|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[**] Изобретение относится к источнику питания и гидридному реактору, включающим реакционную ячейку для катализа конверсии атомарного водорода и получения гидрино, источник атомарного водорода, источник катализатора конверсии водорода, включающий реакционную смесь жидкого, твердого или гетерогенного катализатора. Активация или инициирование и прохождение реакции катализа обеспечены при использовании одной или нескольких других химических реакций. Данные реакции, выдерживаемые на электропроводящем носителе, могут быть отнесены к нескольким классам, таким как (i) экзотермические реакции, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции катализа для получения гидрино, (ii) реакции сочетания, которые обеспечивают получение по меньшей мере одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для поддержания катализаторной реакции с образованием гидрино, (iii) свободно-радикальные реакции, которые выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гидрино, (iv) окислительно-восстановительные реакции, которые в одном варианте осуществления выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гидрино, (v) обменные реакции, такие как анионный обмен, которые облегчают ионизацию катализатора, когда он принимает энергию от атомарного водорода при образовании гидрино, и (vi) реакция с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы, которая может обеспечить получение по меньшей мере одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции с образованием гидрино, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождения обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания низкоэнергетического водородного продукта для улучшения по меньшей мере одного параметра, выбранного из степени превращения или скорости реакции с образованием гидрино. Изобретение также относится к энергетическим и химическим установкам, которые могут непрерывно функционировать при использовании электролиза или реакций термической регенерации, синхронизированных по меньшей мере с одной операцией, выбранной из выработки энергии и химического получения низкоэнергетического водорода. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к источнику питания и гидридному реактору, включающим реакционную ячейку для катализа конверсии атомарного водорода и получения гидрино, источник атомарного водорода, источник катализатора конверсии водорода, включающий реакционную смесь жидкого, твердого или гетерогенного катализатора. Активация или инициирование и прохождение реакции катализа обеспечены при использовании одной или нескольких других химических реакций. Данные реакции, выдерживаемые на электропроводящем носителе, могут быть отнесены к нескольким классам, таким как (i) экзотермические реакции, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции катализа для получения гидрино, (ii) реакции сочетания, которые обеспечивают получение по меньшей мере одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для поддержания катализаторной реакции с образованием гидрино, (iii) свободно-радикальные реакции, которые выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гидрино, (iv) окислительно-восстановительные реакции, которые в одном варианте осуществления выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гидрино, (v) обменные реакции, такие как анионный обмен, которые облегчают ионизацию катализатора, когда он принимает энергию от атомарного водорода при образовании гидрино, и (vi) реакция с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы, которая может обеспечить получение по меньшей мере одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции с образованием гидрино, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождения обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания низкоэнергетического водородного продукта для улучшения по меньшей мере одного параметра, выбранного из степени превращения или скорости реакции с образованием гидрино. Изобретение также относится к энергетическим и химическим установкам, которые могут непрерывно функционировать при использовании электролиза или реакций термической регенерации, синхронизированных по меньшей мере с одной операцией, выбранной из выработки энергии и химического получения низкоэнергетического водорода.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201100279 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки: 2011.08.30
(22) Дата подачи заявки: 2009.07.29
(51) Int. Cl. C01B 3/00 (2006.01) C01B 3/02 (2006.01)
(54) РЕАКТОР, СОДЕРЖАЩИЙ ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗАТОР КОНВЕРСИЙ ВОДОРОДА
(31)
(32)
(33)
(86) (87) (88) (71)
(72)
(74)
(57) 61/064,923; 61/086,316; 61/088,492; 61/094,513; 61/098,514; 61/102,465; 61/104,534; 61/105,660;
61/106,932; 61/109,088; 61/110,253; 61/112,491; 61/114,735; 61/193,543; 61/139,293; 61/145,022; 61/146,962; 61/150,571; 61/152,500; 61/156,328; 61/158,252; 61/160,145; 61/164,151; 61/166,495; 61/170,418; 61/174,346; 61/176,675; 61/178,796; 61/180,456; 61/182,468; 61/186,660; 61/218,771; 61/220,911; 61/222,721; 61/226,541 2008.07.30; 2008.08.05; 2008.08.13; 2008.09.05; 2008.09.19; 2008.10.03; 2008.10.10; 2008.10.15; 2008.10.20; 2008.10.28; 2008.10.31; 2008.11.07; 2008.11.14; 2008.12.05; 2008.12.19; 2009.01.15; 2009.01.23; 2009.02.06; 2009.02.13; 2009.02.27; 2009.03.06; 2009.03.13; 2009.03.27; 2009.04.03; 2009.04.17; 2009.04.30; 2009.05.08; 2009.05.15; 2009.05.22; 2009.05.29; 2009.06.12; 2009.06.19;
2009.06.26; 2009.07.02; 2009.07.17 US
PCT/US2009/052072
WO 2010/014684 2010.02.04
2010.12.02
Заявитель:
БЛЭКЛАЙТ ПАУЭР, ИНК. (US)
Изобретатель: Миллс Рэнделл Л. (US)
Представитель: Фелицына С.Б. (RU)
Изобретение относится к источнику питания и гидридному реактору, включающим реакционную ячейку для катализа конверсии атомарного водорода и получения гидрино, источник атомарного водорода, источник катализатора конверсии водорода, включающий реакционную смесь жидкого, твердого или гетерогенного катализатора. Активация или инициирование и прохождение реакции катализа обеспечены при использовании одной или нескольких других химических реакций. Данные реакции, выдерживаемые на электропроводящем носителе, могут быть отнесены к нескольким классам, таким как (i) экзотермические реакции, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции катализа для получения гидрино, (ii) реакции сочетания, которые обеспечивают получение по меньшей мере одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для поддержания катализатор-ной реакции с образованием гидрино, (iii) свободно-радикальные реакции, которые выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гидрино, (iv) окислительно-восстановительные реакции, которые в одном варианте осуществления выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа для получения гид-рино, (v) обменные реакции, такие как анионный обмен, которые облегчают ионизацию катализатора, когда он принимает энергию от атомарного водорода при образовании гидрино, и (vi) реакция с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы, которая может обеспечить получение по меньшей мере одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции с образованием гидрино, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождения обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания низкоэнергетического водородного продукта для улучшения по меньшей мере одного параметра, выбранного из степени превращения или скорости реакции с образованием гидрино. Изобретение также относится к энергетическим и химическим установкам, которые могут непрерывно функционировать при использовании электролиза или реакций термической регенерации, синхронизированных по меньшей мере с одной операцией, выбранной из выработки энергии и химического получения низкоэнергетического водорода.
1110051
РЕАКТОР, СОДЕРЖАЩИЙ ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗАТОР КОНВЕРСИИ ВОДОРОДА
Перекрестные ссылки на родственные заявки
Данная заявка испрашивает преимущества приоритета предварительных заявок США №№ 61/084923 (подана 30 июля 2008 года); 61/086316 (подана 5 августа 2008 года); 61/088492 (подана 13 августа 2008 года); 61/094513 (подана 5 сентября 2008 года); 61/098514 (подана 19 сентября 2008 года); 61/102465 (подана 3 октября 2008 года); 61/104534 (подана 10 октября 2008 года); 61/105660 (подана 15 октября 2008 года); 61/106932 (подана 20 октября 2008 года); 61/109088 (подана 28 октября 2008 года); 61/110253 (подана 31 октября 2008 года); 61/112491 (подана 7 ноября 2008 года); 61/114735 (подана 14 ноября 2008 года); 61/116966 (подана 21 ноября 2008 года); 61/193543 (подана 5 декабря 2008 года); 61/139293 (подана 19 декабря 2008 года); 61/145022 (подана 15 января 2009 года); 61/146962 (подана 23 января 2009 года); 61/150571 (подана 6 февраля 2009 года); 61/152500 (подана 13 февраля 2009 года); 61/156328 (подана 27 февраля 2009 года); 61/158252 (подана 6 марта 2009 года); 61/160145 (подана 13 марта 2009 года); 61/164151 (подана 27 марта 2009 года); 61/166495 (подана 3 апреля 2009 года); 61/170418 (подана 17 апреля 2009 года); 61/174346 (подана 30 апреля 2009 года); 61/176675 (подана 8 мая 2009 года); 61/178796 (подана 15 мая 2009 года); 61/180456 (подана 22 мая 2009 года); 61/182468 (подана 29 мая 2009 года); 61/186660 (подана 12 июня 2009 года); 61/218771 (подана 19 июня 2009 года); 61/220911 (подана 26 июня 2009 года); 61/222721 (подана 2 июля 2009 года); и 61/226541 (подана 17 июля 2009 года), все из которых во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ.
Раскрытие изобретения
Настоящее описание изобретения относится к системам катализаторов, содержащим катализатор конверсии водорода, способный приводить к образованию из атомарного H в его состоянии n = 1 более низкоэнергетического состояния, источник атомарного водорода и другие структурные единицы, способные обеспечить инициирование и прохождение реакции с образованием низкоэнергетического водорода. В определенных вариантах осуществления настоящее описание изобретения относится к реакционной смеси, содержащей, по меньшей мере, один источник атомарного водорода и катализатор или источник катализатора для поддержания катализа конверсии водорода с
образованием гидрино. Реагенты и реакции, описывающиеся в настоящем документе для твердых и жидких топлив, являются также реагентами и реакциями и для гетерогенных топлив, включающих смесь фаз. Реакционная смесь содержит, по меньшей мере, два компонента, выбираемых из катализатора конверсии водорода или источника катализатора конверсии водорода и источника атомарного водорода, причем, по меньшей мере, один представитель, выбранный из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, может быть получен в результате проведения реакции для реакционной смеси. В дополнительных вариантах осуществления реакционная смесь дополнительно содержит носитель, который в определенных вариантах осуществления может быть электропроводящим, растворитель, такой как органический растворитель или неорганический растворитель, в том числе расплавленная соль, газопоглотитель и, по меньшей мере, один реагент, который благодаря прохождению для него реакции приводит к активизации катализа.
Активация или инициирование и прохождение реакции с образованием гидрино могут быть обеспечены при использовании одной или нескольких химических реакций. Данные реакции могут быть выбраны из (i) экзотермических реакций, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции с образованием гидрино, (ii) реакций сочетания, которые обеспечивают получение, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для поддержания реакции с образованием гидрино, (ш) свободно-радикальных реакций, которые в определенных вариантах осуществления исполняют функцию акцептора электронов катализатора во время реакции с образованием гидрино, (iv) окислительно-восстановительных реакций, которые в определенных вариантах осуществления исполняют функцию акцептора электронов катализатора во время реакции с образованием гидрино, (v) обменных реакций, таких как в случае анионного обмена, в том числе галогенидного, сульфидного, гидридного, арсенидного, оксидного, фосфидного и нитридного обмена, которые в одном варианте осуществления облегчают действие по ионизации катализатора в случае приема им энергии от атомарного водорода при образовании гидрино, и (vi) реакций с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы, которые могут обеспечить получение, по меньшей мере, одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции с образованием гидрино, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождения обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания низкоэнергетического водородного продукта для улучшения, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из степени превращения
или скорости реакции с образованием гидрино. В определенных вариантах осуществления реакцию активации делает возможной электропроводящий носитель.
В дополнительных вариантах осуществления настоящее описание изобретения относится к энергетической системе, содержащей, по меньшей мере, два компонента, выбираемых из: источника катализатора или катализатора; источника атомарного водорода или атомарного водорода; реагентов для получения источника катализатора или катализатора и источника атомарного водорода или атомарного водорода; одного или нескольких реагентов для инициирования катализа конверсии атомарного водорода; и носителя для обеспечения получения катализатора,
причем энергетическая система может дополнительно включать любого представителя, выбранного из реакционной емкости, вакуумного насоса, преобразователя энергии и систем, таких как сепараторные системы, электролизер, термические системы для обращения обменной реакции и реакторы химического синтеза для регенерации топлива из продуктов реакции.
В дополнительных вариантах осуществления настоящее описание изобретения относится к системе для получения соединений, имеющих водород в низкоэнергетических состояниях, содержащей, по меньшей мере, два компонента, выбираемых из: источника катализатора или катализатора; источника атомарного водорода или атомарного водорода; реагентов для получения источника катализатора или катализатора и источника атомарного водорода или атомарного водорода; одного или нескольких реагентов для инициирования катализа конверсии атомарного водорода; и носителя для обеспечения получения катализатора,
причем система для получения соединений, содержащих водород в низкоэнергетических состояниях, может дополнительно включать любого представителя, выбранного из реакционной емкости, вакуумного насоса и систем, таких как сепараторные системы, электролизер, термические системы для обращения обменной реакции и реакторы химического синтеза для регенерации топлива из продуктов реакции.
Другие варианты осуществления настоящего описания изобретения относятся к системе аккумуляторных или топливных ячеек для получения соединений, содержащих водород в низкоэнергетических состояниях, содержащей, по меньшей мере, два компонента, выбираемых из: источника катализатора или катализатора; источника атомарного водорода или атомарного водорода; реагентов для получения источника катализатора или катализатора и источника атомарного водорода или атомарного водорода; одного или нескольких реагентов для инициирования катализа конверсии атомарного водорода; и носителя для обеспечения получения катализатора,
причем система аккумуляторных или топливных ячеек для получения соединений, содержащих водород в низкоэнергетических состояниях, может дополнительно включать любого представителя, выбранного из реакционной емкости, вакуумного насоса и систем, таких как сепараторные системы, электролизер, термические системы для обращения обменной реакции и реакторы химического синтеза для регенерации топлива из продуктов реакции.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 представляет собой схематический чертеж реактора для выработки энергии и энергетической установки, соответствующих настоящему описанию изобретения.
Фигура 2 представляет собой схематический чертеж реактора для выработки энергии и энергетической установки для отправления на рецикл или регенерации топлива, соответствующих настоящему описанию изобретения.
Фигура 3 представляет собой схематический чертеж энергетического реактора, соответствующего настоящему описанию изобретения.
Фигура 4 представляет собой схематический чертеж системы для отправления на рецикл или регенерации топлива, соответствующей настоящему описанию изобретения.
Фигура 5 представляет собой схематический чертеж разрядной энергетической и плазменной ячейки и реактора, соответствующих настоящему описанию изобретения.
Фигура 6 представляет собой схематический чертеж аккумуляторной и топливной ячейки, соответствующей настоящему описанию изобретения.
Осуществление изобретения
Настоящее описание изобретения относится к системам катализаторов для высвобождения энергии из атомарного водорода с образованием более низкоэнергетических состояний, у которых электронная оболочка находится в более близком положении по отношению к ядру. Высвобожденную мощность используют для выработки электрической энергии, и в дополнение к этому, новые водородные структурные единицы и соединения представляют собой желательные продукты. Данные энергетические состояния предсказываются классическими физическими законами и требуют приема катализатором энергии от водорода для обеспечения осуществления соответствующего перехода с высвобождением энергии.
Классическая физика дает решения в аналитической форме для водородного атома, гидридного иона, водородного молекулярного иона и водородной молекулы и
предсказывает существование соответствующих структурных единиц, имеющих дробные главные квантовые числа. При использовании уравнений Максвелла структуру электрона получили как краевую задачу, где электрон образует ток источника изменяющихся во времени электромагнитных полей во время переходов с ограничением, заключающимся в невозможности излучения энергии связанным электроном в состоянии п =1. Реакция, предсказанная решением для атома Н, включает резонансный безызлучательный перенос энергии от в иных случаях стабильного атомарного водорода к катализатору, способному принимать энергию для получения водорода в более низкоэнергетических состояниях в сопоставлении с теми, которые ранее считались возможными. Говоря конкретно, классическая физика предсказывает возможность прохождения для атомарного водорода каталитической реакции с участием определенных атомов, эксимеров, ионов и двухатомных гидридов, которые обеспечивают прохождение реакции, характеризующейся результирующей энтальпией, равной целому кратному величины потенциальной энергии атомарного водорода Eh = 27,2 эВ, где Eh составляет один хартри. Для катализирования в способе требуется присутствие наряду с атомарным водородом и специфических структурных единиц (например, Не', Ar+, Sr+, К, Li, НС1 и NaH), идентифицируемых на основании их известных электронных энергетических уровней. Реакция включает безызлучательный перенос энергии с последующими испусканием излучения перехода на уровень континуума #-13,6 эВ или переносом #-13,6 эВ на Я с образованием Н в чрезвычайно горячем, возбужденном состоянии и водородного атома, который является более низким по энергии в сопоставлении с непрореагировавшим атомарным водородом, и который соответствует дробному главному квантовому числу. То есть, в формуле для основных энергетических уровней водородного атома: ' е2 13.598 еУ
En=~-Q-=--2- d)
п ътте0ан п
Надпись в уравнении здесь и далее еУ=эВ
п = 1, 2, 3, (2)
где ан представляет собой Боровский радиус для водородного атома (52,947 пм), е представляет собой величину заряда электрона, а ео представляет собой диэлектрическую проницаемость вакуума,
дробные квантовые числа:
п = 1,-,-,-,...,-; гдер < 137 представляет собой целое число. (3) 2 Ъ А р
заменяют собой хорошо известный параметр п = целое число в уравнении Ридберга для возбужденных состояний водорода и представляют водородные атомы в более низкоэнергетических состояниях, называемые "гидрино". Состояние водорода п = 1 и состояния водорода п = 1/целое число являются безызлучательными, но между двумя безызлучательными состояниями, скажем, от п = 1 к п = 1/2, возможен переход в результате безызлучательного переноса энергии. Водород представляет собой специальный случай стабильных состояний, приведенных в уравнениях (1) и (3), где соответствующий радиус атома водорода или гидрино представляет собой нижеследующее
г = ¦
(4)
гдер = 1, 2, 3,... . Для запасания энергии энергия должна быть перенесена от водородного атома к катализатору в целых единицах потенциальной энергии водородного атома в
нормальном состоянии п = 1 с переходом на радиус
Гидрино образуются в
т + р
результате прохождения между обычным водородным атомом и подходящим катализатором реакции, характеризующейся результирующей энтальпией реакции
т-27,2 эВ, (5) где т представляет собой целое число. Как представляется, скорость при катализе возрастает по мере все более близкого соответствия результирующей энтальпии реакции величине т-27,2 эВ. Как было установлено, для большинства областей применения подходящими являются катализаторы, характеризующиеся результирующей энтальпией реакции в пределах ± 10%, предпочтительно ± 5%, от величины т-27,2 эВ.
Катал изаторные реакции включают две стадии высвобождения энергии: безызлучательный перенос энергии на катализатор с последующим дополнительным высвобождением энергии по мере уменьшения радиуса до соответствующего стабильного конечного состояния. Таким образом, общая реакция представляет собой нижеследующее
т- 27.2 eV + Catq++H
Cat{q+r)++re- + H*
(т + р)
+ Ш-21.2 eV
(т + р)
(т + р)
+[(р + т)2-р2]Л3.6 eV-m-21.2 eV
Cat{q+r)+ + re -> Cat4* + m ¦ 27.2 eV
Надпись в уравнении
Cat = Кат (6) (7) (8)
совокупная реакция представляет собой нижеследующее
(т + р)
+ [(р + т)2-р2]Л3.6 eV (9)
q, г, т и р представляют собой целые числа. Н*
характеризуется радиусом
{т + р)
водородного атома (соответствующего значению 1 в знаменателе) и центральным полем,
эквивалентным центральному полю протона с кратностью (т + р), а Н
(--y~-г-^-~ ) нм) и простирающегося в диапазон более длинных волн. В
(т + р)
представляет собой соответственное стабильное состояние, характеризующееся радиусом,
соответствующим радиусу Н с кратностью ----г-. Когда электрон претерпевает
(т + р)
радиальное ускорение при переходе от радиуса водородного атома к радиусу,
соответствующему данному расстоянию с кратностью -----, высвобождается энергия в
(т + р)
виде испускания характеристического света или в виде кинетической энергии третьего тела. Испускание может иметь вид излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне, имеющего предел в области [(р + т) - р - 2т] -13,6 эВ 91.2
[{p + mf -р1 -2т]
дополнение к излучению, может происходить резонансный перенос кинетической энергии с образованием быстрого Н. Последующее возбуждение данных быстрых атомов Н(п = 1) в результате столкновений с базовым Нг со следующим далее испусканием соответствующих быстрых атомов Н (п = 3) приводит к испусканию уширенной а-линии Бальмера. В соответствии с теоретическими предсказаниями наблюдается чрезвычайно сильное уширение а-линии Бальмера (> 100 эВ).
Поэтому подходящий катализатор может обеспечить получение результирующей положительной энтальпии реакции т-27,2 эВ. То есть, катализатор резонансно принимает безызлучательно перенесенную энергию от водородных атомов и высвобождает энергию в окружение, оказывая воздействие на электронные переходы на дробные квантовые энергетические уровни. Как следствие безызлучательного переноса энергии водородный атом становится нестабильным и испускает дополнительную энергию вплоть до достижения им более низкоэнергетического безызлучательного состояния, характеризующегося основным энергетическим уровнем, приведенным в уравнениях (1) и (3). Таким образом, катализ высвобождает энергию из водородного атома при пропорциональном уменьшении размера водородного атома г" = пан, где п представлен в
уравнении (3). Например, катализ перехода от Н(п = 1) к Н(п = 1/4) высвобождает 204 эВ, а радиус водорода уменьшается от ан до 1/4а#. Продукт катализатора Н(\1р) также может вступать в реакцию с электроном с образованием гидридного иона гидрино Н~(\1р), или два Н(\1р) могут вступать в реакцию с образованием соответствующего молекулярного гидрино Н2(11р).
В частности, продукт катализатора Н(\1р) также может вступать в реакцию с электроном с образованием нового гидридного иона IT (Ир), характеризующегося энергией связывания Ев'.
( \
Ев=-
h2^s(s + \) 7rju0e2h2
8/леа20
1 + УФ + 1) Р
"|2
1 1 + л/Ф + 1) (10)
где р = целое число > 1, s = Л12, h представляет собой постоянную Планка, //о представляет собой магнитную проницаемость вакуума, те представляет собой массу электрона, }хе представляет собой приведенную массу электрона, представляющую собой
нижеследующее jue = тетр , где тр представляет собой массу протона, ао
, 7 + тп 3 Р
представляет собой Боровский радиус, а ионный радиус представляет собой rx =- {\ + ^s(s + \)j. Исходя из уравнения (10) расчетное значение энергии ионизации
гидридного иона составляет 0,75418 эВ, и экспериментальное значение составляет 6082,99 ±0,15 см-1 (0,75418 эВ).
Сдвинутые в сторону сильного поля пики ЯМР представляют собой прямое свидетельство существования водорода в низкоэнергетическом состоянии, характеризующегося более низким радиусом, чем у обычного гидридного иона, и демонстрирующего увеличение диамагнитного экранирования протона. Сдвиг описывается суммой сдвигов для обычного гидридного иона Н~ и компонента, обусловленного более низкоэнергетическим состоянием:
АВ.
- = -Мо
\2mea0(l + 74^+1))
(1 + а2кр) = - (29.9 +1.37р) ррт
(П)
Надпись в уравнении
здесь и далее ррт = м. д.
где для Н~ р = 0, и р = целое число > 1 для Н~(1/р), а а представляет собой константу
тонкой структуры.
Н(\1р) может вступать в реакцию с протоном с образованием Н2(1/р)+, а два Щ1/р) могут вступать в реакцию с образованием #г(1/р). Водородный молекулярный ион и функции молекулярного заряда и плотности тока, длины и энергии связей получаются из решения лапласиана в эллипсоидных координатах при ограничении, заключающемся в отсутствии излучения
(12)
Полная энергия Ет водородного молекулярного иона, характеризующегося центральным полем +ре в каждом фокусе удлиненной сфероидной молекулярной орбитали, представляет собой нижеследующее
Ет = -р2
%яе0ан
(41пЗ-1-21пЗ)
2е2
1 + Р
т"с
Аяе"
I Р )
За.
{ Р )
(13)
2 | ju = -/16.13392 eV-p30.l 18755 eV
где р представляет собой целое число, с представляет собой скорость света в вакууме, а /л представляет собой приведенную ядерную массу. Полная энергия водородной молекулы, характеризующейся центральным полем +ре в каждом фокусе удлиненной сфероидной молекулярной орбитали, представляет собой нижеследующее
ЕТ=-р2
&л?0ай
2V2-V2+-
ЛХ V2 + 1 In -=--
V2-1 ¦Л
\ + р
2W 4(tm)°а°
[Р)
8яг
1 +
--/31.351 eV-/0.326469 eV
(14)
Энергия диссоциации связи ED водородной молекулы Яг(1/р) представляет собой разницу между полной энергией соответствующих водородных атомов и Ет ED = E(2H(l/p))-Er, (15)
где
?(2Я(1/р)) = -/27,20 эВ (16) ED описывается уравнениями (15-16) и (14): ED = -/27,20 эВ-Ет
= -/27,20 эВ -(-/31,351 эВ -/0,326469 эВ) (17)
=/4,151 эВ + /0,326469 эВ Расчетные и экспериментальные параметры для Н2, D2, #2+ и D2 представлены в таблице 1.
Таблица
1. Рассчитанные в аналитической
форме по Максвеллу и
экспериментальные параметры для Яг, D2, Яг+ и /V'.
Параметр
Расчетный
Экспериментальный
Энергия связи для Яг
4,478 эВ
4,478 эВ
Энергия связи для D2
4,556 эВ
4,556 эВ
Энергия связи для Яг+
2,654 эВ
2,651 эВ
Энергия связи для ?> г+
2,696 эВ
2,691 эВ
Полная энергия для Яг
31,677 эВ
31,675 эВ
Полная энергия для D2
31,760 эВ
31,760 эВ
Энергия ионизации для Нг
15,425 эВ
15,426 эВ
Энергия ионизации для D2 Энергия ионизации для Яг+
15,463 эВ
15,466 эВ
16,253 эВ
16,250 эВ
Энергия ионизации для ?> г+
16,299 эВ
16,294эВ
Магнитный момент для Нг
9,274 X10"24Jr1 (juB)
9,274Х10-24/Г1 (jiB)
Абсолютный
газофазный
- 28,0 м. д.
-28,0 м. д.
сдвиг ЯМР для Яг
Межъядерное
расстояние
0,748 А
0,741 А
для Я2 а
V2-fl0
Межъядерное
расстояние
0,748 А
0,741 А
для ?> 2 а
V2of0
Межъядерное для Яг+
расстояние
1,058 А
1,06 А
2ао
Межъядерное
ДЛЯ D2
расстояние
1,058 А
1,0559 А
2а0
Колебательная Я2
Колебательная
энергия для
0,517 эВ
0,516 эВ
энергия для
0,371 эВ
0,371 эВ
й)еХеДЛяН2
120,4 см"1
121,33 см-1
СОеХе ДЛЯ D2
60,93 см-1
61,82 см-1
Колебательная
энергия для
0,270 эВ
0,271 эВ
Я2+
Колебательная
энергия для
0,193 эВ
0,196 эВ
D2+
Вращательная энергия перехода OTJ=1KJ = 0 ДЛЯ
#2а
Вращательная энергия перехода от J = 1 к J = 0 для
Яг*
Вращательная энергия перехода OTJ=1KJ = 0 ДЛЯ
Я2+
Вращательная энергия перехода от J = 1 к J = 0 для
'2+
D +а
0,0148 эВ 0,00741 эВ 0,00740 эВ 0,00370 эВ
0,01509 эВ
0,00755 эВ
0,00739 эВ
0,003723 эВ
а Без коррекции на незначительное уменьшение межъядерного расстояния вследствие Eosc-
Анализ газообразного продукта катализа по методу ЯМР представляет собой определительное испытание для теоретически предсказанного химического сдвига у Я2(1/4). В общем случае согласно предсказанию в методе !ЯЯМР резонанс для Яг(1/р) сдвинут в сторону сильного поля от резонанса для Яг вследствие дробного радиуса в эллиптических координатах, когда электроны располагаются значительно ближе к ядрам.
Предсказанный сдвиг
¦, для Яг(1/р) представляется суммой сдвига для Я2 и члена,
который зависит от р = целое число > 1, для Я2(1/р):
АВТ В
Щ В
=-м>
4-V21n
V2-1
= -(28.01 + 0.64/?) ррт 36а0те
(\ + шр)
(18) (19)
Надпись в уравнении
ррт = м. д.
где для Я2 р = 0. Экспериментальный абсолютный газофазный сдвиг резонанса для Яг -28,0 м. д. находится в превосходном соответствии с предсказанным абсолютным газофазным сдвигом - 28,01 м. д. (уравнение (19)).
Колебательные энергии Evib при переходе ото = 0ко=1 для молекул водородного типаЯ2(1/р) представляют собой нижеследующее
Eva, =/0,515902 эВ, (20) где р представляет собой целое число. Вращательные энергии Erot при переходе от J к J + 1 для молекул водородного типаЯ2(1/р) представляют собой нижеследующее
Ero, -
¦Ej =у[/ + 1] = /(.7 + 1)0.01509 еГ
(21)
где р представляет собой целое число, I представляет собой момент инерции.
Зависимость р2 от вращательных энергий представляет собой результат обратной зависимости р от межъядерного расстояния и оказания соответствующего воздействия на момент инерции I. Предсказанное межъядерное расстояние 2с' для Hiillp) представляет собой нижеследующее
2с' = (22) Р
Как уверенно и согласованно свидетельствуют данные широкого спектра исследовательских методик, водород может существовать в более низкоэнергетических состояниях в сопоставлении с теми, которые ранее считались возможными. Эти данные подтверждают существование данных низкоэнергетических состояний, называемых гидрино, для "малого водорода" и соответствующих гидридных ионов и молекулярного гидрино. Некоторые из данных предшествующих исследований по данному вопросу, обосновывающих возможность проведения новой реакции для атомарного водорода, которая обеспечивает получение водорода в дробных квантовых состояниях, которые имеют более низкие энергии, чем у традиционного "основного" состояния (п = 1), включают данные по спектроскопии в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (ЭУФ), испусканию характеристического излучения катализаторами и гидридными ионными продуктами, испусканию излучения низкоэнергетическим водородом, получению плазмы по химическому способу, уширению ct-линии Бальмера, инверсии заселенности линий Н, повышенной электронной температуре, аномальной длительности послесвечения плазмы, выработке энергии и анализу новых химических соединений.
Каталитические переходы с образованием низкоэнергетического водорода настоящего описания изобретения требуют наличия катализатора, который может иметь форму эндотермической химической реакции, соответствующей целому числу т величин потенциальной энергии некатализированного атомарного водорода 27,2 эВ, и который принимает энергию от атомарного Н для стимулирования перехода. Эндотермическая катализаторная реакция может представлять собой ионизацию для одного или нескольких электронов химической структурной единицы, такой как атом или ион (например, т = 3 для Ы -> Ы2 +), и может дополнительно включать совмещенную реакцию расщепления связи совместно с ионизацией одного или нескольких электронов одного или нескольких партнеров первоначальной связи (например, т = 2 для NaH -> Na2 + + Н). Не+ удовлетворяет критерию катализатора - химический или физический способ, характеризующийся изменением энтальпии, равным целому кратному величины 27,2 эВ, поскольку он ионизируется при 54,417 эВ, что составляет 2-27,2 эВ. Два водородных
атома также могут использоваться в качестве катализатора, характеризующегося той же самой энтальпией. Водородные атомы H{\lp) р = 1,2,3, ... 137 могут претерпевать дополнительные переходы в более низкоэнергетические состояния, описывающиеся уравнениями (1) и (3), где переход у одного атома катализирует второй, который резонансно и безызлучательно принимает т-27,2 эВ при одновременном противоположном изменении своей потенциальной энергии. Совокупное общее уравнение для перехода от Н{\1р) к #(1/(р + т)), индуцированного в результате резонансного переноса т-27,2 эВ кН(\1р'), представляет собой нижеследующее
Щ\/р') + Н(\1р) -> Н + Н(1/(р + т)) + [2рт + т2 -р '2 + 1]-13,6 эВ (23) Водородные атомы могут выполнять функцию катализатора, когда m = 1 и т = 2 для одного и двух атомов, соответственно, выступающих в роли катализатора для другого. Скорость при двухатомном катализаторе 2Н может быть высокой в случае столкновения чрезвычайно быстрого Н с молекулой с образованием 2#, где два атома резонансно и безызлучательно принимают 54,4 эВ от третьего водородного атома из числа партнеров в столкновении.
В случае m = 2 продукт катализаторов Не+ и 2Н представляет собой #(1/3), который вступает в быструю реакцию с образованием #(1/4), а после этого молекулярного гидрино #г(1/4) в качестве предпочтительного состояния. В частности, в случае высокой концентрации водородных атомов быстрым может быть описывающийся уравнением (23) дополнительный переход от #(1/3) (р - 3) к #(1/4) (р + т = 4) при наличии # в качестве катализатора (р' = 1; m = 1):
#(1/3)-^#(1/4) + 95.2 eV. (24)
Соответствующие молекулярное гидрино #2(1/4) и гидридный ион гидрино #"(1/4) представляют конечные продукты, согласующиеся с наблюдением, поскольку квантовое состояние р = 4 характеризуется мультиполярностью, большей, чем в случае квадруполя, что придает #(1/4) продолжительное теоретическое время жизни для последующего катализа.
Безызлучательный перенос энергии на катализаторы Не+ и 2# согласно теоретическому предсказанию накачивает энергетические уровни иона Не+ и увеличивает температуру возбуждения электрона # в гелиево-водородной и водородной плазмах,
соответственно. При обоих катализаторах промежуточное соединение # *
(уравнение (6) при т = 2) характеризуется радиусом водородного атома (соответствующего значению 1 в знаменателе) и центральным полем, эквивалентным
центральному полю протона с кратностью 3, а Н
представляет собой
соответствующее стабильное состояние, характеризующееся радиусом, соответствующим радиусу Н с кратностью 1/3. Когда электрон претерпевает радиальное ускорение при переходе от радиуса водородного атома к радиусу, соответствующему данному расстоянию с кратностью 1/3, высвобождается энергия в виде испускания характеристического света или в виде кинетической энергии третьего тела. Испускание может иметь вид излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне, имеющего предел в области 54,4 эВ (22,8 нм) и простирающегося в диапазон более длинных волн. Испускание может иметь вид излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне, имеющего предел в области 54,4 эВ (22,8 нм) и простирающегося в диапазон более длинных волн. В альтернативном варианте, предсказывается получение быстрого Н вследствие резонансного переноса кинетической энергии. Согласно предсказанию вторичная полоса перехода на уровень континуума возникает вследствие последующего
быстрого перехода продукта катализа
(уравнения (4-7) и (23)) в состояние
когда атомарный водород принимает 27,2 эВ от
. Для сверхвысокочастотного и
тлеющего и импульсного разрядов в случае гелия совместно с водородом и одного только водорода, образующих катализаторы Не" и 2Н, соответственно, регистрировали спектры по методам спектроскопии в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (ЭУФ) и спектроскопии высокого разрешения в видимом диапазоне. При добавлении водорода происходило накачивание линий иона Не+, и температура возбуждения водородных плазм в определенных условиях была очень высока. Наблюдали переходы на уровень континуума ЭУФ в области как 22,8 нм, так и 40,8 нм и чрезвычайно сильное (> 50 эВ) уширение а-линии Бальмера. #г(1/4) наблюдали по методу растворного ЯМР в области 1,25 м. д. для газов, собранных из гелиево-водородной, водородной плазм и водородной плазмы с использованием водяных паров и растворенных в CDCI3.
Подобным образом реакция с превращением Аг в Аг характеризуется результирующей энтальпией реакции 27,63 эВ, что эквивалентно случаю т = 1 в уравнениях (4-7). При использовании Аг+ в качестве катализатора наблюдали предсказанные для него переходы на уровень, континуума в области 91,2 нм и 45,6 нм, а также и другие характеристические признаки переходов с образованием гидрино, накачивание возбужденных состояний катализатора, наличие быстрого Н и
предсказанного газообразного продукта гидрино #2(1/4), который наблюдали по методу растворного ЯМР в области 1,25 м. д.. Принимая во внимание данные результаты и результаты для гелиевых плазм, наблюдали переходы на уровень континуума #-13,6 эВ с порогами в областях 54,4 эВ (q - 4) и 40,8 эВ ( В недавних исследованиях по выработке энергии и получению характеристик продукта функцию катализаторов выполняли атомарный литий и молекулярный NaH, поскольку они удовлетворяют критерию катализатора - химический или физический способ, характеризующийся изменением энтальпии, равным целому кратному т величины потенциальной энергии атомарного водорода 27,2 эВ (например, т = 3 для Ы и т = 2 для NaH). При использовании химически полученных реагентов катализа подвергали испытаниям конкретные теоретические предсказания, базирующиеся на уравнениях в аналитической форме для энергетических уровней соответствующих гидридных ионов гидрино #"(1/4) новых гидридных соединений гидрино на основе галогенида щелочного металла (МН*Х; М= Ы или Na, Х= галогенид) и молекулярного гидрино #2(1/4).
Сначала испытаниям подвергали катализатор Li. В качестве источника атомарного лития и водородных атомов использовали Ы и LiNH2. Как установили при использовании водоструйной периодической калориметрии, измеренная мощность от 1 г Li, 0,5 г LiNH2, 10 г LiBr и 15 г PdlAhOi составляла приблизительно 160 Вт при энергетическом балансе АН = - 19,1 кДж. Наблюдаемый энергетический баланс соответствовал теоретическому максимуму с кратностью 4,4 исходя из известных представлений в химии. После этого функцию диссоциатора выполнял никель Ренея (R-Ni) при использовании в химическом синтезе энергетической реакционной смеси, где LiBr играл роль газопоглотителя продукта катализа #(1/4) для получения LiH*X, а также улавливания #2(1/4) в кристалле. Метод времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов продемонстрировал наличие пиков LiH*X. Метод '# ЯМР с вращением образца под магическим углом для LiH*Br и LiH*I продемонстрировал большой отчетливый сдвинутый в сторону сильного поля резонанс в области приблизительно - 2,5 м. д., который соответствовал #"(1/4) в матрице LiX. Пик ЯМР в области 1,13 м. д. соответствовал внедрению #2(1/4), и в спектре, полученном по методу ИК с преобразованием Фурье, в области 1989 см" 1 наблюдали частоту вращения #г(1/4), соответствующую частоте вращения обычного #2 с кратностью 42. Спектр РФС, зарегистрированный для кристаллов LiH*Br, продемонстрировал наличие пиков в
областях приблизительно 9,5 эВ и 12,3 эВ, которые нельзя было отнести к каким-либо известным элементам на основании отсутствия каких-либо других первичных пиков элементов, но которые соответствовали энергии связывания ЛГ(1/4) в ДВУХ химических окружениях. Один дополнительный признак энергетического способа заключался в наблюдении образования плазмы, называемой плазмой резонансного переноса или плазмой РП, при низких температурах (например, ~ 103 К) и при очень низких напряженностях поля, равных приблизительно 1-2 В/см, в случае присутствия атомарного Ы совместно с атомарным водородом. Для а-линии Бальмера у Н наблюдали зависящее от времени уширение линии, соответствующее чрезвычайно быстрому # (> 40 эВ).
Функцию источника водорода и источника катализатора для получения гидрино выполняло соединение настоящего описания изобретения, такое как МН, содержащее водород и, по меньшей мере, один элемент М, отличный от водорода. Каталитическую реакцию получают в результате расщепления связи М-Н плюс ионизация t электронов атома М в каждом случае с их переходом на энергетический уровень континуума, так чтобы сумма энергии связи и энергий ионизации t электронов составляла бы приблизительно т-27,2 эВ, где т представляет собой целое число. Одна такая каталитическая система включает натрий. Энергия связи NaH составляет 1,9245 эВ, а энергии первой и второй ступеней ионизации Na составляют 5,13908 эВ и 47,2864 эВ, соответственно. Исходя из данных энергий молекула NaH может выполнять функцию катализатора и источника Н, поскольку энергия связи NaH плюс двукратная ионизация (t = 2) при переходе от Na к Na2 + составляют 54,35 эВ (2-27,2 эВ). Катализаторные реакции
представляют собой нижеследующее
+ [32-l2]-13.6eF (25)
54.35 eV + NaH Na2+ + 2e~ + H
Na2 + + 2e~ + H^NaH+ 54,35 эв (26) И совокупная реакция представляет собой нижеследующее
#-> #
+ [32-12]-13.6 (27)
Продукт #(1/3) быстро вступает в реакцию с образованием #(1/4), а после этого молекулярного гидрино #2(1/4) в качестве предпочтительного состояния (уравнение (24)). Катализаторные реакции для NaH могут быть совмещенными, поскольку сумма энергии связи NaH, двукратной ионизации (t = 2) при переходе от Na к Na и потенциальной энергии # составляет 81,56 эВ (3-27,2 эВ). Катализаторные реакции представляют собой нижеследующее
81.56 eV + NaH + H Na1+ + 2e + HI" + e + H
+[42-l2]-13.6eF
(28)
iVo24" + 2e" + #+ i/fast + e" -> NaH+H+ 81,56 эВ
И совокупная реакция представляет собой нижеследующее (29)
#-> #
+ [42-12]-13.6еК
(30)
где ijTfast представляет собой быстрый водородный атом, характеризующийся кинетической энергией, равной, по меньшей мере, 13,6 эВ. #"(1/4) образует стабильные галогеногидриды и представляет собой предпочтительный продукт совместно с соответствующей молекулой, образующейся по реакциям 2#(1/4) -> #2(1/4) и #"(1/4) + it
Гидрид натрия обычно присутствует в форме ионного кристаллического соединения, образованного в результате прохождения реакции между газообразным водородом и металлическим натрием. И в газообразном состоянии натрий содержит ковалентные молекулы Na2, характеризующиеся энергией связи 74,8048 кДж/моль. Как было установлено, в случае нагревания NaH(me) при очень низкой скорости линейного изменения температуры (0,1°С/мин) в атмосфере гелия для получения NaH(e) предсказанную экзотермическую реакцию, описьтаающуюся уравнениями (25-27), наблюдали при высокой температуре по методу дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Для достижения высокой мощности разработали химическую систему, позволяющую значительно увеличить степень и скорость образования ШН{г). Реакция между NaOH и Na с образованием Na20 и NaH(me), рассчитанная по теплотам образования, высвобождает Д#=- 44,7 кДж/моль NaOH:
NaOH +2Na^> Na20 + NaH(me) АЯ = - 44,7 кДж/моль NaOH (31) Данная экзотермическая реакция может стимулировать образование NaH{z) и использовалась для стимулирования прохождения очень экзотермической реакции, описывающейся уравнениями (25-27). Регенеративная реакция в присутствии атомарного водорода представляет собой нижеследующее
NaH уникальным образом обеспечивает достижение высокой кинетики, поскольку катализаторная реакция базируется на высвобождении собственного Я, который одновременно претерпевает переход с образованием #(1/3), который дополнительно вступает в реакцию с образованием Я(1/4). Для ионного NaH проводили анализ по методу высокотемпературной дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в гелиевой
-> Я2(1/4).
Na20 + Я-> NaOH +NaAH=- 11,6 кДж/моль NaOH NaH -> Na + #(1/3) ДЯ = - 10500 кДж/моль # NaH -*Na + #(1/4) АН = - 19700 кДж/моль #
(32) (33) (34)
атмосфере при чрезвычайно низкой скорости линейного изменения температуры (0,1°С/мин) для увеличения степени образования молекулярного NaH. В диапазоне температур от 640°С до 825°С наблюдали новый экзотермический эффект - 177 кДж/моль NaH. Для достижения высокой мощности на поверхность R-Ni, характеризующегося площадью удельной поверхности, равной приблизительно 100 м /г, наносили покрытие из NaOH и данный материал вводили в реакцию с металлическим Na для получения NaH. Как было установлено при использовании водоструйной периодической калориметрии, измеренная мощность от 15 г R-Ni составляла приблизительно 0,5 кВт при энергетическом балансе АН = - 36 кДж в сопоставлении с АН ~ 0 кДж от исходного материала R-Ni - сплава R-NiAl при проведении реакции с металлическим Na. Наблюдаемый энергетический баланс для реакции NaH составлял - 1,б(tm)4кДж/моль#2, что соответствует энтальпии сгорания - 241,8 кДж/моль Нг с кратностью, большей, чем 66. При увеличении степени допирования соединением NaOH до 0,5 % (масс.) А1 в интерметаллическом композите R-Ni исполнял функцию замещения металлического Na в качестве восстановителя для получения катализатора NaH. При нагревании до 60°С 15 г композитного материала катализатора не требовали использования какой-либо добавки для высвобождения 11,7 кДж избыточной энергии и развития мощности 0,25 кВт. Метод растворного ЯМР для газообразных продуктов, растворенных в ДМФА- <17, продемонстрировал наличие #г(1/4) в области 1,2 м. д..
Метод времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов продемонстрировал наличие пиков гидрида натрия на основе гидрино NaHx. Спектры '# ЯМР с вращением образца под магическим углом для NaH*Br и NaH*Cl продемонстрировали большой отчетливый сдвинутый в сторону сильного поля резонанс в областях - 3,6 м. д. и - 4 м. д., соответственно, что соответствовало #"(1/4), и пик ЯМР в области 1,1 м. д., соответствующий #2(1/4). NaH*Cl из реакции между NaCl и твердой кислотой KHSO4 в качестве единственного источника водорода включал два дробных состояния водорода. Пик ЯМР для #"(1/4) наблюдали в области - 3,97 м. д., а также присутствовал и пик Н~ (1/3) в области - 3,15 м. д.. Соответствующие пики #2(1/4) и #г(1/3) наблюдали в областях 1,15 м. д. и 1,7 м. д., соответственно. Метод '#ЯМР для NaH*F, растворенного в ДМФА-6.1, продемонстрировал наличие изолированных #г(1/4) и #"(1/4) в областях 1,2 м. д. и -3,86 м. д., соответственно, где отсутствие какого-либо эффекта твердой матрицы или возможно альтернативных отнесений подтвердило отнесения твердотельного ЯМР. Спектр РФС, зарегистрированный для NaH*Br, продемонстрировал наличие пиков #"(1/4) в областях приблизительно 9,5 эВ и 12,3 эВ, что соответствовало результатам для ЫН*Вг и КН*1; в то время как гидрид натрия на основе гидрино продемонстрировал два дробных
состояния водорода, дополнительно характеризующихся пиком РФС для #~(1/3) в области 6 эВ в отсутствие пика галогенида. Для #2(1/4), который возбуждали при использовании пучка электронов при 12 кэВ, также наблюдали предсказанные вращательные переходы, характеризующиеся энергиями, соответствующими энергии обычного #2 с кратностью 4 .
Эти данные, такие как сдвиги при ЯМР, массы при времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов, энергии связывания при РФС, спектр ИК с преобразованием Фурье и спектр испускания, являются характеристичными и идентифицирующими для продуктов гидрино систем катализаторов, которые включают один аспект настоящего описания изобретения. I. Гидрино
Водородный атом, характеризующийся энергией связывания, представляющей собой нижеследующее
Binding Energy = в^ (35)
Надписи в уравнении
Binding Energy = Энергия связывания.
где р представляет собой целое число, большее, чем 1, предпочтительно находящееся в диапазоне от 2 до 137, представляет собой продукт реакции катализа конверсии Н настоящего описания изобретения. Энергией связывания для атома, иона или молекулы, также известной под названием энергии ионизации, является энергия, необходимая для удаления одного электрона из атома, иона или молекулы. Водородный атом, характеризующийся энергией связывания, описывающейся уравнением (35), здесь и далее в настоящем документе называется "атомом гидрино" или "гидрино".
Обозначением для гидрино, характеризующегося радиусом -, где ан представляет
Водородный атом, характеризующийся радиусом ан, здесь и далее в настоящем
собой радиус обычного водородного атома, а р представляет собой целое число, является . Р
документе называется "обычным водородным атомом" или "нормальным водородным атомом". Обычный атомарный водород характеризуется его энергией связывания 13,6 эВ.
Гидрино получают в результате проведения между обычным водородным атомом и подходящим катализатором реакции, характеризующейся результирующей энтальпией реакции
т-27,2 эВ, (36)
где т представляет собой целое число. Как представляется, скорость при катализе
увеличивается по мере все более близкого соответствия результирующей энтальпии реакции величине т-27,2 эВ. Как было установлено, для большинства областей применения подходящими являются катализаторы, характеризующиеся результирующей энтальпией реакции в пределах ±10 %, предпочтительно ± 5 %, от величины т-27,2 эВ.
Данный катализ высвобождает энергию из водородного атома при пропорциональном уменьшении размера водородного атома г" = пан- Например, катализ с переходом от Н(п = 1) к Н(п = 1/2) высвобождает 40,8 эВ, а радиус водорода уменьшается
от ан до ~ан- Каталитическую систему получают в результате ионизации t электронов
атома в каждом случае с их переходом на энергетический уровень континуума, так чтобы сумма энергий ионизации t электронов составляла бы приблизительно т-27,2 эВ, где т представляет собой целое число.
Один дополнительный пример таких каталитических систем, описывающихся выше (уравнения (6-9)), включает металлический литий. Энергии первой и второй ступеней ионизации лития составляют 5,39172 эВ и 75,64018 эВ, соответственно. Таким образом, реакция двукратной ионизации {t = 2) с переходом от Ы к Ы2 + характеризуется результирующей энтальпией реакции 81,0319 эВ, что эквивалентно случаю т - 3 в уравнении (36).
81.0319 eV + Li(m) + H
Ы2+ + 2е~ + Н
(р + 3)
+ [(p + 3f-p2]-\3.6eV (37)
Надписи в уравнении Ы{т) = Ы(м).
Li2 + + 2е~^> Ы(м) + 81,0319 эВ И совокупная реакция представляет собой нижеследующее
(Р + 3) + [(Р + 3)2-/]-13.6еК.
(38)
(39)
В еще одном варианте осуществления каталитическая система включает цезий. Энергии первой и второй ступеней ионизации цезия составляют 3,89390 эВ и 23,15745 эВ, соответственно. Таким образом, реакция двукратной ионизации (/ = 2) с переходом от Cs к Cs характеризуется результирующей энтальпией реакции 27,05135 эВ, что эквивалентно случаю т = 1 в уравнении (36).
27.05135 eV + Cs(m) + H
а,.
-+Cs2++2e~+H
(Р + 1) + [(/? + l)2-/]-13.6 eV (40)
Надписи в уравнении Cs{m) = CS(M).
Cs2 + + 2е~^> CS(M) + 27,05135 эВ
(41)
И совокупная реакция представляет собой нижеследующее
+ [(/7 + 1)2-/]-13.6еК.
(42)
.(/> + !)_
Одна дополнительная каталитическая система включает металлический калий. Энергии первой, второй и третьей ступеней ионизации калия составляют 4,34066 эВ, 31,63 эВ, 45,806 эВ, соответственно. Таким образом, реакция трехкратной ионизации (t = 3) с переходом от К к К3 + характеризуется результирующей энтальпией реакции 81,7767 эВ, что эквивалентно случаю т = 3 в уравнении (36).
81.7767 eV + K(m) + H
К3+ + Зе~ + Н
(р + З) + [0 + 3)2-/]-13.6еК (43)
Надписи в уравнении К(т) = К(м).
К3 + + Ъе -> К(м) + 81,7426 эВ
И совокупная реакция представляет собой нижеследующее
+ [0 + 3)2-У]-13.6 еК.
(44)
(45)
(р + 3)
В рамках источника энергии энергия, отдаваемая во время катализа, является намного большей, чем энергия, затрачиваемая на катализатор. Высвобождающаяся энергия велика в сопоставлении с тем, что имеет место для обычных химических реакций. Например, в случае прохождения для газообразных водорода и кислорода сгорания с образованием воды
H2 (g) + ±02(g)^H20 (/)
Надписи в уравнении
Я2(я) = Я2(г). C2(g) = Ог(г\ Н20(1) = Н20(ж).
(46)
известная энтальпия образования воды составит АН/= - 286 кДж/моль или 1,48 эВ на один водородный атом. В противоположность этому, каждый (п = 1) обычный водородный атом, подвергающийся катализу, высвобождает в результате 40,8 эВ. Кроме того, могут
1 11 11 1
иметь место дополнительные каталитические переходы: п = - ^> -, - -> -, ~~> ~> итак
далее. Сразу после начала катализа гидрино дополнительно автокатализируются по способу, называемому диспропорционированием. Данный механизм подобен механизму неорганического ионного катализа. Но катализ с образованием гидрино должен характеризоваться большей скоростью реакции в сопоставлении с тем, что имеет место
для неорганического ионного катализатора, вследствие лучшего соответствия энтальпии величине т-21,2 эВ.
Гидридный ион гидрино настоящего описания изобретения может быть получен в результате проведения реакции между источником электрона и гидрино, то есть, водородным атомом, характеризующимся энергией связывания, равной приблизительно 13,6 эВ/и , где п = 1/р, а р представляет собой целое число, большее, чем 1. Гидридный ион гидрино представляют в виде Н~{п- 1/р) или Н~(1/р):
Н Н
+ е -> Н (и = 1/ р)
(47) (48)
Гидридный ион гидрино отличается от обычного гидридного иона, содержащего обычное водородное ядро и два электрона и характеризующегося энергией связывания, равной приблизительно 0,8 эВ. Последний здесь и далее в настоящем документе называется "обычным гидридным ионом" или "нормальным гидридным ионом". Гидридный ион гидрино содержит ядро водорода, в том числе протия, дейтерия или трития, и два неразличимых электрона при энергии связывания, соответствующей уравнениям (49-50).
Энергия связывания гидридного иона гидрино может быть представлена следующей формулой:
Binding Energy ¦ h2sJs(s + \) тг/л0егп2
1 + ^(5 + 1)?
1 ап
1 + УФ + 1) Р
-]3 (49)
Надпись в уравнении
Binding Energy = Энергия связывания
где р представляет собой целое число, большее, чем единица, s = 1/2, к представляет собой число пи, h представляет собой символ постоянной Планка, juo представляет собой магнитную проницаемость вакуума, те представляет собой массу электрона, jue представляет собой приведенную массу электрона, представляющую собой
нижеследующее jue = ¦ _ер
¦, где тр представляет собой массу протона, ан представляет
собой радиус водородного атома, его представляет собой Боровский радиус, а е представляет собой элементарный заряд. Радиусы представляют собой нижеследующее
h =Л =a0(l + > /j(j + l)); J=|. (50)
Энергии связывания гидридного иона гидрино Н~(п = 1/р) в зависимости от р, где р представляет собой целое число, продемонстрированы в таблице 2.
Таблица 2. Представительная энергия связывания гидридного иона гидрино Н~(п =
Ир) в зависимости отр (уравнение (49)).
Гидридный ион
Энергия связывания
Длина волны
(ао)а
(эВ)ь
(нм)
Н~(п = 1)
1,8660
0,7542
1644
ЬГ(п = 14)
0,9330
3,047
406,9
Д~(л=1/3)
0,6220
6,610
187,6
Я"(и = 1/4)
0,4665
11,23
110,4
Я> = 1/5)
0,3732
16,70
74,23
/Г(и = 1/6)
0,3110
22,81
54,35
Н~(п = 1/7)
0,2666
29,34
42,25
#> = 1/8)
0,2333
36,09
34,46
Н~(п= 1/9)
0,2073
42,84
28,94
/Г(л= 1/10)
0,1866
49,38
25,11
Я"(и= 1/11)
0,1696
55,50
22,34
7Г(и=1/12)'
0,1555
60,98
20,33
#> = 1/13)
0,1435
65,63
18,89
/Г(я = 1/14)
0,1333
69,22
17,91
#> = 1/15)
0,1244
71,55
17,33
/Г(л=1/16)
0,1166
72,40
17,12
Я"(и= 1/17)
0,1098
71,56
17,33
Щи = 1/18)
0,1037
68,83
18,01
Щи = 1/19)
0,0982
63,98
19,38
/Г(и = 1/20)
0,0933
56,81
21,82
Я"(и= 1/21)
0,0889
47,11
26,32
Н~(п = 1722)
0,0848
34,66
35,76
Я"(и = 1/23)
0,0811
19,26
64,36
НГ(п = 1/24)
0,0778
0,6945
1785
а Уравнение (50)
b Уравнение (49)
В соответствии с настоящим описанием изобретения предлагается гидридный ион гидрино (Н_), характеризующийся энергией связывания, соответствующей уравнениям (49-50), которая является большей, чем энергия связывания обычного гидридного иона (приблизительно 0,75 эВ) для р = от 2 вплоть до 23 и меньшей для р = 24 (Н~). Для диапазона от р = 2 до р = 24 уравнений (49-50) энергии связывания гидридного иона составляют, 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 эВ. В настоящем документе также предлагаются примеры композиций, содержащих новый гидридный ион.
Также предлагаются примеры соединений, содержащих один или несколько гидридных ионов гидрино и один или несколько других элементов. Такое соединение называется "гидридным соединением гидрино".
Обычные водородные химические структурные единицы характеризуются следующими далее энергиями связывания: (а) гидридный ион 0,754 эВ ("обычный гидридный ион"); (Ь) водородный атом ("обычный водородный атом") 13,6 эВ; (с) двухатомная водородная молекула 15,3 эВ ("обычная водородная молекула"); (d) водородный молекулярный ион 16,3 эВ ("обычный водородный молекулярный ион"); и (е) #з+ 22,6 эВ ("обычный трехводородный молекулярный ион"). В настоящем документе при ссылке на формы водорода термины "нормальный" и "обычный" являются синонимичными.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления настоящего описания изобретения предлагается соединение, содержащее, по меньшей мере, одну водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания, такую как (а) водородный атом, характеризующийся энергией связывания,
равной приблизительно 13.6 eV
'Р2 такой как соответствующая величине 13.6 eV
2 '
кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до 1,1, где р представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 137; (Ь) гидридный ион {НГ), характеризующийся энергией связывания, равной приблизительно
Binding Energy - h2yjs{s + \) 7TLi0e2h2
1 + *Js(s +1)
1 ¦ + -
Здесь и далее
Надпись в уравнении
Binding Energy = Энергия связывания
такой как соответствующая величине
Binding Energy = •
TtLi^e n
%Liea\
1 + yjs(s +1) P
- + 1 + л/ф +1) -.3
с кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до 1,1, где р представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 24; (с) Щ+(\/р); (d) молекулярный ион тригидрино Щ+(\/р),
характеризующийся энергией связывания, равной приблизительно 22.6
ГО2
кР;
eV, такой как
соответствующая величине 22.6
кР,
eV с кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до
1,1. где р представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 137; (е) дигидрино,
характеризующееся энергией связывания, равной приблизительно 15.3
КР)
eV, такой как
соответствующая величине 15.3
^р,
eV с кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до
1,1. где р представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 137; (f) молекулярный ион
дигидрино, характеризующийся энергией связывания, равной приблизительно 16.3
eV,
такой как соответствующая величине 16.3
kPj
eV с кратностью в диапазоне приблизительно
от 0,9 до 1,1. где р представляет собой целое число, предпочтительно целое число в диапазоне от 2 до 137.
В соответствии с одним дополнительным вариантом осуществления настоящего описания изобретения предлагается соединение, содержащее, по меньшей мере, одну водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания, такую как (а) молекулярный ион дигидрино, характеризующийся полной энергией, равной приблизительно
Ет = -/
%nsoaH
(41пЗ-1-21пЗ) 1 + р
2е2
2Й^
4ле0(2ан)3
т.с
2а,
I Р )
За,
= -/16.13392 eF-/0.118755 eV такой как соответствующая величине
I Р )
(51)
ЕТ = -р2
%леоан
(41пЗ-1-21пЗ) 1 + р
2е2
2П^
4яе0{2ан)3
2аи
I Р )
8яя
За,
I Р J
= -/16.13392 eF-/0.118755 eV
с кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до 1,1, где р представляет собой целое число, h представляет собой символ постоянной Планка, те представляет собой массу электрона, с представляет скорость света в вакууме, и ju представляет собой приведенную ядерную массу, и (Ь) молекула дигидрино, характеризующаяся полной энергией, равной приблизительно
ЕТ = -/
%ле0ап
2V2-V2+^ 2
V2~\ V2 + 1
V2-1
-V2"
4кеаа\
l+p\
mec2
8яг" [р)
8я?\, 1 +
V2.
= -/31.351 eF-/0.326469 eV
(52)
такой как соответствующая величине
2 V2-1
%пеоай
V2 l + p
mec
2 2
pe pe
Ъпе0
= -/31.351 eF-/0.326469 eF с кратностью в диапазоне приблизительно от 0,9 до 1,1, где р представляет собой целое число, а ао представляет собой Боровский радиус.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего описания изобретения, где соединение содержит отрицательно заряженную водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания, соединение дополнительно содержит один или несколько катионов, таких как протон, обычный #2+ или обычный Яз+.
В настоящем документе предлагается способ получения соединений, содержащих, по меньшей мере, один гидридный ион гидрино. Такие соединения здесь и далее в настоящем документе называются "гидридными соединениями гидрино". Способ включает проведение между атомарным водородом и катализатором реакции, характеризующейся результирующей энтальпией реакции, равной приблизительно (т12)-21 эВ, где т представляет собой целое число, большее, чем 1, предпочтительно целое число, меньшее, чем 400, для получения водородного атома, характеризующегося повышенной энергией связывания, а именно, энергией связывания, равной приблизительно 13,6 эВ/(1/р) , где р представляет собой целое число, предпочтительно целое число в диапазоне от 2 до 137. Один дополнительный продукт катализа представляет собой энергию. Водородный атом, характеризующийся повышенной энергией связывания, может быть введен в реакцию с источником электрона для получения гидридного иона, характеризующегося повышенной энергией связывания. Гидридный ион, характеризующийся повышенной энергией связывания, может быть введен в реакцию с одним или несколькими катионами для получения соединения, содержащего, по меньшей мере, один гидридный ион, характеризующийся повышенной энергией связывания.
Новые водородные композиции могут содержать:
(a) по меньшей мере, одну нейтральную, положительно или отрицательно заряженную водородную структурную единицу (здесь и далее в настоящем документе "водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания"), характеризующуюся энергией связывания,
(i) большей, чем энергия связывания соответствующей обычной водородной структурной единицы или
(ii) большей, чем энергия связывания любой водородной структурной единицы, для которой соответствующая обычная водородная структурная единица является нестабильной или не наблюдается, поскольку энергия связывания обычной водородной структурной единицы является меньшей тепловой энергии в условиях окружающей среды (при стандартных температуре и давлении, СТД) или является отрицательной; и
(b) по меньшей мере, один другой элемент. Соединения настоящего описания изобретения здесь и далее в настоящем документе называются "водородными соединениями, характеризующимися повышенной энергией связывания".
Под "другим элементом" в данном контексте подразумевается элемент, отличный от водородной структурной единицы, характеризующейся повышенной энергией связывания. Таким образом, другой элемент может представлять собой обычную водородную структурную единицу или любой элемент, отличный от водорода. В одной группе соединений другой элемент и водородная структурная единица, характеризующаяся повышенной энергией связывания, являются нейтральными. В еще одной группе соединений другой элемент и водородная структурная единица, характеризующаяся повышенной энергией связывания, являются заряженными, так что другой элемент будет иметь компенсирующий заряд для получения нейтрального соединения. Первая группа соединений характеризуется молекулярным и координационным связыванием; последняя группа характеризуется ионным связыванием. Также предлагаются новые соединения и молекулярные ионы, содержащие: (а) по меньшей мере, одну нейтрально, положительно или отрицательно заряженную водородную структурную единицу (здесь и далее в настоящем документе "водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания"), характеризующуюся полной энергией,
(i) большей, чем полная энергия соответствующей обычной водородной структурной единицы или
(ii) большей, чем полная энергия любой водородной структурной единицы, для которой соответствующая обычная водородная структурная единица
является нестабильной или не наблюдается, поскольку полная энергия обычной водородной структурной единицы является меньшей тепловой энергии в условиях окружающей среды или является отрицательной; и (Ь) по меньшей мере, один другой элемент. Полная энергия водородной структурной единицы представляет собой сумму энергий удаления всех электронов водородной структурной единицы. Водородная структурная единица, соответствующая настоящему описанию изобретения, характеризуется полной энергией, большей, чем полная энергия соответствующей обычной водородной структурной единицы. Водородная структурная единица, характеризующаяся повышенной полной энергией, в соответствии с настоящим описанием изобретения также называется "водородной структурной единицей, характеризующейся повышенной энергией связывания" даже несмотря на возможность наличия у некоторых вариантов осуществления водородной структурной единицы, характеризующейся повышенной полной энергией, меньшей энергии связывания первого электрона в сопоставлении с энергией связывания первого электрона у соответствующей обычной водородной структурной единицы. Например, гидридный ион из уравнений (49-50) для р = 24 характеризуется первой энергией связывания, которая является меньшей, чем первая энергия связывания у обычного гидридного иона, в то время как полная энергия гидридного иона из уравнений (49-50) для р = 24 является намного большей, чем полная энергия соответствующего обычного гидридного иона.
Также в настоящем документе предлагаются и новые соединения и молекулярные ионы, содержащие:
(a) множество нейтральных, положительно или отрицательно заряженных водородных структурных единиц (здесь и далее в настоящем документе "водородных структурных единиц, характеризующихся повышенной энергией связывания"), характеризующихся энергией связывания,
(i) большей, чем энергия связывания соответствующей обычной водородной структурной единицы или
(ii) большей, чем энергия связывания любой водородной структурной единицы, для которой соответствующая обычная водородная структурная единица является нестабильной или не наблюдается, поскольку энергия связывания обычной водородной структурной единицы является меньшей тепловой энергии в условиях окружающей среды или является отрицательной; и
(b) при необходимости один другой элемент. Соединения настоящего описания
изобретения здесь и далее в настоящем документе называются "водородными соединениями, характеризующимися повышенной энергией связывания".
Водородная структурная единица, характеризующаяся повышенной энергией связывания, может быть получена в результате проведения реакции между одним или несколькими атомами гидрино и одним или несколькими представителями, выбираемыми из электрона, атома гидрино, соединения, содержащего, по меньшей мере, одну из упомянутых водородных структурных единиц, характеризующихся повышенной энергией связывания, и, по меньшей мере, одного другого представителя, выбранного из атома, молекулы или иона, отличного от водородной структурной единицы, характеризующейся повышенной энергией связывания.
Также предлагаются новые соединения и молекулярные ионы, содержащие:
(a) множество нейтральных, положительно или отрицательно заряженных водородных структурных единиц (здесь и далее в настоящем документе "водородных структурных единиц, характеризующихся повышенной энергией связывания"), характеризующихся полной энергией,
(i) большей, чем полная энергия обычного молекулярного водорода или
(ii) большей, чем полная энергия любой водородной структурной единицы, для которой соответствующая обычная водородная структурная единица является нестабильной или не наблюдается, поскольку полная энергия обычной водородной структурной единицы является меньшей тепловой энергии в условиях окружающей среды или является отрицательной; и
(b) при необходимости один другой элемент. Соединения настоящего описания изобретения здесь и далее в настоящем документе называются "водородными соединениями, характеризующимися повышенной энергией связывания".
В одном варианте осуществления предлагается соединение, содержащее, по меньшей мере, одну водородную структурную единицу, характеризующуюся повышенной энергией связывания, выбираемую из (а) гидридного иона, характеризующуюся энергией связывания, соответствующей уравнениям (49-50), которая является большей, чем энергия связывания у обычного водородного иона (приблизительно 0,8 эВ) для р = от 2 вплоть до 23, и меньшей для р - 24, ("гидридный ион, характеризующийся повышенной энергией связывания" или "гидридный ион гидрино"); (Ь) водородного атома, характеризующегося энергией связывания, большей, чем энергия связывания у обычного водородного атома (приблизительно 13,6 эВ), ("водородный атом, характеризующийся повышенной энергией связывания" или "гидрино"); (с) водородной молекулы, характеризующейся первой энергией связывания, большей, чем 15,3 эВ, ("водородная молекула, характеризующаяся
повышенной энергией связывания" или "дигидрино"); и (d) молекулярного водородного иона, характеризующегося энергией связывания, большей, чем приблизительно 16,3 эВ, ("молекулярный водородный ион, характеризующийся повышенной энергией связывания" или "молекулярный ион дигидрино"). П. Энергетические реактор и система
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего описания изобретения предлагается реактор, содержащий катализатор конверсии водорода, для выработки энергии и получения низкоэнергетических водородных структурных единиц. Как продемонстрировано на фигуре 1, реактор 70, содержащий катализатор конверсии водорода, включает емкость 72, которая содержит энергетическую реакционную смесь 74, теплообменник 80 и преобразователь энергии, такой как парогенератор 82 и турбина 90. В одном варианте осуществления катализ включает проведение реакции между атомарным водородом из источника 76 и катализатором 78 для получения низкоэнергетического водорода "гидрино" и выработки энергии. При прохождении реакции для реакционной смеси, составленной из водорода и катализатора, с образованием более низкоэнергетического водорода тепло, высвобожденное в результате реакции катализа, поглощает теплообменник 80. Теплообменник производит теплообмен с парогенератором 82, который отводит тепло теплообменника 80 и генерирует водяной пар. Реактор 70 для выработки энергии дополнительно включает турбину 90, которая принимает водяной пар из парогенератора 82 и подает механическую мощность на электрогенератор 100, который преобразует энергию водяного пара в электрическую энергию, которая может быть принята на нагрузке 110 для получения работы или для рассеяния энергии.
В одном варианте осуществления энергетическая реакционная смесь 74 содержит материал 76, высвобождающий энергию, такой как топливо, подаваемое через канал 62 подачи. Реакционная смесь может содержать источник водородных изотопных атомов или источник молекулярного водородного изотопа и источник катализатора 78, который резонансно отводит приблизительно т-27,2 эВ для получения более низкоэнергетического атомарного водорода, где т представляет собой целое число, предпочтительно целое число, меньшее, чем 400, где реакция с образованием низкоэнергетических состояний водорода протекает в результате контакта водорода с катализатором. Катализатор может находиться в расплавленном, жидком, газообразном или твердом состояниях. Катализ высвобождает энергию в форме, такой как тепло, и приводит к получению, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из низкоэнергетических водородных изотопных атомов, низкоэнергетических водородных молекул, гидридных ионов и низкоэнергетических водородных соединений. Таким образом, энергетическая ячейка
также включает химический реактор для получения низкоэнергетического водорода.
Источник водорода может представлять собой газообразный водород, диссоциацию воды, в том числе термическую диссоциацию, электролиз воды, водород из гидридов или водород из растворов металл-водород. В еще одном варианте осуществления молекулярный водород материала 76, высвобождающего энергию, диссоциирует на атомарный водород благодаря катализатору, диссоциирующему молекулярный водород, из смеси 74. Такие диссоциирующие катализаторы или диссоциаторы также могут абсорбировать водородные, дейтериевые или тритиевые атомы и/или молекулы и включают, например, элемент, соединение, сплав или смесь благородных металлов, таких как палладий и платина, тугоплавких металлов, таких как молибден и вольфрам, переходных металлов, таких как никель и титан, и внутренних переходных металлов, таких как ниобий и цирконий. Предпочтительно диссоциатор характеризуется большой площадью удельной поверхности, так как в случае благородного металла, такого как Pt, Pd, Ru, Ir, Re или Rh, или Ni на AI2O3, SiCh или их комбинациях.
В одном варианте осуществления катализатор характеризуется ионизацией t электронов атома или иона с их переходом на энергетический уровень континуума, так чтобы сумма энергий ионизации t электронов составляла бы приблизительно т-27,2 эВ, где каждый turn представляет собой целое число. Катализатор также может характеризоваться переносом t электронов между ионами, участвующими в переносе. Перенос t электронов от одного иона к другому иону формирует результирующую энтальпию реакции, при этом сумма t энергий ионизации иона, являющегося донором электронов, минус энергии ионизации t электронов иона, акцептирующего электроны, равна приблизительно т-27,2 эВ, где каждый turn представляет собой целое число. В еще одном варианте осуществления катализатор включает МН, такой как NaH, содержащий атом М, связанный с водородом, а энтальпию т-27,2 эВ образует сумма энергии связи М-Н и энергий ионизации / электронов.
В одном варианте осуществления источник катализатора включает каталитический материал 78, подаваемый через канал 61 подачи катализатора, который обычно обеспечивает получение результирующей энтальпии, равной приблизительно т/2-27,2 эВ плюс или минус 1 эВ. Катализаторы включают атомы, ионы, молекулы и гидрино, которые принимают энергию от атомарного водорода и гидрино. В вариантах осуществления катализатор может содержать, по меньшей мере, одну структурную единицу, выбираемую из молекул АШ, BiH, С1Н, СоН, GeH, InH, NaH, RuH, SbH, SeH, SiH, SnH, C2, N2, 02, C02, N02 и NOi и атомов или ионов Li, Be, К, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Kr, Rb, Sr, Nb, Mo, Pd, Sn, Те, Cs, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, Pb, Pt, Кг, 2ЛГ,
He\ Ti2 +, Na, Rb+, Sr\ Fe3 +, Mo2 +, MoA +, In3 +, He+, Ar+, Xe\ А^+иН+и Ne+ и H*.
В одном варианте осуществления энергетической системы тепло отводят при использовании теплообменника, содержащего теплообменную среду. Теплообменник может представлять собой водяной экран, а среда может представлять собой воду. Тепло может быть непосредственно передано для обогревания помещений и технологического нагревания. В альтернативном варианте, теплообменная среда, такая как вода, претерпевает фазовый переход, такой как превращение в водяной пар. Данное превращение может происходить в парогенераторе. Водяной пар может быть использован для выработки электричества в тепловом двигателе, таком как паровая турбина и генератор.
Один вариант осуществления реактора 5, содержащего катализатор конверсии водорода и производящего энергию и более низкоэнергетические водородные структурные единицы, для отправления на рецикл или регенерации топлива в соответствии с настоящим описанием изобретения продемонстрирован на фигуре 2 и включает котел 10, который содержит топливную реакционную смесь 11, которая может представлять собой смесь источника водорода, источника катализатора и при необходимости растворителя, который может быть выпарен, источник 12 подачи водорода, паропроводные трубы и парогенератор 13, преобразователь энергии, такой как турбина, 14, водный конденсатор 16, источник 17 подпиточной воды, установку 18 для отправления топлива на рецикл и сепаратор 19 газообразных водорода-дигидрино. На стадии 1 топливо, такое, как топливо, которое является газообразным, жидким, твердым или представляет собой гетерогенную смесь, содержащую несколько фаз, включающее источник катализатора и источник водорода, вступает в реакцию с образованием гидрино и низкоэнергетических водородных продуктов. На стадии 2 отработанное топливо подвергают повторной переработке для повторной подачи в котел 10 и сохранения выработки тепловой энергии. Тепло, произведенное в котле 10, генерирует в трубах и парогенераторе 13 водяной пар, который подают в турбину 14, которая, в свою очередь, вырабатывает электричество в результате приведения в действие генератора. На стадии 3 воду конденсируют при использовании водного конденсатора 16. Любые потери воды могут быть компенсированы при использовании источника воды 17 для завершения цикла поддержания превращения тепловой энергии в электрическую. На стадии 4 низкоэнергетические водородные продукты, такие как гидридные соединения гидрино и газообразное дигидрино, могут быть удалены, а непрореагировавший водород может быть возвращен в установку 18 для отправления топлива на рецикл или источник 12 подачи водорода для повторного добавления к отработанному топливу и получения топлива,
отправленного на рецикл. Газообразные продукты и непрореагировавший водород могут быть разделены при использовании сепаратора 19 газообразных водорода-дигидрино. Любые гидридные соединения гидрино в качестве продуктов могут быть отделены и удалены при использовании установки 18 для отправления топлива на рецикл. Переработка может быть проведена в котле или вне котла при возврате топлива. Таким образом, система может дополнительно включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из транспортеров газа и массы, для удаления реагентов и продуктов и обеспечения удаления, регенерации и повторной подачи отработанного топлива. Во время повторной переработки топлива из источника 12 добавляют подпиточный водород для восполнения водорода, отработанного при получении гидрино, и он может включать отправленный на рецикл неизрасходованный водород. Отправленное на рецикл топливо поддерживает выработку тепловой энергии для приведения в действие энергетической установки по выработке электричества.
Реактор может функционировать в непрерывном режиме с добавлением водорода и с проведением разделения и добавления или замещения для противодействия минимальному разложению продуктов. В альтернативном варианте, прореагировавшее топливо непрерывно регенерируют из продуктов. В одном варианте осуществления последней схемы реакционная смесь содержит структурные единицы, которые могут генерировать реагенты атомарного или молекулярного катализатора и атомарный водород, которые дополнительно вступают в реакцию с образованием гидрино, и структурные единицы продуктов, образованные в результате получения катализатора и атомарного водорода, могут быть регенерированы, по меньшей мере, на стадии проведения реакции между продуктами и водородом. В одном варианте осуществления реактор включает реактор с подвижным слоем, который может дополнительно включать секцию реактора с псевдоожиженным слоем, где производят непрерывную подачу реагентов и удаление, и регенерацию и возврат в реактор побочных продуктов. В одном варианте осуществления низкоэнергетические водородные продукты, такие как гидридные соединения гидрино или молекулы дигидрино, собирают в качестве реагентов и регенерируют. Кроме того, гидридные ионы гидрино во время регенерации реагентов могут быть преобразованы в другие соединения или превращены в молекулы дигидрино.
Реактор может дополнительно включать сепаратор для разделения компонентов смеси продуктов, такого как в результате выпаривания растворителя в случае присутствия такового. Сепаратор может, например, включать сита для механического разделения благодаря различию физических свойств, таких как размер. Сепаратором также может быть сепаратор, который использует различия плотности компонентов смеси, такой как
циклонный сепаратор. Например, по меньшей мере, две группы, выбираемые из углерода, металла, такого как Ей, и неорганического продукта, такого как КВг, могут быть разделены на основании различий плотности в подходящей среде, такой как принудительно подаваемый инертный газ, а также при использовании центробежных сил. Разделение компонентов также может основываться на различии диэлектрической постоянной и поляризуемости. Например, углерод может быть отделен от металла на основании оказания воздействия электростатического заряда на первый при удалении из смеси под действием электрического поля. В случае наличия у одного или нескольких компонентов смеси магнитных свойств разделение может быть осуществлено при использовании магнитов. Смесь может быть перемешана над последовательностью из сильных магнитов, установленных индивидуально или в комбинации с одним или несколькими ситами для стимулирования разделения на основании, по меньшей мере, одного из свойств, выбираемых из более сильного приставания или притяжения магнитных частиц к магниту и разницы размеров двух классов частиц. В одном варианте осуществления использования сит и приложенного магнитного поля последнее придает дополнительную силу силе тяжести для протягивания более мелких магнитных частиц через сито при одновременном удерживании других частиц смеси на сите вследствие их более крупного размера.
Реактор может дополнительно включать сепаратор для разделения одного или нескольких компонентов на основании различия в фазовом изменении или реакции. В одном варианте осуществления фазовое изменение включает плавление при использовании обогревателя, и жидкость отделяют от твердого вещества по способам, известным на современном уровне техники, таким как гравитационное фильтрование, фильтрование при использовании вспомогательного сжатого газа, центрифугирование и воздействие вакуума. Реакция может включать разложение, такое как разложение гидрида, или реакцию с образованием гидрида, а разделение может быть достигнуто в результате плавления соответствующего металла с последующим его отделением и механического отделения порошкообразного гидрида, соответственно. Последнее может быть достигнуто в результате просеивания. В одном варианте осуществления фазовое изменение или реакция могут приводить к получению требуемых реагента или промежуточного соединения. В определенных вариантах осуществления регенерация, включающая любые требуемые стадии разделения, может проходить внутри или вне реактора.
При выполнении стандартных экспериментов на стадии разделения настоящего описания изобретения могут быть использованы и другие способы, известные
специалистам в соответствующей области техники. В общем случае механические способы разделения могут быть разделены на четырем группы: осаждение, центробежное разделение, фильтрование и просеивание. В одном варианте осуществления разделение структурных единиц может быть достигнуто при использовании, по меньшей мере, одной операции, выбираемой из просеивания и использования сортировочных установок. Для достижения требуемого разделения продуктов у исходных материалов могут быть выбраны размер и форма структурной единицы.
Энергетическая система может дополнительно включать конденсатор катализатора для сохранения давления паров катализатора благодаря регулированию температуры, что обеспечивает контролируемое выдерживание температуры поверхности на уровне более низкого значения в сопоставлении с температурой реакционной ячейки. Температуру поверхности выдерживают на требуемом уровне, который обеспечивает получение требуемого давления паров катализатора. В одном варианте осуществления конденсатор катализатора представляет собой трубную решетку в ячейке. В одном варианте осуществления с теплообменником расход теплопередающей среды можно контролируемо выдерживать на уровне расхода, который сохраняет в конденсаторе требуемую более низкую температуру в сопоставлении с температурой основного теплообменника. В одном варианте осуществления рабочая среда представляет собой воду, а расход является большим в конденсаторе, чем в водном экране, так чтобы конденсатор имел бы более низкую требуемую температуру. Раздельные потоки рабочих сред могут быть повторно объединены и переданы для обогревания помещения и технологического нагревания или для преобразования в водяной пар.
Ячейки настоящего описания изобретения включают катализаторы, реакционные смеси, способы и системы, описывающиеся в настоящем документе, где конкретная ячейка выполняет функцию реактора и, по меньшей мере, одного компонента для обеспечения активации, инициирования, прохождения и/или поддержания реакции и регенерации реагентов. В соответствии с настоящим описанием изобретения ячейки включают, по меньшей мере, один катализатор или источник катализатора, по меньшей мере, один источник атомарного водорода и емкость. Ячейки и системы для их функционирования специалистам в соответствующей области известны. Реактор для выработки энергии с электролитной ячейкой, такой как электролизная ячейка с эвтектической солью, плазменный электролизный реактор, реактор с барьерным электродом, высокочастотный плазменный реактор, реактор для выработки энергии со сжатым газом, газоразрядный реактор для выработки энергии, предпочтительно с импульсным разрядом, а более предпочтительно с импульсным самостягивающимся
плазменным разрядом, реактор для выработки энергии со сверхвысокочастотной ячейкой и комбинация ячейки с тлеющим разрядом и сверхвысокочастотного и/или высокочастотного плазменного реактора настоящего описания изобретения включают: источник водорода; один из твердого, расплавленного, жидкого, газообразного и гетерогенного источников катализатора или реагентов в любом из тех состояний, которые стимулируют прохождение реакции с образованием гидрино в виде реакции между реагентами; емкость, содержащую реагенты, или, по меньшей мере, содержащую водород и катализатор, где происходит реакция с образованием низкоэнергетического водорода в результате введения водорода в контакт с катализатором или в результате прохождения реакции для катализатора МН; и при необходимости компонент для удаления низкоэнергетического водородного продукта. В одном варианте осуществления реакция с образованием водорода в низкоэнергетическом состоянии облегчается благодаря прохождению реакции окисления. Скорость реакции с образованием гидрино может увеличить реакция окисления благодаря, по меньшей мере, одному механизму, выбираемому из акцептирования электронов катализатора и нейтрализации высокозаряженного катиона, образованного в результате приема энергии от атомарного водорода. Таким образом, данные ячейки могут функционировать по способу, который обеспечивает прохождение такой реакции окисления. В одном варианте осуществления электролизная или плазменная ячейка может обеспечивать прохождение реакции окисления на аноде, где водород, полученный по способу, такому как продувка, и катализатор вступают в реакцию с образованием гидрино благодаря участию в реакции окисления.
В варианте осуществления с использованием жидкого топлива ячейка функционирует при температуре, когда скорость разложения растворителя является пренебрежимо малой исходя из сопоставления мощности, затрачиваемой на его регенерацию, и мощности ячейки. В том случае, когда температура является меньшей, чем та, при которой может быть получена удовлетворительная эффективность преобразования энергии по более обычным способам, таким как те, в которых используют паровой цикл, может быть использована более низкокипящая рабочая среда. В еще одном варианте осуществления температура рабочей среды может быть увеличена при использовании теплового насоса. Таким образом, обогревание помещения и технологическое нагревание могут быть обеспечены при использовании топливной ячейки, функционирующей при температуре, большей температуры окружающей среды, где температуру рабочей среды увеличивают при использовании компонента, такого как тепловой насос. При достаточном увеличении температуры может произойти фазовый переход жидкости в газ,
и газ может быть использован для работы в координатах давление-объем (PV). Работа в координатах PV может включать приведение в действие генератора для выработки электричества. После этого среда может быть конденсирована, а конденсированная рабочая среда может быть возвращена в реакторную ячейку для повторного нагревания и отправления на рециркуляцию в энергетический контур.
В одном варианте осуществления реактора через реактор протекает гетерогенная смесь катализатора, содержащая жидкую и твердую фазы. Получения течения можно добиться ' в результате прокачивания насосом. Смесь может представлять собой суспензию. Смесь может быть нагрета в горячей зоне для стимулирования катализа превращения водорода в гидрино при высвобождении тепла и поддержании существования горячей зоны. Продукты могут вытекать из горячей зоны, и из продуктов может быть регенерирована смесь реагентов. В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, одно твердое вещество гетерогенной смеси может втекать в реактор в результате подачи самотеком. Растворитель может втекать в реактор отдельно или в комбинации с одним или несколькими твердыми веществами. Смесь реагентов может содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы диссоциатора, материала, характеризующегося большой площадью удельной поверхности (БПУП), R-Ni, Ni, NaH, Na, NaOH и растворителя.
В одном варианте осуществления в смесь других реагентов нагнетают один или несколько реагентов, предпочтительно источник галогена, газообразный галоген, источник кислорода или растворитель. Нагнетание регулируют для оптимизации избыточной энергии и мощности от реакции с образованием гидрино. Для достижения оптимизации можно регулировать температуру ячейки при нагнетании и скорость нагнетания. Для дополнительной оптимизации можно регулировать и другие технологические параметры и перемешивание при использовании способов, известных специалистам в соответствующей области техники организации производства.
Для преобразования энергии каждый тип ячейки может быть сопряжен с любыми известными преобразователями тепловой энергии или плазмы в механическую или электрическую энергию, которые включают, например, тепловой двигатель, систему паровой или газовой турбины, двигатель Стерлинга или термоионный или термоэлектрический преобразователи. Кроме того, преобразователи плазмы включают магнитогидродинамический преобразователь энергии с магнитным зеркалом, плазмодинамический преобразователь энергии, гиротрон, сверхвысокочастотной преобразователь энергии с группированием фотонов, преобразователь энергии дрейфа заряда или фотоэлектрический преобразователь. В одном варианте осуществления ячейка
включает, по меньшей мере, один цилиндр двигателя внутреннего сгорания.
III. Водородная газовая ячейка и твердо-, жидко- и гетерогеннотопливный реактор
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего описания изобретения реактор для получения гидрино и выработки энергии может иметь форму реакторной ячейки. Реактор настоящего описания изобретения продемонстрирован на фигуре 3. Гидрино, образующиеся из реагентов, получают по каталитической реакции с катализатором. Катализ может протекать в газовой фазе или в твердом или жидком состоянии.
Реактор фигуры 3 включает реакционную емкость 207, включающую камеру 200, способную выдерживать воздействие вакуума или давлений, больших, чем атмосферное. Источник подачи водорода 221, сообщающийся с камерой 200, подает водород в камеру через канал 242 подачи водорода. Для регулирования давления и расхода водорода при подаче в емкость через канал 242 подачи водорода размещают регулятор 222. Датчик давления 223 отслеживает давление в емкости. Для вакуумирования камеры через вакуумную линию 257 используют вакуумный насос 256.
В одном варианте осуществления катализ происходит в газовой фазе. Катализатор может быть получен газообразным в результате выдерживания температуры ячейки на уровне повышенной температуры, которая, в свою очередь, определяет давление паров катализатора. Атомарный и/или молекулярный водородный реагент также выдерживают при требуемом давлении, которое может находиться в любом диапазоне давлений. В одном варианте осуществления давление является меньшим, чем атмосферное, предпочтительно находящимся в диапазоне от приблизительно 10 миллиторр до приблизительно 100 торр. В еще одном варианте осуществления давление определяют в результате выдерживания смеси источника катализатора, такого как источник металла, и соответствующего гидрида, такого как гидрид металла, в ячейке, выдерживаемой при требуемой рабочей температуре.
Источник подходящего катализатора 250 получения атомов гидрино может быть размещен в резервуаре катализатора 295, и газообразный катализатор может быть получен в результате нагревания. Реакционная емкость 207 имеет канал подачи катализатора 241 для прохождения газообразного катализатора из резервуара катализатора 295 в реакционную камеру 200. В альтернативном варианте, катализатор может быть размещен в химически стойком открытом контейнере, таком как лодочка, внутри реакционной емкости.
Источник водорода может представлять собой газообразный водород и молекулярный водород. Водород может диссоциировать на атомарный водород под
действием катализатора диссоциации молекулярного водорода. Такие катализаторы диссоциации или диссоциаторы включают, например, никель Ренея (R-Ni), драгоценные или благородные металлы и драгоценный или благородный металл на носителе. Драгоценный или благородный металл может представлять собой Pt, Pd, Ru, Ir и Rh, a носитель может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ti, Nb, AI2O3, SiCh и их комбинаций. Дополнительные диссоциаторы представляют собой Pt или Pd на углероде, которые могут включать катализатор с межфазной диффузией адсорбированного водорода, мат из никелевого волокна, лист Pd, губку Ti, Pt или Pd, электроосажденные на губку или мат из Ti или Ni, TiH, Pt-чернь и Pd-чернь, тугоплавкие металлы, такие как молибден и вольфрам, переходные металлы, такие как никель и титан, внутренние переходные металлы, такие как ниобий и цирконий, и другие такие материалы, известные специалистам в соответствующей области техники. В одном варианте осуществления водород диссоциирует на Pt или Pd. Pt или Pd могут быть нанесены в виде покрытия на материал носителя, такой как титан или AI2O3. В еще одном варианте осуществления диссоциатор представляет собой тугоплавкий металл, такой как вольфрам или молибден, а диссоциирующий материал может быть выдержан при повышенной температуре при использовании компонента 230 регулирования температуры, который может иметь форму обогревающего змеевика, как это продемонстрировано в поперечном сечении на фигуре 3. Обогревающий змеевик запитывают от источника питания 225. Предпочтительно диссоциирующий материал выдерживают при рабочей температуре ячейки. Для более эффективной диссоциации диссоциатор может дополнительно функционировать при температуре, большей, чем температура ячейки, и повышенная температура может предотвращать конденсацию катализатора на диссоциаторе. Диссоциатор водорода также может быть снабжен нитью накала, такой как 280, запитываемой от источника питания 285.
В одном варианте осуществления диссоциация водорода происходит таким образом, чтобы диссоциированные водородные атомы вступали бы в контакт с газообразным катализатором для получения атомов гидрино. Давление паров катализатора выдерживают на уровне требуемого давления в результате регулирования температуры резервуара катализатора 295 при использовании обогревателя резервуара катализатора 298, запитываемого от источника питания 272. В случае размещения катализатора в лодочке внутри реактора давление паров катализатора сохраняют на уровне требуемого значения в результате регулирования температуры лодочки катализатора благодаря регулированию источника питания для лодочки. Температуру ячейки можно контролируемо выдерживать на уровне требуемой рабочей температуры
при использовании обогревающего змеевика 230, который запитывают от источника питания 225. Ячейка (называемая ячейкой проницаемости) может дополнительно включать внутреннюю реакционную камеру 200 и внешний водородный резервуар 290, так чтобы водород мог бы быть подан в ячейку в результате диффундирования водорода через стенку 291, разделяющую две камеры. Для контроля скорости диффундирования температуру стенки можно контролировать при использовании обогревателя. Скорость диффундирования можно дополнительно регулировать в результате регулирования давления водорода в водородном резервуаре.
Для выдерживания давления катализатора на требуемом уровне характеризующаяся проницаемостью ячейка, служащая в качестве источника водорода может быть герметизирована. В альтернативном варианте, ячейка дополнительно включает высокотемпературные клапаны на каждых впускном отверстии или выпускном отверстии, так чтобы клапан введения реакционной газовой смеси в контакт выдерживался бы при требуемой температуре. Ячейка может дополнительно содержать газопоглотитель или ловушку 255 для селективного сбора низкоэнергетических водородных структурных единиц и/или водородных соединений, характеризующихся повышенной энергией связывания, и может дополнительно включать селективный клапан 206 для высвобождения газообразного продукта в виде дигидрино.
В одном варианте осуществления реагенты, такие как твердое топливо или гетерогенную смесь 260 катализатор-топливо, вводят в реакцию в емкости 200 в результате нагревания при использовании обогревателей 230. В ячейку 200 через регулирующий клапан 232 и соединение 233 может быть подан поток дополнительного добавленного реагента, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из экзотермических реагентов, предпочтительно характеризующихся быстрой кинетикой. Добавленный реагент может представлять собой источник галогена, галоген, источник кислорода или растворитель. Реагент 260 может содержать структурную единицу, которая вступает в реакцию с добавленным реагентом. Например, галоген может быть добавлен для получения с реагентом 260 галогенида, или к реагенту 260 может быть добавлен источник кислорода для получения оксида.
Катализатором может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы, включающей атомарные литий, калий или цезий, молекулу NaH, 2Н и атомы гидрино, где катализ включает реакцию диспропорционирования. Литиевый катализатор может быть сделан газообразным в результате выдерживания температуры ячейки приблизительно в диапазоне 500-1000°С. Предпочтительно ячейку выдерживают приблизительно в диапазоне 500-750°С. Давление ячейки можно выдерживать на уровне,
меньшем, чем атмосферное давление, предпочтительно находящемся в диапазоне от приблизительно 10 миллиторр до приблизительно 100 торр. Наиболее предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из давлений катализатора и водорода, определяют выдерживанием смеси металла катализатора и соответствующего гидрида, таких как литий и гидрид лития, калий и гидрид калия, натрий и гидрид натрия, и цезий и гидрид цезия, в ячейке, выдерживаемой при требуемой рабочей температуре. Катализатор в газовой фазе может содержать атомы лития из металла или источника металлического лития. Предпочтительно литиевый катализатор выдерживают при давлении, определяемом смесью металлического лития и гидрида лития в рабочем диапазоне температур приблизительно 500-1000°С, а наиболее предпочтительным является давление для ячейки в диапазоне рабочих температур приблизительно 500-750°С. В других вариантах осуществления место Li занимают К, Cs и Na, и катализатор представляет собой атомарный К, атомарный Cs и молекулярный NaH.
В одном варианте осуществления реактора с газовой ячейкой, включающего резервуар или лодочку для катализатора, газообразный катализатор Na, NaH или газообразный катализатор, такой как пары Li, К и Cs, выдерживают в перегретом состоянии в ячейке в сопоставлении с тем, что имеет место для паров в резервуаре или лодочке, которые представляют собой источник паров ячейки. В одном варианте осуществления перегретый пар уменьшает конденсацию катализатора на диссоциаторе водорода или описывающемся ниже диссоциаторе, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из молекул металла или гидрида металла. В одном варианте осуществления, включающем Li в качестве катализатора из резервуара или лодочки, резервуар или лодочку выдерживают при температуре, при которой Li превращается в пар. Н2 можно выдерживать при давлении, которое является меньшим, чем давление, которое образует значительную мольную долю LiH при температуре резервуара. Давления и температуры, которые обеспечивают достижение данного состояния, могут быть определены по графикам с нанесенными данными по давлению Н2 в зависимости от мольной доли LiH при заданных изотермах, которые известны на современном уровне техники. В одном варианте осуществления реакционная камера ячейки, содержащая диссоциатор, функционирует при повышенной температуре, такой, чтобы Li не конденсировался бы на стенках или диссоциаторе. Нг может вытекать из резервуара в ячейку для увеличения скорости транспортирования катализатора. Течение, такое как из резервуара катализатора в ячейку, а после этого из ячейки, представляет собой способ удаления продукта гидрино для предотвращения ингибирования реакции продуктом гидрино. В других вариантах осуществления место Li занимают К, Cs и Na, и катализатор
представляют собой атомарный К, атомарный Cs и молекулярный NaH.
Водород подают в реакцию из источника водорода. Например, водород подают из водородного резервуара благодаря проницаемости. Давление водородного резервуара может находиться в диапазоне от 10 торр до 10000 торр, предпочтительно от 100 торр до 1000 торр, а наиболее предпочтительно быть равным приблизительно атмосферному давлению. Ячейка может функционировать при температуре в диапазоне приблизительно от 100°С до 3000°С, предпочтительно при температуре приблизительно от 100°С до 1500°С, а наиболее предпочтительно при температуре приблизительно от 500°С до 800°С,
Источник водорода может представлять собой разложение добавленного гидрида. Конструкция ячейки, которая обеспечивает подачу Н2 благодаря проницаемости, представляет собой ту, которая внутри содержит гидрид металла, размещенный в герметизированной емкости, где атомарный Н поступает благодаря проницаемости при высокой температуре. Емкость может содержать Pd, Ni, Ti или Nb. В одном варианте осуществления гидрид размещают в герметизированной трубке, такой как трубка из Nb, содержащая гидрид и герметизированная по обоим концам герметиками, такими как Swagelock. В случае герметизации гидридом мог бы быть гидрид щелочного металла или щелочноземельного металла. В альтернативном варианте, в данном случае, а также в случае внутреннего гидридного реагента гидридом мог бы быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы солевых гидридов, гидрида титана, гидридов ванадия, ниобия и тантала, гидридов циркония и гафния, гидридов редкоземельных металлов, гидридов иттрия и скандия, гидридов переходных элементов, интерметаллических гидридов и их сплавов.
В одном варианте осуществления гидрид и рабочую температуру ± 200°С исходя из температуры разложения каждого гидрида выбирают, по меньшей мере, из одного представителя из перечня:
гидрид редкоземельного металла с рабочей температурой, равной приблизительно 800°С; гидрид лантана с рабочей температурой, равной приблизительно 700°С; гидрид гадолиния с рабочей температурой, равной приблизительно 750°С; гидрид неодима с рабочей температурой, равной приблизительно 750°С; гидрид иттрия с рабочей температурой, равной приблизительно 800°С; гидрид скандия с рабочей температурой, равной приблизительно 800°С; гидрид иттербия с рабочей температурой, равной приблизительно 850-900°С; гидрид титана с рабочей температурой, равной приблизительно 450°С; гидрид церия с рабочей температурой, равной приблизительно 950°С; гидрид празеодима с рабочей температурой, равной приблизительно 700°С; гидрид
циркония-титана (50 %/50 %) с рабочей температурой, равной приблизительно 600°С; и смесь щелочной металл/гидрид щелочного металла, такая как Rb/RbH или К/КН, с рабочей температурой, равной приблизительно 450°С; и смесь щелочноземельный металл/гидрид щелочноземельного металла, такая как Ва/ВаН2, с рабочей температурой, равной приблизительно 900-1000°С.
Металлы в газообразном состоянии могут содержать двухатомные ковалентные молекулы. Одна цель настоящего описания изобретения заключается в предложении атомарного катализатора, такого как Li, а также К и Cs. Таким образом, реактор может дополнительно содержать диссоциатор, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из молекул металла ("ММ") и молекул гидрида металла ("МН"). Предпочтительно источник катализатора, источник Н2 и диссоциатор ММ, МН и НН, где М представляет собой атомарный катализатор, согласовывают для эксплуатации при требуемых условиях в ячейке, например, по температуре и концентрациям реагентов. В случае использования гидридного источника Н2 в одном варианте осуществления его разложения температура находится в диапазоне температуры, которая обеспечивает получение требуемого давления паров катализатора. В случае источника водорода в виде проницаемости из водородного резервуара в реакционную камеру предпочтительные источники катализаторов для непрерывного функционирования представляют собой металлы Sr и Li, поскольку каждое из их давлений паров может находиться в желательном диапазоне от 0,01 до 100 торр при температурах, для которых имеет место проницаемость. В других вариантах осуществления ячейки проницаемости ячейка функционирует при высокой температуре, позволяющей реализовать проницаемость, после этого температуру ячейки уменьшают до температуры, которая сохраняет давление паров летучего катализатора на уровне требуемого давления.
В одном варианте осуществления газовой ячейки диссоциатор содержит компонент, генерирующий катализатор и Н из источников. Роль диссоциатора молекул в виде комбинаций атомов катализатора и водорода также могут играть и поверхностные катализаторы, такие как Pt на Ti или Pd, иридий или родий индивидуально или на подложке, такой как Ti. Предпочтительно диссоциатор характеризуется большой площадью удельной поверхности, такой как в случае РхУА120з или Pd/АЬОз.
Источник Н2 также может представлять собой газообразный Н2. В данном варианте осуществления можно отслеживать и регулировать давление. Это возможно в случае катализатора и источников катализаторов, таких как металлические К или Cs и LiNH2, соответственно, поскольку они являются летучими при низкой температуре, что позволяет использовать высокотемпературный клапан. LiNH2 также уменьшает необходимую
рабочую температуру ячейки, содержащей Li, и является менее коррозионно-активным, что позволяет реализовать долговременное функционирование при использовании сквозной подачи в случае плазменных ячеек и ячеек с нитью накала, где нить накала выполняет функцию диссоциатора водорода.
Дополнительные варианты осуществления водородного реактора с газовой ячейкой, содержащего NaH в качестве катализатора, включают нить накала с диссоциатором в реакторной ячейке и Na в резервуаре. Поток Н2 можно перепускать через резервуар в основную камеру. Мощность можно регулировать в результате регулирования расхода газа, давления Н2 и давления паров Na. Последнее можно регулировать в результате регулирования температуры резервуара. В еще одном варианте осуществления реакцию гидрино инициируют в результате нагревания при использовании внешнего обогревателя, а атомарный Н получают при использовании диссоциатора.
Реакционная смесь может быть перемешана по способам, известным на современном уровне техники, таким как механические смешивание или перемешивание. Система перемешивания может включать один или несколько пьезоэлектрических преобразователей. Каждый пьезоэлектрический преобразователь может обеспечивать ультразвуковое перемешивание. Реакционная ячейка может вибрировать и дополнительно включать перемешивающие элементы, такие как шары из нержавеющей стали или вольфрама, которые вибрируют для перемешивания реакционной смеси. В еще одном варианте осуществления механическое перемешивание включает размалывание в шаровой мельнице. Реагент также может быть перемешан при использовании данных способов, предпочтительно в результате размалывания в шаровой мельнице.
В одном варианте осуществления катализатор получают в результате механического перемешивания, такого как, например, по меньшей мере, один вариант, выбранный из вибрации с использованием перемешивающих элементов, ультразвукового перемешивания и размалывания в шаровой мельнице. Механические удар или сжатие звуковыми волнами, такими как ультразвук, могут приводить к прохождению реакции или появлению физического изменения реагентов, что вызывает получение катализатора, предпочтительно молекул NaH. Смесь реагентов может содержать, а может и не содержать растворитель. Реагенты могут представлять собой твердые вещества, такие как твердый NaH, который механически перемешивают для получения молекул NaH. В альтернативном варианте, реакционная смесь может содержать жидкость. Смесь может содержать, по меньшей мере, одну структурную единицу в виде Na. Структурная единица в виде Na может представлять собой компонент жидкой смеси, или она может находиться в растворе. В одном варианте осуществления металлический натрий диспергируют в
результате высокоскоростного перемешивания суспензии металла в растворителе, таком
как простой эфир, углеводород, фторированный углеводород, ароматический или
гетероциклический ароматический растворитель. Температура растворителя может
выдерживаться на уровне, непосредственно превышающем температуру плавления
металла.
IV. Типы топлив
Один вариант осуществления настоящего описания изобретения относится к топливу, содержащему реакционную смесь, по меньшей мере, источника водорода и источника катализатора для поддержания катализа конверсии водорода с образованием гидрино, по меньшей мере, в одной из фаз, выбираемых из газовой, жидкой и твердой фаз возможной смеси фаз. Реагенты и реакции, описывающиеся в настоящем документе для твердого и жидкого топлив, также являются реагентами и реакциями для гетерогенных топлив, содержащих смесь фаз.
Одна цель настоящего описания изобретения заключается в предложении атомарных катализаторов, таких как Li, а также К и Cs, и молекулярного катализатора NaH. Металлы образуют двухатомные ковалентные молекулы. Таким образом, в вариантах осуществления твердых топлив, жидких топлив и гетерогенных топлив реагенты включают сплавы, комплексы, источники комплексов, смеси, суспензии и растворы, которые могут обратимо образовываться с металлическим катализатором М и разлагаться или вступать в реакцию с образованием катализатора, такого как Li или NaH. В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, один представитель, выбранный из источника катализатора и источника атомарного водорода, дополнительно включает, по меньшей мере, один реагент, который вступает в реакцию с образованием, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора и атомарного водорода. В еще одном варианте осуществления реакционная смесь содержит катализатор NaH или источник катализатора NaH или другой катализатор, такой как Li или К, которые могут образовываться в результате прохождения реакции для одного или нескольких представителей, выбираемых из реагентов или структурных единиц реакционной смеси, или могут образовываться в результате физического превращения. Превращение может представлять собой сольватирование под действием подходящего растворителя.
Реакционная смесь может дополнительно содержать твердое вещество для поддержания реакции катализа на поверхности. Катализатор или источник катализатора, такие как NaH, могут быть нанесены на поверхность в виде покрытия. Нанесение покрытия может быть проведено в результате перемешивания носителя, такого как активированный уголь, TiC, WC, R-Ni, и NaH по способам, таким как размалывание в
шаровой мельнице. Реакционная смесь может содержать гетерогенный катализатор или источник гетерогенного катализатора. В одном варианте осуществления катализатор, такой как NaH, наносят в виде покрытия на носитель, такой как активированный уголь, TiC, WC или полимер, по способу достижения начальной влажности, предпочтительно при использовании апротонного растворителя, такого как простой эфир. Носитель также может содержать неорганическое соединение, такое как галогенид щелочного металла, предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из NaF и HNaF2, где NaH исполняет функцию катализатора, и используют фторированный растворитель.
В варианте осуществления с использованием жидкого топлива реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника катализатора, катализатора, источника водорода и растворителя для катализатора. В других вариантах осуществления настоящее описание изобретения в отношении твердого топлива и жидкого топлива дополнительно включает комбинации обоих топлив, а также дополнительно включает и газовые фазы. Катализ в случае реагентов, таких как катализатор и атомарный водород и их источники в нескольких фазах, называют катализом для гетерогенной реакционной смеси, а топливо называют гетерогенным топливом. Таким образом, топливо содержит реакционную смесь, по меньшей мере, источника водорода, подвергающегося переходу в состояния гидрино, описывающиеся в уравнениях (35), и катализатора для стимулирования переходов при наличии реагентов, по меньшей мере, в одной из фаз, выбираемых из жидкой, твердой и газовой фаз. Катализ при использовании катализатора в фазе, отличной от фазы реагентов, в общем случае известен на современном уровне техники под названием гетерогенного катализа, который представляет собой один вариант осуществления настоящего описания изобретения. Гетерогенные катализаторы обеспечивают получение поверхности для прохождения на ней химической реакции и включают варианты осуществления настоящего описания изобретения. Реагенты и реакции, описывающиеся в настоящем документе для твердого и жидкого топлив, также являются реагентами и реакциями для гетерогенных топлив.
Для любого топлива настоящего описания изобретения катализатор или источник катализатора, такие как NaH, могут быть перемешаны с другими компонентами реакционной смеси, такими как носитель, такой как материал БПУП, по способам, таким как механическое перемешивание или размалывание в шаровой мельнице. Во всех случаях для поддержания реакции с образованием гидрино может быть добавлено дополнительное количество водорода. Газообразный водород может иметь любое желательное давление, предпочтительно находящееся в диапазоне от 0,1 до 200 атм. Альтернативные источники водорода включают, по меньшей мере, одного представителя,
выбранного из группы NH4X (X представляет собой анион, предпочтительно галогенид), NaBFLt, NaAlEU, борана и гидрида металла, такого как гидрид щелочного металла, гидрид щелочноземельного металла, предпочтительно MgH2, и гидрид редкоземельного металла, предпочтительно LaH2 и GdH2. А. Носитель
В определенных вариантах осуществления твердое, жидкое и гетерогенное топлива настоящего описания изобретения содержат носитель. Носитель обладает свойствами, специфическими для его функции. Например, в случае функционирования носителя в качестве акцептора или проводника электронов носитель предпочтительно является проводящим. В дополнение к этому, в случае диспергирования носителем реагентов носитель предпочтительно характеризуется большой площадью удельной поверхности. В первом случае носитель, такой как носитель БПУП, может включать проводящий полимер, такой как активированный уголь, графен и гетероциклические полициклические ароматические углеводороды, которые могут быть макромолекулярными. Углерод предпочтительно может включать активированный уголь (АС), но также может включать и другие формы, такие как мезопористый углерод, стеклоуглерод, кокс, графитовый углерод, углерод совместно с металлсодержащим диссоциатором, таким как Pt или Pd, где значение % (масс.) находится в диапазоне от 0,1 до 5 % (масс), порошкообразные переходные металлы, имеющие предпочтительно от одного до десяти углеродных слоев, а более предпочтительно три слоя, и углерод, имеющий покрытие из металла или сплава, предпочтительно нанопорошок, такой как углерод, имеющий покрытие из переходного металла, предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ni, Со и Мп. Металл может быть интеркалирован углеродом. В случае интеркалированного металла в виде Na и катализатора в виде NaH предпочтительно интеркалирование Na является насыщенным. Предпочтительно носитель характеризуется большой площадью удельной поверхности. Обычные классы органических проводящих полимеров, которые могут быть использованы в качестве носителя, представляют собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы поли(ацетиленов), поли(пирролов), поли(тиофенов), поли(анилинов), поли(флуоренов), поли(З-алкилтиофенов), политетратиафульваленов, полинафталинов, поли(п-фениленсульфида) и поли(пара-фениленвиниленов). Данные полимеры, имеющие линейную основную цепь, на современном уровне техники обычно известны под названием полиацетиленовых, полианилиновых и тому подобных "саж" или "меланинов". Носитель может представлять собой смешанный сополимер, такой как один представитель, выбранный из полиацетилена, полипиррола и полианилина. Предпочтительно проводящим полимерным
носителем является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из типичных производных полиацетилена, полианилина и полипиррола. Другой носитель содержит элементы, отличные от углерода, так как в случае проводящего полимера политиазила ((S-N)x).
В еще одном варианте осуществления носитель представляет собой полупроводник. Носитель может представлять собой элемент из столбца IV, такой как углерод, кремний, германий и а-серое олово. В дополнение к материалам элементов, таких как кремний и германий, полупроводниковый носитель включает материал соединения, такой как арсенид галлия и фосфид индия, или сплавы, такие как кремний-германий или арсенид алюминия. Проводимость в материалах, таких как кристаллы кремния и германия, в одном варианте осуществления может быть улучшена в результате добавления небольших количеств (например, 1-10 частей на миллион частей) допантов, таких как бор или фосфор, по мере роста кристаллов. Допированный полупроводник для выполнения функции носителя может быть растерт в порошок.
В определенных вариантах осуществления носитель БПУП представляет собой металл, такой как переходный металл, благородный металл, интерметаллический композит, редкоземельный металл, актиноид, лантаноид, предпочтительно один представитель, выбранный из La, Pr, Nd и Sm, Al, Ga, In, TI, Sn, Pb, металлоидов, Si, Ge, As, Sb, Те, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, щелочного металла, щелочноземельного металла и сплава, содержащего, по меньшей мере, два металла или элемента из данной группы, такого как сплав лантаноидов, предпочтительно LaNis и YNi. Носитель может представлять собой благородный металл, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Pt, Pd, Au, Ir и Rh, или благородного металла, нанесенного на носитель, такого как Pt или Pd на титане (Pt или Pd/Ti).
В других вариантах осуществления материал БПУП включает, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из кубического нитрида бора, гексагонального нитрида бора, порошкообразного вюрцитного нитрида бора, гетероалмаза, нанотрубок нитрида бора, нитрида кремния, нитрида алюминия, нитрида титана (TiN), нитрида титана-алюминия (TiAIN), нитрида вольфрама, металла или сплава, предпочтительно нанопорошка, имеющих покрытие из углерода, таких как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из порошкообразных Со, Ni, Fe, Мп и других переходных металлов, имеющий предпочтительно от одного до десяти углеродных слоев, а более предпочтительно три слоя, углерода, имеющего покрытие из металла или сплава, предпочтительно нанопорошка, такого как углерод, имеющий покрытие из переходного
металла, предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ni, Со и Мп, карбида, предпочтительно порошка, порошкообразного оксида бериллия (ВеО), порошкообразного оксида редкоземельного металла, такого как Ьа20з, Zr203, AI2O3, алюмината натрия и углерода, такого как фуллерен, графен или нанотрубки, предпочтительно одностенные.
Карбид может включать один или несколько типов связи: выделяют солеобразные соединения, такие как карбид кальция (СаС2), ковалентные соединения, такие как карбид кремния (SiC) и карбид бора (В4С или ВСз), и соединения внедрения, такие как карбид вольфрама. Карбид может представлять собой ацетиленид, такой как А112С2, ZnC2 и СсЮг, или метид, такой как ВегС, карбид алюминия (AI4C3) и карбиды типа А3МС, где А представляет собой главным образом редкоземельный или переходный металл, такой как Sc, Y, La-Na, Gd-Lu, а М представляет собой металлический или полуметаллический элемент основной группы, такой как Al, Ge, In, TI, Sn и Pb. Карбид, содержащий ионы С2 ~ может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из карбидов А/2С2, где катион А/ включает щелочной металл или один из металлов для чеканки монет, карбидов А/7С2, где катион а/7 включает щелочноземельный металл, а предпочтительно карбидов А/772(С2)з, где катион А/77 включает Al, La, Рг или ТЬ. Карбид может содержать ион, отличный от С22 ~, такой как ионы из группы YC2, TbC2, YbC2, UC2, СегСз, РГ2С3 и ТЬгСз. Карбид может включать сесквикарбид, такой как Mg2C3, SC3C4 и Li4C3. Карбид может включать тройной карбид, такой как те, которые содержат лантаноидные металлы и переходные металлы, которые могут дополнительно содержать звенья Сг, такие как 1лзМ(Сг)2, где М представляет собой Fe, Со, Ni, Ru, Rh, Os и Ir, Dy^MnsCis, Ln3,67FeC6, ЬщМп{Сг)г (Ln = Gd и Tb) и ScCrC2. Карбид может дополнительно относиться по классификации к "промежуточному" карбиду переходного металла, такому как карбид железа (РезС или FeC2:Fe). Карбидом может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы карбидов лантаноидов (МС2 и М2С3), таких как карбид лантана (ЬаСг или Ьа2Сз), карбид иттрия, карбидов актиноидов, карбидов переходных металлов, таких как карбид скандия, карбид титана (TiC), карбид ванадия, карбид хрома, карбид марганца и карбид кобальта, карбид ниобия, карбид молибдена, карбид тантала, карбид циркония и карбид гафния. Дополнительные подходящие карбиды включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ln2FeC4, SC3C0C4, 1Л13МС4 (М = Fe, Со, Ni, Ru, Rh, Os, Ir), Ln3Mn2C6, Eu3,i6NiC6, ScCrC2, Th2NiC2, Y2ReC2, Ln12M5Ci5 (M = Mn, Re), YCoC, Y2ReC2 и других карбидов, известных на современном уровне техники.
В одном варианте осуществления носитель представляет собой электропроводящий -карбид, такой как TiC или WC и HfC, Мо2С, ТаС, YC2, ZrC, AI4C3 и В4С. Носитель может
представлять собой борид металла, такой как, в том числе, МВ2. Носитель или материал БПУП может представлять собой борид, предпочтительно двумерную боридную сетку, которая может быть проводящей, такой как МВ2, где М представляет собой металл, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Cr, Ti, Mg, Zr и Gd (CrB2, TiB2, MgB2, ZrB2, GdB2).
В одном варианте осуществления углеродного материала БПУП Na не интеркалируется в углеродный носитель и не образует ацетиленид в результате прохождения реакции с углеродом. В одном варианте осуществления катализатор или источник катализатора, предпочтительно NaH, включают внутрь материала БПУП, такого как фуллерен, углеродные нанотрубки и цеолит. Материал БПУП может дополнительно включать графит, графен, алмазоподобный углерод (АПУ), гидрированный алмазоподобный углерод (ГАПУ), порошкообразный алмаз, графитовый углерод, стеклоуглерод и углерод совместно с другими металлами, такими как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Со, Ni, Mn, Fe, Y, Pd и Pt, или допантами, содержащими другие элементы, такой как фторированный углерод, предпочтительно фторированный графит, фторированный алмаз или фторид тетрауглерода (C4F). Предпочтительно металлы представляют собой смесь, такую как смесь Со, Ni, Mn. Металлы могут присутствовать с любым соотношением % (масс). Предпочтительно состав и соотношения массовых процентов (%) находятся в диапазоне приблизительно от 20 до 25% Ni, от 60 до 70% Со и от 5 до 15% Мп. Материал БПУП может представлять собой металл или углерод, пассивированный фторидом, такой как имеющий покрытие из фторида, или содержать фторид, такой как фторид металла, предпочтительно фторид щелочного или редкоземельного металла.
В еще одном варианте осуществления носитель характеризуется размером пор или межслоевым расстоянием, которые будут вмещать только один радиус катализатора, такой как атомный радиус в случае Li или К и молекулярные размеры в случае NaH. В случае Li размер пор или межслоевое расстояние в идеальном случае находится в диапазоне приблизительно от 1,35 А до 3 А. В случае К размер пор или межслоевое расстояние в идеальном случае находится в диапазоне приблизительно от 1,7 А до 3,5 А. В случае NaH размер пор или межслоевое расстояние в идеальном случае находится в диапазоне приблизительно от 1,5 А до 5 А. В одном варианте осуществления носитель обеспечивает наличие атомарного катализатора, такого как Li или К, и одиночных молекул катализатора, таких как NaH, на основании определения и отбора размеров. Один подходящий носитель, характеризующийся большой площадью удельной поверхности и величиной межслоевого расстояния, равной приблизительно 3,5 А, представляет собой
активированный уголь. Активированный уголь может быть активирован или повторно активирован при использовании физической или химической активации. Первая активация может включать карбонизацию или окисление, а вторая активация может включать импрегнирование химическими реагентами.
Реакционная смесь может дополнительно содержать носитель, такой как полимерный носитель. Полимерный носитель может быть выбран из поли(тетрафторэтилена), такого как TEFLON(tm), поливинилферроцена, полистирола, полипропилена, полиэтилена, полиизопрена, поли(аминофосфазена), полимера, содержащего звенья простого эфира, такого как полиэтиленгликоль или полиэтиленоксид и полипропиленгликоль или полипропиленоксид, предпочтительно простой ариловый эфир, полиэфирполиол на основе простого эфира, такой как поли(тетраметиленэфир)гликоль на основе простого эфира (ПТМЭГ, политетрагидрофуран, "Terathane", "поли-ТГФ"), поливинилформаль и те, которые получают в результате проведения реакции для эпоксидов, такие как полиэтиленоксид и полипропиленоксид. В одном варианте осуществления материал БПУП содержит фтор. Примеры фторированных материалов БПУП представляют собой TEFLON(tm), TEFLON(tm)-PFA (перфторалкокси-полимер), поливинилфторид ПВФ, поли(винилиденфторид), сополи(винилиденфторид-гексафторпропилен) и перфторалкокси-полимеры. В. Твердые топлива
Твердое топливо содержит катализатор или источник катализатора получения гидрино, такие как, по меньшей мере, один катализатор, выбранный из LiH, Li, NaH, Na, KH, К, RbH, Rb и CsH, источник атомарного водорода и другие твердые химические реагенты, которые реализуют одну или несколько следующих далее функций: (i) реагенты образуют катализатор или атомарный водород в результате прохождения для них реакции, такой как реакция между одним или несколькими компонентами реакционной смеси, или в результате прохождения физического или химического изменения, по меньшей мере, для одного компонента реакционной смеси, и (ii) реагенты обеспечивают инициирование, прохождение и поддержание реакции катализа с образованием гидрино. Множество примеров твердых топлив, приведенных в настоящем описании изобретения, в том числе реакционных смесей жидких топлив, содержащих растворитель, при удалении растворителя, не предполагают исчерпывания. На основании настоящего описания изобретения специалистам в соответствующей области техники предлагаются и другие реакционные смеси.
В одном варианте осуществления твердого топлива реакционная смесь содержит катализатор, источник водорода и, по меньшей мере, одного представителя, выбранного
из носителя БПУП, газопоглотителя, диспергатора и инертного газа. Катализатор может представлять собой NaH. Инертным газом может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из благородного газа и азота. Предпочтительно инертный газ представляет собой смесь Ne и N2, более предпочтительно смесь содержит приблизительно 50% Ne и 50% N2. Давление предпочтительно может находиться в диапазоне приблизительно от 1 торр до 100 атмосфер. Предпочтительно давление для смеси Ne-N2 составляет одну атмосферу. Температура реакции предпочтительно находится в диапазоне приблизительно от 100°С до 900°С. Реакционная смесь может дополнительно содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Na и NaOH, и дополнительно восстановитель, такой как NaH, Sn, Zn, Fe и щелочной металл. В случае содержания в реакционной смеси NaOH предпочтительно также подают и Нг, а Нг включает газ любой смеси в случае содержания в реакционной смеси одного или нескольких инертных газов. Источник водорода может включать водород или гидрид и диссоциатор, такой как Pt/Ti, гидридированный Pt/Ti, Pd, Pt или Рш/АЬОз, порошкообразные Ni, Ti или Nb. По меньшей мере, один представитель, выбранный из носителя БПУП, газопоглотителя и диспергатора, может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы порошкообразного металла, такого как порошкообразные Ni, Ti или Nb, R-Ni, Zr02, AI2O3, NaX (X = F, CI, Br, I), №гО, NaOH и ШгСОз. В одном варианте осуществления металл катализирует образование молекул NaH из источника, такого как структурная единица в виде Na, и источника Н. Металл может представлять собой переходный, благородный металл, интерметаллический композит, редкоземельный, лантаноидный и актиноидный металл, а также другие металлы, такие как алюминий и олово.
С. Активаторы реакции с образованием гидрино
Для реакции с образованием гидрино могут быть обеспечены активирование или инициирование и прохождение при использовании одной или нескольких других химических реакций. Данные реакции могут относиться к нескольким классам, таким как (i) экзотермические реакции, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции с образованием гидрино, (ii) реакции сочетания, которые обеспечивают получение, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для поддержания реакции с образованием гидрино, (ш) свободно-радикальные реакции, которые в одном варианте осуществления выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции с образованием гидрино, (iv) окислительно-восстановительные реакции, которые в одном варианте осуществления выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во
время реакции с образованием гидрино, (у) обменные реакции, такие как в случае анионного обмена, в том числе галогенидного, сульфидного, гидридного, арсенидного, оксидного, фосфидного и нитридного обмена, которые в одном варианте осуществления облегчают ионизацию катализатора, когда он принимает энергию от атомарного водорода при образовании гидрино, и (vi) реакции с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы, которые могут обеспечить получение, по меньшей мере, одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции с образованием гидрино, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождения обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания низкоэнергетического водородного продукта для улучшения, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из степени превращения или скорости реакции с образованием гидрино. В одном варианте осуществления для обеспечения прохождения реакции активации реакционная смесь содержит носитель, предпочтительно электропроводящий носитель.
В одном варианте осуществления катализатор, такой как Li, К и NaH, используется для получения гидрино с высокой скоростью благодаря ускорению стадии, лимитирующей скорость реакции, - удаления электронов из катализатора при его ионизации в результате приема энергии безызлучательного резонансного переноса от атомарного водорода для получения гидрино. Типичная металлическая форма Ы и К может быть превращена в атомарную форму, а ионная форма NaH может быть превращена в молекулярную форму при использовании носителя или материала БПУП, таких как активированный уголь (AC), Pt/C, Pd/C, TiC или WC, для диспергирования катализатора, такого как атомы Ы и К и молекулы NaH, соответственно. Предпочтительно носитель характеризуется большой площадью удельной поверхности и проводимостью с учетом модифицирования поверхности в результате проведения реакции с другими структурными единицами реакционной смеси. Реакция, вызывающая переход для атомарного водорода с образованием гидрино, требует наличия катализатора, такого как Li, К или NaH, и атомарного водорода, где NaH выполняет функцию катализатора и источника атомарного водорода в совмещенной реакции. Стадия реакции в виде безызлучательного переноса энергии, равной целому кратному величины 27,2 эВ, от атомарного водорода к катализатору в результате приводит к получению ионизированного катализатора и свободных электронов, что вызывает быстрое прекращение реакции вследствие накопления заряда. Носитель, такой как АС, также может играть роль и проводящего акцептора электронов, а для окончательного акцептирования электронов, высвобожденных по каталитической реакции с образованием гидрино, к реакционной
смеси добавляют конечные реагенты, акцептирующие электроны, включающие окислитель, свободные радикалы или их источник. В дополнение к этому, для облегчения прохождения реакции окисления к реакционной . смеси может быть добавлен восстановитель. Совмещенная реакция акцептора электронов предпочтительно является экзотермической, что приводит к нагреву реагентов и увеличению скорости. Энергия активации и прохождение реакции могут быть обеспечены благодаря быстрому экзотермическому окислению или свободно-радикальной реакции, таким как реакция между Ог или CF4 и Mg или Al, где радикалы, такие как CFX и F и 02 и О, используются для окончательного акцептирования электронов катализатора с участием носителя, такого как АС. Другие окислители или источники радикалов индивидуально или в комбинации могут быть выбраны из группы О2, О3, N2O, JVF3, M2S2O8 (М представляет собой щелочной металл), S, CS2 и S02, Mnl2, EuBr2, AgCl и других представителей, приведенных в разделе "Реакции акцепторов электронов".
Предпочтительно окислитель акцептирует, по меньшей мере, два электрона. Соответствующий анион может представлять собой 022 ~, S ~, C2S2 ~ (тетратиооксалатный анион), SO2 ~ и SO А ~ Могут быть акцептированы два электрона катализатора, который во время катализа становится двукратно ионизированным, таким как в случае NaH и Li (уравнения (25-27) и (37-39)). Добавление акцептора электронов к реакционной смеси или в реактор используют для всех вариантов осуществления ячейки настоящего описания изобретения, таких как варианты осуществления с твердым топливом и гетерогенным катализатором, а также электролизные ячейки и плазменные ячейки, такие как ячейки с тлеющим разрядом, высокочастотные, сверхвысокочастотные плазменные ячейки и плазменные ячейки с барьерным электродом и плазменные электролизные ячейки, функционирующие непрерывно или в импульсном режиме. К реагентам каждого из данных вариантов осуществления ячейки также может быть добавлен характеризующийся электронной проводимостью, предпочтительно нереакционно-способный носитель, такой как АС. Один вариант осуществления сверхвысокочастотной плазменной ячейки включает диссоциатор водорода, такой как металлическая поверхность внутри плазменной камеры для выполнения функции носителя водородных атомов.
В вариантах осуществления смеси структурных единиц, соединений или материалов реакционной смеси, таких как источник катализатора, источник энергетической реакции, такой как металл и, по меньшей мере, один представитель, выбранный из источника кислорода, источника галогена и источника свободных радикалов, и носитель, могут быть использованы в комбинациях. В комбинациях также могут быть использованы и реакционно-способные элементы соединений или материалов
реакционной смеси. Например, источник фтора или хлора может представлять собой смесь NxFy и NxCly, или может быть примешан галоген, такой как в соединении NxFyClr. Специалистами в соответствующей области техники в ходе проведения стандартных экспериментов могут быть определены и комбинации. а. Экзотермические реакции
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит источник катализатора или катализатор, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из NaH, К и Li, и источник водорода или водород и, по меньшей мере, одну структурную единицу, которая подвергается реакции. Реакция предпочтительно является очень экзотермической и предпочтительно характеризуется быстрой кинетикой, так что она обеспечивает получение энергии активации для каталитической реакции с образованием гидрино. Реакцией может быть реакция окисления. Подходящими реакциями окисления являются реакция между структурной единицей, содержащей кислород, такой как растворитель, предпочтительно растворитель простой эфир, и металлом, таким как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Al, Ti, Be, Si, Р, редкоземельных металлов, щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Более предпочтительно экзотермическая реакция приводит к получению галогенида щелочного или щелочноземельного метала, предпочтительно MgF2, или галогенидов Al, Si, Р и редкоземельных металлов. Подходящие галогенидные реакции являются реакцией между структурной единицей, содержащей галогенид, такой как растворитель, предпочтительно фторуглербдный растворитель, и, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из металла и гидрида металла, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из А1, редкоземельных металлов, щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Металл и гидрид металла могут представлять собой катализатор или источник катализатора, такие как NaH, К или Li. Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, NaH и NaAlCU или NaAlF4 при получении продуктов NaCl и NaF, соответственно. Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, NaH и фторсодержащий растворитель при получении продукта NaF.
В общем случае продукт экзотермической реакции, обеспечивающей получение энергии активации для реакции с образованием гидрино, может представлять собой оксид металла или галогенид металла, предпочтительно фторид. Подходящие продукты представляют собой AI2O3, М20з (М = редкоземельный металл), ТЮ2, Ti203, SiC> 2, PF3 или PF5, AIF3, MgF2, МРз(М = редкоземельный металл), NaF, NaHF2, KF, KHF2, LiF и LiHF2. В одном варианте осуществления, где экзотермической реакции подвергается Ti,
2 ~f~
катализатор представляет собой Ti , характеризующийся энергией второй ступени
ионизации 27,2 эВ (m = 1 в уравнении (5)). Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, двух представителей, выбираемых из NaH, Na, NaNH2, NaOH, Teflon, фторированного углерода и источника Ti, такого как Pt/Ti или Pd/Ti. В одном варианте осуществления, где экзотермической реакции подвергается А1, катализатор представляет собой А1Н, как это представлено в таблице 3. Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, двух представителей, выбираемых из NaH, Al, угольного порошка, фторуглерода, предпочтительно растворителя, такого как гексафторбензол или перфторгептан, Na, NaOH, Li, LiH, К, KH и R-Ni. Предпочтительно продукты экзотермической реакции, обеспечивающей получение энергии активации, регенерируют для получения реагентов для проведения еще одного цикла получения гидрино и высвобождения соответствующей мощности. Предпочтительно продукты фториды металлов регенерируют в результате электролиза для получения металлов и газообразного фтора. Электролит может включать эвтектическую смесь. Металл может быть подвергнут гидридированию, а углеродный продукт и любые продукты в виде СЩ и углеводородов могут быть фторированы для получения первоначального гидрида металла и фторуглеродного растворителя, соответственно.
В одном варианте осуществления экзотермической реакции для активации реакции с переходом в гидрино, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы редкоземельного металла (М), Al, Ti и Si, окисляют для получения соответствующего оксида, такого как М2О3, AI2O3, ^Оз и Si02, соответственно. Окислитель может представлять собой растворитель простой эфир, такой как 1,4-бензодиоксан (БДО), и для ускорения реакции окисления может дополнительно включать фторуглерод, такой как гексафторбензол (ГФБ) или перфторгептан. В одном примере реакции смесь содержит NaH, активированный уголь, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Si и Ti, и, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из БДО и ГФБ. В случае Si в качестве восстановителя продукт Si02 может быть регенерирован в результате восстановления под действием Н2 при высокой температуре для получения Si или в результате проведения реакции с углеродом для получения Si и СО и С02. Один определенный вариант осуществления реакционной смеси для получения гидрино включает катализатор или источник катализатора, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Na, NaH, К, KH, Li и LiH, источник экзотермических реагентов или экзотермические реагенты, предпочтительно характеризующиеся быстрой кинетикой, которые активируют прохождение реакции катализа конверсии Н с образованием гидрино, и носитель. Экзотермические реагенты могут включать источник кислорода и структурную единицу, которая вступает в реакцию с кислородом с
образованием оксида. При х и у, являющихся целыми числами, предпочтительно источник кислорода представляет собой Н2О, О2, Н2О2, МпОг, оксид, оксид углерода, предпочтительно СО или СО2, оксид азота NxOy, такой как N2O и NO2, оксид серы SxOy, предпочтительно окислитель, такой как M2SxOy (М представляет собой щелочной металл), который при необходимости может быть использован совместно с катализатором окисления, таким как ион серебра, С1хОу, такой как СЬО и СЮ2, предпочтительно из NaC102, концентрированные кислоты и их смеси, такие как HN02, HNO3, H2SO4, H2SO3, НС1 и HF, предпочтительно кислотные формы иона нитрония (N02+), NaOCl, IxOy, предпочтительно I2O5, РхОу, SxOy, оксианион неорганического соединения, такого как один представитель, выбранный из нитрита, нитрата, хлората, сульфата, фосфата, оксид металла, такой как оксид кобальта, и оксид или гидроксид катализатора, такие как NaOH, и перхлорат, где катион представляет собой источник катализатора, такого как Na, К и Li, кислородсодержащую функциональную группу органического соединения, такого как простой эфир, предпочтительно одного представителя, выбранного из диметоксиэтана, диоксана и 1,4-бензодиоксана (БДО), и структурные единицы в виде реагентов могут содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы редкоземельного металла (М), Al, Ti и Si, а соответствующий оксид представляет собой М2О3, AI2O3, Т1гОз и Si02, соответственно. Структурная единица в виде реагента может включать металл или элемент оксидных продуктов, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы оксида алюминия AI2O3, оксида лантана La203, оксида магния MgO, оксида титана Т12О3, оксида диспрозия ВугОз, оксида эрбия ЕГ2О3, оксида европия EU2O3, гидроксида лития LiOH, оксида гольмия Н02О3, оксида лития Li20, оксида лютеция L112O3, оксида ниобия ND2O5, оксида неодима NCI2O3, диоксида кремния Si02, оксида празеодима РГ2О3, оксида скандия SC2O3, метасиликата стронция SrSi03, оксида самария ЗтгОз, оксида тербия ТЬгОз, оксида тулия ТтгОз, оксида иттрия Y2O3 и оксида тантала Ta20s, оксида бора В2О3 и оксида циркония. Носитель может включать углерод, предпочтительно активированный уголь. Металлом или элементом может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Al, La, Mg, Ti, Dy, Er, Eu, Li, Ho, Lu, Nb, Nd, Si, Pr, Sc, Sr, Sm, Tb, Tm, Y, Та, В, Zr, S, P, С и их гидридов.
В еще одном варианте осуществления источник кислорода может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из оксида, такого как М2О, где М представляет собой щелочной металл, предпочтительно Li20, Na20 и К2О, пероксида, такого как М2О2, где М представляет собой щелочной металл, предпочтительно Li202, №гОг и К2О2, и надпероксида, такого как МО2, где М представляет собой щелочной металл, предпочтительно Li202, №гОг и К2О2. Ионные
пероксиды могут дополнительно включать соединения Са, Sr или Ва.
В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, один представитель, выбранный из источника кислорода и источника экзотермических реагентов или экзотермических реагентов, предпочтительно характеризующихся быстрой кинетикой, которые активируют прохождение реакции катализа конверсии Н с образованием гидрино, включает одного или нескольких представителей, выбираемых из группы MNO3, MNO, MN02, M3N, M2NH, MNH2, MX, NH3, MBH4, MA1H4, M3A1H6, MOH, M2S, MHS, MFeSi, M2C03, MHC03, M2S04, MHSO4, M3PO4, M2HP04, MH2P04, M2Mo04, MNb03, M2B407 (тетраборат лития), MB02, M2W04, МА1СЦ, MGaCl4, M2Cr04, M2Cr207, M2Ti03, MZr03, МАЮ2, MCo02, MGa02, M2Ge03, MMn204, M4Si04, M2Si03, MTa03, MCuCl4, MPdCl4, MV03, MIO3, MFe02, MI04, MC104, MScOn, MTiOn, MVOn, MCrOn, MCr2On, MMn2On, MFeOn, MCoOn, MNiOn, MNi2On, MCuOn и MZnOn, где M представляет собой Li, Na или К, a n = 1, 2, 3 или 4, оксианиона, оксианиона сильной кислоты, окислителя, молекулярного окислителя, такого как V203, I2Os, Mn02, Re207, Cr03, Ru02, AgO, PdO, Pd02, PtO, Pt02, I204, I205, I209, S02, S03, C02, N20, NO, N02, N203, N204, N205, C120, C102, C1203, С120б, Cl207, P02, P203 и P2O5, NH4X, где X представляет собой нитрат, или другой подходящий анион, известный специалистам в соответствующей области техники, такой как один представитель, выбранный из группы, включающей F", СГ, ВГ, Г, N03~ N02", S042 - HS04~, Co02~, Юз", I04~ Ti03", Cr04", Fe02", P043 ", HP042 ", H2P04", VO3", CIO4" и Cr2072 " и другие анионы реагентов. Реакционная смесь может дополнительно содержать восстановитель. В одном варианте осуществления N2Os получают в результате проведения реакции для смеси реагентов, таких как HNO3 и Р205, которые вступают в реакцию в соответствии с уравнением 2P20s + 12HN03 = 4Н3Р04 + 6N20s.
В одном варианте осуществления, где в экзотермической реакции принимают участие кислород или соединение, содержащее кислород, функцию катализатора или источника катализатора может выполнять 02. Энергия связи молекулы кислорода составляет 5,165 эВ, а энергии ионизации атома кислорода первой, второй и третьей ступеней составляют 13,61806 эВ, 35,11730 эВ и 54,9355 эВ, соответственно. Реакции <92 О + О2 +, 02 -> О + & + и 20 ¦" 20+ обеспечивают получение результирующей энтальпии, соответствующей значению Eh с кратностью, равной приблизительно 2, 4 и 1, соответственно, и включают каталитические реакции для получения гидрино в результате приема данных энергий от Н для стимулирования образования гидрино.
В дополнение к этому, источник экзотермической реакции для активации реакции с образованием гидрино может представлять собой реакцию образования металлического сплава, предпочтительно между Pd и А1, инициируемую в результате плавления А1.
Экзотермическая реакция предпочтительно приводит к получению энергетических структурных единиц для активации реакции образования гидрино. Реагенты могут представлять собой пирогенную или пиротехническую композицию. В еще одном варианте осуществления получение энергии активации может быть обеспечено в результате работы с реагентами при очень высокой температуре, такой как находящаяся в диапазоне приблизительно 1000-5000°С, предпочтительно в диапазоне приблизительно 1500-2500°С. Реакционная емкость может включать высокотемпературную нержавеющую сталь, тугоплавкие металл или сплав, оксид алюминия или углерод. Повышенная температура реагента может быть достигнута в результате нагревания реактора или в результате проведения экзотермической реакции.
Экзотермические реагенты могут включать галоген, предпочтительно фтор или хлор, и структурную единицу, которая вступает в реакцию со фтором или хлором с образованием фторида или хлорида, соответственно. Подходящие источники фтора представляют собой фторуглероды, такие как CF4, гексафтобензол и гексадекафторгептан, фториды ксенона, такие как ХеБг, XeF4 и XeF6, ВХХУ, предпочтительно BF3, B2F4, ВСЬ или ВВг3, SF х, такие как фторсиланы, фторированный азот, NxFy, предпочтительно NF3, NF3O, SbFx, BiFx, предпочтительно B1F5, NxCly, предпочтительно NCI3, SxXy, предпочтительно SCb или SxFy (X представляет собой галоген; х и у представляют собой целые числа), такой как SF4, SF6 или S2F10, фторированный фосфор, M2SiFe, где М представляет собой щелочной металл, так как в случае Na2SiFs и K2SiFe, MSiFe, где М представляет собой щелочноземельный металл, так как в случае MgSiFe, GaFz, PF5, MPFe, где М представляет собой щелочной металл, MHF2, где М представляет собой щелочной металл, так как в случае NaHF2 и KHF2, K2TaFj, KBF4, K2MnF^ и K2ZrFe, где предполагаются и другие подобные соединения, такие как те, которые имеют другое замещение щелочным или щелочноземельным металлами, такое как в случае одного представителя, выбранного из Li, Na или К, в качестве щелочного металла. Подходящие источники хлора представляют собой газообразный С\2, SbCh и хлоруглероды, такие как ССЦ и хлороформ. Структурная единица в виде реагента может содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы щелочного или щелочноземельного металла или их гидрида, редкоземельного металла (М), Al, Si, Ti и Р, которые образуют соответствующие фторид или хлорид. Предпочтительно щелочной металл реагента соответствует щелочному металлу катализатора, гидрид щелочноземельного металла представляет собой MgH2, редкоземельный металл представляет собой La, а А1 представляет собой нанопорошок. Носитель может включать углерод, предпочтительно активированный уголь, мезопористый углерод и углерод, использующийся в ионно-литиевых батареях. Реагенты
могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно структурные единицы в виде реагентов и фтор или хлор присутствуют с приблизительно стехиометрическим соотношением в пересчете на элементы фтора или хлора, катализатор присутствует в избытке, предпочтительно приблизительно с той же самой молярной долей, что и элемент, который вступает в реакцию со фтором или хлором, и носитель присутствует в избытке.
Экзотермические реагенты могут включать газообразный галоген, предпочтительно хлор или бром, или источник газообразного галогена, такой как HF, НС1, HBr, HI, предпочтительно CF4 или ССЦ, и структурную единицу, которая вступает в реакцию с галогеном с образованием галогенида. Источник галогена также может представлять собой и источник кислорода, такой как СхОуХг, где X представляет собой галоген, а х, у и г представляют собой целые числа и известны на современном уровне техники. Структурная единица в виде реагента может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы щелочного или щелочноземельного металла или их гидрида, редкоземельного металла, Al, Si и Р, которые образуют соответствующий галогенид. Предпочтительно щелочной металл реагента соответствует щелочному металлу катализатора, гидрид щелочноземельного металла представляет собой MgH2, редкоземельный металл представляет собой La, а А1 представляет собой нанопорошок. Носитель может включать углерод, предпочтительно активированный уголь.' Реагенты могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно структурные единицы в виде реагентов и галоген присутствуют с приблизительно равным стехиометрическим соотношением, катализатор присутствует в избытке, предпочтительно приблизительно с той же самой молярной долей, что и элемент, который вступает в реакцию с галогеном, и носитель присутствует в избытке. В одном варианте осуществления реагенты включают источник катализатора или катализатор, такие как Na, NaH, К, KH, Li, LiH и Нг, газообразный галоген, предпочтительно газообразные хлор или бром, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Mg, MgH2, редкоземельного металла, предпочтительно La, Gd или Pr, А1 и носитель, предпочтительно углерод, такой как активированный уголь. Ь. Свободно-радикальные реакции
В одном варианте осуществления экзотермической реакцией является свободно-радикальная реакция, предпочтительно галогенидная или кислородная свободно-радикальная реакция. Источник галогенидных радикалов может представлять собой галоген, предпочтительно F2 или СЬ, или фторуглерод, предпочтительно CF4. Источник свободных радикалов F представляет собой S2F10. Реакционная смесь, содержащая
газообразный галоген, может дополнительно содержать свободно-радикальный инициатор. Реактор может включать источник ультрафиолетового света для получения свободных радикалов, предпочтительно галогеновых свободных радикалов, а более предпочтительно свободных радикалов хлора или фтора. Свободно-радикальными инициаторами являются те, которые широко известны на современном уровне техники, такие как пероксиды, азо-соединения и источник металлических ионов, такой как металлическая соль, предпочтительно галогенид кобальта, такой как СоСЬ, который представляет собой источник Со2 +, или FeS04, который представляет собой источник Fe2+. Последний предпочтительно вступает в реакцию с кислородсодержащей структурной единицей, такой как Н2О2 или Ог. Радикал может быть нейтральным.
Источник кислорода может включать источник атомарного кислорода. Кислородом может быть синглетный кислород. В одном варианте осуществления синглетный кислород получают в результате проведения реакции между NaOCl и Н2О2. В одном варианте осуществления источник кислорода включает 02 и может включать источник свободных радикалов или свободно-радикальный инициатор для обеспечения прохождения свободно-радикальной реакции, предпочтительно свободно-радикальной реакции атомов О. Источник свободных радикалов или источник кислорода может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из озона или озонида. В одном варианте осуществления реактор включает источник озона, такой как электрический разряд в кислороде для снабжения реакционной смеси озоном.
Источник свободных радикалов или источник кислорода могут дополнительно включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из пероксо-соединения, пероксида, Н2О2, соединения, имеющего азо-группу, N2O, NaOCl, реагента Фентона или подобного реагента, радикала ОН или его источника, перксенатного иона или его источника, таких как перксенат щелочного или щелочноземельного металлов, предпочтительно перксенат натрия (N^XeOe) или перкесенат калия (IQXeOe), тетраоксид ксенона (Хе04) и перксеноновая кислота (Н4ХеОб), и источника металлических ионов, такого как металлическая соль. Металлическая соль может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из FeS04, AICI3, TiCb, а предпочтительно галогенида кобальта, такого как СоС12, который представляет собой
2 "г"
источник Со .
В одном варианте осуществления свободные радикалы, такие как О, получают из галогена, такого как СЬ, в реакционной смеси, такой как NaH + MgH2 + носитель, такой как активированный уголь (АС) + газообразный галоген, такой как С1г. Свободные радикалы могут быть получены в результате проведения реакции для смеси СЬ и
углеводорода, такого как СКЦ, при повышенной температуре, такой как большая, чем 200°С. Галоген может присутствовать с молярным избытком по отношению к углеводороду. Хлоруглеродный продукт и радикалы С1 могут вступать в реакцию с восстановителем для обеспечения получения энергии активации и пути для образования гидрино. Углеродный продукт может быть регенерирован при использовании синтетического газа (синтез-газа) и реакций Фишера-Тропша или в результате непосредственного водородного восстановления углерода с образованием метана. Реакционная смесь может включать смесь Ог и СЬ при повышенной температуре, такой как большая, чем 200°С. Смесь может вступать в реакцию с образованием С1хОу (хиу представляют собой целые числа), такого как СЮ, СЬО и ОСЬ. Реакционная смесь при повышенной температуре, такой как большая, чем 200°С, может содержать Нг и СЬ, которые могут вступать в реакцию с образованием НС1. Реакционная смесь при несколько повышенной температуре, такой как большая, чем 50°С, может содержать Нг и СЬ с рекомбинатором, таким как Pt/Ti, Pt/C или Pd/C, которые могут вступать в реакцию с образованием НгО. Рекомбинатор может функционировать при повышенном давлении, таком как находящееся в диапазоне, большем, чем одна атмосфера, предпочтительно в диапазоне приблизительно от 2 до 100 атмосфер. Реакционная смесь может быть нестехиометрической для благоприятствования образованию свободных радикалов и синглетного кислорода. Система может дополнительно включать источник ультрафиолетового света или плазмы для получения свободных радикалов, такой как высокочастотный, сверхвысокочастотной источник плазмы или источник плазмы тлеющего разряда, предпочтительно высоковольтный импульсный источник плазмы. Реагенты могут дополнительно включать катализатор для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из атомарных свободных радикалов, таких как С1, О и Н, синглетного кислорода и озона. Катализатор может представлять собой благородный металл, такой как Pt. В одном варианте осуществления для получения радикалов С1 катализатор Pt выдерживают при температуре, большей, чем температура разложения хлоридов платины, таких как PtCb, PtCb и PtCU, которые характеризуются температурами разложения 581°С, 435°С и 327°С, соответственно. В одном варианте осуществления Pt может быть извлечена из смеси продуктов, содержащей галогениды металлов, в результате растворения галогенидов металлов в подходящем растворителе, в котором Pt, Pd или их галогениды являются нерастворимыми, и удаления раствора. Твердое вещество, которое может включать углерод и галогенид Pt или Pd, может быть нагрето для получения Pt или Pd на углероде в результате разложения соответствующего галогенида. В одном варианте осуществления в реакционную смесь добавляют газообразные
N2O, NO2 или N0. N2O и NO2 могут выполнять функцию источника радикала N0. В еще одном варианте осуществления радикал N0 получают в ячейке, предпочтительно в результате окисления NH3. Реакцией может быть реакция между NH3 и О2 на платине или платине-родии при повышенной температуре. NO, NO2 и N2O могут быть получены по известным промышленным способам, таким как в случае процесса Габера с последующим процессом Оствальда. В одном варианте осуществления пример последовательности стадий представляет собой:
^^r^NH3^^NO,N20,N02. (53)
process process
Надписи в уравнении
Haber process = Процесс Габера.
Ostwaldprocess = Процесс Оствальда.
Говоря конкретно, процесс Габера может быть использован для получения NH3 из N2 и Н2 при повышенных температуре и давлении с использованием катализатора, такого как а-железо, содержащее определенное количество оксида. Процесс Оствальда может быть использован при окислении аммиака для получения NO, NO2 и N2O на катализаторе, таком как горячий платиновый или платиново-родиевый катализатор. Нитраты щелочных металлов могут быть регенерированы при использовании способов, описывавшихся выше.
Система и реакционная смесь могут инициировать и поддерживать реакцию горения для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из синглетного кислорода и свободных радикалов. Реагенты при горении могут присутствовать с нестехиометрическими соотношениями для благоприятствования образованию свободных радикалов и синглетного кислорода, которые вступают в реакцию с другими реагентами реакции с образованием гидрино. В одном варианте осуществления реакцию взрывного характера подавляют для благоприятствования прохождению продолжительной стационарной реакции, или реакцию взрывного характера вызывают при использовании реагентов и молярных долей, подходящих для достижения требуемой скорости реакции с образованием гидрино. В одном варианте осуществления ячейка включает, по меньшей мере, один цилиндр двигателя внутреннего сгорания.
с. Реакции акцепторов электронов
В одном варианте осуществления реакционная смесь дополнительно содержит акцептор электронов. Акцептор электронов может выполнять функцию приемника для электронов, ионизированных из катализатора при переносе энергии на него от атомарного водорода во время каталитической реакции для получения гидрино. Акцептором электронов может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из
проводящего полимера или металлического носителя, окислителя, такого как элементы, молекулы и соединения из группы VI, свободного радикала, структурной единицы, которая образует стабильный свободный радикал, и структурной единицы, характеризующейся высоким сродством к электрону, такой как атомы галогена, Ог, С, CF], 2,3 или 4, Si, S, PxSy, CS2, SxNy и данные соединения, дополнительно включающие О и Н, Au, At, А1хОу (х и у представляют собой целые числа), предпочтительно АЮг, который в одном варианте осуществления представляет собой промежуточное соединение в реакции между А1(ОН)3 и А1, из R-Ni, СЮ, Cl2, F2, АЮ2, B2N, CrC2, С2Н, CuCl2, CuBr2, MnX3 (X = галогенид), М0Х3 (X = галогенид), №Хз (X = галогенид), RuF4,5 или в, ScX4 (X = галогенид), WO3 и другие атомы и молекулы, характеризующиеся высоким сродством к электрону и известные специалистам в соответствующей области техники. В одном варианте осуществления функцию акцептора электронов катализатора выполняет носитель, поскольку он ионизируется в результате приема энергии безызлучательного резонансного переноса от атомарного водорода. Предпочтительно носителем является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из проводника, который образует стабильные свободные радикалы. Подходящие носители представляют собой проводящие полимеры. Носитель может образовывать отрицательно заряженный ион на макроструктуре, так как в случае углерода из ионно-литиевых батарей, который образует ионы Сб. В еще одном варианте осуществления носитель представляет собой полупроводник, предпочтительно допированный для улучшения проводимости. Реакционная смесь дополнительно содержит свободные радикалы или их источник, такие как О, ОН, 02, О3, Н2О2, F, С1 и N0, которые могут выполнять функцию акцептора для свободных радикалов, образованных носителем во время катализа. В одном варианте осуществления свободный радикал, такой как N0, может образовывать комплекс с катализатором или источником катализатора, такими, как щелочной металл. В еще одном варианте осуществления носитель имеет неспаренные электроны. Носитель может быть парамагнитным, таким как редкоземельный элемент или его соединение, такое как ЕГ2О3. В одном варианте осуществления катализатор или источник катализатора, такие как Li, NaH, К, Rb или Cs, импрегнируют в акцептор электронов, такой как носитель, и добавляют другие компоненты реакционной смеси. Предпочтительно носитель представляет собой АС с интеркалированными NaH или Na. d. Окислительно-восстановительные реакции
В одном варианте осуществления реакцию с образованием гидрино активируют при использовании окислительно-восстановительной реакции. В одном примере варианта осуществления реакционная смесь содержит, по меньшей мере, две структурные единицы,
выбираемые из группы катализатора, источника водорода, окислителя, восстановителя и носителя. Реакционная смесь также может содержать кислоту Льюиса, такую как тригалогениды элемента из группы 13, предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из AICI3, BF3, ВСЬ и ВВгз. В определенных вариантах осуществления каждая реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одну структурную единицу, выбираемую из следующего далее класса компонентов (i)-(iii).
(i) Катализатор, выбранный из Li, LiH, К, KH, NaH, Rb, RbH, Cs и CsH.
(ii) Источник водорода, выбранный из газообразного Н2, источника газообразного Н2 или гидрида.
(ш) И окислитель, выбранный из соединения металла, такого как один представитель, выбранный из галогенидов, фосфидов, боридов, оксидов, гидроксидов, силицидов, нитридов, арсенидов, селенидов, теллуридов, антимонидов, карбидов, сульфидов, гидридов, карбоната, гидрокарбоната, сульфатов, гидросульфатов, фосфатов, гидрофосфатов, дигидрофосфатов, нитратов, нитритов, перманганатов, хлоратов, перхлоратов, хлоритов, перхлоритов, гипохлоритов, броматов, перброматов, бромитов, пербромитов, иодатов, периодатов, иодитов, периодитов, хроматов, дихроматов, теллуратов, селенатов, арсенатов, силикатов, боратов, оксидов кобальта, оксидов теллура и других оксианионов, таких как оксианионы галогенов, Р, В, Si, N, As, S, Те, Sb, С, S, Р, Mn, Cr, Co и Те, где металл предпочтительно включает переходный металл, Sn, Ga, In, щелочной металл или щелочноземельный металл; окислитель, дополнительно включающий соединение свинца, такое как галогенид свинца, соединение германия, такое как галогенид, оксид или сульфид, такое как GeF2 GeCb, GeBr2, GG\2, GeO, GeP, GeS, Gel4 и GeCU, фторуглерод, такой как CF4 или C1CF3, хлоруглерод, такой как ССЦ, 02, MNO3, МСЮ4, МОг, NF-i, N2O, NO, NO2, соединение бор-азот, такое как B3N3H6, соединение серы, такое как SF6, S, S02, S03, S205C12, F5SOF, M2S208, SxXy, такое как S2C12, SC12, S2Br2 или S2F2, CS2, SOxXy, такое как SOCl2, SOF2, S02F2 или SOBr2, ХХХ'У, такое как C1F5, XxX'y02, такое как CIO2F, CIO2F2, CIOF3, CIO3F и CIO2F3, соединение бор-азот, такое как B3N3H6, Se, Те, Bi, As, Sb, Bi, TeXx, предпочтительно TeF4, TeFe, TeOx, предпочтительно ТеОг или ТеОз, SeXx, предпочтительно SeF6, SeOx, предпочтительно Se02 или Se03, оксид, галогенид теллура или другое соединение теллура, такие как ТеОг, ТеОз, Те(ОН)б, ТеВгг, ТеСЬ, TeBr4, TeCU, TeF4, TeL, TeFe, CoTe или NiTe, оксид, галогенид, сульфид селена или другое соединение селена, такие как Se02, Se03, Se2Br2, Se2C\2, SeBr4, SeCU, SeF4, SeF6, SeOBr2, SeOCl2, SeOF2, Se02F2, SeS2, Se2S6, Se4S4 или Se6S2, P, P205, P2S5, РХХУ, такое как PF3, PCI3, PBr3, PI3, PF5, PCb, PBr4F или PC14F, POxXy, такое как POBr3, POI3, РОС13 или POF3, PSxXy (M представляет собой щелочной металл, х, у и z представляют собой целые
числа, X и X' представляют собой галоген), такое как PSBr3, PSF3, PSCI3, соединение фосфор-азот, такое как P3N5, (CbPNb, (CbPN)4 или (Br2PN)x, оксид, галогенид, сульфид, селенид или теллурид мышьяка или другое соединение мышьяка, такие как AlAs, AS2I4, As2Se, AS4S4, АвВгз, AsCb, ASF3, Asb, AS2O3, As2Se3, AS2S3, As2Te3, AsCls, ASF5, AS2O5, As2Se5 или AS2S5, оксид, галогенид, сульфид, сульфат, селенид, арсенид сурьмы или другое соединение сурьмы, такие как SbAs, БЬВгз, SbCb, SbF3, Sbb, БЬгОз, SbOCl, Sb2Se3, Sb2(S04)3, Sb2S3, Sb2Te3, Sb204, SbCl5, SbF5, SbCl2F3, Sb205 или Sb2S5, оксид, галогенид, сульфид, селенид висмута или другое соединение висмута, такие как B1ASO4, BiBr3, BiCb, BiF3, BiF5, Bi(OH)3, Bil3, Bi203, BiOBr, BiOCl, BiOI, Bi2Se3, Bi2S3, Bi2Te3 или Bi204, SiCl4, SiBr4, оксид, гидроксид или галогенид металла, такой как галогенид переходного метала, такой как CrCl3, ZnF2, ZnBr2, Znl2, MnCl2, MnBr2, Mnl2, CoBr2, CoI2, CoCl2, NiCl2, NiBr2, MF2, FeF2, FeCb, FeBr2, FeCb, T1F3, CuBr, СиВгг, VF3 и CuCb, галогенид металла, такой как SnF2, SnCl2, SnBr2, Snl2, SnF4, SnCl4, SnBr4, Snl4, InF, InCl, InBr, Inl, AgCl, Agl, A1F3, AlBr3, АИ3, YF3, CdCl2, CdBr2, Cdl2, InCl3, ZrCl4, NbF5, TaCl5, M0CI3, M0CI5, NbCl5, AsCl3, TiBr4, SeCl2, SeCl4, InF3, InCl3, PbF4, Tel4, WC16, OsCb, GaCl3, PtCl3, ReCl3, RhCl3, RuCl3, оксид или гидроксид металла, такие как Y2O3, FeO, Fe203 или NbO, NiO, №гОз, SnO, Sn02, Ag20, AgO, Ga20, As203, Se02, Te02, In(OH)3, Sn(OH)2, In(OH)3, Ga(OH)3 и Bi(OH)3, C02, As2Se3, SF6, S, SbF3, CF4, NF3, перманганат, такой как КМПО4 и NaMn04, Р2О5, нитрат, такой как L1NO3, NaN03 и KNO3, и галогенид бора, такой как ВВгз и В13, галогенид элемента из группы 13, предпочтительно галогенид индия, такой как 1пВгг, InCb и 1п1з, галогенид серебра, предпочтительно AgCl или Agl, галогенид свинца, галогенид кадмия, галогенид циркония, предпочтительно оксид, сульфид или галогенид переходного металла (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Си или Zn совместно с F, CI, Br или I), соединения переходных металлов второй или третьей последовательности, такие как галогенид, предпочтительно YF3, оксид, сульфид, предпочтительно Y2S3, или гидроксид, предпочтительно соединения Y, Zr, Nb, Mo, Тс, Ag, Cd, Hf, Та, W, Os, такие как №)Хз, NbXs или TaXs в случае галогенидов, сульфид металла, такой как Li2S, ZnS, FeS, NiS, MnS, C112S, CuS и SnS, галогенид щелочноземельного металла, такой как ВаВгг, ВаСЬ, Bab, SrBr2, Srb, CaBr2, Cab, MgBr2 или Mgb, галогенид редкоземельного металла, такой как ЕиВгз, LaF3, ЬаВгз, СеВгз, GdF3, GdBr3, предпочтительно в степени II, такой как соединение, выбираемое из Cel2, E11F2, ЕиСЬ, ЕиВгг, Eub, Dyb, Ndb, Smb, Ybb и Tmb, борид металла, такой как борид европия, борид МВ2, такой как CrB2, TiB2, MgB2, ZrB2 и GdB2, галогенид щелочного металла, такой как LiCl, RbCl или Csl, и фосфид металла, такой как СазРг, галогенид, оксид, сульфид благородного металла, такой как PtCb, PtBr2, Ptb, PtCU, PdCb, РЬВгг и Pbb, сульфид редкоземельного металла, такой как CeS, другие
подходящие редкоземельные элементы, такие как La и Gd, металл и анион, такие как Na2Te04, Na2Te03, Co(CN)2, CoSb, CoAs, Co2P, CoO, CoSe, CoTe, NiSb, NiAs, NiSe, Ni2Si, MgSe, теллурид редкоземельного металла, такой как EuTe, селенид редкоземельного металла, такой как EuSe, нитрид редкоземельного металла, такой как EuN, нитрид металла, такой как A1N, GdN и Mg3N2, соединение, содержащее, по меньшей мере, два атома из группы атомов кислорода и различных галогенов, такое как F20, С120, С102, С1206, С1207, C1F, C1F3, C10F3, CIF5, C102F, C102F3, C103F, BrF3, BrF5,1205, IBr, IC1, IC13, IF, IF3, IF5, IF7, и галогенид переходных металлов второй или третьей последовательности, такой как OsF6, PtF6 или 1гЕб, соединение щелочного металла, такое как галогенид, оксид или сульфид, и соединение, которое может образовывать металл при восстановлении, такой как щелочной, щелочноземельный, переходный, редкоземельный металл, металл из группы 13, предпочтительно In, и из группы 14, предпочтительно Sn, гидрид металла, такой как гидрид редкоземельного металла, гидрид щелочноземельного металла или гидрид щелочного металла, где катализатор или источник катализатора могут представлять собой металл, такой как щелочной металл в случае окислителя в виде гидрида, предпочтительно гидрида металла. Подходящие окислители представляют собой галогениды, сульфиды, оксиды, гидроксиды, селениды и фосфиды металлов, такие как галогениды щелочноземельных металлов, такие как BaBr2, ВаС12, Bal2, CaBr2, MgBr2 или Mgl2, галогенид редкоземельного металла, такой как EuBr2, EuBr3, EuF3, LaF3, GdF3, GdBr3, LaF3, LaBr3, CeBr3, галогенид переходных металлов второй или третьей последовательностей, такой как YF3, борид металла, такой как СгВ2 или TiB2, галогенид щелочного металла, такой как LiCl, RbCl или Csl, сульфид металла, такой как Li2S, ZnS, Y2S3, FeS, MnS, Cu2S, CuS и Sb2Ss, фосфид металла, такой как Са3Р2, галогенид переходного металла, такой как CrCl3, ZnF2, ZnBr2, Znl2, MnCl2, MnBr2, Mnl2, CoBr2, CoI2, CoCl2, NiBr2, NiF2, FeF2, FeCl2, FeBr2, TiF3, CuBr, VF3 и CuCl2, галогенид металла, такой как SnBr2, Snl2, InF, InCl, InBr, Inl, AgCl, Agl, A1I3, YF3, CdCl2, CdBr2, Cdl2, InCl3, ZrC4, NbF5, TaCl5, M0CI3, M0CI5, NbCl5, AsCl3, TiBr4, SeCl2, SeCl4, InF3, PbF4 и Tel4, оксид или гидроксид металла, такие как Y2O3, FeO, NbO, 1п(ОН)з, As203, Se02, Te02, BI3, С02, As2Se3, нитрид металла, такой как Mg3N2 или A1N, фосфид металла, такой как СазР2, SFe, S, SbF3, CF4, NF3, KMn04, NaMn04, P205, LiN03, NaN03, KN03, и борид металла, такой как ВВгз. Подходящие окислители включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из перечня ВаВг2, ВаС12, EuBr2, EUF3, YF3, CrB2, TiB2, LiCl, RbCl, Csl, Li2S, ZnS, Y2S3, Ca3P2, Mnl2, CoI2, NiBr2, ZnBr2, FeBr2, Snl2, InCl, AgCl, Y203, Te02, C02, SF6, S, CF4, NaMn04, P2O5, LiN03. Подходящие окислители включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из перечня EuBr2, BaBr2, CrB2, Мп12 и AgCl. Подходящие
сульфидные окислители включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Li2S, ZnS и Y2S3. В определенных вариантах осуществления оксидный окислитель представляет собой Y2O3.
В дополнительных вариантах осуществления каждая реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одну структурную единицу, выбираемую из следующего далее класса описывавшихся выше компонентов (i)-(iii), и дополнительно содержит (iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из металла, такого как щелочные, щелочноземельные, переходные металлы, переходные металлы второй и третьей последовательностей и редкоземельные металлы и алюминий. Предпочтительно восстановитель является одним представителем, выбираемым из группы порошкообразных^/, Mg, MgH2, Si, La, В, Zr и Ti и H2.
В дополнительных вариантах осуществления каждая реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одну структурную единицу, выбираемую из следующего далее класса описывавшихся выше компонентов (i)-(iv), и дополнительно содержит (v) носитель, такой как проводящий носитель, выбранный из АС, 1 % Pt или Pd на углероде (Pt/C, Pd/C) и карбида, предпочтительно TiC или WC.
Реагенты могут присутствовать с любой молярной долей, но предпочтительно они присутствуют приблизительно с равными молярными долями.
Подходящая реакционная система, содержащая (i) катализатор или источник катализатора, (ii) источник водорода, (ш) окислитель, (iv) восстановитель и (v) носитель, содержит NaH или КН в качестве катализатора или источника катализатора и источник Н, одного представителя, выбранного из ВаВг2, ВаС12, MgBr2, Mgl2, CaBr2, EuBr2, EuF3, YF3, CrB2, TiB2, LiCl, RbCl, Csl, Li2S, ZnS, Y2S3, Ca3P2, Mnl2, C0I2, NiBr2, ZnBr2, FeBr2, Snl2, InCl, AgCl, Y2O3, Te02, C02, SF6, S, CF4, NaMn04, P205, L1NO3 в качестве окислителя, Mg или MgH2 в качестве восстановителя, где MgH2 также может выполнять функцию и источника Н, и AC, TiC или WC в качестве носителя. В случае окислителя в виде галогенида олова продукт Sn в механизме катализа может выполнять функцию, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из восстановителя и проводящего носителя.
В еще одной подходящей реакционной системе, содержащей (i) катализатор или источник катализатора, (ii) источник водорода, (ш) окислитель и (iv) носитель, она содержит NaH или КН в качестве катализатора или источника катализатора и источник Н, одного представителя, выбранного из EuBr2, BaBr2, CrB2, Мп12 и AgCl в качестве окислителя и AC, TiC или WC в качестве носителя. Реагенты могут присутствовать с любой молярной долей, но предпочтительно они присутствуют приблизительно с
равными молярными долями.
Катализатор, источник водорода, окислитель, восстановитель и носитель могут присутствовать с любой требуемой молярной долей. В одном варианте осуществления, включающем реагенты - катализатор, включающий КН или NaH, окислитель, включающий, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из CrB2, AgCl2 и галогенида металла из группы галогенидов щелочноземельных, переходных или редкоземельных металлов, предпочтительно бромида или иодида, таких как EuBr2, ВаВг2 и Мп12, восстановитель, включающий Mg или MgH2, и носитель, включающий AC, TiC или WC, молярные доли являются приблизительно идентичными. Галогениды редкоземельных металлов могут быть получены в результате проведения прямой реакции между соответствующим галогеном и металлом или галогенидом водорода, таким как НВг. В результате восстановления под действием Н2 из тригалогенида может быть получен дигалогенид.
Дополнительными окислителями являются те, которые характеризуются высоким дипольным моментом или образуют промежуточное соединение, характеризующееся высоким дипольным моментом. Предпочтительно структурная единица, характеризующаяся высоким дипольным моментом, легко акцептирует электроны катализатора во время реакции катализа. Структурная единица может характеризоваться высоким сродством к электрону. В одном варианте осуществления акцепторы электронов имеют полузаполненную или приблизительно полузаполненную электронную оболочку, такую как в случае соединений Sn, Mn и Gd или Eu, имеющих полузаполненные оболочки sp , 3d и 4f, соответственно. Примеры окислителей последнего типа представляют собой металлы, соответствующие LaF3, ЬаВгз, GdF3, GdCb, GdBr3, EuBr2, Eul2, EuCl2, EuF2, ЕиВгз, Eul3, E11CI3 и E11F3. В одном варианте осуществления окислитель включает соединение неметалла, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Р, S, Si и С, который предпочтительно характеризуется высокой степенью окисления, и дополнительно включает атомы, характеризующиеся высокой электроотрицательностью, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из F, С1 или О. В еще одном варианте осуществления окислитель включает соединение металла, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Sn и Fe, который характеризуется низкой степенью окисления, такой как II, и дополнительно включает атомы, характеризующиеся низкой электроотрицательностью, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Вг или I. Однократно отрицательно заряженный ион, такой как MnOf, Cl04f или NOf, является предпочтительным в сопоставлении с двукратно отрицательно заряженным ионом, таким как СОз и SO4 . В одном варианте
осуществления окислитель включает соединение, такое как галогенид металла, соответствующее металлу, имеющему низкую температуру плавления, так чтобы он мог бы быть расплавлен в качестве продукта реакции и удален из ячейки. Подходящие окислители в случае низкоплавких металлов представляют собой галогениды In, Ga, Ag и Sn. Реагенты могут присутствовать с любой молярной долей, но предпочтительно они присутствуют приблизительно с равными молярными долями.
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит (i) катализатор или источник катализатора, включающие металл или гидрид для элементов из группы I, (ii) источник водорода, такой как газообразный Нг или источник газообразного Н2 или гидрид, (ш) окислитель, включающий атом или ион или соединение, включающие, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из элементов из групп 13, 14, 15, 16 и 17; предпочтительно выбранного из группы F, CI, Br, I, В, С, N, О, Al, Si, Р, S, Se и Те, (iv) восстановитель, включающий элемент или гидрид, предпочтительно один или несколько элементов или гидридов, выбираемых из Mg, MgH2, Al, Si, В, Zr и редкоземельного металла, такого как La, и (v) носитель, который предпочтительно является проводящим и предпочтительно не вступает в реакцию с другими структурными единицами реакционной смеси с образованием другого соединения. Подходящие носители предпочтительно включают углерод, так как в случае АС, графена, углерода, импрегнированного металлом, такого как Pt или Pd/C, и карбид, предпочтительно TiC или WC.
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит (i) катализатор или источник катализатора, включающие металл или гидрид для элементов из группы I, (ii) источник водорода, такой как газообразный Н2 или источник газообразного Нг или гидрид, (ш) окислитель, включающий галогенидное, оксидное или сульфидное соединение, предпочтительно галогенид, оксид или сульфид металла, более предпочтительно галогенид элементов из групп IA, ПА, 3d, 4d, 5d, 6d, 7d, 8d, 9d, lOd, lid, 12d и лантаноидов, а наиболее предпочтительно галогенид переходного металла или галогенид лантаноида, (iv) восстановитель, включающий элемент или гидрид, предпочтительно один или несколько элементов или гидридов, выбираемых из Mg, MgH2, Al, Si, В, Zr и редкоземельного металла, такого как La, и (v) носитель, который предпочтительно является проводящим и предпочтительно не вступает в реакцию с другими структурными единицами реакционной смеси с образованием другого соединения. Подходящие носители предпочтительно включают углерод, так как в случае АС, графена, углерода, импрегнированного металлом, такого как Pt или Pd/C, и карбид, предпочтительно TiC или WC.
е. Обменные реакции, термообратимые реакции и регенерация
В одном варианте осуществления окислитель и, по меньшей мере, один представитель, выбранный из восстановителя, источника катализатора и катализатора, могут подвергаться обратимой реакции. В одном варианте осуществления окислителем являются галогенид, предпочтительно галогенид металла, более предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из галогенида переходного металла, олова, индия, щелочного металла, щелочноземельного металла и редкоземельного металла, наиболее предпочтительно галогенид редкоземельного галогенида. Обратимой реакцией предпочтительно является реакция галогенидного обмена. Предпочтительно энергия реакции невелика, так что галогенид может быть подвергнут обратимому обмену между окислителем и, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из восстановителя, источника катализатора и катализатора, при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 3000°С, предпочтительно от температуры окружающей среды до 1000°С. Равновесие реакции может быть смещено для стимулирования прохождения реакции с образованием гидрино. Данное смещение может быть обусловлено температурным изменением или изменением концентраций или их соотношения в реакции. Прохождение реакции может быть поддержано в результате добавления водорода. В одной представительной реакции обмен представляет собой нижеследующее
щМохХх + n2Mcat/red <г^> П\М0Х+ n2Mcat/redXy, (54) где щ, пг, х и у представляют собой целые числа, X представляют собой галогенид, а Мох представляет собой металл окислителя, Mred/cat представляет собой металл, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из восстановителя, источника катализатора и катализатора. В одном варианте осуществления один или несколько реагентов представляют собой гидрид, а реакция в дополнение к галогенидному обмену дополнительно включает обратимый гидридный обмен. Обратимую реакцию можно регулировать в результате регулирования давления водорода в дополнение к регулированию других условий проведения реакции, таких как температура и концентрация реагентов. Один пример реакции представляет собой нижеследующее
п\МохХх + n2Mcat/redH <-^> п\МохН+ n2Mcat/redXy (55)
В одном варианте осуществления окислитель, такой как галогенид щелочного металла, галогенид щелочноземельного металла или галогенид редкоземельного металла, предпочтительно RbCl, ВаВгг, ВаСЬ, ЕиХг ИЛИ GdX3, где X представляет собой галогенид или сульфид, наиболее предпочтительно ЕиВгг, вводят в реакцию с катализатором или источником катализатора, предпочтительно NaH или КН, и при необходимости восстановителем, предпочтительно Mg или MgH2, для получения Мох или М0ХН2 и
галогенида или сульфида катализатора, таких как NaX или КХ. Галогенид редкоземельного металла может быть регенерирован в результате селективного удаления катализатора или источника катализатора и при необходимости восстановителя. В одном варианте осуществления М0ХН2 может быть подвергнут термическому разложению, и газообразный водород может быть удален по способам, таким как откачивание насосом. Галогенидный обмен (уравнения (54-55)) приводит к получению металла катализатора. Металл может быть удален в виде расплавленной жидкости или в виде выпаренного или сублимированного газа, покидающего галогенид металла, такой как галогенид щелочноземельного или редкоземельного металлов. Жидкость может быть удалена, например, по способам, таким как центрифугирование или использование потока сжатого инертного газа. Катализатор или источник катализатора по мере надобности могут быть подвергнуты повторному гидрированию для регенерации первоначальных реагентов, которые повторно объединяют с галогенидом редкоземельного металла и носителем для получения первоначальной смеси. В случае использования в качестве восстановителя Mg или MgH2 Mg может быть сначала удален в результате получения гидрида при добавлении Нг, плавления гидрида и удаления жидкости. В одном варианте осуществления, где X = F, продукт MgF2 может превращен в MgH2 в результате обмена F с редкоземельным соединением, таким как ЕиНг, причем расплавленный MgH2 непрерывно удаляют. Реакция может быть проведена при высоком давлении Нг для стимулирования образования и селективного удаления MgH2. Восстановитель может быть подвергнут повторному гидрированию и добавлен к другим регенерированным реагентам для получения первоначальной реакционной смеси. В еще одном варианте осуществления обменная реакция проходит между сульфидами или оксидами металлов окислителя и, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из восстановителя, источника катализатора и катализатора. Один пример системы каждого типа представляет собой 1,66 гКН+ 1 rMg + 2,74rY2S3 + 4rACH 1 rNaH+ 1 г Mg + 2,26 г Y203 + 4 г AC.
Селективное удаление катализатора, источника катализатора или восстановителя может быть непрерывным, где катализатор, источник катализатора или восстановитель могут быть отправлены на рецикл в реактор, по меньшей мере, частично. Реактор может дополнительно включать компонент в виде перегонного куба или дефлегматора для удаления катализатора, например как в случае перегонного куба 34 фигуры 4, источника катализатора или восстановителя и возвращения их в ячейку. При необходимости они могут быть подвергнуты гидрированию или введены в дополнительную реакцию, и данный продукт может быть возвращен. Температура реакции может циклически изменяться между двумя предельными значениями для непрерывного отправления
реагентов на рецикл в результате смещения равновесия. В одном варианте осуществления теплообменник системы обладает способностью быстро изменять температуру ячейки между высоким и низким значениями для смещения равновесия туда и обратно и обеспечения прохождения реакции с образованием гидрино.
Реакция регенерации может включать каталитическую реакцию с добавленной структурной единицей, такой как водород. В одном варианте осуществления источник катализатора и Н представляет собой КН, а окислитель представляет собой EuBr2. Реакция термостимулированной регенерации может представлять собой нижеследующее
2KBr + Eu -" EuBr2 + 2К (56)
или
2KBr + EuH2 -> EuBr2 + 2КН (57)
В альтернативном варианте, Н2 может выполнять функцию катализатора регенерации катализатора или источника катализатора и окислителя, таких как КН и EuBr2, соответственно:
ЗКВг + 1/2Н2 + ЕиН2 -> ЕиВгз + ЗКН (58)
После этого из ЕиВгз в результате восстановления под действием Н2 получают EuBr2. Возможное уравнение реакции представляет собой нижеследующее
ЕиВгз + 1/2Н2 ЕиВг2 + НВг (59)
НВг может быть отправлен на рецикл:
НВг + КН -" КВг + Н2 (60) при этом результирующая реакция представляет собой нижеследующее:
2KBr + ЕиН2 -" EuBr2 + 2КН (61)
Скорость реакции термостимулированной регенерации может быть увеличена при использовании другой цепочки реакций, характеризующейся пониженной энергией, как это известно специалистам в соответствующей области техники:
2KBr + Н2 + Ей -" EuBr2 + 2КН (62)
ЗКВг + 3/2Н2 + Eu-> EuBr3 + ЗКН или (63)
ЕиВгз + 1/2Н2 -" ЕиВг2 + НВг (64) Возможна реакция, описывающаяся уравнением (62), поскольку между металлом и соответствующим гидридом в присутствии Н2 существует равновесие, такое как следующее далее
Ей + Н2 ЕиН2 (65) Цепочка реакций может включать промежуточные стадии, характеризующиеся пониженной энергией, как это известно специалистам в соответствующей области техники, такие как следующие далее
2KBr + Mg + H2 -" MgBr2 + 2KH и (66) MgBr2 + Eu + H2 -> EuBr2 + MgH2 (67)
KH или металлический К могут быть удалены в виде жидкого расплава или выпаренного или сублимированного газа, покидающего галогенид металла, такой как галогенид щелочноземельного или редкоземельного металлов. Жидкость может быть удалена по способам, таким как центрифугирование или использование потока сжатого инертного газа. В других вариантах осуществления место КН или К могут занимать другие катализатор или источник катализатора, такие как NaH, LiH, RbH, CsH, Na, Li, Rb, Cs, а окислитель может включать другой галогенид металла, такой как другие галогенид редкоземельного металла или галогенид щелочноземельного металла, предпочтительно ВаС12 или ВаВг2.
В других вариантах осуществления термообратимая реакция включает дополнительные обменные реакции, предпочтительно между двумя структурными единицами, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один атом металла. Обмен может быть проведен между металлом катализатора, таким как щелочной металл, и металлом партнера по обмену, такого как окислитель. Обмен также может быть проведен между окислителем и восстановителем. Обмениваемая структурная единица может представлять собой анион, такой как анион галогенида, гидрида, оксида, сульфида, нитрида, борида, карбида, силицида, арсенида, селенида, теллурида, фосфида, нитрата, гидросульфида, карбоната, сульфата, гидросульфата, фосфата, гидрофосфата, дигидрофосфата, перхлората, хромата, дихромата, оксида кобальта, и другие оксианионы и анионы, известные специалистам в соответствующей области техники. По меньшей мере, один из партнеров обмена может содержать щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл, переходный металл второй последовательности, переходный металл третьей последовательности, благородный металл, редкоземельный металл, Al, Ga, In, Sn, As, Se и Те. Подходящими обмениваемыми анионами являются анионы галогенида, оксида, сульфида, нитрида, фосфида и борида. Подходящими металлами для обмена являются щелочной металл, предпочтительно Na или К, щелочноземельный металл, предпочтительно Mg или Ва, и редкоземельный металл, предпочтительно Ей или Dy, в каждом случае в виде металла или гидрида. Пример реагентов катализатора и пример реакции обмена представлены ниже. Данные реакции не предполагают исчерпывания, и дополнительные примеры должны быть известны специалистам в соответствующей области техники.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,5 г DyI2, Ein: 135,0 кДж, dE: 6,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Ттах: 403°С, теоретическая
величина составляет 1,89 кДж, приращение в 3,22 раза, DyBr2 + 2К 2КВг+Dy (68)
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,09 г EuF3, Ein: 185,1 кДж, dE: 8,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Тшах: 463°С, теоретическая величина составляет 1,69 кДж, приращение в 4,73 раза,
EuF3 + l,5Mg l,5MgF2 + Eu (69) EuF3 + 3NaH <- ^ 3NaF + EuH2 (70)
¦ KH 8,3 г + Mg 5,0 г + CAII-300 20,0 г + CrBr2 3,7 r, Ein: 317 кДж, dE: 19 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Тшах ~ 340°С, теоретическая энергия является эндотермической 0,05 кДж, приращение составляет бесконечность,
СгВг2 + Mg MgBr2 (71)
¦ Операцию проводили для 0,70 г TiB2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-4). Приращение энергии составляло 5,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 431°С, теоретическая величина составляет 0.
TiB2 + Mg ¦ Операцию проводили для 0,42 г LiCl, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4. Приращение энергии составляло 5,4 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 412°С, теоретическая величина составляет 0, приращение составляет бесконечность.
LiCl + КН КС1 + LiH (73)
¦ 1,21 г RbCl, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4, приращение энергии составляло 6,0 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 442°С, теоретическая величина составляет 0.
RbCl + КН <- -" КС1 + RbH (74)
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 0,87 г LiBr; Ein: 146,0 кДж; dE: 6,24 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Тшах: 439°С, теоретическая величина является эндотермической,
LiBr + КН KBr + LiH (75)
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САИ-ЗОО 20,0 г + YF3 7,3 г; Ein: 320 кДж; dE: 17 кДж; отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С; приращение энергии ~ 4,5 X (X ~ 0,74 кДж * 5 = 3,7 кДж),
YF3 + l,5Mg + 2KH"--> l,5MgF2 + YH2 + 2K(76)
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + CAII-300 20,0 г + BaBr2 14,85 г (высушенный); Ein: 328 кДж; dE: 16 кДж; отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Тшах ~ 320°С; приращение энергии 160 X (X ~ 0,02 кДж * 5 = 0,1 кДж),
BaBr2 + 2NaH <--> 2NaBr + ВаН2 (77)
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ВаС12 10,4 г; Ein: 331 кДж; dE: 18 кДж. Отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Тшах ~ 320°С. Приращение энергии ~ 6,9 X (X ~ 0,52 х 5 = 2,6 кДж),
ВаС12 + 2КН 2КС1 + ВаН2 (78)
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + MgI2 13,9 г; Ein: 315 кДж; dE: 16 кДж. Отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,8Х (X ~ 1,75 х 5 = 8,75 кДж),
Mgl2 + 2NaH 2NaI + MgH2 (79)
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 0,97 г ZnS; Ein: 132,1 кДж; dE: 7,5 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует; Tmax: 370°С, теоретическая величина составляет 1,4 кДж, приращение в 5,33 раза,
ZnS + 2NaH 2NaHS + Zn (80) ZnS + Mg MgS + Zn (81)
¦ 2,74 г Y2S3, 1,66 г KH, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 5,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 444°С, теоретическая величина составляет 0,41 кДж, приращение в 12,64 раза,
Y2S3 + ЗКН 3KHS + 2Y (82)
Y2S3 + 6КН + 3Mg <--> 3K2S + 2Y + 3 MgH2 (83)
Y2S3 + 3Mg 3MgS + 2Y (84)
¦ 4 г AC3-5 + 1 г Mg + 1,66 г KH + 1,82 г Ca3P2; Ein: 133,0 кДж; dE: 5,8 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует; Tmax: 407°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
¦ 20 г АСЗ-5 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 9,1 г СаЗР2, Ein: 282,1 кДж, dE: 18,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 320°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
Са2Р3 + 3Mg Mg3P2 + ЗСа (85)
В одном варианте осуществления система реакции термической регенерации содержит:
(i) по меньшей мере, один катализатор или источник катализатора, выбираемые из NaH и КН;
(ii) по меньшей мере, один источник водорода, выбранный из NaH, КН и MgH2;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, выбранный из галогенида щелочноземельного металла, такого как BaBr2, ВаС12, Bal2, CaBr2, MgBr2 или Mgl2, галогенида редкоземельного металла, такого как EuBr2, EuBr3, EuF3, Dyl2, LaF3 или GdF3, галогенида переходных металлов второй или третьей последовательностей, такого как YF3, борида металла, такого как СгВ2 или TiB2, галогенида щелочного металла, такого как LiCl, RbCl или Csl, сульфида металла, такого как Li2S, ZnS или Y2S3, оксида металла, такого как Y203, и фосфида металла, такого как Са3Р2;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из Mg и MgH2; и
(v) носитель, выбранный из AC, TiC и WC.
f. Реакция с образованием гидрино с участием газопоглотителя, носителя или матрицы
В еще одном варианте осуществления обменная реакция является эндотермической. В таком варианте осуществления соединение металла может выполнять функцию, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из носителя или матрицы, благоприятных для реакции с образованием гидрино или газопоглотителя для продукта с целью улучшения скорости реакции с образованием гидрино. Примеры реагентов катализатора и примеры носителя, матрицы или газопоглотителя представлены ниже. Данные реакции не предполагают исчерпывания, и специалистам в соответствующей области техники должны быть известны и дополнительные примеры.
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,23 г Mg3As2, Ein: 139,0 кДж, dE: 6,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Тшах: 393°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
¦ 20 г АСЗ-5 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 11,2 г Mg3As2, Ein: 298,6 кДж, dE: 21,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 315°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
¦ 1,01 г Mg3N2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4 в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 5,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 401°С, теоретическая величина составляет 0, приращение составляет бесконечность.
¦ 0,41 г A1N, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-5 в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 4,9 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки
составляла 407°С, теоретическая величина является эндотермической.
В одном варианте осуществления система реакции термической регенерации содержит, по меньшей мере, два компонента, выбираемых из (i)-(v):
(i) по меньшей мере, один катализатор или источник катализатора, выбираемые из NaH, КН и MgH2;
(ii) по меньшей мере, один источник водорода, выбранный из NaH и КН;
(ш) по меньшей мере, один представитель, выбранный из окислителя, матрицы, второго носителя и газопоглотителя, выбираемых из арсенида металла, такого как Mg3As2, и нитрида металла, такого как Mg3N2 или A1N;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из Mg и MgH2; и
(v) по меньшей мере, один носитель, выбранный из AC, TiC или WC. Р. Жидкие топлива: системы органических и расплавленных растворителей
Дополнительные варианты осуществления включают расплавленное твердое вещество, такое как расплавленная соль или жидкий растворитель, содержащиеся в камере 200. Жидкий растворитель может быть выпарен в результате функционирования ячейки при температуре, большей, чем температура кипения растворителя. В растворителе могут быть растворены или суспендированы реагенты, такие как катализатор, или в растворителе могут быть суспендированы или растворены реагенты, которые образуют катализатор и Н. Выпаренный растворитель может выполнять функцию газа, содержащего катализатор, для увеличения скорости каталитической реакции конверсии водорода для получения гидрино. Расплавленное твердое вещество или испарившийся растворитель могут поддерживаться в таком состоянии в результате подвода тепла при использовании обогревателя 230. Реакционная смесь может дополнительно содержать твердый носитель, такой как материал БПУП. Реакция может протекать на поверхности вследствие взаимодействия между расплавленным твердым, жидким или газообразным растворителем и катализатором и водородом, такими как К или Li плюс Н или NaH. В одном варианте осуществления, использующем гетерогенный катализатор, растворитель смеси может увеличивать скорость каталитической реакции.
В вариантах осуществления, содержащих газообразный водород, Н2 можно барботировать через раствор. В еще одном варианте осуществления в ячейке создают повышенное давление для увеличения концентрации растворенного Н2. В одном дополнительном варианте осуществления реагенты перемешивают, предпочтительно с высокой скоростью и при температуре, которая равна приблизительно температуре кипения органического растворителя и приблизительно температуре плавления неорганического растворителя.
Реакционная смесь, содержащая органический растворитель, может быть нагрета, предпочтительно в диапазоне температур приблизительно от 26°С до 400°С, более предпочтительно в диапазоне приблизительно 100°С до 300°С. Смесь, содержащая неорганический растворитель, может быть нагрета до температуры, большей, чем та, при которой растворитель является жидким, и меньшей, чем температура, которая вызывает полное разложение молекул NaH. а. Органические растворители
Органический растворитель может включать один или несколько компонентов, которые могут быть модифицированы в результате присоединения функциональных групп для получения других растворителей. Компоненты могут включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из углеводорода, такого как алкан, циклический алкан, алкен, циклический алкен, алкин, ароматические соединения, гетероциклические соединения и их комбинации, простого эфира, галогенированного углеводорода (фтор-, хлор-, бром-, иодуглеводорода), предпочтительно фторированного, амина, сульфида, нитрила, фосфорамида (например, ОР(1Ч(СНз)2)з) и аминофосфазена. Группы могут включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из алкила, циклоалкила, алкоксикарбонила, циано, карбамоила, гетероциклических колец, содержащих С, О, N, S, сульфо, сульфамоила, алкоксисульфонила, фосфоно, гидроксила, галогена, алкокси, алкилтиола, ацилокси, арила, алкенила, алифатических групп, ацила, карбоксила, амино, цианоалкокси, диазония, карбоксиалкилкарбоксамидо, алкенилтио,
цианоалкоксикарбонила, карбамоилалкоксикарбонила, алкоксикарбониламино, цианоалкиламино, алкоксикарбонилалкиламино, сульфоалкиламино,
алкилсульфамоилалкиламино, оксидо, гидроксиалкила, карбоксиалкилкарбонилокси, цианоалкила, карбоксиалкилтио, ариламино, гетероариламино, алкоксикарбонила, алкилкарбонилокси, цианоалкокси, алкоксикарбонилалкокси, карбамоилалкокси, карбамоилалкилкарбонилокси, сульфоалкокси, нитро, алкоксиарила, галогенарила, аминоарила, алкиламиноарила, толила, алкениларила, аллиларила, алкенилоксиарила, аллилоксиарила, цианоарила, карбамоиларила, карбоксиарила, алкоксикарбониларила, алкилкарбонилоксиарила, сульфоарила, алкоксисульфоарила, сульфамоиларила и нитроарила. Предпочтительно группы включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из групп алкильной, циклоалкильной, алкокси, циано, гетероциклических колец, содержащих С, О, N, S, сульфо, фосфоно, галогеновой, алкокси, алкилтиольной, арильной, алкенильной, алифатической, ацильной, алкиламино, алкенилтио, ариламино, гетероариламино, галогенарильной, аминоарильной, алкиламиноарильной, алкениларильной, аллиларильной, алкенилоксиарильной, аллилоксиарильной и
цианоарильной.
Катализатором может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из молекул NaH, Li и К. В последнем случае LiH и КН могут выполнять функцию источника катализатора. Растворителем может быть органический растворитель. Растворитель может быть по существу выпарен при рабочей температуре ячейки, которая предпочтительно является большей, чем температура кипения растворителя. Предпочтительно растворитель является полярным. Растворителем может быть апротонный растворитель. Полярными апротонными растворителями являются растворители, которые обладают такой же способностью по растворению ионов, как и протонные растворители, такие как вода, метанол, этанол, муравьиная кислота, фтористый водород и аммиак, но не содержат кислотного водорода. Данные растворители в общем случае характеризуются высокими диэлектрическими постоянными и высокой полярностью. Примерами являются диметилсульфоксид, диметилформамид, 1,4-диоксан и гексаметилфосфорамид.
В одном варианте осуществления настоящего описания изобретения растворитель включает постой эфир, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы 1,4-диоксана, 1,3-диоксана, триоксана, ацетилацетальдегиддиметилацеталя, 1,4-бензодиоксана, 3-диметиламиноанизола, 2,2-диметил-1,3-диоксолана, 1,2-диметоксиэтана, Н^диметилформамиддиметилацеталя, ^^диметилформамидэтиленацеталя, диэтилового эфира, диизопропилового эфира, метилаль(диметоксиметана), тетрагидропирандибензодиоксана, н-бутилэтилового эфира, ди-н-бутилового эфира, аллилэтилового эфира, диэтиленгликольдибутилового эфира, бис(2-этилгексилового) эфира, втор-бутилэтилового эфира, дициклогексилового эфира,
диэтиленгликольдиэтилового эфира, 3,4-дигидро-1Н-2-бензопирана, 2,2'-диметоксибифенила, 1,6-диметоксигексана, замещенных ароматических простых эфиров, таких как метоксибензол, метокситолуол, 2,5-диметокситолуол, дифеноксибензол, такой как 1,4-дифеноксибензол, аллилфениловый эфир, дибензиловый эфир, бензилфениловый эфир, н-бутилфениловый эфир, триметокситолуол, такой как 3,4,5-триметокситолуол, 2,2'-динафтиловый эфир, 2-[2-(бензилокси)этил]-5,5-диметил-1,3-диоксан, 1,3-бензодиоксол, вератрол (1,2-диметоксибензол), анизол, бис(фениловый) эфир, 1,4-диоксина, дибензодиоксина или дибензо[1,4]диоксина, дивинилового эфира, краун-эфиров, таких как дициклогексано-18-краун-6, дибензо-18-краун-6, 15-краун-5 и 18-краун-6, бис(4-метилфенилового) эфира, бис(2-цианоэтилового) эфира, бис(2-диметиламиноэтилового) эфира и бис[2-(винилокси)этилового] эфира. В одном варианте осуществления, включающем Na и источник водорода, примером растворителя является простой эфир, поскольку Na является несколько растворимым в простом эфире, а также
последний стабилизирует ионы натрия. Данные признаки благоприятствуют прохождению реакции с образования гидрино. В дополнение к NaH, функцию катализатора реакционной смеси, дополнительно содержащей растворитель простой эфир, могут выполнять К или Li.
В одном варианте осуществления растворитель или материал БПУП имеют функциональные группы, характеризующиеся высоким дипольным моментом связи, такие как С-О, С=0, C=N и C-F. Молекулы растворителя или материала БПУП могут характеризоваться высоким дипольным моментом. Предпочтительно растворитель или материал БПУП включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из простого эфира, нитрила или галогенированных углеводородов, предпочтительно содержащих очень стабильные связи, предпочтительно полярные, таких как фторированные углеводороды. Предпочтительно фторуглеродный растворитель описывается формулой C"F2n + 2, а также может содержать некоторое количество Н вместо F или может быть ароматическим. В еще одном варианте осуществления растворитель или материал БПУП включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы фторированных органических молекул, фторированных углеводородов, фторированных алкокси-соединений и фторированных простых эфиров. Примерами фторированных растворителей являются 1,2-диметокси-4-фторбензол, гексафторбензол, перфторгептан, октафторнафталин, октафтортолуол, 2Н-перфтор-5,8,11,14-тетраметил-3,6,9,12,15-пентаоксаоктадекан, перфтор-5,8,11,14-тетраметил-3,6,9,12,15-
пентаоксаоктадекан, перфтор(тетрадекагидрофенантрен) и перфтор-1,3,5-триметилциклогексан. Примерами фторированных материалов БПУП являются TEFLON(tm), TEFLON(tm)-PFA, поливинилфторид ПВФ, поли(винилиденфторид), сополи(винилиденфторид-гексафторпропилен) и перфторалкокси-полимеры. Подходящая реакционная смесь содержит октафторнафталин, NaH и носитель, такой как AC, TiC, WC или R-Ni. Реагенты могут присутствовать с любыми желательными соотношениями, такими как в случае октафторнафталина (45 % (масс.)), NaH (10 % (масс.)) и R-Ni (45 % (масс.)).
Еще одним примером растворителя является фторуглерод, такой как соединение, описывающееся формулой C"F2n + 2, и он также может содержать некоторое количество Н вместо F или может быть ароматическим. В одном варианте осуществления фторированный растворитель включает, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы и производных перфторметана, перфторэтана, перфторпропана, перфторгептана, перфторпентана, перфторгексана и перфторциклогексана, а также других имеющих прямую и разветвленную цепь перфторалканов и алканов, частично
замещенных при использовании F, бис(дифторметилового) эфира, 1,3-бис(трифторметил)бензола, 1,4-бис(трифторметил)бензола, 2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-декафтор-1,Г-бифенила, о-дифторбензола, м-дифторбензола, п-дифторбензола, 4,4'-дифтор-1,Г-бифенила, 1,1-дифторциклогексана, 1,1-дифторэтана, 1,2-дифторэтана, 1,1-дифторэтена, цис-1,2-дифторэтена, транс-1,2-дифторэтена, дифторметана, 2-(дифторметокси)-1,1,1-трифторэтана, 2,2-дифторпропана, фторбензола, 2-фтор-1,Г-бифенила, 4-фтор-1,Г-бифенила, 1-фторбутана, 2-фторбутана, фторциклогексана, 1-фторциклогексена, 1-фтордекана, фторэтана, фторэтена, 1-фторгептана, Ьфторгексана, фторметана, 1-фтор-2-метоксибензола, 1-фтор-З-метоксибензола, 1-фтор-4-метоксибензола, (фторметил)бензола, 2-фтор-2-метилпропана, 1-фторнафталина, 2-фторнафталина, 1-фтороктана, 1-фторпентана, 1-фторпропана, 2-фторпропана, цис-1-фторпропена, транс-1-фторпропена, 2-фторпропена, 3-фторпропена, 2-фторпиридина, 3-фторпиридина, 2-фтортолуола, 3-фтортолуола, 4-фтортолуола, 1-фтор-2-(трифторметил)бензола, 1-фтор-3-(трифторметил)бензола, 1-фтор-4-
(трифторметил)бензола, 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана, гексафторбензола, 1,1,2,3,4,4-гексафтор-1,3-бутадиена, 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутина, гексафторциклобутена, гексафторэтана, 1,1,1,2,3,3-гексафторпропана, метилпентафторэтилового эфира, пентафторбензола, пентафторэтана, пентафторметоксибензола, 1,1,1,2,2-пентафторпропана, 2,3,4,5,6-пентафтортолуола, 1,1,2,4,4-пентафтор-3-(трифторметил)-1,3-бутадиена, перфторбутана, перфтор-2-бутена, перфтор-2-бутилтетрагидрофурана, перфторциклобутана, перфторциклогексана, перфторциклогексена, перфтордекалина, перфтордекана, перфтордиметоксиметана, перфтор-2,3-диметилбутана,
перфторэтилэтилового эфира, перфторэтил-2,2,2-трифторэтилового эфира, перфторгептана, перфтор-1-гептана, перфторгексана, перфтор-1-гексена, перфторизобутана, перфторизобутена, перфторизопропилметилового эфира, перфторметилциклогексана, перфтор-2-метилпентана, перфтор-3-метилпентана, перфторнафталина, перфторнонана, перфтороктана, перфтороктилсульфонилфторида, перфтороксетана, перфторпентана, перфторпропана, перфторпропена,
перфторпропилметилового эфира, перфторпиридина, перфтортолуола,
перфтортрипропиламина, 1,1,1,2-тетрафторэтана, 1,1,2,2-тетрафторэтана, 1,2,2,2-тетрафторэтилдифторметилового эфира, тетрафторметана, трифлумизола, трифлуоперазина, 1,2,4-трифторбензола, 1,3,5-трифторбензола, 1,1,1-трифторэтана, 1,1,2-трифторэтана, трифторэтена, 2,2,2-трифторэтилметилового эфира, трифторметана, трифторметилдифторметилового эфира, трифторметил-1,1,2,2-тетрафторэтилового эфира, 1,1,1-трифторпропана, 3,3,3-трифторпропена, 3,3,3-трифтор-1-пропина, трифлупромазина,
ундекафторциклогексана, пентафторбензонитрила, трифторацетонитрила,
(трифторметил)бензола, 3 -(трифторметил)бензонитрила, 4-(трифторметил)бензонитрила, трифтор(трифторметил)оксирана и трис(перфторбутил)амина.
В еще одном варианте осуществления растворитель включает углеводород, такой как те, которые имеют функциональные группы для перечня имеющих прямую и разветвленную цепь алканов, алкенов, алкинов и ароматики. Углеводородным растворителем может быть, по меньшей мере, один представитель или одно производное, выбираемые из группы, включающей аценафтен, аценафтилен, аллилбензол, 1-аллилциклогексен, аллилциклопентан, антрацен, бенз[а]антрацен, бензол, бензо[с]хризен, бензо[§]хризен, бензо[Ь]флуорантен, бензо|]]флуорантен, бензо[к]флуорантен, 11Н-бензо[а]флуорин, 11Я^бензо[Ь]флуорин, бензо[?ш]перилен, бензо[с]фенантрен, бензо[а]пирен, бензо[е]пирен, бензо[Ь]трифенилен, 9,9'-биантрацен, бицикло[2.2.1]гептан, бицикло[4.1.0]гептан, бицикло[2,2,1]гепт-2-ен, 1,Г-бициклопентил, 1,Г-бинафталин, 2,2'-бинафталин, бифенил, 1,3-бис(1-метилэтенил)бензол, (транс)-1,3-бутадиенилбензол, 1,3-бутадиин, бутан, 1-бутен, цис-2-бутен, транс-2-бутен, (транс-1-бутенил)бензол, 2-бутенилбензол, 3-бутенилбензол, 1-бутен-З-ин, бутилбензол, втор-бутилбензол, (+), трет-бутилбензол, 2-бутил-1,1 '-бифенил, бутилциклогексан, втор-бутилциклогексан, трет-бутилциклогексан, бутилциклопентан, 1-трет-бутил-3,5-диметилбензол, 5-бутилдокозан, 11-бутилдокозан, 1-трет-бутил-4-этилбензол, 1-трет-бутил-2-метилбензол, 1-трет-бутил-З-метилбензол, 1-трет-бутил-4-метилбензол, 1 -бутилнафталин, 2-бутилнафталин, 5-бутилнонан, камфен (+), камфен (-), 3-карен (+), а-каротин, |3-каротин, р,Т-каротин, vP,lF-каротин, Т^-каротин-^-ол, холестан, (5а), холестан, (5Р), циклобутан, циклобутен, циклодекан, циклододекан, 1,5,9-циклододекатриен, цис-циклододецен, трансцикл од од ецен, 1,3-цикл огептадиен, циклогептан, 1,3,5-циклогептатриен, циклогептен, 1,3-циклогексадиен, 1,4-циклогексадиен, циклогексан, циклогексен, 1-циклогексен-1-илбензол, циклогексилбензол, циклогексилциклогексан, циклононан, 1,4-циклооктадиен, цис,цис-1,5-циклооктадиен, циклооктан, 1,3,5,7-циклооктатетраен, 1,3,5-циклооктатриен, цис-циклооктен, транс-циклооктен, циклооктан, циклопентадекан, 1,3-циклопентадиен, циклопентан, циклопентен, циклопентилбензол, 1,3-декадиен, 1,9-декадиен, цис-декагидронафталин, транс-декагидронафталин, декан, 1-децен, цис-2-децен, транс-2-децен, цис-5-децен, транс-5-децен, децилбензол, децилциклогексан, децилциклопентан, 11-децилгенэйкозан, 1-децилнафталин, 1-децин, 5-децин, дибенз[а,п]антрацен, дибенз[а,^антрацен, дибензо[Ь,к]хризен, дибензо[а,е]пирен, дибензо[а,Ь]пирен, дибензо[аД]пирен, дибензо[а,1]пирен, о-диэтилбензол, м-диэтилбензол, п-диэтилбензол, 1,1 -диэтилциклогексан, 1,2-дигидробенз|]]ацеантрилен, 9,10-дигидро-9,10
[1 ',2'] бензол оантрацен, 16,17-дигидро-15#-циклопента[а]фенантрен, 2,3-дигидро-1 -метил-1Я-инден, 1,2-дигидронафталин, 1,4-дигидронафталин, 9,10-дигидрофенантрен, 2,3-дигидро-1,1,3-триметил-З-фенил- 1#-инден, 1,2-диизопропилбензол, 1,3-
диизопропилбензол, 1,4-диизопропилбензол, 2,6-диизопропилнафталин, 7,12-диметилбенз [а] антрацен, 2,2'-диметилбифенил, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан, 2,3-диметил-1-бутен, 3,3-диметил-1-бутен, 2,3-диметил-2-бутен, З.З-диметил-1-бутин, 1,1-диметилциклогексан, цис-1,3-диметилциклогексан, транс-1,3-диметилциклогексан, цис-1,4-диметилциклогексан, транс-1,4-
диметилциклогексан, 1,2-диметилциклогексен, 1,3-диметилциклогексен, 1,1-диметилциклопентан, цис-1,2-диметилциклопентан, транс-1,2-диметилциклопентан, цис-1,3-диметилциклопентан, транс-1,3-диметилциклопентан, 1,2-диметилциклопентен, 1,5-диметилциклопентен, 1,2-диметиленциклогексан, 2,6-диметил-1,5-гептадиен, 2,2-диметилгептан, 2,3-диметилгептан, 2,4-диметилгептан, 2,5-диметилгептан, 2,6-диметилгептан, 3,3-диметилгептан, 3,4-диметилгептан, 3,5-диметилгептан, 4,4-диметилгептан, 2,5-диметил-1,5-гексадиен, 2,5-диметил-2,4-гексадиен, 2,2-диметилгексан, 2,3-диметилгексан, 2,4-диметилгексан, 2,5-диметилгексан, 3,3-диметилгексан, 3,4-диметилгексан, 2,3-диметил-1-гексен, 5,5-диметил-1-гексен, 2,3-диметил-2-гексен, 2,5-диметил-2-гексен, цис-2,2-диметил-3-гексен, транс-2,2-диметил-3-гексен, 1-(1,5-диметил-4-гексенил)-4-метилбензол, 1,1-диметилиндан, 1,4-диметил-7-изопропилазулен, 1,6-диметил-4-изопропилнафталин, 2,4-диметил-З-изопропилпентан, 1,2-диметилнафталин,
1.3- диметилнафталин, 1,4-диметилнафталин, 1,5-диметилнафталин, 1,6-диметилнафталин, 1,7-диметилнафталин, 1,8-диметилнафталин, 2,3-диметилнафталин, 2,6-диметилнафталин, 2,7-диметилнафталин, 3,7-диметил-1,6-октадиен, 2,2-диметилоктан, 2,3-диметилоктан, 2,4-диметилоктан, 2,5-диметилоктан, 2,6-диметилоктан, 2,7-диметилоктан, 3,4-диметилоктан,
3.6- диметилоктан, цис-3,7-диметил-1,3,6-октатриен, транс-3,7-диметил-1,3,6-октатриен,
3.7- диметил-1,3,7-октатриен, цис,цис-2,6-диметил-2,4,6-октатриен, транс,транс-2,6-диметил-2,4,6-октатриен, 3,7-диметиЛ-1-октен, диметил-1,3-пентадиен, 2,2-диметилпентан, 2,3-диметилпентан, 2,4-диметилпентан, 3,3-диметилпентан, 2,3-диметил-1-пентен, 2,4-диметил-1-пентен, 3,3-диметил-1-пентен, 3,4-диметил-1-пентен, 2,3-диметил-2-пентен, 2,4-диметил-2-пентен, цис-3,4-диметил-2-пентен, цис-3,4-диметил-2-пентен, транс-3,4-диметил-2-пентен, цис-4,4-диметил-2-пентен, транс-4,4-диметил-2-пентен, 4,4-диметил-1-пентин, 4,4-диметил-2-пентин, (1,1-диметилпропил)бензол, (2,2-диметилпропил)бензол, 2,7-диметилпирен, 9,10-дифенилантрацен, транс,транс-1,4-дифенил-1,3-бутадиен, 1,4-дифенил-1,3-бутадиин, 1,1-дифенилбутан, 1,2-дифенилбутан,
1.4- дифенилбутан, 1,3-дифенил-1-бутен, 1,1-дифенилэтан, 1,2-дифенилэтан, 1,1
дифенилэтен, 1,6-дифенил-1,3,5-гексатриен, дифенилметан, 1,3-дифенилпропан, 2,2-дифенилпропан, 1,1-дифенил-1-пропен, 1,2-ди(п-толил)этан, о-дивинилбензол, м-дивинилбензол, п-дивинилбензол, докозан, 1-докозен, 5,7-додекадиин, додекан, додецилциклогексан, 1 -додедин, 6-додецин, дотриаконтан, эйкозан, эргостан, (5 а), эргостан, (5(3), этан, этилбензол, этилциклогексан, 1-этилциклогексен, этилциклопентан, 1-этилци1слопентен, 1-этил-2,4-диметилбензол, 1-этил-3,5-диметил бензол, 2-этил-1,3-диметилбензол, 3 -этил-1,2-диметилбензол, 4-этил-1,2-диметилбензол, 3 -этил-2,2-диметилпентан, 3-этил-2,3-диметилпентан, 3-этилгептан, 4-этилгептан, 3-этилгексан, этилиденциклогексан, 1-этил-2-изопропилбензол, 2-этил-3-метил-1-бутен, транс-1-этил-4-метилциклогексан, 1-этил-1-метилциклопентан, цис-1-этил-2-метилциклопентан, транс-1-этил-2-метилциклопентан, цис-1 -этил-3 -метилциклопентан, транс-1 -этил-3-
метилциклопентан, З-этил-4-метилгексан, 4-этил-2-метилгексан, З-этил-2-метилпентан, 3-этил-3-метилпентан, 3-этил-2-метил-1-пентен, 1-этилнафталин, 2-этилнафталин, 3-этилоктан, 4-этилоктан, 3-этилпентан, 2-этил-1-пентен, З-этил-1-пентен, З-этил-1-пентен,
3- этил-2-пентен, 2-этилстирол, 3-этилстирол, 4-этилстирол, 2-этилтолуол, 3-этилтолуол, 4-этилтолуол, 1-этил-2,4,5-триметилбензол, 2-этил-1,3,5-триметилбензол, флуорантен, фульвен, генэйкозан, гентриаконтан, гептакозан, гептадекан, 1-гептадецен, гептадецилбензол, 1,6-гептадиен, 1,6-гептадиин, 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонан, гептан, 1-гептен, цис-2-гептен, транс-2-гептен, цис-3-гептен, транс-3-гептен, гептилциклогексан, гептилциклопентан, 1-гептин, 2-гептин, 3-гептин, гексацен, гексакозан, гексадекан, 1-гексадецен, гексадецилбензол, 1-гексадецин, цис-1,3-гексадиен, транс-1,3-гексадиен, цис-1,4-гексадиен, транс-1,4-гексадиен, 1,5-гексадиен, цис,цис-2,4-гексадиен, транс,цис-2,4-гексадиен, транс,транс-2,4-гексадиен, 1,5-гексадиен-З-ин, 1,5-гексадиин, 2,4-гексадиин, гексаэтилбензол, цис-1,2,3,5,6,8а-гексагидро-4,7-диметил-1-изопропилнафталин, (1S), гексаметилбензол, 2,6,10,15,19,23-гексаметилтетракозан, гексан, гексатриаконтан, цис-1,3,5-гексатриен, транс-1,3,5-гексатриен, 1-гексен, цис-2-гексен, транс-2-гексен, цис-3-гексен, транс-3-гексен, гексилбензол, гексилциклогексан, гексилциклопентан, 1-гексилнафталин, 1-гексил-1,2,3,4-тетрагидронафталин, 1-гексин, 2-гексин, 3-гексин, индан, индено[1,2,3-сс!]пирен, изобутан, изобутен, изобутилбензол, изобутилциклогексан, изобутилциклопентан, изопентан, изопентилбензол, изопропенилбензол, п-изопропенилизопропилбензол, п-изопропенилстирол, изопропилциклогексан, 4-изопропилгептан, 1-изопропил-2-метилбензол, 1-изопропил-З-метилбензол, 1-изопропил-
4- метилбензол, 5-изопропил-2-метил-1,3-циклогексадиен, (R), 1-изопропилнафталин, 2-изопропилнафталин, d-лимонен, /-лимонен, [2,2]метациклофан, 1-метилантрацен, 2-метилантрацен, 9-метилантрацен, 7-метилбенз[а]антрацен, 8-метилбенз[а]антрацен, 9
метилбенз[а]антрацен, 10-метилбенз [а] антрацен, 12-метилбенз[а]антрацен, 1-метил-2-бензилбензол, 1-метил-4-бензилбензол, 2-метилбифенил, 3-метилбифенил, 4-метилбифенил, 3-метил-1,2-бутадиен, 2-метил-1,3-бутадиен, 2-метил-1-бутен, З-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен, 2-метил-1-бутен-З-ин, 3-метил-1-бутин, 3-метилхризен, 5-метилхризен, 6-метилхризен, 2-метил-1,3-циклогексадиен, 1-метилциклогексен, 3-метилциклогексен, (±), 4-метилциклогексен, 1-метил-1,3-циклопентадиен, метилциклопентан, 1-метилциклопентен, 3-метилциклпентен, 4-метилциклопентен, 2-метилдекан, 3-метилдекан, 4-метилдекан, 4-метил-2,4-дифенил-1-пентен, метиленциклогексан, 3-метиленгептан, 4-метилен-1-изопропилциклогексен, 5-(1-метилэтилиден)-1,3-циклопентадиен, 1-метил-9#-флуорен, 9-метил-9Я-флуорен, 2-метилгептан, 3-метилгептан, 4-метилгептан, 2-метил-1-гептен, 6-метил-1-гептен, 2-метил-
2- гептен, цис-З-метил-2-гептен, 2-метилгексан, 3-метилгексан, 2-метил-1-гексен, 3-метил-1-гексен, 3-метил-1-гексен, 4-метил-1-гексен, 5-метил-1-гексен, 2-метил-2-гексен, цис-3-метил-2-гексен, цис-4-метил-2-гексен, транс-4-метил-2-гексен, цис-5-метил-2-гексен, транс-5-метил-2-гексен, цис-2-метил-З-гексен, транс-2-метил-З-гексен, цис-З-метил-3-гексен, транс-З-метил-З-гексен, 5-метил-1-гексин, 5-метил-2-гексин, 2-метил-З-гексин, цис-1 -метил-4-изопропилциклогексан, транс-1 -метил-4-изопропилциклогексан, 1 -метил-4-изопропилциклогексен, 1-метил-7-изопропилфенантрен, З-метил-4-метиленгексан, 1-метил-4-(5 -метил-1 -метил ен-4-гексенил)циклогексен, (5), 1 -метил-4-( 1 -метилвинил)бензол, 1-метилнафталин, 2-метилнафталин, 2-метилнонан, 3-метилнонан, 4-метилнонан, 5-метилнонан, 2-метил-1-нонен, 2-метил-2-норборнен, 2-метилоктан, 3-метилоктан, 4-метилоктан, 2-метил-1-октен, 7-метил-1-октен, цис-2-метил-1,3-пентадиен,
3- метил-1,3-пентадиен, 4-метил-1,3-пентадиен, 2-метилпентан, 3-метилпентан, 2-метил-1-пентен, З-метил-1-пентен, 4-метил-1-пентен, 2-метил-2-пентен, З-метил-цис-2-пентен, 3-метил-транс-2-пентен, 4-метил-цис-2-пентен, 4-метил-транс-2-пентен, З-метил-З-пентен-1-ин, 4-метил-1-пентин, 4-метил-2-пентин, 1-метилфеантрен, 3-метилфенантрен, 4-метилфенантрен, 2-метил-1-пропен, тетрамер, цис-(1-метил-1-пропенил)бензол, транс-(1-метил-1 -пропенил)бензол, 1 -метил-2-пропилбензол, 1 -метил-3 -пропилбензол, 1 -метилпирен, 2-метилпирен, 2-метилстирол, 3-метилстирол, 4-метилстирол, 2-метилундекан, 3-метилундекан, 1-метил-4-винилциклогексан, Р-мирцен, нафтацен, нафталин, нонадекан, 1,8-нонадиен, 1,8-нонадиин, нонан, 1-нонен, нонилбензол, нонилциклогексан, нонилциклопентан, 1-нонилнафталин, 1-нонин, октакозан, октадекагидрохризен, октадекан, 1-октадецен, октадецилбензол, октадецилциклогексан, 1,7-октадиен, 1,7-октадиин, 1,2,3,4,5,6,7,8-октагидроантрацен, октагидроинден, 1,2,3,4,5,6,7,8-октагидрофенантрен, октан, 1,3,5,7-октатетраен, 1-октен, цис-2-октен, цис
3-октен, транс-3-октен, цис-4-октен, транс-4-октен, 1-октен-З-ин, октилбензол, октилциклогексан, октилциклопентан, 1-октин, 2-октин, 3-октин, 4-октин, 1,3-пентадиин, пентаэтилбензол, пентаметилбензол, 2,2,4,6,6-пентаметилгептан, 2,2,4,6,6-пентаметил-З-гептен, 2,2,3,3,4-пентаметилпентан, 2,2,3,4,4-пентаметилпентан, пентан, пентафен, пентатриаконтан, 1-пентен, цис-2-пентен, транс-2-пентен, 1-пентен-З-ин, 1-пентен-4-ин, цис-З-пентен-1-ин, транс-З-пентен-1-ин, пентилбензол, пентилциклогексан, пентилциклопентан, 1-пентилнафталин, 1-пентин, 2-пентин, перилен, а-фелландрен, 0-фелландрен, фенантрен, фенилацетилен, 9-фенилантрацен, 2-фенил-1,3-бутадиен, 2-фенил-1-бутен, 1-фенил-Ш-инден, 1-фенилнафталин, 2-фенилнафталин, 5'-фенил-1,Г:3',1"-терфенил, пицен, пропан, пропен, цис-1-пропенилбензол, транс-1-пропенилбензол, пропилбензол, пропилциклогексан, пропилциклопентан, 4-пропилгептан, 1-пропилнафталин, пирен, 1,Г:4',1":4",Г"-кватерфенил, спиро[5.5]ундекан, сквален, цис-стильбен, транс-стильбен, стирол, о-терфенил, м-терфенил, п-терфенил, а-терпинен, у-терпинен, тетракозан, тетрадекагидрофенантрен, тетрадекан, тетрадецилбензол, тетрадецилциклогексан, 1,2,3,5-тетраэтилбензол, 1,2,3,4-тетрагидро-1,5-диметилнафталин, 1,2,3,4-тетрагидро-1 -метилнафталин, 1,2,3,4-тетрагидро-5-метилнафталин, 1,2,3,4-тетрагидро-6-метилнафталин, 1,2,3,4-тетрагидронафталин, 1,2,3,4-тетрагидрофенантрен, 1,2,3,4-тетрагидро-1,1,6-триметил нафталин, 1,2,3,4-тетраметил бензол, 1,2,3,5-
тетраметилбензол, 1,2,4,5-тетраметилбензол, 2,2,3,3-тетраметилбутан, 1,2,3,4-тетраметилциклогексан, 1,1,3,3 -тетраметилциклопентан, 1,1,2,2-тетраметилциклопропан, 2,2,3,3-тетраметилгексан, 2,2,5,5-тетраметилгексан, 3,3,4,4-тетраметилгексан, 2,2,3,3-тетраметилпентан, 2,2,3,4-тетраметилпентан, 2,2,4,4-тетраметилпентан, 2,3,3,4-тетраметилпентан, 1,1,4,4-тетрафенил-1,3-бутадиен, 1,1,2,2-тетрафенилэтан, 1,1,2,2-тетрафенилэтен, тетрафенилметан, 5,6,11,12-тетрафенилнафтацен, триаконтан, трикозан, трицикло[3.3.1 ' ]декан, тридекан, 1-тридецен, тридецилбензол, тридецилциклогексан, 1-тридецин, 1,2,3-триэтилбензол, 1,2,4-триэтилбензол, 1,3,5-триэтилбензол, 1,2,4-триизопропилбензол, 1,3,5-триизопропилбензол, 1,2,3-триметилбензол, 1,2,4-триметилбензол, 1,3,5-триметилбензол, 1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан, 1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен, 2,2,3-триметилбутан, 2,3,3-триметил-1-бутен, 1,1,2-триметилциклогексан, 1,1,3 -триметилциклопентан, 1 а,2а,4|3-1,2,4-триметилциклопентан, 2,2,6-триметилгептан, 2,5,5-триметилгептан, 3,3,5-триметилгептан, 3,4,5-триметилгептан, 2,2,3-триметилгексан, 2,2,4-триметилгексан, 2,3,3-триметилпентан, 2,3,4-триметилпентан, 2,3,3-триметил-1-пентен, 2,4,4-триметил-1-пентен, 2,3,4-триметил-2-пентен, 1,1,2-трифенилэтан, 1,1,2-трифенилэтен, трифенилметан, тритриаконтан, 1,10-ундекадиин, ундекан, 1-ундекан, цис-2-ундекан, транс-2-ундекан, цис-4-ундекан, транс-4-ундекан, цис
5-ундекан, транс-5-ундекан, ундецилбензол, 1-ундецин, 2-ундецин, винилциклогексан, 1-винилциклогексан, 4-винилциклогексан, винилциклопентан, 6-винил-6-метил-1-изопропил-3-1-(1-метилэтилиден)циклогексен (S), 1-винилнафталин, 2-винилнафталин, 2-винил-5-норборнен, о-ксилол, м-ксилол и п-ксилол.
В еще одном варианте осуществления растворитель включает, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы аминов, таких как трибутиламин, триэтиламин, триизопропиламин, ИДЧ-диметиланилин, трис(1Ч,г\[-диметиланилин), аллилдиэтиламин, аллилдиметиламин, бензо[Лхинолин, бис[4-
(диметиламино)фенил]метан, 4,4'-бис(диметиламино)трифенилметан, бутилдиметиламин, углеводородных растворителей, таких как алканы, алкены и алкины, такие как пентан, гексан, гептан, октан, циклопентан, циклогексан, дипентен, метилциклогексан, 2-метилпентан, октан, тетрагидрофуран (ТГФ), пинен, стирол, терпинен и минеральное масло, ароматических и гетероциклических ароматических соединений, таких как толуол, о-ксилол, м-ксилол, п-ксилол, этилбензол, кумол (изопропилбензол), п-цимол (1-метил-4-изопропилбензол), мезитилен (1,3,5-триметилбензол), пропилбензол, псевдокумол (1,2,4-триметилбензол), нафталин, декалин (цис- и транс-декагидронафталин), тетралин (1,2,3,4-тетрагидронафталин), пиррол, фуран, 2,5-дифенилфуран, тиофен, имидазол, пиридин, пиримидин, пиразин, хинолин, изохинолин, индол, акридин, 1,2-диметилиндол, 9,9'-диксантилиден, 2,6-лютидин (2,6-диметилпиридин), 2-пиколин (2-метилпиридин), и нитрилов, таких как ацетонитрил и пропаннитрил. В одном варианте осуществления аминогруппа связана с арилом. Подходящие аминовые растворители представляют собой аналоги 1Ч,Н-диметиланилина, такие как М-бензил-М-этиланилин, предпочтительно имеющие множество алкилированных аминогрупп 0 на ариле, так как в случае 1,3,5-трис(Ы,К-диметиламино)бензола.
В еще одном варианте осуществления растворитель включает, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы и производных диметилформамида (ДМФА), диметилацетамида (ДМА), диметилсульфоксида (ДМСО), 1,3-диметил-2-имидазолидинона (ДМИ), гексаметилфосфорамида (ГМФА), г\[-метил-2-пирролидона (ТЧМП), 4-диметиламинобензальдегида, ацетона, диметилацетон-1,3-дикарбоксилата, 3',4'-диметилацетофенона, диметилметилфосфоната, гексаметилциклотрисилоксана, гексаметилфосфортриамида, трибутилфосфита, трибутилбората, триэтилбората, три-н-бутилбората, трифенилбора, триэтилфосфита, триэтилфосфина, три-н-бутилфосфина, триметилбората, триметиленбората, триметилфосфита, трифенилфосфита, трис(фенил)фосфина, металлоорганики, такой как ферроцен, никелоцен, металлоорганика, диметилселен, диметилтеллурид, тетраэтилсвинец, этилтриметилсвинец, тетра-н
бутилсвинец, фенилтиобензол и дифенилселенид, триметилстибин, тетра-н-бутилгерманий, тетрапропилтитанат, тетрабутилтитанат, трибутилалюминат, трибутилалюминий, триэтилстибин, триметиларсин, триметилиндий и трифенилстибин, алкилсульфидов, таких как диэтилсульфид и бис(фенил)сульфид, алкилселенидов, таких как диэтилселениды, алкилтеллуридов, таких как диэтилтеллурид, диэтилсульфоксида, аллилэтилового эфира, этанолята алюминия, этоксида алюминия, втор-бутоксида алюминия, триметилбората, триэтилбората, трипропилбората, трибутилбората, тригексилбората, трифенилстибина, 1,3-бензодиоксола, бензофурана, 2Н-1-бензопирана, бензотиазола, бензо[Ь]тиофена, бензоксазола, N-бензил-М-этиланилина, бензилэтилового эфира, бензилметилового эфира, бензилфенилового эфира, 2,2'-бипиридина, 1,3-бис(1-метил-4-пиперидил)пропана, бис(4-метилфенилового) эфира, бис(фенилового) эфира, бис(4-метилфенил)сульфида, бис(метилтио)метана, 1,2-бис(М-морфолино)этана, 2,2'-битиофена, 1-(2-бутоксиэтокси)-2-пропанола, 1-бутокси-4-метилбензола, 4-[3-(4-бутоксифенокси)пропил]морфолина, бутилэтилового эфира, втор-бутилового простого эфира, трет-бутилэтилового эфира, бутилэтилсульфида, трет-бутилэтилсульфида, бутилизобутилового эфира, трет-бутилизобутилового эфира, трет-бутилизопропилового эфира, 1-трет-бутил-4-метоксибензола, бутилметилового эфира, втор-бутилметилового эфира, бутилфенилового эфира, N-бутилпиперидина, бутилпропилового эфира, бутилвинилового эфира, трет-бутилвинилового эфира, дибензилового эфира, 1,4-дибутоксибензола, 1,2-дибутоксиэтана, дибутоксиметана, дибутилового эфира, ди-втор-бутилового эфира, ди-трет-бутилового эфира, гидрохлорида дицикломина, диэтилового эфира, дициклопентилового эфира, 1,2-диэтоксибензола, 1,4-диэтоксибензола, 1,1-диэтокси-К,К-диметилметанамина, 1,1-диэтоксиэтана, 1,2-диэтоксиэтана, диэтоксиметана, 2-(диэтоксиметил)фурана, 1,1-диэтоксипентана, 1,1-диэтоксипропана, 2,2-диэтоксипропана, 3,3-диэтокси-1-пропена, 3,3-диэтокси-1-пропина, 1Ч,1Я-диэтиланилина, диэтиленгликольдибутилового эфира, диэтиленгликольдиэтилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира, диэтилтеллурида, дифурфурилового эфира, дигептилового эфира, дигексилового эфира, 2,3-дигидро-1,4-бензодиоксина, 2,3-дигидробензофурана, 3,4-дигидро-1Я-2-бензопирана, 3,4-дигидро-2Я-1-бензопирана, 2,5-дигидро-2,5-диметоксифурана, 2,3-дигидро-1,4-диоксина, 3,6-дигидро-4-метил-2Я-пирана, 4,5-дигидро-2-метилтиазола, 3,4-дигидро-2Я-пирана, 3,6-дигидро-2Я-пирана,
диизопентилового эфира, диизопропилового эфира, 1,2-диметоксибензола, 1,3-диметоксибензола, 1,4-диметоксибензола, 1,2-диметоксиэтана, 4,8-диметоксифуро[2,3-Ь]хинолина, диметоксиметана, 1,2-диметокси-4-метилбензола, 1,3-диметокси-5-метилбензола, 1,4-диметокси-2-метилбензола, 1,2-диметил-1Я-имидазола, 1,3-диметил-
Ш-индола, диметилселенида, 1,3-диоксана, 1,3-диоксепана, 1,3-диоксолана, 1,2-дифенокситана, дифенилселенида, 1,2-дипропоксиэтана, дипропоксиметана, дипропилового эфира, дивинилового эфира, дивинил сульфида, 3-3TOKCH-N,N-диэтиланилина, 2-этокси-3,4-дигидро-2Я-пирана, 1 -этокси-2-метоксиэтана,
этилтриметилсвинца, индолизина, 4-метоксипиридина, 6-метоксихинолина, 1-метил-З-феноксибензола, 1-метил-4-(фенилтио)бензола, метилтриэтилсвинца, 1,4-оксатиана, оксазола, оксепана, птеридина, тетраэтоксигермана, н-бутоксида титана (IV), тетрапропилтитаната, трибутилалюмината, трибутилалюминия, трибутилбората, трибутилфосфита, 1,3,5-триэтоксибензола, триэтилбората, триэтилфосфина, триэтилфосфита, триэтилстибина, триметилиндия, триметилфосфита, триметилстибина, трифенилстибина, N-( 1 -циклопентен-1 -ил)пирролидина, циклопентилметил сульфида, декаметилциклопентасилоксана, декаметилтетрасилоксана, М,г> 1-диаллил-2-пропен-1 -амина, диаллилсульфида, дибензофурана, бензо[Ь]тиофена, дибензотиофена, дибензилсульфида, гч[,г\[-дибутиланилина, 2,6-ди-трет-бутилпиридина, дибутилсульфида, ди-втор-бутилсульфида, ди-трет-бутилсульфида, дидецилового эфира, диэтилметиламина, М,> > [-диэтил-2-метиланилина, Ы,]Ч-диэтил-4-метиланилина, М,1Ч-диэтил-1 -нафталинамина, N,N-flH3mn-1 ОЯ-фенотиазин-1 -этанамина, г^гЧ-диэтил-а-фенилбензолметанамина, диэтилсульфида, дигептилсульфида, дигексилсульфида, 2,3-дигидрофурана, 2,5-дигидрофурана, 2,3-дигидро-2-метилбензофурана, 2,3-дигидротиофена, 2,5-дигидротиофена, диизобутилсульфида, диизопентилсульфида, диизопропилсульфида, 1,2-диметокси-4-аллилбензола, 4,7-диметокси-5-аллил-1,3-бензодиоксола, 4,4'-диметокси-1,1' -бифенила, 1,1 -диметоксидо декана, (2,2-диметоксиэтил)бензола, 1,1-
диметоксигексадекана, 1,2-диметокси-4-(1-пропенил)бензола, 4,5-диметокси-6-(2-пропенил)-1,3-бензодиоксола, 1,2-диметокси-4-винилбензол а, 2-(п-
диметиламиностирил)бензотиазола, 2,6-диметиланизола, 3,5-диметиланизола, 2,5-диметилбензоксазола, Ы,К-диметилбензиламина, М,М-диметил-М'-бензил-Н'-2-пиридинил-1,2-этандиамина, 4' -диметил-2,2' -бипиридина, диметилдецил амина, диметилового эфира, (1,1-диметилэтоксибензола, 2,5-диметилфурана, К,К-диметил-1-нафтиламина, Н,К-диметил-2-нафтиламина, 2,9-диметил-1,10-фенантролина, 1,4-диметилпиперазина, 1,2-диметилпиперидина, К^-диметил-1-пропанамина, 2,3-диметилпиразина, 2,5-диметилпиразина, 2,6-диметилпиразина, 1,3-диметил-1Я-пиразола, Н,М-диметил-2-пиридинамина, М,М-диметил-4-пиридинамина, 2,3-диметилпиридина, 2,4-диметилпиридина, 2,5-диметилпиридина, 2,6-диметилпиридина, 3,4-диметилпиридина, 3,5-диметилпиридина, 4,6-диметилпиримидина, 1,2-диметилпирролидина, 2,4-диметилхинолина, 2,6-диметилхинолина, 2,7-диметилхинолина, 2,3-диметилхиноксалина,
диметилсульфида, диметилтеллурида, 2,5-диметил-1,3,4-тиадиазола, 2,7-диметилтиантрена, 2,4-диметилтиазола, 4,5-диметилтиазола, 2,3-диметилтиофена, 2,4-диметилтиофена, 2,5-диметилтиофена, 3,4-диметилтиофена, 2,6-диметил-4-тридецилморфолина, динонилового эфира, диоктилового эфира, диоктилсульфида, дипентилового эфира, дипентил сульфида, 2,5-дифенилоксазола, 1-(3,3-дифенилпропил)пиперидина, 1,4-бис(4-метил-5-фенилоксазол-2-ил)бензола, дифенилсульфида, М,М-дипропиланилина, дипропилсульфида, 1,3-дитиана, 1,4-дитиана, 1,3-дитиолана, 1-додецилпиперидина, дотиепина, доксепина, доксиламина, 1-этокси-З-метилбензола, 1-этокси-4-метилбензола, 2-этокси-2-метилбутана, 1-этоксинафталина, 2-этоксинафталина, 2-этил-1Я-бензимидазола, 9-этил-9#-карбазола, этилдиметиламина, 3-этил-2,5-диметилпиразина, 2-этилфурана, этилгексилового эфира, 1-этил-1#-имидазола, этилизопентилового эфира, этилизопропилового эфира, М-этил-М-изопропил-2-пропанамина, этилизопропилсульфида, 1-этил-4-метоксибензола, N-этил-М-метиланилина, 1 -этил-2-метил- 1#-бензимидазола, 2-этил-2-метил-1,3-диоксолана, этилметилового эфира, 2-этил-5-метилпиразина, З-этил-4-метилпиридина, 4-этил-2-метилпиридина, этилметилсульфида, N-этилморфолина, 1-этилпиперидина, этилпропилового эфира, 2-(1-этилпропил)пиридина, 4-(1-этилпропил)пиридина, этилпропилсульфида, 2-этилпиразина, 2-этилпиридина, 3-этилпиридина, 4-этилпиридина, 1-этил-Ш-пиррола, 2-этилтетрагидрофурана, (этилтио)бензола, этилтиоцианата, 1-(этилтио)-4-метилбензола, 2-этилтиофена, этилвинилового эфира,
гексабутилдистанноксана, гексадецилдиметиламина, гексадецилвинилового эфира, 2,3,4,6,7,8-гексагидропирроло[1,2-а]пиримидина, гексагидро-1,3,5-трифенил-1,3,5-триазина, гидрокотарнина, гидрогидрастинина, имипрамина, изобутилдиметиламина, изопропилметилового эфира, изопропилметилсульфида, изопропилпропилсульфида, (изопропилтио)бензола, изопропилвинилового эфира, мебгидролина, 2-метокси-1,Г-бифенила, 4-метокси-1,Г-бифенила, 1-метокси-1,3-бутадиена, 2-метокси-1,3-бутадиена, 1-метокси-1-бутен-З-ина, метоксициклогесана, (2-метоксиэтокси)этена, 2-(2-метоксиэтил)пиридина, 2-метоксифурана, 4-метоксифуро[2,3-Ь]хинолина, 2-метокси-2-метилбутана, 2-(метоксиметил)фурана, 1-метоксинафталина, 2-метоксинафталина, транс-1-метокси-4-(2-фенилвинил)бензола, 2-метокси-1-пропена, З-метокси-1-пропена, транс-1-метокси-4-( 1 -пропенил)бензола, 1 -метокси-4-(2-пропенил)бензола, 1 -метокси-4-пропилбензола, 2-метоксипиридина, 3-метоксипиридина, 3-метоксипиридина, (2-метоксивинил)бензола, 2-метиланизола, 3-метил анизол а, 4-метиланизола, 1-метил-1Я-бензимазола, 2-метилбензофурана, 2-метилбензотиазола, 2-метилбензоксазола, 4-метил-1Я,г <[-бис(4-метилфенил)анилина, [(З-метилбутокси)метил]бензола, 1 -[2-(3-метилбутокси)
2-фенилэтил]пирролидина, метил-терт-бутилового эфира, 3-метил-9#-карбозола, 9-метил-9Я-карбозола, 2-метил-И,г> [-диметиланилина, З-метил-НИ-диметиланилина, 4-MeTmi-N,N-диметиланилина, метилдиоктиламина, 4-метил-1,3-диоксана, 2-метил-1,3-диоксолана, метилдифениламина, 1-(1-метилэтокси)бутана, 2-[2-(1-метилэтокси)этил]пиридина, 1-(1-метилэтокси)пропана, 2-метилфурана, 3-метилфурана, 1-метилимидазола, 1 -метил-\Н-индола, 1-метилизохинолина, 3-метилизохинолина, 4-метилизоксазола, 5-метилизоксазола, 4-метилморфолина, метил-1-нафтиламина, 2-метилоксазола, 4-метилоксазола, 5-метилоксазола, 2-метил-2-оксазолина, 3-(4-метил-3-пентенил)фурана, метилпентилового эфира, метилпентилсульфида, метил-трет-пентилсульфида, 10-метил-1 ОЯ-фенотиазина, ТЧ-метил-г\1-фенилбензолметанамина, 1 -метил-> 1-фенил-1Ч-бензил-4-пиперидинамина, 2-метил-5-фенилпиридина, 1-метилпиперидина, 4-(2-
метилпропенил)морфолина, метилпропилового эфира, 1-метил-2-пропилпиперидина, (S), метилпропилсульфида, Ы-метил-М-2-пропинилбензолметанамина, 2-метилпиразина, 1 -метил-Ш-пиразола, 3-метил пиридина, 4-метилпиридина, 2-метилпиримидина, 4-метилпиримидина, 5-метилпиримидина, 1 -метилпиррола, N-метилпирролидина, 3-(1-метил-2-пирролидинил)пиридина (±), 2-метилхинолина, 3-метилхинолина, 4-метилхинолина, 5-метилхинолйна, 6-метилхинолина, 7-метилхинолина, 8-метилхинолина, 2-метилхиноксалина, 2-метилтетрагидрофурана, 2-метилтиазола, 4-метилтиазола, (метилтио)бензола, (метилтио)этена, [(метилтио)метил]бензола, 2-метилтиофена, 3-метилтиофена, 3-(метилтио)-1-пропена, метистицина, 2-(4-морфолинотио)бензотиазола, миристицина, 1,5-нафтиридина, 1,6-нафтиридина, никотеллина, октилфенилового эфира, орфенадрина, папаверина, 2-(3-пентенил)пиридина, перазина, фенантридина, 1,7-фенантролина, 1,10-фенантролина, 4,7-фенантролина, феназина, фендиметразина, фениндамина, 9-фенилакридина, М-фенил-М-бензилбензолметанамина, 2-(2-фенилэтил)пиридина, 2-фенилфурана, 1-фенил-1Я-имидазола, 4-фенилморфолина, 1-фенилпиперидина, фенилпропилового эфира, 4-(3-фенилпропил)пиридина, 2-фенилпиридина, 3-фенилпиридина, 4-фенилпиридина, 1-фенил-1Я-пиррола, 1-фенилпиролидина, 2-фенилхинолина, фенилвинилового эфира, пипротала, промазина, прометазина, транс-5-(1-пропенил)-1,3-бензодиоксола, 5-пропил-1,3-бензодиоксола, 2-пропилпиридина, 4-пропилпиридина, (пропилтио)бензола, пропилвинилового эфира, 4Н-пирана, пирантела, пириламина, хиназолина, сафрола, 2,2':6',2"-терпиридина, 2,2':5,2"-тертиофена, тетрабутилтитаната, тетраэтоксиметана, тетраэтиленгликольдиметилового эфира, N,N,N',N'-TeTpa3THfl-1,2-этандиамина, 1,2,3,4-тетрагидро-6,7-диметокси-1,2-диметилизохинолина (±), 4,5,6,7-тетрагидро-3,6-диметилбензофурана, цис-тетрагидро-2,5-диметилтиофена, 3,4,5,6-тетрагидро-7-метокси-2Я-азепина, 1,2,3,6-тетрагидро-1-метил-4
фенилпиридина, тетрагидро-3-метил-2Я-типирана, 2,3,4,5-тетрагидро-6-пропилпиридина, тетрагидропирана, 5,6,7,8-тетрагидрохинолина, тетрагидротиофена, N,N,2,6-тетраметиланилина, К,К,№,№-тетраметил-1,4-бензолдиамина, N,N,N',N'-TeTpaMem> i[l,r-бифенил]-4,4'-диамина, НН№,№-тетраметил-1,4-бутандиамина, N,N,N',N'-TeTaMeTRn-1,2-этандиамина, ^^№,№-тетраметил-1,6-гександиамина, тенальдина, тенилдиамина, тиациклогесана, 1,2,5-тиадиазола, тиантрена, тиазола, тиепана, тиетилперазина, тиоридазина, 9Я-тиоксантена, типепидина, трибутиламина, 1,1,1-триэтоксиэтана, триэтоксиметана, 1,1,1-триэтоксипропана, триэтилалюминия, триэтиламина, триэтиларсина, триэтиленгликольдиметилового эфира, трифенморфа, тригексиламина, тригексилбората, триизобутилалюмината, триизобутилалюминия, триизобутиламина, триизопентиламина, триизопропоксиметана, триизопропилбората, триизопропилфосфита, 1,3,5-триметоксибензола, триметоксибороксина, 1,1,1 -триметоксиэтана,
триметоксиметана, триметилалюминия, триметиламина, триметиларсина, триметилборана, триметилбората, 1,2,4-триметилпиперазина, триметилпиразина, 2,3,6-триметилпиридина, 2,4,6-триметилпиридина, 1,2,5-триметил-1Я-пиррола, N,N,2-триметил-6-хинолинамина, трифениларсина, трифенилфосфита, 2,4,6-трифенил-1,3,5-триазина, трипролидина, трипропиламина, трипропилборана, трипропилбората, трипропилфосфита, трис(4-диметиламинофенил)метана, трис(этилтио)метана, трис(2-метилфенил)фосфина, трис(3-метилфенил)фосфина, трис(4-метилфенил)фосфина, 2,4,6-трис(2-пиридинил)-1,3,5-тиазина, трис(о-толил)фосфита, 9-винил-9Я-карбазола, 2-винилфурана, 1-винил-2-метоксибензола, 1-винил-З-метоксибензола, 1-винил-4-метоксибензола, 2-винилпиридина, 3-винилпиридина, 4-винилпиридина, 9Я-ксантена, дибензофурана, 3,4-дигидро-2Н-бензопирана, альверина, 2-бутоксида алюминия, изопропоксида алюминия, антазолина, 1-бензилпиперидина, 2-бензилпиридина, 4-бензилпиридина, 1-бензил-1Н-пиррола, (бензилтио)бензола, 2,2'-бипиридина, 2,3'-бипиридина, 2,4'-бипиридина, 3,3'-бипиридина, 4,4'-бипиридина, 2,2'-бихинолина, 1,3-бис(1-метил-4-пиперидил)пропана, бутилметилсульфида, трет-бутилметилсульфида, 4-бутилморфолина, 4-трет-бутилпиридина, 2-бутилтиофена, куспарина, циклизина, 4-(3-циклогексен-1 -ил)пиридина, циклогексилдиэтиламина, циклогексилдиметиламина, растворителей на кремниевой основе, таких как силаны, дисиланы, силоксаны и дисилоксаны, предпочтительно гексаметилдисилоксан, (СНз)3810СН2СН2СНз и (СНз)281(ОСНСН2СНз)2, галогенированные силаны, силоксаны и дисилоксаны, предпочтительно фторированные, и ионных жидкостей, таких как имидазолиевые и алкилимидазолиевые соли, предпочтительно хлорид метилимидазолия и другие подобные соединения. Дополнительные фторсодержащие растворители или их источники включают
тетрафторсилан, гексафтордисилан, Si"F2n + i, такой как Si\(FiA, MiSiFt,, где М представляет собой щелочной металл, такой как NaiSiF^ и KiSiFe, MSiFe, где М представляет собой щелочноземельный металл, такой как MgSiFe, GaFj,, PF5 и MPFe, где М представляет собой щелочной металл.
Растворитель может включать полимер. Полимерный растворитель может создавать низкое давление паров при рабочей температуры ячейки, предпочтительно полимер является жидким при рабочей температуре ячейки. Один такой полимерный растворитель представляет собой полипропиленгликоль или полипропиленоксид.
Другими растворителями являются те, которые известны на современном уровне техники наличием у них свойств, позволяющих им сольватировать молекулы NaH. Смеси растворителей могут использоваться с любыми молярными долями. Подходящие растворители включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы толуола, нафталина, гексафторбензола, 1,4-диоксана, 1,3-диоксана, триоксана, 1,4-бензодибксана, 1,2-диметоксиэтана и ^^диметиланилина, бис(фенилового) эфира, 1,4-диоксина, дибензодиоксина или дибензо[ 1,4]диоксина и дивинилового эфира.
В одном варианте осуществления, включающем жидкий растворитель, катализатором NaH является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из компонента реакционной смеси и продукта, получаемого из реакционной смеси. Реакционная смесь может дополнительно содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы NaH, Na, NH3, NaNH2, Na2NH, Na3N, H2O, NaOH, NaX (X представляет собой анион, предпочтительно галогенид), NaBH4, NaAlH4, Ni, Pt-черни, Pd-черни, R-Ni, R-Ni, допированного структурными единицами в виде Na, такими как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Na, NaOH и NaH, носителя БПУП, газопоглотителя, диспергатора, источника водорода, такого как Нг, и диссоциатора водорода. Предпочтительно носитель не образует оксида с компонентами реакционной смеси, такими как NaOH, и растворителем, таким как простой эфир, предпочтительно БДО. В данном случае носитель может представлять собой благородный металл, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Pt, Pd, Au, Ir и Rh, или благородный металл, нанесенный на носитель, такой как Pt или Pd на титане (Pt или Pd/Ti).
Один пример реакционной смеси содержит NaH или источник NaH, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из порошкообразного никеля, характеризующегося большой площадью удельной поверхности, порошкообразного кобальта, характеризующегося большой площадью удельной поверхности, и порошкообразного редкоземельного металла, предпочтительно La, и растворитель
простой эфир, предпочтительно 1,4-бензодиоксан (БДО).
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит NaH + растворитель + носитель, где (1) носитель включает, по меньшей мере, один носитель, выбранный из характеризующегося пониженной большой площадью удельной поверхности порошкообразного Ni, порошкообразного La и углерода, такого как нанотрубки, предпочтительно одностенные, графит, графен, алмазополобный углерод (АПУ), гидрированный алмазоподобный углерод (ГАПУ), алмазный порошок, графитовый углерод, стеклоуглерод, и углерод совместно с другими металлами, так как в случае Pd или Pt/углерод, или допантами, содержащими другие элементы, так как в случае фторированного углерода, предпочтительно фторированного графита или фторированного алмаза; и (2) растворитель включает простой эфир, такой как 1,4-дибензодиоксан (ДБО), диметоксиэтан (ДМЭ), 1,4-диоксан и бифениловый эфир, ^^диметиланилин (ДМАп), перфторированный алкан или арил, такой как гексафторбензол, гексаметилфосфорамид (ГМФА), протонированный амин и толуол. В других вариантах осуществления место NaH занимает, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Na, К, КН, Li и LiH. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит структурные единицы, выбираемые из группы Na, NaH, NaF, растворителя, предпочтительно растворителя на основе фторированного углерода, и материала БПУП, такого как углерод, предпочтительно одностенные нанотрубки.
Подходящие реакционные смеси содержат, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы (1) NaH, гексафторбензола и, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из нанотрубок, порошкообразного Рг, активированного угля и мезопористого углерода, допированного порошкообразными Al, La, Y или Ni, или соответствующего карбида, (2) NaH или КН, 1,4-дибензодиоксана (ДБО) и, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из порошкообразного La, порошкообразного Nd и карбида Al, La, Y и Ni, (3) NaH, диоксана и порошкообразных Со или Nd, (4) NaH, NaOH, БДО и порошкообразного Teflon. Уровни массовых процентных содержаний могут соответствовать любым соотношениям, предпочтительно они являются приблизительно эквивалентными. В еще одном варианте осуществления реакционная смесь содержит структурную единицу, выбираемую из Na, NaH, растворителя, предпочтительно растворителя простого эфира, и материала БПУП, такого как металл, предпочтительно редкоземельный. Подходящая реакционная смесь содержит NaH, 1,4-дибензодиоксан (БДО) и La. Уровни массовых процентных содержаний могут соответствовать любым соотношениям, предпочтительно они составляют приблизительно 10/45/45% (масс), соответственно. В еще одном примере варианта осуществления энергетической ячейки
реакционная смесь содержит NaH, R-Ni или характеризующийся большой площадью удельной поверхности порошкообразный Ni и растворитель простой эфир. В определенных вариантах осуществления химической ячейки реакционная смесь дополнительно содержит газопоглотитель для гидридных ионов гидрино и молекулярного гидрино, такой как галогенид щелочного металла, предпочтительно галогенид натрия, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из NaF, NaCl, NaBr и Nal.
В одном варианте осуществления растворитель содержит галогеновую функциональную группу, предпочтительно фтор. Подходящая реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из гексафторбензола и октафторнафталина, добавляемых к катализатору, такому как NaH, и перемешиваемых с носителем, таким как активированный уголь, фторполимер или R-Ni. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит одну или несколько структурных единиц, выбираемых из группы Na, NaH, растворителя, предпочтительно фторированного растворителя, и материала БПУП. Материал БПУП может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбираемых из металла или сплава, имеющих покрытие из углерода, таких как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из порошкообразных Со, Ni, Fe, Mn и других переходных металлов, предпочтительно нанопорошков, имеющих предпочтительно от одного до десяти углеродных слоев, а более предпочтительно три слоя, в соответствии со способами, известными специалистам в соответствующей области техники; углерода, предпочтительно нанопорошка, имеющего покрытие из металла или сплава, такого как углерод, имеющий покрытие из переходного металла, предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ni, Со и Мп, и фторида, предпочтительно фторида металла. Предпочтительно металл пригоден для нанесения на него покрытия в виде нереакционно-способного слоя фторида, например как в случае стали, никеля, меди или монель-металла. Металл, имеющий покрытие, может представлять собой порошок, характеризующийся большой площадью удельной поверхности. Другими подходящими металлами являются редкоземельные металлы, такие как La, имеющие фторидное покрытие, которое может содержать LaFx, такой как LaF3. В определенных вариантах осуществления фторид металла является более стабильным, чем MF, где М представляет собой катализатор или источник катализатора, такие как Li, Na и К. В одном дополнительном варианте осуществления реакционная смесь дополнительно содержит фторид, такой как фторид металла. Фторид может содержать металл катализатора, например как в случае NaF, KF и LiF, и может дополнительно содержать переходный, благородный металл, интерметаллический композит, редкоземельный металл, лантаноид, предпочтительно La или Gd, и актиноидный металл, Al, Ga, In, TI, Sn,
Pb, металлоиды, В, Si, Ge, As, Sb, Те, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, щелочной металл и щелочноземельные металлы. Фторид может включать газопоглотитель, а также материал БПУП. В одном варианте осуществления металл может включать сплав, такой как сплав LaNis и Ni-Y, или карбид, предпочтительно стойкий к образованию неорганического фторида.
Подходящий фторированный растворитель для регенерации представляет собой CF4. Один носитель или материал БПУП, подходящий для фторированного растворителя совместно с катализаторами NaH, представляет собой NaF. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит, по меньшей мере, NaH, CF4 и NaF. Другие носители или газопоглотители на основе фтора включают M2SiFe, где М представляет собой щелочной металл, так как в случае Na2SiFe и K2SiF^, MSiF$, где М представляет собой щелочноземельный металл, так как в случае MgSiFe, GaF-i, PF5, MPF(,, где М представляет собой щелочной металл, MHF2, где М представляет щелочной металл, так как в случае NaHF2 и KHF2, K2TaF7, KBF4, K2MnFe и K2ZrFe, где предусматриваются и другие подобные соединения, такие как те, которые имеют другое замещение щелочным или щелочноземельным металлами, такое как в случае одного представителя, выбранного из Li, Na или К в качестве щелочного металла.
В одном варианте осуществления растворитель содержит фтор и, по меньшей мере, один другой элемент, где фториды на основе, по меньшей мере, одного другого элемента являются термодинамически или кинетически стабильными по отношению к реакции с NaH и предпочтительно жидкими при рабочей температуре ячейки, которая может находиться в диапазоне от 200°С до 700°С. Другой элемент может представлять собой Si, Те, Se или Sb. Растворитель может представлять собой SixFy, где х и у представляют собой целые числа. В еще одном варианте осуществления химия растворителя по отношению к NaH или любому другому реагенту реакционной смеси соответствует химии обратимой реакции, такой как обратимая реакция для NaF и Нг по отношению к фторированному растворителю, предпочтительно содержащему углерод, и NaH. В одном варианте осуществления, включающем NaH и фторированный растворитель, в реакционную смесь с фторированным растворителем подают Нг, потому что NaH в сопоставлении с Na является менее реакционно-способным по отношению к любым связям C-F, и Нг уменьшает количество Na.
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из фторированного растворителя и материала БПУП, защищают от воздействия, приводящего к образованию NaF. Фторуглероды являются стойкими к воздействию сильных оснований, и в одном варианте осуществления источник
катализаторов NaH представляет собой сильное основание. Источник может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Na, NaH, NaNH2, NH3, NaOH, Na20 и источника водорода, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из гидрида и Н2 и диссоциатора. Примеры реакций для получения катализатора NaH, в некоторой степени регенеративного, приводятся в представленных ниже уравнениях (158-161), (168) и (177-183). В уравнениях (158-161) приводится цикл для NaOH при получении катализатора NaH. Реакция, описывающаяся в уравнении (158), может ограничивать количество Na, вступающее в реакцию со фторуглеродным растворителем. К реакционной смеси, содержащей NaOH, может быть добавлен восстановитель для получения NaH и оксида восстановителя. Реагент может быть отправлен на рецикл в результате восстановления оксида водородом, что может дополнительно привести к получению NaOH. Водород может быть диссоциирован под действием диссоциатора. Восстановитель может представлять собой металл, имеющий соответствующий оксид, который может быть восстановлен водородом, так как в случае Cr, Fe, Sn и Zn. В альтернативном варианте, оксид, такой как ZnO, может быть восстановлен до получения металла в результате нагревания до высокой температуры, такой как равная приблизительно 1750°С. В других вариантах осуществления место фторированного растворителя может занимать другой тип, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из простого эфира, предпочтительно одного представителя, выбранного из дибензодиоксина, дибензо-1,4-диоксана, диоксана и диметоксиэтана, и углеводорода, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из толуола, ксилола, бензола, нафталина, нафтацена, фенантрена, хризена, флуорантена и пирена. Носителем может являться металл, предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из La, Рг, Со и Nd.
Подходящая реакционная смесь содержит NaH или источник NaH, растворитель, предпочтительно фторуглерод, такой как CF4, гексафторбензол (ГФБ) или перфторгептан, носитель, предпочтительно включающий углерод и металл, и при необходимости водород. Углерод предпочтительно может включать активированный уголь (АС), но также может включать и другие формы, такие как стеклоуглерод, кокс, графитовый углерод и углерод совместно с металлом диссоциатора, таким как Pt или Pd, где величина % (масс.) находится в диапазоне от 0,1 до 5 % (масс). Металл может иметь форму, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из порошкообразного металла, гидрида или карбида, так как в случае, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы щелочного металла, щелочноземельного металла, предпочтительно Mg в виде MgH2, Al в виде металла или карбида, такого как AI4C3, редкоземельного металла или его
100
карбида, предпочтительно La, металла или сплава, предпочтительно нанопорошка, имеющих покрытие из углерода, таких как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из порошкообразных Со, Ni, Fe, Mn и других переходных металлов, имеющих предпочтительно от одного до десяти углеродных слоев, а более предпочтительно три слоя, и углерода, предпочтительно нанопорошка, имеющего покрытие из металла или сплава, такого как углерод, имеющий покрытие из переходного металла, предпочтительно, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ni, Со и Мп. Металл может быть интеркалирован углеродом. В случае интеркалированного металла в виде Na и катализатора в виде NaH предпочтительно интеркалирование для Na является насыщенным. Реагенты могут присутствовать с любыми требуемыми соотношениями, такими как в случае (1) NaH (14% (масс.)), ГФБ (14% (масс.)), АС (58% (масс.)) и MgH2 (14% (масс.)); (2) NaH (14% (масс.)), ГФБ (14% (масс.)), АС (58% (масс.)) и А1 (14% (масс.)); (3) NaH (14% (масс.)), ГФБ (14% (масс.)), АС (58% (масс.)) и А14С3 (14% (масс.)); (4) NaH (14% (масс.)), ГФБ (14% (масс.)), АС (58% (масс.)) и нанопорошок Со, имеющий покрытие из углерода, (14% (масс.)); (5) NaH (14% (масс.)), ГФБ (14% (масс.)), АС (58% (масс.)) и La (14% (масс.)). В других вариантах осуществления место АС -активированного угля занимает мезопористый углерод, а в других - увеличивают количество растворителя, предпочтительно с коэффициентом в диапазоне от двух до трех по отношению к количеству других реагентов. В других вариантах осуществления место катализатора NaH занимает другой катализатор, такой как К или Li.
В одном общем варианте осуществления реакционная смесь содержит компонент, называемый защитным агентом или блокирующим агентом, который, по меньшей мере, частично подавляет прохождение нетребуемой реакции между одним компонентом смеси и другим. Предпочтительно защитный агент или блокирующий агент является нереакционно-способным по отношению к растворителю или носителю. Нереакционно-способными по отношению к фторуглеродам являются сильные основания; в то время как Na в данном отношении является реакционно-способным. Таким образом, в одном варианте осуществления к реакционной смеси в качестве блокирующего агента может быть добавлен, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Нг, NaOH, NaNH2 и NH3, для проведения реакции с любым количеством Na, полученным во время реакции с образованием гидрино, и предотвращения прохождения реакции между ним и носителем, таким как фторуглеродный носитель. Один пример реакционной смеси содержит NaH, блокирующий агент, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из NaOH, NaNH2, NH3, Нг, растворитель, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из БДО, краун-эфира, полипропиленоксида, CF4 и ГФБ, и носитель,
101
включающий, по меньшей мере, фторуглерод, такой как порошкообразный Teflon. Примеры защитных агентов представляют собой гидрид и карбид. Защищаемый реагент может представлять собой металлический носитель. Реакция может включать NaH и растворитель простой эфир, такой как БДО, и гидрид металла, такой как гидрид редкоземельного металла, или карбид, такой как карбиды, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из А1, редкоземельного и переходного металлов.
Во втором общем варианте осуществления реакционная смесь в течение продолжительного периода времени является по существу стабильной по отношению к реакции среди компонентов, отличных от тех, которые образуют гидрино. Предпочтительно растворитель, такой как полярный растворитель, является нереакционно-способным по отношению к катализатору или носителю. Например, растворитель простой эфир является нереакционно-способным по отношению к NaH в качестве источника катализатора, фторуглеродному носителю или порошкообразному редкоземельному металлу, гидриду или карбиду при подходящей низкой температуре реакции, такой как меньшая, чем 350°С. Таким образом, один пример реакционной смеси содержит NaH, растворитель простой эфир, такой как БДО, диоксан или краун-эфир, и носитель на основе порошкообразного редкоземельного металла, такой как порошкообразный La. Еще один носитель включает сплав, стойкий по отношению к реакции с растворителем, такой как LaNis.
В третьем общем варианте осуществления реакционная смесь содержит реагенты, которые образуют гидрино с высоким выходом, поскольку между компонентами также протекает и побочная реакция. Реагенты могут быть регенерированы для проведения еще одного цикла получения гидрино. Один пример реакционной смеси содержит NaH, фторуглеродный растворитель, такой как CF4, и носитель, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Teflon, фторированного графита, активированного угля, графена и мезопористого углерода, плюс, по меньшей мере, один представитель, выбранный из порошкообразных Al, La, Со, Ni, Mn, Y и Fe и их карбидов. Предпочтительно металл и карбид содержат смесь, такую как смесь Ni, Со, Мп. Металлы и карбиды могут присутствовать с любым соотношением % (масс). Предпочтительно состав и соотношения между массовыми процентами (%) представляют собой приблизительно от 20 до 25% Ni, от 60 до 70% Со и от 5 до 15 % Мп. В еще одном варианте осуществления металл и карбид составляют смесь с другими элементами, такими как один представитель, выбранный из Ni, Со, Mn, Fe, S и Са. Металлы и карбиды и другие элементы могут присутствовать с любым соотношением % (масс). Предпочтительно состав и соотношения массовых процентов (%) представляют собой
102
приблизительно 20 ± 5% Ni, 65 ± 5% Со, 10 ± 5% Mn, 1 ± 5% Fe, 1% ± 2 S и 0,5 ± 2% Са. В других вариантах осуществления углеродный носитель включает углерод, характеризующийся большой площадью удельной поверхности, такой как активированный уголь или мезопористый углерод, и, по меньшей мере, один металл, который образует менее термодинамически стабильный фторид в сопоставлении с NaF, такой как никель, железо, иридий, ванадий, свинец, молибден и вольфрам.
Другие варианты осуществления включают реакционные смеси, включающие любую комбинацию данных трех общих вариантов осуществления, базируясь на них, на любой их комбинации, или любые альтернативные стратегии или цепочки реакций.
В одном варианте осуществления источник или источники получения катализатора и атомарного водорода включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из амидов, таких как L1NH2, имидов, таких как IJ2N, нитридов, таких как U3N, и металлического катализатора совместно с NH3. Реакции данных структурных единиц обеспечивают получение как атомов Li, так и атомарного водорода. В дополнение к этому, место Li могут занимать К, Cs и Na, и катализатор представляет собой атомарный К, атомарный Cs и молекулярный NaH. В еще одном варианте осуществления реакционной смеси, содержащей жидкий растворитель, катализатор представляет собой Li. Реакционная смесь может дополнительно содержать структурную единицу, выбираемую из группы Li, L1NH2, Li2NH, LisN, L1NO3, LiX, NH4X (X представляет собой анион, предпочтительно галогенид), NH3, R-Ni, носителя БПУП, газопоглотителя, диспергатора, источника водорода, такого как Н2, и диссоциатора водорода. Ь. Неорганические растворители
В еще одном варианте осуществления реакционная смесь содержит, по меньшей мере, один неорганический растворитель. Растворитель может дополнительно включать расплавленное неорганическое соединение, такое как расплавленная соль. Неорганический растворитель может представлять собой расплавленный NaOH. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит катализатор, источник водорода и неорганический растворитель для катализатора. Катализатором может являться, по меньшей мере, один представитель, выбранный из молекул NaH, Li и К. Растворителем может являться, по меньшей мере, один представитель, выбранный из расплавленной или растопленной соли или эвтектики, таких как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из расплавленных солей из группы галогенидов щелочных металлов и галогенидов щелочноземельных металлов. Неорганический растворитель реакционной смеси катализатора NaH может включать низкоплавкую эвтектику в виде смеси галогенидов щелочных металлов, таких как NaCl и КС1. Растворитель может представлять
103
собой низкоплавкую соль, предпочтительно соль Na, такую как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Nal (660°С), NaAlCU (160°С), NaAlF4 и соединения того же самого класса, что и NaMX4, где М представляет собой металл, а X представляет собой галогенид, соответствующего галогениду металла, который является более стабильным, чем NaX. Реакционная смесь может дополнительно содержать носитель, такой как R-Ni.
Неорганический растворитель реакционной смеси, содержащей катализатор Li, может включать низкоплавкую эвтектику в виде смеси галогенидов щелочных металлов, таких как LiCl и КС1. Растворитель на основе расплавленной соли может включать растворитель на основе фтора, который является стабильным по отношению к NaH. Температура плавления LaF3 составляет 1493°С, а температура плавления NaF составляет 996°С. Полученная в результате размалывания в шаровой мельнице смесь с надлежащими соотношениями, при необходимости совместно с другими фторидами, содержит растворитель на основе соли фтористо-водородной кислоты, который является стабильным по отношению к NaH и расплавляется предпочтительно в диапазоне 600°С-700°С. В одном варианте осуществления, включающем расплавленную соль, реакционная смесь содержит NaH + смесь солей, такая как NaF-KF-LiF (11,5-42,0-46,5), температура плавления = 454°С, или NaH + смесь солей, такая как LiF-KF (52 %-48 %), температура плавления = 492°С. У. Системы и реакции регенерации
Схематический чертеж системы для рециркуляции или регенерации топлива в соответствии с настоящим описанием изобретения продемонстрирован на фигуре 4. В одном варианте осуществления побочные продукты реакции с образованием гидрино включают галогенид металла MX, предпочтительно NaX или КХ. Установка для отправления топлива на рецикл 18 (фигура 4) включает сепаратор 21 для отделения неорганических соединений, таких как NaX, от носителя. В одном варианте осуществления сепаратор или его компонент включают просеиватель или циклонный сепаратор 22, которые производят разделение на основании различий в плотностях структурных единиц. Один дополнительный сепаратор или его компонент включают магнитный сепаратор 23, где магнитные частицы, такие как никель или железо, вытягиваются магнитом, в то время как поток немагнитного материала, такого как MX, проходит через сепаратор. В еще одном варианте осуществления сепаратор или его компонент включают систему 24 дифференциальных солюбилизации или суспендирования продукта, включающую промывку 25 компонента растворителем, которая для обеспечения разделения растворяет или суспендирует, по меньшей мере, один компонент в большей степени, чем другой, и может дополнительно включать систему 26
104
извлечения соединения, такую как испаритель растворителя 27 и сборник соединения 28. В альтернативном варианте, система извлечения включает осадитель 29 и сушилку и сборник соединения 30. В одном варианте осуществления для обогревания, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из испарителя 27 и сушилки 30 (фигура 4), используют отработанное тепло из турбины 14 и водного конденсатора 16, продемонстрированных на фигуре 4. Тепло для любой другой из ступеней установки для отправления на рецикл 18 (фигура 4) может включать отработанное тепло.
Установка для отправления топлива на рецикл 18 (фигура 4) дополнительно включает электролизер 31, который подвергает электролизу извлеченный MX или другой галогенированный или галогенидный продукт для получения металла и газообразного галогена. В одном варианте осуществления электролиз протекает в энергетическом реакторе 36, предпочтительно из расплава, такого как эвтектический расплав. Электролизный газ и металлсодержащие продукты собирают раздельно в сборнике 32 высоколетучего газа и сборнике 33 металла, который может дополнительно включать перегонный куб или сепаратор 34 для металла в случае смеси металлов, соответственно. В случае первоначального реагента в виде гидрида металл подвергают гидридированию при использовании гидридирующего реактора 35, включающего ячейку 36, способную создавать давления, меньшие, большие и равные атмосферному, впускное отверстие и выпускное отверстие 37 для металла и гидрида, впускное отверстие 38 для газообразного водорода и его клапан 39, источник 40 подачи газообразного водорода, выпускное отверстие 41 для газа и его клапан 42, насос 43, обогреватель 44 и датчики давления и температуры 45. В одном варианте осуществления источник 40 подачи водорода включает электролизер воды, снабженный сепаратором газообразных водорода и кислорода. Выделенный металлсодержащий продукт, по меньшей мере, частично галогенируют в реакторе галогенирования 46, включающем ячейку 47, способную создавать давления, меньшие, большие и равные атмосферному, впускное отверстие для углерода и выпускное отверстие 48 для галогенированного продукта, впускное отверстие 39 для газообразного фтора и его клапан 50, источник 51 подачи газообразного галогена, выпускное отверстие 52 для газа и его клапан 53, насос 54, обогреватель 55 и датчики давления и температуры 56. Предпочтительно реактор также содержит катализаторы и другие реагенты для стимулирования превращения металла 57 в галогенид в виде продукта, характеризующегося требуемыми степенью окисления и стехиометрией. По меньшей мере, два представителя, выбираемые из металла или гидрида металла, галогенида металла, носителя и других первоначальных реагентов, после перемешивания в смесителе 58 отправляют на рецикл в котел 10 для проведения еще одного цикла
105
выработки энергии.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерацией реакционная смесь содержит NaH, Mg, Мп1г и носитель - активированный уголь, WC или TiC. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием Мп1г, такую как следующая далее
2КН + Mnh -> 2К1+Мп + #2 (86)
Mg + Mnl2 Mgh + Mn (87) KI и Mgb могут быть подвергнуты электролизу для получения из расплавленной соли 1г, К и Mg. Электролиз расплава может быть проведен при использовании ячейки Даунса или модифицированной ячейки Даунса. Мп может быть отделен при использовании механического сепаратора и при необходимости сит. Непрореагировавшие Mg или MgH2 могут быть отделены в результате плавления и разделения твердой и жидкой фаз. Иодиды для электролиза могут быть получены в результате промывания продуктов реакции подходящим растворителем, таким как обескислороженная вода. Раствор может быть отфильтрован для удаления носителя, такого как АС, и при необходимости переходного металла. Твердое вещество может быть подвергнуто центрифугированию и высушиванию, предпочтительно при использовании отработанного тепла из энергетической системы. В альтернативном варианте, галогениды могут быть отделены в результате их плавления с последующим разделением жидкой и твердой фаз. В еще одном варианте осуществления более легкий АС может быть первоначально отделен от других продуктов реакции по способу, такому как циклонное разделение. К и Mg являются несмешиваемыми, и отделенные металлы, такие как К, могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Н2, предпочтительно полученным в результате электролиза Н2О. Иодид металла может быть получен по известным реакциям с отделенным металлом или с металлом, неотделенным от АС. В одном варианте осуществления Мп вводят в реакцию с HI для получения Mnh, а Нг отправляют на рецикл и вводят в реакцию с 1г для получения HI. В других вариантах осуществления место Мп занимают другие металлы, предпочтительно переходный металл. Место Mg может занимать другой восстановитель, такой как А1. Место иодида может занимать другой галогенид, предпочтительно хлорид. Место NaH могут занимать LiH, КН, RbH или CsH.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, Mg, AgCl и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием AgCl, такую как следующая далее КН + AgCl -" KCl + Ag+ 1/2#2 (88)
106
Mg + 2AgCl ¦" MgCh + 2Ag (89) KC1 и MgCh могут быть подвергнуты электролизу для получения из расплавленной соли СЬ, К и Mg. Электролиз расплава может быть проведен при использовании ячейки Даунса или модифицированной ячейки Даунса. Ag может быть отделен при использовании механического сепаратора и при необходимости сит. Непрореагировавшие Mg или MgKb могут быть отделены в результате плавления и разделения твердой и жидкой фаз. Хлориды для электролиза могут быть получены в результате промывания продуктов реакции подходящим растворителем, таким как обескислороженная вода. Раствор может быть отфильтрован для удаления носителя, такого как АС, и при необходимости металлического Ag. Твердое вещество может быть подвергнуто центрифугированию и высушиванию, предпочтительно при использовании отработанного тепла из энергетической системы. В альтернативном варианте, галогениды могут быть отделены в результате их плавления с последующим разделением жидкой и твердой фаз. В еще одном варианте осуществления более легкий АС может быть первоначально отделен от других продуктов реакции по способу, такому как циклонное разделение. К и Mg являются несмешиваемыми, и отделенные металлы, такие как К, могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Нг, предпочтительно полученным в результате электролиза НгО. Хлорид металла может быть получен по известным реакциям с отделенным металлом или с металлом, неотделенным от АС. В одном варианте осуществления Ag вводят в реакцию с СЬ для получения AgCl, а Нг отправляют на рецикл и вводят в реакцию с 12 для получения HI. В других вариантах осуществления место Ag занимают другие металлы, предпочтительно переходный металл или In. Место Mg может занимать другой восстановитель, такой как А1. Место иодида может занимать другой галогенид, предпочтительно хлорид. Место NaH могут занимать LiH, КН, RbH или CsH.
В одном варианте осуществления реакционную смесь регенерируют из продуктов реакции с образованием гидрино. В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор КН или NaH, Mg или MgH2 и галогенид щелочноземельного металла, такой как ВаВгг, и носитель -активированный уголь, WC или предпочтительно TiC. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов или металлов под действием ВаВгг, такую как следующая далее
2КН + Mg + ВаВг2 -> 2KBr + Ва + MgH2 (90)
2NaH +Mg + BaBr2 2NaBr + Ва + MgH2 (91) Температуры плавления Ва, магния, MgH2, NaBr и КВг составляют 727°С, 650°С, 327°С, 747°С и 734°С, соответственно. Таким образом, MgH2 может быть отделен от бария и
107
любого интерметаллического композита Ba-Mg в результате выдерживания MgH2 при необходимости при добавлении Н2, предпочтительно плавления MgH2 и отделения жидкости от смеси продуктов реакции. При необходимости он может быть подвергнут термическому разложению для получения Mg. После этого оставшиеся продукты реакции могут быть добавлены к электролизному расплаву. Твердый носитель и Ва осаждаются с образованием предпочтительно разделяемых слоев. В альтернативном варианте, Ва может быть отделен в виде жидкости в результате плавления. После этого NaBr или КВг могут быть подвергнуты электролизу для получения щелочного металла и Вг2. Последний вводят в реакцию с Ва для получения ВаВгг. В альтернативном варианте, Ва представляет собой анод, а ВаВг2 образуется непосредственно в анодном пространстве. Щелочной металл может быть подвергнут гидридированию с последующим электролизом или получен в катодном пространстве во время электролиза в результате барботирования Нг в данном пространстве. После этого MgH2 или Mg, NaH или КН, ВаВг2 и носитель возвращают в реакционную смесь. В других вариантах осуществления место ВаВг2 занимает другой галогенид щелочноземельного металла, предпочтительно ВаС12. В еще одном варианте осуществления реакции регенерации могут протекать без электролиза вследствие небольшого различия энергий между реагентами и продуктами. Реакции, описывающиеся уравнениями (90-91), могут быть обращены в результате изменения условий проведения реакции, таких как температура или давление водорода. В альтернативном варианте, расплавленные или летучие структурные единицы, такие как К или Na, могут быть селективно удалены для стимулирования обратного прохождения реакции и регенерации реагента или структурной единицы, которые могут быть дополнительно введены в реакцию и повторно добавлены в ячейку для получения первоначальной реакционной смеси. В еще одном варианте осуществления летучую структурную единицу можно непрерывно выдерживать при кипячении для поддержания прохождения обратимой реакции между катализатором или источником катализатора, такими как NaH, КН, Na или К, и первоначальным окислителем, таким как галогенид щелочноземельного металла или галогенид редкоземельного металла. В одном варианте осуществления выдерживания при кипячении добиваются при использовании перегонного куба, такого как перегонный куб 34, продемонстрированный на фигуре 4. В еще одном варианте осуществления для обращения реакции могут быть изменены условия проведения реакции, такие как температура или давление водорода. В данном случае реакцию первоначально проводят в прямом направлении для получения гидрино и продуктов реакционной смеси. После этого продукты, отличные от низкоэнергетического водорода, преобразуют в первоначальные реагенты. Это может быть осуществлено в
108
результате изменения условий проведения реакции и возможно добавления или удаления, по меньшей мере, частичных, тех же самых или других продуктов или реагента, что и те, которые первоначально использовали или получали. Таким образом, прямые реакции и реакции регенерации проводят в чередующихся циклах. Может быть добавлен водород для замещения того, который израсходовался при получении гидрино. В еще одном варианте осуществления выдерживают условия проведения реакции, такие как повышенная температура, причем обратимую реакцию оптимизируют таким образом, чтобы как прямая, так и обратная реакции проходили бы по способу, который обеспечивает достижение желательной, предпочтительно максимальной, скорости образования гидрино.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор NaH, Mg, FeBr2 и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием БеВгг, такую как следующая далее
2NaH + FeBr2 -" INaBr + Fe + H2 (92)
Mg + FeBr2 MgBr2 + Fe (93) NaBr и MgBr2 могут быть подвергнуты электролизу для получения из расплавленной соли Вгг, Na и Mg. Электролиз расплава может быть проведен при использовании ячейки Даунса или модифицированной ячейки Даунса. Fe является ферромагнитным и может быть отделен по магнитному способу при использовании механического сепаратора и при необходимости сит. В еще одном варианте осуществления место Fe может занимать ферромагнитный Ni. Непрореагировавшие Mg или MgH2 могут быть отделены в результате плавления и разделения твердой и жидкой фаз. Бромиды для электролиза могут быть получены в результате промывания продуктов реакции подходящим растворителем, таким как обескислороженная вода. Раствор может быть отфильтрован для удаления носителя, такого как АС, и при необходимости переходного металла. Твердое вещество может быть подвергнуто центрифугированию и высушиванию, предпочтительно при использовании отработанного тепла из энергетической системы. В альтернативном варианте, галогениды могут быть отделены в результате их плавления с последующим разделением жидкой и твердой фаз. В еще одном варианте осуществления более легкий АС может быть первоначально отделен от других продуктов реакции по способу, такому как циклонное разделение. Na и Mg являются несмешиваемыми, и отделенные металлы, такие как Na, могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Нг, предпочтительно полученным в результате электролиза НгО. Бромид металла может быть
109
получен по известным реакциям с отделенным металлом или с металлом, неотделенным от АС. В одном варианте осуществления Fe вводят в реакцию с НВг для получения FeBr2, а Нг отправляют на рецикл и вводят в реакцию с Вгг для получения НВг. В других вариантах осуществления место Fe занимают другие металлы, предпочтительно переходный металл. Место Mg может занимать другой восстановитель, такой как А1. Место бромида может занимать другой галогенид, предпочтительно хлорид. Место NaH могут занимать LiH, КН, RbH или CsH.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор КН или NaH, Mg или MgH2, SnBr2 и носитель -активированный уголь, WC или предпочтительно TiC. В одном варианте осуществления ! источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов или металлов под действием SnBr2, такую как следующая далее
2КН + SnBr2 2KBr + Sn+H2 (94) I 2NaH+SnBr2J> 2NaBr + Sn + H2 (95) j Mg + SnBr2 -> MgBr2 + Sn (96) i Температуры плавления олова, магния, MgH2, NaBr и KBr составляют 119°C, 650°C, 327°C, 747°C и 734°C, соответственно. Сплав олово-магний будет плавиться выше температуры, такой как 400°С, для приблизительно 5 % (масс.) Mg, как это представлено на фазовой диаграмме их сплавов. В одном варианте осуществления металлические олово и магний, и их сплавы отделяют от носителя и галогенидов в результате плавления i металлов и сплавов и разделения жидкой и твердой фаз. Сплав может быть введен в реакцию с Нг при температуре, которая обеспечивает получение твердого вещества MgH2 ! и металлического олова. Твердая и жидкая фазы могут быть разделены для получения i MgH2 и олова. MgH2 может быть подвергнут термическому разложению для получения Mg и Н2. В альтернативном варианте, к продуктам реакции "по месту" может быть I добавлен Нг при температуре, селективной для превращения любого непрореагировавшего Mg и любого сплава Sn^Mg в твердый MgH2 и жидкое олово. Олово может быть селективно удалено. После этого MgH2 может быть нагрет и удален в виде жидкости. Затем галогениды могут быть удалены из носителя по способам, таким как (1) их плавление и разделение фаз, (2) циклонное разделение на основании различий плотностей, где предпочтительным является плотный носитель, такой как WC, или (3) ; просеивание на основании различий размеров. В альтернативном варианте, галогениды могут быть растворены в подходящем растворителе, а жидкая и твердая фазы могут быть разделены по способам, таким как фильтрование. Жидкость может быть выпарена, а после этого галогениды могут быть подвергнуты электролизу из расплава для получения
металлических Na или К и возможно Mg, которые являются несмешиваемыми, и каждый из которых отделяется. В еще одном варианте осуществления К получают в результате восстановления галогенида при использовании металлического Na, который регенерируют в результате электролиза галогенида натрия, предпочтительно того же самого галогенида, что и образующийся в реакторе для получения гидрино. В дополнение к этому, газообразный галоген, такой как Вгг, собирают из электролизного расплава и вводят в реакцию с выделенным Sn для получения SnBr2, который отправляют на рецикл совместно с NaH или КН и Mg или MgH2 для проведения еще одного цикла реакции с образованием гидрино, где гидриды получают в результате гидридирования газообразным H2. В одном варианте осуществления получают НВг и вводят его в реакцию с Sn для получения SnBr2. НВг может быть получен в результате проведения реакции между Вгг и Нг или во время электролиза в результате барботирования Нг на аноде, преимуществом чего является уменьшение энергии электролиза. В другом варианте осуществления место Sn занимает другой металл, предпочтительно переходный металл, а место Вг может занимать другой галогенид, такой как I.
В еще одном варианте осуществления на начальной стадии все продукты реакции вводят в реакцию с водным НВг, а раствор концентрируют для осаждения SnBr2 из раствора MgBr2 и КВг. Для разделения солей могут быть использованы другие подходящие растворители и способы разделения. После этого MgBr2 и КВг подвергают электролизу для получения Mg и К. В альтернативном варианте сначала удаляют Mg или MgH2 при использовании механических способов или способов с применением селективного растворителя, так чтобы электролизу необходимо было бы подвергнуть только КВг. В одном варианте осуществления Sn в виде расплава удаляют с твердого MgH2, который может быть получен в результате добавления Нг во время или после реакции с образованием гидрино. После этого к электролизному расплаву добавляют MgH2 или Mg, КВг и носитель. Носитель осаждается в зоне седиментации вследствие его большого размера частиц. MgH2 и КВг образуют часть расплава и разделяются исходя из плотности. Mg и К являются несмешиваемыми, и К также образует отдельную фазу, так что Mg и К собираются раздельно. Анод может представлять собой Sn, так чтобы продуктами электролиза являлись бы К, Mg и SnBr2. Анод может представлять собой жидкое олово, или жидкое олово может быть разбрызгано на аноде для прохождения реакции с бромом и получения SnBr2. В данном случае энергетическим интервалом при регенерации является интервал для соединения в сопоставлении с более высоким элементарным интервалом, соответствующим элементарным продуктам на обоих электродах. В одном дополнительном варианте осуществления реагенты содержат КН,
Ill
носитель и Snb или SnBr2. Sn может быть удалено в виде жидкости, а оставшиеся продукты, такие как КХ и носитель, могут быть добавлены к электролизному расплаву, где носитель отделяют исходя из плотности. В данном случае предпочтительным является плотный носитель, такой как WC.
Реагенты могут содержать кислородсодержащее соединение для получения оксидного продукта, такого как оксид катализатора или источника катализатора, такого как оксид NaH, Li или К, и оксид восстановителя, такой как оксид Mg, MgH2, Al, Ti, В, Zr или La. В одном варианте осуществления реагенты регенерируют в результате проведения реакции между оксидом и кислотой, такой как галогенисто-водородная кислота, предпочтительно НС1, для получения соответствующего галогенида, такого как хлорид. В одном варианте осуществления окисленные углеродные структурные единицы, такие как структурная единица в виде карбоната, гидрокарбоната, карбоновой кислоты, таких как щавелевая кислота или оксалат, может быть восстановлена металлом или гидридом металла. Предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Li, К, Na, LiH, КН, NaH, Al, Mg и MgH2 вступает в реакцию со структурной единицей, содержащей углерод и кислород, и образует соответствующие оксид или гидроксид металла и углерод. Каждый соответствующий металл может быть регенерирован в результате электролиза. Электролиз может быть проведен при использовании расплавленной соли, такой как расплав эвтектической смеси. Продукт электролиза в виде газообразного галогена, такого как газообразный хлор, может быть использован для получения соответствующей кислоты, такой как НС1, в рамках части цикла регенерации. Галогенисто-водородная кислота НХ может быть получена в результате проведения реакции между газообразным галогеном и газообразным водородом и при необходимости растворения газообразного галогенида водорода в воде. Предпочтительно газообразный водород получают в результате электролиза воды. Кислород может представлять собой реагент реакционной смеси для получения гидрино или может быть введен в реакцию для получения источника кислорода реакционной смеси для получения гидрино. Стадия проведения реакции между оксидным продуктом реакции с образованием оксида гидрино и кислотой может включать промывание продукта кислотой для получения раствора, содержащего металлические соли. В одном варианте осуществления реакционная смесь для получения гидрино и соответствующая смесь продуктов содержат носитель, такой как углерод, предпочтительно активированный уголь. Оксиды металлов могут быть отделены от носителя в результате растворения их в водной кислоте. Таким образом, продукт может быть промыт кислотой и может быть дополнительно отфильтрован для разделения компонентов реакционной смеси. Вода может быть удалена в результате выпаривания при
112
использовании тепла, предпочтительно отработанного тепла из энергетической системы, и к электролизной смеси для получения металлов и газообразного галогена могут быть добавлены соли, такие как хлориды металлов. В одном варианте осуществления любой метановый или углеводородный продукт может быть подвергнут риформингу для получения водорода и при необходимости углерода или диоксида углерода. В альтернативном варианте, метан может быть отделен от смеси газообразных продуктов и продан в качестве коммерческого продукта. В еще одном варианте осуществления метан может быть преобразован в другие углеводородные продукты по способам, известным на современном уровне техники, таким как реакции Фишера-Тропша. Образование метана может быть подавлено в результате добавления газа, создающего помехи, такого как инертный газ, и выдерживания неблагоприятных условий, таких как пониженные давление водорода или температура.
В еще одном варианте осуществления оксиды металлов подвергают непосредственному электролизу из эвтектической смеси. Оксиды, такие как MgO, могут быть введены в реакцию с водой для получения гидроксидов, таких как Mg(OH)2. В одном варианте осуществления гидроксид восстанавливают. Восстановитель может представлять собой щелочной металл или его гидрид, такие как Na или NaH. Гидроксидный продукт может быть подвергнут непосредственному электролизу в виде расплавленной соли. Продукты реакции с образованием гидрино, такие как гидроксиды щелочных металлов, также могут быть использованы в качестве коммерческого продукта, и соответствующие галогениды накапливают. После этого галогениды могут быть подвергнуты электролизу для получения газообразного галогена и металла. Газообразный галоген может быть использован в качестве коммерческого промышленного газа. Металл может быть подвергнут гидридированию газообразным водородом, предпочтительно полученным в результате электролиза воды, и подан в реактор в виде части реакционной смеси для получения гидрино.
Восстановитель, такой как щелочной метал, может быть регенерирован из продукта, включающего соответствующее соединение, предпочтительно NaOH или Na20, при использовании способов и систем, известных специалистам в соответствующей области техники. Один способ включает электролиз в смеси такой как эвтектическая смесь. В одном дополнительном варианте осуществления продукт восстановитель может содержать, по меньшей мере, некоторое количество .оксида, такого как оксид металлического восстановителя (например, MgO). Гидроксид или оксид могут быть растворены в слабой кислоте, такой как хлористо-водородная кислота, для получения соответствующей соли, такой как NaCl или MgCl2. Обработка кислотой также может
113
представлять собой безводную реакцию. Потоки газов можно перепускать при низком давлении. Соль может быть подвергнута обработке продуктом восстановителем, таким как щелочной или щелочноземельный металл, для получения первоначального восстановителя. В одном варианте осуществления второй восстановитель представляет собой щелочноземельный металл, предпочтительно Са, где NaCl или MgCh восстанавливают для получения металлических Na или Mg. Дополнительный продукт СаСЬ также извлекают и отправляют на рецикл. В одном альтернативном варианте осуществления оксид восстанавливают под действием Н2 при высокой температуре.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, 02 и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием 02, такую как следующая далее
MgH2 + 02^ Mg(OH)2 (97)
MgH2 + l,502 + С -> MgCO-з + #2 (98)
NaH + 3/202 + С -" NaHCOi (99)
2NaH+02^2NaOH (100) Любой продукт MgO может быть превращен в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgO + Н20 -> Mg(OH)2 (101) Карбонат, гидрокарбонат натрия или магния и другие структурные единицы, содержащие углерод и кислород, могут быть восстановлены под действием Na или NaH:
NaH + Na2C03 -" 3NaOH +C + l/H2 (102)
NaH+ \l3MgCO-i -> NaOH+ 1/3C+ l/3Mg(103) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg при использовании Na или NaH:
2Na + Mg(OH)2 2NaOH + Mg (104) После этого NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и Ог непосредственно из расплава. Может быть использован способ Кастнера. Подходяще катод и анод для основного раствора представляют собой никель. Анодом также могут являться углерод, благородный металл, такой как Pt, носитель, такой как Ti, имеющий покрытие из благородного металла, такого как Pt, или анод, имеющий геометрически стабильные размеры. В еще одном варианте осуществления NaOH превращают в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где СЬ в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Нг, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1. Электролиз расплавленного NaCl может быть проведен при использовании ячейки Даунса или модифицированной ячейки Даунса. В
114
альтернативном варианте, НС1 может быть получен в результате хлорщелочного электролиза. Водный NaCl для данного электролиза может быть получен в результате промывания продуктов реакции водным раствором НС1. Раствор может быть отфильтрован для удаления носителя, такого как АС, который может быть подвергнут центрифугированию и высушиванию, предпочтительно при использовании отработанного тепла из энергетической системы.
В одном варианте осуществления стадии реакции включают (1) промывание продуктов водным раствором НС1 для получения хлоридов металлов из структурных единиц, таких как гидроксиды, оксиды и карбонаты, (2) преобразование любого количества выделяющегося СОг в воду и С в результате восстановления под действием Нг при использовании реакции конверсии водяного газа и реакции Фишера-Тропша, где С отправляют на рецикл в качестве носителя на стадии 10, а вода может быть использована на стадиях 1, 4 или 5, (3) отфильтровывание и высушивание носителя, такого как АС, причем высушивание может включать стадию центрифугирования, (4) электролиз воды для получения Н2 и Ог и подачи их на стадии от 8 до 10, (5) при необходимости получение Нг и НС1 в результате электролиза водного NaCl для подачи на стадии 1 и 9, (6) выделение и высушивание хлоридов металлов, (7) электролиз расплава хлорида металла для получения металлов и хлора, (8) получение НС1 в результате проведения реакции между СЬ и Нг для подачи на стадию 1, (9) гидридирование любого металла для получения соответствующего исходного реагента в результате проведения реакции с водородом и (10) получение первоначальной реакционной смеси при добавлении Ог со стадии 4 или в альтернативном варианте при использовании 02, выделенного из атмосферы.
В еще одном варианте осуществления электролизу из расплава для получения Mg и 02 подвергают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из оксида магния и гидроксида магния. Расплав может представлять собой расплав NaOH, где Na также может быть получен в результате электролиза. В одном варианте осуществления оксиды углерода, такие как карбонаты и гидрокарбонаты, могут быть подвергнуты разложению для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из СО и СОг, которые могут быть добавлены к реакционной смеси в качестве источника кислорода. В альтернативном варианте, структурные единицы в виде оксидов углерода, такие как СОг и СО, могут быть восстановлены водородом для получения углерода и воды. СОг и СО могут быть восстановлены в результате проведения реакции конверсии водяного газа и реакции Фишера-Тропша.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, CF4 и носитель - активированный уголь. В одном
115
варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием CF4, такую как следующая далее
2MgH2 + CF4 -> С + 2MgF2 + 2#2 (105)
2MgH2 + CF4 -" С#4 + 2MgF2 (106)
ANaH +CF4-> C+ ANaF +2H2(l 07)
ANaH + CFA СЩ + ANaF (108) NaF и MgF2 могут быть подвергнуты электролизу для получения F2, Na и Mg из расплавленной соли, которая может дополнительно содержать HF. Na и Mg являются несмешиваемыми, и разделенные металлы могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Н2, предпочтительно полученным в результате электролиза Н20. Газообразный F2 может быть введен в реакцию с углеродом и любым количеством продукта реакции СЩ для регенерации CF4. В альтернативном и предпочтительном варианте анод электролизной ячейки содержит углерод, а силу тока и условия по электролизу выдерживают такими, чтобы CF4 представлял бы собой продукт электролиза на аноде.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, Р2О5 (Р4Ою) и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием Р2О5, такую как следующая далее
5MgH2 + Р205 5MgO + 2Р + 5#2 (109)
5NaH + P205 J> 5NaOH + 2Р (110) Фосфор может быть превращен в Р2О5 в результате сжигания в 02
2Р + 2,502 ^Р205 (111) Продукт MgO может быть превращен в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgO + Н20^ Mg(OH)2 (112) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg при использовании Na или NaH:
2Na + Mg{OH)2 -" 2NaOH+ Mg (113) После этого NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и 02 непосредственно из расплава, или он может быть превращен в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где С12 в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Н2, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1. В вариантах осуществления металлы, такие как Na и Mg, могут быть превращены в соответствующие гидриды в результате проведения реакции с Н2, предпочтительно полученным в результате электролиза воды.
116
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, NaNCb и носитель -активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием NaNCb, такую как следующая далее
NaN03 + NaH+ С -" Na2C03 + V2N2 + 1/2Н2 (114)
NaN03 + 1/2Н2 + 2NaH -> 3NaOH+ 1/2N2 (115)
NaN03 + 3MgH2 3MgO + NaH+ V2N2 + 5/2H2 (116) Карбонат, гидрокарбонат натрия или магния и другие структурные единицы, содержащие углерод и кислород, могут быть восстановлены под действием Na или NaH:
NaH + Na2C03 -" 3NaOH+ С + 1/Я2 (117)
NaH+ H3MgC03 -> NaOH+ 1/3C+ V3Mg (118) Карбонаты также могут быть подвергнуты разложению из водных сред для получения гидроксидов и С02
Ыа2СОг + Н20 -" 2NaOH + С02 (119) Выделяющийся С02 может быть введен в реакцию для получения воды и С в результате восстановления под действием Н2 при использовании реакции водяного газа и реакции Фишера-Тропша
С02 + Н2^ СО + Н20 (120)
СО + Н2-> С+ Н20 (121) Продукт MgO может быть превращен в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgO + Н20^ Mg(OH)2 (122) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg при использовании Na или NaH:
2Na + Mg(OH)2 -> 2NaOH + Mg (123) Нитраты щелочных металлов могут быть регенерированы при использовании способов, известных специалистам в соответствующей области техники. В одном варианте осуществления N02 может быть получен по известным промышленным способам, таким как в случае процесса Габера с последующим процессом Оствальда. В одном варианте осуществления пример последовательности стадий представляет собой:
N2^r^NH3^j^N02. (124)
process process
Надписи на уравнении.
Haber process - Процесс Габера; Ostwaldprocess = Процесс Оствальда.
Говоря конкретно, процесс Габера может быть использован для получения NH3 из N2 и Н2 при повышенных температуре и давлении с использованием катализатора, такого как а
117
железо, содержащее определенное количество оксида. Процесс Оствальда может быть использован при окислении аммиака для получения N02 на катализаторе, таком как горячий платиновый или платиново-родиевый катализатор. Теплом может быть отработанное тепло из энергетической системы. N02 может быть растворен в воде для получения азотной кислоты, которую вводят в реакцию с NaOH, Na2C03 или NaHC03 для получения нитрата натрия. После этого оставшийся NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и 02 непосредственно из расплава, или он может быть превращен в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где СЬ в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Н2, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1. В вариантах осуществления металлы, такие как Na и Mg, могут быть превращены в соответствующие гидриды в результате проведения реакции с Нг, предпочтительно полученным в результате электролиза воды. В других вариантах осуществления место Na занимают Li и К.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, SF6 и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием SF6, такую как следующая далее
4MgH2 + SF6 3MgF2 + 4#2 + MgS (125)
INaH + SF6 -> 6NaF + 3H2 + NaHS (126) NaF и MgF2 и сульфиды могут быть подвергнуты электролизу для получения Na и Mg из расплавленной соли, которая может дополнительно содержать HF. Газообразный фтор электролиза может быть введен в реакцию с сульфидами для получения газообразного SF6, который можно удалять динамическим путем. Отделение SF6 от F2 может быть проведено по способам, известным на современном уровне техники, таким как криогенная дистилляция, мембранное разделение или хроматография при использовании среды, такой как молекулярные сита. NaHS расплавляется при 350°С и может представлять собой часть расплавленной электролизной смеси. Любой продукт MgS может быть введен в реакцию с Na для получения NaHS, где реакция может протекать "по месту" во время электролиза. S и металлы могут представлять собой продукты, полученные во время электролиза. В альтернативном варианте, металлы могут присутствовать в неосновном количестве, так чтобы образовались бы более стабильные фториды, или для получения фторидов может быть добавлен F2.
3MgH2 + SF6 3MgF2 + 3H2 + S (127)
6NaH + SF6 -> 6NaF +3H2 + S (128) NaF и MgF2 могут быть подвергнуты электролизу для получения F2, Na и Mg из
118
расплавленной соли, которая может дополнительно содержать HF. Na и Mg являются несмешиваемыми, и разделенные металлы могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Нг, предпочтительно подпитка идет в результате электролиза НгО. Газообразный F2 может быть введен в реакцию с серой для регенерации SF6.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, NF3 и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием NF3, такую как следующая далее
3MgH2 + 2NF3 -" 3MgF2 + ЗН2 + N2 (129)
6MgH2 + 2NF3 3MgF2 + MgiN2 + 6H2 (130)
3NaH + NF3 3NaF+ \I2N2 + \,5H2 (131) NaF и MgF2 могут быть подвергнуты электролизу для получения F2, Na и Mg из расплавленной соли, которая может дополнительно содержать HF. Превращение Mg3N2 в MgF2 может происходить в расплаве. Na и Mg являются несмешиваемыми, и разделенные металлы могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Н2, предпочтительно полученным в результате электролиза Н20. Газообразный F2 может быть введен в реакцию с NH3, предпочтительно в реакторе с медной насадкой, для получения NF3. Аммиак может быть получен в процессе Габера. В альтернативном варианте, NF3 может быть получен в результате электролиза NH4F в безводном HF.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, Na2S20s и носитель -активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием Na2S20g, такую как следующая далее
8MgH2 + Na2S2Oi -" 2MgS + 2NaOH+ 6MgO + 6H2 (132)
!MgH2 + Na2S2Oz + С -> 2MgS + Na2C03 + 5MgO + 1H2 (133)
1 ONaH + Na2S20 & -> 3Na2S + ZNaOH + H2 (134)
9NaH + Na2S20% + С -> 2Na2S + Na2C03 + 5NaOH + 2H2 (135) Любое количество продукта MgO может быть превращено в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgO + Н20 -> Mg(OH)2 (136) Карбонат, гидрокарбонат натрия или магния и другие структурные единицы, содержащие углерод и кислород, могут быть восстановлены под действием Na или NaH:
NaH + Na2C03 -" 3NaOH+ С+ 1/Я2 (137)
NaH+ V3MgC03 -> NaOH+ 1/3C+ V3Mg (138)
119
MgS может быть подвергнут сжиганию в кислороде, гидролизу, обмену с Na для получения сульфата натрия и электролизу для получения Na2S20%
2MgS + Ю#20 + INaOH Na2S2Og+ 2Mg(OH)2 + 9H2 (139) Na2S может быть подвергнут сжиганию в кислороде, гидролизу для получения сульфата натрия и электролизу для получения Na2S20%
2Na2S+ \W20 Na2S20g+ 2NaOH+ 9H2 (140) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg под действием Na или NaH:
2Na + Mg(OH)2 ^ 2NaOH + Mg (141) После этого NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и 02 непосредственно из расплава, или он может быть превращен в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где СЬ в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Нг, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации твердотопливная реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, S и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием S, такую как следующая далее
MgH2 + S^ MgS + #2 (142)
2NaH +S^> Na2S + H2 (143) Сульфид магния может быть превращен в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgS + 2Н20 -> Mg(OH)2 + H2S (144) H2S может быть подвергнут разложению при повышенной температуре или использован для превращения SO2 в S. Сульфид натрия может быть превращен в гидроксид в результате сжигания и гидролиза
Na2S+l,502 ^ Na20 + S02
Na20 + Н20 2NaOH (145) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg под действием Na или NaH:
2Na + Mg(OH)2 -" 2NaOH + Mg (146) После этого NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и 02 непосредственно из расплава, или он может быть превращен в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где СЬ в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Нг, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1. SO2 может быть восстановлен при повышенной температуре при использовании Нг
120
S02 + 2H2S -> 3S + 2H20 (147) В вариантах осуществления металлы, такие как Na и Mg, могут быть превращены в соответствующие гидриды в результате проведения реакции с Нг, предпочтительно полученным в результате электролиза воды. В других вариантах осуществления S и металл могут быть регенерированы в результате электролиза из расплава.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, N20 и носитель - активированный уголь. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под действием N20, такую как следующая далее
AMgH2 + N20 -> MgO + Mg3N2 + 4H2 (148)
NaH+ 3N20 + С -> NaHCOi + 3N2 + \I2H2 (149) Продукт MgO может быть превращен в гидроксид в результате проведения реакции с водой
MgO + Н20-Ъ Mg(OH)2 (150) Нитрид магния также может быть подвергнут гидролизу для получения гидроксида магния:
Mg3N2 + 6Н20 3Mg(OH)2 + ЗН2 + N2 (151) Карбонат, гйдрокарбонат натрия и другие структурные единицы, содержащие углерод и кислород, могут быть восстановлены под действием Na или NaOH:
NaH+Na2C03 -> 3NaOH+C+ \IH2 (152) Mg(OH)2 может быть восстановлен для получения Mg под действием Na или NaH:
2Na + Mg(OH)2 -" 2NaOH+ Mg (153) После этого NaOH может быть подвергнут электролизу для получения металлического Na и NaH и 02 непосредственно из расплава, или он может быть превращен в NaCl в результате проведения реакции с НС1, где С12 в качестве газа электролиза NaCl может быть введен в реакцию с Н2, полученным в результате электролиза воды, для получения НС1. Аммиак, полученный в процессе Габера, окисляют (уравнение (124)), а температуру контролируемо выдерживают для стимулирования получения N20, который отделяют от других газов смеси продуктов стационарной реакции.
В примерах реакций с образованием гидрино и регенерации реакционная смесь содержит катализатор NaH, MgH2, С12 и носитель, такой как активированный уголь, WC или TiC. Реактор может дополнительно включать источник высокоэнергетического света, предпочтительно ультрафиолетового света, для диссоциирования С12 и инициирования реакции с образованием гидрино. В одном варианте осуществления источник экзотермической реакции представляет собой реакцию окисления гидридов металлов под
121
действием СЬ, такую как следующая далее
ANaH + Cl2 ~> 2NaCl + Н2 (154)
MgH2 + Ck ¦> MgCl2 + H2 (155) NaCl и MgCb могут быть подвергнуты электролизу для получения СЬ, Na и Mg из расплавленной соли. Электролиз расплавленного NaCl может быть проведен при использовании ячейки Даунса или модифицированной ячейки Даунса. NaCl для данного электролиза может быть получен в результате промывания продуктов реакции водным раствором. Раствор может быть отфильтрован для удаления носителя, такого как АС, который может быть подвергнут центрифугированию и высушиванию, предпочтительно при использовании отработанного тепла из энергетической системы. Na и Mg являются несмешиваемыми, и отделенные металлы могут быть подвергнуты гидридированию газообразным Нг, предпочтительно полученным в результате электролиза Н20. Один пример результата представляет собой нижеследующее:
¦ 4 r WC + 1 r MgH2 + 1 r NaH + 0,01 моль С12, при инициировании с использованием УФ-лампы для диссоциирования С12 и получения CI, Ein: 162,9 кДж, dE: 16,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 23-42°С, Tmax: 85°С, теоретическая величина составляет 7,10 кДж, приращение в 2,25 раза.
Реагенты, включающие катализатор или источник катализатора, такие как NaH, К или Li или их гидриды, восстановитель, такой как щелочной металл или его гидрид, предпочтительно Mg, MgH2 или Al, и окислитель такой как NF3, могут быть регенерированы в результате гидролиза. Предпочтительно в результате электролиза регенерируют продукты фториды металлов для получения металлов и газообразного фтора. Электролит может содержать эвтектическую смесь. Смесь может дополнительно содержать HF. NF3 может быть регенерирован в результате электролиза NH4F в безводном HF. В еще одном варианте осуществления NH3 вводят в реакцию с F2 в реакторе, таком как реактор с медной насадкой. F2 может быть получен в результате электролиза с применением анода с геометрически стабильными размерами или углеродного анода при использовании условий, которые благоприятствуют получению F2. SFe может быть регенерирован в результате проведения реакции между S и F2. Любой нитрид металла, который может быть получен в реакции с образованием гидрино, может быть регенерирован в результате проведения, по меньшей мере, одной операции, выбираемой из термического разложения, восстановления под действием Н2, окисления с образованием оксида или гидроксида и реакции с образованием галогенида и последующим электролизом и реакции с газообразным галогеном во время электролиз расплавленного галогенида металла. NC13 может быть получен в результате проведения
122
реакции между аммиаком и газообразным хлором или реакции между аммониевыми солями, такими как NH4CI, и газообразным хлором. Газообразный хлор может быть получен в результате электролиза солей хлористо-водородной кислоты, таких как соли из смеси продуктов реакции. NH3 может быть получен при использовании процесса Габера, где водород может быть получен в результате электролиза, предпочтительно воды. В одном варианте осуществления NCI3 получают в реакторе "по месту" в результате проведения реакции между, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из NH3 и аммониевой роли, такой как NH4CI, и газообразным СЬ. В одном варианте осуществления B1F5 может быть регенерирован в результате проведения реакции между BiF3 и F2, полученным в результате электролиза фторидов металлов.
В одном варианте осуществления, когда источник кислорода или галогена при необходимости исполняет функцию реагента экзотермической реакции активации, оксидный или галогенидный продукт предпочтительно регенерируют в результате электролиза. Электролит может содержать эвтектическую смесь, такую как смесь АЬОз и Na3AlF6; MgF2, NaF и HF; Na3AlF6; NaF, S1F4 и HF; и A1F3, NaF и HF. Электролиз SiF4 для получения Si и F2 может быть проведен для эвтектической смеси фторидов щелочных металлов. Вследствие низкой смешиваемости Mg и Na они могут разделяться в фазах расплава. Вследствие низкой смешиваемости А1 и Na они могут разделяться в фазах расплава. В еще одном варианте осуществления продукты электролиза могут быть разделены в результате перегонки. В одном дополнительном варианте осуществления ТЮ2 регенерируют в результате проведения реакции с С и О для получения СО и TiCU, который дополнительно вводят в реакцию с Mg для получения Ti и MgCl2. Mg и С1 могут быть регенерированы в результате электролиза. В случае продукта MgO, Mg может быть регенерирован по способу Пиджена. В одном варианте осуществления MgO вводят в реакцию с Si для получения Si02 и газообразного Mg, который конденсируют. Продукт Si02 может быть регенерирован для получения Si в результате восстановления под действием Н2 при высокой температуре или реакции с углеродом для получения Si и СО и С02. В еще одном варианте осуществления Si регенерируют в результате электролиза при использовании способа, такого как электролиз твердых оксидов в расплавленном хлориде кальция. В одном варианте осуществления хлорат или перхлорат, такие как хлорат или перхлорат щелочного металла, регенерируют в результате электролитического окисления. Электролитическому окислению для получения хлората и перхлората может быть подвергнут соляной раствор.
Для регенерации реагентов любое оксидное покрытие на металлической подложке, которое может образоваться, может быть удалено разбавленной кислотой с последующим
123
отделением от смеси реагентов или продуктов. В еще одном варианте осуществления карбид регенерируют из оксида в результате проведения реакции с углеродом при высвобождении монооксида или диоксида углерода.
В случае содержания в реакционной смеси растворителя растворитель может быть отделен от других регенерируемых реагентов или продуктов в результате удаления растворителя при использовании выпаривания или фильтрования или центрифугирования с удерживанием твердого вещества. В случае присутствия других летучих компонентов, таких как щелочные металлы, они могут быть селективно удалены в результате нагревания до подходящим образом повышенной температуры, такой чтобы они были бы выпарены. Например, металл, такой как металлический Na, собирают в результате перегонки, а носитель, такой как углерод, сохраняется. Na может быть подвергнут повторному гидридированию для получения NaH и возвращен к углероду совместно с растворителем, добавленным для регенерации реакционной смеси. Выделенное твердое вещество, такое как R-Ni, также может быть отдельно регенерировано. Отделенный R-Ni может быть подвергнут гидридированию в результате воздействия газообразным водородом при давлении в диапазоне от 0,1 до 300 атм.
Растворитель может быть регенерирован в случае его разложения во время катализаторной реакции для получения гидрино. Например, продукты разложения ДМФА могут представлять собой диметиламин, монооксид углерода, муравьиную кислоту, формиат натрия и формальдегид. В одном варианте осуществления диметилформамид получают при использовании либо катализируемой реакции между диметиламином и монооксидом углерода в Метаноле, либо реакции между метилформиатом и диметиламином. Он также может быть получен в результате проведения реакции между диметиламином и муравьиной кислотой.
В одном варианте осуществления из продуктов реакционной смеси может быть регенерирован один пример растворителя простого эфира. Предпочтительно реакционную смесь и условия ее проведения выбирают такими, чтобы скорость реакции для простого эфира была бы сведена к минимуму в сопоставлении со скоростью образования гидрино, так чтобы любое разложение простого эфира было бы незначительным в сопоставлении с энергией, полученной от реакции с образованием гидрино. Таким образом, простой эфир по мере надобности может быть добавлен обратно при удалении продукта разложения простого эфира. В альтернативном варианте, простой эфир и условия проведения реакции могут быть выбраны такими, чтобы продукт реакции простого эфира мог бы быть выделен, а простой эфир регенерирован.
Один вариант осуществления включает, по меньшей мере, одного представителя,
124
выбранного из нижеследующих: материал БПУП представляет собой фторид, материал БПУП представляет собой металл, и растворитель является фторированным. Фторид металла может представлять собой продукт реакции. Металл и газообразный фторид могут быть получены в результате электролиза. Электролит может содержать фторид, такой как NaF, MgF2, AIF3 или LaF3, и может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну другую структурную единицу, такую как HF и другие соли, которые уменьшают температуру плавления фторида, такие как те, которые описываются в патенте США № 5427657. Избыток HF может растворять LaF3. Электроды могут представлять собой углерод, такой как графит, а также могут образовывать фторуглероды в качестве требуемых продуктов разложения. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один представитель, выбранный из металла или сплава, предпочтительно нанопорошка, имеющих покрытие из углерода, таких как порошки или сплавы Со, Ni, Fe, другого переходного металла, имеющие покрытие из углерода, и углерода, предпочтительно нанопорошка, имеющего покрытие из металла, такого как углерод, имеющий покрытие из переходного металла или сплава, предпочтительно углерод, имеющий покрытие, по меньшей мере, из одного представителя, выбранного из Ni, Со, Fe и Мп, включает частицы, которые являются магнитными. Магнитные частицы могут быть отделены от смеси, такой как смесь фторида, такого как NaF, и углерода, при использовании магнита. Собранные частицы могут быть отправлены на рецикл в качестве части реакционной смеси для получения гидрино.
В одном варианте осуществления катализатор или источник катализатора, такие как NaH и фторированный растворитель, регенерируют из продуктов, включающих NaF, в результате разделения продуктов с последующим электролизом. Способ выделения NaF может заключаться в промывании смеси полярным растворителем, имеющим низкую температуру кипения, с последующим проведением одной или нескольких операций, выбираемых из фильтрования и выпаривания, для получения твердого вещества NaF. Электролизом может быть электролиз расплавленной соли. Расплавленная соль может представлять собой смесь, такую как эвтектическая смесь. Предпочтительно смесь содержит NaF и HF, как это известно на современном уровне техники. В результате электролиза могут быть собраны металлический натрий и газообразный фтор. Na может быть введен в реакцию с Н для получения NaH. Газообразный фтор может быть введен в реакцию с углеводородом для получения фторированного углеводорода, который может выполнять функцию растворителя. Продукт, фторированный под действием HF, может быть возвращен в электролизную смесь. В альтернативном варианте, углеводород и углеродный продукт, такие как бензол и графитовый углерод, соответственно, могут быть
125
фторированы и возвращены в реакционную смесь. Углерод по способам, известным на современном уровне техники, может быть подвергнут крекингу для получения более мелких фторированных фрагментов, имеющих меньшую температуру плавления, для выполнения ими функции растворителя. Растворитель может содержать смесь. Степень фторирования может быть использована в качестве способа регулирования скорости реакции катализа конверсии водорода. В одном варианте осуществления CF4 получают в результате электролиза расплавленной соли фтористо-водородной кислоты, предпочтительно фторида щелочного металла, при использовании углеродного электрода или проведения реакции между диоксидом углерода и газообразным фтором. Любые продукты в виде СЩ и углеводородов также могут быть фторированы для получения CF4 и фторуглеродов.
Подходящие фторированные материалы БПУП и способы фторирования углерода для получения упомянутых материалов БПУП могут представлять собой те, которые известны на современном уровне техники, такие как те, которые описываются в патенте США № 3929920, патенте США № 3925492, патенте США № 3925263 и патенте США № 4886921. Дополнительные способы включают получение полидиуглеродмонофторида, описывающееся в патенте США № 4139474, способ непрерывного фторирования углерода, описывающийся в патенте США № 4447663, способ получения фторированного графита, включающего в основном полидиуглеродмонофторид, описывающийся формулой (C2F)n, описывающийся в патенте США № 4423261, способ получения полиуглеродмонофторида, описывающийся в патенте США № 3925263, способ получения фторированного графита, описывающийся в патенте США № 3872032, способ получения полидиуглеродмонофторида, описывающийся в патенте США № 4243615, способ получения фторированного графита в результате проведения контактной реакции между углеродом и газообразным фтором, описывающийся в патенте США № 4438086, синтез фторированного графита, описывающийся в патенте США № 3929918, способ получения полиуглеродмонофторида, описывающийся в патенте США № 3925492, и механизм получения новых подходов к синтезу в химии графита-фтора, описывающийся в публикации Lagow et al, J. С. S. Dalton, 1268 (1974), где материалы, описывающиеся в настоящем документе, включают материалы БПУП. В качестве одного типа материала реакторов с учетом коррозии газообразным фтором могут быть использованы монель-металл, никель, сталь или медь. Углеродные материалы включают разновидности аморфного углерода, такого как углеродная сажа, нефтяной кокс, нефтяной пековый кокс и древесный уголь, и разновидности кристаллического углерода, такие как природный графит, графен и искусственный графит, фуллерен и нанотрубки, предпочтительно
126
одностенные. Предпочтительно Na не интеркалируется в углеродный носитель и не образует ацетиленид. Такие углеродные материалы могут быть использованы в различных формах. В общем случае предпочтительно порошкообразные углеродные материалы характеризуются средним размером частиц, не большим, чем 50 микронов, но подходящим также является и больший размер. В дополнение к порошкообразным углеродным материалам подходящими являются и другие формы. Углеродные материалы могут иметь форму блоков, сфер, брусков и волокон. Реакция может быть проведена в реакторе, выбираемом из реактора, относящегося к типу с псевдоожиженным слоем, реактора, относящегося к типу вращающейся обжиговой печи, и реактора, относящегося к типу тарельчатой колонны.
В еще одном варианте осуществления фторированный углерод регенерируют при использовании добавки. Углерод также может быть фторирован неорганическими реагентами, такими как C0F3, вне ячейки или "по месту". Реакционная смесь может дополнительно содержать источник неорганического фторирующего реагента, такой как один представитель, выбранный из Со, CoF, C0F2 и C0F3, который может быть добавлен в реактор и регенерирован, или он может быть получен во время функционирования ячейки из смеси реагентов для получения гидрино и при необходимости другого реагента, такого как газообразный F2, при необходимости в присутствии каталитического металла для фторирования, такого как Pt или Pd. Добавка может представлять собой NH3, который может образовывать NH4F. По меньшей мере, один представитель, выбранный из углерода и углеводорода, может быть введен в реакцию с NH4F для обеспечения фторирования. В одном варианте осуществления реакционная смесь дополнительно содержит HNaF2, который может вступать в реакцию с углеродом для его фторирования. Фторуглерод может быть получен "по месту" или вне реактора для получения гидрино. Фторуглерод может выполнять функцию растворителя или материала БПУП.
В одном варианте осуществления, когда, по меньшей мере, один представитель, выбранный из растворителя, носителя или газопоглотителя, содержит фтор, продукты возможно содержат углерод в тех случаях, когда растворитель или носитель представляют собой фторированную органику, а также фториды металлсодержащего катализатора, такие как NaHF2 и NaF. Они присутствуют в дополнение к низкоэнергетическим водородным продуктам, таким как газообразное молекулярное гидрино, которое может быть выдуто или собрано. При использовании F2 углерод может быть подвергнут травлению для получения газообразного CF4, который может быть использован в качестве реагента при проведении еще одного цикла реакции для выработки энергии. Оставшиеся продукты NaF и NaHF2 могут быть подвергнуты электролизу для получения Na и F2. Na
127
может быть введен в реакцию с водородом для получения NaH, a F2 может быть использован для травления углеродного продукта. NaH, оставшийся NaF и CF4 могут быть объединены для проведения еще одного цикла реакции для выработки энергии с образованием гидрино. В других вариантах осуществления место Na могут занимать Li, К, Rb или Cs.
VI. Варианты осуществления других жидких и гетерогенных топлив
В настоящем описании изобретения "вариант осуществления с жидким растворителем" включает любую реакционную смесь и соответствующее топливо, содержащее жидкий растворитель, такое как жидкое топливо и гетерогенное топливо.
В еще одном варианте осуществления, включающем жидкий растворитель, одного представителя, выбранного из атомарного натрия и молекулярного NaH, получают в результате проведения реакции между металлической, ионной или молекулярной формой Na и, по меньшей мере, одним другим соединением или элементом. Источником Na или NaH может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из металлического Na, неорганического соединения, содержащего Na, такого как NaOH и других подходящих соединений Na, таких как NaNH2, Ш2СОз и Na20, NaX (X представляет собой галогенид) и №Н(тв). Другой элемент может представлять собой Н, вытеснитель или восстановитель. Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из (1) растворителя, (2) источника натрия, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Na(M), NaH, NaNH2, Na2C03, Na20, NaOH, R-Ni, допированный при использовании NaOH, NaX (X представляет собой галогенид) и R-Ni, допированный при использовании NaX, (3) источника водорода, такого как газообразный Н2 и диссоциатор и гидрид, (4) вытеснителя, такого как щелочной или щелочноземельный металлы, предпочтительно Li, и (5) восстановителя, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из металла, такого как щелочной металл, щелочноземельный металл, лантаноид, переходный металл, такой как Ti, алюминий, В, металлического сплава, такого как AlHg, NaPb, NaAl, LiAl, и источника металла, индивидуально или в комбинации с восстановителем, такого как галогенид щелочноземельного металла, галогенид переходного металла, галогенид лантаноида и галогенид алюминия. Предпочтительно восстановитель щелочной металл представляет собой Na. Другие подходящие восстановители включают гидриды металлов, такие как LiBHb NaBH4, LiAlH4 или NaAlH4. Предпочтительно восстановитель вступает в реакцию с NaOH с образованием молекул NaH и продукта, содержащего Na, такого как Na, NaH(TB) и Na20. Источник NaH может представлять собой R-Ni, содержащий NaOH, и реагент, такой как восстановитель для получения катализатора NaH, такой как щелочной или
128
щелочноземельный металл или содержащий А1 интерметаллический композит R-Ni. Дополнительные примеры реагентов представляют собой щелочной или щелочноземельный металл и окислитель, такой как AIX3, MgX2, LaX3, СеХз и TiXn, где X представляет собой галогенид, предпочтительно Вг или I. В дополнение к этому, реакционная смесь может содержать еще одно соединение, включающее газопоглотитель или диспергатор, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из №гСОз, Na3SC> 4 и №зРС"4, который может быть допирован в диссоциатор, такой как R-Ni. Реакционная смесь может дополнительно содержать носитель, который может быть допирован, по меньшей мере, одним реагентом смеси. Носитель предпочтительно может характеризоваться большой площадью удельной поверхности, что благоприятствует получению катализатора NaH из реакционной смеси. Носитель может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы R-Ni, Al, Sn, AI2O3, такого как гамма-, бета- или альфа-оксид алюминия, алюмината натрия (разновидности бета-оксида алюминия содержат другие ионы, такие как Na+, и характеризуются идеализированным составом Na^O-WAljOi), оксидов лантаноидов, таких как М2О3 (предпочтительно М = La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd и Er), Si, диоксида кремния, силикатов, цеолитов, лантаноидов, переходных металлов, сплавов металлов, таких как сплавы щелочных и щелочноземельных металлов с Na, редкоземельных металлов, Ni, нанесенного на носитель Si02-Al203 или SiCh, и других металлов, нанесенных на носитель, таких как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из платины, палладия или рутения, нанесенный на носитель оксид алюминия. Носитель может характеризоваться большой площадью удельной поверхности и содержит материалы, характеризующиеся большой площадью удельной поверхности (БПУП), такие как R-Ni, цеолиты, силикаты, алюминаты, разновидности оксида алюминия, наночастицы оксида алюминия, пористый AI2O3, Pt, Ru или РаУАЬОз, углерод, Pt или Pd/C, неорганические соединения, такие как ШгСОз, диоксид кремния и цеолитные материалы, предпочтительно порошкообразный цеолит Y, и углерод, такой как фуллерен или нанотрубки. В одном варианте осуществления носитель, такой как AI2O3, (и носитель AI2O3 для диссоциатора в случае присутствия такового) вступает в реакцию с восстановителем, таким как лантаноид, с образованием носителя, имеющего модифицированную поверхность. В одном варианте осуществления А1 поверхности подвергается обмену с лантаноидом с образованием носителя, замещенного лантаноидом. Данный носитель может быть допирован источником молекул NaH, таким как NaOH, и введен в реакцию с восстановителем, таким как лантаноид. Последующая реакция между носителем, замещенным лантаноидом, и лантаноидом не будет его изменять в
129
значительной мере, и в результате проведения реакции с лантаноидом восстановителя допированный NaOH на поверхности может быть восстановлен с образованием катализатора NaH.
В одном варианте осуществления, включающем жидкий растворитель, когда реакционная смесь содержит источник катализатора NaH, источник NaH может представлять собой сплав Na и источника водорода. Сплав может включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из тех, которые известны современном уровне техники, такого как сплав металлического натрия и одного или нескольких других щелочных или щелочноземельных металлов, переходных металлов, Al, Sn, Bi, Ag, In, Pb, Hg, Si, Zr, B, Pt, Pd или других металлов, а источник H может представлять собой Нг или гидрид.
Реагенты, такие, как источник молекул NaH, источник натрия, источник NaH, источник водорода, вытеснитель и восстановитель, присутствуют с любой требуемой молярной долей. Каждый из них присутствует с молярной долей, большей, чем 0, и меньшей, чем 100 %. Предпочтительно молярные доли являются подобными.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одну структурную единицу, выбираемую из группы, включающей растворитель, Na или источник Na, NaH или источник NaH, гидрид металла или источник гидрида металла, реагент или источник реагента для получения гидрида металла, диссоциатор водорода и источник водорода. Реакционная смесь может дополнительно содержать носитель. Реагент для получения гидрида металла может включать лантаноид, предпочтительно La или Gd. В одном варианте осуществления La может вступать в обратимую реакцию с NaH с образованием LaHn (п = 1,2, 3). В одном варианте осуществления катализатор NaH получают в результате проведения реакции гидридного обмена. Общая обратимая реакция может представлять собой нижеследующее
NaH+M 130
реакционной смеси, причем сепаратор пропускает атомарный Н.
Один подходящий вариант осуществления с жидким растворителем включает реакционную смесь из растворителя, NaH, La и Pd на порошкообразном AI2O3, причем реакционная смесь может быть регенерирована в одном варианте осуществления в результате удаления растворителя, добавления Н2, отделения NaH и гидрида лантана путем просеивания, нагревания гидрида лантана для получения La и перемешивания La и NaH. В альтернативном варианте, регенерация включает стадии разделения Na и гидрида лантана путем плавления Na и удаления жидкости, нагревания гидрида лантана для получения La, гидридирования Na для получения NaH, перемешивания La и NaH и добавления растворителя. Перемешивание La и NaH может быть проведено в результате размалывания в шаровой мельнице.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем материал, характеризующийся большой площадью удельной поверхности, такой как R-Ni, допируют при использовании NaX (X = F, CI, Br, I). Допированный R-Ni вводят в реакцию с регентом, который будет вытеснять галогенид для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Na и NaH. В одном варианте осуществления реагентом является, по меньшей мере, щелочной или щелочноземельный металл, предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из К, Rb, Cs. В еще одном варианте осуществления реагентом является гидрид щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно, по меньшей мере, один представитель, выбранный из КН, RbH, CsH, MgH2 и СаНг. Реагент может представлять собой как щелочной металл, так и гидрид щелочноземельного металла. Общая обратимая реакция может представлять собой нижеследующее
NaX+ МН <--> NaH + MX(157) А. Катализаторные реакции с участием NaOH для получения катализатора NaH
Реакция между NaOH и Na для получения Na20 и NaH представляет собой нижеследующее
NaOH + 2Na -> Na20 + NaH (158) Экзотермическая реакция может стимулировать образование NaH(r). Таким образом, металлический Na может выполнять функцию восстановителя для получения катализатора NaH(r). Другие примеры подходящих восстановителей, которые претерпевают подобную высокоэкзотермическую реакцию восстановления с источником NaH, представляют собой щелочные металлы, щелочноземельные металлы, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Mg и Са, гидриды металлов, такие как LiBH4, NaBH4, LiAlH4 или NaAlH^ В, Al, переходные металлы, такие как Ti, лантаноиды,
131
такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd и Er, предпочтительно La, Tb и Sm. Предпочтительно реакционная смесь содержит растворитель, характеризующийся большой площадью удельной поверхности материал (материал БПУП), содержащий допант, такой как NaOH, включающий источник катализатора NaH. Предпочтительно достигается превращение в катализатор допанта на материале, характеризующемся большой площадью удельной поверхности. Превращение может протекать в результате проведения реакции восстановления. В дополнение к Na другие предпочтительные восстановители представляют собой другие щелочные металлы, Ti, лантаноид или А1. Предпочтительно реакционная смесь содержит NaOH, допированный в материал, характеризующийся большой площадью удельной поверхности, предпочтительно R-Ni, причем восстановитель представляет собой Na или интерметаллический композит, содержащий А1. Реакционная смесь может дополнительно содержать источник Н, такой как гидрид или газообразный Нг и диссоциатор. В определенных вариантах осуществления источник Н представляет собой гидридированный R-Ni.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем Na20, полученный в качестве продукта реакции получения катализатора NaH, такой как та, которая описывается уравнением (158), вводят в реакцию с источником водорода для получения NaOH, который в дальнейшем может выполнять функцию источника катализатора NaH. В одном варианте осуществления реакция регенерации NaOH из уравнения (158) в присутствии атомарного водорода представляет собой нижеследующее
Na20 + Я-> NaOH + №г ДЯ = - 11,6 кДж/моль NaOH (159)
NaH -> Na + #(1/3) ДЯ = - 10500 кДж/моль Н (160)
NaH -> Na + Я(1/4) ДЯ = - 19700 кДж/моль Я (161) Таким образом, небольшое количество NaOH и Na совместно с источником атомарного водорода или атомарным водородом выполняет функцию каталитического источника для катализатора NaH, который, в свою очередь, с большим выходом приводит к получению гидрино благодаря нескольким циклам реакций регенерации, таких как те, которые описываются в уравнениях (158-161). В одном варианте осуществления исходя из реакции, описывающейся в уравнении (162), функцию источника NaOH и NaH может выполнять А1{ОН)ъ, когда при использовании Na и Н протекают реакции, описывающиеся уравнениями (158-161), с образованием гидрино.
3Na + Al(OH)3 NaOH + NaAl02+ NaH + 1/2Я2 (162) В одном варианте осуществления с жидким растворителем функцию восстановителя для
132
получения NaH выполняет Al интерметаллического композита. Балансовая реакция представляет собой нижеследующее
3NaOH +2Al^ Al203 + 3NaH (163) Данная экзотермическая реакция может стимулировать образование ШН(г) для стимулирования прохождения очень экзотермической реакции, описывающейся уравнениями (25-30), когда регенерация NaH происходит из Na в присутствии атомарного водорода.
Два подходящих варианта осуществления с жидким растворителем включают первую реакционную смесь Na и R-Ni, содержащего приблизительно 0,5% (масс.) NaOH, где функцию восстановителя выполняет Na, и вторую реакционную смесь R-Ni, содержащую приблизительно 0,5%о (масс.) NaOH, где функцию восстановителя выполняет интерметаллический композит, содержащий А1. Реакционная смесь может быть регенерирована в результате добавления NaOH и NaH, который может выполнять функцию источника Н и восстановителя.
В одном варианте осуществления реактора для выработки энергии с жидким растворителем источник NaH, такой как NaOH, регенерируют в результате добавления источника водорода, такого как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из гидрида и газообразного водорода и диссоциатора. Гидрид и диссоциатор могут представлять собой гидридированный R-Ni. В еще одном варианте осуществления источник NaH, такой как R-Ni, допированный при использовании NaOH, регенерируют при проведении, по меньшей мере, одной операции, выбираемой из повторного гидридирования, добавления NaH и добавления NaOH, где добавление может представлять собой физическое перемешивание. В случае удаления сначала растворителя перемешивание может быть проведено механически по способам, таким как размалывание в шаровой мельнице.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь дополнительно содержит реагенты, образующие оксид, которые вводят в реакцию с NaOH или Na20 для получения очень стабильного оксида и NaH. Такие реагенты включают церий, магний, лантаноид, титан или алюминий или их соединения, такие как А1Хз, MgX2, ЬаХз, СеХз и TiXn, где X представляет собой галогенид, предпочтительно Вг или I, и соединение восстановителя, такое как щелочной или щелочноземельный металлы. В одном варианте осуществления источник катализатора NaH включает R-Ni, содержащий на своей поверхности соединение натрия, такое как NaOH. После этого реакция между NaOH и реагентами, образующими оксид, такими как AIX3, MgX2, ЬаХз, СеХз и TiXn, и щелочным металлом М приводит к получению NaH, MX и А120з, MgO, Ьа20з, Се20з и
133
Т120з, соответственно.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь содержит R-Ni, допированный при использовании NaOH, и щелочной или щелочноземельный металл, добавленный для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из молекул Na и NaH. Для получения катализатора NaH Na может быть дополнительно введен в реакцию с Н из источника, такого как газообразный Н2 или гидрид, такой как R-Ni. Последующая реакция катализа с использованием NaH приводит к получению состояний Н, описывающихся в уравнении (35). Добавление щелочного или щелочноземельного металла М может привести к восстановлению Na+ с образованием Na в результате проведения следующих далее реакций:
NaOH + М -> МОН + Na (164)
2NaOH + М -" М(ОН)2 + 2Na (165) М также может вступать в реакцию с NaOH с образованием Н, а также Na
2NaOH + М Na20 + Н2 + МО (166)
Na20 + М -> М20 + 2Na (167) После этого катализатор NaH может быть получен в результате проведения следующей далее реакции
Na + H^NaH(168)
благодаря прохождению реакции с Н из реакций, таких как те, которые описываются в уравнении (166), а также от R-Ni и любого добавленного источника Н. Na представляет собой подходящий восстановитель, поскольку он является дополнительным источником NaH.
Для восстановления NaOH и получения катализатора NaH может быть добавлен водород:
NaOH + Н2 NaH + Н20 (169) Н в R-Ni может восстанавливать NaOH с образованием металлического Na и воды, которая может быть удалена в результате откачивания насосом. Сначала перед восстановлением может быть удален органический растворитель, или может быть использован расплавленный неорганический растворитель.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь содержит одно или несколько соединений, которые вступают в реакцию с источником NaH с образованием катализатора NaH. Источник может представлять собой NaOH. Соединения могут включать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из LiNH2, Li2NH и Li^N. Реакционная смесь может дополнительно содержать источник водорода, такой как Н2. В вариантах осуществления реакция между гидроксидом натрия и
134
амидом лития с образованием NaH и гидроксида лития представляет собой нижеследующее
NaOH + ШН2 -> LiOH + NaH + l/2N2 + LiH (ПО)
Реакция между гидроксидом натрия и имидом лития с образованием NaH и гидроксида лития представляет собой нижеследующее
NaOH + Li2NH Li20 + NaH+ l/2N2 + V2H2 (171)
А реакция между гидроксидом натрия и нитридом лития с образованием NaH и оксида лития представляет собой нижеследующее NaOH + LiiN Li20 + NaH+ \I2N2 + Li (172)
B. Катализаторные реакции с участием гидроксида щелочноземельного металла для получения катализатора NaH
В одном варианте осуществления с жидким растворителем для получения катализатора NaH источник Н подают к источнику Na. Источник Na может представлять собой металл. Источник Н может представлять собой гидроксид. Гидроксидом может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из гидроксида щелочного, щелочноземельного металла, гидроксида переходного металла и А1(ОН)з. В одном варианте осуществления Na вводят в реакцию с гидроксидом для получения соответствующего оксида и катализатора NaH. В одном варианте осуществления, когда гидроксид представляет собой Mg(OH)2, продукт представляет собой MgO. В одном варианте осуществления, когда гидроксид представляет собой Са(ОН)2, продукт представляет собой СаО. Оксиды щелочноземельных металлов могут быть введены в реакцию с водой для регенерации гидроксида. Гидроксид может быть собран в виде осадка по способам, таким как фильтрование и центрифугирование.
Например, в одном варианте осуществления реакция с образованием катализатора NaH и цикл регенерации для Mg(OH)2 представляют собой следующие далее реакции:
3Na + Mg(OH)2 -" 2NaH + MgO + Na20 (173)
MgO + H20^> Mg(OH)2 (174)
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакция с образованием катализатора NaH и цикл регенерации для Са(ОН)2 представляют собой следующие далее реакции:
4Na + Са(ОН)2 2NaH+ СаО + Na20 (175) СаО + Н20^> Са(ОН)2 (176)
C. Реакции сплавов Na/N для получения катализатора NaH
Щелочной металл в твердом и жидком состояниях является металлом. Для получения катализатора М или МН, где М представляет собой щелочной металл,
135
реакционная смесь жидкого или гетерогенного топлива содержит реагенты в виде сплава M/N. В одном варианте осуществления реакционная смесь, реакции жидкого топлива, реакции гетерогенного топлива и реакции регенерации включают то, что имеет место для системы M/N, где- топливо-генерирует, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора и атомарного водорода.
В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит одно или несколько соединений, которые вводят в реакцию с источником NaH для получения катализатора NaH. Реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы Na, NaH, NaNH2, Na2NH, Na3N, NH3, диссоциатора, источника водорода, такого как газообразный Н2 или гидрид, носителя и газопоглотителя, такого как NaX (X представляет собой галогенид). Диссоциатор предпочтительно представляет собой порошкообразные Pt, Ru или РаУАЬОз. Диссоциатор может содержать Pt или Pd на носителе, характеризующемся большой площадью удельной поверхности, в подходящем случае инертном по отношению к Na. Диссоциатор может представлять собой Pt или Pd на углероде или Pd/AhCb. Последний носитель может иметь защитное поверхностное покрытие из материала, такого как NaAlC> 2. Реагенты могут присутствовать с любым % (масс).
Один подходящий вариант осуществления с жидким растворителем включает реакционную смесь растворителя, Na или NaH, NaNH2 и Pd на порошкообразном AI2O3, причем реакционная смесь может быть регенерирована в результате добавления Нг.
В одном варианте осуществления к реакционной смеси добавляют NaNH2. NaNH2 генерирует NaH в соответствии с обратимыми реакциями
Na2 + NaNH2 NaH + Na2NH (177)
2NaH + NaNH2 -> NaH{z) + Na2NH + H2 (178)
В цикле реакции с образованием гидрино Na-Na и NaNH2 вступают в реакцию с образованием молекулы NaH и Na2NH, a NaH обеспечивает получение гидрино и Na. Таким образом, реакция является обратимой в соответствии с реакциями:
Na2NH + Н2^ NaNH2 + NaH (179)
Na2NH + Na + H-> NaNH2 + Na2 (180)
В одном варианте осуществления NaH из уравнения (179) является молекулярным, так что данная реакция является еще одним путем получения катализатора.
Реакция между амидом натрия и водородом с образованием аммиака и гидрида натрия представляет собой нижеследующее
136
Н2 + NaNH2 NH3 + NaH (181) В одном варианте осуществления с жидким растворителем данная реакция является обратимой. Прохождение реакции с образованием NaH может быть стимулировано в результате увеличения концентрации Н2. В альтернативном варианте может быть стимулировано прохождение прямой реакции благодаря получению атомарного Н при использовании диссоциатора. Реакция представляет собой нижеследующее
2Н + NaNH2 -> Ж3 + NaH (182) Экзотермическая реакция может стимулировать образование NaH(r).
В одном варианте осуществления с жидким растворителем катализатор NaH получают в результате проведения реакции между NaNH2 и водородом, предпочтительно атомарным водородом, как это описывается в реакции уравнений (181-182). Соотношения между количествами реагентов могут соответствовать любой требуемой величине. Предпочтительно соотношения являются приблизительно стехиометрическими, соответствуя соотношениям из уравнений (181-182). Реакции получения катализатора являются обратимыми при добавлении источника Н, такого как газообразный И2 или гидрид, для замещения того, что прореагировало с образованием гидрино, причем катализаторные реакции описываются уравнениями (25-30), а амид натрия образуется совместно с дополнительным количеством катализатора NaH в результате проведения реакции между аммиаком и Na:
NH3 + Na2 -> NaNH2 + NaH (183)
В одном варианте осуществления с жидким растворителем материал БПУП допируют при использовании NaNF^. Допированный материал БПУП вводят в реакцию с реагентом, который будет вытеснять амидную группу, для получения, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Na и NaH. В одном варианте осуществления реагент представляет собой щелочной или щелочноземельный металл, предпочтительно Li. В еще одном варианте осуществления реагент представляет собой гидрид щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно LiH. Реагент может представлять собой как щелочной металл, так и гидрид щелочноземельного металла. Может быть дополнительно предусмотрен источник Н, такой как газообразный И2, в дополнение к тому, наличие которого обеспечивает любой другой реагент реакционной смеси, такой как гидрид, материал БПУП и вытеснитель.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем амид натрия подвергается реакции с литием с образованием амида, имида или нитрида лития и катализатора Na или NaH. Реакция между амидом натрия и литием с образованием имида лития и NaH представляет собой нижеследующее
137
2Li + NaNH2 -" Li2NH + NaH (184)
Реакция между амидом натрия и гидридом лития с образованием амида лития и NaH представляет собой нижеследующее LiH + NaNH2 -> LiNH2 + NaH (185)
Реакция между амидом натрия, литием и водородом с образованием амида лития и NaH представляет собой нижеследующее
Li + l/2H2 + NaNH2 -> LiNH2 + NaH (186) В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакция для смеси образует Na, и реагенты дополнительно включают источник Н, который вступает в реакцию с Na с образованием катализатора NaH в результате прохождения реакции, такой как следующая далее
Li + NaNH2 -? LiNH2 + Na (187)
Na + H -> NaH (188)
LiH + NaNH2 LiNH2 + NaH (189)
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реагенты включают NaNH2, реагент для вытеснения в амидной группе у NaNH2, такой как щелочной или щелочноземельный металл, предпочтительно Li, и могут дополнительно включать источник Н, такой как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из МН (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr и Ва), H2 и диссоциатора водорода и гидрида.
Реагенты реакционной смеси, такие как растворитель, М, МН, NaH, NaNH2, материал БПУП, гидрид и диссоциатор, присутствуют с любой требуемой молярной долей. Каждый представитель, выбранный из М, МН, NaNH2 и диссоциатора, присутствует с молярными долями, большими, чем 0, и меньшими, чем 100 %, предпочтительно молярные доли являются подобными.
Другие варианты осуществления систем с жидким растворителем для получения молекулярного катализатора NaH включают Na и NaBHt или NH4X (X представляет собой анион, такой как галогенид). Молекулярный катализатор NH может быть получен в результате проведения реакции между Na2 и NaBH4:
Na2 + NaBH4 NaBH3 + Na + NaH (190) NH4X может генерировать NaNH2 и H2
Na2 + NH4X ¦" NaX + NaNH2 + H2 (191)
После этого катализатор NaH может быть получен в соответствии с реакцией уравнений (177-189). В еще одном варианте осуществления с жидким растворителем механизм реакции у системы Na/N для получения катализатора NH получения гидрино
138
представляет собой нижеследующее
NH4X + Na-Na -> NaH + NH3 + NaX (192) D. Дополнительные катализаторы, относящиеся к типу МН, и их реакции
Еще один тип каталитической системы, относящейся к типу МН, включает алюминий. Энергия связи А1Н составляет 2,98 эВ. Энергии ионизации первой и второй ступеней у А1 составляют 5,985768 эВ и 18,82855 эВ, соответственно. Исходя из данных энергий молекула А1Н может выполнять функцию катализатора и источника Н, поскольку энергия с вязи А1Н плюс двукратная ионизация (t = 2) с переходом от Al к Al2 + составляет 27,79 эВ (27,2 эВ), что эквивалентно случаю т = 1 в уравнении (36). Катализаторные реакции представляют собой нижеследующее
27.79 eV + AlH^ Al2+ + 2е+Н
Al2 + + 2е + Н А1Н+ 27,79 эВ, и (194)
(2)
+ [(2y-V]-\3.6eV (193)
совокупная реакция представляет собой
ан (2) + [(2)2-l2]-13.6eF. (195)
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из молекул А1Н и источника молекул А1Н. Источник молекул А1Н может включать металлический А1 и источник водорода, предпочтительно атомарного водорода. Источник водорода может представлять собой гидрид, предпочтительно R-Ni. В еще одном варианте осуществления катализатор А1Н получают в результате проведения реакции между оксидом или гидроксидом А1 и восстановителем. Восстановитель включает, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из приведенных ранее восстановителей NaOH. В одном варианте осуществления для получения катализатора А1Н источник Н подают к источнику А1. Источник А1 может представлять собой металл. Источник Н может представлять собой гидроксид. Гидроксид может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из гидроксида щелочного металла, щелочноземельного металла, гидроксида переходного металла и А1(ОН)3.
Никель Ренея может быть получен по следующим далее двум стадиям реакции:
Ni + ЗА1 -" NiAh (или Ni2Ah) (196)
NiAl3 + 2NaOH + 6H20 -> (NiAlx (skeleton, porous Ni)\ +2Na[Al(OH)4] + 3H2 )'
Надпись в уравнении
skeleton, porous Ni = пористый каркас Ni.
139
Na[Al(OH)4] легко растворяется в концентрированном NaOH. Он может быть промыт в обескислороженной воде. Полученный Ni содержит А1 (~ 10 % (масс), что может варьироваться), является пористым и характеризуется большой площадью удельной поверхности. Он содержит большие количества Н как в решетке Ni, так и в форме Ni-A1HX (х=1,2, 3).
R-Ni может быть введен в реакцию с еще одним элементом для стимулирования химического высвобождения молекул А1Н, которые после этого подвергаются катализу в соответствии с реакциями, описывающимися в уравнениях (193-195). В одном варианте осуществления высвобождение А1Н стимулируют в результате проведения реакции восстановления, травления или получения сплава. Один такой другой элемент М представляет собой щелочной или щелочноземельный металл, который вводят в реакцию с частью, которую составляет Ni в R-Ni, что приводит к высвобождению из компонента А1НХ молекул А1Н, которые впоследствии принимают участие в катализе. В одном варианте осуществления М может вступать в реакцию с гидроксидами или оксидами А1 с образованием металлического А1, который в дальнейшем может быть введен в реакцию с Н для получения А1Н. Реакция может быть инициирована в результате нагревания, и скорость можно регулировать в результате регулирования температуры. Растворитель, М (щелочной или щелочноземельный металл) и R-Ni могут присутствовать с любой требуемой молярной долей. Каждый представитель, выбранный из растворителя, М и R-Ni, присутствует с молярными долями, большими, чем 0, и меньшими, чем 100 %. Предпочтительно молярные доли М и R-Ni являются подобными.
В одном варианте осуществления с жидким растворителем источник А1Н включает R-Ni и другие металлы Ренея или сплавы А1, известные на современном уровне техники, такие как R-Ni или сплав, содержащий, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Ni, Си, Si, Fe, Ru, Со, Pd, Pt и других элементов и их соединений. R-Ni или сплав могут дополнительно включать промоторы, такие как, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Zn, Mo, Fe и Сг. R-Ni может быть, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из материалов W. R. Grace Raney 2400, Raney 2800, Raney 2813, Raney 3201, Raney 4200 или подвергнутого травлению или допированию при использовании Na варианта осуществления данных материалов. В еще одном варианте осуществлении системы катализатора А1Н с жидким растворителем источник катализатора включает сплав Ni/Al, где соотношение между количествами А1 и Ni находится в диапазоне приблизительно 10-90%, предпочтительно приблизительно 10-50%),
80.86 eV + HCl^ C/3+ + Ъе + H
+ [(4)2-l2]-13.6 eV (198)
H-> H
+ [(4)2-l2]-13.6eF. (200)
140
а более предпочтительно приблизительно 10-30%. Источник катализатора может включать палладий или платину и дополнительно включает А1 в качестве металла Ренея.
Еще одна каталитическая система, относящаяся к типу МН, содержит хлор. Энергия связи НС1 составляет 4,4703 эВ. Энергии ионизации первой, второй и третьей ступеней у С1 составляют 12,96764 эВ, 23,814 эВ и 39,61 эВ, соответственно. Исходя из данных энергий НС1 может выполнять функцию катализатора и источника Н, поскольку
3 "Ь
энергия связи НС1 плюс трехкратная ионизации (t - 3) с переходом от С/ к С/ составляет 80,86 эВ (3-27,2 эВ), что эквивалентно случаю т = 3 в уравнении (36). Катализаторные реакции представляют собой нижеследующее
.(4).
С/3 + + Зе~ + #^ ЯС/+80,86 эВ, и (199) совокупная реакция представляет собой
.(4).
В одном варианте осуществления с жидким растворителем реакционная смесь содержит НС1 или источник НС1. Источник может представлять собой NH4CI или твердую кислоту и хлорид, такой как хлорид щелочного или щелочноземельного металла. Твердой кислотой может быть, по меньшей мере, один представитель, выбранный из MHSO4, МНСОз, МН2РО4 и МНРО4, где М представляет собой катион, такой как катион щелочного или щелочноземельного металла. Специалистам в соответствующей области техники известны и другие такие твердые кислоты. В одном варианте осуществления реакционная смесь содержит сильную кислоту, такую как H2SO4, и ионное соединение, такое как NaCl. Реакция между кислотой и ионным соединением, таким как NaCl, генерирует НС1, выполняющий функцию катализатора получения гидрино и источника Н.
В общем случае относящиеся к типу МН катализаторы конверсии водорода для получения гидрино, образуемые в результате разрыва связи М-Н плюс ионизация t электронов из атома М, в каждом случае на энергетический уровень континуума, так чтобы сумма энергии связи и энергий ионизации t электронов составляла бы приблизительно т-27,2 эВ, где т представляет собой целое число, приведены в таблице 3. Каждый катализатор МН приведен в первом столбце, а соответствующая энергия связи М-Н приведена во втором столбце. Атом М структурной единицы МН, приведенной в первом столбце, ионизируют для получения результирующей энтальпии реакции т-27,2 эВ при добавлении энергии связи во втором столбце. Энтальпия катализатора представлена в восьмой колонке, а т приведен в девятой колонке. Электроны, которые
141
принимают участие в ионизации, приведены совместно с потенциалом ионизации (также называемым энергией ионизации или энергией связывания). Например, энергия связи NaH 1,9245 эВ приведена во втором столбце. Потенциал ионизации и-ого электрона атома или иона обозначается символом 1Р" и приводится на основании данных компании CRC. То есть, например, Na + 5,13908 эВ Na+ + е, и Na+ + 47,2864 эВ -> Na2 + + е~. Потенциал ионизации первой ступени 1Р\ = 5,13908 эВ и потенциал ионизации второй ступени IP г = 47,2864 эВ приведены во втором и третьем столбцах, соответственно. Результирующая энтальпия реакции для разрыва связи NaH и двукратной ионизации Na составляет 54,35 эВ, как это приведено в восьмом столбце, и соответствует случаю т = 2 в уравнении (36), как это приведено в девятом столбце. В дополнение к этому, Н может вступать в реакцию с каждой из молекул МН, приведенных в таблице 3, с образованием гидрино, характеризующегося квантовым числом р, увеличенным на единицу (уравнение 35) в сопоставлении с продуктом катализаторной реакции одного только МН, как это представлено в примере уравнения (23).
Таблица 3. Относящиеся к типу МН катализаторы конверсии водорода, способные
обеспечивать получение результирующей энтальпии реакции, равной приблизительно да-27,2 эВ.
Катализ атор
Энергия связи M-H
IP,
IP2
1Рз
IP4 IPs
Энталь пия
А1Н
2,98
5,985768
18,82855
27,79
BiH
2,936
7,2855
16,703
26,92
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
29,56
InH
2,520
5,78636
18,8703
27,18
NaH
1,925
5,139076
47,2864
54,35
RuH
2,311
7,36050
16,76
26,43
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
В других вариантах осуществления катализатора, относящегося к типу МН, с жидким растворителем реагенты включают источники SbH, SiH, SnH и InH. В вариантах осуществления, обеспечивающих получение катализатора МН, источники включают, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из М и источника Н2 и МНХ, такого как, по меньшей мере, в случае одного представителя, выбранного из Sb, Si, Sn и In, и источника Н2 и SbH3, SiH4, SnH4 и 1пНз.
142
Реакционная смесь с жидким растворителем может дополнительно содержать источник Н и источник катализатора, причем источник, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из Н и катализатора, может представлять собой твердую кислоту или NH4X, где X представляет собой галогенид, предпочтительно С1 для получения катализатора НС1. Предпочтительно реакционная смесь может содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из растворителя, NH4X, твердой кислоты, NaX, LiX, КХ, NaH, LiH, КН, Na, Li, К, носителя, диссоциатора водорода и Н2, где X представляет собой галогенид, предпочтительно О. Твердая кислота может представлять собой NaHS04, KHS04, LiHS04, NaHC03, КНСО3, LiHC03, Na2HP04, К2НРСч, Li2HP04, NaH2PC> 4, KH2PO4 и LiH2PC> 4. Катализатор может представлять собой, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из NaH, Li, К и НС1. Реакционная смесь может дополнительно содержать, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из диссоциатора и носителя.
В каждом случае для источника МН, включающего сплав М, так как в случае А1Н и А1, соответственно, сплав может быть подвергнут гидридированию под действием источника Н2, такого как газообразный Н2. Н2 может быть подан в сплав во время реакции, или Н2 может быть подан для получения сплава, характеризующегося желательным уровнем содержания Н, при изменении давления Н во время проведения реакции. В данном случае первоначальное давление Н2 может быть равно приблизительно нолю. Сплав может быть активирован в результате добавления металла, такого как щелочной или щелочноземельный металл. В случае катализаторов МН и источников МН газообразный водород можно выдерживать в диапазоне приблизительно от 1 торр до 100 атм, предпочтительно приблизительно от 100 торр до 10 атм, более предпочтительно приблизительно от 500 торр до 2 атм. В других вариантах осуществления источник водорода образует гидрид, такой как гидрид щелочного или щелочноземельного металла или гидрид переходного металла.
Атомарный водород при высокой плотности может подвергаться реакции трехчастичных столкновений с образованием гидрино, где один атом Н претерпевает переход с образованием состояний, описывающихся уравнением (35), при ионизации двух дополнительных атомов Н. Реакция представляет собой нижеследующее
27.21 eV + 2H[aH] + H[aH]^2H+ +2е' +Н ^- +[(2)2-12]-13.6 eV (201)
_(2)_
2Ь? + 2е -> 2Н[ан] + 27,21 эВ, и (202) совокупная реакция представляет собой
143
Н[ан]^Н
(2)
+ [(2)2-l2]-13.6eF(203)
В еще одном варианте осуществления реакция представляет собой нижеследующее
.(3).
54.4 е V + 2Н [ан ] + Н [ан ] -> 2H+fasl + 2е + Н
Htjaa + 2е -> 2Н[ан] + 54,4 эВ совокупная реакция представляет собой
Н[ан]^Н
+ [(3)2-12]-13.6еГ
(3)
+ [(3) -12]-l3.6eV-
(204) (205)
(206)
В одном варианте осуществления с жидким растворителем материал, который обеспечивает наличие атомов Н с высокой плотностью, представляет собой R-Ni. Атомарный Н может быть получен в результате проведения, по меньшей мере, одной операции, выбираемой из разложения Н в R-Ni и диссоциации Нг из источника Нг, такого как газообразный Нг, подаваемый в ячейку. R-Ni может быть введен в реакцию с щелочным или щелочноземельным металлом М в целях улучшения получения слоев атомарного Н для стимулирования катализа. R-Ni, выделенный из смеси с растворителем, может быть регенерирован в результате выпаривания металла М с последующим добавлением водорода для повторного гидридирования R-Ni. VII. Дополнительные автокатализаторные реакции для Н
В еще одной катализаторной реакции, включающей исключительно атомы Н, две горячие молекулы Я2 соударяются и диссоциируют, так чтобы три атома Н выполняли бы функцию катализатора при 3-27,2 эВ для четвертого. Таким образом, реакция между четырьмя водородными атомами, при которой три атома резонансно и безызлучательно принимают 81,6 эВ от четвертого водородного атома таким образом, чтобы 3# выполняли бы функцию катализатора, представляет собой нижеследующее
81.6eF + 3tf + #-> 3H+fasl +3е~ +Н
+ [42-l2]-13.6eF
3#%, + Зе" -" 3#+ 81,6 эВ, и совокупная реакция представляет собой
(207) (208)
+ [4 -1 ]Л3.6 eV
(209)
Согласно теоретическому предсказанию полоса излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне, обусловленная промежуточным
соединением я*
3 + 1
уравнения (207), имеет коротковолновую границу в области 122,4
эВ (10,1 нм) и простирается в диапазон более длинных волн.
144
В общем случае переход от if к Я' а.
3 + 1 вследствие приема т-27,2 эВ приводит к
получению полосы перехода на уровень континуума, имеющей коротковолновую
границу, соответствующую энергии Е.
нижеследующее
я-"я
я-> я
р=т+\
Надписи в уравнении
eV corresponding to = эВ, что соответствует. пт = нм.
представляющей собой
91 2
= т2 -13.6 eV corresponding to -'т- пт (210)
и простирающейся в диапазон более длинных волн в сопоставлении с соответствующей границей.
Еще одна катализаторная реакция, включающая столкновение горячего Я и Нг может происходить тогда, когда каждый из двух атомов Н принимает 13,6 эВ от третьего, становясь ионизированными для выполнения функции катализатора при 27,2 эВ для третьего. Таким образом, реакция между водородными атомами, при которой два атома резонансно и безызлучательно принимают 27,2 эВ от третьего водородного атома таким образом, чтобы 2Н выполняли бы функцию катализатора, представляет собой нижеследующее
27.2 eV + 2H + H -> 2Я+ +2е +Н
2Et + 2е -" 2Я+ 27,2 эВ, и (212) совокупная реакция представляет собой а.
+ [2'-V]-\3.6eV (211)
Я-> Я
+ [2 -Г]-13.6 eV. (213)
Согласно теоретическому предсказанию полоса излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне, обусловленная промежуточным
соединением Я*
1 + 1
уравнения (211), имеет коротковолновую границу в области 13,6
эВ (91,2 нм) и простирается в диапазон более длинных волн. Высокие плотности делают возможными прохождение еще одной реакции с образованием полосы перехода на уровень континуума 91,2, когда атом Н выполняет функцию катализатора в результате приема 27,2 эВ от второго водородного атома.
В присутствии высокого поля ионизированный электрон может переходить в
145
дробное состояние непосредственно при высвобождении энергии связывания в виде полосы перехода на уровень континуума с коротковолновой границей, соответствующей энергии связывания атома гидрино в конечном состоянии. Переходы для #(1/2) и #(1/3) представляют собой нижеследующее а1
Н++е~-> Н Н++е~ -> #
+ [22 -02]-13.6 eV (214) + [32 -02]-13.6 eV. (215)
Согласно теоретическому предсказанию полосы излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне имеют коротковолновую границу в областях 54,4 эВ (22,8 нм) и 122,4 (эВ), соответственно, и простираются в диапазон более длинных волн. Вследствие мультипольности и соответствующих правил отбора #(1/4) представляет собой предпочтительное состояние. Согласно предсказанию полоса излучения перехода на уровень континуума в далеком ультрафиолетовом диапазоне имеет коротковолновую границу в области 217,6 эВ (5,7 нм) и простирается в диапазон более длинных волн.
Потенциал ионизации молекулярного гидрино Н2(\1р) представляет собой нижеследующее
/Р, = Ет{Н2\Ур)) - EiiH2(\lp))
= -/16,13392 эВ-/0,118755 эВ-(-/31,351 эВ-/0,326469 эВ) (216) = /15,2171 эВ + /0,207714 эВ Энергия связи Ер для молекулярного гидрино Н2(\1р) представляет собой нижеследующее ED = -/27,20 эВ - Ет
= -/27,20 эВ - (-/31,351 эВ -/0,326469 эВ) (217)
=/4,151 эВ + /0,326469 эВ Еще один аспект настоящего описания изобретения включает источник света излучения ЭУФ. Источник света включает газообразное молекулярное гидрино и компонент, возбуждающий переход газообразного молекулярного гидрино на порог ионизации. Энергия перехода в невозбужденное состояние описывается уравнением (216). Возбуждение может быть проведено пучком частиц, предпочтительно пучком электронов. Газообразное молекулярное гидрино может быть захвачено в матрице, предпочтительно кристалле галогенида щелочного или щелочноземельного металлов. Кристалл можно бомбардировать, используя пучок электронов высокой энергии, такой как приблизительно 12 кВ, что приводит к возбуждению с последующим испусканием излучения перехода в невозбужденное состояние. В еще. одном варианте осуществления переход в
146
невозбужденное состояние дополнительно в результате приводит к разрыву связи молекулярного гидрино. Таким образом, испускаемая энергия представляет разность энергий, описывающихся уравнениями (216) и (217):
Eemission = /l 1,0661 эВ -/(Ц18755 эВ (218) Для р = 4 излучение соответствует 7,3 нм (169,5 эВ), что попадает в экстремальный ультрафиолетовый диапазон (ЭУФ). Данный свет может быть предназначен для литографии ЭУФ при изготовлении микроэлектронных устройств.
В вариантах осуществления, описывающихся в настоящем документе, по меньшей мере, один представитель, выбранный из источника Rb+, такого как Rb или его гидрид, или источника Cs, такого как металлический Cs или его гидрид, может выполнять функцию источника катализатора Rb+ или Cs, соответственно.
Гидридный ион гидрино может вступать в реакцию с окислителем, таким как кислород или сера, с образованием молекулярного гидрино. Примеры реакций представляют собой нижеследующее
2H-(Up) + S-> H2(l/p) + Sl-(219)
2Я"(1/р) + 02 -> Н2(Ур) + 022- (220) Таким образом, в одном варианте осуществления химической реакции гидрино гидрид гидрино может быть превращен в молекулярное гидрино в случае желательности такового как продукта.
VIII. Водородные газоразрядные энергетические и плазменные ячейка и реактор
Водородные газоразрядные энергетические и плазменные ячейка и реактор настоящего описания изобретения продемонстрированы на фигуре 5. Водородные газоразрядные энергетические и плазменные ячейка и реактор фигуры 5 включают газоразрядную ячейку 307, включающую заполненную газообразным водородом вакуумную емкость 315 с тлеющим разрядом, имеющую камеру 300. Источник 322 подачи водорода обеспечивает подачу водорода в камеру 300 через регулирующий клапан 325 по каналу 342 подачи водорода. Катализатор содержится в камере 300 ячейки. Источник 330 напряжения и электрического тока вызывает прохождение электрического тока между катодом 305 и анодом 320. Электрический ток может быть обратимым.
В одном варианте осуществления материал катода 305 может представлять собой источник катализатора, такой как Fe, Dy, Be или Pd. В еще одном варианте осуществления водородных газоразрядных энергетических и плазменных ячейки и реактора стенка 313 емкости является проводящей и выполняет функцию катода, который замещает электрод 305, а анод 320 может быть полым, таким как полый анод из нержавеющей стали. Разряд может испарять источник катализатора для получения катализатора. В результате разряда
147
молекулярный водород может быть диссоциирован с образованием водородных атомов j для получения гидрино и выработки энергии. Дополнительная диссоциация может быть обеспечена наличием в камере диссоциатора водорода.
Еще один вариант осуществления водородных газоразрядных энергетических и плазменных ячейки и реактора, где катализ протекает в газовой фазе, использует регулируемый газообразный катализатор. В результате разряда в молекулярном газообразном водороде в газе образуются водородные атомы для конверсии в гидрино. Газоразрядная ячейка 307 включает канал 341 подачи катализатора для перепускания газообразного катализатора 350 из резервуара 395 катализатора в реакционную камеру 300. Для подачи газообразного катализатора в реакционную камеру 300 резервуар 395 катализатора обогревают при помощи обогревателя 392 резервуара катализатора, имеющего источник питания 372. Давление паров катализатора регулируют в результате \ регулирования температуры резервуара 395 катализатора при регулировании обогревателя ' |
392, используя его источник питания 372. Реактор дополнительно включает клапан 301 i
селективной продувки. Катализатор может вмещать химически стойкий открытый I
контейнер, такой как лодочка из нержавеющей стали, вольфрама или керамики, | i
I !
расположенная внутри газоразрядной ячейки. Для подачи газообразного катализатора в реакционную камеру катализатор в лодочке катализатора может быть нагрет при помощи обогревателя лодочки, использующего связанный с ним источник питания. В j 1
альтернативном варианте, газоразрядную ячейку с тлеющим разрядом эксплуатируют при повышенной температуре, такой чтобы катализатор в лодочке был бы подвергнут j сублимированию, кипению или улетучиванию с переходом в газовую фазу. Давление паров катализатора регулируют в результате регулирования температуры лодочки или разрядной ячейки при регулировании обогревателя, используя его источник питания. Для | j
предотвращения конденсации катализатора в ячейке температуру выдерживают большей температуры источника катализатора, резервуара 395 катализатора или лодочки катализатора. 1
В одном варианте осуществлении катализ протекает в газовой фазе, литий представляет собой катализатор, и источник атомарного лития, такой как металлический литий или соединение лития, такое как L1NH2, делают газообразным в результате выдерживания температуры ячейки в диапазоне приблизительно 300-1000°С. Наиболее предпочтительно температуру ячейки выдерживают в диапазоне приблизительно 500-
I 1
750°С. Реагент атомарный и/или молекулярный водород можно выдерживать при давлении, меньшем, чем атмосферное, предпочтительно находящемся в диапазоне от
i \
приблизительно 10 миллиторр до приблизительно 100 торр. Наиболее предпочтительно i!
I I I
f f]
148
давление определяют в результате выдерживания смеси металлического лития и гидрида лития в ячейке, выдерживаемой при требуемой рабочей температуре. Рабочий диапазон температур предпочтительно заключен в пределах приблизительно 300-1000°С, а наиболее предпочтительно давление является таким, которое достигают для ячейки в рабочем диапазоне температур приблизительно 300-750°С. Ячейку можно контролируемо выдерживать при требуемой рабочей температуре, используя обогревающий змеевик, такой как змеевик 380 на фигуре 5, который запитывают от источника питания 385. Ячейка может дополнительно включать внутреннюю реакционную камеру 300 и внешний водородный резервуар 390, так чтобы водород мог бы быть подан в ячейку в результате диффундирования водорода через стенку 313, разделяющую две камеры. Для регулирования скорости диффундирования температуру стенки можно регулировать при помощи обогревателя. Скорость диффундирования можно дополнительно регулировать в результате регулирования давления водорода в водородном резервуаре.
В еще одном варианте осуществления системы, содержащей реакционную смесь, содержащую структурные единицы, выбираемые из группы Li, L1NH2, Li2NH, Li3N, L1NO3, LiX, NH4X (X представляет собой галогенид), NH3, LiBH4, LiAlH4 и H2, по меньшей мере, один из реагентов регенерируют в результате добавления одного или нескольких реагентов и проведения плазменной регенерации. Плазмой может быть плазма из газов, таких как NH3 и Н2. Плазму можно получать "по месту" (в реакционной ячейке) или во внешней ячейке, сообщающейся с реакционной ячейкой. В других вариантах осуществления место Li занимают К, Cs и Na, где катализатор представляет собой атомарный К, атомарный Cs и молекулярный NH.
Для выдерживания давления катализатора на желательном уровне характеризующаяся проницаемостью ячейка в качестве источника подачи водорода может быть герметизирована. В альтернативном варианте, ячейка дополнительно включает высокотемпературные клапаны на каждых впускном или выпускном отверстиях, так чтобы клапан, находящийся в контакте с реакционной газообразной смесью, выдерживался бы при требуемой температуре.
Температуру плазменной ячейки можно независимо регулировать в широком диапазоне в результате изолирования ячейки и подачи на обогреватель 380 дополнительного питания для обогревателя. Таким образом, давление паров катализатора можно регулировать независимо от мощности источника плазмы.
Напряжение разряда может находиться в диапазоне приблизительно от 100 до 10000 вольт. Сила электрического тока может находиться в любом желательном диапазоне при желательном напряжении. Кроме того, плазма может быть импульсной при
149
любых требуемых диапазоне частот, напряжении смещения, пиковом напряжении, пиковой мощности и форме импульса.
В еще одном варианте осуществления плазма может иметь место в жидкой среде, такой как растворитель катализатора или реагентов структурных единиц, которые представляют собой источник катализатора. IX. Топливные ячейка и аккумулятор
В вариантах осуществления топливных ячейки и аккумулятора 400, продемонстрированных на фигуре 6, реагенты для получения гидрино, включающие твердое топливо или гетерогенный катализатор, включают реагент для соответствующих полупревращений в ячейке. Во время функционирования катализатор вступает в реакцию с атомарным водородом, а перенос энергии в результате приводит к ионизации катализатора. Данная реакция может протекать в анодном пространстве 402, так чтобы анод 410, в конечном счете, принимал бы ток ионизированных электронов. Функцию катализаторов для получения гидрино может выполнять, по меньшей мере, один представитель, выбранный из Li, К и NaH. Стадия реакции в виде безызлучательного переноса энергии, равной целому кратному величины 27.2 эВ, от атомарного водорода к катализатору в результате приводит к получению ионизированного катализатора и свободных электронов. Носитель, такой как АС, может выполнять функцию проводящего акцептора электронов при электрическом контакте с анодом. Конечные электроноакцепторные реагенты включают окислитель, такой как свободные радикалы, или его источник и источник положительно заряженного противоиона, которые формируют компоненты реакционной смеси катодного отделения, которая, в конечном счете, захватывает электроны, высвобожденные при катализаторной реакции для получения гидрино. Окислитель или реакционную смесь катодного отделения размещают в катодном пространстве 401, включающем катод 405. Предпочтительно окислителем является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из кислорода или источника кислорода, галогена, предпочтительно F2 или С12, или источника галогена, CF4, SF6 и NF3. Во время функционирования противоион, такой как ион катализатора, может мигрировать в анодное пространство из катодного пространства, предпочтительно через солевой мостик 420. Для реакции в каждой ячейке может быть подан дополнительный реагент, или продукты могут быть удалены через каналы 460 и 461 в источники реагентов или резервуары для хранения продуктов 430 и 431.
В определенных вариантах осуществления системы энергетических, химических, аккумуляторных и топливных ячеек, описывающиеся в настоящем документе, которые регенерируют реагенты и поддерживают прохождение реакции с образованием
150
низкоэнергетического водорода, могут быть закрытыми за исключением только необходимости замены водорода, израсходованного при получении гидрино, когда израсходованное водородное топливо может быть получено в результате электролиза воды.
X. Химический реактор
Настоящее описание изобретения также относится и к другим реакторам для получения характеризующихся повышенной энергией связывания водородных соединений настоящего описания изобретения, таких как молекулы дигидрино и гидридные соединения на основе гидрино. Дополнительные продукты катализа представляют собой мощность и необязательно плазму и свет в зависимости от типа ячейки. Такой реактор здесь и далее в настоящем документе называется "водородным реактором" или "водородной ячейкой". Водородный реактор включает ячейку для получения гидрино. Ячейка для получения гидрино может иметь форму химического реактора или газовой топливной ячейки, такой как газоразрядная ячейка, плазмотронная ячейка или сверхвысокочастотная плазменная ячейка. Примеры вариантов осуществления ячейки для получения гидрино могут иметь форму жидкотопливной ячейки, твердотопливной ячейки и гетерогеннотопливной ячейки. Каждая из данных ячеек включает: (i) источник атомарного водорода; (ii) по меньшей мере, один катализатор, выбранный из твердого катализатора, расплавленного катализатора, жидкого катализатора, газообразного катализатора или их смесей для получения гидрино; и (iii) емкость для проведения реакции между водородом и катализатором для получения гидрино. В соответствии с использованием в настоящем документе и предусматриванием в настоящем описании изобретения термин "водород", если только не будет указано другого, включает не только протий (1Н), но также и дейтерий (2Я) и тритий (3Н). В случае использования дейтерия в качестве реагента реакции с образованием гидрино предполагается наличие и сравнительно следовых количеств тритиевых или гелиевых продуктов гетерогенных топлив и твердых топлив.
В одном варианте осуществления химического реактора для синтеза соединений, содержащих низкоэнергетический водород, таких как гидридные соединения на основе гидрино, синтезируют пленку гидрида железа на основе гидрино при использовании соли железа, содержащей Fe в положительной степени окисления, которая может вступать в реакцию с Н~(\1р) в результате вытеснения противоиона железа, предпочтительно карбида железа, оксида железа или летучей соли железа, такой как Feb или Feb. Катализатор может представлять собой К, NaH или Li. Н может быть получен из Н2 с использованием диссоциатора, такого как R-Ni или Pt/АЬОз. В еще одном варианте
151
осуществления гидрид железа на основе гидрино получают из источника железа, такого как галогенид железа, который разлагается при рабочей температуре реактора, катализатора, такого как NaH, Li или К, и источника водорода, такого как газообразный Нг, и диссоциатора, такого как R-Ni. Гидрид марганца на основе гидрино может быть получен из источника марганца, такого как металлоорганика, такая как 2,4-пентандионат Мп(П), который разлагается при рабочей температуре реактора, катализатора, такого как NaH, Li или К, и источника водорода, такого как газообразный Н2, и диссоциатора, такого как R-Ni. В одном варианте осуществления реактор выдерживают в диапазоне температур приблизительно от 25°С до 800°С, предпочтительно в диапазоне приблизительно от 400°С до 500°С.
Поскольку в газовой фазе щелочные металлы представляют собой ковалентные двухатомные молекулы, в одном варианте осуществления катализатор для получения водородных соединений, характеризующихся повышенной энергией связывания, получают из источника в результате проведения реакции, по меньшей мере, с одним другим элементом. Катализатор, такой как К или Li, может быть получен в результате диспергирования металлических К или Li в галогениде щелочного металла, таком как КХ или LiX, для получения КНХ, LiHX, где X представляет собой галогенид. Катализатор К или Li также может быть получен в результате проведения реакции между выпаренным Кг или L12 и атомарным Н для получения КН и К или LiH и Li, соответственно. Водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, могут представлять собой МНХ, где М представляет собой щелочной металл, Н представляет собой гидрид на основе гидрино, а X представляет собой однократно отрицательно заряженный ион, предпочтительно X является одним представителем, выбираемым из галогенида и HCOf. В одном варианте осуществления реакционная смесь для получения KHI или КНС1, где Н представляет собой гидрид на основе гидрино, содержит металлический К, имеющий покрытие из КХ (X = CI, I), и диссоциатор, предпочтительно металлический никель, такой как никелевая сетка и R-Ni, соответственно. Реакцию проводят в результате выдерживания реакционной смеси при повышенной температуре, предпочтительно в диапазоне 400-700°С при добавлении водорода. Предпочтительно давление водорода выдерживают на уровне избыточного давления, равного приблизительно 5 фунт/дюйм2. Таким образом, MX размещают поверх К, так чтобы атомы К мигрировали бы через галогенидную решетку, и галогенид используют для диспергирования К и выполнения функции диссоциатора для К2, который на межфазной поверхности вступает в реакцию с Н от диссоциатора, такого как никелевая сетка или R-Ni, с образованием КНХ.
Одна подходящая реакционная смесь для синтеза гидридных соединений на основе
152
гидрино содержит, по меньшей мере, две структурные единицы, выбираемые из группы катализатора, источника водорода, окислителя, восстановителя и носителя, где окислитель представляет собой источник, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из серы, фосфора и кислорода, например SF6, S, S02, S03, S2O5CI2, F5SOF, M2S2O8, SxXy, такой как S2C12, SC12, S2Br2, S2F2, CS2, Sb2S5, SOxXy, такой как SOCl2, SOF2, S02F2, SOBr2, P, P205, P2S5, РХХУ, такой как PF3, PC13, PBr3, PI3, PF5, PC15, PBr4F или PCI4F, POxXy, такой как POBr3, POI3, РОС13 или POF3, PSxXy, такой как PSBr3, PSF3, PSC13, соединение фосфор-азот, такое как P3Ns, (C12PN)3 или (G12PN)4, (Br2PN)x (M представляет собой щелочной металл, х и у представляют собой целые числа, X представляет собой галоген), О2, N2O и Те02. Окислитель может дополнительно включать источник галогенида, предпочтительно фтора, такой как CF4, NF3 или CrF2. Смесь также может содержать газопоглотитель в качестве источника фосфора или серы, такой как MgS и MHS (М представляет собой щелочной металл). Один подходящий газопоглотитель представляет собой атом или соединение, которые приводят к получению сдвинутого в сторону сильного поля пика ЯМР обычного Н и пика гидрида на основе гидрино, который сдвинут в сторону сильного поля от пика обычного Н. Подходящие газопоглотители включают элементарные S, Р, О, Se и Те или включают соединения, содержащие S, Р, О, Se и Те. Общее свойство подходящего газопоглотителя для гидридных ионов гидрино заключается в том, что он формирует цепи, каркасы или кольца в элементарной форме, в допированной элементарной форме или совместно с другими элементами, которые улавливают и стабилизируют гидридные ионы гидрино. Предпочтительно ГГП/р) может наблюдаться по методам твердотельного или растворного ЯМР. В еще одном варианте осуществления функцию катализатора выполняют либо NaH, либо НС1. Одна подходящая реакционная смесь содержит MX и M'HS04, где М и М' представляют собой щелочные металлы, предпочтительно Na и К, соответственно, а X представляет собой галоген, предпочтительно С1.
Системами, подходящими для выработки энергии, а также получения низкоэнергетических водородных соединений, являются реакционные смеси, содержащие, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из (1) катализатора NaH, MgH2, SF6 и активированного угля (АС), (2) катализатора NaH, MgH2, S и активированного угля (АС), (3) катализатора NaH, MgH2, K2S208, Ag и AC, (4) катализатора КН, MgH2, K2S20g и AC, (5) катализатора МН (М = Li, Na, К), Al или MgH2, 02, K2S20g и АС, (6) катализатора КН, Al, CF4 и АС, (7) катализатора NaH, Al, NF3 и AC, (8) катализатора КН, MgH2, N20 и AC, (9) катализатора NaH, MgH2, 02 и активированного угля (AC), (10) катализатора NaH, MgH2, CF4 и AC, (11) катализатора МН, MgH2, (M = Li, Na или К), P205 (P4O10) и AC, (12)
153
катализатора МН, MgH2, MNO3, (М = Li, Na или К) и АС, (13) катализатора NaH или КН, Mg, Са или Sr, галогенида переходного металла, предпочтительно FeCb, FeBr2, NiBr2, Mnl2, или галогенида редкоземельного металла, такого как EuBr2, и АС и (14) катализатора NaH, Al, CS2 и АС. В других вариантах осуществления примеров приведенных выше реакционных смесей катион катализатора включает одного представителя, выбранного из Li, Na, К, Rb или Cs, а другие структурные единицы реакционной смеси выбирают из тех, которые участвуют в реакциях от 1 до 14. Реагенты могут присутствовать с любыми желательными соотношениями.
Продуктом реакции с образованием гидрино является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из водородной молекулы и гидридного иона, характеризующийся пиком протонного ЯМР, сдвинутым в область сильного поля по отношению от того, что имеет место для обычных молекулярного водорода или гидрида на основе водорода, соответственно. В одном варианте осуществления водородный продукт связан с элементом, отличным от водорода, где пик протонного ЯМР сдвинут в сторону сильного поля по отношению к тому, что имеет место для обычных молекулы, структурной единицы или соединения, которые описываются той же самой молекулярной формулой, что и продукт, или обычные молекула, структурная единица или соединение при комнатной температуре нестабильны.
В одном варианте осуществления энергию вырабатывают и водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, получают при использовании реакционной смеси, содержащей два и более представителя, выбираемых из следующих далее структурных единиц: L1NO3, NaN03, KN03, LiH, NaH, KH, Li, Na, K, H2, носитель, такой как углерод, например, активированный уголь, восстановитель металл или гидрид металла, предпочтительно MgH2. Реагенты могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно реакционная смесь содержит 9,3% (моль.) МН, 8,6% (моль.) MgH2, 74%> (моль.) АС и 7,86% (моль.) MN03 (М представляет собой Li, Na или К), где % (моль.) каждой структурной единицы может варьироваться в пределах диапазона плюс или минус коэффициент 10 от того, что приведено для каждой структурной единицы. Продукты молекулярное гидрино и гидридный ион гидрино, характеризующиеся предпочтительным состоянием 1/4, могут наблюдаться при использовании метода жидкостного ЯМР в областях приблизительно 1,22 м. д. и - 3,85 м. д., соответственно, после экстрагирования смеси продуктов при использовании растворителя для метода ЯМР, предпочтительно дейтерированного ДМФА. Продукт М2СОз может выполнять функцию газопоглотителя для гидридного иона гидрино с образованием соединения, такого как МНМНСО3.
154
В еще одном варианте осуществления энергию вырабатывают и водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, получают при использовании реакционной смеси, содержащей два и более представителя, выбираемых из следующих далее структурных единиц: LiH, NaH, КН, Li, Na, К, Н2, восстановитель металл или гидрид металла, предпочтительно MgH2 или порошкообразный А1, предпочтительно нанопорошок, носитель, такой как углерод, предпочтительно активированный уголь, и источник фтора, такой как газообразный фтор или фторуглерод, предпочтительно CF4 или гексафторбензол (ГФБ). Реагенты могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно реакционная смесь содержит 9,8% (моль.) МН, 9,1% (моль.) MgH2 или 9% (моль.) нанопорошка А1, 79% (моль.) АС и 2,4% (моль.) CF4 или ГФБ (М представляет собой Li, Na или К), где % (моль.) каждой структурной единицы может варьироваться в пределах диапазона плюс или минус коэффициент 10 от того, что приведено для каждой структурной единицы. Продукты молекулярное гидрино и гидридный ион гидрино, характеризующиеся предпочтительным состоянием 1/4, могут наблюдаться при использовании метода жидкостного ЯМР в областях приблизительно 1,22 м. д. и - 3,86 м. д., соответственно, после экстрагирования смеси продуктов при использовании растворителя для метода ЯМР, предпочтительно дейтерированного ДМФА или CDCb.
В еще одном варианте осуществления энергию вырабатывают и водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, получают при использовании реакционной смеси, содержащей два и более представителя, выбираемых из следующих далее структурных единиц: LiH, NaH, КН, Li, Na, К, Н2, восстановитель металл или гидрид металла, предпочтительно MgH2 или порошкообразный А1, носитель, такой как углерод, предпочтительно активированный уголь, и источник фтора, предпочтительно SF^. Реагенты могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно реакционная смесь содержит 10 % (моль.) МН, 9,1 % (моль.) MgH2 или 9 % (моль.) порошкообразного А1, 78,8 % (моль.) АС и 24 % (моль.) SF6 (М представляет собой Li, Na или К), где % (моль.) каждой структурной единицы может варьироваться в пределах диапазона плюс или минус коэффициент 10 от того, что приведено для каждой структурной единицы. Подходящая реакционная смесь содержит NaH, MgH2 или Mg, AC и SF6 с данными молярными долями. Продукты молекулярное гидрино и гидридный ион гидрино, характеризующиеся предпочтительным состоянием 1/4, могут наблюдаться при использовании метода жидкостного ЯМР в областях приблизительно 1,22 м. д. и - 3,86 м. д., соответственно, после экстрагирования смеси продуктов при использовании растворителя для метода ЯМР, предпочтительно дейтерированного ДМФА или CDCI3.
155
В еще одном варианте осуществления энергию вырабатывают и водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, получают при использовании реакционной смеси, содержащей два и более представителя, выбираемых из следующих далее структурных единиц: LiH, NaH, КН, Li, Na, К, Н2, восстановитель металл или гидрид металла, предпочтительно MgH2 или порошкообразный А1, носитель, такой как углерод, предпочтительно активированный уголь, и источник, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из серы, фосфора и кислорода, предпочтительно порошкообразные S или Р, SF6, CS2, Р2О5 и MNO3 (М представляет собой щелочной металл). Реагенты могут присутствовать с любыми молярными долями. Предпочтительно реакционная смесь содержит 8,1 % (моль.) МН, 7,5 % (моль.) MgH2 или порошкообразного А1, 65 % (моль.) АС и 19,5 % (моль.) S (М представляет собой Li, Na или К), где % (моль.) каждой структурной единицы может варьироваться в пределах диапазона плюс или минус коэффициент 10 от того, что приведено для каждой структурной единицы. Подходящая реакционная смесь содержит NaH, MgH2 или Mg, AC и порошкообразную S с данными молярными долями. Продукты молекулярное гидрино и гидридный ион гидрино, характеризующиеся предпочтительным состоянием 1/4, могут наблюдаться при использовании метода жидкостного ЯМР в областях приблизительно 1,22 м. д. и - 3,86 м. д., соответственно, после экстрагирования смеси продуктов при использовании растворителя для метода ЯМР, предпочтительно дейтерированного ДМФА
или CDCI3.
В еще одном варианте осуществления энергию вырабатывают и водородные соединения, характеризующиеся повышенной энергией связывания, получают при использовании реакционной смеси, содержащей NaHS. Гидридный ион гидрино может быть выделен из NaHS. В одном варианте осуществления твердотельная реакция протекает в NaHS с образованием Н~(1/4), который может быть дополнительно введен в реакцию с источником протонов, таким как растворитель, предпочтительно Н2О, для получения Нг(1/4).
В одном варианте осуществления гидридные соединения на основе гидрино могут быть очищены. Способ очистки может включать, по меньшей мере, одну операцию, выбираемую из экстрагирования и перекристаллизации при использовании подходящего растворителя. Способ может дополнительно включать хроматографию и другие способы разделения неорганических соединений, известные специалистам в соответствующей области техники.
В одном жидкотопливном варианте осуществления растворитель, имеет галогеновую функциональную группу, предпочтительно фтор. Одна подходящая
156
реакционная смесь содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из гесафторбензола и октафторнафталина, добавляемого к катализатору, такому как NaH, и перемешиваемого с носителем, таким как активированный уголь, фторполимер или R-Ni. Реакционная смесь может содержать энергетический материал, который может быть использован в областях применения, которые известны на современном уровне техники. Подходящие области применения, обусловленные высокоэнергетическим балансом, представляют собой ракетные топлива и топливо поршневого двигателя. В одном варианте осуществления желательным продуктом является, по меньшей мере, один представитель, выбранный из фуллерена и нанотрубок, которые собирают.
В одном варианте осуществления молекулярное гидрино Нг(1/р), предпочтительно Нг(1/4), представляет собой продукт, который дополнительно восстанавливают для получения соответствующих гидридных ионов, которые могут быть использованы в областях применения, таких как гидридные аккумуляторы и поверхностные покрытия. Связь молекулярного гидрино может быть разрушена по способу столкновения. Н2(1/р) может быть диссоциирован в результате энергетических столкновений с ионами или электронами в плазме или пучке. После этого диссоциированные атомы гидрино могут быть введены в реакцию для получения требуемых гидридных ионов.
В одном дополнительном варианте осуществления молекулярное гидрино Н2(1/р), предпочтительно Н2(1/4), представляет собой продукт, который используют в качестве контрастного агента при магнитно-резонансной томографии (МРТ). Агент можно вдыхать для визуализации легких, где его химический сдвиг в сторону сильного поля по отношению к обычному Н позволяет ему быть отличаемым и, таким образом, селективным. В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, одним представителем, выбираемым из низкоэнергетического водородного соединения и низкоэнергетических водородных структурных единиц, таких как Н~(1/р), является фармацевтическое средство, включающее, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из группы антилипидемических средств, антихолестериновых средств, противозачаточных средств, противокоагулирующих средств, противовоспалительных средств, иммунодепрессивных средств, противоаритмических средств, противоопухолевых средств, антигипертензивных средств, эпинефринблокирующих средств, сердечных инотропных средств, антидепрессорных средств, мочегонных средств, противогрибковых средств, противобактериальных средств, анксиолитических соседств, успокаивающих средств, курареподобных средств, противосудорожных средств, средств лечения язвенной болезни, средств лечения астматических и аллергических реакций, антитромбоэмболических средств, средств лечения мышечной дистрофии, средств
157
прерывания беременности по медицинским показаниям, средств лечения малокровия, средств улучшения срока жизнеспособности аллотрансплантата, средств лечения нарушений метаболизма пуринов, средств лечения ишемической болезни сердца, средств лечения абстинентного синдрома при отказе от опиатов, средств, которые активируют эффекты вторичного мессенджера инозит-1,4,5-трифосфата, средств блокирования спинномозговых рефлексов и противовирусных средств, в том числе средств лечения СПИД. В одной рецептуре, которая встречается в естественной среде, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из низкоэнергетического водородного соединения и низкоэнергетической водородной структурной единицы, получают имеющими желательные концентрации, такие как более высокие концентрации, чем концентрации, встречающиеся в естественной среде. XI. Экспериментальный раздел А. Водоструйная периодическая калориметрия
Баланс энергии и мощности для катал изаторных реакционных смесей, перечисленных на правой стороне каждой приведенной ниже позиции, получали при использовании цилиндрических реакторов из нержавеющей стадии, имеющих объем, равный приблизительно 130,3 см (внутренний диаметр (ВД) 1,5 дюйма, длина 4,5 дюйма и толщина стенки 0,2 дюйма), или объем 1988 см3 (внутренний диаметр (ВД) 3,75 дюйма, длина 11 дюйма и толщина стенки 0,375 дюйма), и водоструйного калориметра, включающего вакуумную камеру, вмещающую каждую ячейку, и внешний змеевик с охлаждающей водой, который отводил 99+ % энергии, высвобождающейся в ячейке с получением погрешности < ± I %. Количество извлеченной энергии определяли в результате интегрирования совокупной выходной мощности Рт с течением времени. Мощность представляет собой нижеследующее
Рт= тСрАТ, (221)
где m представляет собой массовый расход, Ср представляет собой удельную теплоемкость воды, а АГ представляет собой абсолютное изменение температуры между впускным отверстием и выпускным отверстием. Реакцию инициировали в результате подвода точной величины мощности на внешние обогреватели. Говоря конкретно, на обогреватель подавали мощность 100-200 Вт (ячейка 130,3 см3) или 800-1000 Вт (ячейка 1988 см). Во время данного периода нагревания реагенты достигали пороговой температуры реакции с образованием гидрино, когда начало реакции обычно подтверждалось быстрым увеличением температуры ячейки. Сразу после достижения температурой ячейки приблизительно 400-500°С подводимую мощность устанавливали на ноль. По истечении 50 минут программа переключала мощность на ноль. Для увеличения
158
скорости теплопередачи к хладагенту в камере повторно увеличивали давление с использованием 1000 торр гелия, и максимальное изменение температуры воды (выпускное отверстие минус впускное отверстие) составляло приблизительно 1,2°С. Сборной конструкции давали возможность полностью достичь равновесия в течение 24-часового периода времени, что подтверждалось наблюдением полного равновесия для термисторов потока.
В каждом испытании подводимую энергию и отводимую энергию рассчитывали в результате интегрирования соответствующей мощности. Тепловую энергию в потоке хладагента в каждый временной инкремент рассчитывали при использовании уравнения (221) в результате умножения объемного расхода воды на плотность воды при 19°С (0,998 кг/литр), удельную теплоемкость воды (4,181 кДж/кг °С), скорректированную разность температур и временной интервал. Значения суммировали в течение всего эксперимента для получения совокупной отводимой энергии. Совокупная энергия от ячейки Ет должна быть равна подводимой энергии Ein и любой результирующей энергии Enet. Таким образом, результирующая энергия представляет собой нижеследующее
Enet= Ет-Е," (222)
Из энергетического баланса определяли любое избыточное тепло Еех по отношению к максимальному теоретическому значению Ем Еех ~ Emt - Emt (223)
Результаты калибровочных испытаний продемонстрировали теплопередачу от резистивного подвода к отводимому хладагенту, лучшую, чем 98%, и контроль нулевого избыточного тепла продемонстрировал точность калориметра в пределах погрешности, меньшей, чем 1%, при использовании калибровочной коррекции. Результаты представлены следующим образом: Tmax представляет собой максимальную температуру ячейки, Ein представляет собой подводимую энергию, a dE представляет собой измеренную отводимую энергию, превьппающую подводимую энергию. Все энергии являются экзотермическими. Положительные значения при приведении таковых представляют величину энергии. Галогениды, оксиды и сульфиды металлов
¦ 20 г АСЗ-5 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 11,2 г Mg3As2, Ein: 298,6 кДж, dE: 21,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 315°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
¦ 20 г АСЗ-5 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 9,1 г Са3Р2, Ein: 282,1 кДж, dE: 18,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 320°С, эндотермичность, приращение составляет бесконечность.
159
¦ Подтверждение для университета Роуана КН 7,47 г + Mg 4,5 г + TiC 18,0 г + EuBr2 14,04 г, Ein: 321,1 кДж, dE: 40,5 кДж, Tmax: ~ 340°С, приращение энергии ~ 6,5Х (1,37 кДж х 4,5 = 6,16 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + TiB2 3,5 г, Ein: 299 кДж, dE: 10 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 320°С; приращение энергии ~ X (X ~ 0 кДж; ячейка на 1 дюйм: избыточная энергия ~ 5,1 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + RbCl 6,05 г, Ein: 311 кДж, dE: 18 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С; приращение энергии ~ X (X ~ 0 кДж; ячейка на 1 дюйм: избыточная энергия ~ 6,0 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Li2S 2,3 г, Ein: 323 кДж, dE: 12 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С; приращение энергии ~ X (X ~ 0 кДж; ячейка на 1 дюйм: избыточная энергия ~ 5,0 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Mg3N2 5,05 г, Ein: 323 кДж, dE: 11 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 330°С; приращение энергии ~ (X ~ 0 кДж; ячейка на 1 дюйм: избыточная энергия ~ 5,2 кДж).
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,55 г PtBr2, Ein: 95,0 кДж, dE: 15,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 108-327°С, Tmax: 346°С, теоретическая величина составляет 6,66 кДж, приращение в 2,36 раза.
" 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,55 г PtBr2, Ein: 94,0 кДж, dE: 14,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 100-256°С, Tmax: 326°С, теоретическая величина составляет 6,03 кДж, приращение в 2,37 раза.
¦ 4 г WC + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 0,01 моль С12, при инициировании с использованием УФ-лампы для разложения С12 и получения CI, Ein: 162,9 кДж, dE: 16,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 23-42°С, Tmax: 85°С, теоретическая величина составляет 7,10 кДж, приращение в 2,25 раза.
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,66 г PdBr2, Ein: 113,0 кДж, dE: 11,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 133-276°С, Tmax: 370°С, теоретическая величина составляет 6,43 кДж, приращение в 1,82 раза.
• 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,66 г PdBr2, Ein: 116,0 кДж, dE: 9,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 110-217°С, Tmax: 361°С, теоретическая величина составляет 5,81 кДж, приращение в 1,63 раза.
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,60 г Pdl2, Ein: 142,0 кДж, dE: 7,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 177-342°С, Tmax: 403°С, теоретическая величина составляет 5,53 кДж, приращение в 1,41 раза.
¦ 0,41 г A1N + 1,66 г КН + 1 г порошкообразного Mg + 4 г АСЗ-5 в ячейке для
160
интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 4,9 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 407°С, теоретическая величина является эндотермической.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + СгВ2 3,7 г, Ein: 317 кДж, dE: 19 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С, теоретическая энергия является эндотермической 0,05 кДж, приращение составляет бесконечность.
¦ КН 8,3 г + НОВЫЙ Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + AgCl 9,36 г, Ein: 99 кДж, dE: 43 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С; приращение энергии ~ 2,ЗХ (X = 18,88 кДж).
• КН 8,3 г + Mg 5,0 г + НОВЫЙ TiC (G06U055) 20,0 г + AgCl 7,2 г, Ein: 315 кДж, dE: 25 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С; приращение энергии ~ 1.72Х (X = 14,52 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Y203 11,3 г (приращение ~ 4Х с TiC), Ein:
353 кДж, dE: 23 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax
~ 350°С. Приращение энергии ~ 4Х (X ~ 1,18 кДж * 5 = 5,9 кДж). \
¦ КН 4,15 г + Mg 2,5 г + САП-300 10,0 г + EuBr3 9,8 г, Ein: 323 кДж, dE: 27 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,26Х (X = 11,93 кДж).
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,23 г Mg3As2, 133,0 кДж, dE: 5,8 кДж, изменение | крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 371°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность.
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,23 г Mg3As2, Ein: 139,0 кДж, dE: 6,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 393°С, теоретическая величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность. !
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,82 г Са3Р2, Ein: 133,0 кДж, dE: 5,8 кДж, | изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 407°С, теоретическая 1 величина является эндотермической, приращение составляет бесконечность. 1
¦ 4 г АСЗ-5 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,97 г WC16, Ein: 99,0 кДж; dE: 21,84 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 100-342°С; Tmax: 375°С, теоретическая [ величина составляет 16,7, приращение в 1,3 раза. J
¦ Операцию проводили для 2,60 г Csl, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4 в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм. Приращение энергии составляло 4,9
кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная [
температура ячейки составляла 406°С, теоретическая величина составляет 0, приращение [
161
составляет бесконечность.
¦ Операцию проводили для 0,42 г LiCl, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4. Приращение энергии составляло 5,4 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 412°С, теоретическая величина составляет 0, приращение составляет бесконечность.
¦ 4 г АСЗ-4 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,21 г RbCl, Ein: 136,0 кДж, dE: 5,2 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 372°С, теоретическая величина составляет 0 кДж, приращение составляет бесконечность.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + СаВг2 10,0 г, Ein: 323 кДж, dE: 27 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 3,0 X (X ~ 1,71 кДж * 5 = 8,55 кДж).
¦ КН 8,3 г ¦-+¦ Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + YF3 7,3 г, Ein: 320 кДж, dE: 17 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 4,5 X (X ~ 0,74 кДж * 5 = 3,7 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + высушенный SnBr2 14,0 г, Ein: 299 кДж, dE: 36 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 130°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 1,23Х (X ~ 5,85 кДж х 5 = 29,25 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + EuBr2 15,6 г, Ein: 291 кДж, dE: 45 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 50°С и Tmax ~ 320°С. Приращение энергии ~ 32Х (X ~ 0,28 кДж х 5 = 1,4 кДж), и приращение составляет ~ 6,5Х (1,37 кДж х 5 = 6,85 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + высушенный ZnBr2 11,25 г, Ein: 288 кДж, dE: 45 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,1Х (X ~ 4,19 кДж х 5 = 20,9 кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + SF6, Ein: 77,7 кДж, dE: 105 кДж, Tmax ~ 400°С. Приращение энергии ~ 1,43Х (X для 0,03 моль SF6 ~ 73 кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + SF6, Ein: 217 кДж, dE: 84 кДж, Tmax ~ 400°С. Приращение энергии ~ 1,15Х (X для 0,03 моль SF6 ~ 73 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + AgCl 7,2 г, Ein: 357 кДж, dE: 25 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,72Х (X ~ 14,52 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + AgCl 7,2 г, Ein: 487 кДж, dE: 34 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 2,34Х (X ~ 14,52 кДж).
¦ 20 г АСЗ-4 + 8,3 г Са + 5 г NaH + 15,5 г Mnl2, Ein: 181,5 кДж, dE: 61,3 кДж,
162
изменение крутизны зависимости температуры: 159-233°С, Tmax: 283°С, теоретическая величина составляет 29,5 кДж, приращение в 2,08 раза.
> 4 г АСЗ-4 + 1,66 г Са + 1,66 г КН + 3,09 г Mnl2, Ein: 113,0 кДж, dE: 15,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 228-384°С, Tmax: 395°С, теоретическая величина составляет 6,68 кДж, приращение в 2,37 раза.
- 4 г АСЗ-4 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 0,46 г Li2S, Ein: 144,0 кДж, dE: 5,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 419°С, теоретическая величина является эндотермической.
¦ 1,01 г Mg3N2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4 в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 5,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 401°С, теоретическая величина составляет 0.
¦ 1,21 г RbCl, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4, приращение энергии составляло 6,0 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 442°С, теоретическая величина составляет 0.
¦ Операцию проводили для 2,24 г Zn3N2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г АСЗ-4. Приращение энергии составляло 5,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 410°С, теоретическая величина составляет 4,41 кДж, приращение в 1,25 раза.
¦ 4 г АСЗ-4 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,77 г PdCl2, Ein: 89,0 кДж, dE: 10,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 83-204°С, Tmax: 306°С, теоретическая величина составляет 6,14 кДж, приращение в 1,7 раза.
¦ 0,74 г СгВ2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-4) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 4,3 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 404°С, теоретическая величина составляет 0.
¦ Операцию проводили для 0,70 г TiB2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-4). Приращение энергии составляло 5,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 431°С, теоретическая величина составляет 0.
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ВаВг2 14,85 г (высушенный), Ein: 328 кДж, dE: 16 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~
163
320°С. Приращение энергии 160Х (X ~ 0,02 кДж * 5 = 0,1 кДж).
¦ NaH 1,0 г + Mg 1,0 г + САИ-300 4,0 г + ВаВг2 2,97 г (высушенный), Ein: 140 кДж, dE: 3 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 360°С. Приращение энергии ~ 150Х (X ~ 0,02 кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Mgl2 13,9 г, Ein: 315 кДж, dE: 16 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,8Х (X ~ 1,75 х 5 = 8,75 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + MgBr2 9,2 г, Ein: 334 кДж, dE: 24 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 2, IX (X ~ 2,23 х 5 = 11,5 кДж).
¦ 20 г АСЗ-3 + 8,3 г КН + 7,2 г AgCl, Ein: 286,6 кДж, dE: 29,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 327-391°С, Tmax: 394°С, теоретическая величина составляет 13,57 кДж, приращение в 2,17 раза.
- 4 г АСЗ-3 + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 1,44 г AgCl, Ein: 151,0 кДж, dE: 4,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 397°С, теоретическая величина составляет 2,53 кДж, приращение в 1,89 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,48 г Ca3N2, Ein: 140,0 кДж, dE: 4,9 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 392°С, теоретическая величина составляет 2,01 кДж, приращение в 2,21 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,86 г InCl2, Ein: 125,0 кДж, dE: 7,9 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 163-259°С, Tmax: 374°С, теоретическая величина составляет 4,22 кДж, приращение в 1,87 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,86 г InCl2, Ein: 105,0 кДж, dE: 7,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 186-302°С, Tmax: 370°С, теоретическая величина составляет 4,7 кДж, приращение в 1,59 раза.
" 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,5 г Dyl2, Ein: 135,0 кДж, dE: 6,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 403°С, теоретическая величина составляет 1,89 кДж, приращение в 3,22 раза.
¦ 3,92 г ЕиВгз, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-3) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 10,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 429°С, теоретическая величина составляет 3,4 кДж, приращение в 3 раза.
¦ 4,56 г Ash, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-3), приращение энергии составляло 13,5 кДж, и
164
всплеек температуры ячейки соответствовал 166°С (237-403°С). Максимальная температура ячейки составляла 425°С, теоретическая величина составляет 8,65 кДж, приращение в 1,56 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,09 г EuF3, Ein: 185,1 кДж, dE: 8,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Тшах: 463°С, теоретическая величина | составляет 1,69 кДж, приращение в 4,73 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,27 г AgF; Ein: 127,0 кДж; dE: 6,04 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 84-190°С; Tmax: 369°С; теоретическая величина составляет 3,58 кДж, приращение в 1,69 раза,
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,92 г EuBr3; Ein: 162,3 кДж; dE: 7,54 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 471°С, теоретическая величина составляет 3,41 кДж, приращение в 2,21 раза.
¦ 2,09 г EuF3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного i ]
активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-3) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм,
приращение энергии составляло 5,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 417°С, теоретическая величина | !
составляет 1,71 кДж, приращение в 3,25 раза.
¦ 3,29 г YBr3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-3), приращение энергии составляло 7,0 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура п ячейки составляла 441°С, теоретическая величина составляет 4,16 кДж, приращение в 1,68
раза.
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Ва12 19,5 г, Ein: 334 кДж, dE: 13 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 350°С. , ' Приращение энергии ~ 2,95 X (X ~ 0,88 кДж х 5 = 4,4 кДж).
• ¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ВаС12 10,4 г, Ein: 331 кДж, dE: 18 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 320°С. Приращение энергии ~ 6,9Х (X ~ 0,52 х 5 = 2,6 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + LaF3 9,8 г, Ein: 338 кДж, dE: 7 кДж, отсутствие
изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 320°С. Приращение энергии ~
1,9Х(Х~3,65 кДж). | ....... ...... I
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ВаВг2 14,85 г (высушенный), Ein: 280
кДж, dE: 10 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 320°С. Приращение энергии ~ 100 X (X ~ 0,01 = 0,02 х 5 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ВаВг2 14,85 г (высушенный), Ein: 267 кДж, |
165
dE: 8 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 360°С. Приращение энергии ~ 2,5 X (X ~ 3,2 кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + ZnS 4,85 г, Ein: 319 кДж, dE: 12 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,5 X (X ~ 8,0 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + AgCl 7,2 г (высушенный, 070109), Ein: 219 кДж, dE: 26 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,8 X (X ~ 14,52 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Y203 11,3 г, Ein: 339 кДж, dE: 24 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 300°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 4,0 X (X ~ 5,9 кДж с NaOH).
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,95 г YC13, Ein: 137,0 кДж, dE: 7,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 384°С, теоретическая величина составляет 3,3 кДж, приращение в 2,15 раза.
¦ 4,70 г YI3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 6,9 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 426°С, теоретическая величина составляет 3,37 кДж, приращение в 2,04 раза.
¦ 1,51 г Sn02, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 9,4 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 460°С, теоретическая величина составляет 7,06 кДж, приращение в 1,33 раза.
¦ 4,56 г Asl3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 11,5 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 144°С (221-365°С). Максимальная температура ячейки составляла 463°С, теоретическая величина составляет 8,65 кДж, приращение в 1,33 раза.
¦ 3,09 г Мп12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г STiC-1 (TiC от компании Sigma Aldrich), приращение энергии составляло 9,6 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 137°С (38-175°С). Максимальная температура ячейки составляла 396°С, теоретическая величина составляет 3,73 кДж, приращение в 2,57 раза.
¦ 3,99 г SeBr4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 20,9 кДж, и
166
всплеск температуры ячейки соответствовал 224°С (47-271°С). Максимальная температура ячейки составляла 383°С, теоретическая величина составляет 16,93 кДж, приращение в 1,23 раза.
¦ 20 г АСЗ-3 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 11,65 г Agl, Ein: 238,6 кДж, dE: 31,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 230-316°С, Tmax: 317°С, теоретическая величина составляет 12,3 кДж, приращение в 2,57 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 0,91 г CoS, Ein: 145,1 кДж, dE: 8,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 420°С, теоретическая величина составляет 2,63 кДж, приращение в 3,3 раза.
¦ 4 г АСЗ-3 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,84 г MgBr2; Ein: 134,1 кДж; dE: 5,75 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 400°С, теоретическая величина составляет 2,23 кДж, приращение в 2,58 раза.
¦ 5,02 г Sbb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 12,2 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 154°С (141-295°С). Максимальная температура ячейки составляла 379°С, теоретическая величина составляет 9,71 кДж, приращение в 1,26 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + AgCl 7,2 г, Ein: 304 кДж, dE: 30 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 275°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 2, IX (X ~ 14,52 кДж).
¦ КН 1,66 г + Mg 1,0 г + TiC 5,0 г + ВаВг2 2,97 г, загрузка BaBr2-KH-Mg-TiC, Ein: 130 кДж, dE: 2 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 360°С, теоретическая величина составляет 0,64 кДж, приращение в 3 раза.
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + CuS 4,8 г, Ein: 318 кДж, dE: 30 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 360°С. Приращение энергии ~ 2,IX (X ~ 14,4 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + MnS 4,35 г, Ein: 326 кДж, dE: 14 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,2Х (X ~ 6,3 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + GdF3 10,7 г, Ein: 339 кДж, dE: 7 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 360°С. Приращение энергии ~ 2,54Х (X ~ 2,75 кДж).
- 20 г АСЗ-2 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 7,2 г AgCl, Ein: 327,1 кДж, dE: 40,4 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 288-318°С, Tmax: 326°С, теоретическая величина составляет 14,52, приращение в 2,78 раза.
167
¦ 20 г АСЗ-2 + 5 г Mg + 8,3 г КН + 7,2 г CuBr, Ein: 205,1 кДж, dE: 22,5 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 216-268°С, Tmax: 280°С, теоретическая величина составляет 13,46, приращение в 1,67 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,46 г YF3, Ein: 157,0 кДж, dE: 4,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 405°С, теоретическая величина составляет 0,77, приращение в 5,65 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,46 г YF3, Ein: 137,0 кДж, dE: 5,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 398°С, теоретическая величина составляет 0,74, приращение в 7,54 раза.
¦ 11,3 г Y203, 5 г NaH, 5 г порошкообразного Mg и 20 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-2) в ячейке для интенсивных нагрузок на 2 дюйма, приращение энергии составляло 24,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 386°С, теоретическая величина составляет 5,9, приращение в 4,2 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,91 г Bal2, Ein: 135,0 кДж, dE: 5,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 378°С, теоретическая величина составляет 0,1 кДж, приращение в 51 раз.
- 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,91 г Bal2, Ein: 123,1 кДж, dE: 3,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 390°С, теоретическая величина составляет 0,88 кДж, приращение в 3,8 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,08 г ВаС12, Ein: 141,0 кДж, dE: 5,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 403°С, теоретическая величина составляет 0,52 кДж, приращение в 10,5 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,42 г Srl2; Ein: 128,2 кДж; dE: 4,35 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 383°С, теоретическая величина составляет 1,62 кДж, приращение в 3,3 раза.
¦ Операцию проводили для 4,04 г Sb2Ss, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-2). Приращение энергии составляло 18,0 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 251°С (224-475°С). Максимальная температура ячейки составляла 481°С, теоретическая величина составляет 12,7 кДж, приращение в 1,4 раза.
¦¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 0,97 г ZnS, Ein: 132,1 кДж, dE: 7,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 370°С, теоретическая величина составляет 1,4 кДж, приращение в 5,33 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,12 г EuBr2, Ein: 135,0 кДж, dE: 5,0 кДж,
168
изменение крутизны зависимости температуры: 114-182°С, Tmax: 371°С, теоретическая величина является эндотермической + 0,35 кДж, приращение составляет бесконечность.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,12 г EuBr2, Ein: 122,0 кДж, dE: 9,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 73-135°С, Tmax: 385°С, теоретическая величина составляет 0,28 кДж, приращение в 34 раза.
- 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,67 г PbBr2; Ein: 126,0 кДж; dE: 6,98 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 270-408°С, Tmax: 421°С, теоретическая величина составляет 5,17 кДж, приращение в 1,35 раза.
¦ 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,27 г AgF; Ein: 125,0 кДж; dE: 7,21 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 74-175°С; Tmax: 372°С, теоретическая величина составляет 3,58 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 1,80 г GdBr3 (0,01 моль GdBr3 составляет 3,97 г, но GdBr3 было недостаточно), 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 2,8 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 431°С, теоретическая величина составляет 1,81 кДж, приращение в 1,52 раза.
¦ 0,97 г ZnS, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 4,0 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 444°С, теоретическая величина составляет 1,61 кДж, приращение в 2,49 раза.
¦ 3,92 г В1з (во флаконе из ПП), 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 13,2 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 87°С (152-239°С). Максимальная температура ячейки составляла 465°С, теоретическая величина составляет 9,7 кДж, приращение в 1,36 раза.
- 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,2 г HfCl4, Ein: 131,0 кДж, dE: 10,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 277-439°С, Tmax: 440°С, теоретическая величина составляет 8,1 кДж, приращение в 1,29 раза.
¦ 4 г АСЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,2 г HfCl4, Ein: 125,0 кДж, dE: 11,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 254-357°С, Tmax: 405°С, теоретическая величина составляет 9,06 кДж, приращение в 1,27 раза.
¦ 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,97 г BaBr2; Ein: 132,1 кДж; dE: 4,65 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 361°С, теоретическая величина составляет 0,64 кДж, приращение в 7,24 раза.
169
¦ 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,35 г Agl; Ein: 142,9 кДж; dE: 7,32 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 420°С, теоретическая величина составляет 2,46 кДж, приращение в 2,98 раза.
¦ Операцию проводили для 4,12 г Р1з, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1). Приращение энергии составляло 13,8 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 189°С (184-373°С). Максимальная температура ячейки составляла 438°С, теоретическая величина составляет 11,1 кДж, приращение в 1,24 раза.
¦ 1,57 г SnF2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 7,9 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 72°С (149-221°С). Максимальная температура ячейки составляла 407°С, теоретическая величина составляет 5,28 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 1,96 г LaF3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 4,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 442°С, теоретическая величина составляет 0,68 кДж, приращение в 6,16 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,78 г Mgl2, Ein: 129,0 кДж, dE: 6,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 371°С, теоретическая величина составляет 1,75 кДж, приращение в 3,8 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,48 г SrBr2, Ein: 137,0 кДж, dE: 6,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 402°С, теоретическая величина составляет 1,35 кДж, приращение в 4,54 раза.
¦ 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,0 г CaBr2; Ein: 147,0 кДж; dE: 6,33 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 445°С, теоретическая величина составляет 1,71 кДж, приращение в 3,7 раза.
¦ 4 г САЗ-2 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,97 г BaBr2; Ein: 140,1 кДж; dE: 8,01 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 405°С, теоретическая величина составляет 0,02 кДж, приращение в 483 раза.
¦ Операцию проводили для 0,90 г CrF2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1). Приращение энергии составляло 4,7 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 415°С, теоретическая величина составляет 3,46 кДж, приращение в 1,36 раза.
170
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + InCl 7,5 г, Ein: 275 кДж, dE: 26 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 2,2 Х(Х~ 11,45 кДж).
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Ш 12,1 г, Ein: 320 кДж, dE: 12 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,25 Х(Х~ 9,6 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + InBr 9,75 г, Ein: 323 кДж, dE: 17 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,7Х (X ~ 10 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + FeBr2 10,8 г (FeBr2 от компании STREM Chemicals), эксперимент подтверждения для доктора Петера Янссона, Ein: 308 кДж, dE: 46 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 220°С и Tmax ~ 330°С. Приращение энергии ~ 1,84Х (X ~ 25 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Со12 15,65 г, Ein: 243 кДж, dE: 55 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 170°С и Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 26,35 кДж, приращение в 2,08 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + NiBr2 11,0 г, Ein: 270 кДж, dE: 45 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 220°С и Tmax ~ 340°С, теоретическая величина составляет 23 кДж, приращение в 1,95 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + FeBr2 10,8 г (FeBr2 от компании STREM Chemicals), Ein: 291 кДж, dE: 38 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 25 кДж, приращение в 1,52 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ZnBr2 11,25 г, Ein: 302 кДж, dE: 42 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 375°С. Приращение энергии ~ 2Х (X ~ 20,9 кДж).
¦ КН 8,30 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + GdBr3 19,85 г, Ein: 308 кДж, dE: 26 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1 ,ЗХ (X ~ 20,3 кДж).
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + MnS 4,35 г, Ein: 349 кДж, dE: 24 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 260°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 3,6 X (X ~ 6,6 кДж).
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,79 г LaBr3, Ein: 143,0 кДж, dE: 4,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 392°С, теоретическая величина составляет 2,46 кДж, приращение в 1,96 раза.
171
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,80 г CeBr3, Ein: 145,0 кДж, dE: 7,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 413°С, теоретическая величина составляет 3,84 кДж, приращение в 1,97 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,44 г AgCl; Ein: 136,2 кДж; dE: 7,14 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 420°С, теоретическая величина составляет 2,90 кДж, приращение в 2,46 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,60 г Cu2S, Ein: 137,0 кДж, dE: 5,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 405°С, теоретическая величина составляет 2,67 кДж, приращение в 2,06 раза.
¦ 2,54 г Те14 (0,01 моль Те14 составляет 6,35 г, но Те14 было недостаточно), 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 8,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 113°С (202-315°С). Максимальная температура ячейки составляла 395°С, теоретическая величина составляет 5,61 кДж, приращение в 1,48 раза.
¦ 2,51 г ВВгз, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (АСЗ-1), приращение энергии составляло 12,4 кДж. Изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 52°С (77-129°С), и всплеск температуры ячейки соответствовал 88°С (245-333°С). Максимальная температура ячейки составляла 438°С, теоретическая величина составляет 9,28 кДж, приращение в 1,34 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,0 г NaH + 3,59 г ТаС15, Ein: 102,0 кДж, dE: 16,9 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 80-293°С, Tmax: 366°С, теоретическая величина составляет 11,89 кДж, приращение в 1,42 раза.
¦ 2,72 г CdBr2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,6 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 56°С (253-309°С). Максимальная температура ячейки составляла 414°С, теоретическая величина составляет 4,31 кДж, приращение в 1,53 раза.
¦ 2,73 г МоСЬ, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 20,1 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 240°С (67-307°С). Максимальная температура ячейки составляла 511°С, теоретическая величина составляет 15,04 кДж, приращение в 1,34 раза.
¦ 2,75 г InBr2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии
172
составляло 7,3 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 481°С, теоретическая величина составляет 4,46 кДж, приращение в 1,64 раза.
¦ 1,88 г NbFs, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 15,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 448°С, теоретическая величина составляет 11,36 кДж, приращение в 1,36 раза.
¦ 2,33 г ZrCU, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 12,9 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 156°С (311-467°С). Максимальная температура ячейки составляла 472°С, теоретическая величина составляет 8,82 кДж, приращение в 1,46 раза.
¦ 3,66 г Cdl2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,7 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 74°С (125-199°С). Максимальная температура ячейки составляла 417°С, теоретическая величина составляет 4,12 кДж, приращение в 1,62 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,64 г GdCl3; Ein: 127,0 кДж; dE: 4,82 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 395°С, теоретическая величина составляет 3,54 кДж, приращение в 1,36 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + InCl 7,5 г, Ein: 305 кДж, dE: 32 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,8Х (X ~ 11,5 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + Со12 15,65 г, Ein: 306 кДж, dE: 41 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 1,55 X (X ~ 26,4 кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + CdBr3 19,85 г, Ein: 309 кДж, dE: 28 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,8Х (Х~ 15,6 кДж).
¦ КН 4,98 г + Mg 3,0 г + САП-300 12,0 г + InBr 5,85 г, ЗХ system, Ein: 297 кДж, dE: 13 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 330°С. Приращение энергии ~ 1,ЗХ (X ~ 10 кДж).
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,26 г Y203, Ein: 133,1 кДж, dE: 5,2 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 384°С, теоретическая
173
величина составляет 1,18 кДж, приращение в 4,44 раза.
¦ 4,11 г ZvBu, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 11,2 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 154°С (280-434°С). Максимальная температура ячейки составляла 444°С, теоретическая величина составляет 9,31 кДж, приращение в 1,2 раза.
¦ 5,99 г ZrLb 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 11,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 200°С (214-414°С). Максимальная температура ячейки составляла 454°С, теоретическая величина составляет 9,4 кДж, приращение в 1,2 раза.
¦ 2,70 г NbCb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 16,4 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 213°С (137-350°С). Максимальная температура ячейки составляла 395°С, теоретическая величина составляет 13,40 кДж, приращение в 1,22 раза.
¦ 2,02 г МоСЬ, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 12,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 536°С, теоретическая величина составляет 8,48 кДж, приращение в 1,43 раза.
¦ 3,13 г Nib, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 8,0 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 33°С (335-368°С). Максимальная температура ячейки составляла 438°С, теоретическая величина составляет 5,89 кДж, приращение в 1,36 раза.
" 3,87 г As2Se3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 12,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 241°С (195-436°С). Максимальная температура ячейки составляла 446°С, теоретическая величина составляет 8,4 кДж, приращение в 1,46 раза.
¦ 2,74 г Y2S3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 5,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 444°С, теоретическая величина составляет
174
0,41 кДж, приращение в 12,64 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,79 г LaBr3, Ein: 147,1 кДж, dE: 7,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 443°С, теоретическая величина составляет 3,39 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,15 г MnBr2; Ein: 124,0 кДж; dE: 5,55 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 360-405°С; Tmax: 411°С, теоретическая величина составляет 3,63 кДж, приращение в 1,53 раза.
¦ 2,60 г Bi(OHb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 14,8 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 173°С (202-375°С). Максимальная температура ячейки составляла 452°С, теоретическая величина составляет 12,23 кДж, приращение в 1,2 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Snl2 18,5 г (Strem), Ein: 244 кДж, dE: 53 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 28,1 кДж, приращение в 1,9 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + FeBr2 10,8 г, Ein: 335 кДж, dE: 43 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 375°С, теоретическая величина составляет 22 кДж, приращение в 1,95 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + FeBr2 10,8 г, Ein: 335 кДж, dE: 32 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 230°С и Tmax ~ 360°С, теоретическая величина составляет 22 кДж, приращение в 1,45 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Мп12 15,45 г, (Strem), Ein: 269 кДж, dE: 49 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 50°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 3,4Х (X ~ 14,8 кДж).
- 4 г САШ-300 + 1,66 г Са + 1 г NaH + 3,09 г Mnl2; Ein: 112,0 кДж; dE: 9,98 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 178-374°С; Tmax: 383°С, теоретическая величина составляет 5,90 кДж, приращение в 1,69 раза.
¦ 0,96 г CuS, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 5,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 409°С, теоретическая величина составляет 2,93 кДж, приращение в 1,88 раза.
¦ 0,87 г MnS, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 4,7 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали.
175
Максимальная температура ячейки составляла 412°С, теоретическая величина составляет 1,32 кДж, приращение в 3,57 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + Мп12 15,45 г, Ein: 269 кДж, dE: 49 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 50°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 18,65 кДж, приращение в 2,6 раза.
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + NiBr2 11,0 г, Ein: 245 кДж, dE: 43 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 310°С, теоретическая величина составляет 26 кДж, приращение в 1,6 раза.
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + МпС12 6,3 г, Ein: 333 кДж, dE: 34 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С, теоретическая величина составляет 17,6 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 2,42 г Ш, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 4,4 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 438°С, теоретическая величина составляет 1,92 кДж, приращение в 2,3 раза.
¦ 1,72 г №3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 9,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 446°С, теоретическая величина составляет 5 кДж, приращение в 1,85 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,98 г As203, Ein: 110,5 кДж, dE: 17,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 325-452°С, Tmax: 471°С, теоретическая величина составляет 11,48 кДж, приращение в 1,49 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 4,66 г Bi203, Ein: 152,0 кДж, dE: 17,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 185-403°С, Tmax: 481°С, теоретическая величина составляет 13,8 кДж, приращение в 1,28 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,02 г МоС13; Ein: 118,0 кДж; dE: 11,10 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 342-496°С; Tmax: 496С, теоретическая величина составляет 7,76 кДж, приращение в 1,43 раза.
¦ 2,83 г PbF4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 13,9 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 245 С (217-462°С). Максимальная температура ячейки составляла 464°С, теоретическая величина составляет 13,38 кДж, приращение в 1,32 раза.
176
¦ 2,78 г РЬС12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,8 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 488°С, теоретическая величина составляет 5,22 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1,66 г КН + 2,19 г NiBr2, Ein: 136,0 кДж, dE: 7,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 275-350С, Tmax: 385С, теоретическая величина составляет 4,6 кДж, приращение в 1,6 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,74 г МоС15, Ein: 96,0 кДж, dE: 19,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 86-334С, Tmax: 373С, теоретическая величина составляет 14,06 кДж, приращение в 1,35 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1,66 г Са + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 127,1 кДж; dE: 10,69 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 300-420С; Tmax: 10,69С, теоретическая величина составляет 7,67 кДж, приращение в 1,39 раза.
• 5,90 г Bil3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,9 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 70°С (217-287°С). Максимальная температура ячейки составляла 458°С, теоретическая величина составляет 8,87 кДж, приращение в 1,23 раза.
¦ 1,79 г SbF3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 11,7 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 169°С (138-307°С). Максимальная температура ячейки составляла 454°С, теоретическая величина составляет 9,21 кДж, приращение в 1,27 раза.
- 4 г САШ-300 + 1,66 г Са + 1 г NaH + 3,09 г Mnl2, Ein: 111,0 кДж, dE: 12,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 178-340°С, Tmax: 373С, теоретическая величина составляет 5,9 кДж, приращение в 2,13 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1,66 г Са + 1 г NaH + 1,34 г CuCl2; Ein: 135,2 кДж; dE: 12,26 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 250-390С; Tmax: 437С, теоретическая величина составляет 8,55 кДж, приращение в 1,43 раза.
¦ 1,50 г InCl, 1,66 т КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 5,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 410°С, теоретическая величина составляет 2,29 кДж, приращение в 2,22 раза.
177
• 2,21 г InC13, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,9 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 191°С (235-426°С). Максимальная температура ячейки составляла 431°С, теоретическая величина составляет 7,11 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 1,95 г InBr, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,0 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 435°С, теоретическая величина составляет 2 кДж, приращение в 3 раза.
¦ 3,55 г 1пВгз, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 9,1 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 152°С (156-308°С). Максимальная температура ячейки составляла 386°С, теоретическая величина составляет 6,92 кДж, приращение в 1,3 раза.
• 4 г САШ-300 + 1,66 г КН + 3,79 г Snl2, Ein: 169,1 кДж, dE: 6,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 200-289С, Tmax: 431°С, теоретическая величина составляет 4,03 кДж, приращение в 1,49 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + МпВг2 10,75 г, Ein: 309 кДж, dE: 35 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 335°С. Приращение энергии ~ 1,9Х (X -18,1 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + МпВг2 10,75 г, Ein: 280 кДж, dE: 41 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 280°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,2 X (X ~ 18,1 кДж).
¦ КН 1,66 г + Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + TiF3 1,05 г, 5Х Се11#1086 с САП-300, Ein: 143 кДж, dE: 6 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 280°С, теоретическая величина составляет 2,5 кДж, приращение в 2,4 раза.
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + FeF2 4,7 г, Ein: 280 кДж, dE: 40 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 260°С и Tmax ~ 340°С, теоретическая величина составляет 20,65 кДж, приращение в 1,93 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + CuF2 5,1 г, Ein: 203 кДж, dE: 57 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 125°С и Tmax ~ 280°С, теоретическая величина составляет 29 кДж, приращение в 1,96 раза.
¦ КН 83,0 г + Mg 50,0 г + WC 200,0 г + Snl2 185 г, URS, Ein: 1310 кДж, dE: 428 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 350°С,
178
теоретическая величина составляет 200 кДж, приращение в 2,14 раза.
061009KAWFC1#1102 NaH 1,0 г + Mg 1,0 г + WC 4,0 г + GdBr3 3,97 г, Ein: 148 кДж, dE: 7 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 300°С и Tmax ~ 420°С. Приращение энергии ~ 3,5 X (X ~ 2 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + FeO 3,6 г, Ein: 355 кДж, dE: 24 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 260°С и Tmax ~ 360°С. Приращение энергии ~ 1,45 X (X ~ 16,6 кДж).
- КН 83,0 г + Mg 50,0 г + WC 200,0 г + Snl2 185 г, ROWAN, Ein: 1379 кДж, dE: 416 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 200 кДж, приращение в 2 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + Со12 15,65 г, Ein: 361 кДж, dE: 69 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 410°С, теоретическая величина составляет 26,35 кДж, приращение в 2,6 раза.
¦ КН 8,3 г + 5,0 г + САП-300 20,0 г + FeS 4,4 г, Ein: 312 кДж, dE: 22 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 1,7 Х(Х~ 12,3 кДж).
¦ КН 8,3 г + WC 40,0 г + Snl2 18,5 г, Ein: 315 кДж, dE: 27 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,35Х(Х~20кДж).
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + Мп12 15,45 г, Ein: 108 кДж, dE: 30 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 70°С и Tmax ~ 170°С, теоретическая величина составляет 14,8 кДж, приращение в 2 раза.
" NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + NiBr2 11,0 г, Ein: 248 кДж, dE: 34 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 170°С и Tmax ~ 300°С. Приращение энергии ~ 1,7 X (X ~ 20 кДж), теоретическая величина составляет 26,25 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + NiBr2 11,0 г, Ein: 291 кДж, dE: 30 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 250°С и Tmax ~ 340°С. Приращение энергии ~ 1,5 X (X ~ 20 кДж), теоретическая величина составляет 26,25 кДж, приращение в 1,14 раза.
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + NiBr2 11,0 г, повтор для Cell#1105, Ein: 242 кДж, dE: 33 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 70°С и Tmax ~ 280°С. Приращение энергии ~ 1,65 X (X ~ 20 кДж).
- NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + InCl3 11,1 г, Ein: 189 кДж, dE: 48 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 80°С и Tmax ~ 260°С.
179
Приращение энергии ~ 1,5 X (X ~ 31 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + CAII-300-20,0-f + Мп12 15,45 г, Ein: 248 кДж, dE: 46 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 325°С. Приращение энергии ~ 3 X (X ~ 14,8 кДж).
¦ 2,96 г FeBr3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 12,5 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 77°С (72-149°С). Максимальная температура ячейки составляла 418 С, теоретическая величина составляет 8,35 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 0,72 г FeO, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,7 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 448°С, теоретическая величина составляет 3,3 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 1,26 г МпС12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 8,6 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 437°С, теоретическая величина составляет 3,52 кДж, приращение в 2,45 раза.
¦ 1,13 г FeF3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 12,6 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 618°С, теоретическая величина составляет 6,44 кДж, приращение энергии в 1,96 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,97 г GdBr3, Ein: 143,1 кДж, dE: 5,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 403°С, теоретическая величина составляет 1,99 кДж, приращение в 2,73 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,57 г SnF2; Ein: 139,0 кДж; dE: 7,24 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 413°С, теоретическая величина составляет 5,28 кДж, приращение в 1,37 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 4,04 г Sb2S5, Ein: 125,0 кДж, dE: 19,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 421-651°С, Tmax: 651°С, теоретическая величина составляет 12,37 кДж, приращение в 1,56 раза.
¦ 1,36 г ZnCl2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии
180
составляло 6,6 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 402°С, теоретическая величина составляет 4,34 кДж, приращение в 1,52 раза.
¦ 1,03 г ZnF2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 6,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 427°С, теоретическая величина составляет 3,76 кДж, приращение в 1,73 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,22 г 1пС13, экспериментальное значение dE: -12,6 кДж, рассматриваемая реакция: 1пС13(кр) + 3NaH(Kp) + l,5Mg(Kp) = 3NaCl(Kp) + 1п(кр) + l,5MgH2(Kp), Q = - 640,45 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 6,4 кДж, избыточное тепло: - 6,2 кДж, 2,0Х избыточное тепло.
¦ 1,08 г VF3, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 9,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры ячейки не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 447°С, теоретическая величина составляет 4,9 кДж, приращение в 1,94 раза.
- 8,3 г КН + 5,0 г Mg + 20,0 г АС (Н-300) + 5,4 г VF3, Ein: 286 кДж, dE: 58 кДж, теоретическая величина составляет 24,5 кДж, приращение в 2,3 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,72 г InF3, Ein: 134,0 кДж, dE: 8,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Тшах: 391°С, теоретическая величина составляет 5 кДж, приращение в 1,62 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,02 г C11F2, экспериментальное значение dE:
- 9,4 кДж, рассматриваемая реакция: CuF2(Kp) + Mg(Kp) = MgF2(Kp) + Си(кр), Q = - 581,5 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 5,82 кДж, избыточное тепло:
- 3,59 кДж, 1,6Х избыточное тепло.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,83 г PbF4, экспериментальное значение dE: -17,6 кДж, рассматриваемая реакция: PbF4(Kp) + 2Mg(Kp) + 4NaH(Kp) = 2MgH2(Kp) + 4NaF(Kp) + РЬ(кр), Q = - 1290,0 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции:
- 12,9 кДж, избыточное тепло: - 4,7 кДж, 1,4Х избыточное тепло.
• КН 1,66 г + Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + Snl4 6,26 г, Ein: 97 кДж, dE: 17 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 370°С, теоретическая величина составляет 10,1 кДж, приращение в 1,7 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 3,7 г TiBr4, экспериментальное значение dE: -16,1 кДж, рассматриваемая реакция: TiBr4(Kp) + 4КН(кр) + 2Mg(Kp) + С(тв) = 4КВг(кр) +
181
ПС(кр) + 2MgH2(Kp), Q = - 1062,3 кДж/реакция, теоретическая энергия химической
реакции: - 10,7 кДж, избыточное тепло: - 5,4 кДж, 1,5Х избыточное тепло.
В13
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,4 г BI3, Ein: 128,1 кДж, dE: 7,9 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 180-263°С, Tmax: 365°С, теоретическая величина составляет 5,55 кДж, приращение в 1,4 раза.
МпВг2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,15 г МпВг2, экспериментальное значение dE: - 7,0 кДж, рассматриваемая реакция: МпВг2(кр) + 2КН(кр) + Mg(Kp) = 2КВг(кр) + Мп(кр) + 2MgH2(Kp), Q = - 362,6 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 3,63 кДж, избыточное тепло: - 3,4 кДж, 1,9Х избыточное тепло.
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + WC 20,0 г + МпВг2 10,75 г, Ein: 309 кДж, dE: 35 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 335°С. Приращение энергии ~ 1,9Х (X ~ 18,1 кДж).
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + МпВг2 10,75 г, Ein: 280 кДж, dE: 41 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 280°С и Tmax ~ 350°С. Приращение энергии ~ 2,2 X (X ~ 18,1 кДж).
FeF2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 0,94 г FeF2, экспериментальное значение dE:
- 9,8 кДж, рассматриваемая реакция: FeF2(Kp) + Mg(Kp) = MgF2(Kp) + Fe(Kp), Q - - 412,9 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 4,13 кДж, избыточное тепло:
- 5,67 кДж, 2,4Х избыточное тепло.
- КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + FeF2 4,7 г, Ein: 280 кДж, dE: 40 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 260°С и Tmax ~ 340°С, теоретическая величина составляет 20,65 кДж, приращение в 1,94 раза.
TiF3
" КН 1,66 г + Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + TiF3 1,05 г (5Х Се11#1086 с САП-300), Ein: 143 кДж, dE: 6 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 280°С, теоретическая величина составляет 2,5, приращение в 2,4 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + TiF3 5,25 г, Ein: 268 кДж, dE: 7 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 280С. Отсутствие приращения энергии (X ~ 21,7 кДж).
CuF2
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + CuF2 5,1 г, Ein: 203 кДж, dE: 57 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 125С и Tmax ~ 280С, теоретическая
182
величина составляет 29,1 кДж, приращение в 2 раза. Мп12
• NaH 4,0 г + Mg 4,0 г + САИ-300 16,0 г + Мп12 12,36 г (повышение 4Х), Ein: 253 кДж, dE: 30 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 300°С, теоретическая величина составляет 11,8 кДж, приращение в 2,5 раза.
¦ Измерение тепла при 3,09 г Мп12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 8,8 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 92°С (172-264°С). Максимальная температура ячейки составляла 410°С, теоретическая величина составляет 2,96 кДж, приращение в 3 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,09 г Mnl2, Ein: 126,1 кДж, dE: 8,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 157-241°С, Tmax: 385°С, теоретическая величина составляет 2,96 кДж, приращение в 2,69 раза. ZnBr2
¦ 2,25 г ZnBr2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 82°С (253-335°С). Максимальная температура ячейки составляла 456°С, теоретическая величина составляет 3,56 кДж, приращение в 2,9 раза.
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + ZnBr2 11,25 г, Ein: 291 кДж, dE: 26 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 17,8 кДж, приращение в 1,46 раза.
СоС12
¦ 1,3 г СоС12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного, при 300°С), приращение энергии составляло 10,4 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 105°С (316-421°С). Максимальная температура ячейки составляла 450°С, теоретическая величина составляет 5,2 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 1,3 г СоС12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 9,6 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 18 ГС (295-476°С). Максимальная температура ячейки составляла 478°С, теоретическая величина составляет 5,2 кДж, приращение в 1,89 раза.
SnBr2
¦ 2,8 г SnBr2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного
183
активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 14,2 кДж, и всплеск температуры соответствовал 148°С (148-296°С). Максимальная температура ячейки составляла 376°С, теоретическая величина составляет 3,75 кДж, приращение в 3,78 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,79 г SnBr2, Ein: 116,0 кДж, dE: 7,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 135-236°С, Tmax: 370°С, теоретическая величина составляет 3,75 кДж, приращение в 2 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + SnBr2 11,4 г, Ein: 211 кДж, dE: 41 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 170°С и Tmax ~ 300°С; теоретическая величина составляет 15,5 кДж, приращение в 2,6 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + TiC 20,0 г + SnBr2 14,0 г, Ein: 229 кДж, dE: 46 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 310°С и приращением ~ 2,4Х (X ~ 19 кДж), теоретическая величина составляет 18,8 кДж, приращение в 2,4 раза.
- КН 1,66 г + Mg 1,0 г + WC 4,0 г + SnBr2 2,8 г, Ein: 101 кДж, dE: 10 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 3,75 кДж, приращение в 2,66 раза.
• 4 г САШ-300 + 1,66 г КН + 2,79 г SnBr2, Ein: 132,0 кДж, dE: 9,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 168-263°С, Tmax: 38ГС, теоретическая величина составляет 4,29 кДж, приращение в 2,25 раза.
¦ 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,79 г SnBr2; Ein: 123,0 кДж; dE: 7,82 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 125-220°С; Tmax: 386°С, теоретическая величина составляет 5,85 кДж, приращение в 1,33 раза.
Snl2
¦ КН 6,64 г + порошкообразный Mg 4,0 г + TiC 18,0 г + Snl2 14,8 г, Ein: 232 кДж, dE: 47 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 280°С. Приращение энергии ~ 3,6Х (X ~ 12,8 кДж), теоретическая величина составляет 12,6 кДж, приращение в 3,7 раза.
¦ 3,7 г Snl2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 11,9 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 455°С, теоретическая величина составляет 3,2 кДж, приращение в 3,7 раза.
" КН 1,6 г + порошкообразный Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + Snl2 3,7 г, Ein: 162 кДж, dE: 13 кДж; изменение крутизны зависимости температуры при 100°С и Tmax ~ 490°С;
184
теоретическая величина составляет 3,2 кДж, приращение в 4 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный Mg 5,0 г + САН 300 20,0 г + Snl2 18,5 г, Ein: 221 кДж, dE: 47 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 170°С и Tmax ~ 300°С, теоретическая величина составляет 15,9 кДж, приращение в 3 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,73 г Snl2; Ein: 121,9 кДж; dE: 7,56 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 39ГС, теоретическая величина составляет 3,2 кДж, приращение в 2,36 раза.
¦ 1,66 г КН + 3,79 г Snl2; Ein: 114,0 кДж, dE: 8,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 161-259°С, Tmax: 359°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,17 раза.
SnCl2
¦ NaH 5,0 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + SnCl2 9,6 г, Ein: 181 кДж, dE: 30 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 280°С, теоретическая величина составляет 19 кДж, приращение в 1,57 раза.
NiBr2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 126,0 кДж; dE: 12,01 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 290-370°С; Tmax: 417°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 3 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + TiC 4,0 г, смесь, + NiBr2 2,2 г, Ein: 121 кДж, dE: 11 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 260°С и Tmax ~ 390°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,75 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 122,0 кДж; dE: 7,78 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 392°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 1,95 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 0,33 г LiH + 2,19 г NiBr2; Ein: 128,0 кДж; dE: 10,72 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 270-436°С; Tmax: 440°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,68 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,19 г NiBr2; Ein: 126,0 кДж; dE: 10,45 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 285-423°С; Tmax: 423°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,6 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 138,1 кДж; dE: 8,12 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 425°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2 раза.
¦ NaH 5,0 г + порошкообразный Mg 5,0 г + активированный уголь САП 300 20,0 г, смесь, + NiBr2 11,0 г (теоретическая величина 23,6 кДж), Ein: 224 кДж, dE: 53 кДж, скачок
185
крутизны зависимости температуры при 160°С и Tmax ~ 280°С, теоретическая величина составляет 20 кДж, приращение в 2,65 раза.
¦ NaH 1,0 г + Mg 1,0 г + WC 4,0 г + NiBr2 2,2 г, Ein: 197 кДж, dE: 11 кДж, малое изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 500°С; теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,75 раза.
¦ NaH 50,0 г + Mg 50,0 г + САП-300 200,0 г + NiBr2 109,5 г, Ein: 1990 кДж, dE: 577 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 980°С, теоретическая величина составляет 199 кДж, приращение в 2,9 раза.
¦ Контроль без Mg: 4 г САШ-300 + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 134,0 кДж; dE: 5,37 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 375°С, теоретическая величина составляет 3,98 кДж, приращение в 1,35 раза.
¦ Контроль: 1 г Mg + 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 129,0 кДж; dE: 5,13 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 195-310°С; Tmax: 416°С, теоретическая величина составляет 5,25 кДж.
¦ Контроль: 1 г NaH + 2,19 г NiBr2; Ein: 138,2 кДж; dE: - 0,18 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 377°С, теоретическая величина составляет 3,98 кДж.
CuCI2
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,34 г CuCl2, Ein: 119,0 кДж, dE: 10,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 250-38 ГС, Tmax: 393°С, теоретическая величина составляет 4,9 кДж, приращение в 2,15 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 1,34 г CuCl2, Ein: 126,0 кДж, dE: 7,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 229-354°С, Tmax: 418°С, теоретическая величина составляет 4,9 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 1,34 г CuCl2, Ein: 144,0 кДж, dE: 8,3 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 229-314°С, Tmax: 409°С, теоретическая величина составляет 4,9 кДж, приращение в 1,69 раза.
• NaH 5,0 г + порошкообразный Mg 5,0 г + активированный уголь САП 300 20,0 г, смесь, + СиС12 10,75 г (теоретическая величина 45 кДж), Ein: 268 кДж, dE: 80 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 210°С и Tmax ~ 360°С, теоретическая величина составляет 39 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 1,4 г СиС12, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 14,6 кДж, и всплеск температуры соответствовал 190°С (188-378°С). Максимальная температура ячейки составляла 437°С,
186
теоретическая величина составляет 4,9 кДж, приращение в 3 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный Mg 5,0 г + САИ-300 20,0 г + СиС12 6,7 г, Ein: 255 кДж, dE: 55 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 200°С и Tmax ~ 320°С, теоретическая величина составляет 24,5 кДж, приращение в 2,24 раза.
CuCl
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1 г CuCl; Ein: 128,1 кДж; dE: 4,94 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 395°С, теоретическая величина составляет 2,18 кДж, приращение в 2,26 раза.
Со12
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,13 г CoI2, Ein: 141,1 кДж, dE: 9,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 41 ГС, рассматриваемая реакция: 2NaH(Kp) + Со12(кр) + Mg(Kp) = 2NaI(Kp) + Со(кр) + MgH2(Kp), Q = - 449,8 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 4,50 кДж, избыточное тепло: - 5,18 кДж, приращение в 1,9 раза.
¦ 3,13 г Со12) 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,7 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 117°С (248-365°С). Максимальная температура ячейки составляла 438°С, теоретическая величина составляет 5,27 кДж, приращение в 2,03 раза.
Znl2
" 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,19 г Znl2, Ein: 157,1 кДж, dE: 5,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 330°С, рассматриваемая реакция: 2NaH(Kp) + ZnI2(Kp) + Mg(Kp) = 2NaI(Kp) + Zn(Kp) + MgH2(Kp), Q = - 330,47 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 3,30 кДж, избыточное тепло: - 2,5 кДж, приращение в 1,75 раза.
¦ 3,19 г Znl2, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 5,9 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры ячейки имело место при 63°С (256-319°С). Максимальная температура ячейки составляла 410°С, теоретическая величина составляет 5,25 кДж, приращение в 1,66 раза.
СоВг2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,19 г CoBr2, Ein: 140,0 кДж, dE: 7,6 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 46 ГС, рассматриваемая реакция: 2NaH(Kp) + СоВг2(кр) + Mg(Kp) = 2NaBr(Kp) + Со(кр) + MgH2(Kp), Q = - 464 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 4,64
187
кДж, избыточное тепло: - 2,9 кДж, приращение в 1,64 раза.
¦ 2,19 г СоВгг, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,4 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 110°С (306-416°С). Максимальная температура ячейки составляла 450°С, теоретическая величина составляет 5,27 кДж, приращение в 1,97 раза.
¦ 2,19 г СоВгг, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,2 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 446°С, теоретическая величина составляет 5,27 кДж, приращение в 1,94 раза.
FeCl2
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,27 г FeCl2, Ein: 155,0 кДж, dE: 10,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 450°С, теоретическая величина составляет 3,68 кДж, приращение в 2,85 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 1,27 г FeCl2, Ein: 141,7 кДж, dE: 7,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: отсутствует, Tmax: 440°С, теоретическая величина составляет 3,68 кДж, приращение в 1,9 раза.
¦ 1,3 г FeCb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм (25,4 мм), приращение энергии составляло 11,5 кДж, и всплеск температуры соответствовал 142°С (287-429°С). Максимальная температура ячейки составляла 448°С, теоретическая величина составляет 4,1 кДж, приращение в 2,8 раза.
¦ NaH 5,0 г + порошкообразный Mg 5,0 г + активированный уголь САН 300 20,0 г, смесь, + FeCb 6,35 г, Ein: 296 кДж, dE: 37 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 220°С и Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 18,4 кДж, приращение в 2 раза.
FeCb
¦ 2,7 г FeCb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 21,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 205°С (147-352°С). Максимальная температура ячейки составляла 445°С, теоретическая величина составляет 10,8 кДж, приращение в 1,97 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + FeCb 1,6 г, Ein: 88 кДж, dE: 14 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при 80°С и Tmax ~ 350°С,
188
теоретическая величина составляет 6,65 кДж, приращение в 2,1 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный MgH2 5,0 г + САН 300 20,0 г + FeCl3 8,1 г, Ein: 253 - кДж, dE: 52 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~
300°С, теоретическая величина составляет 33 кДж, приращение в 1,56 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + FeCl2 6,5 г, Ein: 299 кДж, dE: 44 кДж, отсутствие изменения крутизны зависимости температуры при Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 18,9 кДж, приращение в 2,3 раза.
FeBr2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,16 г FeBr2; Ein: 144,0 кДж; dE: 9,90 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 455°С, теоретическая величина составляет 3,6 кДж, приращение в 2,75 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 2,16 г FeBr2; Ein: 142,0 кДж; dE: 8,81 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 428°С, теоретическая величина составляет 3,6 кДж, приращение в 2,44 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 0,33 г LiH + 2,16 г FeBr2; Ein: 164,0 кДж; dE: 8,68 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 450°С, теоретическая величина составляет 3,6 кДж, приращение в 2,4 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 2,16 г FeBr2; Ein: 159,8 кДж; dE: 9,07 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 459С, теоретическая величина составляет 3,6 кДж, приращение в 2,5 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,96 г FeBr2, экспериментальное значение dE: -6,7 кДж, рассматриваемая реакция: 2NaH(Kp) + FeBr2(Kp) + Mg(Kp) = 2NaBr(Kp) + Fe(Kp) + MgH2(Kp), Q = - 435,1 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 4,35 кДж, избыточное тепло: - 2,35 кДж, 1,54Х избыточное тепло.
NiCl2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,30 г NiCl2, Ein: 112,0 кДж, dE: 9,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 230-368°С, Tmax: 376°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,4 раза.
¦ 1,3 г NiCl2, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм (25,4 мм), приращение энергии составляло 9,2 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры соответствовало 100°С (205-305°С). Максимальная температура ячейки составляла 432°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2,3 раза.
¦ 1,3 г NiCl2, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного
189
активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм (25,4 мм), приращение энергии составляло 8,0 кДж, и изменение крутизны зависимости температуры-соответствовало 85°С (206-29 ГС). Максимальная температура ячейки составляла 447°С, теоретическая величина составляет 4 кДж, приращение в 2 раза. CuBr
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,44 г CuBr; Ein: 125,0 кДж; dE: 4,67 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: не наблюдали; Tmax: 382°С, теоретическая величина составляет 2 кДж, приращение в 2,33 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 1,44 г CuBr, экспериментальное значение dE: - 7,6 кДж, рассматриваемая реакция: СиВг(кр) + КН(кр) + 0,5Mg(Kp) = КВг(кр) + Си(кр) + 0,5MgH2(Kp), Q = - 269,2 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 2,70 кДж, избыточное тепло: - 4,90 кДж, 2,8Х избыточное тепло.
CuBr2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,23 г CuBr2; Ein: 118,1 кДж; dE: 8,04 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 108-180°С; Tmax: 369°С, теоретическая величина составляет 4,68 кДж, приращение в 1,7 раза.
SnF4
¦ 2,0 г SnF4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 18,4 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 576°С, теоретическая величина составляет 9,3 кДж, приращение в 1,98 раза.
АПз
¦ 4,1 г АПз, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 10,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 412°С, теоретическая величина составляет 6,68 кДж, приращение в 1,51 раза.
¦ КН 8,3 г + Mg 5,0 г + САП-300 20,0 г + АП3 20,5 г, Ein: 318 кДж, dE: 48 кДж, теоретическая величина составляет 33,4 кДж, приращение в 1,4 раза.
SiCl4
¦ 1,7 г SiCU, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии
190
составляло 12,6 кДж, и всплеск температуры соответствовал 68°С (366-434°С). Максимальная температура ячейки составляла 473°С, теоретическая величина составляет 7,32 кДж, приращение в 1,72 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 0,01 моль SiCl4 (1,15 куб. см); Ein: 114,0 кДж; dE: 14,19 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 260-410°С; Tmax: 423°С, теоретическая величина составляет 7,32 кДж, приращение в 1,94 раза.
А1Вг3
¦ 2,7 г АПЗгз, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 7,5 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 412°С, теоретическая величина составляет 4,46 кДж, приращение в 1,68 раза.
FeCl3
¦ 2,7 г FeCb, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 21,3 кДж, и всплеск температуры ячейки соответствовал 205 С (147-352°С). Максимальная температура ячейки составляла 445°С, теоретическая величина составляет 10,8 кДж, приращение в 1,97 раза.
SeBr4
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,99 г SeBr4; Ein: 112,0 кДж; dE: 23,40 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 132-448°С; Tmax: 448°С, теоретическая величина составляет 15,7 кДж, приращение в 1,5 раза.
SnBr4
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 4,38 г SnBr4; Ein: 98,0 кДж; dE: 12,44 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 120-270°С; Tmax: 359°С, теоретическая величина составляет 8,4 кДж, приращение в 1,48 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный Mg 5,0 г + САП 300 20,0 г + SnBr4 22,0 г, Ein: 163 кДж, dE: 78 кДж; изменение крутизны зависимости температуры при 60°С и Tmax ~ 290°С, теоретическая величина составляет 42 кДж, приращение в 1,86 раза.
SiBr4
¦ 3,5 г SiBr4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С), приращение энергии составляло 11,9 кДж, и всплеск температуры соответствовал 99°С (304-403°С). Максимальная температура ячейки составляла 449°С, теоретическая величина составляет 7,62 кДж, приращение в 1,56 раза.
191
TeBr4
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 4,47 г TeBr4, Ein: 99,0 кДж, dE: 18,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 186-41 ГС, Tmax: 418°С, теоретическая величина составляет 11,3 кДж, приращение в 1,63 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 4,47 г TeBr4, Ein: 101,0 кДж, dE: 14,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 144-305°С, Tmax: 374°С, теоретическая величина составляет 11,4 кДж, приращение в 1,29 раза.
¦ 4,5 г ТеВг4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм (25,4 мм), приращение энергии составляло 19,1 кДж, и всплеск температуры соответствовал 218°С (172-390°С). Максимальная температура ячейки составляла 410°С, теоретическая величина составляет 12,65 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 4,5 г ТеВг4, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 23,5 кДж, и всплеск температуры соответствовал 247°С (184-43 ГС). Максимальная температура ячейки составляла 436°С, теоретическая величина составляет 12,4 кДж, приращение в 1,89 раза.
¦ КН 6,64 г + порошкообразный Mg 4,0 г + активированный уголь САП 300 16 г + ТеВг4 18 г (теоретическая величина кДж) (80% от повышения 5Х), Ein: 213 кДж, dE: 77 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 140С и Tmax ~ 320°С, теоретическая величина составляет 48,4 кДж, приращение в 1,59 раза.
ТеС14
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,7 г ТеС14; Ein: 99,0 кДж; dE: 16,76 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 114-300°С; Tmax: 385°С, теоретическая величина составляет 13 кДж, приращение в 1,29 раза.
¦ 2,7 г ТеС14, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 20,4 кДж, и всплеск температуры соответствовал 140°С (138-278°С). Максимальная температура ячейки составляла 399 С, теоретическая величина составляет 12,1 кДж, приращение в 1,69 раза.
¦ 2,7 г ТеС14, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 17,2 кДж, и всплеск температуры соответствовал 240°С (137-377°С). Максимальная температура ячейки составляла 398°С, теоретическая величина составляет 12,8 кДж, приращение в 1,34 раза.
192
¦ 2,7 г TeCU, 1,66 г KH, 1 г порошкообразного MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 15,6 кДж, и всплеск температуры соответствовал 216°С (139-355°С). Максимальная температура ячейки составляла 358°С, теоретическая величина составляет 12,1 кДж, приращение в 1,29 раза.
¦ 2,7 г ТеСЦ, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 19,4 кДж, и всплеск температуры соответствовал 202°С (89-29 ГС). Максимальная температура ячейки составляла 543 С, теоретическая величина составляет 10,9 кДж, приращение в 1,78 раза.
¦ 2,7 г ТеСЦ, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 19,0 кДж, и всплеск температуры соответствовал 288°С (155-443°С). Максимальная температура ячейки составляла 443°С, теоретическая величина составляет 10,9 кДж, приращение в 1,74 раза.
¦ 2,7 г TeCU, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 17,7 кДж, и всплеск температуры соответствовал 208°С (84-292°С). Максимальная температура ячейки составляла 396°С, теоретическая величина составляет 13 кДж, приращение в 1,36 раза.
¦ 2,7 г TeCU, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 18,7 кДж, и всплеск температуры соответствовал 224°С (112-336°С). Максимальная температура ячейки составляла 398 С, теоретическая величина составляет 12 кДж, приращение в 1,56 раза.
SeCl4
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 2,21 г SeCU; Ein: 93,0 кДж; dE: 22,14 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 141-435°С; Tmax: 435°С, теоретическая величина составляет 15 кДж, приращение в 1,48 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1,66 г КН + 2,20 г SeCU, экспериментальное значение dE: - 25,2 кДж, рассматриваемая реакция: SeCU(Kp) + 4КН(кр) + 3Mg(Kp) = 4КС1(кр) + MgSe(Kp) + 2MgH2(Kp), Q = - 1750,4 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 17,5 кДж, избыточное тепло: - 7,7 кДж, 1,44Х избыточное тепло.
CF4
¦ NaH 50 г + Al 50 г + активированный уголь CAII300 200 г + CF4 0,3 моль; 45
193
фунт/дюйм (изб.), объем резервуара ячейки: 2221,8 куб. см, Ein: 2190 кДж, dE: 482 кДж, скачок температуры при 200°С и Tmax ~ 760°С, теоретическая величина составляет 345 кДж, приращение в 1,4 раза.
" NaH 50,0 г + порошкообразный Mg 50 г + активированный уголь САП 300 200 г + CF4 75-9,9 фунт/дюйм2 (изб.) после вакуумирования. Объем резервуара составляет 1800 куб. см, и для данного падения давления п = 0,356 моль, и теоретическая энергия составляет ~ 392 кДж, Ein: 1810 кДж, dE: 765 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 170°С и Tmax ~ 1000°С, приращение составляет 765/392 = 1,95 X.
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г), шаровая мельница, + CF4 0,0123 моль, и теоретическая энергия ~ 13,6 кДж, Ein: 143 кДж, dE: 25 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 250°С и Tmax ~ 500°С, и приращение энергии ~ 1,8 X.
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП-300 4 г), шаровая мельница, + CF4 ~ 0,01 моль, теоретическая энергия ~ 10,2 кДж, Ein: 121 кДж, dE: 18 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 260°С и Tmax ~ 500°С, и приращение энергии - 1,7 X.
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП-300 4 г), шаровая мельница, + CF4 - 0,006 моль, и теоретическая энергия ~ 7,2 кДж, Ein: 133 кДж, dE: 15 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 300°С и Tmax ~ 440°С, и приращение энергии ~ 2,0 X.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 3,55 г Rb + 0,0082 моль CF4 + 0,0063 моль Н2; Ein: 76,0 кДж; dE: 20,72 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 30-200°С; Tmax: 348°С, теоретическая величина составляет 10 кДж, приращение в 2 раза.
SF6
¦ NaH 50 г + MgH2 50 г + активированный уголь CAII300 200 г + SF6 0,29 моль; 43 фунт/дюйм2 (изб.), объем резервуара ячейки: 2221,8 куб. см, Ein: 1760 кДж, dE: 920 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при ~ 140°С и Tmax ~ 1100°С, теоретическая величина составляет 638 кДж, приращение в 1,44 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 0,0094 моль SF6; Ein: 96,7 кДж; dE: 33,14 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 110-455°С; Tmax: 455°С, теоретическая величина составляет 20,65 кДж, избыток составляет 12,5 кДж, приращение в 1,6 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный А1 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + SFe 0,01 моль, и теоретическая энергия ~ 20 кДж, Ein: 95 кДж, dE: 30 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 100°С и Tmax ~ 400°С,
194
теоретическая величина составляет 20,4 кДж, избыток составляет 9,6 кДж, приращение в 1,47 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + SF6 0,01 моль, и теоретическая энергия ~ 22 кДж, Ein: 85 кДж, dE: 28 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 110°С и Tmax ~ 410°С, теоретическая величина составляет 22 кДж, избыток составляет 6 кДж, приращение в 1,27 раза.
¦ NaH 1,0 г + нанопорошок А1 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + SFe 0,005 моль, Ein: 107 кДж, dE: 21 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 160°С и Tmax ~ 380°С, теоретическая величина составляет 10,2 кДж, приращение в 2 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + SF6 0,005 моль, Ein: 104 кДж, dE: 18 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 150°С и Tmax ~ 370°С, теоретическая величина составляет 12,5 кДж, избыток составляет 5,5 кДж, приращение в 1,44 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + SF6 0,0025 моль, и теоретическая энергия -5,5 кДж, Ein: 100 кДж, dE: 10 кДж, изменение крутизны зависимости температуры при ~ 160°С и Tmax - 335°С, теоретическая величина составляет 5,5 кДж, приращение в 1,8 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 0,5 г В + 1 г NaH + 0,0047 моль SF6; Ein: 112,0 кДж; dE: 15,14 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 210-350°С; Tmax: 409°С, теоретическая величина составляет 10,12 кДж, избыток составляет 5 кДж, приращение в 1,49 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 0,00929 моль SF6 (после заполнения при использовании SF6 температура ячейки увеличивалась вплоть до 29С); Ein: 66,0 кДж; dE: 26,11 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 37-375°С; Tmax: 375°С, теоретическая величина составляет 20,4 кДж, приращение в 1,28 раза.
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 0,33 г LiH + 0,00929 моль SF6 (после заполнения при использовании SF6 температура ячейки увеличивалась вплоть до 29°С); Ein: 128,0 кДж; dE: 32,45 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 275-540°С; Tmax: 550°С, теоретическая величина составляет 23,2 кДж, приращение в 1,4 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г S + 1 г NaH + 0,0106 моль SF6 (в реальном времени), Ein: 86,0 кДж, dE: 18,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 51-313°С, Tmax: 354°С, теоретическая величина составляет 11,2 кДж, приращение в 1,6 раза.
" NaH 5,0 г + MgH2 5,0 г + активированный уголь САП 300 20,0 г, шаровая мельница, + SF6, 40 фунт/дюйм2 (изб.); 0,026 моль, в реальном времени (теоретическая
195
энергия ~ 57 кДж), ячейка на 2 дюйма, Ein: 224 кДж, dE: 86 кДж, скачок температуры при 150°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 57 кДж, приращение в 1,5 раза. Те02
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 1,6 г Te02; Ein: 325,1 кДж; dE: 18,46 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 210-440°С; Tmax: 440°С, теоретическая величина составляет 9,67 кДж, избыток составляет 8,8 кДж, приращение в 1,9 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 2 г MgH2 + 2 г NaH + 3,2 г Te02, Ein: 103,0 кДж; dE: 31,6 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 185-49ГС; Tmax: 498°С, теоретическая величина составляет 17,28 кДж, приращение в 1,83 раза.
¦ 1,6 г Те02, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 18,1 кДж, но какого-либо всплеска температуры не наблюдали. Максимальная температура ячейки составляла 637°С, теоретическая величина составляет 8,66 кДж, приращение в 2,1 раза.
¦ 1,6 г Те02, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 22,0 кДж, и всплеск температуры соответствовал 233°С (316-549°С). Максимальная температура ячейки составляла 554°С, теоретическая величина составляет 8,64 кДж, приращение в 2,55 раза.
¦ 1,6 г Те02, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Mg и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 20,3 кДж, и всплеск температуры соответствовал 274°С (268-542°С). Максимальная температура ячейки составляла 549°С, теоретическая величина составляет 10,9 кДж, приращение в 1,86 раза.
¦ NaH 5,0 г + порошкообразный MgH2 5,0 г + активированный уголь САП 300 20 г, шаровая мельница, + Те02 8,0 г, Ein: 253 кДж, dE: 77 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 200°С и Tmax ~ 400°С, теоретическая величина составляет 48,35 кДж, приращение в 2,6 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4,0 г, шаровая мельница, + Те02 1,6 г, Ein: ПО кДж, dE: 16 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 190°С и Tmax ~ 400°С, теоретическая величина составляет 9,67 кДж, приращение в 1,65 раза.
¦ КН 1,66 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4,0 г, шаровая мельница, + Те02 1,6 г, Ein: 119 кДж, dE: 19 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 340°С и Tmax ~ 570°С, теоретическая величина составляет 9,67 кДж,
196
приращение в 2 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г NaH + 1,6 г Te02, Ein: 116,0 кДж; dE: 11,0 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 207-352°С, Тшах: 38 ГС, теоретическая величина составляет 6,6 кДж, приращение в 1,67 раза.
¦ КН 1,66 г - порошкообразный MgH2 1,0 г + TiC 4,0 г + Те02 1,6 г, Ein: 133 кДж, dE: 15 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 280°С и Tmax ~ 460°С, теоретическая величина составляет 8,64 кДж, приращение в 1,745 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,60 г Те02, экспериментальное значение dE: -17,0 кДж, рассматриваемая реакция: Те02(кр) + 3Mg(Kp) + 2NaH(Kp) = 2MgO(Kp) + Na2Te(Kp) + MgH2(Kp), Q = - 1192,7 кДж/реакция, теоретическая энергия химической реакции: - 11,9 кДж, избыточное тепло: - 5,1 кДж, 1,43Х избыточное тепло.
р2о5
¦ 1,66 г КН, 2 г Р205 и 1 г MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля СА-III 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 21,2 кДж, и всплеск температуры соответствовал 242°С (299-54 ГС). Максимальная температура ячейки составляла 549°С, теоретическая величина составляет 10,8 кДж, избыток составляет 10,35 кДж, приращение в 1,96 раза.
032609GC4: 031909RCWF4 / 1,66 г КН + 2 г Р205 + 1 г MgH2 + 4 г СА-Ш 300 в ДМФА^7 (без дополнительной обработки), сильный пик в области - 3,86 м. д..
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 2 г Р205, Ein: 138,0 кДж; dE: 21,6 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 320-616°С, Tmax: 616°С, теоретическая величина составляет 11,5 кДж, избыток составляет 10,1 кДж, приращение в 1,9 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный MgH2 5,0 г + активированный уголь САП 300 20 г, шаровая мельница, + P2Os 10,0 г, Ein: 272 кДж, dE: 98 кДж, скачок при 250°С и Tmax ~ 450°С, теоретическая величина составляет 54 кДж, приращение в 1,81 раза.
¦' КН 1,66 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + P2Os 2,0 г, Ein: 130 кДж, dE: 21 кДж, скачок при 300°С и Tmax ~ 550°С, теоретическая величина составляет 10,8 кДж, приращение в 1,94 раза.
¦ КН 1,66 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + TiC 4,0 г + Р205 2,0 г, Ein: 129 кДж, dE: 21 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 270°С и Tmax ~ 600°С, теоретическая величина составляет 10,8 кДж, приращение в 1,95 раза.
NaMn04
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Si + 1 г NaH + 3,5 г NaMn04; Ein: 123,0 кДж; dE: 26,25 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 45-330°С; Tmax: 465°С, теоретическая величина составляет 17,6 кДж, избыток составляет 8,7 кДж, приращение в 1,5 раза.
197
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 3,5 г NaMn04; Ein: 120,0 кДж; dE: 32,41 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 44-373°С; Tmax: 433°С, теоретическая величина составляет 20,5 кДж, избыток составляет 7,7 кДж, приращение в 1,58 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,5 г NaMn04; Ein: 66,0 кДж; dE: 32,27 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 74-430°С; Tmax: 430°С, теоретическая величина составляет 17,4 кДж, избыток составляет 14,9 кДж, приращение в 1,85 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,5 г NaMn04, Ein: 72,0 кДж, dE: 34,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 49-362°С, Tmax: 364°С, теоретическая величина составляет 17,4 кДж, избыток составляет 16,7 кДж, приращение в 2 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный Mg 5,0 г + активированный уголь САП 300 20 г, шаровая мельница, + NaMn04 17,5 г, Ein: 130 кДж, dE: 160 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 70°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 87 кДж, приращение в 1,84 раза.
¦ КН 8,3 г + порошкообразный А1 5,0 г + активированный уголь САН 300 20 г, шаровая мельница, + NaMn04 17,5 г, Ein: 134 кДж, dE: 171 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 50°С и Tmax ~ 350°С, теоретическая величина составляет 102,5 кДж, приращение в 1,66 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП 300 4,0 г, шаровая мельница, + NaMn04 3,5 г (теоретическая величина ~ 17,4 кДж), Ein: 54 кДж, dE: 32 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 60°С и Tmax ~ 450°С, теоретическая величина составляет 17,4 кДж, приращение в 1,8 раза.
¦ КН 1,66 г + порошкообразный Mg 1,0 г + TiC 4,0 г + NaMn04 3,5 г, Ein: 65 кДж, dE: 30 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 70°С и Tmax ~ 410°С, теоретическая величина составляет 17,4 кДж, приращение в 1,7 раза.
Нитрат
¦ 2 г NaH, 3 г NaNCb и смесь 1 г порошкообразного Ti и 4 г порошкообразного активированного угля (высушенного при 300°С) в ячейке на 1 дюйм, приращение энергии составляло 33,2 кДж, и всплеск температуры соответствовал 418°С (110-528°С). Максимальная температура ячейки составляла 530 С, теоретическая величина составляет 24,8 кДж, избыток составляет 8,4 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ 3 г NaH, 3 г NaNCb и смесь 1 г нанопорошка А1 и 4 г порошкообразного активированного угля (высушенного при 300°С) в ячейке на 1 дюйм, приращение энергии составляло 42,3 кДж, и всплеск температуры соответствовал 384°С (150-534°С). Максимальная температура ячейки составляла 540°С, теоретическая величина составляет 33,3 кДж, избыток составляет 9 кДж, приращение в 1,27 раза.
198
¦ 2,1 г NaH, 3 г NaNCb и смесь 1 г MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля (высушенного при 300°С) в ячейке на 1 дюйм, приращение энергии составляло 43,4 кДж, и всплеск температуры соответствовал 382°С (67-449°С). Максимальная температура ячейки составляла 45 ГС, теоретическая величина составляет 28,6 кДж, избыток составляет 14,8 кДж, приращение в 1,52 раза.
¦ 0,33 г LiH, 1,7 г LiNCb и смесь 1 г MgH2 и 4 г порошкообразного активированного угля (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 40,1 кДж, и всплеск температуры соответствовал 337°С (92-429°С). Максимальная температура ячейки составляла 43 ГС, теоретическая величина составляет 21,6 кДж, избыток составляет 18,5 кДж, приращение в 1,86 раза.
¦ 0,33 г LiH, 1,7 г LiNCb и смесь 1 г Ti и 4 г порошкообразного активированного угля (высушенного при 300°С) в ячейке на 1 дюйм, приращение энергии составляло 36,5 кДж, и всплеск температуры соответствовал 319°С (83-402°С). Максимальная температура ячейки составляла 450°С, теоретическая величина составляет 18,4 кДж, избыток составляет 18 кДж, приращение в 2 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 2,42 г LiNCb; Ein: 75,0 кДж; dE: 39,01 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 57-492°С; Tmax: 492°С, теоретическая величина составляет 28,5 кДж, избыток составляет 10,5 кДж, приращение в 1,37 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 2,42 г LiN03; Ein: 81,2 кДж; dE: 41,89 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 73-528°С; Tmax: 528°С, теоретическая величина составляет 34,6 кДж, избыток составляет 7,3 кДж, приращение в 1,21 раза. СЮ4
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 2 г NaC104 + 1 г NaH; Ein: 86,0 кДж; dE: 38,88 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 130-55 ГС; Tmax: 55 ГС, теоретическая величина составляет 30,7 кДж, избыток составляет 8,2 кДж, приращение в 1,27 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 4,29 г NaC104; Ein: 88,0 кДж; dE: 58,24 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 119-615°С; Tmax: 615°С, теоретическая величина составляет 47,1 кДж, избыток составляет 11,14 кДж, приращение в 1,23 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 4,29 г NaC104; Ein: 98,0 кДж; dE: 56,26 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 113-57ГС; Tmax: 57ГС, теоретическая величина составляет 36,2 кДж, избыток составляет 20,1 кДж, приращение в 1,55 раза. K2S2C> 8
- 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 2,7 г K2S208, Ein: 121,0 кДж, dE: 27,4 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 178-462°С, Tmax: 468°С, теоретическая величина составляет 19,6 кДж, избыток составляет 7,8 кДж, приращение в 1,40 раза.
199
S02
- 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 0,0146 моль S02, Ein: 58,0 кДж, dE: 20,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 42-287°С, Tmax: 309°С, теоретическая величина составляет 15 кДж, избыток составляет 5,7 кДж, приращение в 1,38 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 3,2 г S, Ein: 67,0 кДж, dE: 22,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 49-356°С, Tmax: 366°С, теоретическая величина составляет 17,9 кДж, избыток составляет 4,8 кДж, приращение в 1,27 раза.
¦ 1,3 г порошкообразной S, 1,66 г КН, 1 г порошкообразного Si и 4 г порошкообразного активированного угля СА-Ш 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 13,7 кДж, и всплеск температуры соответствовал 129°С (66-195°С). Максимальная температура ячейки составляла 415°С, теоретическая величина составляет 7,5 кДж, избыток в 1,82 раза.
¦ 3,2 г порошкообразной S, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного А1 и 4 г порошкообразного активированного угля CA-IV 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 27,1 кДж, и всплеск температуры соответствовал 30ГС (163-464°С). Максимальная температура ячейки составляла 484°С, теоретическая величина составляет 20,9 кДж, избыток составляет 6,2 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ 3,2 г порошкообразной S, 0,33 г LiH, 1 г порошкообразного Si и 4 г порошкообразного активированного угля CA-IV 300 (высушенного при 300°С) в ячейке для интенсивных нагрузок на 1 дюйм, приращение энергии составляло 17,7 кДж, и всплеск температуры соответствовал 233°С (212-445°С). Максимальная температура ячейки составляла 45ГС, теоретическая величина составляет 13,7 кДж, избыток составляет 4 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Si + 1,66 г КН + 1,3 г S, Ein: 81,0 кДж, dE: 10,8 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 52-196°С, Tmax: 326°С, теоретическая величина составляет 7,4 кДж, приращение в 1,45 раза.
SnF4
- 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,95 г SnF4; Ein: 130,2 кДж; dE: 13,89 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 375-520°С; Tmax: 525°С, теоретическая величина составляет 9,3 кДж, приращение в 1,5 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 1,95 г SnF4; Ein: 130,2 кДж; dE: 13,89 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 375-520°С; Tmax: 525°С, теоретическая
200
величина составляет 9,3 кДж, приращение в 1,5 раза. Se02
¦ 4 г САШ-300 + 2 г MgH2 + 2 г NaH + 2,2 г Se02, Ein: 82,0 кДж, dE: 29,5 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 99-388°С, Tmax: 393°С, теоретическая величина составляет 20,5 кДж, приращение в 1,4 раза.
CS2
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный А1 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г), шаровая мельница, + CS2 1,2 мл во флаконе из ПП, Ein: 72 кДж, dE: 18 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при ~ 80°С и Tmax ~ 320°С, теоретическая величина составляет 11,4 кДж, приращение в 1,58 раза.
¦ NaH 1,0 г + порошкообразный MgH2 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г, шаровая мельница, + CS2 1,2 мл во флаконе из ПП, Ein: 82 кДж, dE: 18 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при ~ 80°С и Tmax ~ 330°С, теоретическая величина составляет 12,6 кДж, приращение в 1,4 раза.
со2
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 0,00953 моль С02 (после заполнения при использовании С02 температура ячейки увеличивалась вплоть до 45С); Ein: 188,4 кДж; dE: 10,37 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 80-120°С; Tmax: 508°С, теоретическая величина составляет 6,3 кДж, приращение в 1,65 раза.
PF5
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 0,010 моль PF5; Ein: 127,0 кДж; dE: 15,65 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 210-37ГС; Tmax: 37ГС, теоретическая величина составляет 10 кДж, избыток составляет 6,45 кДж, приращение в 1,57 раза.
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Al + 1 г NaH + 0,01 моль PF5, Ein: 101,0 кДж, dE: 15,7 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 178-370°С, Tmax: 39ГС, теоретическая величина составляет 10 кДж, приращение в 1,57 раза.
NF3
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный Mg 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г), шаровая мельница, + NF3 0,011 мл, и теоретическая энергия ~ кДж, Ein: 136 кДж, dE: 28 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при 70°С и Tmax ~ 470°С, теоретическая величина составляет 19,6 кДж, приращение в 1,4 раза.
РС15
- 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 2,08 г РС15 + 1 г NaH; Ein: 90,0 кДж; dE: 20,29 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 180-379°С; Tmax: 39 ГС, теоретическая величина составляет 13,92 кДж, приращение в 1,45 раза.
201
P2S5
¦ 4 г САШ-300 + 1 г MgH2 + 1 г NaH + 2,22 г P2S5; Ein: 105,0 кДж; dE: 13,79 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 150-363°С; Tmax: 398°С, теоретическая величина составляет 10,5 кДж, избыток составляет 3,3 кДж, приращение в 1,3 раза.
¦ NaH 1,0 г + (порошкообразный А1 1,0 г + активированный уголь САП 300 4 г), шаровая мельница, + P2Ss 2,22 г, Ein: 110 кДж, dE: 14 кДж, скачок крутизны зависимости температуры при ~ 170°С и Tmax ~ 425°С, теоретическая величина составляет 10,1 кДж, приращение в 1,39 раза.
Оксид
¦ 4 г АС + 1 г MgH2 + 1,66 г КН + 1,35 г К02, Ein: 86,0 кДж, dE: 21,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 157-408°С, Tmax: 416°С, теоретическая величина составляет 15,4 кДж, приращение в 1,36 раза.
Мп04
¦ 4 г САШ-300 + 1 г Mg + 1 г NaH + 3,5 г Mn02; Ein: 108,0 кДж; dE: 22,11 кДж; изменение крутизны зависимости температуры: 170-498°С; Tmax: 498°С, теоретическая величина составляет 18,4 кДж, избыток составляет 3,7 кДж, приращение в 1,2 раза.
N20
¦ 4 г Pt/C + 1 г Mg + 1 г NaH + 0,0198 моль N20, Ein: 72,0 кДж, dE: 22,2 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 73-346°С, Tmax: 36ГС, теоретическая величина составляет 16,2 кДж, приращение в 1,37 раза.
ГФБ
¦ NaH 1,0 г + (нанопорошок алюминия 1 г + активированный уголь (АС) 5 г), шаровая мельница, + ГФБ 1 мл, Ein: 108 кДж, dE: 35 кДж, скачок температуры при 450°С и 90°С.
¦ NaH 1,0 г + (La 5 г + активированный уголь 5 г), шаровая мельница, + гексафторбензол 1 мл, Ein: 109 кДж, dE: 38 кДж, скачок температуры при 400°С и 90°С.
¦ (4 г активированного угля (АС) + 1 г MgH2), шаровая мельница, + 1 мл ГФБ + 1 г NaH, Ein: 150,0 кДж, dE: 45,1 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: ~ 50240, Tmax ~ 250°С.
¦ Смесь (4 г АС + 1 г MgH2) + 1 мл ГФБ + 1 г NaH, Ein: 150,0 кДж, dE: 35,0 кДж, изменение крутизны зависимости температуры: 54-255°С, 45-24ГС, 48-199°С; Tmax: 258°С, 247°С, 206°С (тройная каскадная ячейка).
¦ 1,66 г КН, 1 мл гексадекафторгептана (ГДФГ) и смесь 4 г порошкообразного активированного угля и 1 г MgH2 в ячейке на 1 дюйм, dE: 34,3 кДж, и всплеск соответствовал 419°С (145-564°С), Tmax - 575°С.
202
В. Растворный ЯМР
Представительные реакционные смеси для получения гидрино содержат (i) по меньшей мере, один катализатор, такой как один представитель, выбранный из LiH, КН и NaH, (ii) по меньшей мере, один окислитель, такой как один представитель, выбранный из NiBr2, Mnl2, AgCl, EuBn, SF6, S, CF4, NF3, LiN03, M2S2Os с Ag и P205, (iii) по меньшей мере, один восстановитель, такой как один представитель, выбранный из порошкообразного Mg или MgH2, порошкообразного Al или нанопорошка алюминия (НП АГ), Sr и Са, и (iv) по меньшей мере, один носитель, такой как один представитель, выбранный из АС и TiC. 50 мг продукта реакции для реакционных смесей добавляли к 1,5 мл дейтерированного М,М-диметилформамида-а7 (DCON(CDj)2, ДМФА-с17, (99,5 %, Cambridge Isotope Laboratories, Inc.) во флаконе, который герметизировали, используя кран из тефлонового текстолита, перемешивали и обеспечивали растворение в течение 12-часового периода времени в скафандре в атмосфере аргона. Раствор, не содержащий твердого вещества, переводили в ампулу для ЯМР-спектроскопии (наружный диаметр 5 мм, длина 23 см, Wilmad) при использовании газонепроницаемого соединения с последующей герметизацией ампулы пламенем. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре ЯМР 500 MHZ Bruker с привязкой спектрометра по дейтерию. Химические сдвиги соотносили с частотой растворителя, так как в случае ДМФА-d? в области 8,03 м. д. относительно тетраметилсилана (ТМС).
Согласно предсказанию гидридный ион гидрино Н~(1/4) наблюдали в области приблизительно - 3,86 м. д., и согласно предсказанию молекулярное гидрино Н2(1/4) наблюдали в области 1,25 м. д. относительно ТМС. Положение наблюдения данных пиков вместе со сдвигом и интенсивностью для конкретной реакционной смеси представлены в таблице 4.
Таблица 4. Анализ по методу 1Н растворного ЯМР после экстрагирования растворителем ДМФА-dV продукта систем гетерогенных катализаторов для получения гидрино, содержащих реагенты (i) катализатор, такой как LiH, КН или NaH, (ii) восстановитель, такой как А1, НП Al, Mg или MgH2, и (iii) окислитель, такой как CF4, N20, NF3, K2S208, FeS04, 02, LiNCb, P2O5, SF6, S, CS2, NiBr2, Te02, NaMN04, SnF4 и Snl4, перемешанные с (iv) носителем, таким как АС или Pt/C.
Реагенты
Положение и интенсивность пика дляН2(1/4)
Положение и интенсивность пика для Н-(1/4)
1,66 г КН, 1 г Al, 4 г АС и 0,01 моль CF4
1,22 м. д., сильный
минус 3,85 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС и 0,01 моль CF4
1,23 м. д., сильный
203
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,01 моль CF4
1,22 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,004 моль CF4
1,22 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 52 миллимоль CF4
1,21 м. д., средний
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС и 52 миллимоль CF4
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г Pt/C и 0,01 моль CF4
1,27 м. д., средний
минус 3,86 м. д., средний
1 г NaH, 1 г Al, 4 г Pt/C и 0,002 моль CF4
1,21 м. д., сильный
0,5 г NaH, 0,5 г Mg, 2 г АС и 52 миллимоль CF4
1,22 м. д., сильный
0,5 г NaH, 0,5 г А1, 2 г АС и 0,002 моль CF4
1,21 м. д., сильный
1,66 г КН, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,01 моль N20
1,22 м.д., очень сильный
минус 3,85 м. д., средний
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС, 0,002 моль N20
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС, 0,004 моль N20
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,002 моль N20
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,004 моль N20
1,22 м. д., средний
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,01 моль N20
1,24 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,018 моль N20
1,24 м. д., сильный
минус 3,84 м. д., сильный
0,33 г LiH, 1 г Al, 4 г Al и 0,004 моль N20
1,22 м. д., средний
минус 3,85 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г Pd/C (1%) и 0,01 моль N20
1,24 м. д., очень сильный
1 г NaH, 4 г АС и 0,004 моль N20
1,21 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 5 г Ег203, 4 г АС и 0,01 моль N20
1,23 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Al, 5 г Ег203, 4 г АС и 0,01 моль N20
1,24 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 0,004 моль N20
1,23 м. д., сильный
0,5 г NaH, 0,5 г MgH2, 4 г АС и 0,004 моль N20
1,22 м. д., сильный
0,33 г LiH, 1 г Al, 4 г АС, 0,21 г K2S2Og и 0,01 моль 02
1,26 м. д., средний
минус 3,85 м. д., очень сильный
0,33 г LiH, 1 г Al, 4 г АС и 0,01 моль 02
1,27 м. д., средний
минус 3,85 м. д., сильный
0,33 г LiH, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,21 г K2S20g и 0,01 моль 02
1,27 м. д., средний
минус 3,85 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,15 г FeS04 и 0,01 моль 02
1,24 м. д., сильный
1,66 г КН, 1 г Mg, 4 г АС и 0,004 моль 02
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Si, 4 г АС и 0,01 моль 02
1,21 м. д., сильный
1 г NaH, 10 г Pt/Ti, 1 г MgH2, 4 г АС, 0,01 моль NH3 и 0,01 моль 02
1,22 м. д., очень сильный
0,5 г NaH, 0,5 г Al, 4 г АС и 0,002 моль NF3
1,22 м. д., средний
минус 3,85 м. д., сильный
0,5 NaH, 0,5 г MgH2, 4 г АС и 0,004 моль NF3
1,21 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС и 0,002 моль NF3
1,21 м. д., сильный
0,5 г NaH, 0,5 г MgH2, 4 г АС и 0,004 моль
минус 3,85 м. д.,
204
NF3
средний
0,5 NaH, 0,5 г MgH2, 4 г AC и 0,002 моль NF3
1,22 м. д., сильный
1,66 г KH, 2,5 г LiN03, 4 г AC и 1 г MgH2
1,22 м. д., сильный
минус 3,85 м. д., сильный
1 г NaH, 3 г NaN03, 4 г АС и 1 г MgH2
минус 3,84 м. д., средний
1 г NaH, 2,5 г LiN03, 4 г АС и 1 г MgH2
минус 3,84 м. д., средний
1,66 г КН, 2,5 г LiN03 и 1 г MgH2
1,22 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 2 г Р205, 4 г АС и 1 г MgH2
1,28 м. д., очень сильный
минус 3,86 м. д., сильный
0,33 г LiH, 2 г Р205, 4 г АС и 1 г MgH2
минус 3,85 м. д., средний
1 г NaH, 2 г Р205, 4 г АС и 1 г MgH2
минус 3,85 м. д., средний
1 rNaH, 2 г Р205, 4 г АС и 1 г А1
1,20 м. д., сильный
минус 3,85 м. д., средний
1,66 г КН, 1 г MgCl2, 4 г АС, 4,5 г К02 и 0,1 г СоС12
1,23 м. д., очень сильный
минус 3,85 м. д., средний
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,0094 моль SF6
минус 3,84 м. д., очень сильный
1 г NaH, 0,5 г В, 4 г АС и 0,0047 моль SF6
минус 3,85 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 0,01 моль SF6
минус 3,86 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС и 0,005 моль SF6
1,20 м. д., сильный
минус 3,86 м. д., слабый
1,66 г КН, 1 г Si, 4 г АС и 0,0092 моль SF6
минус 3,86 м.д., очень сильный
1,66 г КН, 1 г А1, 4 г АС и 0,0092 моль SF6
минус 3,86 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,0092 моль SF6
минус 3,86 м. д., очень сильный
0,33 г LiH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,009 моль SF6
минус 3,82 м. д., очень сильный
0,33 г LiH, 1 г Mg, 4 г АС и 0,009 моль SF6
минус 3,84 м. д., средний
0,33 г LiH, 1 г La, 4 г АС и 0,0094 моль SF6
минус 3,75 м. д., широкий
1,66 г КН, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,0093 моль SF6
1,21 м. д., сильный
минус 3,86 м. д., слабый
1 г NaH, 5 г La, 4 г АС и 0,0047 моль SF6
1,21 м. д., средний
минус 3,86 м. д., слабый
1 rNaH, 1 rMgH2,4rACn3,2rS
минус 2,83 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 3,2 г S (снаружи)
минус 2,83 м. д., сильный и широкий
0,33 г LiH, 1 г Si, 4 г АС и 1,3 г S
минус 3,81 м. д., очень сильный
205
0,33 rLiH, 1гА1,4гАСи 1,3 г S
минус 3,81 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 1 г Al, 4 г АС и 1,3 г S
минус 3,47 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 1 г А1, 4 г АС и 1,3 г S
минус 3,86 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 1 rSi,4rACH l,3rS
минус 3,55 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 1 г Si, 4 г АС и 1,3 г S
минус 3,85 м. д., сильный
1,66 г КН, 1 г MgH2, 4 г АС и 2,7 г K2S208
1,24 м. д., сильный
минус 3,85 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г Al, 4 г АС и 1,2 мл CS2
минус 3,85 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 1,2 мл CS2
минус 3,85 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 0,0146 моль S02
1,21 м. д., средний
минус 3,86 м. д., средний
1 г NaH, 1 г MgH2, 4 г АС и 2,2 г NiBr2
1,23 м. д., сильный
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 2,2 г NiBr2
1,25 м. д., средний
1 rNaH, 4гАСи2,2гМВг2
1,24 м. д., очень сильный
1,66 г КН, 4 г АС и 2,2 г NiBr2
1,22 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1,66 г Са, 4 г АС и 2,2 г NiBr2
1,24 м. д., очень сильный
1 г NaH, 3,67 г Sr, 4 г АС и 3,1 г Mnl2
1,24 м. д., очень сильный
83 г КН, 50 г Mg, 200 г TiC и 154,5 г Мп12
1,24 м. д., сильный
1 г NaH, 1,66 г Са, 4 г АС и 3,1 г Мп12
1,23 м. д., очень сильный
1 г NaH, 4 г АС и 1,6 г Те02
1,21 м. д., сильный
минус 3,85 м. д., сильный
2 г NaH, 2 г MgH2, 4 г АС и 3,2 г Те02
1,21 м. д., средний
1,66 г КН, 1 г MgH2, 4 г АС и 1,6 г Те02
1,21 м. д., сильный
0,33 г LiH, 1 г MgH2, 4 г АС и 1,6 г Те02
1,22 м. д., средний
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 3,5 г NaMn04
1,21 м. д., средний
8,3 г КН, 5 г Mg, 20 г АС и 17,5 г NaMn04
1,21 м. д., сильный
1,66 г КН, 1 г Mg, 4 г АС и 2,0 г SnF4
1,23 м. д., средний
1,66 г КН, 1 г Mg, 4 г АС и 6,3 г Snl4
1,21 м. д., средний
1,66 г КН, 4 г АС и 3,79 г Snl2
1,24 м. д., очень сильный
1 г NaH, 1 г Mg, 4 г АС и 1,57 г SnF2
1,22 м. д., сильный
83 г КН, 50 г Mg, 200 г WC и 185 г Snl2
1,23 м. д., средний
1 г NaH, 1,66 г Са, 4 г АС и 1,34 г СиС12
1,22 м. д., очень сильный
1 rNaH, 1 rMg,4rACnO,96rCuS
1,21 м. д., сильный
8,3 г КН + 5 г Mg + 20 г СА II-300 + 14,85 г ВаВг2
1,22 м. д., сильный
5 г NaH + 5 г Mg + 20 г СА П-300 + 14,85 г
1,22 м. д., средний
206
ВаВг2
20 г АС 3-3 + 8,3 г КН + 7,2 г AgCl
1,22 м. д., средний
3,09 г Mnl2 + 1,66 г КН + 1 г Mg + 4 г S TiC-1
1,25 м. д., средний
207
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Источник питания, включающий:
реакционную ячейку для катализа конверсии атомарного водорода с получением водородных структурных единиц, которые характеризуются полной энергией, которая является более отрицательной и более стабильной, чем у некатализированных водородных структурных единиц и композиций, содержащих упомянутые водородные структурные единицы;
реакционную емкость;
вакуумный насос;
источник атомарного водорода из источника, сообщающегося с реакционной емкостью;
источник катализатора конверсии водорода, сообщающийся с реакционной емкостью,
источник, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника атомарного водорода и источника катализатора конверсии водорода, включающий реакционную смесь, по меньшей мере, одного реагента, включающего элемент или элементы, которые образуют, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, и, по меньшей мере, один другой элемент, причем, по меньшей мере, один представитель, выбранный из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, получен из источника
по меньшей мере, один другой реагент для стимулирования катализа в результате выполнения, по меньшей мере, одной функции, выбранной из активации и поддержания прохождения катализа; и
обогреватель для емкости, который инициирует образование в реакционной емкости, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, и инициирует прохождение реакции, стимулирующей катализ, причем катализ конверсии атомарного водорода высвобождает энергию в количестве, большем, чем приблизительно 300 кДж на один моль водорода во время катализа конверсии водородного атома.
2. Источник питания по п. 1, в котором реакция, стимулирующая реакцию катализа, включает реакцию, выбранную из:
(i) экзотермических реакций, которые обеспечивают получение энергии активации для реакции катализа;
(ii) реакций сочетания, которые обеспечивают получение, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника катализатора или атомарного водорода, для
208
поддержания реакции катализа;
(iii) свободно-радикальных реакций, которые выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа;
(iv) окислительно-восстановительных реакций, которые выполняют функцию акцептора электронов от катализатора во время реакции катализа;
(v) обменных реакций, которые облегчают ионизацию катализатора, когда он принимает энергию от атомарного водорода для получения упомянутых водородных структурных единиц, и
(vi) реакций катализа с участием газопоглотителя, носителя или матрицы.
3. Источник питания по п. 1, в котором реакционная смесь содержит электропроводящий носитель для обеспечения прохождения реакции катализа.
4. Источник питания по п. 1, в котором реакционная смесь включает твердую, жидкую или гетерогенную реакционную каталитическую смесь.
5. Источник питания по п. 2, в котором реакционная смесь, обеспечивающая реакцию окисления-восстановления для стимулирования реакции катализа, содержит:
(i) по меньшей мере, один катализатор, выбранный из Li, LiH, К, КН, NaH, Rb, RbH, Cs и CsH;
(ii) газообразный Нг, источник газообразного Н2 или гидрид;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, выбранный из
соединений металла, включающих галогениды, фосфиды, бориды, оксиды, гидроксиды, силициды, нитриды, арсениды, селениды, теллуриды, антимониды, карбиды, сульфиды, гидриды, карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, гидросульфаты, фосфаты, гидрофосфаты, дигидрофосфаты, нитраты, нитриты, перманганаты, хлораты, перхлораты, хлориты, перхлориты, гипохлориты, броматы, перброматы, бромиты, пербромиты, иодаты, периодаты, иодиты, периодиты, хроматы, дихроматы, теллураты, селенаты, арсенаты, силикаты, бораты, оксиды кобальта, оксиды теллура и оксианионы галогенов, Р, В, Si, N, As, S, Те, Sb, С, S, Р, Mn, Cr, Co и Те;
соединений переходных металлов, Sn, Ga, In, свинца, германия, щелочных и щелочноземельных металлов;
GeF2 GeCl2, GeBr2, Gel2, GeO, GeP, GeS, Gel4 и GeCl4, фторуглерода, CFA, C1CF3, хлоруглерода, CC14, (92, MN03, МСЮ4, MO2, NF3, N2O, NO, N02, соединения бор-азот, такого как B3N3H6, соединения серы, такого как SF6, S, SO2, S03, S205C12, F5SOF, M2S208, SxXy, такого как S2C12, SC12, S2Br2 или S2F2, CS2, SOxXy, SOCl2, SOF2, S02F2, SOBr2, XxX'y, CIF5, XxX'y02, C102F, C102F2, CIOF3, CIO3F, C102F3, соединения бор-азот, такого как B3N3H6, Se, Те, Bi, As, Sb, Bi, TeXx, TeF4, TeF6, TeOx, Te02, Te03, SeXx, SeF6, SeOx, Se02
209
или Se03, оксида теллура, галогенида теллура, соединения теллура, Те02, ТеОз, Те(ОН)б, ТеВг2, ТеС12, ТеВг4, TeCU, TeF4, TeU, TeFe, CoTe или NiTe, соединения селена, оксида селена, галогенида селена, сульфида селена, Se02, Se03, Se2Br2, Se2Cl2, SeBr4, SeCU, SeF4, SeF6, SeOBr2, SeOCl2, SeOF2, Se02F2, SeS2, Se2S6, Se4S4 или Se6S2, P, P205, P2S5, PxXy, PF3, PC13, PBr3, PI3, PF5, PCI5, PBr4F, PCUF, POxXy, POBr3, POI3, POCI3 или POF3, PSxXy (M представляет собой щелочной металл, х, у и z представляют собой целые числа, X и X' представляют собой галоген), PSBr3, PSF3, PSC13, соединения фосфор-азот, P3N5, (C12PN)3, (C12PN)4, (Br2PN)x, соединения мышьяка, оксида мышьяка, галогенида мышьяка, сульфида мышьяка, селенида мышьяка, теллурида мышьяка, AlAs, As2U, As2Se, As4S4, AsBr3, AsCl3, AsF3, Asl3, As203, As2Se3, As2S3, As2Te3, AsCl5, AsF5, As205, As2Se5, As2Ss, соединения сурьмы, оксида сурьмы, галогенида сурьмы, сульфида сурьмы, сульфата сурьмы, селенида сурьмы, арсенида сурьмы, SbAs, SbBr3, SbCl3, SbF3, Sbl3, Sb203, SbOCl, Sb2Se3, Sb2(S04)3, Sb2S3, Sb2Te3, Sb204, SbCl5, SbF5, SbCl2F3, Sb205, Sb2S5, соединения висмута, оксида висмута, галогенида висмута, сульфида висмута, селенида висмута, B1ASO4, BiBr3, B1CI3, BiF3, BiF5, Bi(OH)3, Bil3, Bi203, BiOBr, BiOCl, BiOI, Bi2Se3, Bi2S3, Bi2Te3, Bi204, SiCU, SiBr4, галогенида переходных металлов, CrCl3, ZnF2, ZnBr2, Znl2, MnCl2, MnBr2, Mnl2, CoBr2, CoI2, CoCl2, NiCl2, NiBr2, NiF2, FeF2, FeCl2, FeBr2, FeCl3, TiF3, CuBr, CuBr2, VF3, CuCl2, галогенида металлов, SnF2, SnCl2, SnBr2, Snl2, S11F4, SnCU, SnBr4, SnU, InF, InCl, InBr, Inl, AgCl, Agl, AIF3, AlBr3, АИ3, YF3, CdCl2, CdBr2, Cdl2, InCl3, ZrCU, NbF5, TaCl5, M0CI3, M0CI5, NbCl5, AsCl3, TiBr4, SeCl2, SeCl4, InF3, InCl3, PbF4, TeU, WC16, OsCl3, GaCl3, PtCl3, ReCl3, RI1CI3, RuCl3, оксидов металлов, гидроксидов металлов, Y203, FeO, Fe203 или NbO, NiO, Ni203, SnO, Sn02, Ag20, AgO, Ga20, As203, Se02, Te02, In(OH)3, Sn(OH)2, In(OH)3, Ga(OH)3, Bi(OH)3, C02, As2Se3, SFe, S, SbF3, CF4, NF3, перманганатов металлов, KMn04, NaMn04, P2Os, нитратов металлов, L1NO3, NaN03, KNO3, галогенидов бора, BBr3, BI3, галогенидов элементов из группы 13, галогенида индия, InBr2, InCl2, Inl3, галогенида серебра, AgCl, Agl, галогенида свинца, галогенида кадмия, галогенида циркония, оксидов переходных металлов, сульфидов переходных металлов или галогенидов переходных металлов (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Си или Zn совместно с F, CI, Br или I), галогенидов переходных металлов второй или третьей последовательности, YF3, оксидов переходных металлов второй или третьей последовательности, сульфидов переходных металлов второй или третьей последовательности, Y2S3, галогенидов Y, Zr, Nb, Mo, Тс, Ag, Cd, Hf, Та, W, Os, таких как NbX3, NbX5 или TaX5, Li2S, ZnS, FeS, NiS, MnS, Cu2S, CuS, SnS, галогенидов щелочноземельных металлов, BaBr2, ВаС12, Bal2, SrBr2, Srl2, CaBr2, Cal2, MgBr2 или Mgl2, галогенидов редкоземельных металлов, EuBr3, LaF3, LaBr3, CeBr3, GdF3, GdBr3, галогенидов редкоземельных металлов, содержащих металл в степени II, Се12,
210
EuF2, EuCh, EuBr2, Eul2, Dyl2, Ndl2, Sml2, Ybl2 и Tml2, боридов металлов, борида европия, борида МВ2, CrB2, TiB2, MgB2, ZrB2, GdB2, галогенидов щелочных металлов, LiCl, RbCl или Csl, фосфидов металлов, таких как СазР2, галогенидов благородных металлов, оксидов благородных металлов, сульфидов благородных металлов, PtCb, PtBr2, Ptl2, PtCU, PdCl2, PbBr2, Pbl2, сульфидов редкоземельных металлов, CeS, галогенидов La, галогенидов Gd, металлов с анионом, Na2Te04, Na2Te03, Co(CN)2, CoSb, CoAs, Co2P, CoO, CoSe, CoTe, NiSb, NiAs, NiSe, Ni2Si, MgSe, теллуридов редкоземельных металлов, EuTe, селенидов редкоземельных металлов, EuSe, нитридов редкоземельных металлов, EuN, нитридов металлов, A1N, GdN, Mg3N2, соединений, содержащих, по меньшей мере, два атома, выбранных из атомов кислорода и различных галогенов, F20, С120, С102, С120б, С12Оу, C1F, C1F3, CIOF3, C1F5, C102F, C102F3, C103F, BrF3, BrF5,1205, IBr, IC1, IC13, IF, IF3, IF5, IF7, галогенидов переходных металлов второй или третьей последовательности, OsFe, PtFe или IrF6, соединений, которые могут образовывать металл при восстановлении, гидридов металлов, гидридов редкоземельных металлов, гидридов щелочноземельных металлов или гидридов щелочных металлов;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из металлов, щелочных, щелочноземельных, переходных металлов, переходных металлов второй и третьей последовательностей и редкоземельных металлов, порошкообразных Al, Mg, MgHi, Si, La, В, Zr и Ti и H2; и
(v) по меньшей мере, один электропроводящий носитель, выбранный из активированного угля (АС), 1% Pt или Pd на углероде (Pt/C, Pd/C), карбида, TiC и WC.
6. Источник питания по п. 2, в котором реакционная смесь, обеспечивающая реакцию окисления-восстановления для стимулирования реакции катализа, содержит:
(i) по меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора или источника катализатора, включающих металл или гидрид металла из элементов группы I;
(ii) по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника водорода, включающего газообразный Н2, или источника газообразного Н2 или гидрида;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, включающий атом или ион или соединение, включающие, по меньшей мере, один из элементов групп 13, 14, 15, 16 и 17, выбранных из F, CI, Br, I, В, С, N, О, Al, Si, Р, S, Se и Те;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, включающий элемент или гидрид, выбранный из Mg, MgH2, Al, Si, В, Zr и редкоземельных металлов; и
(v) по меньшей мере, один электропроводящий носитель, выбранный из углерода, АС, графена, углерода, импрегнированного металлом, Pt/C, Pd/C, карбида, TiC и WC.
7. Источник питания по п. 2, в котором реакционная смесь, обеспечивающая
211
реакцию окисления-восстановления для стимулирования реакции катализа, содержит:
--(i)-no меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора или источника катализатора, включающих металл или гидрид металла из элементов группы I;
(ii) по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника водорода, включающего газообразный Нг, или источника газообразного Нг или гидрида;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, включающий галогенидное, оксидное или сульфидное соединение элементов, выбранных из групп IA, ПА, 3d, 4d, 5d, 6d, 7d, 8d, 9d, lOd, lid, 12d и лантаноидов;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, включающий элемент или гидрид, выбранные из Mg, MgH2, Al, Si, В, Zr и редкоземельных металлов; и
(v) по меньшей мере, один электропроводящий носитель, выбранный из углерода, АС, графена, углерода, импрегнированного металлом, такого как Pt/C или Pd/C, карбида, TiC и WC.
8. Источник питания по п. 2, в котором обменная реакция для стимулирования реакции катализа включает анионный обмен, по меньшей мере, между двумя представителями, выбранными из окислителя, восстановителя и катализатора, причем анион выбран из галогенида, гидрида, оксида, сульфида, нитрида, борида, карбида, силицида, арсенида, селенида, теллурида, фосфида, нитрата, гидросульфида, карбоната, сульфата, гидросульфата, фосфата, гидрофосфата, дигидрофосфата, перхлората, хромата, дихромата, оксида кобальта и оксианионов.
9. Источник питания по п. 8, в котором обменная реакция для стимулирования катализа является термически обратимой для регенерации первоначальных реагентов обмена.
10. Источник питания по п. 9, в котором термически регенерируемые реагенты включают
(Г) по меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора или источника катализатора, выбранных из NaH и КН;
(ii) источник водорода, выбранный из NaH, КН и MgH2;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, выбранный из
(a) галогенида щелочноземельного металла, выбранного из ВаВг2, ВаС12, Bal2, CaBr2, MgBr2 и Mgl2;
(b) галогенида редкоземельного металла, выбранного из EuBr2, ЕиВгз, E11F3, Dyl.2, LaF3 и GdF3;
(c) галогенида переходных металлов второй или третьей последовательности, выбранного из YF3;
212
(d) борида металла, выбранного из СгВ2 и TiB2;
-____________(е) галогенида щелочного металла, выбранного LiCl, RbCl или Csl;
(f) сульфида металла, выбранного из Li2S, ZnS и Y2S3;
(h) оксида металла, выбранного из У20з, и
(i) фосфида металла, выбранного из СазР2;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из Mg и MgH2; и
(v) по меньшей мере, один носитель, выбранный из AC, TiC и WC.
11. Источник питания по п. 2, в котором реакция катализа с участием газопоглотителя, носителя или матрицы для стимулирования реакции катализа обеспечивает получение, по меньшей мере, одного условия, выбранного из создания химической среды для реакции катализа, действия по переносу электронов для облегчения функции катализатора конверсии Н, прохождение обратимого фазового или другого физического изменения или изменения его электронного состояния и связывания упомянутых продуктов водородных структурных единиц для улучшения, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из степени превращения или скорости реакции катализа.
12. Источник питания по п. 11, в котором реакция катализа с участием газопоглотителя, носителя или матрицы является термически обратимой для регенерации первоначальных реагентов обмена.
13. Источник питания по п. 12, в котором реакционная семь реакции катализа с участием газопоглотителя, носителя или матрицы включает
(i) по меньшей мере, одного представителя, выбранного из катализатора или источника катализатора, выбранных из NaH и КН;
(ii) источник водорода, выбранный из NaH, КН и MgH2;
(iii) по меньшей мере, один окислитель, выбранный из
(a) арсенида металла, выбранного из Mg3As2; и
(b) нитрида металла, выбранного из Mg3N2 и A1N;
(iv) по меньшей мере, один восстановитель, выбранный из Mg и MgH2; и
(v) по меньшей мере, один носитель, выбранный из AC, TiC и WC.
14. Источник питания по п. 1, в котором реакционную смесь для стимулирования реакции катализа, содержащую катализатор, включающий щелочной металл, регенерируют из продуктов в результате отделения одного или нескольких компонентов и регенерации щелочного металла электролизом.
15. Гидридный реактор, включающий:
реакционную ячейку для катализа конверсии атомарного водорода с получением
213
водородных структурных единиц, которые характеризуются полной энергией, которая является более отрицательной и стабильной, чем у некатализированных водородных структурных единиц и композиций, содержащих упомянутые водородные структурные единицы;
реакционную емкость;
вакуумный насос;
источник атомарного водорода из источника, сообщающегося с реакционной емкостью;
источник катализатора конверсии водорода, сообщающийся с реакционной емкостью,
источник, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из источника атомарного водорода и источника катализатора конверсии водорода, включающий реакционную смесь, по меньшей мере, одного реагента, включающего элемент или элементы, которые образуют, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, и, по меньшей мере, один другой элемент, причем, по меньшей мере, один представитель, выбранный из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, получен из источника
по меньшей мере, один другой реагент для стимулирования катализа в результате выполнения, по меньшей мере, одной функции, выбранной из активации и поддержания прохождения катализа; и
обогреватель для емкости, который инициирует образование в реакционной емкости, по меньшей мере, одного представителя, выбранного из атомарного водорода и катализатора конверсии водорода, и инициирует прохождение реакции, стимулирующей катализ, причем катализ конверсии атомарного водорода высвобождает энергию в количестве, большем, чем приблизительно 300 кДж на один моль водорода во время катализа конверсии водородного атома.
16. Гидридный реактор по п. 15, в котором реакционная смесь для синтеза соединений содержит, по меньшей мере, две структурные единицы, выбранные из компонентов (i)-(v): (i) катализатор, (ii) источник водорода, (iii) окислитель, (iv) восстановитель и (v) носитель.
17. Гидридный реактор по п. 16, в котором окислитель выбран из серы, фосфора, кислорода, SF6, S, S02, S03, S205C12, F5SOF, М2ЗД, SxXy, S2C12, SC12, S2Br2, S2F2, CS2, Sb2S5, SOxXy, SOCl2, SOF2, S02F2, SOBr2, P, P205, P2S5, PxXy, PF3, PC13, PBr3, PI3, PF5, PC15, PBr4F, PC14F, POxXy, РОВгз, POI3, POCl3, POF3, PSxXy, PSBr3, PSF3, PSC13, соединений фосфор-азот, P3N5, (C12PN)3 или (C12PN)4, (Br2PN)x (M представляет собой щелочной
214
металл, х и у представляют собой целые числа, X представляет собой галоген), Ог, N20 и Те02, галогенидов, CF4, NF3, CrF2, источников фосфора, источников серы, MgS, MHS (М представляет собой щелочной металл).
18. Гидридный реактор по п. 17, в котором реакционная смесь дополнительно содержит газопоглотитель для катализированного водорода, выбранного из элементарных S, Р, О, Se и Те и соединений, содержащих S, Р, О, Se и Те.
19. Источник питания по п. 1, в котором катализатор способен принимать энергию от атомарного водорода в целых единицах величины, выбранной из приблизительно 27,2 эВ ± 0,5 эВ и 27,2/2 эВ ± 0,5 эВ.
20. Источник питания по п. 1, в котором катализатор включает атом или ион М, причем ионизация t электронов из атома или иона М в каждом случае на энергетический уровень континуума является такой, чтобы сумма энергий ионизации / электронов \ составляла бы приблизительно величину, выбранную из т*21,2 эВ и т*21,212 эВ, где т представляет собой целое число. \
21. Источник питания по п. 1, в котором катализатор образован из двухатомной молекулы МН, причем разрыв связи М-Н плюс ионизация t электронов из атома М в ( каждом случае на энергетический уровень континуума является таким, чтобы сумма | энергии связи и энергий ионизации t электронов составляла бы приблизительно величину, выбранную из т* 27,2 эВ и w"27,2/2 эВ, где т представляет собой целое число.
22. Источник питания по п. 1, в котором катализатор включает атомы, ионы и/или | молекулы, выбранные из молекул А1Н, BiH, С1Н, СоН, GeH, InH, NaH, RuH, SbH, SeH,
SiH, SnH, C2, N2, 02, C02, N02 и N03 и атомов или ионов Li, Be, К, Са, Ti, V, Cr, Mn, Fe, ! Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Кг, Rb, Sr, Nb, Mo, Pd, Sn, Те, Cs, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, Pb, Pt, Кг, 2K+, j He, Ti2 +, Na, Rb+, Sr+, Fe3 +, Mo2 +, Mo4 +, In3 +, He+, Ar+, Xe+, Аг2 + и H* и Ne+ и /Г. '
23. Источник питания по п. 1, непрерывно функционирующий при j синхронизированной выработке энергии и регенерации с использованием электролиза или
реакций термической регенерации. I
24. Источник питания по п. 1, дополнительно включающий преобразователь , энергии.
25. Источник питания по п. 24, в котором преобразователь включает [ парогенератор, сообщающийся с реакционной емкостью, паровую турбину, I сообщающуюся с парогенератором, и электрогенератор, сообщающийся с паровой | турбиной. |
¦ I
f 1
Фиг. 1
2/6
Фиг. 2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОТ КОМПАНИИ BLACKLIGHT
3/6
Фиг 3
233 ¦
230
255-
- 231
206 29? -232 ^
223
291
241
295
260
\ЧЧЧ.ЧЧ\ЧЧ'чЧ\ЧЧ%ЧЧ\"
о о
•250
детого
\296
272
256
4/6
Фиг. 4
- А
50 \.
Ч?^/ "48
S3-
54.
JO -
5/6
Фиг. 5
б/б
Фиг. 6
425
400
"WWWWW"
|
