水素触媒反応器
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、原子水素源と、触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む、水素触媒源とを備える電源および水素化物反応器が提供され、それにより、源から触媒が形成され、原子水素の触媒反応が、水素原子の触媒反応の間、水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成する、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、水素触媒源と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で前記触媒の形成を開始させるための加熱器であって、それによって原子水素の前記触媒作用が、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項2】
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成する、原子水素の触媒作用のためのエネルギーセルと、水素触媒源と、原子水素源とを備え、それによって前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、前記少なくとも1種の反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項3】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、任意の反応した水素を置換するエネルギーを標準値として、放出されたエネルギーが生成物から前記少なくとも1種の反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項4】
放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素の反応物質を含む、電力を生成するための請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項5】
任意の反応した水素を置換するエネルギーを水素の燃焼に対する標準値として、放出されたエネルギーが、生成物から反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素の反応物質を含む、電力を生成するための請求項1に記載の電源および水素化合物反応器。
【請求項6】
前記触媒は、約
【数1】
および
【数2】
のうちの1つの整数単位で、原子水素からエネルギーを受け取ることができる、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項7】
前記触媒は、原子またはイオンMを含み、前記原子またはイオンMそれぞれからの
【数3】
電子の連続体エネルギー準位へのイオン化は、前記
【数4】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数5】
および
【数6】
(式中、
【数7】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項8】
触媒原子Mは、原子Li、K、およびCsの群のうちの少なくとも1つである、請求項7に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項9】
前記触媒源は、触媒原子の二原子分子を含む、請求個8に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項10】
前記反応混合物は、Li、K、Cs、およびHの群のうちの1つを含む、原子触媒および原子水素の源としての第1の反応物質を含み、
前記反応混合物は、少なくとも他の1種の反応物質をさらに含み、前記原子水素および原子触媒は、少なくとも1種の第1の反応物質および少なくとも他の1種の反応物質の反応により形成される、請求項8に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項11】
前記触媒源は、MH(式中Mは触媒原子である)を含み、少なくとも他の1種の元素を含む種との反応により、前記源から原子触媒が形成される、請求項10に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項12】
M−H結合の解離、および連続体エネルギー準位までの原子Mそれぞれからの
【数8】
電子のイオン化は、結合エネルギーと前記
【数9】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数10】
および
【数11】
(式中、
【数12】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、二原子分子MHを含む請求項1に記載の触媒。
【請求項13】
前記触媒源は、水素および別の元素を含む二原子分子を生成する反応を含む、請求項12に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項14】
前記触媒は、水素および水素以外の元素を含む、請求項13に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項15】
前記触媒および反応物質原子水素源は、水素および別の元素を含む二原子分子を含む、請求項14に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項16】
前記触媒は、分子AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、およびSnHのうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項17】
前記触媒の元素(複数を含む)、別の元素、および、前記触媒の組成と同じ組成であるが物理的状態が触媒の物理的状態とは異なる組成物のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項18】
前記触媒源は、水素および水素以外の別の元素を含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項19】
前記反応混合物は、触媒または触媒源、および原子水素または原子水素(H)源を含み、前記触媒および原子水素のうちの少なくとも1つは、前記反応混合物の少なくとも1種、または2種以上の反応混合物種間の化学反応により放出される、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項20】
前記種が、元素、錯体、合金、または、分子もしくは無機化合物等の化合物のうちの少なくとも1つであり得、それぞれ前記反応器内の試薬または生成物のうちの少なくとも1つであり得る、請求項19に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項21】
前記種は、水素および前記触媒のうちの少なくとも1つとともに、錯体、合金、または化合物を形成し得る、請求項20に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項22】
前記元素または合金は、M(触媒原子)、H、Al、B、Si、C、N、Sn、Te、P、S、Ni、Ta、Pt、およびPdのうちの少なくとも1つを含む、請求項21に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項23】
前記触媒原子Mは、Li、K、Cs、およびNaの群のうちの少なくとも1つであり、前記触媒は、原子Li、K、およびCs、ならびに分子NaHである、請求項22に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項24】
前記反応混合物種の1種以上が、反応生成物種の形成がない場合と比較してHまたは遊離触媒を放出するためのエネルギーが減少されるように、1種以上の反応生成物種を形成し得る、請求項23に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項25】
原子Hおよび触媒のうちの少なくとも1つを生成するための前記反応は、可逆的である、請求項24に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項26】
前記錯体、合金、または化合物は、リチウム合金または化合物を含む、請求項25に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項27】
前記反応混合物は、LiAlH4、Li3AlH6、LiBH4、Li3N、Li2NH、LiNH2、NH3、H2、LiNO3、Li/Ni、Li/Ta、Li/Pd、Li/Te、Li/C、Li/Si、およびLi/Snの群の合金または化合物のうちの少なくとも1つを含む、請求項26に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項28】
前記反応混合物は、Li源と反応してLi触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、LiNH2、Li2NH、Li3N、Li、LiH、NH3、H2、
および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項27に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項29】
前記反応混合物は、LiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項28に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項30】
前記反応混合物は、Li、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを含む、請求項29に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項31】
前記触媒源は、NaH触媒源を含み、前記NaH源は、Naおよび水素源の合金である、請求項25に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項32】
前記触媒合金源は、ナトリウム金属および1種以上の他の窒素系化合物、アルカリまたはアルカリ土類金属、遷移金属、Al、Sn、Bi、Ag、In、Pb、Hg、Si、Zr、B、Pt、Pd、または他の金属のうちの少なくとも1つを含み、前記H源は、H2または水素化物を含む、請求項31に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項33】
前記水素触媒源は、Naを含む無機化合物を含む、請求項32に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項34】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記NaH触媒源および前記反応混合物のうちの少なくとも1つは、Na、NaH、アルカリまたはアルカリ土類水酸化物、水酸化アルミニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、NaOHドープR−Ni、NaOH、Na2O、およびNa2CO3、ならびに、NaNH2、Na2NH、Na3N、Na、NaH、NH3、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項33に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項35】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、NaNH2、Na2NH、Na3N、Na、NaH、NH3、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項33に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項36】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、NaH、Na、金属、金属水素化物、ランタニド金属、ランタニド金属水素化物、ランタン、水素化ランタン、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項35に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項37】
前記反応混合物は、NaH分子およびNaH分子源のうちの少なくとも1つを含み、それによりNaH分子は、
【数13】
(式中、
【数14】
は、1を超える整数、好ましくは2から137である)により与えられるH状態を形成するための触媒として機能し、
前記NaH分子源は、
(a)Na金属、原子Na、水素源、原子水素、およびNaH(s)、
(b)還元性物質を含むNaHを形成するためのNaOHおよび反応物質を含むR−Ni、ならびに
水素源のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項38】
前記反応混合物は、
NaOHからNaHを形成するための還元性物質を含む反応物質、ならびに
NaH、H2ガスおよび解離剤のうちの少なくとも1つと水素化物とを含む前記水素源、のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項39】
原子ナトリウムおよび分子NaHのうちの1つが、金属、イオン、または分子形態のNaと、少なくとも他の1種の化合物または元素との間の反応により提供され、
前記NaまたはNaH源は、金属Na、NaNH2、NaOH、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaH(s)のうちの少なくとも1つであり、
前記他の元素は、H、置換剤、または還元剤である、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項40】
前記反応混合物は、
(1)ナトリウム源、
(2)担体材料、
(3)水素源、
(4)置換剤、および
(5)還元性物質または還元剤のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項41】
前記ナトリウム源は、Na、NaH、NaNH2、NaOH、NaOH被覆R−Ni、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaX被覆R−Niを含む、請求項40に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項42】
前記還元性物質または還元剤は、金属、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニド、Ti等の遷移金属、アルミニウム、B、金属合金、例えばAlHg、NaPb、NaAl、LiAl等、および金属源単体または還元剤との組み合わせ、例えばアルカリ土類ハロゲン化物、遷移金属ハロゲン化物、ランタニドハロゲン化物、ハロゲン化アルミニウム等、金属水素化物、例えばLiBH4、NaBH4、LiAlH4、またはNaAlH4等、ならびに、アルカリまたはアルカリ土類金属および酸化性物質、例えばAlX3、MgX2、LaX3、CeX3、およびTiXn(式中Xはハロゲン化物、好ましくはBrまたはIである)のうちの少なくとも1つを含む、請求項41に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項43】
前記水素源は、H2ガスおよび解離剤および水素化物を含む、請求項42に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項44】
前記置換剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属水素化物、およびアルカリ土類金属水素化物のうちの少なくとも1つを含む、請求項43に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項45】
前記担体は、R−Ni、Al、Sn、Al2O3、例えばγ、β、またはαアルミナ等、アルミネート、アルミン酸ナトリウム、アルミナナノ粒子、多孔質Al2O3、Pt、Ru、またはPd/Al2O3、炭素、PtまたはPd/C、無機化合物、例えばNa2CO3等、ランタニド酸化物、例えばM2O3(好ましくは、M=La、Sm、Dy、Pr、Tb、Gd、およびErである)等、Si、シリカ、シリケート、ゼオライト、Yゼオライト粉末、ランタニド、遷移金属、金属合金、例えばNaとのアルカリおよびアルカリ土類合金、希土類金属、SiO2−Al2O3またはSiO2担持Niおよび他の担持金属、例えばアルミナ担持白金、パラジウム、およびルテニウムのうちの少なくとも1つ等のうちの、少なくとも1つを含む、請求項44に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項46】
前記解離剤は、ラネーニッケル(R−Ni)、貴重金属または貴金属、および担体上の貴重金属または貴金属のうちの少なくとも1つを含み、前記貴重金属または貴金属は、Pt、Pd、Ru、Ir、およびRhであり得、前記担体は、Ti、Nb、Al2O3、SiO2、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり得、
炭素上PtまたはPd、水素スピルオーバー触媒、ニッケル繊維マット、Pdシート、Tiスポンジ、TiまたはNiスポンジまたはマット上に電気メッキされたPtまたはPd、TiH、PtブラックおよびPdブラック、耐熱金属、例えばモリブデンおよびタングステン等、遷移金属、例えばニッケルおよびチタン等、内部遷移金属、例えばニオブおよびジルコニウム等、ならびに耐熱金属、例えばタングステンまたはモリブデン等、ならびに解離金属が、高温で維持され得る、請求項45に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項47】
前記NaH源は、NaHを形成するためのNaOHおよび反応物質を含むR−Niであり得、前記反応物質は、R−Niの金属間のアルカリ金属、アルカリ土類金属、およびAlのうちの少なくとも1つを含む還元性物質である、請求項40に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項48】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
前記反応槽と連通した水素触媒M源であって、触媒それぞれからの
【数15】
電子の連続体エネルギー準位へのイオン化は、
【数16】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数17】
および
【数18】
(式中、
【数19】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、水素触媒M源と、
触媒がまだ存在しない場合には、前記触媒源から触媒を形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で前記触媒形成の反応およびハイドリノ反応のうちの少なくとも1つを開始させるための加熱器であって、触媒された原子Hが、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項49】
前記触媒原子Mは、原子Li、K、およびCsの群のうちの少なくとも1つである、請求項48に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項50】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
前記反応槽と連通した、原子Li、K、およびCs触媒の群の少なくとも1つの源と、
触媒がまだ存在しない場合には、前記原子触媒源から原子触媒を形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で原子Li、K、およびCs触媒のうちの少なくとも1つの形成を開始させるための加熱器であって、Hとの触媒反応が、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項51】
前記反応混合物は、LiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項50に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項52】
前記反応混合物は、Li、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを含む、請求項50に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項53】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
MHを含む前記反応槽と連通した水素触媒源であって、M−H結合の解離、および連続体エネルギー準位までの原子Mそれぞれからの
【数20】
電子のイオン化は、結合エネルギーと前記
【数21】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数22】
および
【数23】
(式中、
【数24】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、水素触媒源と、
分子MHがまだ存在しない場合には、前記分子MH源から前記分子MHを形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で分子MHの形成を開始させるための加熱器であって、分子MHは、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出して反応する水素触媒およびH源として機能する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項54】
前記反応槽と連通した源からの原子水素源をさらに含む、請求項53に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項55】
MHは、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、およびSnHの群からの少なくとも1つを含む、請求項53に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項56】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した分子NaH源と、
分子NaHがまだ存在しない場合には、前記分子NaH源から分子NaHを形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で分子NaHの形成を開始させるための加熱器であって、分子NaHは、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出して反応する水素触媒およびH源として機能する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項57】
前記反応槽と連通した源からの原子水素源をさらに含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項58】
前記反応混合物は、NaHおよびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項59】
前記反応混合物は、Naおよび約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、Naは還元性物質として機能する、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項60】
前記反応混合物は、約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、金属間Alは還元性物質として機能する、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項61】
前記反応混合物は、NaH、La、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項62】
前記反応混合物は、NaH、NaNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項63】
電力プラントであって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された少なくとも1つの反応槽と、
前記反応槽と連通した真空ポンプと、
前記反応槽と連通した第1の水素原子源と、
前記反応槽と連通した触媒源と、を含む反応混合物と、
触媒反応を開始させるための加熱器と、
前記反応混合物を再生するための手段と、
電力変換器と、を備える電力プラント。
【請求項64】
前記変換器は、前記反応槽と連通した蒸気発生器と、前記蒸気発生器と連通した蒸気タービンと、前記蒸気タービンと連通した発電器とを備える、請求項63に記載の電力プラント。
【請求項65】
前記新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物は、
(a)少なくとも1つの中性、正、または負の増加結合エネルギー水素種であって、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きい、または
(ii)対応する通常の水素種が、該通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件下での熱エネルギーよりも小さいもしくは負であるために、不安定である、または観察されない任意の水素種の結合エネルギーより大きい、結合エネルギーを有する水素種と、
(b)少なくとも他の1種の元素と、を含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項66】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、
【数25】
、
【数26】
、および
【数27】
(式中、nは正の整数であるが、但しHが正の電荷を有する場合はnは1より大きい)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項66に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項67】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、(a)
【数28】
から
【数29】
までに対する通常の水素化物イオンの結合エネルギー(約0.8eV)よりも大きい結合エネルギーを有する水素化物イオンであって、結合エネルギーは、
【数30】
(式中、
【数31】
は、1を超える整数であり、
【数32】
であり、
【数33】
は、パイであり、
【数34】
は、プランク定数バーであり、
【数35】
は、真空の透磁率であり、
【数36】
は、電子の質量であり、
【数37】
は、
【数38】
(式中、
【数39】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数40】
は、水素原子の半径であり、
【数41】
は、ボーア半径であり、
【数42】
は、電気素量である)で表される、水素化物イオン、(b)約13.6eVより大きい結合エネルギーを有する水素原子、(c)約15.3eVより大きい第1の結合エネルギーを有する水素分子、および(d)約16.3eVより大きい結合エネルギーを有する分子水素イオンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項66に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項68】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、約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、および0.69eVの結合エネルギーを有する水素化物イオンであることを特徴とする、請求項67に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項69】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、結合エネルギー:
【数43】
(式中、
【数44】
は、1を超える整数であり、
【数45】
であり、
【数46】
は、パイであり、
【数47】
は、プランク定数バーであり、
【数48】
は、真空の透磁率であり、
【数49】
は、電子の質量であり、
【数50】
は、
【数51】
(式中、
【数52】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数53】
は、水素原子の半径であり、
【数54】
は、ボーア半径であり、
【数55】
は、電気素量である)を有する水素化物イオンであることを特徴とする、請求項68に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項70】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、
(a)約
【数56】
(式中、pは整数である)の結合エネルギーを有する水素原子、
(b)約
【数57】
(式中、
【数58】
は、1を超える整数であり、
【数59】
であり、
【数60】
は、パイであり、
【数61】
は、プランク定数バーであり、
【数62】
は、真空の透磁率であり、
【数63】
は、電子の質量であり、
【数64】
は、
【数65】
(式中、
【数66】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数67】
は、水素原子の半径であり、
【数68】
は、ボーア半径であり、
【数69】
は、電気素量である)の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素化物イオン(
【数70】
)、
(c)増加結合エネルギー水素種
【数71】
、
(d)約
【数72】
(式中、
【数73】
は整数である)の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素種トリハイドリノ分子イオン
【数74】
、
(e)約
【数75】
の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素分子、および
(f)約
【数76】
の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素分子イオンからなる群から選択される、請求項69に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項71】
前記触媒は、
【数77】
(式中、
【数78】
は整数である)または
【数79】
(式中、
【数80】
は1を超える整数である)の正味エンタルピーを提供する化学的または物理的プロセスを含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項72】
前記触媒系は、
【数81】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数82】
(式中、
【数83】
は整数である)または
【数84】
(式中、
【数85】
は1を超える整数である)であり、
【数86】
は整数であるような、原子、イオン、分子、およびイオン性または分子化合物等の関与種からの連続体エネルギー準位までの
【数87】
電子のイオン化により提供される、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項73】
前記触媒は、関与イオン間の
【数88】
電子の移動により提供され、
1つのイオンから別のイオンへの
【数89】
電子の移動は、正味反応エンタルピーを提供し、電子供与イオンのイオン化エネルギーから電子受容イオンのイオン化エネルギーを差し引いた和は、近似的に
【数90】
(式中、
【数91】
は整数である)または
【数92】
(式中、
【数93】
は1を超える整数である)と等しく、
【数94】
は整数である、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項74】
【数95】
は、400未満の整数である、請求項71、72、および73に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項75】
触媒は、Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、
【数96】
、
【数97】
、
【数98】
、
【数99】
、
【数100】
、
【数101】
、
【数102】
、
【数103】
および
【数104】
、
【数105】
、
【数106】
、
【数107】
および
【数108】
、ならびに
【数109】
および
【数110】
の群から選択される、請求項74に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項76】
原子水素の前記触媒は、
【数111】
(式中、
【数112】
は整数である)または
【数113】
(式中、
【数114】
は1を超える整数である)の正味エンタルピーを提供することができ、また約
【数115】
(式中、
【数116】
は整数である)の結合エネルギーを有する水素原子を形成することができ、前記正味エンタルピーは、結合エネルギーと
【数117】
電子のイオン化エネルギーの和が、近似的に
【数118】
(式中、
【数119】
は整数である)または
【数120】
(式中、
【数121】
は1を超える整数である)であるような、触媒の分子結合の解離、および解離した分子それぞれの原子からの
【数122】
電子の連続体エネルギー準位までのイオン化により提供される、請求項75に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項77】
前記触媒は、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、SnH、
【数123】
、
【数124】
、
【数125】
、
【数126】
、
【数127】
、および
【数128】
のうちの少なくとも1つを含む、請求項76に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項78】
前記触媒は、イオンまたは原子触媒と組み合わせた分子を含む、請求項77に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項79】
前記触媒の組み合わせは、Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、Kr、
【数129】
、
【数130】
、
【数131】
、
【数132】
、
【数133】
、
【数134】
、
【数135】
、
【数136】
、
【数137】
、
【数138】
、
【数139】
、
【数140】
、
【数141】
および
【数142】
、ならびに
【数143】
および
【数144】
の群から選択される少なくとも1つの原子またはイオンと組み合わせた、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、SnH、
【数145】
、
【数146】
、
【数147】
、
【数148】
、
【数149】
、および
【数150】
からなる群から選択される少なくとも1つの分子を含む、請求項78に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項80】
前記触媒は、
【数151】
および
【数152】
のうちの少なくとも1つを吸収して
【数153】
にイオン化される2つの水素原子を含み、
【数154】
【数155】
(ここで、全体的な反応は、
【数156】
である)、および
【数157】
【数158】
(ここで、全体的な反応は、
【数159】
である)のうちの少なくとも1つにより与えられる、(
【数160】
)エネルギー準位から(
【数161】
)および(
【数162】
)エネルギー準位のうちの少なくとも1つへの原子水素の遷移を触媒する、請求項79に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項81】
前記触媒は、触媒不均化反応においてハイドリノを含み、ハイドリノ原子の準安定励起、共鳴励起、およびイオン化エネルギーのそれぞれが
【数163】
であるために、より低エネルギーの水素原子であるハイドリノが触媒として機能する、請求項80に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項82】
電力を生成する方法であって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽を提供するステップと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を維持するステップと、
前記反応槽と連通した第1の水素原子源から前記反応槽内に水素原子を提供するステップと、
原子水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、原子水素触媒源を提供するステップと、
触媒がまだ存在しない、または前記触媒を形成する反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、原子触媒源から原子触媒を生成するステップと、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、前記反応槽内で原子水素の触媒作用を開始させるステップであって、原子水素の触媒作用が、水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出するステップと、を含む方法。
【請求項83】
前記触媒は、原子Liである、請求項82に記載の方法。
【請求項84】
前記反応槽内でLiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを反応させ、原子Li触媒および原子水素を形成するステップをさらに含む、請求項83に記載の方法。
【請求項85】
H2を添加してLiHおよびLiNH2を再生するステップをさらに含む、請求項84に記載の方法。
【請求項86】
前記反応槽内でLi、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを反応させ、原子Li触媒および原子水素を形成するステップをさらに含む、請求項82に記載の方法。
【請求項87】
H2を除去してLiおよびLi3Nを再生した後、ディシケータを水素化するかまたはH2を再導入するステップをさらに含む、請求項86に記載の方法。
【請求項88】
電力を生成する方法であって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽を提供するステップと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を維持するステップと、
分子水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、分子水素触媒源を提供するステップと、
触媒がまだ存在しない、または前記触媒を形成する反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、分子触媒源から分子触媒を生成するステップと、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、前記反応槽内で原子水素の触媒作用を開始させるステップであって、原子水素の触媒作用が、水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出するステップと、を含む方法。
【請求項89】
前記反応槽と連通した第1の水素原子源から前記反応槽内に水素原子を提供するステップをさらに含む、請求項88に記載の方法。
【請求項90】
前記触媒は、分子NaHである、請求項88に記載の方法。
【請求項91】
分子NaH源は、Na金属および水素源である、請求項90に記載の方法。
【請求項92】
前記反応混合物は、NaHおよびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項93】
H2を添加してNaHを再生するステップをさらに含む、請求項92に記載の方法。
【請求項94】
前記反応混合物は、Naおよび約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、Naは還元性物質として機能する、請求項90に記載の方法。
【請求項95】
前記反応混合物は、約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、金属間Alは還元性物質として機能する、請求項90に記載の方法。
【請求項96】
反応混合物は、NaOHおよびNaHを添加することにより再生され、NaHは、H源および還元性物質として機能する、請求項94および95に記載の方法。
【請求項97】
前記反応混合物は、NaH、ランタニド金属、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項98】
前記反応混合物は、H2を添加し、篩分けによりNaHおよびランタニド水素化物を分離し、ランタニド金属形成のためにランタニド水素化物を加熱し、ランタニド金属およびNaHを混合することにより再生される、請求項97に記載の方法。
【請求項99】
前記反応混合物は、Naを溶融し液体を除去することによりNaおよびランタニド水素化物を分離するステップ、ランタニド金属形成のためにランタニド水素化物を加熱するステップ、NaをNaHに水素化するステップ、ならびにランタニド金属およびNaHを混合するステップにより再生される、請求項97に記載の方法。
【請求項100】
前記反応混合物は、NaH、NaNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項101】
H2を添加してNaHおよびNaNH2を再生するステップをさらに含む、請求項100に記載の方法。
【請求項102】
前記反応槽内でNaOHを還元性物質と反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項103】
(1)ナトリウム源、
(2)担体材料、
(3)水素源、
(4)置換剤、および
(5)還元性物質または還元剤のうちの少なくとも1つを反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項104】
前記ナトリウム源は、Na、NaH、NaNH2、NaOH、NaOH被覆R−Ni、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaX被覆R−Niを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項105】
前記還元性物質または還元剤は、金属、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニド、Ti等の遷移金属、アルミニウム、B、金属合金、例えばAlHg、NaPb、NaAl、LiAl等、および金属源単体または還元剤との組み合わせ、例えばアルカリ土類ハロゲン化物、遷移金属ハロゲン化物、ランタニドハロゲン化物、ハロゲン化アルミニウム等、金属水素化物、例えばLiBH4、NaBH4、LiAlH4、またはNaAlH4等、ならびに、アルカリまたはアルカリ土類金属および酸化性物質、例えばAlX3、MgX2、LaX3、CeX3、およびTiXn(式中Xはハロゲン化物、好ましくはBrまたはIである)のうちの少なくとも1つを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項106】
前記水素源は、H2ガスおよび解離剤および水素化物を含む、請求項103に記載の方法。
【請求項107】
前記置換剤は、アルカリまたはアルカリ土類金属を含む、請求項103に記載の方法。
【請求項108】
NaH源を、該源からの分子NaHの生成に有利な大表面積担体上に提供するステップと、前記NaH源を反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項103に記載の方法。
【請求項109】
前記担体は、R−Ni、Al、Sn、Al2O3、例えばγ、β、またはαアルミナ等、アルミネート、アルミン酸ナトリウム、アルミナナノ粒子、多孔質Al2O3、Pt、Ru、またはPd/Al2O3、炭素、PtまたはPd/C、無機化合物、例えばNa2CO3等、ランタニド酸化物、例えばM2O3(好ましくは、M=La、Sm、Dy、Pr、Tb、Gd、およびErである)等、Si、シリカ、シリケート、ゼオライト、Yゼオライト粉末、ランタニド、遷移金属、金属合金、例えばNaとのアルカリおよびアルカリ土類合金、希土類金属、SiO2−Al2O3またはSiO2担持Niおよび他の担持金属、例えばアルミナ担持白金、パラジウム、およびルテニウムのうちの少なくとも1つ等のうちの、少なくとも1つを含む、請求項103および108に記載の方法。
【請求項110】
前記水素原子源は、分子水素を含み、前記水素原子は、解離剤を用いて分子水素から形成される、請求項89に記載の方法。
【請求項111】
前記解離剤は、ラネーニッケル(R−Ni)、貴重金属または貴金属、および担体上の貴重金属または貴金属のうちの少なくとも1つを含み、前記貴重金属または貴金属は、Pt、Pd、Ru、Ir、およびRhであり得、前記担体は、Ti、Nb、Al2O3、SiO2、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり得、
炭素上PtまたはPd、水素スピルオーバー触媒、ニッケル繊維マット、Pdシート、Tiスポンジ、TiまたはNiスポンジまたはマット上に電気メッキされたPtまたはPd、TiH、PtブラックおよびPdブラック、耐熱金属、例えばモリブデンおよびタングステン等、遷移金属、例えばニッケルおよびチタン等、内部遷移金属、例えばニオブおよびジルコニウム等、ならびに耐熱金属、例えばタングステンまたはモリブデン等、ならびに解離金属が、高温で維持され得る、請求項103および110に記載の方法。
【請求項112】
前記反応槽内で分子NaHからNa2+を形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項113】
前記槽から反応生成物を除去するステップと、前記反応生成物の少なくとも一部から前記触媒源を再生するステップとをさらに含む、請求項82および88に記載の方法。
【請求項114】
前記放出されたエネルギーを電気エネルギーに変換するステップをさらに含む、請求項82および88に記載の方法。
【請求項115】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、前記少なくとも1種の反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する、請求項82および88に記載の方法。
【請求項116】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、任意の反応した水素を置換するエネルギーを標準値として、放出されたエネルギーが生成物から前記少なくとも1種の反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する、請求項82および88に記載の方法。
【請求項117】
放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素を提供するステップを含む、電力を生成するための方法。
【請求項118】
任意の反応した水素を置換するエネルギーを水素の燃焼に対する標準値として、放出されたエネルギーが、生成物から反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素を提供するステップを含む、電力を生成するための方法。
【請求項119】
前記反応混合物を調製または再生するステップをさらに含み、調製または再生は、機械的混合または分離、溶融、濾過、水素化、脱水素化、分解、蒸着、蒸発、気化、および昇華、およびボールミル粉砕のステップのうちの少なくとも1つにより達成される、請求項82および88に記載の方法。
【請求項1】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成する、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、水素触媒源と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で前記触媒の形成を開始させるための加熱器であって、それによって原子水素の前記触媒作用が、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項2】
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成する、原子水素の触媒作用のためのエネルギーセルと、水素触媒源と、原子水素源とを備え、それによって前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、前記少なくとも1種の反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項3】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、任意の反応した水素を置換するエネルギーを標準値として、放出されたエネルギーが生成物から前記少なくとも1種の反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項4】
放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素の反応物質を含む、電力を生成するための請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項5】
任意の反応した水素を置換するエネルギーを水素の燃焼に対する標準値として、放出されたエネルギーが、生成物から反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素の反応物質を含む、電力を生成するための請求項1に記載の電源および水素化合物反応器。
【請求項6】
前記触媒は、約
【数1】
および
【数2】
のうちの1つの整数単位で、原子水素からエネルギーを受け取ることができる、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項7】
前記触媒は、原子またはイオンMを含み、前記原子またはイオンMそれぞれからの
【数3】
電子の連続体エネルギー準位へのイオン化は、前記
【数4】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数5】
および
【数6】
(式中、
【数7】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項8】
触媒原子Mは、原子Li、K、およびCsの群のうちの少なくとも1つである、請求項7に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項9】
前記触媒源は、触媒原子の二原子分子を含む、請求個8に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項10】
前記反応混合物は、Li、K、Cs、およびHの群のうちの1つを含む、原子触媒および原子水素の源としての第1の反応物質を含み、
前記反応混合物は、少なくとも他の1種の反応物質をさらに含み、前記原子水素および原子触媒は、少なくとも1種の第1の反応物質および少なくとも他の1種の反応物質の反応により形成される、請求項8に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項11】
前記触媒源は、MH(式中Mは触媒原子である)を含み、少なくとも他の1種の元素を含む種との反応により、前記源から原子触媒が形成される、請求項10に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項12】
M−H結合の解離、および連続体エネルギー準位までの原子Mそれぞれからの
【数8】
電子のイオン化は、結合エネルギーと前記
【数9】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数10】
および
【数11】
(式中、
【数12】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、二原子分子MHを含む請求項1に記載の触媒。
【請求項13】
前記触媒源は、水素および別の元素を含む二原子分子を生成する反応を含む、請求項12に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項14】
前記触媒は、水素および水素以外の元素を含む、請求項13に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項15】
前記触媒および反応物質原子水素源は、水素および別の元素を含む二原子分子を含む、請求項14に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項16】
前記触媒は、分子AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、およびSnHのうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項17】
前記触媒の元素(複数を含む)、別の元素、および、前記触媒の組成と同じ組成であるが物理的状態が触媒の物理的状態とは異なる組成物のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項18】
前記触媒源は、水素および水素以外の別の元素を含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項19】
前記反応混合物は、触媒または触媒源、および原子水素または原子水素(H)源を含み、前記触媒および原子水素のうちの少なくとも1つは、前記反応混合物の少なくとも1種、または2種以上の反応混合物種間の化学反応により放出される、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項20】
前記種が、元素、錯体、合金、または、分子もしくは無機化合物等の化合物のうちの少なくとも1つであり得、それぞれ前記反応器内の試薬または生成物のうちの少なくとも1つであり得る、請求項19に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項21】
前記種は、水素および前記触媒のうちの少なくとも1つとともに、錯体、合金、または化合物を形成し得る、請求項20に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項22】
前記元素または合金は、M(触媒原子)、H、Al、B、Si、C、N、Sn、Te、P、S、Ni、Ta、Pt、およびPdのうちの少なくとも1つを含む、請求項21に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項23】
前記触媒原子Mは、Li、K、Cs、およびNaの群のうちの少なくとも1つであり、前記触媒は、原子Li、K、およびCs、ならびに分子NaHである、請求項22に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項24】
前記反応混合物種の1種以上が、反応生成物種の形成がない場合と比較してHまたは遊離触媒を放出するためのエネルギーが減少されるように、1種以上の反応生成物種を形成し得る、請求項23に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項25】
原子Hおよび触媒のうちの少なくとも1つを生成するための前記反応は、可逆的である、請求項24に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項26】
前記錯体、合金、または化合物は、リチウム合金または化合物を含む、請求項25に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項27】
前記反応混合物は、LiAlH4、Li3AlH6、LiBH4、Li3N、Li2NH、LiNH2、NH3、H2、LiNO3、Li/Ni、Li/Ta、Li/Pd、Li/Te、Li/C、Li/Si、およびLi/Snの群の合金または化合物のうちの少なくとも1つを含む、請求項26に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項28】
前記反応混合物は、Li源と反応してLi触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、LiNH2、Li2NH、Li3N、Li、LiH、NH3、H2、
および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項27に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項29】
前記反応混合物は、LiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項28に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項30】
前記反応混合物は、Li、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを含む、請求項29に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項31】
前記触媒源は、NaH触媒源を含み、前記NaH源は、Naおよび水素源の合金である、請求項25に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項32】
前記触媒合金源は、ナトリウム金属および1種以上の他の窒素系化合物、アルカリまたはアルカリ土類金属、遷移金属、Al、Sn、Bi、Ag、In、Pb、Hg、Si、Zr、B、Pt、Pd、または他の金属のうちの少なくとも1つを含み、前記H源は、H2または水素化物を含む、請求項31に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項33】
前記水素触媒源は、Naを含む無機化合物を含む、請求項32に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項34】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記NaH触媒源および前記反応混合物のうちの少なくとも1つは、Na、NaH、アルカリまたはアルカリ土類水酸化物、水酸化アルミニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、NaOHドープR−Ni、NaOH、Na2O、およびNa2CO3、ならびに、NaNH2、Na2NH、Na3N、Na、NaH、NH3、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項33に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項35】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、NaNH2、Na2NH、Na3N、Na、NaH、NH3、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項33に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項36】
前記反応混合物は、NaH源と反応してNaH触媒を形成する1種以上の化合物を含み、
前記反応混合物は、NaH、Na、金属、金属水素化物、ランタニド金属、ランタニド金属水素化物、ランタン、水素化ランタン、H2、および解離剤の群からの少なくとも1種を含む、請求項35に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項37】
前記反応混合物は、NaH分子およびNaH分子源のうちの少なくとも1つを含み、それによりNaH分子は、
【数13】
(式中、
【数14】
は、1を超える整数、好ましくは2から137である)により与えられるH状態を形成するための触媒として機能し、
前記NaH分子源は、
(a)Na金属、原子Na、水素源、原子水素、およびNaH(s)、
(b)還元性物質を含むNaHを形成するためのNaOHおよび反応物質を含むR−Ni、ならびに
水素源のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項38】
前記反応混合物は、
NaOHからNaHを形成するための還元性物質を含む反応物質、ならびに
NaH、H2ガスおよび解離剤のうちの少なくとも1つと水素化物とを含む前記水素源、のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項39】
原子ナトリウムおよび分子NaHのうちの1つが、金属、イオン、または分子形態のNaと、少なくとも他の1種の化合物または元素との間の反応により提供され、
前記NaまたはNaH源は、金属Na、NaNH2、NaOH、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaH(s)のうちの少なくとも1つであり、
前記他の元素は、H、置換剤、または還元剤である、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項40】
前記反応混合物は、
(1)ナトリウム源、
(2)担体材料、
(3)水素源、
(4)置換剤、および
(5)還元性物質または還元剤のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項41】
前記ナトリウム源は、Na、NaH、NaNH2、NaOH、NaOH被覆R−Ni、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaX被覆R−Niを含む、請求項40に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項42】
前記還元性物質または還元剤は、金属、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニド、Ti等の遷移金属、アルミニウム、B、金属合金、例えばAlHg、NaPb、NaAl、LiAl等、および金属源単体または還元剤との組み合わせ、例えばアルカリ土類ハロゲン化物、遷移金属ハロゲン化物、ランタニドハロゲン化物、ハロゲン化アルミニウム等、金属水素化物、例えばLiBH4、NaBH4、LiAlH4、またはNaAlH4等、ならびに、アルカリまたはアルカリ土類金属および酸化性物質、例えばAlX3、MgX2、LaX3、CeX3、およびTiXn(式中Xはハロゲン化物、好ましくはBrまたはIである)のうちの少なくとも1つを含む、請求項41に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項43】
前記水素源は、H2ガスおよび解離剤および水素化物を含む、請求項42に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項44】
前記置換剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属水素化物、およびアルカリ土類金属水素化物のうちの少なくとも1つを含む、請求項43に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項45】
前記担体は、R−Ni、Al、Sn、Al2O3、例えばγ、β、またはαアルミナ等、アルミネート、アルミン酸ナトリウム、アルミナナノ粒子、多孔質Al2O3、Pt、Ru、またはPd/Al2O3、炭素、PtまたはPd/C、無機化合物、例えばNa2CO3等、ランタニド酸化物、例えばM2O3(好ましくは、M=La、Sm、Dy、Pr、Tb、Gd、およびErである)等、Si、シリカ、シリケート、ゼオライト、Yゼオライト粉末、ランタニド、遷移金属、金属合金、例えばNaとのアルカリおよびアルカリ土類合金、希土類金属、SiO2−Al2O3またはSiO2担持Niおよび他の担持金属、例えばアルミナ担持白金、パラジウム、およびルテニウムのうちの少なくとも1つ等のうちの、少なくとも1つを含む、請求項44に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項46】
前記解離剤は、ラネーニッケル(R−Ni)、貴重金属または貴金属、および担体上の貴重金属または貴金属のうちの少なくとも1つを含み、前記貴重金属または貴金属は、Pt、Pd、Ru、Ir、およびRhであり得、前記担体は、Ti、Nb、Al2O3、SiO2、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり得、
炭素上PtまたはPd、水素スピルオーバー触媒、ニッケル繊維マット、Pdシート、Tiスポンジ、TiまたはNiスポンジまたはマット上に電気メッキされたPtまたはPd、TiH、PtブラックおよびPdブラック、耐熱金属、例えばモリブデンおよびタングステン等、遷移金属、例えばニッケルおよびチタン等、内部遷移金属、例えばニオブおよびジルコニウム等、ならびに耐熱金属、例えばタングステンまたはモリブデン等、ならびに解離金属が、高温で維持され得る、請求項45に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項47】
前記NaH源は、NaHを形成するためのNaOHおよび反応物質を含むR−Niであり得、前記反応物質は、R−Niの金属間のアルカリ金属、アルカリ土類金属、およびAlのうちの少なくとも1つを含む還元性物質である、請求項40に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項48】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
前記反応槽と連通した水素触媒M源であって、触媒それぞれからの
【数15】
電子の連続体エネルギー準位へのイオン化は、
【数16】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数17】
および
【数18】
(式中、
【数19】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、水素触媒M源と、
触媒がまだ存在しない場合には、前記触媒源から触媒を形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で前記触媒形成の反応およびハイドリノ反応のうちの少なくとも1つを開始させるための加熱器であって、触媒された原子Hが、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項49】
前記触媒原子Mは、原子Li、K、およびCsの群のうちの少なくとも1つである、請求項48に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項50】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した源からの、原子水素源と、
前記反応槽と連通した、原子Li、K、およびCs触媒の群の少なくとも1つの源と、
触媒がまだ存在しない場合には、前記原子触媒源から原子触媒を形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で原子Li、K、およびCs触媒のうちの少なくとも1つの形成を開始させるための加熱器であって、Hとの触媒反応が、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項51】
前記反応混合物は、LiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項50に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項52】
前記反応混合物は、Li、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを含む、請求項50に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項53】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
MHを含む前記反応槽と連通した水素触媒源であって、M−H結合の解離、および連続体エネルギー準位までの原子Mそれぞれからの
【数20】
電子のイオン化は、結合エネルギーと前記
【数21】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数22】
および
【数23】
(式中、
【数24】
は整数である)のうちの1つであるように行われる、水素触媒源と、
分子MHがまだ存在しない場合には、前記分子MH源から前記分子MHを形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で分子MHの形成を開始させるための加熱器であって、分子MHは、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出して反応する水素触媒およびH源として機能する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項54】
前記反応槽と連通した源からの原子水素源をさらに含む、請求項53に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項55】
MHは、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、およびSnHの群からの少なくとも1つを含む、請求項53に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項56】
電源および水素化物反応器であって、
新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物を形成するための、原子水素の触媒作用のための反応セルと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽と、
真空ポンプと、
前記反応槽と連通した分子NaH源と、
分子NaHがまだ存在しない場合には、前記分子NaH源から分子NaHを形成する反応混合物と、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記槽を加熱して前記反応槽内で分子NaHの形成を開始させるための加熱器であって、分子NaHは、水素原子の触媒作用の間水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出して反応する水素触媒およびH源として機能する、加熱器と、を備える電源および水素化物反応器。
【請求項57】
前記反応槽と連通した源からの原子水素源をさらに含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項58】
前記反応混合物は、NaHおよびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項59】
前記反応混合物は、Naおよび約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、Naは還元性物質として機能する、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項60】
前記反応混合物は、約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、金属間Alは還元性物質として機能する、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項61】
前記反応混合物は、NaH、La、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項62】
前記反応混合物は、NaH、NaNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項56に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項63】
電力プラントであって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された少なくとも1つの反応槽と、
前記反応槽と連通した真空ポンプと、
前記反応槽と連通した第1の水素原子源と、
前記反応槽と連通した触媒源と、を含む反応混合物と、
触媒反応を開始させるための加熱器と、
前記反応混合物を再生するための手段と、
電力変換器と、を備える電力プラント。
【請求項64】
前記変換器は、前記反応槽と連通した蒸気発生器と、前記蒸気発生器と連通した蒸気タービンと、前記蒸気タービンと連通した発電器とを備える、請求項63に記載の電力プラント。
【請求項65】
前記新規な水素種および新規形態の水素を含む組成物は、
(a)少なくとも1つの中性、正、または負の増加結合エネルギー水素種であって、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きい、または
(ii)対応する通常の水素種が、該通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件下での熱エネルギーよりも小さいもしくは負であるために、不安定である、または観察されない任意の水素種の結合エネルギーより大きい、結合エネルギーを有する水素種と、
(b)少なくとも他の1種の元素と、を含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項66】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、
【数25】
、
【数26】
、および
【数27】
(式中、nは正の整数であるが、但しHが正の電荷を有する場合はnは1より大きい)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項66に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項67】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、(a)
【数28】
から
【数29】
までに対する通常の水素化物イオンの結合エネルギー(約0.8eV)よりも大きい結合エネルギーを有する水素化物イオンであって、結合エネルギーは、
【数30】
(式中、
【数31】
は、1を超える整数であり、
【数32】
であり、
【数33】
は、パイであり、
【数34】
は、プランク定数バーであり、
【数35】
は、真空の透磁率であり、
【数36】
は、電子の質量であり、
【数37】
は、
【数38】
(式中、
【数39】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数40】
は、水素原子の半径であり、
【数41】
は、ボーア半径であり、
【数42】
は、電気素量である)で表される、水素化物イオン、(b)約13.6eVより大きい結合エネルギーを有する水素原子、(c)約15.3eVより大きい第1の結合エネルギーを有する水素分子、および(d)約16.3eVより大きい結合エネルギーを有する分子水素イオンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項66に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項68】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、約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、および0.69eVの結合エネルギーを有する水素化物イオンであることを特徴とする、請求項67に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項69】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、結合エネルギー:
【数43】
(式中、
【数44】
は、1を超える整数であり、
【数45】
であり、
【数46】
は、パイであり、
【数47】
は、プランク定数バーであり、
【数48】
は、真空の透磁率であり、
【数49】
は、電子の質量であり、
【数50】
は、
【数51】
(式中、
【数52】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数53】
は、水素原子の半径であり、
【数54】
は、ボーア半径であり、
【数55】
は、電気素量である)を有する水素化物イオンであることを特徴とする、請求項68に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項70】
前記化合物は、増加結合エネルギー水素種が、
(a)約
【数56】
(式中、pは整数である)の結合エネルギーを有する水素原子、
(b)約
【数57】
(式中、
【数58】
は、1を超える整数であり、
【数59】
であり、
【数60】
は、パイであり、
【数61】
は、プランク定数バーであり、
【数62】
は、真空の透磁率であり、
【数63】
は、電子の質量であり、
【数64】
は、
【数65】
(式中、
【数66】
は、陽子の質量である)で与えられる減少した電子の質量であり、
【数67】
は、水素原子の半径であり、
【数68】
は、ボーア半径であり、
【数69】
は、電気素量である)の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素化物イオン(
【数70】
)、
(c)増加結合エネルギー水素種
【数71】
、
(d)約
【数72】
(式中、
【数73】
は整数である)の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素種トリハイドリノ分子イオン
【数74】
、
(e)約
【数75】
の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素分子、および
(f)約
【数76】
の結合エネルギーを有する、増加結合エネルギー水素分子イオンからなる群から選択される、請求項69に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項71】
前記触媒は、
【数77】
(式中、
【数78】
は整数である)または
【数79】
(式中、
【数80】
は1を超える整数である)の正味エンタルピーを提供する化学的または物理的プロセスを含む、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項72】
前記触媒系は、
【数81】
電子のイオン化エネルギーの和が近似的に
【数82】
(式中、
【数83】
は整数である)または
【数84】
(式中、
【数85】
は1を超える整数である)であり、
【数86】
は整数であるような、原子、イオン、分子、およびイオン性または分子化合物等の関与種からの連続体エネルギー準位までの
【数87】
電子のイオン化により提供される、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項73】
前記触媒は、関与イオン間の
【数88】
電子の移動により提供され、
1つのイオンから別のイオンへの
【数89】
電子の移動は、正味反応エンタルピーを提供し、電子供与イオンのイオン化エネルギーから電子受容イオンのイオン化エネルギーを差し引いた和は、近似的に
【数90】
(式中、
【数91】
は整数である)または
【数92】
(式中、
【数93】
は1を超える整数である)と等しく、
【数94】
は整数である、請求項1に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項74】
【数95】
は、400未満の整数である、請求項71、72、および73に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項75】
触媒は、Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、
【数96】
、
【数97】
、
【数98】
、
【数99】
、
【数100】
、
【数101】
、
【数102】
、
【数103】
および
【数104】
、
【数105】
、
【数106】
、
【数107】
および
【数108】
、ならびに
【数109】
および
【数110】
の群から選択される、請求項74に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項76】
原子水素の前記触媒は、
【数111】
(式中、
【数112】
は整数である)または
【数113】
(式中、
【数114】
は1を超える整数である)の正味エンタルピーを提供することができ、また約
【数115】
(式中、
【数116】
は整数である)の結合エネルギーを有する水素原子を形成することができ、前記正味エンタルピーは、結合エネルギーと
【数117】
電子のイオン化エネルギーの和が、近似的に
【数118】
(式中、
【数119】
は整数である)または
【数120】
(式中、
【数121】
は1を超える整数である)であるような、触媒の分子結合の解離、および解離した分子それぞれの原子からの
【数122】
電子の連続体エネルギー準位までのイオン化により提供される、請求項75に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項77】
前記触媒は、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、SnH、
【数123】
、
【数124】
、
【数125】
、
【数126】
、
【数127】
、および
【数128】
のうちの少なくとも1つを含む、請求項76に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項78】
前記触媒は、イオンまたは原子触媒と組み合わせた分子を含む、請求項77に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項79】
前記触媒の組み合わせは、Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、Kr、
【数129】
、
【数130】
、
【数131】
、
【数132】
、
【数133】
、
【数134】
、
【数135】
、
【数136】
、
【数137】
、
【数138】
、
【数139】
、
【数140】
、
【数141】
および
【数142】
、ならびに
【数143】
および
【数144】
の群から選択される少なくとも1つの原子またはイオンと組み合わせた、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、SnH、
【数145】
、
【数146】
、
【数147】
、
【数148】
、
【数149】
、および
【数150】
からなる群から選択される少なくとも1つの分子を含む、請求項78に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項80】
前記触媒は、
【数151】
および
【数152】
のうちの少なくとも1つを吸収して
【数153】
にイオン化される2つの水素原子を含み、
【数154】
【数155】
(ここで、全体的な反応は、
【数156】
である)、および
【数157】
【数158】
(ここで、全体的な反応は、
【数159】
である)のうちの少なくとも1つにより与えられる、(
【数160】
)エネルギー準位から(
【数161】
)および(
【数162】
)エネルギー準位のうちの少なくとも1つへの原子水素の遷移を触媒する、請求項79に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項81】
前記触媒は、触媒不均化反応においてハイドリノを含み、ハイドリノ原子の準安定励起、共鳴励起、およびイオン化エネルギーのそれぞれが
【数163】
であるために、より低エネルギーの水素原子であるハイドリノが触媒として機能する、請求項80に記載の電源および水素化物反応器。
【請求項82】
電力を生成する方法であって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽を提供するステップと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を維持するステップと、
前記反応槽と連通した第1の水素原子源から前記反応槽内に水素原子を提供するステップと、
原子水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、原子水素触媒源を提供するステップと、
触媒がまだ存在しない、または前記触媒を形成する反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、原子触媒源から原子触媒を生成するステップと、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、前記反応槽内で原子水素の触媒作用を開始させるステップであって、原子水素の触媒作用が、水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出するステップと、を含む方法。
【請求項83】
前記触媒は、原子Liである、請求項82に記載の方法。
【請求項84】
前記反応槽内でLiH、LiNH2、およびAl2O3粉末上のPdを反応させ、原子Li触媒および原子水素を形成するステップをさらに含む、請求項83に記載の方法。
【請求項85】
H2を添加してLiHおよびLiNH2を再生するステップをさらに含む、請求項84に記載の方法。
【請求項86】
前記反応槽内でLi、Li3N、およびAl2O3粉末上の水素化されたPd、および任意選択でH2ガスを反応させ、原子Li触媒および原子水素を形成するステップをさらに含む、請求項82に記載の方法。
【請求項87】
H2を除去してLiおよびLi3Nを再生した後、ディシケータを水素化するかまたはH2を再導入するステップをさらに含む、請求項86に記載の方法。
【請求項88】
電力を生成する方法であって、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を含有するように構築および構成された反応槽を提供するステップと、
大気圧よりも低い、それと等しい、またはそれよりも高い範囲の圧力を維持するステップと、
分子水素触媒源であって、前記触媒を形成する元素(複数を含む)と少なくとも他の1種の元素とを含む少なくとも1種の反応物質の反応混合物を含む前記反応槽と連通し、前記源から前記触媒が形成される、分子水素触媒源を提供するステップと、
触媒がまだ存在しない、または前記触媒を形成する反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、分子触媒源から分子触媒を生成するステップと、
反応が周囲温度で自然発生しない場合、前記反応混合物を加熱して、前記反応槽内で原子水素の触媒作用を開始させるステップであって、原子水素の触媒作用が、水素1モルあたり約300kJを超える量のエネルギーを放出するステップと、を含む方法。
【請求項89】
前記反応槽と連通した第1の水素原子源から前記反応槽内に水素原子を提供するステップをさらに含む、請求項88に記載の方法。
【請求項90】
前記触媒は、分子NaHである、請求項88に記載の方法。
【請求項91】
分子NaH源は、Na金属および水素源である、請求項90に記載の方法。
【請求項92】
前記反応混合物は、NaHおよびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項93】
H2を添加してNaHを再生するステップをさらに含む、請求項92に記載の方法。
【請求項94】
前記反応混合物は、Naおよび約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、Naは還元性物質として機能する、請求項90に記載の方法。
【請求項95】
前記反応混合物は、約0.5重量%のNaOHを含むR−Niを含み、金属間Alは還元性物質として機能する、請求項90に記載の方法。
【請求項96】
反応混合物は、NaOHおよびNaHを添加することにより再生され、NaHは、H源および還元性物質として機能する、請求項94および95に記載の方法。
【請求項97】
前記反応混合物は、NaH、ランタニド金属、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項98】
前記反応混合物は、H2を添加し、篩分けによりNaHおよびランタニド水素化物を分離し、ランタニド金属形成のためにランタニド水素化物を加熱し、ランタニド金属およびNaHを混合することにより再生される、請求項97に記載の方法。
【請求項99】
前記反応混合物は、Naを溶融し液体を除去することによりNaおよびランタニド水素化物を分離するステップ、ランタニド金属形成のためにランタニド水素化物を加熱するステップ、NaをNaHに水素化するステップ、ならびにランタニド金属およびNaHを混合するステップにより再生される、請求項97に記載の方法。
【請求項100】
前記反応混合物は、NaH、NaNH2、およびAl2O3粉末上のPdを含む、請求項90に記載の方法。
【請求項101】
H2を添加してNaHおよびNaNH2を再生するステップをさらに含む、請求項100に記載の方法。
【請求項102】
前記反応槽内でNaOHを還元性物質と反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項103】
(1)ナトリウム源、
(2)担体材料、
(3)水素源、
(4)置換剤、および
(5)還元性物質または還元剤のうちの少なくとも1つを反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項104】
前記ナトリウム源は、Na、NaH、NaNH2、NaOH、NaOH被覆R−Ni、NaX(Xはハロゲン化物である)、およびNaX被覆R−Niを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項105】
前記還元性物質または還元剤は、金属、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニド、Ti等の遷移金属、アルミニウム、B、金属合金、例えばAlHg、NaPb、NaAl、LiAl等、および金属源単体または還元剤との組み合わせ、例えばアルカリ土類ハロゲン化物、遷移金属ハロゲン化物、ランタニドハロゲン化物、ハロゲン化アルミニウム等、金属水素化物、例えばLiBH4、NaBH4、LiAlH4、またはNaAlH4等、ならびに、アルカリまたはアルカリ土類金属および酸化性物質、例えばAlX3、MgX2、LaX3、CeX3、およびTiXn(式中Xはハロゲン化物、好ましくはBrまたはIである)のうちの少なくとも1つを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項106】
前記水素源は、H2ガスおよび解離剤および水素化物を含む、請求項103に記載の方法。
【請求項107】
前記置換剤は、アルカリまたはアルカリ土類金属を含む、請求項103に記載の方法。
【請求項108】
NaH源を、該源からの分子NaHの生成に有利な大表面積担体上に提供するステップと、前記NaH源を反応させて分子NaHを形成するステップをさらに含む、請求項103に記載の方法。
【請求項109】
前記担体は、R−Ni、Al、Sn、Al2O3、例えばγ、β、またはαアルミナ等、アルミネート、アルミン酸ナトリウム、アルミナナノ粒子、多孔質Al2O3、Pt、Ru、またはPd/Al2O3、炭素、PtまたはPd/C、無機化合物、例えばNa2CO3等、ランタニド酸化物、例えばM2O3(好ましくは、M=La、Sm、Dy、Pr、Tb、Gd、およびErである)等、Si、シリカ、シリケート、ゼオライト、Yゼオライト粉末、ランタニド、遷移金属、金属合金、例えばNaとのアルカリおよびアルカリ土類合金、希土類金属、SiO2−Al2O3またはSiO2担持Niおよび他の担持金属、例えばアルミナ担持白金、パラジウム、およびルテニウムのうちの少なくとも1つ等のうちの、少なくとも1つを含む、請求項103および108に記載の方法。
【請求項110】
前記水素原子源は、分子水素を含み、前記水素原子は、解離剤を用いて分子水素から形成される、請求項89に記載の方法。
【請求項111】
前記解離剤は、ラネーニッケル(R−Ni)、貴重金属または貴金属、および担体上の貴重金属または貴金属のうちの少なくとも1つを含み、前記貴重金属または貴金属は、Pt、Pd、Ru、Ir、およびRhであり得、前記担体は、Ti、Nb、Al2O3、SiO2、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つであり得、
炭素上PtまたはPd、水素スピルオーバー触媒、ニッケル繊維マット、Pdシート、Tiスポンジ、TiまたはNiスポンジまたはマット上に電気メッキされたPtまたはPd、TiH、PtブラックおよびPdブラック、耐熱金属、例えばモリブデンおよびタングステン等、遷移金属、例えばニッケルおよびチタン等、内部遷移金属、例えばニオブおよびジルコニウム等、ならびに耐熱金属、例えばタングステンまたはモリブデン等、ならびに解離金属が、高温で維持され得る、請求項103および110に記載の方法。
【請求項112】
前記反応槽内で分子NaHからNa2+を形成するステップをさらに含む、請求項90に記載の方法。
【請求項113】
前記槽から反応生成物を除去するステップと、前記反応生成物の少なくとも一部から前記触媒源を再生するステップとをさらに含む、請求項82および88に記載の方法。
【請求項114】
前記放出されたエネルギーを電気エネルギーに変換するステップをさらに含む、請求項82および88に記載の方法。
【請求項115】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、前記少なくとも1種の反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する、請求項82および88に記載の方法。
【請求項116】
前記水素触媒源は、水素および少なくとも他の1種の元素を有する少なくとも1種の反応物質を含み、
前記少なくとも1種の反応物質は、任意の反応した水素を置換するエネルギーを標準値として、放出されたエネルギーが生成物から前記少なくとも1種の反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する、請求項82および88に記載の方法。
【請求項117】
放出されたエネルギーが、生成物の化学量または元素組成を有する化合物の標準生成エンタルピーと、反応物質の生成エネルギーとの差よりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素を提供するステップを含む、電力を生成するための方法。
【請求項118】
任意の反応した水素を置換するエネルギーを水素の燃焼に対する標準値として、放出されたエネルギーが、生成物から反応物質を再生するために必要な理論標準エンタルピーよりも大きくなるように反応する水素および少なくとも他の1種の元素を提供するステップを含む、電力を生成するための方法。
【請求項119】
前記反応混合物を調製または再生するステップをさらに含み、調製または再生は、機械的混合または分離、溶融、濾過、水素化、脱水素化、分解、蒸着、蒸発、気化、および昇華、およびボールミル粉砕のステップのうちの少なくとも1つにより達成される、請求項82および88に記載の方法。
【図1】
【図1A】
【図2】
【図2A】
【図3】
【図3A】
【図4】
【図4A】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図1A】
【図2】
【図2A】
【図3】
【図3A】
【図4】
【図4A】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
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【図17】
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【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【公表番号】特表2010−532301(P2010−532301A)
【公表日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−506500(P2010−506500)
【出願日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【国際出願番号】PCT/US2008/061455
【国際公開番号】WO2008/134451
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(501328751)ブラックライト パワー インコーポレーティド (9)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【国際出願番号】PCT/US2008/061455
【国際公開番号】WO2008/134451
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(501328751)ブラックライト パワー インコーポレーティド (9)
【Fターム(参考)】
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