 кВА. Специально изготовленная ячейка (14) в виде цилиндрической бомбы из нержавеющей стали толщиной 0,32 имела диаметр 7,62 см и высоту 2,54 см и фланец 12,4 см, который имел толщину 0,64 см. Электроды проникали через крышку фланца, через вывод (13) электродов с тефлоновыми изолирующими обжимными уплотнителями (15), которые обеспечивали электрическую изоляцию и герметичную изоляцию. Энергию подавали к твердому топливу (18) через медное шарнирное крепление (17) диаметром 1,3 см и толщиной 0,48 см, используя медные болты (16) для крепления образца длиной 3,0 см и диаметром 0,95 см, которые были завинчены по резьбе через основание электродов. Твердое топливо содержалось между шарнирными креплениями, путем зажима болтов крепления образца до крутящего момента приблизительно 1,81 нм, измерявшиеся полосовым динамометрическим гаечным ключом высокой точности, в результате чего, было получено приблизительно 1112 Н силы на образце, измерявшиеся пьезорезистивным датчиком силы (Measurement Specialties, FC2311-0000-0250-L). Эффективная передача передача тепла обеспечивалась с помощью тепловых ребер (12), установленных на
электродах, непосредственно выше проходного соединения электрода, которая обеспечивала минимальные потери тепла через электроды и за пределы закрытой системы. Подставка для резервуара (20) приподнимала отсек с бомбой вдоль верхней части калориметра, для минимизации размеров и количества материалов, необходимых для работы калориметра Parr 1341 и улучшения точности измерений.
Каждый образец воспламеняли в атмосфере аргона с приложенным пиком напряжения 60 Гц, меньше, чем 10 В и пиковым током приблизительно 20 ООО А. Входная энергия была записана через специализированный интерфейс, принимающий вход от положительного разъема (4) образца и отрицательного разъема (5) образца. Входная энергия калибровки и воспламенение твердого топлива заданы, как произведение напряжения и тока, интегрированных по времени ввода. Напряжение измеряли с помощью системы получения данных (DAS), содержащей PC с National Instruments USB-6210 модулем получения данных и Labview VI. Ток также измеряли той же DAS, используя катушку Роговского (Model CWT600LF с кабелем 700 мм), который имел точность 0,3%, в качестве источника сигнала. Входные данные по напряжению и току были получены при 83 KS/s, и использовали аттенюатор напряжения, для перевода аналогового входного напряжения в пределы диапазона +/-10В USB 6210.
Данные входной мощности обрабатывали для расчета входной энергии во время быстрого затухания энергии после воспламенения разомкнутой цепи. Используя, произведение измеренной формы колебаний напряжения, полученной из сигналов напряжения, непосредственно выше уровня воды для 5/8" OD Си стержней и измеренной формы колебаний тока, полученной с помощью катушки Роговского, получали форму колебаний мощности. Форма колебаний мощности, интегрированная по времени, позволяла получить накопленную общую энергию, полученную системой до момента времени, когда возникло воспламенение или событие детонации. При этом происходил временный разрыв вторичной цепи трансформатора точечной сварки, по мере того, как кончики электрода отводился под действием взрыва. Во временной шкале приблизительно 10 мкс, цепь быстро переходила в состояние высокого сопротивления, эффективно становясь разомкнутой цепью с развитием реактивного напряжения, переходного в результате быстро сжимающегося магнитного потока в трансформаторе. Ток падал до нуля, по мере того, как переходное напряжение формировало соответствующий компонент реактивной мощности отраженной волны в форме колебаний энергии, которая обычно быстро затухала в течение времени порядка от приблизительно 500 мкс до 1 мс. Для устранения такого компонент реактивной мощности с течением времени затухания тока, форму колебаний мощности сглаживали в течение периода непосредственно после
взрыва до тех пор, пока ток не достиг нуля, путем подгонки компонентов напряжения и тока в течение этого времени до их типичных амплитуд и фаз в условиях перед взрывом. Точность этого способа была подтверждена достижением баланса энергии с контрольными образцами.
с. Воспламенение твердых топлив на основе ШО с низким напряжением, большим током и определением длительности плазмы
Тестовые образцы, содержащие: (i) твердое топливо на основе ШО Си (все металлические вещества были в виде порошка, вода была деионизирована) 100 мг + ШО 30 мг, запечатанная в чашке DSC, и 100 мг Ti (Alfa Aesar stock# 10386, титановый порошок, сито 325 ячеек, 99 % (металлическая основа) ( <44 микрона)) + 30 мг ШО, запечатанные в чашке DSC, (ii), твердое топливо на основе углеводорода, такое, как масло или парафин, запечатанные в чашке DSC, (ш) управление реакционной смесью на основе ШО, содержащей 185 мг In + 30 мг CaCh + 15 мг ШО, 185 мг In + 30 MrZnCh + 15 мг ШО, 185 мг Bi + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО и 185 мг Sn + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, которые не формировали катализатор для формирования гидрино, и (iv) управления электропроводными материалами, не содержащими ШО, такими, как 0,0254 см диаметром петля из золотого провода и 2,38 мм диаметром петля из провода InSn, каждый из которых была ориентирована для потока осевого тока и предварительно нагревалась в предварительно дегидратированной в условиях вакуума металлической фольге загружали в электроды сварочного аппарата Acme 75 КвА, который включали для подачи большого тока через каждый образец. Переменный ток обычно находился в диапазоне от 10 000 до 30 000 А, и пиковое напряжение обычно составляло меньше, чем 6 В, за исключением того, что образцы провода имели намного меньший ток, из-за низкого напряжения и относительно большого сопротивления. Расширяющую плазму, формирующуюся в результате воспламенения твердого топлива, записывали, используя высокоскоростную видеокамеру Фантом v7.3 при 6500 кадров в секунду.
Временное развитие твердого топлива Си + ШО, запечатанного в чашке DSC, измеряли с помощью фотодиода (Thorlabs, модель SM05PD1A), имеющего спектральный диапазон от 350 до 1100 нм, пик чувствительности длины волны 980 нм, активная площадь 13 мм2, время повышения/ падения 10 не, и сопротивление перехода 24 пФ при 20 В. Сигнал обрабатывали, используя усилитель (Оптодиодная модель РА 100) без усиления и при смещении 10 В и записью с помощью (Pico Technology, Picoscope 5442В) в пределах 60 МГц с интервалом сканирования 25 не. Расстояние измерения составило 25 см. Временное разрешение фотодиода было подтверждено, как находящееся в пределах
спецификации, в результате записи отклика на светодиод, который получал питание от импульса 1 мкс, 10 мкс и 1 мс, которые генерировались преобразователем функций (Agilent 33220А 20 МГц Генератор произвольной формы колебаний). В каждом случае наблюдали прямоугольную волну шириной, равной временной ширине импульса.
d. Аналитические образцы для спектральной идентификации молекулярного гидрино
Твердые топлива, которые использовали для калориметрического определения баланса энергии, также использовали, как источники теоретически прогнозируемого молекулярного гидрино продукта Ш (1/4). Молекулярные образцы гидрино содержали образец свидетель из индия или смеси КОН-КС1, помещенной в герметично закупоренный контейнер в атмосфере аргона, в которой гидрино, генерируемые при воспламенении, были захвачены в матрице индия или в смеси КОН-КС1, которые, таким образом, использовались, как геттеры молекулярного гидрино. Рамановскую спектроскопию, спектроскопию фотолюминесцентной эмиссии и фотоэлектронную рентгеновскую спектроскопию (XPS) выполняли для продуктов реакции. Исходные материалы не были открыты для источника гидрино, который использовался, как контрольный.
Количественная дифракция рентгеновского излучения (XRD). XRD выполняли для исходных материалов и продуктов реакции, используя Паналитический дифрактометр X'Pert MPD, используя излучение Си при 45кВ/40мА в диапазоне от 10° до 80° с размером шага 0,0131° и временем подсчета 250 секунд на шаг. После того, как были получены структуры, фазы идентифицировали с помощью базы данных ICDD и квантовали, используя очистку Ритвелда.
Рамановская спектроскопия. Рамановскую спектроскопию выполняли для пластин свидетелей на металлической фольге из индия и образцы из твердого КС1 1г + КОН 1г, каждый из которых содержал 1,45 см OD X 2,5 см в высоту, открытый сверху тигель АЬОз. Фольгу из индия подвергали в течение одной минуты воздействию получаемого газа после каждого воспламенения последовательности воспламенений гранул твердого топлива. Пятьдесят гранул твердого топлива последовательно поджигали в атмосфере аргона, каждый из которых содержал 100 мг Си + 30 мг ШО, герметично закрытых в чашке DSC. Каждое воспламенение гранул из твердого топлива выполняли, используя аппарат для точечной сварки Acme модель 3-42-75 AR, с помощью которого подавали короткий импульс электроэнергии в форме низкого напряжения 60 Гц, приблизительно 8 В RMS и с большим током приблизительно от 15 000 до 25 000 А. Спектр получали, используя спектрометр Thermo Scientific DXR SmartRaman, имеющий диодный лазер 780
нм. Разрешение, в зависимости от фокусного расстояния инструмента, диапазона длин волн и решетки обычно составляло 1-5 см"1. Рамановский спектр также записывали на металлической фольге In, подвергавшейся воздействию получаемого газа при воспламенении в атмосфере аргона 50 MrNftNCh, запечатанного в чашке DSC.
Получатель гидрино 1г КС1 + 1г КОН нагревали при 250°С в течение 15 минут и охлаждали (контроль), затем размещали в тигле и подвергали 50 последовательным воспламенениям гранул твердого топлива в атмосфере аргона при комнатной температуре. Каждая гранула содержала 100 мг Си + 30 мг ШО, запечатанных в чашке DSC. Дополнительное твердое топливо 80 мг Ti + 30 мг ШО и 100 мг Ti + 50 мг А1 + 30 мг ZnCh + 15 мг ШО тестировали, как порошки с тремя экспозициями воспламенения, каждый из которых экспонировало геттер гидрино КОНКС1 (1:1% масс), который не нагревался и содержался в карманчике в виде сетки из нержавеющей стали (32 X 32 см2, провод диаметром 0,014 см). Каждое воспламенение гранул твердого топлива выполняли, используя аппарат для точечной сварки модели Acme 3-42-75 AR, который подавал короткий импульс электроэнергии в форме низкого напряжения 60 Гц, приблизительно 8 В RMS и с большим током приблизительно от 15 000 до 25 000 А. Рамановские спектры записывали на геттере, используя спектрометр Horiba Jobin Yvon LabRAM Aramis Raman с лазером HeCd 325 нм в режиме микроскопа с увеличением 40Х.
Спектры XPS. Последовательность исследований XPS была выполнена для пластин свидетелей из фольги индия для твердых образцов КОН-КС1, используя Спектрометр Scienta 300 XPS или Kratos Analytical Axis Ultra. Использовали фиксированный режим перехода анализатора и режим получения развертки. Энергия шага при сканировании для
обзора составила 0.5 GV^ и энергия шага при сканировании с высоким разрешением составила 0-15 &V гтрИ сканировании для обзора время на шаг составляло 0,4 секунды, и количество движений развертки составляло 4. С IS при 284.5 (c)^/использовали, как внутренний стандарт.
Используя спектрометр Scienta 300 XPS, выполняли XPS в Университете Лехай на пластине свидетеле из фольги из металлического индия, которая первоначально анализировалась, используя Рамановскую спектроскопию, и показала сильный пик IRE на 19,82 см"1 пик (Секция е.З). Образец, описанный выше, содержал фольге In, которая подвергалась воздействию газов в результате воспламенения твердого топлива, содержащего 100 мг Си + 30 мг деминерализованной воды, герметично закрытой в чашке DSC из алюминия.
Кроме того, выполняли XPS для геттера КОНКС1 (1:1% масс), который был
помещен в лотке из нержавеющей стали, которую подвергали воздействию получаемого газа, в результате трех воспламенений твердого топлива 70 мг Ti + 30 мг ШО, закрытых в алюминиевой чашке DSC. Для каждой последующей экспозиции твердое топливо, содержащееся в атмосфере аргона, воспламеняли в герметично закрытой первичной камере, и спустя десять секунд после воспламенения, получаемый в результате газ выпускали во вторичную, первоначально герметично закрытую камеру, содержащую КОШКС1 (1:1 % масс) геттер, который также находился в атмосфере аргона.
Продукт воспламенения твердого топлива, содержащего взрывчатое вещество, исследовали на наличие гидрино в качестве продукта. Спектры XPS также записывали для внутреннего геттера КОН-КС1 (1:1 % масс), который подвергался воздействию газов в результате воспламенения в атмосфере аргона твердого топлива 50 мг NH4NO3 + КОН + КС1 (2:1:1 весовых частей) + 15 мг ШО, герметично закрытого в алюминиевой чашке DSC.
е. Результаты и дискуссия
1. Воспламенение твердого топлива на основе ШО при низком напряжении, большом токе и определение длительности плазмы
Контрольные образцы из металлической фольги, показанные в Таблице 10, а также петли из золотого провода диаметром 0,010 дюймов, загружали в электроды сварочного аппарата Acme 75 КвА, который актировали для подачи большого тока через каждый образец. Наблюдали только резистивный нагрев для контрольных образцов из металлической фольги и провода. Дополнительные реакционные смеси на основе ШО не были каталитическими для формирования гидрино и использовались, как контрольные, такие как 185 мг In + 30 мг CaCh + 15 мг ШО, 185 мг In + 30 мг ZnCh + 15 мг ШО, 185 мг Bi + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, и 185 мг Sn + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, также показали только поведение резистивного нагрева. В отличие от этого, во все твердых топливах на основе ШО произошло событие детонации с громким взрывом, излучением яркого белого света и ударной волной давления. Белый свет характеризовался температурой эмиссии абсолютно черного тела приблизительно 5000 К, что было подтверждено спектроскопически. Образец выглядел, как полностью испарившийся и измельченный, с формированием ионизированной, расширяющейся плазмы, о чем свидетельствовала высокоскоростная видео съемка с использованием камеры Фантом v7.3 со скоростью 6500 кадров в секунду (фиг. 5). При этом подтверждалось, что плазма была, по существу, на 100 % ионизированной в результате измерения расширения Старка линии Н а Балмера. Временная длительность, измеренная с помощь фотодиода события взрыва
иллюстративного твердого топлива весом 100 мг из Си + 30 мг ШО, запечатанного чашечки DSC, составила 0,7 мс (фиг. 6).
В дополнение к НОН определили, что атомарный катализатор ^ Н эффективно демонстрировал плазму, излучающую яркий свет и приводивший к взрывы во время воспламенения парафина с твердым топливом на основе углеводорода в чашке DSC. Как и в случае твердых топлив на основе ШО, излучение черного тела с температурой приблизительно 5000 К наблюдали, что также соответствовало солнечному спектру. При использовании быстрого фотодиода, событие воспламенения определяли, как содержащее две отдельных эмиссии света - у первой была длительность приблизительно 500 мкс, и длительность второго составила приблизительно 750 мкс.
2. Калориметрия твердого топлива ячейки SF-CIHT
При использовании металлической фольги в Таблице 10, теплоемкость калориметра и устройства с электродами использовалась для измерения баланса энергии образцов твердого топлива, которая была определена, как равная 8017 Дж/°С. Способ калориметрии, используемый для определения теплового выхода и от температуры в зависимости от временного отклика после установления равновесия и воспламенения представлял собой аналитический способ, описанный в инструкции по эксплуатации бомбовой калориметрии Parr 1341. Полезная энергия представляла разницу между тепловым выходом и подводимой энергией. Усиление составляло отношение тепловой энергии и подводимой энергии.
Змм
гранула 39 мг Си + 11 мг ZnC12 гидрат, Змм
232,3
522,6
290,3
2,2
гранула 44 мг Си + 6 мг МгВг2 6Н20, Змм
154,1
264,6
110,5
1,7
гранула 44 мг Си + 6 мг МгВг2 6Н20, Змм
220,3
340,8
120,5
1,5
гранула 148 мг Ag + 52 мг МгС12 6Н20, 6мм
237,9
505,6
267,6
2,1
гранула 148 мг Ag + 52 мг МгС12 6Н20, 13мм
191,8
501,8
310,0
2,6
80 мг Ti + ЗОмгШО
244,9
1110,8
866,0
4,5
80 мг Ti + ЗОмгШО
126,7
887,4
760,7
7,0
100 мг Си + 30мгН2О
204,9
720,4
515,5
3,5
100 мг Си + 30мгН2О
104,4
503,1
398,6
4,8
30 мгН20
293,4
771,8
478,3
2,6
45 мг Си + 45 мг СиО + 30 мг Н20
196,0
434,0
238,0
2,2
45 мг Си + 45 мг СиО + 30 мг Н20
203,4
454,1
250,7
2,2
гранула 370 мг Ti + 57 мг МгС12 6Н20, 13мм
427,7
802,6
374,9
1,9
75 мг Ti + 12 мг ZnC12 + 12 мг Н20, порошок в чашке
259,9
787,0
527,1
3,0
30 мг парафин
179,6
453,6
274,0
2,5
30 мг парафин
194,7
324,8
130,1
1,7
13 мг масло Nujol
266,8
534,4
267,6
2,0
30 мг синтетическое масло 10W40
191,3
312,8
121,5
1,6
гранула 159 мг Ag + 34 мг NH4N03 + 7 мг Н20, 6мм
239,3
609,6
370,3
2,5
5 мг NH4N03 + 1 мг Н20 + 10 мг А1
279,8
722,5
442,7
2,6
5 мг NH4N03
238,7
425,8
187,1
1,8
Алюминиевая чашка Setaram контроль
255,5
262,2
6,8
1,03
0.040" Вольфрамовая фольга резистивный контроль
366,6
332,5
-34,1
0,91
0.040" Вольфрамовая фольга резистивный контроль
373,9
398,9
25,0
1,07
0.040" Вольфрамовая фольга резистивный контроль
1055,0
1069,6
14,6
1,01
0.040" Вольфрамовая фольга резистивный контроль
1086,0
1079,9
-6,1
0,99
а Образцы были герметично закрыты в чашке DSC, за исключением гранул и образцов из фольги.
Как показано в Таблице 10, нулевой баланс полезной энергии последовательно измеряли для контрольной металлической фольги, а также для чашки DSC из алюминия. В отличие от этого, очень существенный прирост энергии, такой, как 7Х, наблюдали для твердого топлива на основе ШО, в котором НОН использовался, как катализатор, в соответствии с уравнениями (227-230). Эти значения являются очень консервативными в том, что большая часть входной энергии рассеивалась на шести соединениях цепи воспламенения топлива калориметром только приблизительно 20% входной энергии, фактически доставлялось к образцу топлива, для его воспламенения. Иерархия производства электроэнергии составила Ti + ШО (чашка DSC)> Ti + ZnCh + ШО (чашка Cu)> Cu + ШО (чашка DSC)> ШО (чашка DSC)> NH4NO3 + ШО + Al> Ti + MgCh 6ШО> Ag + MgCh + ШО> Cu + CuO + ШО (чашка DSC)> NH4NO3. Кроме того, твердое топливо на основе Н, содержащие масло или парафин, позволяло получить некоторую избыточную энергию, в котором пН использовался, как катализатор, в соответствии с уравнениями (223-226). Топливо на основе Н теоретической не имело энергии, поскольку, реакции проходили в атмосфере аргона.
Возможность того, что ШО отреагирует экзотермично с А1 в чашке DSC, следует рассмотреть случаи, где ее использовали для упаковки смеси твердого топлива. Рассмотрим твердое топливо Си + ШО (чашка DSC). Как показано в Таблице 11, реакция Си с водой является в высокой степени эндотермической. В частности, реакция Си + ШО до СиО + Ш имеет положительную энтальпию +130 килоджоулей/моль. Затем единственная теоретическая энергия для обычной химии представляет собой реакцию А1 с водой, для формирования AI2O3. Как известно, эта реакция обладает очень медленной кинетикой. Производство газообразного Ш из реакции А1 с водой трудно проходит кинетически; следовательно, другие подходы, такие как плазма ШО, использовались для увеличения скорости. Даже во время детонации взрывчатого вещества, содержащего А1, окисление ШО А1 представляло собой медленную реакцию. Поскольку воспламенение твердого на основе топлива ШО имело длительность меньше, чем 1 мс для, по сути, медленной скорости, можно было ожидать формирования очень малого количества AI2O3. Это подтверждалось XRD. Результаты анализа состава XRD продукта твердого топлива для образца 100 мг Си смеси с 30 мг деминерализованной воды, герметично закрытые в 75 мг чашки DSC из А1, тестировали в атмосфере Ag, как показано в Таблице 12. При это не наблюдали продукты окисления алюминия, что, таким образом, демонстрировало
отсутствие выходной энергии, записанной с помощью средств калориметрии, в результате окисления А1. Аналогично XRD, продукт твердого топлива Ti + ШО не показал окисления Ti. Таким образом, энергия, высвободившаяся для Си и Ti, для твердого топлива на основе ШО, назначали для формирования гидрино. Идентификация получаемого продукта гидрино с помощью множества способов представлена в разделе е.З.
ТАБЛИЦА 12. Результаты XRD продукта воспламенения твердого топлива 100 мг Си + 30 мг деминерализованной воды. Воспламенение выполняли в атмосфере аргона на медных электродах. При этом не детектировали АЬОз; таким образом, окисление А1 не имело вклада в энергетический баланс.
Медь 20.4 ± 0.2 (> 1 000 А)
CuAh 24.6 ± 0.4 (958 А)
Cu31.3Ali8.20 15.1 ± 0.3 (578 А)
СщА1 2.1 ±0.2 (> 1 000 А)
CuAl 0.7 ±0.1 (613 A)
Cuo.84Alo.i6 6.7 ± 0.3 (355 A)
CU5.75AI4.5 4.5 ± 0.2 (> 1 000 A)
Al 23.6 ±0.4 (475 A)
СщО 2.3 ± 0.2 (605 A)
Основная часть входной энергии для воспламенения твердого топлива в Таблице 10 способствовала расплаву чашки DSC А1, которая не была необходима. Например, проводник из никелевого экрана 1 см2, покрытый тонкой (толщиной <1 мм) лентой в виде покрытия литой липкой лентой NiOOH, 11 % масс углерода и 27 % масс Ni порошка, детонировало со входной энергией 5 Дж. Такое твердое топливо получало чрезвычайно большой выход непрерывной энергии EUV, который измерялся с помощью спектроскопии EUV. Кроме того, твердое топливо NiOOH более трудно регенирует в непрерывном энергетическом цикле, по сравнению с М + ШО (М = Ti, Cu, А1), для которого требуется только снова добавление ШО. Вместо использования чашки из А1, были тестированы простые спрессованные порошки из металла, такие, как Ag + MgCh ' 6ШО, которые регенерировались в результате регидратацииы. Они также производили существенное превышение энергии по сравнению с показанным в Таблице 10. Кроме того, здесь отсутствует теоретическая энергия из обычной химии, реакции металлического Ag с MgCh • 6ШО, как показано в Таблице 13. Результаты XRD исходного твердого топлива и продукта, следующего после воспламенения, показаны в Таблицах 14 и 15, соответственно. При этом не был получен суммарный положительный вклад энергии из обычной химии, который можно было соотнести с продуктами реакции. Аналогичный анализ для реагентов Ti + ZnCh + ШО показал незначительную энергию из традиционной химии.
ТАБЛИЦА 15. Результаты XRD продукта воспламенения твердого топлива для образца 150 мг Ag + 50 мг MgCh • 6Н2О, тестируемых в атмосфере Ag, показали ожидаемые продукты обычной химии, которые не способствовали положительно суммарному энергетическому балансу.
MgCh (Н20) 6 50,9 % (> 1 000 А)
Аг 37,2 % (336 А)
Медь 11,4 % (> 1 000 А)
AgCl 0,5 % (> 1 000 А)
Твердое топливо NH4NO3 представляет собой хорошо известный энергетически эффективный материал, который высвобождает энергию после теплового разложения.
Реакция разложения^"^t^Q на N20 ^Н20 рассчитанная п0 значению теплового формирования, является экзотермической АН = -124.4 kJ I mole NH^NO^:
NH^N03^N20 + 2H20 (231) При повышенной температуре происходит дополнительное разложение. Энергия
реакции разложения^"^t^Q д0 ^2 Q и^2^ рассчитанная по значению теплового
, ~ АН = -206 kJ I mole NH, NO,
формирования, является экзотермической 4 з;
Ш4Л/03-> Л/2+1/2 02 + 2 Н20 (232)
Для 5 мг 4 3 теоретическое высвобождение энергии составляет 12,8 Дж (уравнение (232)). Если предположить медленную кинетику для окисления металлической чашки из А1, экспериментальный баланс энергии, представленный в Таблице 10, составляет 442,7 Дж, что в 34,6 раз больше наиболее экзотермической обычной химической реакции, в соответствии с уравнением (232). Дополнительную энергию увязывают с формированием гидрино. Большой баланс избыточной энергии подтверждается в результате замены электропроводной матрицы А1 с нереактивным Ag. Твердое топливо из 6 мм гранулы, содержащей 159 мг Ag + 34 мг NH4NO3 + 7мг Н2О приводило к получению 370,3 Дж полезной энергии, что в 4,2 раза больше, чем 88 Дж (уравнение (232)) максимальной теоретической энергии, в соответствии с обычной химией. Продукт Ш (1/4) наблюдали спектроскопически, как показано в секции е.З. Избыточная энергия и идентификация продукта гидрино представляет собой очень убедительные доказательства того, что механизм формирования ударной волны при сильных взрывчатых веществах, содержащих источник Н и НОН, такой, как имеющий состав элемента CHNO, основан на в выводе энергии, высвобожденной в результате формирования Ш (1/4). Этот результат имеет сложные последствия для подхода к использованию механизма гидрино ударной волны энергетических материалов, для усиления этого свойства, как описано в секции е.З. Как представлено в секции е.1, все воспламенившее твердое топливо на основе ШО и продукты ударной волны вели себя, как энергетические материалы, за исключением того, что, по существу, вся энергия была в форме видимого излучения, а не в виде давления - объема. Значения энергии и плотности энергии были экстраординарными.
Энергию и плотность энергии твердых топлив можно было определяться по энергии, высвобожденной в ходе реакции, представленной в Таблице 10, по длительности высвобождения и объема топлива. Рассмотрим 866,0 Дж из 80 мг Ti + 30 мг ШО при типичной длительности 0,7 мс, как представлено на фиг. 6. Затем мощность составляла 1,24 МВт. Учитывая, что объем топлива составлял 30 мкл, соответствующая плотность энергии составляла 41 ГВт/л. Наблюдали, что длительность генерирования энергии на основе половины ширины пика излучения света могла изменяться в диапазоне от 2 мс до 100 мкс, в результате регулирования давления, приложенного к образцу твердого топлива путем ограничения электродов, природы состава твердого топлива и формы колебаний большого тока, протекающего через твердое топливо. Таким образом, мощностью и плотностью мощности управляли в диапазоне от 0,433 МВт до 8,66 МВт и от 14,4 ГВт/л до 289 ГВт/л, соответственно.
В дополнение к НОН катализатор в виде атома ^ Н тестировали, о чем свидетельствует наблюдение за тепловой энергией из твердого топлива, содержащего в высокой степени электропроводный материал и источник водорода, такой, как углеводород, как показано в Таблице 10. Поскольку калориметрия работала в атмосфере аргона, обычная экзотермическая химия была невозможна. Высвобождение энергии более чем 100 Дж было существенным и подтверждало использование ГП Н в качестве катализатора, для формирования гидрино. Кроме того, воспламенение твердого топлива на основе углеводорода позволяет получить некоторые соответствующие условия, такие, как существуют на поверхности Солнца и звезд, такие, как звезды типа белого карлика, по существу плотной жидкости атомов Н и излучателя в виде абсолютно черного тела при 5500-6000 К. Таким образом, кинетика формированияи гидрино должна быть существенной при высокой плотности Н, формируемой в плазме воспламенения в присутствие условий дугового тока. Эффективность катализатора из атома ^ Н, для формирования гидрино в условиях плазмы, получаемой при воспламенении твердого топлива, подтвердилась путем наблюдения за излучением EUV и излучением черного тела при температуре 5500-6000К в результате воспламенения твердых топлив на основе углеводорода.
3. Спектральная идентификация молекулярного гидрино
Прогнозируемый продукт гидрино Н2 (1/4) идентифицировали с помощью Рамановской спектроскопии и XPS. Используя Thermo Scientific DXR SmartRaman с диодным лазером 780 нм, пик поглощения при 1982 см"1, имеющий ширину 40 см"1, наблюдали (фиг. 7) на фольге из металлического индия, которая была открыта для продукта газа после воспламенения последовательности из 50 воспламенений гранул твердого топлива. Каждая гранула содержала 100 мг Си + 30 мг деминерализованной воды, герметично закрытых в чашке DSC. Единственные возможные элементы, которые можно было рассмотреть, как источник, были In и О. Перестановки элемента управления не позволяли воспроизвести пик, только образцы, которые были открыты воздействию газа, представляли пик поглощения. Поскольку никакой другой элемент или соединение не известен, который может поглощать только 40 см"1 (0,005 эВ), линию в близком инфракрасном свете в диапазоне 1,33 эВ, учитывая (энергию лазера на 780 нм минус 2000 см"1) Ш (1/4). Пик поглощения, начинающийся в 1950 см"1, соответствовал вращательной энергии свободного пространства Ш (1/4) (0,2414 эВ) до четырех значащих цифр, и ширина 40 см"1 соответствовала расщеплению энергии орбитальной ядерной связи. Поглощение было назначено для пика обратного Романовского эффекта (IRE) для энергии
вращения Ш (1/4) для перехода от
• до
Колебательно-вращательную эмиссию
(так называемая полоса 260 нм) для/-/(1/ 4
захваченную в кристаллической решетки геттера из КС1, возбуждали падающим лучом электронов 6 кэВ, и спектр испускания возбуждения записывали, используя UV-спектроскопию без окон для геттера КС1 из герметично закрытого реактора, в котором происходила реакция с ружейным порохом, KNO3 и древесным углем из лиственных пород дерева, имеющим соединение С7Н4О. UV- спектр показал полосу шириной 260 нм,
содержащую пики Q (0), R (0), R (1), R (2), Р (1), Р (2), Р (3) и Р (4) для Н2 (1/4) в
промежутке целых чисел р2 для Н2, (р20.01509 eV= 0,249 эВ при р = 4). Реакция гидрино
производит в 200 раз больше энергии, чем у обычной химии с высокими взрывчатыми веществами, которые имеют структуру CHNO, которая является предпочтительной для формирования НОН и Н (уравнения (227-230)), и производство гидрино Ш (1/4) с помощью энергетического материала, такого, как черный порох, наблюдали. Поэтому, было бы целесообразно исследовать, является ли реакция гидрино механизмом для уникального формирования ударной волны с использованием энергетических материалов. Определенные характеристики и сигнатуры идентификации можно было бы ожидать. Чрезмерная мощность и энергетический баланс прогнозировали путем приложения большого тока к энергетическому материалу, поскольку такой механизм увеличивает кинетическую реакцию гидрино твердых топлив. Как показано в Таблице 10, NH4NO3, полученный из множества возможных энергий топлива при воспламенении большим током; в котором воспламенение возникало нетипично с точными количествами (5 мг) и без детонатора. При этом выполняли поиск получаемого в результате продукта гидрино этого энергетического материала. Рамановски спектры, полученные в металлической фольге из In, подвергали воспламенению среды в атмосфере аргона 50 мг NH4NO3, герметично закрытых на лотке DSC, и записывали, используя Thermo Scientific DXR SmartRaman спектрометр и 780 нм лазер. Обратный эффект пика поглощения эффекта Рамана наблюдали при 1988 см"1 (фиг. 8), что соответствовало энергии свободного ротора Ш (1/4) (0,2414 эВ) для четырех существенных цифр. Окончательное свидетельство представляет собой наблюдение за мягким рентгеновским излучением при воспламенении NH4NO3. Действительно, 125 Дж энергии мягкого рентгеновского излучения излучалось из 5 мг NH4NO3, воспламенявшихся в вакуумной камере, и для которого обеспечивалась возможность расширения таким образом, чтобы получаемая в результате плазма была оптически тонкой для такой эмиссии. Такой компонент энергии превышает максимальный, теоретический из прямой обычной реакции NH4NO3 12,8 Дж (уравнение
(232)) с коэффициентом 10. Таким образом, доминирующий источник высвобождаемой энергии из такого энергетического материала при этих условиях представляет собой формирование Ш (1/4). Последствия этого состоят в том, что отличительный аспект сильных взрывов, который приводит к возникновению ударной волны, не является экстраординарной обычной химической кинетикой; а скорее это представляет собой, в 200 раз превышающее высвобождение энергии при формировании гидрино. Поскольку Н имеет менее, чем в 10 раз меньшую массу, чем у соединений CHNO, становится физически возможным в 2000 раз больший выход энергии на массу, с более эффективным выводом ударной волны при оптимизации механизма гидрино.
Молекулярное гидрино Ш (1/р), такое, как Ш (1/4), может представлять собой по меньшей мере одно из поглощенных и захваченных в матрице, такую, как композитных неорганических соединений, такие, как соединения, содержащие галид, и соединения, содержащие кислород. Катионы множества соединений могут представлять собой катионы щелочных металлов, щелочноземельных металлов, переходных металлов, внутреннего перехода и редко-земельных металлов и металлоидов. Частицы кислорода могут содержать оксианион, такой как гидрооксид, карбонат, карбонат водорода, фосфат, фосфат водорода, дигидроген фосфат, сульфат, сульфат водорода, борат, метаборат, силикат, арсенат и другие оксианионы, в соответствии с раскрытием. Композит может быть сформирован с использованием по меньшей мере одной из механической обработки и нагрева. Механическая обработка может содержать перемалывание в шаровой мельнице. Композит может содержать дефекты решетки, такие как инклюзии, вакансии и несоответствие решеток, что обеспечивает для молекул гидрино возможность по меньшей мере одного из поглощения и захватов в матрице. Соответствующие примеры композитов, сформированные по меньшей мере одном из перемалывания в шаровой мельнице и нагрева, представляет собой КС1-КОН и KCI-K3PO4. Отношения могут быть любыми желательными, такими, как приблизительно один к одному процент масс или приблизительно один к одному моль проценту.
Другая успешная технология, подтверждающая при поиске спектров гидрино применяется при использовании Рамановского спектрометра, для записи колебательно-вращательного спектра Ш (1/4), как согласования флюоресценции второго порядка наблюдаемому спектру первого порядка в ультрафиолетове, в полосе электронного луча 260 нм. Рамановский спектр КОНКС1 (1:1 % масс) получаемого в результате газообразного продукта из 50 последовательных воспламенений в атмосфере аргона гранул твердого топлива, каждая из которых содержащая закупоренную чашку DSC 100 мг Си + 30 мг деминерализованной воды, был записан, используя спектрометр Хорибу
Джобин Ивон ЛЭБРЭМ Арамис Раман в режиме микроскопа, используя HeCd лазер 325 нм миль с увеличением 40Х. При этом не наблюдались какие-либо особенности в исходном материале геттера. Нагрев геттера, который содержал твердое топливо с гидрооксидом галидом, привел к последовательности низкой интенсивности Рамановских пиков, разнесенных через равную энергию 1000 см-1 (0,1234 эВ), наблюдавшихся в области от 8000 см"1 до 18 000 см-1. При этом наблюдали интенсивное, по порядку мигнитуды, увеличение последовательности пиков после экспозиции газом продукта воспламенения. Преобразование Рамановского спектра в спектр флюоресценции или фотолюминесценции выявило совпадение второго порядка колебательно-вращательного спектра Ш (1/4), соответствующего полосе 260 нм, впервые наблюдаемой при возбуждении электронного луча. При назначении Q (0) для наиболее интенсивного пика, назначения пика, представленные в Таблице 16 для Q, R и Р ответвлений для спектров, представленных на фиг. 9, составляли Q (0), R (0), R (1), R (2), R (3), R (4), Р (1), Р (2), Р (3), Р (4) иР (5), наблюдавшиеся при 13 183, 12 199, 11 207, 10 191, 9141, 8100, 14 168, 15 121, 16 064, 16 993 и 17 892 см"1, соответственно. Теоретические переходные энергии с назначениями пика, по сравнению с наблюдаемым Рамановским спектром представлены в Таблице 16 и на фиг. 10. Дополнительное твердое топливо, составлявшее 80 мг Ti + 30 мг ШО и 100 мг Ti + 50 мг А1 + 30 мг ZnCh + 15 мг ШО тестировали, как порошки с использованием геттера гидрино КОНКС1 (1:1 % масс), который не нагревался. Не нагревавшийся контрольный КОНКС1 (1:1 % масс) не показывал последовательность колебательно-вращательных пиков Ш (1/4), но твердое топливо Ti + ШО + Ti + Al + ZnCh + ШО показало то же спектральное свойство, которое представлено на фиг.х 9 и 10 с интенсивностью, большей, для к последнего топливного порошка.
R(0) R(l) R(2) R(3) R(4) 12 212
11 239
10 265
9 291
8 318
12 199
11 207
10 191
9 141
8 100
0,11
0,28
0,73
1,65
2,69
Считалось, что возбуждение возникало в результате UV высокой энергии и EUV излучения Не и Cd лазера, в котором оптика лазера является прозрачной до по меньшей мере 170 нм, и решетка (Labram Aramis 2400г/мм в системе с фокусным расстоянием 460мм с 1024 X 26 jum2 пикселей CCD) была дисперсионной и имела ее максимальную эффективность на стороне более короткой длины волны спектрального диапазона, то же диапазона, что и полоса 260 нм. Например, кадмий имеет очень интенсивную линию на 214,4 нм (5,8 эв), что соответствует энергии колебательно-вращательного возбуждения Ш (1/4) в матрице КС1 на основе данных возбуждения электронного луча. CCD также является наиболее чувствительным на 500 нм, в области второго порядка в полосе 260 нм, с центром в 520 нм.
В целом, Рамановские результаты, такие как наблюдение 0,241 эВ (1940 см"1), известного для пика Рамановского эффекта и полосы Рамановской фотолюминесценции с промежутком 0,2414 эВ, которая соответствовала спектру электронного луча 260 нм, находилась в строгом соответствии с молекулярным гидрино, имеющим межъядерное расстояние, которое составляло 1/4 Ш. Свидетельство последнего случая дополнительно обосновывается тем, что эта область не имеет известных пиков первого порядка или возможного назначения пиков матрицы в четырех существенных договоренностях о числовых данных с теоретическими прогнозами. Аналогичные результаты были получены с геттером КО-КзРСч (1:1 % масс). Такие характерные колебательно-вращательные сигнатуры Ш (1/4) соответствуют наблюдавшимся в тепловых и электрохимических ячейках.
Используя спектрометр Scienta 300 XPS, выполняли XPS в Лехай Университете на металлической фольге из индия, которая показала сильный пик 1982 см"1 IRE после воздействия газа из последовательности воспламенений гранул твердого топлива, каждая из которых содержала 100 мг Си + 30 мг деминерализованной воды, герметично закупоренных в чашке DSC. Сильный пик наблюдался при 498,5 эВ (фиг. 11), что нельзя было приписать каким-либо известным элементам. Na, Sn и Zn представляли собой единственные возможности, которые можно было легко устранить на основе отсутствия
любых других соответствующих пиков этих элементов, поскольку наблюдались только пики In, С, О и следы К. Пик соответствовал энергии теоретически разрешенной двойной ионизации молекулярного гидрино Ш (1/4). Этот результат подтверждает назначение молекулярного гидрино с использованием Рамановсокй спектроскопии, пика абсорбции обратного Рамановского эффекта с центром в 1982 см"1.
Используя спектрометр Scienta 300 XPS Лехай Университет, спектры XPS также были записаны для получения КОН-КС1 (1:1 % масс), последовательно подвергавшегося воздействию газом после трех воспламенений твердого топлива 70 мг Ti + 30 мг ШО, герметично закрытого в алюминиевой чашке DSC. Сильный пик наблюдали на 496 эВ (фиг. 12), который был назначен Ш (1/4), поскольку наблюдали только пики К, С, О, N и следы i. Ни один из этих элементов не имел пика в области, представлявшей интерес, и элементы, которые имели пик в области 496 эВ, не присутствовали на основе отсутствия любых других соответствующих пиков первичного элемента.
Используя спектрометр Scienta 300 XPS Лехай Университет, спектры XPS также были записаны на внутреннем геттере КОН-КС1 (1:1 % масс), который подврегался воздействию газа при воспламенении в атмосфере аргона твердого топлива 50 мг NH4NO3 + КОН + КС1 (2:1:1 масс) + 15 мг ШО, герметично закрытых в алюминиевой чашке DSC. Сильный пик наблюдали при 496 эВ (фиг. 13), который был назначен для Ш (1/4), поскольку наблюдались только пики К, Cu, CI, Si, Al, С, О и следы пиков F. Ни один из этих элементов не имел пика в области, представляющей интерес, и элементы, которые имели пик в области 496 эВ, не присутствовали на основе отсутствия любых других соответствующих пиков первичного элемента.
К. Механизм непрерывного мягкого рентгеновского излучения из разрядов низкой энергии, получаемых в результате зажима водорода и воспламенения сверхнизкого поля твердых топлив
а. Реакции катализатора в одном варианте осуществления, для непрерывного излучения EUV
Прогнозируют, что атомарный водород формирует порционные состояния энергии
/ ч 1111
Ридберга Н(1/р), вызываемые "атомы гидрино", в котором П =(р <137
представляет собой целое число), заменяет хорошо известный параметр п = целое число в уравнении Ридберга для возбужденных состояний водорода. Переход Н в стабильное
р - т + 1
р2 -13.6 eV
состояние гидрино L1 J, имеющий энергию связи г , происходит из-
за безизлучательного резонансного переноса энергии т 27.2 eV ( т представляет собой целое число) на соответствующий акцептор энергии. Используя тот же механизм, получаемая молекула ШО (не связанная с водородом в твердом, жидком или газообразном состоянии), может использоваться, как катализатор, путем приема 81,6 эВ (ш = 3), для формирования промежуточного продукта, эмиссия которого затухает в непрерывной полосе с отсечкой в области коротких длин волн на уровне 10,1 нм и с энергией 122,4 эВ. Постоянная полоса излучения 10,1 нм и переход к более длинным длинам волн для теоретически прогнозируемых переходов Н к более низкой энергии, так называемое состояние "гидрино" Н (1/4), наблюдали только, когда оно возникало из пульсирующих разрядов газа в с пинч-эффектом, содержащих некоторое количество водорода первоначально в BlackLight Power, Inc. (BLP) и затем воспроизведено в Гарвардском Центре Астрофизики (CfA) авторами P. Cheimets и P. Daigneau.
В ходе исследований по контакту с Партнерами по GEN3, спектры разрядов с пинч-эффектом под большим током чистого водорода и гелия были записаны в области EUV в Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) при попытке воспроизведения экспериментальных результатов, опубликованных BlackLight Power, Inc. (BLP), представляющих прогнозируемое непрерывное излучение водорода в области 10-30 нм. Альтернативные версии рассматривались для заявленной интерпретации непрерывного излучения, соответствующей излучению во время переходов Н с более низким состояниям энергии (гидрино). Непрерывное излучение наблюдали в CfA, в области 10-30 нм, что соответствовало результатам BLP. Учитывая низкую энергию 5,2 Дж на импульс, наблюдавшееся излучение в энергетическом диапазоне от приблизительно 120 эВ до 40 эВ, эти ссылочные эксперименты и результаты анализа плазменных газов, используя криофильтрацию для удаления загрязнений, и спектры металлического электрода, не было найдено какое-либо обычное пояснение, которое могло бы быть правдоподобным, включая загрязнения, тепловую эмиссию металлического электрода в отношении температуры электронов и тормозное излучение, рекомбинацию ионов, молекулярное и ионное излучение в полосе, и инструментальные артефакты, включающий в себя радикалы и энергетические ионы, реагирующие при CCD и повторном излучении Ш в камере детектора. Кроме того, прогнозируемую, избирательную, чрезвычайно высокую кинетическую энергию Н наблюдали по соответствующему Доплеровскому расширению Н а линии Балмера.
После переноса энергии в катализатор (уравнения (223) и (227)), сформировали
т + 1
промежуточный
имеющий радиус атома Н и центральное поле, составлявшее т+1 раз центрального поля протона. При этом прогнозировали уменьшение радиуса, по мере радиального ускорения электрона в стабильное состояние, имеющее радиус 1 / (m + 1) радиуса некатализированного атома водорода, с выходом
т -13.6 эв энергии. Крайняя полоса непрерывного ультрафиолетового излучения в
результате посредничества
т+\
- (например, Уравнение (224) и уравнение (228))
прогнозировали, что оно будет иметь отсечку в области коротких длин волн и
энергию
я > н
р=т+1 (
йот
, как представлено следующей формулой: 91.2
= тп2 • 13.6 eV : I
(233)
и продолжающееся до более длинных длин волн, чем соответствующая отсечка. Здесь полоса крайнего ультрафиолетового непрерывного излучения, из-за затухания посредника Н*[ан/4] прогнозируется, как имеющая отсечку в области коротких длин волн наЕ = т2 • 13,6 = 9 • 13,6 = 122,4 эВ (10,1 нм) [где р = т+1=4ит = 3в уравнении (5)] и продолжающаяся до более длинных длин волн. Непрерывная полоса излучения на 10,1 нм и продолжающаяся до более длинных длин волн для теоретически прогнозируемого перехода Н из состояния более низкой энергии в состояние так называемого "гидрино" Н (1/4), наблюдали только возникающее из пульсирующих зарядов газа с пинч-эффектом, содержащего некоторое количество водорода. Другое наблюдение, прогнозируемое в соответствии с уравнениями (223) и (227), представляло собой формирование быстрых атомов водорода в возбужденном состоянии, получаемых в результате рекомбинации быстрых Н+. Быстрые атомы приводил к росту расширенной эмиссии Балмера. Больше, чем 50 эВ расширения линий а Балмера, которые выявляют популяцию атомов водорода в экстра ординарно высокой кинетической энергии в определенных смешанных плазмах водорода, представляют собой известное явление; однако, этот механизм был спорным, в связи с традиционным взглядом на то, что он возникал из-за ускорения поля, не поддерживался данными и критические тестами. Скорее, было показано, что этот случай
связан с высвобождением энергии при формировании гидрино. Быстрый Н наблюдали в водородных сжатых плазмах с непрерывным излучением.
Два возможных катализатора, т Н и НОН, могли представлять источник полосы, наблюдавшейся в области от 10 до 30 нм. Присутствовали обе разновидности. Водород и добавленный плазменный газ были подтверждены видимыми спектральными линиями Балмера, и кислород из электродов был идентифицирован по характеристическим линиям ионов кислорода, где кислород реагировал с Н с формированием НОН на поверхности электрода. Для тестирования, является ли НОН доминирующим катализатором, записывали спектры пульсирующих разрядов водорода с пинч-эффектом, поддерживающихся металлическими электродами, каждый из которых формировал оксидное покрытие, которое термодинамически было нереакционно способным для восстановления Н. Эти результаты сравнивали с предыдущими результатами наблюдений за постоянной полосой, возникающей только из пульсирующих разрядов с пинч-эффектом, содержащих водород, с электродами, каждый из которых имел покрытие из оксида металла, который термодинамически является предпочтительным для восстановления Н, для формирования катализатора НОН.
Постоянное излучение в области от 10 до 30 нм, которое соответствовало прогнозируемым переходам Н в состояние гидрино Н (1/4), наблюдали только возникающее из пульсирующих разрядов с пинч-эффектом, содержащих водород с оксидами металла, которые термодинамически были предпочтительными для восстановления Н, для формирования катализатора НОН; в то время, как те, которые были нежелательными, не проявляли какой-либо непрерывного излучения даже при том, что тестируемы металлы с низкой точкой плавления не являлись чрезвычайно предпочтительными для формирования плазма с ионами металла, с сильным непрерывным излучением на коротких длинах волн при более мощных источниках плазмы. Из двух возможных катализаторов, ГП Н и НОН, последний, более вероятно, основан на поведении с электродами, покрытыми оксидом, и ожидание того, что интенсивности переходов Н в Н (1 / (ш +1)) показывают профиль Н (1/2) с А> 91.2лот> Н д0 н (1/3) с А> 22.8лот> Н д0 н (1/4) с А> \0Лпт ввиду меньшего поперечного сечения для N-частичных коллизий, где п равно 2, 3 и 4, соответственно. Катализатор НОН дополнительно был представлен, как образующий излучение EUV той же природы, путем воспламенения источника твердого топлива Н и катализатора НОН, при пропуске низкого напряжения и большого тока через топливо, для получения плазмы от взрыва.
Кинетика катализа Н в Н (1/4) с использованием катализатора НОН наблюдалась, как взрывная, когда большой ток, такой как 10 000-25 ООО А пропускали через твердое топливо, содержащее источник Н и НОН, встроенные в матрицу с высокой проводимостью. Для получаемой в результате расширяющейся плазма, излучающей очень яркий свет, прогнозировали, что она будет излучить непрерывное излучение EUV, в соответствии с уравнение (233), когда оно расширялось в вакуумной камере таким образом, что ее атмосферное давление быстро рассеивалось, для преодоления оптической толщины. Такой источник света сразу же преодолел любой альтернативный механизм непрерывной эмиссии EUV, такой, как возникающей в результат большого электрического поля, формирующего сильные заряженные ионы, поскольку напряжение источника тока воспламенения имело пиковое напряжение переменного тока ниже 15 В. Кроме того, химические реакции не позволяют получать больше, чем несколько эВ; тогда как непрерывное излучение составляло более 70 эВ (оценка выше 100 эВ с отсечкой на более коротких длинах волн с помощью алюминиевого фильтра). Благодаря оптической толщине элементов в плазме, линии ионного излучения наблюдали, как ожидалось, на фоне непрерывного излучения, в результате непрерывного поглощения и повторной эмиссии, в виде спектральных линий. Тот же механизм применяется для эмиссии плазмы Н с пинч-эффектом. В дополнение к НОН, как прогнозируется, т Н атомов, действующих, как катализатор, были засвидетельствованы в результате наблюдения за излучением EUV из твердого топлива, содержащего в высокой степени электропроводный материал и источник водорода, такой, как углеводород, через который протекал большой ток при низком напряжении.
Кроме того, катализатор т Н имеющий наиболее вероятный переход Н в Н (1/2), был показал активным в астрофизических источниках. В частности, реакции многочастичных коллизий Н с другими выступали, как катализатор для формирования вначале Н (1/р) на звездах, на солнце и в межзвездной среде, все из которых имеют большое количество атомарного X. Предпочтительные условия для коллизий Н-Н представляют собой очень плотную популяцию атомарного Н, такого, как на солнце и на звездах. Раскрытие постоянного излучения более высокой энергии из водорода, по мере того, как он формирует более стабильную форму, имеет астрофизические последствия, такие как гидрино, которое представляет собой кандидат для идентификациии черного вещества и соответствующей эмиссии, которая представляет собой источник небесного и звездного постоянного излучения большой энергии. Например, непрерывные спектры EUV белого карлика согласуются с профилем плазмы водорода с пинч-эффектом.
b. Экспериментальный способ
1. Спектры плазмы EUV с пинч-эффектом
Источник света и экспериментальная установка для записи спектров EUV пульсирующей плазмы, с использованием электродов из молибдена (Мо), тантала (Та), вольфрама (W), алюминия (А1) и магния (Mg), показаны на фиг. 14 и 15. Спектры были записаны, используя спектрометр EUV скользящего падения McPherson (Модель 248/310G), оборудованного решеткой с платиновым покрытым 600 г/мм или с платиновым покрытием 1200 г/мм. Угол падания составлял 87°. Разрешение длины волны составляло приблизительно 0,05 нм со входной шириной щели <1 мкм, свет EUV детектировали с помощью детектора CCD (Andor iDus), охлаждавшегося до -60°С. Кроме того, CfA предоставило спектрометр McPherson 248/310G с решеткой, покрытой платиной 1200 г/мм. Оба спектрометра и решетки CfA, и BLP использовались, как часть программы измерений.
Разрядная ячейка содержала полый анод (отверстие 3 мм) и полый катод (отверстие 3 мм) с электродами, изготовленными из Мо, Та, W, А1 или Mg (см. фиг. 14). Электроды были разделены зазором 3 мм. Источник питания постоянного тока высокого напряжения использовали для заряда батареи из двадцати конденсаторов 5200 пФ, соединенных параллельно с электродами. Катод поддерживали под напряжением -10 кВ перед инициированием, в то время, как анод был заземлен. В некоторых вариантах осуществления напряжение повышалось вплоть до -15 кВ и понижалось до -7 кВ, для определения влияния этого параметра на наблюдавшиеся спектры. Электронная пушка (Clinton Displays, Part #2-001), управляемая генератором импульсов высокого напряжения (DEI, PVX 4140), предоставляла пульсирующий электронный луч с энергией электрона 13 кэВ и длительностью импульса 0,5 мс. Электронный луч инициировали с пульсирующим разрядом высокого напряжения, с частотой повторения 5 Гц. Разряд также самостоятельно инициировался, для определения влияния электронного луча на спектральную эмиссию, и частота повторения инициируемого электронного луча изменялась в диапазоне от 1 до 5 Гц, для определения, представлял ли собой металл электрода источник непрерывного излучения, путем изменения температуры электрода и скорости испарения.
Ячейку разряда выравнивали по спектрометром, используя лазер. Детектор CCD стробировали синхронно с триггером электронного луча. Он имел время выдержки 100 мс для каждого импульса разряда, имеющего период пробоя приблизительно 300 не. Каждый записанный спектр содержал накопленное излучение от 500 или 1000 разрядов и в одном случае 5000 разрядов. Темновую частоту подсчета CCD вычитали из накопленного
спектра. Калибровку длины волны подтверждали по линиям OV и OVI из кислорода, присутствующего на электродах в форме оксидов металла. Излучение измеряли через отверстие, которое ограничивало поток газа от разрядной камеры в камеру детектора. Двухэтапная дифференциальная накачка приводила к низкому давлению газа в камере детектора (в диапазоне 1 XI О"6 Тор), в то время как давление газа в разрядной камере поддерживали в диапазоне от 0,1 до 1,3 Тор. Типичные скорости потока гелия сверхвысокой чистоты, водорода и их смесей находились в диапазоне от 1 до 10 кубических см в минуту, и давлением в разрядной камере управляли с помощью контроллера потока масс (MKS). Использовали, как масс-спектроскопию в режиме онлайн, так и видимую спектроскопию для мониторинга загрязнителей в газах, формирующих плазму.
Чистые спектры водорода EUV записывали, используя Алюминиевый фильтр (А1) (толщиной 150 нм, Luxel Corporation), для демонстрации того, что мягкие рентгеновские лучи излучались из плазмы. Положение детектора CCD в луче, рассеянное решеткой, изменяли от центрированного 20 нм на 10 нм, для определения отсечки коротких длин волн непрерывного излучения водорода на приблизительно 10 нм, используя решетку 600 г/мм и Та электроды.
2. Спектры EUV воспламенившегося твердого топлива и спектральное измерение оптического баланса энергии EUV
Спектроскопию EUV (фиг. 16) выполняли для образцов твердого топлива, содержащих (i) 0,08 см2 проводника из никелевого экрана, покрытого тонким ( <1 мм толщиной) покрытия из пленочного литья NiOOH, 11 % масс углерода и 27 % масс порошка Ni, (ii) 40 мг Ag (87 % масс) + ВаЬ 2ШО (13 % масс), (ш), 5 мг энергетического материала NH4NO3, герметично закрытых в чашке DSC (75 мг) (алюминиевый тигель объемом 30 мкл, D: 6,7 мм X 3 мм (Setaram, S08/HBB37408) и алюминиевой крышкой D: 6,7 мм, штампованной, плотной (Setaram, S08/HBB37409)) (чашка DSC), (iv), 5 мг энергетического материала в виде ружейного пороха, закрытого в алюминиевой чашке DSC, и (v), 30 мг парафина, закрытого в чашке DSC. Каждый образец содержался в вакуумной камере, в атмосфере, разреженной до 5 X 10"4 Тор. Материал ограничивался между двумя медными электродами точечного сварочного аппарата (Taylor-Winfield model ND-24-75, 75 кВА) таким образом, что горизонтальная плоскость образца была выровнена с оптикой спектрометра EUV, как подтверждалось лазером выравнивания. Считалось, что электроды позволяли устанавливать больший пространственный угол излучения света для гранулы из Ag (87 % масс) + ВаЬ 2ШО. Образец подвергали
воздействию электроэнергии с коротким импульсом, низким напряжением и большим током. Приложенное напряжение 60 Гц переменного тока было меньше, чем 15 В в пике, и пиковый ток составлял приблизительно 10 000-25 000 А. Большой ток приводил к воспламенению образца в виде излучающей яркий свет расширяющейся плазмы с давлением, близким к атмосферному. Для того, чтобы сделать плазму оптически тонкой, такой, чтобы мог излучаться свет EUV, воспламенение выполняли в вакуумной камере объемом 12 литров, в которой размещали воспламенявшийся образец. Давление в камере составляло 1 х 10"4 Тор. Спектр EUV записывали, используя спектрометр EUV скользящего падения McPherson (Модель 248/310G), оборудованный решеткой, покрытой платиной 600 г/мм. Угол падения составлял 87°. Разрешение длины волны при ширине входной щели 100 мкм составляло приблизительно 0,15 нм в центре CCD и 0,5 нм на границах окна диапазона длин волн CCD, составлявших 50 нм. Два алюминиевых фильтра (Luxel Corporation) были помещены на пути света, для блокирования интенсивного видимого света и для предотвращения повреждения спектрометра осколками взрыва. Пропускная способность каждого А1 фильтра имела окно пропускания в диапазоне от 17 нм до 80 нм, как показано на фиг. 17А. Первый А1 фильтр толщиной 800 нм поместили перед входной щелью спектрометра, и второй А1 фильтр толщиной 150 нм поместили между решеткой и детектором CCD. Для поиска отсечки в области коротких длин волн 10,1 нм непрерывного излучения перехода Н (1/4), при избирательном блокировании видимого света, поместили фильтр Zr толщиной 150 нм (Luxel Corporation) на пути света между решеткой и детектором CCD. Пропускная способность фильтра Zr составляла окно пропускания в области 10 нм, как показано на фиг. 17В. Расстояние от воспламенившегося источника плазмы твердотопливного образца до входа в спектрометр составляло 75 см, свет EUV детектировали с помощью детектора CCD (Andor iDus), охлажденного до -60 °С. Детектор CCD был установлен по центру на 20 нм, и покрытие области длин волны составляло от 0 до 45 нм. Известные линии ионов кислорода и азота, наблюдавшиеся в спектре разряда импульса высокого напряжения, использовались для калибровки длин волн в области от 0 до 45 нм. Спектр калибровки получали для разряда высокого напряжения в воздушном плазменном газе при 100 мторр, используя W электроды.
Водородная плазма с пинч-эффектом, сформированная с помощью способов и систем, в соответствии с секцией b.l, использовалась, как стандартный источник света, известный при излучаемой падающей энергии, определенной с помощью эффективного расчета энергии, содержащейся в конденсаторах, с преобразованием в свет с эмиссией, рассматриваемой, как исходная точка. Падающую энергию корректировали для
расстояния и пространственного угла для получения плотности энергии для плазмы Н2 в щели. Используя размеры щели, рассчитывали фотонную энергию, проходящую через щель 50 мкм. Коррекция для эффективности решетки, для EUV 15 %, квантовая эффективность CCD (QE) для EUV 90% степени передачи А1 фильтра (А1 фольга 0,15 мкм) 80%, и степени передачи А1 фильтра (А1 фольга 0,8 мкм) 15% дали рассчитанную энергию детектирования. Измеряли общее количество подсчитанных фотонов EUV калибровки спектра плазмы Ш с пинч-эффектом (секция b.l). Используя среднюю длину волны фотона 40 нм, где А1 фильтр имел полосу пропускания от 17 до 80 нм, рассчитывали соответствующую измеренную или наблюдавшуюся энергию. Отношение рассчитанной и наблюдавшейся энергии дало коэффициент калибровки, который учитывал другую неэффективность при детектировании. Обратное применение фотонной энергии при средней длине волны 40 нм и коэффициентах коррекции, применявшихся для общей величины подсчета фотонов EUV твердого топлива, позволило рассчитать соответствующую падающую энергию излучения.
3. Воспламенение твердых топлив на основе ШО при низком напряжении, большом токе и определение длительности плазмы
Тестовые образцы, содержащие (i) твердое топливо на основе ШО 100 мг Си (все металлические вещества были в виде порошка, вода была деионизирована) + 30 мг ШО герметично закрыли в чашке DSC, 80 мг Ti + 30 мг ШО, герметично закрытые в чашке DSC, 1 см2 проводника никелевого экрана, покрытого тонким (толщиной <1 мм) покрытием беспленочного литья из NiOOH, 11 % мае углерода и 27 % масс Ni порошка, и 55,9 мг Ag (10 % масс), нанесенное, как покрытые на Си (87% масс) + ВаЬ 2ШО (13 % масс), (ii), на парафин твердого топлива основе углеводородов, герметично закрытый в чашке DSC, (ш) контрольные реакционные смеси на основе ШО, содержавшие 185 мг In + 30 мгСаС12+ 15 мгШО, 185 мг In + 30 MrZnCh + 15 мг ШО, 185 мг Bi + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, и 185 мг Sn + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, которые не обладали каталитическими свойствами, для формирования гидрино, и (iv), контрольные проводящие материалы, не содержащие ШО, такие, как предварительно дегидратированная металлическая фольга и петля из золотого провода диаметром 0,0254 см и петля из провода InSn диаметром 2,38 мм, в котором каждый провод был ориентирован для протекания осевого тока и был предварительно нагрет в вакууме. Образцы загружали в электроды сварочного аппарата Acme 75 кВА, который активировали для подачи большого тока через каждый из них. Переменный ток составлял обычно в диапазоне от 10 000 до 30 000 А, и пиковое напряжение обычно находилось на уровне меньше, чем 6 В, за исключением проволочных
образцов, имеющих намного более низкий ток, из-за низкого напряжения и относительно высокого сопротивления.
Временное поведение твердых топлив на основе ШО, таких, как Си + ШО и Ti + ШО, и парафинового твердого топлива на основе углеводородов, все из которых были закрыты в чашке DSC, измеряли с помощью фотодиода (Thorlabs, модель SM05PD1A), имеющий спектральный диапазон от 350 до 1100 нм, пиковую чувствительную длину волны 980 нм, активная площадь 13 мм2, время подъема/падания 10 не, и емкость перехода 24 пФ при 20 В. Сигнал усиливали, используя усилитель (Опто диод модели РА 100) с усилением IX и смещением 10 В, и записывали, используя регистратор 60 МГц (Pico Technology, Picoscope 5442В) на интервале сканирования 25 не. Расстояние измерения составляло 25 см. Временное разрешение фотодиода подтвердили, как находящееся в пределах спецификации, путем записи отклика на светодиод, на который подавали импульсы 1мкс, Юмкс и 1 мс, которые генерировали с помощью преобразователя функций (Agilent 33 220А Генератор произвольной формы колебаний 20 МГц). В каждом случае наблюдали прямоугольную волну шириной, составлявшей временную ширину импульса.
Расширявшуюся плазму, сформированную в результате воспламенения твердого топлива, записывали с помощью высокоскоростной видеокамеры Фантом v7.3 с частотой в диапазоне от 6500 и до 150 000 кадров в секунду. Используя линейку на фоне видеоизображения, определили скорость расширения плазмы от увеличения расстояния между кадрами и временного интервала между кадрами. Скорость расширения фронта плазмы после воспламенения твердого топлива 100 мг Си + 30 мг ШО запечатанных в чашке DSC, также измеряли, используя пару пространственно разделенных зондов проводимости. Первый зонд находился на расстоянии 2,54 см от места возникновения, и второй находился на расстоянии 1,5875 см, дальше в радиальном направлении относительно первого. Каждый зонд содержал два медных провода, разделенные 1,27 см со смещением 300 В, приложенным к первоначально разомкнутой цепи. Провод заземления для пары проводов каждого зонда имел оконечный резистор 100 Ом. К резистору были подключены 10Х зондов регистратора к нему, для измерения проводимости, как функции времени, используя регистратор, который измерял напряжение через зонды регистратора. Временная шкала 10 не была получена, используя регистратор 60 МГц (Pico Technology, Picoscope 5442В) при 125 MS/c. Напряжение триггера регистратора составляло 3 В.
Эмиссию плазмы гранул твердого топлива, содержащих 55,9 мг Ag (Си) (87 % масс) + ВаГ 2ШО (13 % масс), синхронно записывали при 17 791 кадров в секунду, используя
соответствующие параметры мощности, как функцию времени, для определения взаимосвязи оптической мощности от воспламенившегося топлива и входной мощности. Камера с образцом была прочищена аргоном и заполнена атмосферой криптона. Использовавшаяся камера представляла собой камеру Color Edgertronic, и следы тока и напряжения, как функцию времени, записывали с разрешением по времени 12 микросекунд на образец, используя систему получения данных (DAS), содержащую ПК с модулем получения данных National Instruments USB 6210 и Labview VI. Катушку Роговского (Модель CWT600LF с кабелем 700 мм), которая имела точность 0,3%, использовали, как источник сигнала тока, и аттенюатор напряжения использовали для перевода аналогового входного напряжения в диапазон +/-10В, в соответствии с USB 6210. Кроме того, Picoscope 5442В использовали также для отслеживания сигнала напряжения с разрешением по времени 208 наносекунд на образец.
Видимый спектр в области длин волн ор 350 нм до 1000 нм записывали, используя Ocean Optics видимый спектрометр, соединенный с оптоволоконным кабелем (Ocean Optics Jaz, с детектором ILX511b, фильтром OFLV-3, линзой L2, прорезью 5 мкм, 350 -1000 нм).
4. Спектральное измерение видимого оптического баланса мощности Образцы твердого топлива, содержащего 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытые в А1 чашке DSC, проводник никелевого экрана 1 см2, покрытый тонким (толщиной < 1 мм) покрытием пленочного литья из NiOOH, 11 % масс углерода и 27 % масс порошкового Ni, и 5 мг энергетического материала NH4NO3, герметично закрытые в чашке Al DSC, воспламеняли путем приложения пика напряжения 60 Гц 3-6 В и пикового тока приблизительно от 10 000 до 25 000 А. Видимые плотность энергии и спектры плотности энергии записывали, используя видимый спектрометр Ocean Optics. Спектрометр был откалиброван для плотности оптической энергии, используя стандартный источник света Ocean Optics HL 2000 и радиометр (Dr. Meter Model SM206). Для обеспечения того, что световой импульс с краткой длительностью по времени твердого топлива был записан, калиброванный спектрометр использовали для записи, и интеграции по времени спектра распределения плотности мощности воспламенившегося твердого топлива в течение длительности 5 мс, которая была намного длиннее, чем длительность импульса света, составлявшую менее 1 мс. Фоновый свет был отключен во время записи. Несмотря на то, что фактическое время получения было коротким, расстояние записи составляло 353,6 см от места происхождения взрыва, для исключения насыщения из-за порядков магнитуды более сильной интенсивности эмиссии плазмы, чем у обычной лампы. Общую плотность,
определенную путем интеграции спектра плотности энергии на диапазон длин волн, разделили на измеренное время длительности импульса и скорректировали для расстояния записи. Расстояние определяли, как средний сферический радиус, в результате расширение плазмы, рассчитанного по измеренной скорости расширения и времени длительности события света, оба измеренные с помощью способов, в соответствии с секцией Ь.З.
5. Измерение давления, развившегося в результате детонации твердого топлива
Пиковая побочное избыточное давление, развившееся в результате детонации твердого топливо, содержащего 30 мг ШО, герметично закрытого в чашке DSC, 100 мг Си + 30 мг ШО герметично закрыли в чашке DSC, и 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытых в чашке DSC, измеряли, используя модель Piezotronics 137В23В РСВ кварцевый датчик давления при взрыве с РСВ Piezotronics ICP с модель 482С05 формирователь сигнала датчика ICP с четырьмя каналами. Полный шкала кварцевого датчика составляла 50 PSIg. Линейность составляла 0,10% от полной шкалы (0,05 PSIg). Неопределенность составляла +/-1% относительно ширины в пределах уровня доверительности 95%, и разрешение составляло 10 mPSIg. Датчик был калиброван с возможностью отслеживания NIST. Сигнал был записан с помощью системы получения данных, такой, как National Instruments USB-6210 модуль 6210 с частотой выборки вплоть до 250 kS/s или цифровой осциллограф Picoscope 5442В с частотой выборки вплоть до 125 MS/c. Датчик кварцевого взрыва был расположен на расстоянии 13 дюймов от точки происхождения взрыва.
6. Измерения расширения линий Н а Балмера
Ширина линии Н аБалмера 656,3 нм, излучавшейся из плазмы воспламенившегося твердого топлива 100 мг Си + 30 мг ШО и 80 мг Ti + 30 мг ШО, обе герметично закрытые в чашке DSC, записывали для определения плотности электронов. Эмиссия плазмы была соединена через оптоволоконную связь со спектрометром Джобина Ивона Хорибы 1250 m через UV (200-800 нм) оптоволоконный кабель высокого качества. Спектрометр имел фокусное расстояние 1250 мм с решеткой 2400 г/мм и детектор, содержащий модель Symphony, охлаждаемый жидким азотом, освещавшимся позади массивом 2048 х 512 CCD с размером элемента 13,5 мкм х 13,5 мкм. Разрешение спектрометра определяли, используя линии лазера HeNe 632,8 нм со входной и выходной щелями, установленными на 20 мкм. Фоновый свет был выключен во время записи.
7. Баланс энергии LED ячейки SF-CIHT с фотоэлектрическим преобразованием
Последовательность воспламенений выполняли для гранул из твердого топлива, каждая из которых содержала 80 мг Ti + 30 мг ШО, герметично закрытых в чашке DSC. Гранулы прилипли к медной металлической полоске с промежутком 1,9 см, и эта полоса была сформирована вокруг вращающегося диска шовного сварочного устройства National Electric Welding Machines seam welder (100 kVA Model #100АОРТ SPCT 24) и воспламеняли при приложении пикового напряжения 60 Гц переменного тока на уровне приблизительно 4-8 В и пикового тока приблизительно 10 000 - 35 000 А. Скорость вращения регулировали так, что детонации возникали, когда ролик перемещал каждую гранулу в центральное положение верхней мертвой точки шовного сварочного устройства на частоте детонации приблизительно 1 Гц. Очень яркие вспышки белого света преобразовывались, используя фотогальванический преобразователь, и электричество рассеивалось в массиве светодиодов (LED).
Трехсторонняя металлическая рама, прикрепленная стенками Лексан из прозрачного поликарбоната была установлена вокруг дисков шовного сварочного устройства таким образом, что ближайшее разделение стенок прямоугольного ограждения от дисков сварочного устройства составляло приблизительно 20 см. Солнечную панель 30 Вт, 12 В прикрепили к каждой из трех стенок ограждения. Каждая панель содержала ячейки из высокоэффективного поликристаллического кремния, закаленного стекла с низким содержанием железа и пленки EVA с задним листом ТРТ к инкапсулирован ячейкам с рамкой из анодированного алюминиевого сплава (Тип, 6063-Т5 UL Solar) Другие спецификации солнечной панели составляли: ячейка (поликристаллический кремний): 15,6 см X 3,9 см; количество ячеек и соединений: 36 (4 х 9); размер модуля: 66,6 X 41,1 X 2,50 см; вес: 3,63 кг. Электрические характеристики представляли собой следующие: мощность при STC: 30 Вт; максимальное напряжение электроэнергии (Vpm): 17,3 В; максимальный ток электроэнергии (Ipm): 1,77 А; напряжение разомкнутой цепи (Voc): 21,9 В; ток короткого замыкания (Isc): 1,93 А; допуск: ± 5 %; условия стандартного тестирования: температура 25°С, интенсивность облучения 1000 Вт/м2, AM = 1,5; максимальное линейное напряжение: 600 В постоянного тока; последовательность номинальных значений предохранителя: 10 А; температурный коэффициент Isc: 0,06 %/К, Voc:-0,36 %/К, Ртах:-0,5 %/К; Рабочая температура: от -40°С до +85°С; влажность при хранении: 90%; тип выходного вывода: распределительная коробка; кабель: 300 см.
Солнечные панели были соединены с массивом LED. Массив LED содержал Genssi LED Off Road 4X4 Work Light Waterproof 27 Вт, 12 В, 6000 К (пятно на 30 градусов), оптовый поставщик LED 5 м гибкой световой полосы. LED с 300xSMD3528 и клеящая
задняя сторона, 12 В, Белый, 2026WH (в сумме 24 Вт), и 9 Вт, 12 В Underwater LED Light Landscape Fountain Pond Lamp Bulb White. Общая оценка выхода энергии при нормальном напряжении и мощности в ваттах LED составляла 27 Вт + 24 Вт + 9 Вт = 60 Вт. Совместная выходная мощность трех солнечных панелей составила 90 Вт при воздействии одних солнечных установившихся состояний.
с. Основные экспериментальные результаты и обсуждение 1. Спектры EUV плазмы с пинч-эффектом
Спектры излучения EUV, инициированных электронным лучом разрядов с пинч-эффектом в чистой атмосфере гелия и водорода, записанные спектрометром EUV скользящего падения с электродами из Мо, Та и W, и используя разные решетки, спектрометры и количествами наложений изображения CCD, представлены на фиг. 18А-D. Представленные выше спектры разрядов высокой чистоты в гелии измеряли, как ссылку для удостоверения непрерывных свободных спектров в отсутствие водорода. Известные линии ионов гелия наблюдали в отсутствие любого непрерывного излучения. Линии ионов кислорода также наблюдали аналогично во всех спектрах, включающих в себя спектры разрядов водорода из-за оксидной пленки на металлических электродах. В отличие от спектров гелия, наблюдали непрерывную полосу при разряде чистого водорода. Непрерывное излучение в области от 10 до 30 нм наблюдали в результате разряда водорода, независимо от материала электрода, спектрометра или решетки с интенсивностью, пропорциональной частичному давлению водорода. Эту зависимость непрерывной интенсивности давления Ш также наблюдали в смеси гелий-водород, как показано на фиг. 19. Выполняли поиск обычных механизмов непрерывного излучения, уникального для водорода в области, ранее не известной для водорода. Учитывая низкое значение энергии 5,2 Дж на импульс, наблюдаемое излучение в диапазоне энергии от приблизительно 120 эВ до 40 эВ, ссылочные эксперименты и анализ газов плазменных, криофильтрация для удаления загрязнителей и спектры металла электрода, не было найдено обычное пояснение в предшествующей работе, которое могло бы быть правдоподобным, включая в себя загрязнители, тепловую эмиссию металла электрода, и тормозное излучение, рекомбинацию ионов, излучение молекулярной или молекулярной полосы ионов, и артефактов от инструментов, в которых используются эти радикалы и энергетические ионы, реагирующие при повторном излучении CCD и Нг в камере детектора.
Учитывая потенциальные катализаторы и механизмы непрерывного излучения в плазмах Н и смешанных плазмах Н, поддерживаемых с помощью металлических
электродов, на каждый из которых было предусмотрено окисное покрытие, первичные кандидаты катализатора составляли и НОН, и оба они были активными. Энергия, высвобождавшаяся с использованием НОН, в качестве катализатора, составляла 122,4 эВ из посредника Н * (1/4), и энергия, включающая катализатор НОН во время перехода к 204 эВ, могла привести к эмиссии на 6 нм. Аналогично, в водородно-гелиевой микроволновой плазме, Н подвергается катализу под действием Н (m = 1) в качестве катализатора, может привести к росту совместного обмена энергий общей энергии 40,8 эВ при возбуждении для перехода Не (Is2) до Не (ls12p1) (58,5 нм, 21,21 эВ), что позволяло получить широкую непрерывную эмиссию при X < 63,3 нм (> 19,59 эВ). В экспериментах с независимым дубликатом широкое излучение 63,3 нм по своей природе и непрерывное излучение наблюдали в микроволновых плазмах гелий-водород и в водородных плазмах с
не должно представлять собой преобладающий источник непрерывного излучения, поскольку плазма содержала водород и некоторую часть кислорода из электродов. Используя катализатор т Н, возможности для непрерывного излучения в этом диапазоне составили непрерывные 10,1 нм (ш = 3 в уравнениях (223-226) и (233)), и непрерывные 22,8 нм (ш = 2 в уравнениях (223-226) и (233)). Одна часть свидетельства против ЯЩ, в качестве катализатора, состояла в том, что любая непрерывность 10,1 нм должна быть существенно меньше по интенсивности, чем излучение непрерывности 22,8 нм. В отличие от этого, свидетельство для катализатора НОН, состоит в том, что интенсивность для непрерывности 10,1 нм наблюдали, как более высокую в сжатых плазмах Н с электродами W и Та. Это поясняется, что НОН, имеющий непрерывное излучение 10,1 нм, в качестве источника полосы 10-30 нм. Твердые топлива, содержащие оксиды металла и гидрооксиды, которые подвергались восстановлению водорода, для формирования НОН, показали существенный выход энергии. Эти результаты, а также результате электрохимических ячеек (СШТ), использующих катализатор НОН, показали, что катализатор НОН обладает намного более высокой кинетикой, чем катализатор т Н, и реакция является предпочтительной при использовании оксидов металла, таких, как Мо, W и Та, которые предпочтительно подвергаются восстановлению водорода, для формирования катализатора НОН. Прочные линии ионов кислорода в непрерывном пространстве от сжатой плазмы Н показывают присутствие оксида металла, который является допустимым для механизма НОН. И, наоборот, оксиды металла, которые не были термодинамически предпочтительными в направлении реакции формирования НОН, такие, как А1 и Mg, показанные на фиг. 20A-D,
не проявляли непрерывное излучение в условиях низкой энергии 5 Дж на импульс, в соответствии в температурой электронов, оценка которой проявляла <10 эВ нашего источника сжатой плазмы.
Все металлы с высоким Z непрерывно излучают при достаточно высокой электронной температуре. В частности, авторами Ave и др., представлено, что А1 формирует сильное непрерывное излучение ионов металла при намного более высоких энергиях и температурах электронов. Любое совпадение между непрерывной эмиссией нашего источника и тем, что типично наблюдается при на два порядка более высокой температуре электронов, которая достигается другими намного более мощными источниками, может возникать ввиду вторичной эмиссии электронов после адсорбции непрерывного излучения высокой энергией атомов металла, для формирования в высокой степени ионизированных ионов металла в плазме или ввиду существенного увеличения фоновой эмиссии окружающей частиц, таких, как ионы с низкой распространенностью с использованием того же механизма. Например, температура электронов 163 эВ требуется для наблюдения непрерывного излучения W в источнике ЕВ IT. При очень низкой температуре электронов наш источник водорода с пинч-эффектом оценивался, как находящийся на уровне <10 эВ, любое излучение высоко ионизированных ионов, которое в противном случае потребовало бы намного более высокой температуры электронов, чем фактическая температура, должно иметь место за счет высокой энергии, предусмотренной в соответствии с уравнениями (223-230) и (233). Такое ионное излучение представляет собой нетепловое свойство, что подтверждается отсутствием требуемого излучения линий этих ионов и равновесных частиц в видимой области. Тот же механизм показан в солнечной короне, как основание нетепловой высокоионизированной эмиссии ионов, а также эмиссии ионов у звезд - белых карликов в секции с.9. В последнем случае наблюдали фактические линии спектра поглощения меньшей части частиц в непрерывном фоновом излучении (фиг. 35). Таким образом, это излучение не соответствовало температуре электронов, учитывая наблюдавшиеся ионы и соотношения интенсивности линии. В частности, как и в случае анода W, очень слабое атомарная эмиссия видимого W и низкая температура электронов не поддерживают непрерывность коротких длин волн, возникающих в результате высоко-ионизированных ионов W до тех пор, пока присутствует источник энергии непрерывного излучения, для возбуждения этих ионов, если они в противном случае присутствуют с низкой распространенностью. Данное объяснение эмиссии высоко-ионизированного иона подтверждается также наблюдением того же типа ионной эмиссии из источника плазмы, который не имеет большого электрического поля, а именно, запущенного твердого топлива, как показано в секции с.6.
В случае, когда среда является обладает большой оптической толщиной в некоторых областях длин волн, может наблюдаться только часть широкой эмисии (Фиг. 18А по сравнению с фиг.и 18B-D). Следовательно, непрерывное излучение может опосредованно наблюдаться при высоко-ионизированной эмиссии ионов, которая не соответствует тепловому происхождению в смысле ионов и отношении интенсивности. Эмиссия зависит от атомарного и ионного сечений поглощения и повторной эмиссии непрерывного излучения, а также от падающего профиля континуума. Последний зависит от реакций гидрино, которые, в свою очередь, также зависят от среды, в которой другие частицы, кроме Н, могут использоваться в качестве катализатора, такие, как в случае НОН, используемого, как катализатор. Также может наблюдаться эмиссия ионов в результате каталитической реакции, такой, как представлено в уравнениях (223) и (227). Что касается использования НОН в качестве катализатора, послесвечение иона О можно ожидать в соответствии с уравнением (227), в котором 81,6 эВ могут привести к получению высоко-ионизированных ионов кислорода. В разрешенных по времени эксперименты, использующих детектор множителя электронов в канале и многоканальный скалярный счетчик, непрерывная эмиссия наблюдалось только во время короткого импульса; тогда как ионы кислорода показали длительное послесвечение. Например, непрерывность при 25,0 нм имела короткий срок существования приблизительно 0,5 мкс по сравнению с длительностью существования 4мкс линии ионов 03+ при 23,9 нм. Таким образом, наблюдение за линиями иона О в отсутствие сильных линий металлического иона рассматривали, как длительноет время жизни возбужденного состояния иона О, которые возбуждались в результате реакции катализа, в дополнение к адсорбции и повторной эмиссии непрерывного излучения EUV. Такое наблюдение дополнительно подтверждает НОН как активное вещество в эмиссии водородной плазмы с пинч-эффектом. Аналогично, эмиссию гелия наблюдали, как имеющую длительное послесвечение с Не+, выступающим в качестве катализатора на 54,4 эВ (2 27.2 eVy
Уникальным образом, только добавление водорода формирует или по меньшей мере существенно усиливает непрерывность и интенсивность плазмы в случаях, в которых формирование катализатора НОН является предпочтительным. Добавление Н к сжатой плазме гелия уменьшает время жизни ионов гелия; таким образом, добавление Н должно также ухудшать любой континуум ионов металла; напротив, наблюдается полностью противоположное. Эффект охлаждения с помощью примеси газа и загрязнений приведен в отчетах Trabert. В отличие от указанного, отсутствует непрерывное излучение, например, с кислородом, аргоном, гелием, азотом, воздухом или их смесями. Излучение короткой длины волны в области 10-22 нм анода Мо, для формирования сжатой плазмы Н2, не
соответствовало обычным моделям плазмы, как подчеркнуто авторами Phelps и Clementson, которые не смогли исключить объеяснение на основе гидрино. Непрерывность не может поясняться рассеянием Н, как предложено авторами Phelps и Clementson, поскольку Н+ ускорялись в направлении катода и бомбардировали катод; таким образом, непрерывность не зависит от катода металла. Кроме того, объяснение увеличенного рассеяния электронов на аноде нивелировалось, поскольку наблюдалась непрерывность со следами Н, присутствующими в плазме, не содержащей водород, такой как чистая гелиевая плазма, имеющие независимые плазменные параметры от 100%-ой гелиевой плазмы. Такое наблюдение также нивелировало расширенный аргумент оптический непрозрачности в отношении ухудшенной передачи непрерывности гелия по сравнению с водородом. Дополнительные наблюдения также показали отсутствие непрерывности от гелия, даже когда длительность пути света между плазмой и детектором была уменьшена на коэффициент одной второй, что дополнительно уменьшило аргумент оптической непрозрачности. Переход гидрино представляет собой единственное разумное пояснение для всех этих результатов. Кроме того, энергия, высвободившаяся при реакции гидрино, может объяснять непрерывное излучение мощности в соответствии с излучением EUV из входной мощности на основе скорости потока Н2 и доступность, энергию на переход, и квантовый выход для континуума EUV.
Аналогичным образом, наблюдавшийся быстрый Н мог возникать в результате энергии, высвобожденной при формировании гидрино под действием катализатора НОН, в частности, в случаях, таких, как плазма водяного пара, где уширение было больше, чем 100 эВ. НОН также мог представлять существенный вклад при добавке к катализатору "1Нв плазме водорода, в которой наблюдали, что Н требует поверхности для достижения существенного эффекта в смысле фракционной популяции и энергии. Например, поскольку расширение линий не наблюдалось в плазме водорода, до тех пор, пока была представлена поверхность, такая, как металл, которая могла поддерживать формирование атомарного Н или НОН. Ячейки с тлеющим разрядом и радиочастотным разрядом, содержащие металлические электроды, проявляли сильный эффект. Металлы обычно имели покрытие из оксида, таким образом, что механизм катализатора мог представлять собой НОН, а также тН. Это могло пояснять значительную часть населения при очень высоких значениях энергии > 100 эВ в случаях, когда плазма Н после большой длительности горения, в которой требовалось медленное накопление кислорода для получения аналогичного расширения плазмы ШО. В дополнение к непрерывному излучению в области 10-30 нм и чрезвычайно быстрому Н, дополнительное подтверждение того, что энергия высвобождавшаяся при формировании гидрино,
приводила к высокой кинетической энергии Н, составляло наблюдение ToF-SIMs за ионами, прибывающими перед m/e = 1, что подтверждало, что высвобождение энергии, в соответствии с уравнениями (226) и (230), проявлялось, как высокая кинетическая энергия Н" приблизительно 204 эВ.
2. Воспламенение твердого топлива на основе НгО при низком напряжении, большом токе, а также определение длительности плазмы
Образцы твердого топлива на основе ШО, такие, как Си + ШО, герметично запечатанные в чашке DSC, Ti + Ш, запечатанные в чашке DSC, и NiOOH + Ni + С, а также контрольные проводящие материалы, не содержащие ШО, такие как петля из золотого провода диаметром 0,010 дюймов, ориентировали для осевого протекания тока, и металлическую фольгу, предварительно нагретую в вакууме, загружали в электроды сварочного аппарата Acme 75 KVA, который активировали для получения большого тока через каждый образец. Только резистивный нагрев наблюдали для контроля. Дополнительные реакционные смеси на основе ШО, которые не были каталитическими для формирования гидрино и использовались, как контроль, такие как 185 мг In + 30 мг CaCh + 15 мг ШО, 185 мг In + 30 мг ZnCh + 15 мг ШО, 185 мг Bi + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО и 185 мг Sn + 30 мг ZnCh + 5 мг ШО, также показали только поведение резистивного нагрева.
Активные твердые топлива на основе ШО проявляли детонацию с громким взрывом, ярким излучением света и ударной волной давления. Выглядело так, что каждый образец полностью испарялся и распылялся с формированием ионизированной, расширяющейся плазмы, в соответствии с высокоскоростным видеоизображением, полученным используя камеру Фантом v7.3 при скорости съемки 6500 кадров в секунду (фиг. 21А). При синхронизированной записи излучения плазмы со скоростью 17 791 кадров в секунду и при соответствующем токе и напряжении, как функция времени (фиг. 21В), воспламенение твердого топлива Ag (Си) + ВаЬ 2ШО показало, что плазма существовала в течение 21,9 мс, в то время, как входная мощность была равна нулю при времени плазмы 1,275 мс. Плазма, имеющая мощность приблизительно 100 кВт, без электрической входной энергии и без какой-либо возможной химической реакции доказала существование нового источника энергии, представленного при EUV спектроскопии (секция с.6) и аналитическое исследование продукта плазмы, в соответствии с реакцией Н в Н (1/4).
Скорость расширения, измеренная по видеозаписи с частотой вплоть до 150 000 кадров в секунду, представляла собой скорость звука 343 м/с, или больше, такую, как 900
м/с. Скорость расширения плазмы, сформированной в результате воспламенения твердого топлива 100 мг + 30 мг ШО, также определяли, как скорость звука, при измерении электропроводности плазмы, как функции времени после детонации твердого топлива в двух пространственно разделенных электропроводных зондах, как показано на фиг. 22. Яркая эмиссия света имела белый цвет; белый цвет характеризовался эмиссией абсолютно черного тела 5000-6000 К иллюстративного твердого топлива Си + ШО и Ti + ШО, показанных на фиг. 23 по сравнению со спектром излучения абсолютно черного тела Солнца 5500-6000 К. Подтверждалось, что плазма была, по существу, на 100% ионизирована путем измерения расширения Старка для линии Н а Балмера (секция с.4).
Временная длительность события взрыва иллюстративного твердого топлива 80 мг Ti + 30 мг ШО, герметично закрытого в чашке DSC, составила 0,5 мс (фиг. 24). Наблюдали, что длительность генерирования энергии на основе половины ширины пика эмиссии света могла изменяться в диапазоне от 25 мкс до 40 мс путем регулирования давления, прикладываемого к образцу из твердого топлива сжимающими электродами, состава твердого топлива и формы колебаний протекающего большого тока через твердое топливо.
В дополнение к НОН, катализатор в виде атомарного т Н определили как эффективный, путем демонстрации плазмы, излучающей яркий свет и взрыв во время воспламенения твердого топлива на основе углеводороде, такого, как парафин, в чашке DSC. Как и в случае твердых топлив на основе ШО, излучение черного тела с температурой приблизительно 5500-6000К (фиг. 25) наблюдали, также соответствующие солнечному спектру, показанному на фиг. 23. Используя быстрый фотодиод, событие воспламенения определили, как содержащее два разных излучения света, первое имело длительность приблизительно 500 мкс, и длительность второго составляла приблизительно 750 мкс.
3. Измерение давления, развивавшегося при детонации твердого топлива
Используя кварцевый датчик, взрыв, расположенный на расстоянии 13 дюймов от места происхождения взрыва, наблюдали избыточное давление на стороне приближения к пику, которое развивали в результате детонации 30 мг ШО, закрытой в чашке DSC, 100 мг Си + 30 мг ШО, закрытых в чашке DSC, и 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытых в чашке DSC, которые составили 0,8 фт/кв. дюйм изб., 1,3 фт/кв. дюйм изб. и 2,0 фт/кв. дюйм изб., соответственно. Давление, развивавшееся твердым топливом, было низким по сравнению с давлением двигателя внутреннего сгорания, 735 фт/кв. дюйм изб. и при использовании сильных взрывчатых веществ, 7,35 XIО5 фт/кв. дюйм изб. Таким образом, энергия взрыва
в форме работы давление-объем была очень низкой. Это соответствовало тому наблюдению, что плазма твердого топлива, сформировавшаяся в результате события воспламенения, была, по существу, полностью ионизированной, содержащей абсолютно черное тело 5500-6000 К. Вся эта энергия, по существу, получалась в форме видимого излучения.
4. Измерения расширения а линии Балмера
Видимые спектры с высоким разрешением в спектральной области а линии Н Балмера измеряли, используя спектрометр Jobin Yvon Horiba 1250 м со щелями 20 мкм, показанными на фиг. 26А-В. Половина максимума от всей ширины (FWHM) линии лазера HeNe 632,8 нм составила 0,07 А, что подтверждало высокое спектральное разрешение. В отличие от а линии Балмера FWHM, получаемой в результате эмиссии воспламенившегося твердого топлива из 100 мг Си + 30 мг ШО, закрытыми в чашке DSC, была существенно расширена, и эта линия имела сдвиг на +1,1 А. Подгонка Voigt спектральному профилю дала расширение FWHM 22,6 А, которое было слишком большим для содержания существенного значения Доплера или вклада на расширение давления. Плотность электронов 4 X 1023/м3 определяли из расширения Старка, используя формулу Gigosos и др. с соответствующей половиной площади от полной ширины 14 А. Плазма была практически полностью ионизирована при температуре абсолютно черного тела 6000 К. Ширина а линии Балмера в результате эмиссии воспламенившегося твердого топлива 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытого в чашке DSC, не могла быть измерена, из-за чрезмерной ширины, существенно большей, чем 24 А, соответствующих 100 % ионизированной плазмы при температуре абсолютно черного тела по меньшей мере 5000 К.
5. Спектральное измерение видимого баланса оптической мощности
Видимый спектр плотности энергии плазмы после воспламенения твердого топлива 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытых в чашку DSC, записанных с помощью спектрометра Ocean Optic, показан на фиг. 27. Как определено из расширении Старка (секция с.4), плазма, по существу, была на 100% ионизированной; следовательно, представляла собой излучатели абсолютно черного тела. Спектральный профиль, тесно соответствующий солнцу (фиг. 23), соответствует температуре абсолютно черного тела приблизительно 5000 К. Эта температура может использоваться для расчета интенсивности облучения R или мощности на единицу площади, которую можно сравнивать с измеренной
интенсивностью излучения. В отличие от этого, излучение абсолютно черного тела не наблюдали в видимой области, где только чашка из А1 работала в отсутствие твердого топлива на основе ШО. При этом наблюдали только линии эмиссии.
Исходя из Закона смещения Вина длина волны Я^, имеющая, наибольшую плотность энергии абсолютно черного тела при Т = 5000 К, составляла he
Я = = 580 ПШ (234)
max 4.965/С7 v '
Закон Стефана-Больцмана приравнивает энергию, излучаемую объектом на единицу площади R с излучающей способностью, е, умноженной на константу Стефана-Больцмана <т, умноженной на четвертую степень температуры 7~4. R= &JV (235)
Излучающая способность е = 1 для оптически толстой плазмы, содержащей
абсолютно черное тело а = 5.67 X 10~8 IAf77 2 K4, и измеренная температура абсолютно черного тела составляет 5000 К. Таким образом, энергия, излучаемая на единицу площади воспламенившегося твердого топлива, составляла:
R= (l)(cr = 5.67 X 10~8 1/W7T2/C4)(5000K)4 = 35Х106 \Ш2 (236)
Как представлено в секции с. 2, измеренная скорость распространения
расширяющейся плазмы составляла скорость звука. Среднее значение радиуса ^ сферы плазменной 5000 К могло быть рассчитано из скорости распространения, равной скорости звука, и временному развитию длительности излучения света. Используя скорость звука 343 м/с (фиг. 22) и длительность 500 мкс, записанную с помощью быстрого фотодиода (фиг. 24) для твердого топлива 80 мг Ti + 30 мг ШО, закрытых в чашке DSC, средний
радиус & сферы из плазмы составил:
fps = -I- = 8 57 ст (237)
Плотность оптической энергии, полученная в результате миграции спектра плотности энергии, измеренной с помощью спектрометра Ocean Optic, составила 5,86 Дж/м2, записанные на расстоянии 353,6 см. Деление измеренной плотности оптической энергии на время длительности импульса 5 X 10"4 с позволяет получить плотность мощности на расстоянии от стенда 353,6 см. Плотность мощности при среднем радиусе сферы плазмы задана путем умножения квадрата отношения радиуса стенда и среднего радиуса сферы плазмы (353,6 см/8,57см)2. Получаемые в результате измерения оптической мощности составили 21 МВт/м2, что хорошо соответствовало уравнению (236)
с учетом того, что сигнал увеличивался на 70 % при обратном потоке газа, для частичного удаления оптически толстой пыли из металлического порошка, сформировавшегося во время взрыва и дополнительно учитывая, что некоторая энергия находилась за пределами области длин волн спектрометра.
6. Спектры EUV воспламенившегося твердого топлива
Спектр эмиссии калибровки длины волны (0-45 нм) для импульсного разряда с высоким напряжением, в воздухе (100 мторр) при использовании А1 фильтров (фиг. 28), показал только известные линии кислорода и азота, и пик нулевого порядка в отсутствие континуума. Следует отметить, что полоса излучения EUV наблюдались в той же области 17 - 40 нм при интенсивном пике нулевого порядка EUV в спектре (фиг. 29) для твердого топлива NiOOH, которое воспламеняли для плазмы большим током в отсутствие высокого напряжения. Подтвердилось, что А1 фильтр был не нарушен после записи спектра взрыва. Второй спектр, записанный при другом воспламененном образце твердого топлива с кварцевым окном толщиной У* ДЮЙМОВ (которое обрезало любой свет EUV, но пропускало видимый свет), размещенный по пути распространения света, показал плоский спектр, подтверждающий, что фотонный сигнал с короткой длиной волны не имел отношения к рассеиваемому видимому свету, который проходил через А1 фильтры. Спектры взрыва имели отсечку сигнала ниже 17 нм, что было вызвано впадиной в пропускной способности А1 фильтра (фиг. 17А). Излучение энергии больше, чем 70 эВ (более короткая длина волны, чем у фотонов 17 нм), являлось невозможным из-за полевого ускорения, поскольку, максимальное приложенное напряжение источника питания было меньше, чем 15 В. В качестве подтверждения, применение большого тока к отдельному образцу твердого топлива при использовании источника питания, оборудованного инструментами с быстрой диагностикой параметра, показало, что детонация произошла при токе приблизительно 10 000 А, напряжении приблизительно 5 В, и входной энергией меньше, чем 5 Дж. При этом не наблюдалось излучение EUV, когда чашка из А1 работала без твердого топлива на основе ШО. Кроме того, ни одна известная химическая реакция не могла высвободить больше, чем несколько эВ. Для устранения любой возможной химической реакции как источника энергии плазмы, выполняли тестирование твердого топлива, содержащего металлы Ag и Си, и гидратированный ВаЬ без известной экзотермической химии. Спектр излучения (0-45 нм) излучения плазмы для гранулы 3 мм электропроводного топлива Ag (10%)-Cu/Bal2 2ШО, воспламенявшегося источником большого тока, имеющего пиковое напряжение переменного тока, меньше, чем 15 В, записывали, используя два А1 фильтра, которые показали сильный континуум EUV с
вторичной эмиссией иона в области 17-45 нм, с характеристической впадиной фильтра из А1 при 10-17 нм (фиг. 30). Полоса пропускания в области от 40 нм до меньше, чем 17 нм с более короткими длинами волн, срезанными А1 фильтрами, соответствовала теоретически прогнозируемому переход Н в состояние гидрино Н (1/4), в соответствии с уравнениями (227-230) и (233). Для поиска отсечки короткой длины волны на 10,1 нм непрерывного излучения перехода Н (1/4), при избирательном блокировании видимого света, поместили фильтр из Циркония толщиной 150 нм (Luxel Corporation), которой имел окно пропускания в области 10 нм (фиг. 17В) на пути света между решеткой и детектором CCD. Спектр излучения (0-45 нм) эмиссии плазы гранулы Змм из электропроводного топлива из Ag (10 %)-Cu/BaL; 2Н2О, который воспламеняли от источника большого переменного тока, показал сильный континуум EUV, имеющий отсечку 10,1 нм, в соответствии с прогнозом по уравнениям (230) и (233), как показано на фиг. 31. Линии, наблюдавшиеся в области высокой энергии EUV (фигуры 29-31), должны соответствовать линиям ионов материала твердого топлива в результате поглощения большой энергии из другого источника, чем электрическое поле. Линии эмиссии ожидались поверх непрерывного излучения гидрино, в результате поглощения такого фонового излучения и повторной эмиссии в виде спектральных линий. Тот же механизм применяется для эмиссии сжатой плазмы Н, и он поясняет присутствие в высокой степени ионизированных ионов нетермического происхождения на солнце и на других астрономических источников, как показано в секции с. 9.
В дополнение к НОН, катализатор в виде атомарного т Н тестировали в соответствии с наблюдением за излучением EUV из твердого топлива, содержащего высокопроводящий материал и источник водорода, такой, как углеводород. Как и в случае твердого топлива на основе ШО, парафин в чашке DSC детонировал при низком напряжении ( <15 V), большом токе (10 000-30 000 А). При этом свет EUV не наблюдали из А1 чашки DSC, которая была первоначально дегидратирована путем нагрева в вакууме или в инертной атмосфере. Однако, спектр EUV (фиг. 32) из воска в чашке DSC показал излучение EUV нулевого порядка, что было достаточно существенным для подтверждения ^7 Н использовавшегося, как катализатор для формирования гидрино. Как и в случае НОН, производившего EUV, здесь отсутствует обычное пояснение. Интенсивность EUV могла быть меньше, чем пропорциональной, для нагрева, который наблюдали калориметрически в результате расширения плазмы, которая была оптически толстой. Кроме того, воспламенение твердого топлива на основе углеводороде может произвести некоторые согласующиеся условия, как те, которые существуют на поверхности Солнца и звезд, таких, как звезды типа белый карлик, по существу жидкой
плотности атомов Н излучателя в виде абсолютно черного тела при 5500-6000 К. Таким образом, кинетика формирования гидрино должна быть существенной при высоких плотностях Н, формируемых в плазме воспламенения, в условиях присутствия дугового тока. Наиболее предпочтительный переход на основе кинетики реакций множества тел составляет Н - Н (1/2), которое имеет непрерывное излучение на Х=91,2 нм, за пределами диапазона скользящего падения спектрометра EUV и А1 фильтра. Наблюдение низкой или более низкой интенсивности порядка нулевой EUV был соответствовало ожиданиям.
7. Спектральное измерение оптического баланса мощности EUV
Спектры излучения (0-45 нм) эмиссии плазмы второй проводящей гранулы NiOOH, воспламенявшейся источником большого тока, имеющим пиковое переменное напряжение меньше, чем 15 В, записали, используя двуа А1 фильтра отдельно, и дополнительно с кварцевым фильтром, как показано на фиг. 33. Чрезвычайно интенсивный пик нулевого порядка и континуум EUV наблюдали, в результате рассеивания фотонов EUV при массивной эмиссии и большой ширине щели 100 мкм. Спектр EUV (0-45 нм) и при пике нулевого порядка, был полностью срезан кварцевым фильтром, подтверждая то, что эмиссия плазмы твердого топлива была EUV. Эмиссия содержала величину подсчета фотонов 2,32 X 107. Используя стандартный источник энергии света, может быть определена общая эмиссия энергии EUV.
В сжатой плазме общая энергия Ет представляет собой сумму энергии нагрева в
с Е.
джоулях Ь.и энергии реакции, в которой энергия нагрева в джоулях J
приблизительно эквивалента энергии Е излучения: Е. * Е (238)
Эта энергия, сохраняющаяся в конденсаторах^0, имеющих емкость С = 104 нФ и напряжение V = 10 000 вольт, представляет собой:
EC = ^CV2 =(0.5)(l04X 10~9)(lX 104)2 = 5.2 J (239) Из уравнения (238),
Е = Ц± = 2.6 J (240) На основе спектра, показанного в секции с.1, излучение EUV составляло больше, чем 95% от общего излучения. Таким образом, ^ становится
Er =(0.95)(2.6 j) = 2.5 J (241)
Эта энергия разряжается в газообразный водород, в объеме приблизительно 14 мкл таким образом, что эмиссию можно рассматривать, как точечный источник. Затем рассчитывают коррекцию для расстояния и телесного угла. Расстояние от плазмы до щелей спектрометра составляло 750 мм. Таким образом, используя уравнение (241),
плотность ^ падающей энергии EUV сжатой плазмы Ш в щелях составляла:
Е 25 J . .
Е= г- - = - = 3.54Х 10 J / mnf (242)
4л-(750 mm) 4л-(750 mm)
Используя размеры щелей, фотонная энергия проходящая через щели 50 мкм,
составляла
Es = (2 тт){50 X 10~3 пто)(з.54 X 10 7 JI mm2) = 3.54 X 10 8 J (243)
Корректируя эффективность решетки для EUV 15%, квантовая эффективность (QE) CCD для EUV 90%), скорость передачи А1 фильтра (А1 фольга 0,15 мкм) 80%, и скорость передачи А1 фильтра, (А1 фольга 0,8 мкм) 15% позволяет получить расчетную энергию
Ecai детектирования для
Ecai =(0.15)(0.90)(0.80)(0.15)(з.54Х 10"8 j) = 5.73 X 10"10 J (244)
Общая величина подсчета фотонов EUV для калибровки спектра сжатой плазмы Ш составила 391759. Используя среднюю длину волны фотона 40 нм, в котором А1 фильтр имеет полосу пропускания от 17 до 80 нм, соответствующее измеренное и наблюдавшееся
значение энергии ^obs составляло
~obs
(391759 photons){4.91 X 10"18 J / photon) = 1.95 X 10"12 J(245)
Отношение рассчитанной (^а1) и наблюдавшейся энергии (^ofts) в в заданных
уравнениях (244) и (245) коэффициент 0 калибровки составил
0 ?"" 1.95 X 10-" J Этот коэффициент учитывает другие неэффективности при детектировании. Общая величина подсчета фотонов EUV спектра плазмы воспламенения NiOOH (фиг. 33) составила 23170428. Используя уравнение (245), полученная наблюдаемая
энергия ^ofts соответствовала:
Eobs = (23170428 photons){4.91 X 10"18 J / photon) = 1.15 X 10"10 J (247)
Е С
Коррекция obs для уравнения (247) на 0 (уравнение (246)), и значение
эффективности решетки CCD QE, и двух А1 фольги (уравнение (244)), энергия фотона ^s, проходящего через щель, составляла
Е^ /Л 1.15 X Ю-10 J
5-й = (294) J
(0.15)(0.90)(0.80)(0.15) 1 7 (о. 15)(о.90)(о.80)(о. 15) (248)
= 2.09Х 10"6 J
Используя уравнения (248) и (243), плотность ^падающей энергии потока EUV плазмы воспламенения в щели 100 мкм составила:
Е ? 09 У 10"6 /
Ei=l х7- ; Т = 7 \1 , = 1.05X10^/^7^ (249)
(2 ттДЮО X ю-3 mm) (l ттДЮО X ю-3 mm)
В случае, когда средний радиус плазмы составлял 85,7 мм (уравнение (237)),
плотность энергии взрыва при радиусе излучения плазмы ГТРЯ1 составляла:
Е, ч=1.05 X 10 s JI mm21 750 ^ = 8.04 X 10^ JI mm2 (250)
В уравнении (238) учитывается, что приблизительно 1/2 подаваемой энергии в плазму, такой как сжатая плазма Ш, рассеивалась в джоулевый нагрев из резистивной мощности плазмы (I2R). В случае плазмы воспламенения, такой резистивный нагрев отсутствует, который уменьшает компонент излучательной энергии общей энергии. Однако, происходит потеря излучательной энергии в результате поглощения. Плазма детонации, инициированная в оптически толстых условиях атмосферного давления и расширявшаяся в вакуум в камере, в соответствии со спектроскопической установкой EUV, стремится стать оптически тонкой. Однако излучение EUV преобразуется с понижением в видимое излучение до тех пор, пока плазма не станет по меньшей мере
частично прозрачной для EUV. Общая энергия^7- задается путем интеграции
(уравнение (250)) в телесном угле с радиусом ^ заданным уравнением (237). Используя уравнение (242) с уравнением (238), которое обоснованно корректирует учет только передаваемой энергии излучения EUV, получим общую энергию EUV Ет, составляющую
E7 = (2)(4;rr2sE(ps)) = 8;r(85.7 mm)2 8.04 X 10"4 J /mm2 = 148 J (251)
Как описано в секции с.6, ионизация электрического поля заряженных частиц и последующая эмиссия рекомбинации в области энергии EUV не возможны, из-за низкого приложенного поля и высокой коллизионной природы в условиях атмосферного давления.
Обычные реакции не позволяют получать свет в этой области большой энергии. Кроме того, разложение 2МООН до N12O3 + ШО является эндотермическим; таким образом, что получение энергии даже не ожидается. Массивная эмиссия EUV представляет собой источник ионизации, для формирования полностью ионизированной плазмы (секция с.2) и в высокой степени ионизированных ионов, как показано на фиг. 29-31, которые были предписаны исключительно условиям атмосферного давления. Высоко ионизированные ионы также формировались путем поглощения непрерывного фонового излучения, показанного на фиг. 18A-D и фиг. 19, в котором плазма была оптически тонкой с в остальном недостаточно низкой температурой электронов <10 эВ.
Спектры эмиссии (0-45 нм) эмиссии плазмы для 5 мг энергетически эффективного материала NH4NO3, герметично закрытого в электропроводной А1 чашке DSC, в которой поджигали от источника большого тока, имеющего пиковое напряжение переменного тока меньше, чем 15 В, записали, используя только два А1 фильтра, и дополнительно используя кварцевый фильтр, как показано на фиг. 34. Чрезвычайно интенсивный пик нулевого порядка наблюдали, как показано при сравнении с эмиссией сжатого разряда Ш (нижняя трасса), записанной, используя способы в соответствии с секцией b.l. Спектр EUV (0-45 нм) пика нулевого порядка был полностью срезан кварцевым фильтром, подтверждающим, что эмиссия плазмы твердого топлива представляла собой EUV. Эмиссия содержала 9,82 X 106 подсчетов фотона. Используя калибровочный
коэффициент 0 (уравнение (246)) и эффективность, и коррекцию размеров, можно было определить общую энергию эмиссии EUV.
Общая величина подсчета фотонов EUV спектра плазмы воспламенения NH4NO3 (фиг. 34) составила 9818041. Используя уравнение (245), получают наблюдаемую
энергию Eobs^ равную
obs
(9818041 photons)(4.91 X 10"18 JI photon) = 4.88 X 10"11 J (252)
E Г
Корректируя obs по уравнению (252) 0 (уравнение (246)), и значение
эффективности решетки, CCD QE и две А1 фольги (уравнение (244)), фотонная энергия
^s, проходящая через щель, было
Е = С = (294) 4.88 X 10-" J
°(0.15)(0.90)(0.80)(0.15) 1 7 (о. 15)(о.90)(о.80)(о. 15) (253)
= 8.86Х 10"7 J
Используя уравнения (253) и (243), плотность падения EUV ^ плазмы воспламенения на щели 50 мкм составила:
Е. = т гг-^ г = т 8 ff Х 10~7 ^ г = 8.86 X 10 б JI mm2 (254)
(2 ттД50 X 1(Г3 mm) (2 тт)[50 X 1(Г3 mm)
В случае, когда средний радиус плазмы составлял 85,7 мм (уравнение (237)), плотность энергии взрыва на радиусе излучения плазмы Ег^ составила:
г ч 2
Е, ,=8.86X10^ J/mm2\ 750 ¦ = 6.79 X КГ4 Л тгп (255)
rM 1,85.7 лют J
Общая энергия^7" задана путем интеграцииЕг^ (уравнение (255)) через телесный
угол на радиусе ^ заданном в соответствии с уравнением (237). Используя уравнение (242) с уравнением (238), которое приемлемо корректирует подсчет только передаваемой
энергии излучения EUV, получает общую энергию EUV Ет, равную
Ет = (2){4лГ2р8Ег^ = 8л-(85.7 mm)2 6.19 X 10"4 J / mm2 = 125 J (256)
Твердое топливо NH4NO3 представляет собой хорошо известный энергетический материал, который высвобождает энергию при тепловом разложении. Реакция
разложенияна ^г^и^2^, рассчитанная по теплу формирования, является экзотермической АН = -124.4 kJ I moleNH 4Л/03:
Л/Н4Л/03^Л/20 + 2Н20 (257) При повышенной температуре происходит дополнительное разложение. Энергия
реакции разложения на ^2 ^2, и рассчитанная по теплу формирования,
является экзотермической АН = -206 kJ I ТО/еЛ/Н4Л/03:
Л/Н4Л/03^ Л/2 +1/2 02 + 2 Н20 (258)
Для 5 мг теоретическое высвобождение энергии составляет 12,8 Дж
(уравнение (258)). Предположим медленную кинетику для окисления металлической чашки из А1, экспериментальный калориметрически измеренный баланс энергии измеряли, как равный 442,7 Дж, что в 34,6 раз больше наибольшей экзотермической обычной химической реакции, в соответствии с уравнением (234). Большой избыточный баланс энергии подтверждался путем замены электропроводной матрицы А1 с нереактивным Ag. Энергия излучения мягкого рентгеновского излучения 125 Дж (уравнение (256)) в 10 раз превышает теоретическую энергию только с учетом этого компонента. Дополнительную энергию связывают с формированием гидрино. Наблюдение за массивным, мягким рентгеновским излучением подтверждает, что водород
имеет более низкие уровни энергии. При реакции гидрино образуется в 200 раз больше энергии, чем при обычной химии сильных взрывчатых веществ, которые имеют структуру CHNO, которая является благоприятной для сформирования НОН и Н (уравнения (227230)). Эмиссия мягкого рентгеновского излучения из энергетического материала NH4NO3 представляет собой очень убедительное свидетельство того, что механизм производства ударной волны в сильных взрывчатых веществах, содержащих источник Н и НОН, такой, как имеет элементарный состав CHNO, основан на избыточном высвобождении энергии при формировании Ш (1/4). Действительно, Ш (1/4) наблюдали спектроскопически, как продукт реакции ружейного пороха и реакции NH4NO3, и непрерывное излучение EUV (1500 подсчетов излучения нулевого порядка) наблюдали из ружейного пороха в настоящих исследованиях. Избыточная энергия и идентификация продукта гидрино имеет последствия для подхода для использования механизма гидрино ударной волны энергетических материалов, для улучшения такого свойства. Как представлено в секции с.2, все твердые топлива на основе ШО, воспламенявшиеся и формировавшие ударную волну, вели себя, как энергетические материалы, за исключением того, что, по существу, все эти виды энергии были в форме видимого излучения, а не в форме давление - объем.
8. Баланс мощности LED для ячеек SF-CIHT, имеющих фотоэлектрическое преобразование
Детонация твердого топлива 80 мг Ti + 30 мг ШО производила яркие вспышки света белого цвета, в соответствии с измеряемой температурой абсолютно черного тела, которая была такой же, как у Солнца, 5500-6000 К (секция с.2). Последовательность последовательных детонаций гранул Ti + ШО на частоте 1 Гц поддерживала, по существу, непрерывную работу массива LED при полном выводе света. Рассмотрим баланс энергии, высвобождавшейся при детонациях гранул твердого топлива и энергии, собираемой тремя солнечными панелями. В среднем на топливную гранулу, выход LED приблизительно 60 Вт в течение времени приблизительно 1 с даже при том, что событие взрыва было намного короче, 500 мкм (секция с.2), поликристаллический фотоэлектрический материал имел время отклика и максимальную мощность, которая не была полностью согласована для мегаваттных коротких импульсов. Но, учитывая некоторую емкость, солнечные батареи, использовавшиеся как уравниватель нагрузки энергии приблизительно 60 Дж в течение временного интервала 1 с для каждой детонации гранулы. Отражение света на Лексан определяли, как составлявшее приблизительно 40 % с соответствующей передачей 60 %, и учитывали, что поликристаллические ячейки имели максимальную эффективность 12 % при преобразовании света 5800 К в электричество. Таким образом, эффективная
эффективность составляла приблизительно 7,2 %. Не включая в себя свет, потерянный на задней, верхней и нижней стороне плазмы, коррекция 60 Дж для эффективности 7,2% соответствует 833 Дж. Эта энергия соответствует измеренному калориметрическому балансу энергии, а также оптическому балансу энергии, представленному в секции 5, в которой соответствующее оптическая энергия, падающая на панели солнечной батареи в течение события воспламенения длительность 500 мкс, составляла 1,67 МВт (833 Дж/500 мкс). Типичная энергия для обеспечения детонации составляла приблизительно 60 Дж для таких гранул DSC, которые требовали плавления, после которого происходила детонация. Соответствующий прирост энергии составил приблизительно 14Х. Гарантия двадцать пять лет, фотогальванический преобразователь (PV) с концентратором с тремя переходами при высоком излучении энергии позволяли достигать эффективности преобразования 50% в течение более чем 1 МВт/м2, и PV ячейки нового поколения разрабатываются с возможностями 10-кратной такой интенсивности. Эти результаты продемонстрировали коммерческую жизнеспособность.
9. Астрофизические данные, поддерживающие механизм катализатора т Н
Результаты непрерывного EUV, в соответствии с раскрытием, предлагают разрешение многих в остальном необъяснимых небесных наблюдений с (а) энергией и излучением от переходов гидрино, которые представляют собой источник экстраординарных температур и энергии, относящихся к проблеме солнечной короны, причину солнечных пятен и другой солнечной активности, и почему Солнце излучает рентгеновские лучи, (Ь) радиация с переходом гидрино представляет собой источником радиации, нагревающей WHIM и позади наблюдения, которое рассеивает эмиссию Н а, представляет собой повсеместную во всей Галактике, и требуют широко распространенных источников коротковолнового потока 912 > 4, и (с) идентичность темного вещества, которое представляет собой гидрино.
Звезды также содержат плазмы водорода с поверхностями, содержащими, по существу, плотный атомарный водород, который является проникающим для взаимодействия множества тел Н, для распространения перехода Н в Н (l/(m + 1), в котором Я7 Н используется, как катализатор. Такие переходы прогнозируются для излучения непрерывного излучения EUV, в соответствии с уравнениями (223-226) и (233). Эмиссию белых карликов, возникающую при чрезвычайно высокой концентрации водорода, моделировали, как оптически толстое абсолютно черное тело газа при температуре порядка 50 000 к, содержащее преимущественно водород и гелий.
Смоделированный композитный спектр полного спектрального диапазона от 10 нм до > 91,2 нм при избытке Не/Н=10"5' в соответствии с Барстоу и Хольберг, представлен на фиг. 35. Хотя, в то время, как спектры белого карлика, могут быть подогнаны по кривой, используя стратификацию и регулируемую плотность столбца Не и Н, и фракции ионизации для удаления некоторого несоответствия между оптическими спектрами и спектрами EUV, и независимого измерения последних, согласование спектра на коротких длинах волн является проблематичным. В качестве альтернативы, комбинации эмиссии, показанные на фиг. 18A-D с континуумом 91,2 нм, приводят к получению спектра с континуумами, имеющими кромки при 10,1 нм, 22,8 нм и 91,2 нм, что соответствует спектру белого карлика. Однако предложенное свойство плазм и механизмов являются очень разными. Эмиссия в наших исследованиях приписывается переходам гидрино в холодном газе, оптически тонким плазмам, при отсутствии какого-либо гелия. Модели белого карлика и небесные модели могут потребовать ревизии и могут извлекать пользу от нашего открытия от постоянной эмиссии Н с высокой энергией.
Например, не существует физической модели, которая могла бы соединить условия температуры и плотности в разных дискретных областях внешней атмосферы (хромосфера, область перехода и корона) коронарных/хромосферных источников. Обычно корону моделируют, как три порядка магнитуды, которые горячее, чем поверхность, которая представляет собой источник нагрева короны, что очевидно не согласуется со вторым законом термодинамики. Согласование этих версий может быть предложено с использованием механизма дискретного поглощения и повторной эмиссии *п • .s.^.o "v (уравнение (233)) непрерывного излучения. 91,2 нм континуум до более длинных длин волн, как ожидают, будет ярким (в меньшей степени затухание, чем полоса 22,8 нм и 10,1 нм) и наблюдается в крайнем ультрафиолетовом спектре солнца, как показано на фиг. 36, несмотря на затухание газа в кроне. Возбуждение фотонов большой энергии является более вероятным, чем тепловой механизм при Т~106, с данной температурой поверхности 4000 К и наблюдение за полосой поглощения СО при 4,7 мкм в солнечной атмосфере, в которой СО не может существовать при температуре выше 4000 К. Если рассматривать полосу 10,1 нм, как источник, верхний предел температуры в кроне, на основе возбуждения приблизительно 106 К представляет собой согласование энергии. В дополнение к температуре, другое необычное наблюдение состоит в том, что, хотя общий средний выход энергии внешних слоев Солнца составляет приблизительной 0.01 % фотосферического излучения, локальные переходные события могут производить поток энергии, который превышает фотосферический поток. Источник энергии последнего может быть магнитным по своей природе, но идентичность в высокой степени
ионизирующих источников кроны не установлена. При этом не был согласован баланс общей энергии Солнца. Возможность революционного открытый нового источника энергии на Солнце, на основе ранее не открытого процесса, представляет собой нерешенный вопрос, как описано автором Bahcall в его Ноблевской лекции. То, что происходят переходы гидрино катализируемого т Н на звездах и Солнце [N. Craig, М. Abbott, D. Finley, Н. Jessop, S. В. Howell, М. Mathioudakis, J. Sommers, J. V. Vallerga, R. F. Malina, "The Extreme Ultraviolet Explorer stellar spectral atlas", The Astrophysical Journal Supplement Series, Vol. 113, (1997), pp. 131-193] о чем свидетельствуют соответствующие непрерывности их спектров, решает проблему солнечной короны, причину солнечных пятен и другой солнечной активности, и почему Солнце излучает рентгеновские лучи.
Непрерывности EUV приводят к раскрытию, которое имеет дополнительные последствия для разрешения идентичности темной материи и идентичности источника излучения, связанных с наблюдениями за тем, что диффузная эмиссия Н ОС является повсеместно присутствующей в Галактике, и представляет собой широко распространенные источники потоков, направленных на короткую сторону 912 А, требуются [S. Labov, S. Bowyer, "Spectral observations of the extreme ultraviolet background", The Astrophysical Journal, 371, (1991), pp. 810-819], в соответствии с тем, что докладывают авторы Лабов и Бойвер. Идентичность темной материи представляла собой космологическую загадку. Ожидалось, что спектр эмиссии крайнего ультрафиолетового фона межзвездного вещества содержит спектральную сигнатуру темной материи. Авторы Лабов и Бойвер разработали спектрометр скользящего падения для измерения и записи диффузного крайнего ультрафиолетового фона. Инструмент был установлен на борту ракеты - зонда, и данные были получены между 80 А и 650 А (точки данных приблизительно через каждые 1.5 Л). Несколько линий, включающих в себя интенсивную эмиссию на 635 /4, которые были ассоциированы с темной материей, наблюдались, что имеет значительную астрофизическую важность, как было обозначено авторами:
"Независимо от происхождения, наблюдавшаяся эмиссия 635 4. могла бы быть основным источником ионизации. Рейнольде (1983, 1984, 1985) показал, что диффузная эмиссия Н ОС является повсеместно присутствующей в Галактике, и требуются широко распространенные источники потока с направлением в короткую сторону 912 4. Измерения дисперсии пульсара (Рейнольде, 1989) обозначали большой масштаб ассоциированного ионизированного материала. Поскольку длина пути для излучения в направлении коротких длин волн 912 А является малой, это подразумевает, что источник ионизации также должен иметь большую высоту шкалы
и должен быть широко распространен. Переходный нагрев выглядит маловероятным, и степень ионизации в установившемся состоянии большей степени, чем может быть обеспечено космическими лучами, мягким рентгеновским фоном, В звездами или горячими белыми карликами (Рейнольде, 1986; Brushweiler & Cheng 1988). Sciama (1990) и Salucci & Sciama (1990) утверждали, что различные наблюдения могут быть объяснены присутствием темной материи в галактике, которая затухает при эмиссии
излучения ниже 912 А.
Поток излучения 635 4, требуемый для получения ионизации водорода, определен в соответствии с F= С,и I ах = 4.3 Х104С,_хъ photons cm 2 S1, где?_13 представляет собой скорость ионизации в единицах 10" S на Н атом. Рейнольде (1986) оценивал, что в непосредственной близости к Солнцу требуется степень установившегося состояния ионизации ?_13 от 0,4 до 3,0. Для получения такого
диапазона ионизации интенсивность, 6354, которую мы наблюдаем, должна была бы быть распределена по 7% - 54% в небе".
Линия 63,50 ±47 нм соответствует переходу гидрино, прогнозированному для Н, выполняющего катализ с Н (т=1), как катализатор приводящий к росту объединеного обмена энергией для общей энергии 40,8 эВ при возбуждении с переходом Не от 1с2 до ls12p1. Прогнозируемая эмиссия 63,3 нм, ассоциированная с темной материей, наблюдалась при добавлении водорода к микроволновой плазме гелия. Альтернативное назначение, предложенное Лабовым и Бойвер, составляло линию 63,0 нм О В, требовавших крупномасштабного нетеплового источника ионизации. Непрерывное излучение в результате переходов гидрино в состояния низкого уровня может обеспечивать такое излучение. Действительно, наблюдение за линией 63,3 нм также ассоциировано с присутствием межзвездного фона рентгеновского излучения.
Первое мягкое рентгеновское фоновое излучение детектировали и представили в виде отчета "Detection of an anisotrophic soft X-ray background flux," Nature, Vol. 217, (1968), p. 32] приблизительно 25 лет назад. Вполне естественно, предполагалось, что такое мягкое рентгеновское излучение происходило из-за ионизированных атомов в горячих газах. Лабов и Бойвер также интерпретировали данные, как эмиссию от горячих газов. Однако авторы оставили открытой дверь для некоторой другой интерпретации со следующим утверждением из их введения:
"В настоящее время повсеместно считается, что данное диффузное мягкое фоновое рентгеновское излучение происходит из высокотемпературного компонента межзвездного
посредника. Однако свидетельство тепловой природы такого излучения является опосредованным в том, что оно основано не на наблюдениях за линейно эмиссией, а на опосредованном свидетельстве того, что не был предложен правдоподобный нетепловой механизм, который не входил бы в конфликт с некоторым компонентом свидетельства при наблюдениях".
Авторы также заявляют, "если такая интерпретация является правильной, присутствует газ при нескольких температурах". В частности, эмиссию связывали с газами в трех диапазонах: 5.5 < log Т < 5.7; log Т = 6; 6.6 < log Т < 6.8. Наблюдения в ультрафиолетовом излучении, используя HST и FUSE [С. W. Danforth, J. М. Shull, "The low-z intergalactic medium. III. H I and metal absorbers at z <0.4", The Astrophysical Journal, Vol. 679, (2008), pp. 194-219 ] и XMM-Newton [N. Werner, A. Finoguenov, J. S. Kaastra, A. Simionescu, J. P. Dietrich, J Vink, H. Bohringer, "Detection of hot gas in the filament connecting the clusters of galaxies Abell 222 and Abell 223", Astronomy & Astrophysics Letters, Vol. 482, (2008), pp. L29-L33] подтвердили такие чрезвычайные температуры диффузной межгалактической среды (IGM) и раскрыли то, что большой компонент барионического вещества вселенной находится в форме WHIM (теплой-горячей ионизированной среды). Загадки идентичности темной материи, наблюдаемого спектра темной межзвездной среды, источника диффузного рентгеновского фона и источника ионизации IGM разрешаются при формулировании гидрино, которые излучают EUV и непрерывные рентгеновские спектры, в зависимости от перехода состояния и условий; непрерывные спектры формируют в высокой степени ионизированные ионы, которые излучают ионное излучение нетеплового происхождения; переход гидрино Н в Н (1/2) приводит к образованию линией 63,3 нм и Не +, действующий, как катализатор 54,4 эВ
(^ ' v *' ), выполняет накачку интенсивности линий ионов гелия, таких, как линия 30,4 нм, в соответствии с наблюдениями. В межзвездной среде не требуется третье тело, которое посредством коллизий отбирало бы энергию связей для альтернативного процесса 2Н в Н2.
Продукты реакций катализа имеют связующую энергию т'21.2 eV ^ Таким образом, что они могут дополнительно использоваться, как катализаторы. Таким образом, могут
и---> -
происходить дополнительно каталитические переходы: 3 4 4 5 и так далее. Таким образом, атомы водорода с низкой энергией, гидрино, могут действовать, как катализаторы путем резонансного и безизлучательного приема энергии > n-27.2eV из
другого Н или атома гидрино. При этом прогнозировали, что такие диспропорциональные реакции гидрино приведут к росту свойств в области рентгеновского излучения. Как показано уравнением (230), продукт реакции катализатора НОН представляет собой
Вероятная реакция перехода в водородных облаках, содержащих газообразную
н 4
в котором
используется,
и дополнительно подтверждают
ШО, представляют собой перехода атома Н в как катализатор, для получения размытого пика, имеющего коротковолновую отсечку при Е = 3481.6 eV; 0.35625 ПГП. Широкий пик рентгеновского излучения с отсечкой на 3,48 кэВ в последнее время наблюдался в Персеусе Кластере в рентгеновской Обсерватории Chandra НАСА и ХММ-Ньютон Newton [Е. Bulbul, М. Markevitch, A. Foster, R. К. Smith, М. Loewenstein, S. W. Randall, "Detection of an unidentified emission line in the stacked X-Ray spectrum of galaxy clusters," The Astrophysical Journal, Volume 789, Number 1, (2014); A. Boyarsky, O. Ruchayskiy, D. Iakubovskyi, J. Franse, "An unidentified line in X-ray spectra of the Andromeda galaxy and Perseus galaxy cluster," (2014), arXiv: 1402.4119 [astro-ph.CO]], который не имел соответствия с каким-либо известным атомарным переходом. Свойство 3,48 кэВ, присвоенный для темной материи неизвестной идентичности BulBul и др.,
+ Н
соответствует переходу гидрино, как суть темной материи.
Свидетельство EUV эмиссии из переходов гидрино также поступает из межзвездного пространства (ISM), поскольку оно обеспечивает источник диффузного повсеместно распространенного в космосе фонового EUV. В частности, континуум 10,1 нм соответствует наблюдавшейся интенсивной полосе 11,0-16,0 нм [М. A. Barstow and J. В. Holberg, Extreme Ultraviolet Astronomy, Cambridge Astrophysics Series 37, Cambridge University Press, Cambridge, (2003); R. Stern, S. Bowyer, "Apollo-Soyuz survey of the extreme-ultraviolet/soft X-ray background", Astrophys. J., Vol. 230, (1979), pp. 755-767]. Кроме того, это обеспечивает механизм для высокой ионизации гелия ISM и чрезмерного излучения EUV из кластеров галактики, которые не могут быть пояснены термально [S. Bowyer, J. J. Drake, S. Vennes, "Extreme ultraviolet spectroscopy", Ann. Rev. Astron. Astrophys., Vol. 38, (2000), pp. 231-288]. Кроме того, последние данные открывают, что Рентгеновское излучение из удаленных активных источников галактических ядер избирательно поглощается ионами кислородами в непосредственной близости к галактике [A. Gupta, S. Mathur, Y. Krongold, F. Nicastro, M. Galeazzi, "A huge reservoir of ionized gas
around the Milky Way: Accounting for the missing mass?" The Astrophysical Journal Letters, Volume 756, Number 1, (2012), P. L8, doi: 10.1088/2041-8205/756/1/L8].Температура поглощающего гало составляет от приблизительно 1 миллиона до 2,5 миллиона Кельвин, или в несколько сотен раз горячее, чем поверхность Солнца. Соответствующий диапазон энергии составляет от 86 эВ до 215 эВ, что соответствует энергии, высвобождающейся для перехода Н в Н (1/4). Дополнительное астрофизическое свидетельство представляет собой наблюдение за тем, что большой компонент барионического вещества во вселенной находится в форме WHIM (теплой-горячей ионизированной среды) в отсутствие обычного источника ионизирующей энергии и соответствия гидрино идентичности темной материи. Последний случай дополнительно поддерживается наблюдениями за сигнатурой энергии аннигиляциии электрона-позитрона.
Темная материя содержит большую часть массы вселенной, а также внутригалактическую массу [F. Bournaud, P. A. Due, Е. Brinks, М. Boquien, P. Amram, U. Lisenfeld, В. Koribalski, F. Walter, V. Charmandaris, "Missing mass in collisional debris from galaxies", Science, Vol. 316, (2007), pp. 1166-1169; B. G. Elmegreen, "Dark matter in galactic collisional debris", Science, Vol. 316, (2007), pp. 32-33]. Следует понимать, что концентрация в центре галактики Млечного пути, в результате большой гравитации, из-за присутствия супер массивной черной дыры в центре, которая излучает гамма-лучи, по мере того, как вещество падает внутрь ее. Поскольку гидрино каждое находится в состоянии водорода, имеющего ядра протона, гамма-лучи большой энергии, падающие на темную материю, приводят к образованию пары электрон-позитрон. Соответствующая наблюдавшаяся сигнатура характеристики представляет собой эмиссию энергии аннигиляции 511 кэВ, пары идентичности электрон-позитрон производства темной материи, в качестве гидрино [P. Jean, et al, "Early SPI/INTEGRAL measurements of 511 keV line emission from the 4th quadrant of the Galaxy", Astron, Astrophys., Vol. 407, (2003), pp. L55-L58; M. Chown, "Astronomers claim dark matter breakthrough," NewScientist.com, Oct. 3, (2003), http://www.newscientist.com/ article/dn4214-astronomers-claim-dark-matter-breakthrough.html; C. Boehm, D. Hooper, J. Silk, M. Casse, J. Paul, "MeV dark matter: Has it been detected," Phys. Rev. Lett., Vol. 92, (2004), p. 101301]. Межзвездная среда, вспышки гамма-лучей и солнечные вспышки также излучают излучения на линии 511 кэВ. Доминирующий источник позитронов при вспышках гамма-лучей, вероятно, представляет собой образование пары фотонов на фотонах или на сильных магнитных полях. Эмиссия солнечной вспышки, вероятно, происходит из-за производства излучателей радиоактивного позитрона при взаимодействиях ускоренного заряда; тогда как диффузные излучения 511 кэВ межзвездной средой соответствует роли гидрино, как
темной материи при образовании пары электрон-позитрон в результате падающего космического излучения.
Характеристичные спектральные сигнатуры и свойства гидрино соответствуют свойствам, которые связывают с темной материей вселенной. Вселенная преимущественно состоит из водорода и небольшого количества гелия. Эти элементы существуют в межзвездных областях пространства, и ожидается, что они содержат большую часть межзвездного вещества. Однако наблюдавшуюся постоянную угловую скорость многих галактик, по мере того, как увеличивалось расстояние от яркого галактического центра, можно связывать только с существованием неяркого слабо взаимодействующего вещества, темной материи. Ранее предполагалось, что темная материя существует, как холодная бахрома галактик и в холодное межзвездное пространство. В последующем это было опровергнуто в результате наблюдений Bournaud и др. [F. Bournaud, P. A. Due, Е. Brinks, М. Boquien, P. Amram, U. Lisenfeld, В. Koribalski, F. Walter, V. Charmandaris, "Missing mass in collisional debris from galaxies", Science, Vol. 316, (2007), pp. 1166-1169; B. G. Elmegreen, "Dark matter in galactic collisional debris", Science, Vol. 316, (2007), pp. 32-33], который продемонстрировал, что галактики в основном состоят из темной материи, и данные постоянно поддерживают, что темная материя, вероятно, учитывает большую часть массы вселенной.
Наилучшее в настоящее время свидетельство существования темной материи представляет его непосредственное наблюдение, как источника массивной гравитационной массы, свидетельством чего является формирование гравитационных линз фоновых галактик, которые не излучают или поглощают свет, как показано на фиг. 37. Было получено объявление о некоторых неожиданных астрофизических результатах, которые поддерживают существование гидрино. Bournaud и др. предполагают, что темная материя представляет собой водород в плотной молекулярной форме, которая так или иначе ведет себя по-другому с точки зрения того, что он является ненаблюдаемым, за исключением его гравитационного эффекта. Теоретические модели прогнозируют, что карлики, формируемые из обломков коллизий массивных галактик, не должны содержать небарионную темную материю. Таким образом, что их сила тяжести должна учитывать звезды и газ, находящиеся в них. Путем анализа наблюдаемой кинематики газа в таких восстановленных галактиках, Bournaud и др. измерили гравитационные массы серии карликовых галактик, находящихся на кольце вокруг массивной галактики, в которой недавно произошла коллизия. Вопреки прогнозированиям, в соответствии с теорией Холодной темной материи (CDM), их результаты демонстрируют, что они содержат массивный темный компонент, превышающий приблизительно в два раза видимое
вещество. Такую барионную темную материю связывают с холодным молекулярным водородом, но отличают от обычного молекулярного водорода, в том, что оно не отслеживается вообще традиционными способами. Эти результаты соответствуют прогнозированиям темной материи, которая представляет собой молекулярный гидрино.
Кроме того, астрономы Jee at al. [М. J. Jee, A. Mahdavi, H. Hoekstra, A. Babul, J. J. Dalcanton, P. Carroll, P. Capak, "A study of the dark core in A520 with the Hubble Space Telescope: The mystery deepens," Astrophys. J., Vol. 747, No.96, (2012), pp. 96-103], используя данные из Телескопа Хаббл NASA, отобразили распределение темной материи, галактик и горячего газа в ядре объединяющегося кластера галактики Abell 520, сформированного в результате интенсивной коллизии массивных кластеров галактики и определили, что темная материя собралась в темном ядре, содержащем гораздо меньшее количество галактик, чем можно было бы ожидать, если бы темная материя не участвовала в коллизии с темной материей и галактики были сцеплены вместе. Обломки коллизии, оставшиеся после галактик, выходящие из зоны удара, вели себя, как водород, что также является показателем того, что идентичность темной материи представляет собой молекулярное гидрино.
Кроме того, детектирование альтернативных гипотезисных идентичностей для темной материи, такой как суперсимметричные частицы, такие как ньюталино, перестали работать в Большом Андронном Коллайдере; не наблюдалось ни одно событие для слабого взаимодействия массивных частиц или мещан в эксперименте Большого Подземного Ксенона (LUX). Поиск HADES темной материи устранил ведущего кандидата, "Темного Фотона" или U Бозона, в качестве возможности.
d. Краткое описание результатов варианта осуществления
Непрерывное излучение в области 10 - 30 нм, которая соответствовала прогнозированным переходам Н в состояние гидрино Н (1/4), наблюдали, только как возникающее в результате пульсирующих разрядов водорода с пинч-эффектом с металлическими оксидами, которые были термодинамически предпочтительными для проведения восстановления Н для формирования катализатора НОН; тогда как, те, которые не были предпочтительными, не показали какого-либо непрерывного результата, даже при том, что тестируемые металлы с низкой точкой плавления точки были очень предпочтительными для формирования плазмы из ионов металла с сильными непрерывными спектрами на короткой длине волны, в существенно более мощных источниках плазмы. Плазмы, не проявляющие континуума, демонстрировали, что сжатый источник имел слишком низкую энергию для получения в высокой степени
ионизированной непрерывной эмиссии металла, в соответствии с анализом, выполненным автором Быканов. Любая эмиссия ионов большой энергии должна соответствовать нетепловой вторичной эмиссии электронов от адсорбированного континуума гидрино. Из двух возможных катализаторов, ГП Н и НОН, последний более вероятен по поведению с электродами, покрытыми оксидом на основе профиля интенсивности на коротких длинах волн и зависимости от термодинамически предпочтительной реакции оксида металла до НОН на аноде. Аналогичный механизм является функциональным в ячейке СШТ. В дополнение к характерному непрерывному излучению, имеющему отсечку в области
коротких длин волн ^¦ > • • т=з дЛЯ перехода гидрино Н в Н (1/4) катализированный НОН, переход также производил прогнозированную избирательную энергию Н с чрезвычайно высокой кинетикой, которая наблюдалась при соответствующем расширении линии а Балмера.
Лабораторные испытания имеют последствия для исследования межзвездного пространства. Непрерывные спектры водорода, получаемых при переходах для формирования гидрино, соответствуют эмиссии белых карликов, обеспечивают возможный механизм связывания условий температуры и плотности разных дискретных слоев коронарных/хромосферных источников, и обеспечивают источник диффузного повсеместно распределенного космического фона EUV с континуумом 10,1 нм, который соответствует наблюдавшейся интенсивной полосе 11,0-16,0 нм, в дополнение к разрешению других космологических загадок. Катализатор т Н показал активность в астрономических источниках. Открытые непрерывного излучения высокой энергии водорода, по мере того, как он формирует более стабильное состояние, имеет астрофизические последствия, такие, как гидрино, которые представляют собой кандидата для идентичности темной материи и соответствующая эмиссия представляет собой источник высокоэнергетического небесного и звездного непрерывного излучения. Например, спектры EUV белых карликов соответствуют непрерывным спектрам для Н (1/2), Н (1/3) и Н (1/4), и континуум 10,1 нм перехода Н в Н (1/4) наблюдали из межзвездной среды. Непрерывное излучение гидрино соответствует повсеместному распространению диффузного EUV и мягкому космическому рентгеновскому фону, источник излучения позади наблюдения того, что диффузная эмиссия Н а, является повсеместно распространенной в Галактике, и широко требуются широко
распространенные источники потока в направлении короткой длины волны 912 А и источник ионизации межзвездной среды (ISM), в котором большой компонент барионического вещества вселенной находится в форме WHIM (теплой-горячей
ионизированной среды) в отсутствие обычного источника ионизирующей энергии. Кроме того, полученные недавно данные о поглощении рентгеновских лучей показали, что температура газообразного гало галактики находится в диапазоне от 86 эВ до 215 эВ, что соответствует энергии, высвобожденной для перехода Н в Н (1/4). Опосредованная эмиссия из ионов нетеплового происхождения представляет собой свойство непрерывного излучения, излучаемого при переходах гидрино в звездных источниках, а также сжатой плазмы водорода на окисленных электродах и плазмы из твердого топлива в нашей лаборатории.
Вместо механизма ускорения электрического поля ионов, для обеспечения плотной эмиссии в высокой степени ионизированных ионов, в качестве источника непрерывного излучения 10-30 нм водородной плазмы, эмиссия линии ионов в верхней части континуума определялась, как связанная со вторичной эмиссией поглощаемого непрерывного излучения электронов, как в случае астрономических источников. Эмиссия в обоих случаях определялась, как нетепловой природы. Кроме того, континуум EUV 1030 нм наблюдали в нашей лаборатории из плазмы, не имеющей, по существу, поля. Катализатор НОН, сформированный в ячейке SF-CIHT, дополнительно показал, как дающий отсечку на уровне коротких длин волн 10,1 нм для непрерывного излучение EUV той же природы, что и в сжатой плазме, в результате воспламенения источника твердого топлива Н и катализатора НОН, при пропуске сверхнизкого напряжения, большого тока через топливо, для получения плазмы в результате взрыва.
Никакая химическая реакция не может высвободить свет с такой большой энергией, и электрическое поле, соответствующее напряжению меньше, чем 15В для коллизионной плазмы с атмосферным давлением. Любой выброс реактивного напряжения, возникающий в пределах 1 мкс, который был слишком коротким по временных рамках для плазмы, чтобы сделать ее оптически тонкой, в которой плазма в этой точке была существенна в большой плотности. Электрическое поле заключалось между электродами, и плазмой, расширявшейся со скоростью звука или больше. Плазма должна была расширяться в вакуум, направляясь от электродов, так, чтобы она могла стать в достаточной степени оптически тонкой, для наблюдения мягкого рентгеновского излучения. Таким образом, по существу, вся эмиссия возникает за пределами области электрода. Температура электрона была, следовательно, низкой, приблизительно 1 эВ, с коэффициентом в 100 раз меньше, чем требуется для поддержки наблюдавшегося непрерывного излучения > 100 эВ. Трудно достичь такой высокой температуры электрона с низкой плотностью, и чрезвычайно невероятно, что они могли быть сформированы в твердой - атмосферных высоких плотностях плазмы твердого топлива с использованием обычного средства. При этом
большое поле не существовало для формирования в высокой степени ионизированных ионов, которые могли бы привести к возникновению радиации в этой области. Кроме того, как показано на фиг. 21В, после воспламенения, плазма с большой мощностью наблюдалась без дополнительной подачи энергии. В случаях, когда количество мягкой рентгеновской энергии превышало общую входную энергию для плазмы. Температура абсолютно черного тела 3500 - 5500 К требовала механизма ионизации, сильного источника энергии, кроме электрического входа. Управление показало отсутствие мягкого рентгеновского излучения. Такой источник плазмы используется, как убедительное доказательство существования перехода Н в гидрино Н (1/4) с использованием НОН, в качестве катализатора, как нового источника энергии. Твердое топливо на основе ШО ведет себя, как энергетические материалы с необычно высокой плотностью мощности, и при этом большая часть энергии высвобождается, как большая энергия света в зависимости от работы давления - объема. Этот аспект можно оценить путем сравнения высокоскоростных записей видеоизображения взрывчатых веществ на основе гидрино (фиг. 21А-В), и обычных взрывчатых веществ, которые показывают большое количество дыма и огня.
На основе спектроскопически измеренного уширения линий Старка, воспламенение топлива на основе ШО формирует очень яркую, излучающую свет плазму, по существу, полностью ионизированное газообразное физическое состояние топлива, содержащего по существу положительные ионы и свободные электроны. Температура абсолютно черного тела 5800 К на Солнце и плазмы воспламенения приблизительно равны, поскольку механизм нагрева является одинаковым в обоих случаях, катализ Н в гидрино. Температура сильных взрывчатых веществ также является высокой на уровне 5500 К. Ожидается, что, если источник большой температуры представляет собой формирование гидрино, которое поддерживается наблюдавшейся массивной эмиссией мягкого рентгеновского излучения и чрезмерным балансом энергии EUV (секция с.6), избыточный калориметрически измеренный баланс энергии, имеющий энергию воспламенения приблизительно 5 Дж и типичную избыточную энергию приблизительно 200 - 300 Дж на 40 мг твердого топлива, и спектральные сигнатуры гидрино. Поскольку солнечные элементы были оптимизированы для преобразования излучения черного тела 5800 К в электричество, фотоэлектрическое преобразование, используя солнечные батареи, представляет собой соответствующее средство для преобразования энергии генератора SF-CIHT, что подтверждается этими тестами. Простая замена потребляемой ШО регенерировала топливо, и топливо можно было постоянно подавать к электродам для постоянного вывода энергии.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Энергетическая система, генерирующая по меньшей мере одно из
электроэнергии и тепловой энергии, содержащая:
по меньшей мере один резервуар;
навеску, содержащую реагенты, содержащие:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы;
по меньшей мере одну систему инжекции навески;
по меньшей мере одну систему воспламенения навески, предназначенную для обеспечения формирования навеской по меньшей мере одного из излучающей свет плазмы и плазмы, излучающей тепло;
систему для восстановления продуктов реакции реагентов;
по меньшей мере одну систему регенерации для регенерации дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительной навески, где дополнительные реагенты содержат:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы; и
по меньшей мере одно из преобразователя энергии или системы вывода по меньшей мере одного из света и тепла в электрическую энергию и/или тепловую энергию.
2. Энергетическая система по п. 1, в которой резервуар выполнен с возможностью поддержания давления ниже атмосферного.
3. Энергетическая система по п. 1, в которой система воспламенения навески включает:
a) по меньшей мере один набор электродов для ограничения навески; и
b) источник электрической энергии для передачи короткого импульса
электроэнергии с большим током.
4. Энергетическая система по п. 3, в которой короткий импульс электрической энергии с большим током достаточен для обеспечения реакции реагентов в навеске для
4.
формирования плазмы.
5. Энергетическая система по п. 3, в которой источник электроэнергии выполнен с возможностью получения электрической энергии от преобразователя энергии.
6. Энергетическая система по п. 3, в которой система воспламенения навески включает по меньшей мере один набор электродов, которые отделены для формирования разомкнутой цепи, где разомкнутая цепь замыкается посредством инжекции навески с обеспечением протекания большого тока для достижения воспламенения.
7. Энергетическая система по п. 3, в которой источник электроэнергии для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током характеризуется по меньшей мере одним из следующего:
напряжение, выбранное для обеспечения большого переменного тока, постоянного тока или смеси переменного и постоянного тока в диапазоне от по меньшей мере одного из 100 А до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 кА до 50 кА;
плотность постоянного тока или плотность пика переменного тока находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
где напряжение определяется проводимостью твердого топлива или энергетического материала, где напряжение задается требуемым током, умноженным на сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала;
постоянное или пиковое переменное напряжение находятся в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ, и от 1 В до 50 кВ, и
частота переменного тока находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц док 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц.
8. Энергетическая система по п. 1, в которой система воспламенения включает источник электроэнергии, электрические шины, контактные кольца, валы, подшипники валов, электроды, конструктивные держатели подшипников, держатели основания, шкивы привода роликов, шкивы с роликовым приводом, ремни, натяжители ремней, валы электродвигателей, подшипники шкива ролика, подшипники электродвигателя и по меньшей мере один электродвигатель.
9. Энергетическая система по п. 8, в которой электроды включают пару роликов, которые установлены на валах, уложенных на подшипники, прикрепленные к опорным держателям, которые установлены на держателе основания, где валы и прикрепленные электроды поворачиваются шкивами привода роликов, которые приводятся в движение ремнями, каждый из которых имеет натяжитель ремня, причем валы электродвигателя и шкивы электродвигателя подвешены на подшипниках, а также электродвигатели.
8.
10. Энергетическая система по п. 9, в которой электродвигатель представляет собой серводвигатели, управляемые компьютером.
11. Энергетическая система по п. 1, в которой навеска содержит по меньшей мере одно из серебра, меди и гидрата.
12. Энергетическая система по п. 11, в которой гидрат содержит по меньшей мере одно из гидрата щелочного металла, гидрата щелочноземельного металла и гидрата переходного металла.
13. Энергетическая система по п. 12, в которой гидрат содержит по меньшей мере одно из MgCh 6Н20, Bah 2Н20, и ZnCh 4Н20.
14. Энергетическая система по п. 1, в которой навеска содержит по меньшей мере одно из серебра, меди, адсорбированного водорода и воды.
15. Энергетическая система по п. 1, в которой система инжекции включает по меньшей мере одно из усиленной рельсовой пушки и пневматического инжектора, где пневматический инжектор содержит источник газа, протекающего под высоким давлением, для проталкивания навески.
16. Энергетическая система по п. 15, в которой усиленная рельсовая пушка включает разделенные электрифицированные рельсы и магниты, которые образуют магнитное поле, перпендикулярное плоскости рельсов, и цепь между рельсами разомкнута, пока она не будет замкнута в результате контакта навески с рельсами.
17. Энергетическая система по п. 16, в которой контакт навески с рельсами приводит к протеканию тока через навеску, и получаемый в результате ток взаимодействует с магнитным полем с формированием силы Лоренца, которая приводит к проталкиванию навески вдоль рельс.
18. Энергетическая система по п. 16, в которой система инжекции дополнительно включает по меньшей мере один транспортер для подачи навески в по меньшей мере одну из усиленной рельсовой пушки и пневматического инжектора.
19. Энергетическая система по п. 18, в которой транспортер включает по меньшей мере один шнек.
20. Энергетическая система по п. 17, в которой приложенное магнитное поле инжектора на основе усиленной рельсовой пушки содержит компонент, параллельный направлению движения гранулы и поперечный току через навеску.
21. Энергетическая система по п. 20, в которой ток взаимодействует с магнитным полем с получением силы Лоренца, которая обеспечивает прижим навески к рельсам для поддержания хорошего электрического контакта между навеской и рельсами.
22. Энергетическая система по пп. 16 и 20, в которой магнитное поле,
перпендикулярное плоскости рельсов, и магнитное поле, параллельное движению, обеспечиваются по меньшей мере одним из постоянных магнитов и электромагнитов.
23. Энергетическая система по п. 1, в которой система для восстановления продуктов реагентов включает по меньшей мере одно из силы тяжести и системы для получения силы Лоренца, действующей на плазму и направляющей восстановленные продукты в область сбора.
24. Энергетическая система по п. 23, в которой система для получения силы Лоренца, действующей на плазму и направляющей восстановленные продукты в область сбора, включает систему восстановления с усиленной плазменной рельсовой пушкой.
25. Энергетическая система по п. 24, в которой система восстановления на усиленной плазменной рельсовой пушке включает по меньшей мере один магнит, обеспечивающий магнитное поле и компонент тока с пересекающимся вектором.
26. Энергетическая система по п. 25, в которой по меньшей мере один магнит включает по меньшей мере одно из катушки Гельмгольца и постоянных магнитов.
27. Энергетическая система по п. 26, в которой система восстановления на усиленной плазменной рельсовой пушке дополнительно включает по меньшей мере один дополнительный набор электродов, периферийный по отношению к электродам воспламенения, причем источник тока содержит по меньшей мере одно из тока, протекающего между электродами воспламенения и тока между по меньшей мере одним дополнительным набором электродов.
28. Энергетическая система по п. 1, в которой система для восстановления продуктов реагентов содержит по меньшей мере одно из прозрачной для света перегородки и прозрачного для света окна, где прозрачное для света окно может включать покрытие на преобразователе энергии.
29. Энергетическая система по п. 28, в которой прозрачная для света перегородка и окно выполнены прозрачными для ультрафиолетового света.
30. Энергетическая система по п. 29, в которой прозрачная для света перегородка и окно содержат по меньшей мере одно из группы, выбранной из сапфира, LiF, MgF2 и CaF2, других галидов щелочноземельных металлов, фторидов щелочноземельных металлов, BaF2, CdF2, кварца, плавленого кварца, ультрафиолетового стекла, боросиликата и Infrasil (ThorLabs).
31. Энергетическая система по п. 28, в которой по меньшей мере одно из прозрачной для света перегородки и окна содержит линзы для фокусирования света, излучаемого в результате воспламенения навески на преобразователь энергии.
32. Энергетическая система по п. 28, дополнительно включающая систему удаления
с целью удаления продукта воспламенения с поверхности прозрачной для света перегородки и прозрачного для света окна, где прозрачное для света окно может содержать покрытие на преобразователе энергии, содержащее луч с распыляемыми ионами или нож, или механический скребок с лезвием бритвы.
33. Энергетическая система по п. 1, включающая систему регенерации для регенерации исходных реагентов из продуктов реакции и формирования навески.
34. Энергетическая система по п. 1, в которой система регенерации включает гранулятор, содержащий плавильное устройство для формирования расплавленных реагентов, систему для добавления Ш и ШО к расплавленным реагентам, формирователь капель расплава и охладитель для формирования навески.
35. Энергетическая система по п. 34, в которой охладитель для формирования навески включает резервуар и/или ванну с водой.
36. Энергетическая система по п. 1, дополнительно включающая систему, которая поддерживает вакуум.
37. Энергетическая система по пп. 35 и 36, в которой система, которая поддерживает вакуум, содержит по меньшей мере одно из вакуумного насоса и охладителя резервуара и/или ванны с водой.
38. Энергетическая система по п. 34, в которой плавильное устройство содержит изолированный резервуар и нагреватель.
39. Энергетическая система по п. 38, в которой нагреватель включает по меньшей мере одно из нагревателя с индуктивной связью, теплообменника для передачи тепловой энергии, поступающей из реакции реагентов, и по меньшей мере одного оптического элемента для передачи оптической энергии, поступающей из реакции реагентов.
40. Энергетическая система по п. 39, в которой гранулятор включает первый изолированный резервуар, нагреваемый индуктивно соединенным нагревателем, второй изолированный резервуар для приема расплава для первого изолированного резервуара, формирователь капель и резервуар с водой для формирования навески.
41. Энергетическая система по п. 40, в которой второй резервуар включает расплавленные продукты воспламенения, линии с водородом и паром, которые поступают внутрь второго резервуара, формирователь пузырьков из водорода и пара с расплаве, соединенный с линиями водорода и пара, по меньшей мере одну выходную линию с газом, которая соединяется с насосом для рециркуляции водорода и пара.
42. Энергетическая система по п. 41, в которой линии водорода и пара, которые поступают внутрь второго резервуара, переносят водород и пар, которые проходят в виде пузырьков через расплав, для их введения в расплав с избыточным газом, выходящим
33.
через по меньшей мере одну выходную линию для рециркуляции через второй резервуар с помощью по меньшей мере одного насоса, и расплав, обработанный газом, протекает к формирователю капель, для подачи в виде капель в резервуар с водой, для формирования навески.
43. Энергетическая система по п. 42, в которой гранулятор включает регенератор тепла.
44. Энергетическая система по п. 43, в которой регенератор тепла восстанавливает или возвращает по меньшей мере некоторое тепло из охлаждающейся навески и передает его к поступающему продукту воспламенения, для предварительного нагрева его по мере того, как он поступает в плавильное устройство или первый резервуар.
45. Энергетическая система по п. 41, в которой водород подают из резервуара, повторно заполняемого в результате электролиза воды, и воду подают из резервуара с водой, в котором воду в обоих случаях периодически доливают, по мере потребления воды.
46. Энергетическая система по п. 35, в которой резервуар с водой включает смеситель для подачи навески в систему инжекции.
47. Энергетическая система по п. 15, в которой система инжекции дополнительно включает по меньшей мере один смеситель для подачи навески в инжектор на основе усиленной рельсовой пушки.
48. Энергетическая система по пп. 46 и 47, в которой смеситель включает по меньшей мере одно из шнека и струй воды.
49. Энергетическая система по п. 48, в которой резервуар с водой содержит транспортер для подачи навески в систему инжекции.
50. Энергетическая система по п. 49, в которой транспортер включает первый шнек, который транспортирует навески из ванны с водой в бункер подачи навесок, в которой второй шнек, смеситель навески подает навеску в систему инжекции.
51. Энергетическая система по п. 50, в которой система инжекции включает по меньшей мере одно из инжектора на усиленной рельсовой пушки и пневматического инжектора.
52. Энергетическая система по п. 42, содержащая систему регенерации роликового электрода, включающую: (1) по меньшей мере одно из восстановленных продуктов воспламенения и по меньшей мере одну из навесок, в которых отсутствует водород и ШО, (2) систему инжекции, (3) систему воспламенения, и (4) систему фрезерования для восстановления исходной формы электродов.
53. Энергетическая система по п. 52, в которой навеска, в которой отсутствует
водород и ШО, содержит навеску, сформированную из расплава продукта воспламенения в грануляторе без обработки расплава водородом или паром;
в которой по меньшей мере одну навеску без ШО и с восстановленными продуктами воспламенения инжектируют на роликовые электроды с помощью системы инжекции;
в которой поток большого тока системы воспламенения обеспечивает сварку или соединение навески без водорода или порошка с поверхностей роликовых электродов, и система фрезерования удаляет избыточный связанный материал для восстановления исходной формы электродов.
54. Энергетическая система по п. 53, в которой система фрезерования включает по меньшей мере одно из правильного круга, шлифовального устройства, токарного станка, фрезеровального станка и инструмента для механической обработки с помощью электрического разряда.
55. Энергетическая система по п. 1, в которой по меньшей мере один выходной преобразователь энергии реакции содержит по меньшей мере одно из группы фотогальванического преобразователя, фотоэлектронного преобразователя, плазмодинамического преобразователя, термоионного преобразователя, термоэлектрического преобразователя, двигателя Стерлинга, двигателя цикла Брайтона, двигателя цикла Рэнкина и теплового двигателя, и нагревателя.
56. Энергетическая система по п. 1, в которой резервуар включает стенки, отражающие по меньшей мере одно из ультрафиолетового, видимого света, и близкого инфракрасного света, излучаемого плазмой.
57. Энергетическая система по п. 55, в которой фотогальванический преобразователь содержит окно, прозрачное для света.
58. Энергетическая система по п. 55, в которой фотогальваническая ячейка закрыта окном, прозрачным для света.
59. Энергетическая система по п. 1, в которой свет, излучаемый ячейкой, преимущественно представляет собой ультрафиолетовый свет.
60. Энергетическая система по пп. 57 и 58, в которой окно содержит фосфор для сдвига спектра света, излучаемого ячейкой, в сторону, в которой фотогальванические ячейки фотогальванического преобразователя являются избирательно чувствительными.
61. Энергетическая система по п. 60, в которой фото гальванические ячейки включают фотогальванические ячейки с концентратором видимого и инфракрасного света.
62. Энергетическая система по п. 59, в которой преобразователь энергии содержит фотогальванический преобразователь, и фотогальванические ячейки содержат
54.
фотогальванические ячейки ультрафиолетового концентратора.
63. Энергетическая система по п. 62, в которой фотогальванические ячейки включают по меньшей мере одно из соединения, выбранного из нитридов Группы III, GaAIN, GaN и InGaN.
64. Энергетическая система по п. 63, в которой фотогальванические ячейки представляют собой ячейки с множеством переходов, содержащие множество переходов, которые могут быть расположены слоями последовательно, или переходы выполнены независимыми или электрически параллельными, причем независимые переходы могут быть механически уложены друг на друга, или могут быть соединены в виде многослойной подложки; подложки, соединения в виде сетки и системы охлаждения.
65. Энергетическая система по п. 64, в которой фото гальванические ячейки с множеством переходов включают по меньшей мере один из двух переходов, трех переходов и больше, чем трех переходов, причем каждый из них содержит п-р легированные полупроводники из группы InGaN, GaN и AlGaN, где легирующая добавка п типа GaN может содержать кислород, и легирующая добавка р типа может содержать Mg;
фото гальванические ячейки с множеством переходов могут содержать InGaN//GaN//, AlGaN, где // означает изолирующий слой связи прозрачной многослойной подложки или механическую укладку;
подложка многофункциональной ячейки может содержать по меньшей мере один из сапфира, Si, SiC и GaN, где последние два могут обеспечивать наилучшее соответствие по решетке для концентратора для фотогальванического применения;
слои могут быть нанесены с использованием металлографических способов эпитаксии из паровой фазы (MOVPE);
система охлаждения может содержать холодные пластины и теплообменник, и охладитель, и
контакты решетки могут содержать тонкие провода, которые должны быть установлены на передней и задней поверхностях ячеек.
66. Энергетическая система по п. 55, в которой фотогальванический преобразователь включает систему распространения света, содержащую уложенную слоями последовательность полупрозрачных и полуотражающих зеркал, которые направляют часть света, падающего на каждое зеркало в укладке, к соответствующей фотогальванической ячейки, в то время, как остальной свет передают в следующее зеркало в укладке.
67. Энергетическая система по п. 66, в которой каждое из полупрозрачного и
полуотражающего зеркал содержит окно, которое является прозрачным для падающего света, и это окно частично зеркально отражается, для отражения части падающего света.
68. Энергетическая система по п. 67, в которой каждое из полупрозрачного и полуотражающего зеркал содержит дихроичные зеркала или расщепители луча.
69. Энергетическая система по п. 68, в которой каждое из полупрозрачного и полуотражающего зеркал содержит окно, которое является прозрачным для падающего света, и это окно частично отражается дихроичной пленкой для избирательного отражения части падающего света к фотогальванической ячейке, которая является избирательно чувствительной для отраженных длин волн.
70. Энергетическая система по п. 69, в которой каждое из дихроичных зеркал и соответствующей фотогальванической ячейки расположено так, чтобы увеличивать эффективность преобразования энергии при распределении света по площади поверхности фотогальванического преобразователя.
71. Энергетическая система по п. 70, в которой полупрозрачное и полуотражающее зеркала содержат прозрачные для UV и отражающие UV материалы.
72. Энергетическая система по пп. 57, 58 и 71, в которой по меньшей мере одно из прозрачного для UV окна, покрытия прозрачного для UV окна фотогальванических ячеек и материала прозрачного для UV зеркала содержит по меньшей мере одно соединение из группы сапфира, LiF, MgF2 и CaF2, других галидов щелочноземельных металлов, фторидов щелочноземельных металлов, BaF2, CdF2, кварца, плавленого кварца, UV стекла, боросиликата и Infrasil (ThorLabs).
73. Энергетическая система по пп. 56 и 71, в которой по меньшей мере одно из покрытия отражающей UV стенки и материалов отражающих UV зеркала содержит одно из группы Ag, Al, тонкого покрытия Ag на А1, материала, обладающего высокой отражательной способностью при UV длинах волн, тонкие фторидные пленки, А1 покрытый MgF2, пленки MgF2 на А1, пленки LiF на А1 и пленки SiC на А1.
74. Энергетическая система по п. 55, в которой фото гальванический преобразователь дополнительно включает теплообменник и охладитель.
75. Энергетическая система по п. 55, в которой фотоэлектрический преобразователь содержит множество фотоэлектрических ячеек, где каждая фотоэлектрическая ячейка содержит фото катод, имеющий работу выхода более 1,8 эВ, анод, вакуумный промежуток между электродами и окно.
76. Энергетическая система по п. 75, в которой фотоэлектрическая ячейка включает по меньшей мере одно из группы передающего типа или полупрозрачного типа, или непрозрачного, или отражающего типа фотоэлектрической ячейки.
68.
77. Энергетическая система по п. 76, в которой фотоэлектрическая ячейка передающего или полупрозрачного типа содержит фотокатод, анод, и разделительный зазор между электродами.
78. Энергетическая система по п. 76, в которой непрозрачная или отражающая фотоэлектрическая ячейка содержит одну из группы ячеек, имеющих материал фотокатода, сформированный на непрозрачном основании металлического электрода, где свет падает и электрон выходит с одной и той же стороны, и типа с двойным отражением, в котором металлическое основание выполнено, как зеркало, что обеспечивает отражение света, прошедшего через фотокатод, обратно без обеспечения второго прохода эмиссии через поглощение и фотоэмиссию.
79. Энергетическая система по п. 78, в которой непрозрачная или отражающая фотоэлектрическая ячейка содержит прозрачный кожух, фотокатод, прозрачный анод, разделительный промежуток или промежуток между электродами с разреженной атмосферой, и внешние электрические соединения между катодом и анодом через нагрузку, в которой излучение попадает в ячейку и непосредственно падает на фотокатод; излучение попадает в катод на границу перехода зазора, и электроны излучают из этой границы перехода.
80. Энергетическая система по пп. 77 и 79, в которой зазор между электродами находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 мкм до 1000 мкм, от 1 мкм до 100 мкм, от 1 мкм до 10 мкм, и от 1 мкм до 5 мкм.
81. Энергетическая система по п. 79, в которой непрозрачная или отражающая фотоэлектронная ячейка включает прозрачное окно, причем свет поступает в ячейку через прозрачное окно, имеющее решетчатый анод на внутренней стороне окна.
82. Энергетическая система по пп. 77 и 79, в которой окно содержит по меньшей мере одно из сапфира, LiF, MgF2 и CaF2, других галидов щелочноземельных металлов, других фторидов щелочноземельных металлов, BaF2, CdF2, кварца, плавленного кварца, UV стекла, боросиликата и Infrasil (ThorLabs).
83. Энергетическая система по п. 75, в которой работа выхода фотокатода может быть по меньшей мере одной из следующей группы: больше, чем 1,8 эВ для излучения более короткой длины волны, чем 690 нм, больше, чем 3,5 эВ для излучения более короткой длины волны, чем 350 нм, и в пределах по меньшей мере одного диапазона из от 0,1 В до 100 В, от 0,5 В до 10 В, от В до 6 В йот 1,85 эВ до 6 В.
84. Энергетическая система по п. 83, в которой фотокатод фотоэлектронной ячейки содержит одно из группы GaN, сплавов GaN, AlxGai-xN, InxGai-xN, галидов щелочных металлов, KI, KBr, Csl, множества щелочных металлов, S20 Хамамацу, содержащего Na-
68.
K-Sb-Cs, GaAs, CsTe, алмазов, Sb-Cs, Au, Ag-O-Cs, двойных щелочных металлов, Sb-Rb-Cs, Sb-K-Cs, Na-K-Sb, InGaAs, непрозрачного фотокатода, содержащего по меньшей мере одно из GaN, Csl и SbCs, полупрозрачного фотокатода, содержащего CsTe, UV фотокатода из материала типа III-V, имеющего соответствующие большие запрещенные зоны в диапазоне от 3,5 эВ для GaN и 6,2 эВ для A1N, фото катода, имеющего энергию или область, чувствительную к длине волны, тонко настроенную путем изменения состава материала фотокатода, фотокатода, имеющего энергию или область, чувствительную к длине волны, тонко настроенную путем изменения соотношения GaN к A1N в AlxGai-xN, тонких пленок легированного материала р-типа, активированного до отрицательного электронного сродства, используя соответствующую обработку поверхности, тонкие пленки легированного материала р-типа, активированного до отрицательного электронного сродства, путем соответствующей обработки поверхности цезием или Mg и кислородом, фотокатодов, содержащих тонкую пленку MgO на Ag, MgF2, MgO, Cul2, металлических фотокатодов, металлических фотокатодов, содержащих по меньшей мере одно из Cu, Mg, Pb, Y и Nb, фотокатодов из металлов с покрытием, фотокатодов из металла с покрытием, содержащих по меньшей мере одно из Cu-CsBr, Cu-MgF2, Cu-Cs и Cu-Csl, фотокатодов металлического сплава, фотокатодов из сплава металла с покрытием, фотокатодов из сплава металла, содержащего CsAu, фотокатодов, содержащих сплавы чистых металлов Al, Mg и Си, фотокатодов, содержащих сплавы чистых металлов Al, Mg и Си с малыми количествами Li, Ba и ВаО, соответственно, полупроводниковых фото катодов, полупроводниковых фото катодов, содержащих CsTe, RbTe, антимонидов щелочных металлов, CssSb, K2CsSb, Na2KSb, NaK2Sb, CsK2Sb, Cs2Te, супералкалидов, фотокатодов типа положительного электронного сродства (PEA); Cs:GaAs, Cs:GaN, CsTnGaN, Cs:GaAsP, фотокатодов со ступенчато добавленными присадками, фотокатодов третичной структуры, и фотокатодов, содержащих тип отрицательного электронного сродства (NEA).
85. Энергетическая система по п. 84, в которой полупроводниковые фотокатоды могут содержаться при высоком вакууме в по меньшей мере одном диапазоне из менее чем 10"9 Па, 10"7 Па, 10"5 Па, 10"3 Па и 10"1 Па.
86. Энергетическая система, генерирующая по меньшей мере одно из электрической энергии и тепловой энергии, содержащая:
по меньшей мере один резервуар;
шлам, содержащий реагенты, содержащие:
а) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий образующуюся Н20;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
d) по меньшей мере одно из проводника и проводящей матрицы;
по меньшей мере одна система инжекции шлама, содержащая вращающиеся роликовые электроды, содержащие вращающий роторный насос для шлама;
по меньшей мере одну систему для воспламенения шлама, предназначенную для формирования излучающей свет плазмы из навески;
систему для восстановления продуктов реакции из реагентов;
по меньшей мере одну систему регенерации с целью регенерации дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительного шлама, где дополнительные реагенты содержат:
a) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий образующуюся ШО;
b) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
c) по меньшей мере один источник атомарного водородного или атомарный водород;
d) по меньшей мере одно из проводника и электропроводной матрицы; и
по меньшей мере одно из преобразователя энергии или системы вывода по меньшей мере одного из света и тепла в электрическую энергию и/или тепловую энергию.
87. Энергетическая система по п. 86, в которой система воспламенения,
обеспечивающая формирование из навески излучающей свет плазмы включает источник
электроэнергии для подачи короткого импульса электрической энергии с большим током.
88. Энергетическая система по п. 87, в которой источник электроэнергии для подачи
короткого импульса электрической энергии большого тока характеризуется по меньшей
мере одним из следующего:
напряжение, выбранное для обеспечения большого переменного тока, постоянного тока или смеси переменного и постоянного тока в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 кА до 50 кА;
плотность постоянного тока или пиковая плотность переменного тока, которая находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
напряжение определяется проводимостью твердого топлива или энергетического материала, где напряжение задано требуемым током, умноженным на сопротивление твердого топлива образца энергетического материала;
напряжение постоянного тока или пиковое переменное напряжение, которое
находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ, и
частота переменного тока, которая находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц.
89. Энергетическая система по п. 86, в которой система воспламенения включает источник электроэнергии, электрические шины, контактные кольца, валы, подшипники валов, электроды, конструктивные держатели подшипников, держатель основания, шкивы привода ролика, шкивы с роликовым приводом, ремни, натяжители ремней, валы электродвигателя, подшипники шкива ролика, подшипники электродвигателя и по меньшей мере один электродвигатель.
90. Энергетическая система по п. 89, в которой электроды содержат пару роликов, которые установлены на валах, подвешенных на подшипниках, прикрепленных к структурным держателям, которые установлены на держателе основания, где валы и прикрепленные электроды вращаются от шкивов приводов ролика, которые приводятся в движение ремнями, каждый из которых имеет натяжитель ремня, причем валы электродвигателя и шкивы электродвигателя подвешены на подшипниках, а также электродвигатели.
91. Энергетическая система по п. 86, в которой шлам содержит по меньшей мере одно из металла и гидрата.
92. Энергетическая система по п. 91, в которой гидрат содержит по меньшей мере одно из гидрата щелочного металла, гидрата щелочноземельного металла и гидрата переходного металла.
93. Энергетическая система по п. 92, в которой гидрат содержит по меньшей мере одно из MgCh • 6Н2О, Bah • 2Н2О и ZnCh • 4Н2О, и металл содержит по меньшей мере одно из переходного металла, Ti, Си и Ag.
94. Энергетическая система по п. 86, в которой по меньшей мере один преобразователь энергии выходной энергии реакции содержит по меньшей мере одно или больше из группы фотогальванического преобразователя, фотоэлектронного преобразователя, плазмадинамического преобразователя, термоионного преобразователя, термоэлектрического преобразователя, двигателя Стерлинга, двигателя с циклом Брайтона, двигателя с циклом Рэнкина и теплового двигателя.
95. Энергетическая система по п. 86, в которой система для восстановления продуктов реагентов включает водяные струи и ванну для шлама.
96. Энергетическая система по п. 86, в которой система для восстановления исходных реагентов из продуктов реакции и формирования шлама включает по меньшей
89.
мере одно сито, сетку, или фильтр и по меньшей мере один насос для всасывания воды в стенках ванны для шлама и подающий шнек роторного насоса.
97. Энергетическая система, генерирующая по меньшей мере одно из электрической энергии и тепловой энергии, содержащая:
по меньшей мере один резервуар, выполненный с возможностью поддержания давление ниже атмосферного;
навеска, содержащая реагенты, содержащие:
e) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий
образующуюся ШО;
f) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
g) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
h) по меньшей мере одно из проводника и электропроводной матрицы;
по меньшей мере одна система инжекции навески, содержащая по меньшей мере одну усиленную рельсовую пушку, где усиленная рельсовая пушка включает разделенные наэлектризованные рельсы и магниты, которые образуют магнитное поле, перпендикулярное плоскости рельсов, и цепь между рельсами разомкнута, пока она не будет замкнута в результате контакта навески с рельсами;
по меньшей мере одну систему воспламенения, которая обеспечивает формирование из навески по меньшей мере одно из излучающей свет плазмы и излучающей тепло плазмы, где по меньшей мере одна система воспламенения содержит:
a) по меньшей мере один набор электродов для ограничения навески; и
b) источник электроэнергии для подачи коротких импульсов электроэнергии с большим током;
причем по меньшей мере один набор электродов формирует разомкнутую цепь, где разомкнутая цепь замыкается в результате инжекции навески для обеспечения протекания большого тока с целью обеспечения воспламенения, и источник электроэнергии для подачи коротких импульсов с большим током электрической энергии характеризуется по меньшей мере одним из следующего:
напряжение, выбранное так, чтобы обеспечить большой переменный ток, постоянный ток или смесь переменного-постоянного токов в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 кА до 50 кА;
плотность постоянного тока или пикового переменного тока в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
напряжение определяется проводимостью твердого топлива или энергетического
материала, где напряжение задается умножением требуемого тока на сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала;
постоянное или пиковое переменное напряжение находятся в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ, и
частота переменного тока находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц;
систему для восстановления реакционных продукты реагентов, включающую по меньшей мере одно из силы тяжести и системы восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, содержащей по меньшей мере один магнит, образующий магнитное поле, и компонент тока с пересекающимся вектором для электродов воспламенения;
по меньшей мере одну систему регенирования с целью регенирования дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительной навески, содержащей гранулятор, включающий плавильное устройство для формирования расплавленных реагентов, систему для добавления Ш и Н2О к расплавленным реагентам, формирователь капель из расплава и резервуар с водой для формирования навески,
где дополнительные реагенты содержат:
e) по меньшей мере один источник катализатора или катализатор, содержащий
образующуюся ШО;
f) по меньшей мере один источник ШО или ШО;
g) по меньшей мере один источник атомарного водорода или атомарный водород; и
h) по меньшей мере одно из проводника и электропроводной матрицы; и
по меньшей мере одно из преобразователя энергии или выходной системы по меньшей мере одного из света и тепла в электрическую энергию и/или тепло сгорания, содержащих по меньшей мере одно или больше из группы фотогальванического преобразователя, фотоэлектронного преобразователя, плазмодинамического преобразователя, термоионного преобразователя, термоэлектрического преобразователя, двигателя Стерлинга, двигателя с циклом Брайтона, двигателя с циклом Рэнкина и теплового двигателя, и нагревателя.
98. Энергетическая система, генерирующая по меньшей мере одно из электрической энергии и тепловой энергии, содержащая:
по меньшей мере один резервуар, выполненный с возможностью поддержания давления ниже атмосферного;
навеску, содержащую реагенты, содержащие по меньшей мере одно из серебра, меди, адсорбированного водорода и воды;
по меньшей мере одну систему инжекции навески, включающую по меньшей мере одну усиленную рельсовую пушку, в которой усиленная рельсовая пушка включает разделенные электрифицированные рельсы и магниты, которые формируют магнитное поле, перпендикулярное плоскости рельс, и цепь между рельсами разомкнута пока она не будет замкнута в результате контакта навески с рельсами;
по меньшей мере одну систему воспламенения, которая обеспечивает получение из навески по меньшей мере одного из излучающей свет плазмы и излучающей тепло плазмы, где по меньшей мере одна система воспламенения содержит:
a) по меньшей мере один набор электродов для ограничения навески; и
b) источник электроэнергии для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током;
где по меньшей мере один набор электродов разделен для формирования разомкнутой цепи, причем разомкнутая цепь замыкается в результате инжекции навески с обеспечением протекания большого тока для обеспечения воспламенения, и источник электроэнергии для подачи короткого импульса электроэнергии с большим током характеризуется по меньшей мере одним из следующего:
напряжение, выбранное для получения большого переменного, постоянного токов или смеси переменного-постоянного токов в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А до 1 ООО ООО А, от 1 кА до 100 ООО А, от 10 кА до 50 кА;
плотность постоянного тока или пикового переменного тока в по меньшей мере одном диапазоне из от 100 А/см2 до 1 000 000 А/см2, от 1000 А/см2 до 100 000 А/см2 и от 2000 А/см2 до 50 000 А/см2;
напряжение определяется проводимостью твердого топлива или энергетического материала, где напряжение задается умножением требуемого тока на сопротивление твердого топлива или образца энергетического материала;
постоянное или пиковое переменное напряжение находятся в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 В до 500 кВ, от 0,1 В до 100 кВ и от 1 В до 50 кВ, и
частота переменного тока находится в по меньшей мере одном диапазоне из от 0,1 Гц до 10 ГГц, от 1 Гц до 1 МГц, от 10 Гц до 100 кГц и от 100 Гц до 10 кГц;
система для восстановления продуктов реакции для реагентов, включающая по меньшей мере одно из силы тяжести и системы восстановления на основе усиленной плазменной рельсовой пушки, содержащей по меньшей мере один магнит, образующий магнитное поле с пересекающим его компонентом тока от электродов воспламенения;
по меньшей мере одну систему регенерации для регенерации дополнительных реагентов из продуктов реакции и формирования дополнительной навески, включающую
гранулятор, содержащий плавильное устройство для формирования расплавленных реагентов, систему для добавления Ш и ШО к расплавленным реагентам, формирователь капель из расплава и резервуар с водой для формирования навески,
в котором дополнительные реагенты содержат по меньшей мере одно из серебра, меди, адсорбированного водорода и воды;
по меньшей мере одно из преобразователя энергии или выходной системы, включающих фотоэлектрический преобразователь с концентратором ультрафиолетового света, где фотогальванические элементы содержат по меньшей мере одно соединение, выбранное из нитрида Группы III, GaAIN, GaN и InGaN.
Фиг 1
309 308а
1. Структурный держатель
2. Источник электроэнергии
3. Контроллер/регулятор выходной мощности
4. Держатель подшипника для вала подшипника
5. Ванна
6. Разъем выходной мощности
7. Вал ролика
8. Роликовый электрод
9. Электрическая шина отрицательного электрода
10. Электрическая шина положительного электрода
11. Резервуар с водой
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика
14. Параболическое зеркало
15. Фотогальваническая панель
16. Водоструйная линия
17. Насос для выброса воды
18. Всасывающий насос для воды
19. Линия для всасывания воды
20. Окно
21. Струйная линия ополаскивания
22. Крепление зеркала
23. Полупрозрачное зеркало
24. Скребок и область сбора 26. Ячейка
26а. Система оптического
распределения и фотогальванического
преобразования
26Ь. Электрическая шина PV
1. Структурный держатель
2. Источник электроэнергии
3. Контроллер/регулятор выходной мощности
4. Держатель подшипника для вала подшипника
5. Ванна
6. Разъем выходной мощности
7. Вал ролика
8. Роликовый электрод
9. Электрическая шина отрицательного электрода
10. Электрическая шина положительного электрода
12 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 26.
11. Резервуар с водой
Электродвигатель 1 ролика
Электродвигатель 2 ролика
Параболическое зеркало
Фото гальваническая панель
Водоструйная линия
Насос для выброса воды
Насос для всасывания воды
. Линия для всасывания воды Окно
Струйная линия ополаскивания Крепление зеркала Полупрозрачное зеркало Скребок и область сбора Ячейка 26а. Система оптического распределения и фотогальванического преобразования 26Ь. Электрическая шина PV
27. Аккумуляторная батарея
28. Цепь стартера
29. Источник аргона
30. Распределение аргона 31 .Система охлаждения
32. Источник энергии постоянного тока
33. Регулятор постоянного тока
34. Накопитель энергии постоянного тока
35. Обратный преобразователь энергии постоянного/переменного тока
36. Привод VFD
37. Газовый насос
38. Обратная линия газового насоса
1. Структурный держатель
2. Источник электроэнергии
3. Контроллер/регулятор выходной мощности
4. Держатель подшипника для вала подшипника
5. Ванна
6. Разъем выходной мощности
7. Вал ролика
8. Роликовый электрод
9. Электрическая шина отрицательного электрода
10. Электрическая шина положительного электрода
11. Резервуар с водой 12 Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика
14. Параболическое зеркало
15. Фотогальваническая область
16. Водоструйная линия
17. Насос для выброса воды 16. Насос для всасывания воды
19. Линия для всасывания воды
20. Окно
21. Струйная линия ополаскивания
22. Крепление зеркала
23. Полупрозрачное зеркало
24. Скребок и область сбора
25. Ячейка 26а. Система оптического распределения и фотогальванического преобразования 26Ь. Электрическая шина PV
27. Аккумуляторная батарея
28. Цепь стартера
29. Источник аргона
30. Распределение аргона
31. Система охлаждения
32. Источник энергии постоянного тока
33. Регулятор постоянного тока
34. Накопитель энергии постоянного токао
35. Обратный преобразователь энергии постоянного/переменного тока
36. Привод VFD
37. Газовый насос
37а. Входное отверстие газового насоса
38. Обратная линия газового насоса
¦14
,31
Фиг. 2С2
(У)
1. Структурный держатель
2. Источник электроэнергии
3. Контроллер/регулятор выходной мощности
4. Держатель подшипника для вала ролика
4а.Подшипник
5. Ванна 7. Вал ролика
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика 19. Линия всасывания воды 25. Лоток
27. Колесо аппликатора
28. Клапаны аппликатора
29. Вал аппликатора
30. Электродвигатель колеса аппликатора
1. Структурный держатель 5. Ванна
7. Вал ролика
8. Электрод ролика
9. Электрическая шина отрицательного электрода
10. Электрическая шина
положительного электрода
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика
40. Наклонное зеркало
41. Плоское зеркало
Фиг. 2F
I. Структурный держатель
4. Держатель подшипника для вала ролика
7. Вал ролика
8. Роликовый электрод
II, Резервуар с водой
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика
14. Параболическое зеркало 20Ь
15. Линия для струй воды
17. Насос для подачи воды
18. Насос для всасывания воды
19. Линия для всасывания воды 20Ь. Корпус электрода 21. Промывочная линия со струями
7. Вал ролика
8. Электрод ролика
11. Резервуар с водой
12. Электродвигатель 1 ролика 14. Параболическое зеркало
16. Пиния струй воды
17. Насос для впрыска воды
18. Насос для отсасывания воды
19. Линия для всасывания воды
20. Окно 20а. Жалюзи
20Ь. Корпус электрода
21. Струйная промывочная линия
39. Планки жалюзи
40. Кронштейн жалюзи
41. Держатель кронштейна
43. Электродвигатель планок
44. Двойной шкив
45. Ведущий ремень
46. Ремень планок
47. Прокладка ролика
48. Шлам
49. Проницаемая для воды мембрана/фритта
50. Датчик воды
52. Канал
53. Канал распределения газа 53а. Нагнетатель канала
64. Канал сбора газа
65. Входное отверстие для всасывания воды
66. Смеситель шлама
67. Электродвигатель смесителя шлама
68. Резервуар с водородом
69. Датчик водорода 67 4
70. Линия подачи водорода
14. Параболическое зеркало
21. Промывочная струйная линия
53. Канал распределения газа
53а. Нагнетатель канала
64. Канал сбора газа
Фиг. 2G1a
О) О)
53. Канал
53а. Нагнетатель канала
64. Канал сбора газа
64а. Входное отверстие нагнетателя
64Ь. Выходное отверстие нагнетателя
64с. Входное отверстие канал
64d. Выходное отверстие канала
65. Полость
65.
5. Ванна
7. Вал ролика
8. Электрод ролика
17. Насос для подачи воды
18. Насос для всасывания воды
19. Линия всасывания воды 20Ь. Корпус электрода 20d. Стенки внешнего корпуса 20а. Камера
48. Шлам
49. Проницаемая для воды мембрана / Фритта
66. Смеситель шлама
67. Электродвигатель смесителя шлама
66.
66.
57а
4. Держатель подшипника для вала ролика
5. Ванна для шлама
7. Вал для ролика
8. Роликовый электрод
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика 20Ь. Корпус электрода
54. Пьезоэлектрический активатор 1
55. Пьезоэлектрический активатор 2
56. Держатель пьезоэлектрического активатора
57. Пружина натяжения
57а. Держатель пружины натяжения
58. Кронштейн корпуса электрода
59. Гибкая прокладка
60. Дорожка скольжения
61. Держатель основания
62. Подвижный стол
63. Держатель электродвигателя
4. Держатель подшипника для вала ролика
5. Ванна
6. Вал для ролика
7. Роликовый электрод 20. Окно.
20Ь. Корпус электрода
57. Пружина натяжения 57а. Держатель пружины натяжения
58. Кронштейн корпуса электрода
59. Гибкая прокладка
60. Дорожка скольжения
61. Держатель основания
62. Подвижный стол
66. Шнек
67. Электродвигатель шнека
76. Входной канал нагнетателя
77. Нагнетатель
78. Выходной канал нагнетателя
79. Входное отверстие циклонного сепаратора
79а. Держатель циклонного сепаратора
80. Циклонный сепаратор
81. Канал возврата газа
82. Лоток выходного отверстия Г
83. Струи газа |
80.
84. Держатели подшипника для вала ролика
85. Ванна
86. Вал ролика
87. Роликовый электрод
12. Электродвигатель 1 ролика
13. Электродвигатель 2 ролика 20. Окно
20Ь. Корпус электрода
57. Пружина натяжения 57а. Держатель пружины натяжения
58. Кронштейн корпуса электрода
59. Гибкая прокладка
60. Дорожка скольжения
61. Держатель основания
62. Подвижный стол 67. Электродвигатель шнека
71. Шкив непрямого привода
72. Ремень привода вала
73. Подшипник вала привода
74. Вал привода
75. Проволочный соединитель
77. Нагнетатель
78. Выходное канал нагнетателя
79. Входное отверстие циклонного сепаратора
79а. Держатель циклонного сепаратора
80. Циклонный сепаратор
81. Канал возврата газа
82. Выходной лоток
83. Газовые струи
80.
207
201
204 203
НАГРУЗКА
206 208
-205
Фиг. 2G1e5
НАГРУЗКА
206
207
205
209
201
ч204 •203
Фиг. 2G1e6
го со
Фиг. 211
2. Источник электроэнергии 9. Шарнирная электрическая шина
17. Насос подачи воды
18. Насос всасывания воды
19. Линия всасывания воды 67. Эл ектродви гател ь смесителя шлама 53а
71. Нижний шкив непрямого привода
71а. Верхний шкив непрямого привода
72. Ремень привода вала
73. Подшипник вала привода
74. Вал привода
75. Проволочный соединитель
84. Линия входного отверстия для охладителя
85. Линия выходного отверстия для охладителя
86. Теплообменник. Бойлер. Турбина. Генератор
87. Теплообменник
84.
84.
1 Крышка калориметра
2. Термистор
3. Электроды
4. Соединитель положительного зонда
5. Соединитель отрицательного зонда
6. Узел перемешивания
7. Ремень привода перемешивателя
8. Шкив электродвигателя
9. Электродвигатель
10. Соединитель электродвигателя
11. Лопастное колесо
12. Ребра нагревания
13. Отверстие для пропуска электродов
14. Ячейка бомбы
15. Уплотнитель изолирующего кольца
16. Болт крепления образца
17. Шарнирное соединение крепления
18. Твердое топливо
19. Ковш для воды
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Время (мс)
Фиг. 6
Фольга из индия
Интенсивность/ отсчеты
-•- Вычисленная
Экспериментальная
Базовая линия
19000 17000 15000 13000 11000 Волновое число /см1
9000 7000 5000
INMV2
IN3P3/2 01А
IN3DX2
i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-i-г
01А
ОКИ
C0 2PV2
К2А 1
л ^ л М
т-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-г
Фиг. 13А
МЕДНЫЙ ЭЛЕКТРОД
ПОДВИЖНОЕ КВАРЦЕВОЕ ОКНО ТОЛЩИНОЙ 0,25 ДЮЙМА
Фиг. 16
40 60 120
ДЛИНА ВОЛНЫ (А)
160
10 20 30 40
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 18А
8.0х104
б.ОхЮ4
OVI 17.3
OVI 19.29
СПЕКТРОМЕТР CFAMO ЭЛЕКТРОД РЕШЕТКА 600
Не
Н2
4.0х104
2.0х104
Q.0
4^ CD
С7>
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 18В
8.0x104
0VI 17.3 0VI 19.29
О X
& о
О X
6.0x104
4.0x104
2.0x104
0.0
СПЕКТРОМЕТР CFAMO ЭЛЕКТРОД РЕШЕТКА 600
Н2
Не
Не II 30.36
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 18D
HV 10 KB, 5ГЦ, ЩЕЛЬ 0 МКМ, ВСЕГО ИМПУЛЬСОВ 1000
1.4X104 1.2X104 1.0X104 8.0X103 6.0X103 4.0X103 2.0X103
W электрод
Н2/Не 50/684 мТОРР
¦ Н2/Не 150/409 мТОРР
Н2/Не 250/120 мТОРР
Н2/Не 305 мТОРР
Hell 30.38
сл го
10 15 20 25 30 35
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
ФИГ. 19
OV119.29 17.3
Алюминиевый электрод H2 газ
Al IV AIV 16.0 12.6 16.17 13.0
Al V13.1
10.4
10.8
OV 20.38
ОIV
23.85 AIV 27.87 28.14
¦л г-
-г-
25 т-
30 -г-
Длина волны (нм)
Фиг. 20А
QY Алюминиевый электрод
19.29 Н2 газ
AI фильтр
О VI 17.3
Al IV 16.0 16.17 ov
20.38
AIV 27.87
ОIV 28.14
23.85
AIVII 30.9
Т Г-
15 -г-
Длина волны (нм)
1.5X105'
1.0X105-
5.0X104 -
О VI 17.3 Mg IV 17.2
Mg IV
147
14.8
OV 19.29
Mglll 23.17 23.42
20.38
ОIV 23.85
OV 21.5 22.04
Mg V 27.66
Mg электрод Al фильтр H2 газ
Mg IV 32.1 MGV 32.3 35.3 35.4 35.5
~i-i-r
10 15
~i-i-г-
25 30 ~i-i-г-
35 40
Длина волны (нм)
Фиг. 20D
Фиг. 25
О I
о e
о о i
со s о I ш
6328.0
6329.0
ДЛИНА ВОЛНЫ (А)
ш О X
о о
CQ О
т. ш
6550 6560 6570 ДЛИНА ВОЛНЫ (А)
0.035-1
Длина волны (нм)
Фиг. 27
5000-
00.
о е
4000-
3000-
ПИК НУЛЕВОГО ПОРЯДКА
БЕЗ КВАРЦЕВОГО ОКНА
КВАРЦЕВОЕ ОКНО НА ПУТИ
о о I
со.
о I ш
2000-
1000-
20 т-
80000-
60000-
40000-
20000-
0-'
П 1 1-I 1-I 1-I 1-г
10 15 20 25 30 ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
60000-
50000-
КВАРЦЕВОЕ ОКНО НА ПУТИ
БЕЗ КВАРЦЕВОГО ОКНА
40000-
о о
о х ш
30000
26.4
20000-
10000-
0 5
Фиг. 33
"Т"
1.4Е6
.2Е6-
РАЗРЯД Н
ВЗРЫВ NH4N03
?0. О X
1.0Е6-
8 8.0Е5-
0 6.0Е5-m
1 4.0Е5-
2.0Е5-
0.0-
-1.5
п 1 1 1 1 1 1 1 Г
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
1.5
СЕРИЯ LYMAN (Н1)
э U
ПРОТУБЕРАНЕЦ
юоо -
100 10
КОНТИНУУМ
X Si
а" сл
1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400
ДЛИНА ВОЛНЫ (А)
Фиг. 37
(19)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
(14)
(18)
109
112
112
197
197
197
197
197
197
197
197
331
331
331
331
331
331
331
331
373
373
373
373
391
391
391
391
397
397
397
397
397
397
397
397
416
416
416
416
420
420
420
420
422
422
422
422
Фиг. 2С
Фиг. 2С
Фиг. 2С
Фиг. 2СЗ
Фиг. 2СЗ
Фиг. 2СЗ
Фиг. 2Е
Фиг. 2Е
Фиг. 2G1
Фиг. 2G1
Фиг. 2G1
Фиг. 2G1d1
Фиг. 2G1d1
Фиг. 2G1e
Фиг. 2G1e
Фиг. 2G1e
Фиг. 2G1e
Фиг. 2G1e1
Фиг. 2G1e1
Фиг. 2G1e2
Фиг. 2G1e2
34/66
34/66
34/66
10-
10-
39/66
39/66
Фиг. 10
Фиг. 10
39/66
39/66
Фиг. 10
Фиг. 10
40/66
40/66
41/66
41/66
Фиг. 12В
Фиг. 12В
42/66
42/66
Фиг. 13В
Фиг. 13В
46/66
46/66
47/66
47/66
Фиг. 17В
Фиг. 17В
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT О
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT О
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100МСХ 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
ТРИГГЕР HV 10КВ 5ГЦ. CCD ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ 100MC X 1000 ИМПУЛЬСОВ, SKT 0
53/66
53/66
Фиг. 20В
Фиг. 20В
53/66
53/66
Фиг. 20В
Фиг. 20В
53/66
53/66
Фиг. 20В
Фиг. 20В
53/66
53/66
Фиг. 20В
Фиг. 20В
53/66
53/66
Фиг. 20В
Фиг. 20В
54/66
54/66
54/66
54/66
54/66
54/66
54/66
54/66
55/66
55/66
Фиг. 21В
Фиг. 21В
57/66
57/66
Фиг. 24
Фиг. 24
58/66
59/66
Фиг. 26В
58/66
59/66
Фиг. 26В
58/66
59/66
Фиг. 26В
58/66
59/66
Фиг. 26В
58/66
59/66
Фиг. 26В
61/66
61/66
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
61/66
61/66
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
61/66
61/66
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 29
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
62/66
62/66
Фиг. 31
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
Фиг. 31
ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)
63/66
63/66
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
63/66
63/66
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
63/66
63/66
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
63/66
63/66
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
ДЛИНА ВОЛНЫ(НМ)
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
64/66
64/66
Фиг. 35
Фиг. 35
66/66
66/66