CN102713280A - 通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法 - Google Patents

通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102713280A
CN102713280A CN2010800488759A CN201080048875A CN102713280A CN 102713280 A CN102713280 A CN 102713280A CN 2010800488759 A CN2010800488759 A CN 2010800488759A CN 201080048875 A CN201080048875 A CN 201080048875A CN 102713280 A CN102713280 A CN 102713280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
source
electrolyser
hydrogen
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800488759A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102713280B (zh
Inventor
罗伊·E·麦卡利斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
McAlister Technologies LLC
Original Assignee
McAlister Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US2010/024498 external-priority patent/WO2010096504A1/en
Priority claimed from US12/707,656 external-priority patent/US8075749B2/en
Priority claimed from PCT/US2010/024497 external-priority patent/WO2010096503A1/en
Application filed by McAlister Technologies LLC filed Critical McAlister Technologies LLC
Publication of CN102713280A publication Critical patent/CN102713280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102713280B publication Critical patent/CN102713280B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/21—After-treatment
    • C01B32/22—Intercalation
    • C01B32/225—Expansion; Exfoliation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/108—Production of gas hydrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/02—Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C50/00—Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1885—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F03G3/08—Other motors, e.g. gravity or inertia motors using flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
    • F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/005—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system with recuperation of waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0656—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/186—Regeneration by electrochemical means by electrolytic decomposition of the electrolytic solution or the formed water product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0211—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step
    • C01B2203/0216—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step containing a non-catalytic steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/26—Internal combustion engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/29—Electrical devices, e.g. computers, servers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/30—Friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/71—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with parabolic reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/20—Improvements relating to chlorine production
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/33—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0391—Affecting flow by the addition of material or energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

在本发明的一个实施方案中，提供了一种用于使用可再生能源提供能量供给的方法，所述方法包括：提供可再生能的第一源，其中所述可再生能的第一源是断续的或者不提供足够量的能量；自所述可再生能的第一源向电解器提供能量以通过电解产生载能体；可选择地逆转电解器以用作燃料电池；和向电解器提供载能体以产生能量。

Description

通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年2月13日提交的标题为“FULL SPECTRUMENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE”的美国临时申请号61/304,403、2010年2月17日提交的标题为“ELECTROLYTIC CELL ANDMETHOD OF USE THEREOF”的美国专利申请号12/707,651、2010年2月17日提交的标题为“ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USETHEREOF”的PCT申请号PCT/US10/24497、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATIONDURING ELECTROLYSIS”的美国专利申请号12/707,653、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLINGNUCLEATION DURING ELECTROLYSIS”的PCT申请号PCT/US10/24498、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHOD FOR GASCAPTURE DURING ELECTROLYSIS”的美国专利申请号12/707,656、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHOD FORCONTROLLING NUCLEATION DURING ELECTROLYSIS”的PCT申请号PCT/US10/24499和2009年8月27日提交的标题为“ELECTROLYZER ANDENERGY INDEPENDENCE TECHNOLOGIES”的美国临时专利申请号61/237,476的优先权和权益。这些申请各自通过引用全文并入本文中。
背景技术
用于产生电的可再生资源常常是断续的。太阳能只在日间才有且日间太阳能集中潜能随季节变化。风能是高度变化的。落水随季节变化并受长期干旱的影响。生物质随季节而异并受干旱的影响。住宅的需求变化很大，包括日常的、季节性的和偶然的能量消耗率。在世界各地，由于缺乏节能或节电的实用方式，故可由水电厂、风电场、生物质转化和太阳能收集器提供的能量往往被忽视或浪费，直至其被需要。不断增长的世界人口对能量的需求已达到所需的石油和其他化石资源超出所能产出的地步。城市因燃烧化石燃料而遭受烟雾和全球气候变化。
此外，日益增长的需求已带动了氢、氧、碳及可通过原料如水、生物质废弃物或源自生物废弃物的有机酸的热化学或电解解离提供的其他产品的开发。举例来说，全球氢市场超过400亿美圆，包括制氨、精炼厂、化学制造和食物加工。
燃料、金属、非金属和其他高价值化学品的电化学生产因电价高昂、电解器效率低下、维护成本高及对能量密集型操作(例如压缩泵送所产生的气体至所需的传输、储存和使用压力)的烦人需要而受到限制。出版物如“Hydrogen Production From Water By Means of Chemical Cycles”，Glandt，Eduardo D.，和Myers，Allan L.，Department of Chemical and BiochemicalEngineering，University of Pennsylvania，Philadelphia，PA 19174，IndustrialEngineering Chemical Process Development，Vol.15，No.1，1976；“Hydrogen AsA Future Fuel”，Gregory，D.P.，Institute of Gas Technology；和“AdsorptionScience and Technology”：Proceedings of the Second Pacific Basin Conferenceon Adsorption Science and Technology：Brisbane，Australia，14-18 May 2000，D.Do Duong，Duong D.Do，投稿人Duong D.Do，World Scientific出版，2000；ISBN 9810242638，9789810242633中已记录和并入为提供减少这些问题的技术所作的努力。
允许氢和氧混合的电解器具有自燃或爆炸的潜在危险。包括利用昂贵的半透膜来分离产生气体的电极的低压和高压电解器在内的努力均未能提供成本有效的制氢并因被杂质中毒而易于退化和失效。甚至在利用膜分离的情况下，由于高压氧和氢的混合，故也存在膜破裂和起火或爆炸的潜在危险。
一些市售电解器使用昂贵的多孔电极，其间为仅引导氢离子的电解质质子交换膜(PEM)(参见Proton Energy Company和Electrolyzer Company(Canada))。由于极化损失、气体聚集以及可到达电极和PEM电解质的界面的水的离解可用的电极面积的减少，故这将限制电极效率。除受限的电极效率外，还存在其他难点问题，包括：因氧和氢出口间的压差而致的膜破裂；因补充水中的杂质而致的膜中毒；因污染物或膜的轻微过热而致的不可逆膜退化；膜在不使用时干透时的膜退化或破裂；及因被一种或多种诱因如浓差电池形成、催化剂与体电极材料间的伽伐尼电池以及接地回路所腐蚀而致的膜界面处电极的退化。电极和PEM材料的层叠将提供反应的反应物或产物的内建滞流，从而导致运行效率低下。PEM电化学电池需要昂贵的膜材料、表面活性剂和催化剂。PEM电池容易中毒、过热、溢流或干透并因膜渗漏或破裂而引起操作危险。
除效率低下外，伴随这类系统的问题还包括寄生损失、电极或催化剂和膜昂贵、能量转化效率低、维护成本高及运转成本高。一些情况下需要压缩机或更昂贵的膜系统来对氢和氧及电解的其他产物加压。最后提到的问题的必然结果是不可接受的维护需要、高的修理费用和相当大的拆撤成本。
因此，本发明的一些实施方案的目的是提供通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法，其可包括使用电化学或电解电池实现气体(包括加压的氢和氧)的分离生产的用途及使用其实现气体的分离生产的方法，所述系统和方法能耐受运行的杂质和产物并可以可逆地解决伴随上述现有方法的一个或多个问题。
发明内容
在本发明的一个实施方案中，提供了一种用于使用可再生能源提供能量供给的方法，所述方法包括：提供可再生能的第一源，其中所述可再生能的第一源是断续的或者不提供足够量的能量；自所述可再生能的第一源向电解器提供能量以通过电解产生载能体；可选择地逆转电解器以用作燃料电池；和向电解器提供载能体以产生能量。
在另一实施方案中，提供了一种用于使用可再生能资源提供基本上连续的能量供给的系统，所述系统包括：可再生能的第一源；与所述可再生能的第一源相连以产生载能体的电解器，其中所述电解器被构造为可以可选择地逆转运行以用作使用所述载能体作为燃料的燃料电池；与所述电解器相连以自所述电解器接收载能体或向所述电解器提供载能体的载能体储存器；和与所述可再生能的第一源和所述电解器相连以自所述可再生能的第一源和所述电解器选择性地接收能量及选择性地提供来自所述可再生能的第一源和所述电解器的能量的能量储存器。
在又一实施方案中，提供了一种用于使用可再生能资源提供基本上连续的能量供给的系统，所述系统包括：可再生能的第一源；与所述可再生能的第一源相连以产生甲烷的电解器，其中所述电解器被构造为可以可选择地逆转运行以用作燃料电池；与所述电解器相连以自所述电解器接收甲烷或向所述电解器提供甲烷的甲烷储存器；和与所述可再生能的第一源和所述电解器相连以自所述可再生能的第一源和所述电解器选择性地接收能量及选择性地提供来自所述可再生能的第一源和所述电解器的能量的能量储存器。
通过下面的详细描述，本发明的其他特征和优势将变得显而易见。但应理解，这里的详细描述和示出本发明的优选实施方案的具体实施例仅通过示例的方式给出，因为通过该详细描述，本发明的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
图1A为框图，示出了根据本公开的方面的一体化能量、农商和工业可持续经济发展的系统。
图1B为框图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的系统。
图1C为示意图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的基于陆地的系统。
图1D为示意图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的基于海洋的系统。
图1示意性地示出了按本发明的原理运行的一个系统的某些部件。
图2提供了按本发明运行的一个实施方案的系统部件的部分纵截面。
图3提供了按本发明运行的一个实施方案的系统部件的部分纵截面。
图4示意性地示出了按本发明的原理运行的一个系统的一体化部件。
图5示出了图4的系统的一个实施方案的剖面图。
图6示出了图4的系统的另一实施方案的剖面图。
图7示意性地示出了按本发明的原理运行的一个实施方案。
图8示出了图7的实施方案的详图。
图9示出了实现根据本发明的目的的过程详图。
图10示出了根据本发明的过程操作。
图11示出了根据本发明的目的的过程。
图12示意性地示出了本发明的实施方案。
图1B示出了根据本发明的一个实施方案的电解电池。
图2B示出了图1的实施方案的一部分的放大视图。
图3B示出了图2的实施方案的一个变型。
图4B示出了根据本发明的一个实施方案的电解电池。
图5B示出了图4的电解电池的一部分的替代实施方案的放大视图。
图6B示出了用于可逆燃料电池中的螺旋电极的横截面。
图7B示出了用于将有机原料如通过光合作用所产生的那些转化为甲烷、氢和/或二氧化碳的系统。
图8B示出了用于将有机原料如通过光合作用所产生的那些转化为甲烷、氢和/或二氧化碳的系统。
图9B示出了用于将有机原料如通过光合作用所产生的那些转化为甲烷、氢和/或二氧化碳的系统。
图1OB示出了根据本公开的一个实施方案的用于制造电极的方法。
具体实施方式
本申请通过引用全文并入2004年11月9日提交的标题为“MULTIFUELSTORAGE，METERING AND IGNITION SYSTEM”的美国临时专利申请号60/626,021(代理人案号69545-8013US)和2009年2月17日提交的标题为“FULL SPECTRUM ENERGY”的美国临时专利申请号61/153,253(代理人案号69545-8001US)的主题。本申请还通过引用全文并入如下与此同时于2010年8月16日提交的标题为“METHODS AND APPARATUSES FORDETECTION OF PROPERTIES OF FLUID CONVEYANCE SYSTEMS”(代理人案号69545-8003US)、“COMPREHENSIVE COST MODELING OFAUTOGENOUS SYSTEMS AND PROCESSES FOR THE PRODUCTION OFENERGY，MATERIAL RESOURCES AND NUTRIENT REGIMES”(代理人案号69545-8025US)、“ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USETHEREOF”(代理人案号69545-8026US)、“SUSTAINABLE ECONOMICDEVELOPMENT THROUGH INTEGRATED PRODUCTION OFRENEWABLE ENERGY，MATERIALS RESOURCES，AND NUTRIENTREGIMES”(代理人案号69545-8040US)、“SUSTAINABLE ECONOMICDEVELOPMENT THROUGH INTEGRATED FULL SPECTRUMPRODUCTION OF RENEWABLE MATERIAL RESOURCES”(代理人案号69545-8042US)、“METHOD AND SYSTEM FOR INCREASING THEEFFICIENCY OF SUPPLEMENTED OCEAN THERMAL ENERGYCONVERSION(SOTEC)”(代理人案号69545-8044US)、“GAS HYDRATECONVERSION SYSTEM FOR HARVESTING HYDROCARBON HYDRATEDEPOSITS”(代理人案号69545-8045US)、“APPARATUSES AND METHODSFOR STORING AND/OR FILTERING A SUBSTANCE”(代理人案号69545-8046US)、“ENERGY SYSTEM FOR DWELLING SUPPORT”(代理人案号69545-8047US)、“ENERGY CONVERSION ASSEMBLIES ANDASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE”(代理人案号69545-8048US)和“INTERNALLY REINFORCED STRUCTURALCOMPOSITES AND ASSOCIATED METHODS OF MANUFACTURING”(69545-8049US)的每个美国专利申请的主题。
为完全理解获得根据本发明的上述细节及其他优势和目的的方式，下面将结合其具体实施方案对本发明给予更详细的描述。
图1A示出了全面一体化生产系统100，其由三个互相关联的系统组成，包括用于可再生能生产和材料资源提取的全面能量园200、用于可再生养分(人、动物和植物营养)和能量原料生产(生物质、生物废弃物和生物燃料)的全面农商网络300及用于可持续材料资源生产和零排放制造的全面工业园400。
图1A示出了系统100，其为系统200、300和400的综合体，以实现能量、材料和信息在这些系统之间的交换。系统100综合体、特别是系统200内的方法利用多个以热学方式连接的互相关联的热力发动机的热力学性质，这些热力发动机以热学方式连接形成热力学整体系统以有效地用作非常大的热力发动机，所述非常大的热力发动机能取得有利的提高的生产能力和效率。在系统100内，系统200专用于在太阳热、地热、海洋热和发动机热源之间取得协同联接以提高特定位置处总的可用的可再生能量输出以及向系统300和400提供能量和所提取的材料资源。
全面能量园200以热学方式连接以有效地用作单个大的热力发动机，使用以两阶段或更多阶段加热的工作流体，所述单个大的热力发动机的系统和子系统互相关联以建立能量级联。通过使工作流体在太阳热源、地热源、发动机热源和其他热源之间系统地移动以取得级联效应从而优化工作流体的热力学性质(例如温度、压力、纯度、相移和能量转化效率)，系统200总的可用的可再生能量输出得到增加。一个阶段的能量输出被再投入到另一个阶段的关键过程中，以便以再生或自生的方式运行，使得运行效率和经济性提高。
全面能量园200的作用包括：可再生能源如太阳、风、流水、地热、生物质和内燃机之间动能、热能和辐射能形式的采集、转化和储存，以在系统之间建立自生或再生能量级联，从而产生累积和协同的好处，这样的好处不能通过单单采集、转化和储存任何一种可再生能源获得。自生或再生能量的方法在系统200、300和400中实施。另外，系统200还用于用于系统300和400中的众多化学品的材料资源提取。例如，热化学再生被用作提取碳作为系统400处耐用品的后续制造生产的原材料(提取可在系统200、300和400中进行)的措施。再例如，热化学再生也可被用作提取氮和痕量矿物以供用于系统300中的植物肥料的后续制造生产的方式。另外，系统200还用于生物废弃物、生物质和生物燃料转化，通常以在系统200、300和400处获得生物甲烷气和/或氢气储存、输送和按需作为内燃机和/或燃料电池的燃料使用以进行发电和/或输电。
对太阳热、地热、海洋热和发动机热源的操纵为系统10在各种位置气候区域处的设施以及基于陆地和基于海洋的设施提供高度适应的一体化平台。提高位置适应性的工程因此将显著提高可再生能采集的总利用率，并因此为地方、区域、国家和全球经济提供经济上可行的解决方案。
系统300处的食物生产既可安置在陆地场所又可安置在海洋场所。作物农场、牲畜农场、大牧场、猪肉和鸡肉的工业生产设施、淡水渔业、海洋渔业、奶牛场等可被联接到系统200作为系统200中产生的能量的消费者，但继而产生废副产品，这些废副产品被引向系统200以转化为可再生能和可再生的材料资源。另外，系统300旨在提高这类生物燃料作物如藻类、柳枝稷等作物的能量原料生产，以提高基于光合作用的能量采集的可行性。用于水制取、净化和保持的方法和装置被用在生产系统200、300和400中的每一个中。但这些是系统300的重要组成部分，以满足食物生产中对大量水的需要以及克服文献记载的因常规食物生产操作所致的水浪费和水污染而无可持续性的问题。
系统一体化将提高“可持续性”能力——定义为使用可再生方法的能量、材料资源和养分的产量的增加，以避免天然资源的耗尽及减少或消除破坏性的环境影响，如作为生产的副产物的污染和毒物排放。可持续性需要对于后代人的长期福利(而不仅仅是当前的消费者的即刻的短期好处)而言可行的能量、材料和食物的生产方法。
系统一体化可实现生产能力的提高，从而实现“经济可扩容性”——定义为能量、材料和食物产量的显著提高，这种提高由复制众多综合安装场所以及通过大大提高的对各种气候区域的适应性(即通过适应温带、热带和北极气候的不同资源特性而适应性地采集可再生能)而增大可用场所的数量的能力达到。需要这样的经济可扩容性来增加地球的承载能力，从而支持不断的快速人口增长和发展中国家快速增长的能量需求。为成功使用，这样的生产方法和场所必须是立即可用的，且同使用常规化石燃料和/或核能源比较起来，必须是能量、材料和食物生产的现有生产措施的经济上可行的替代物。
系统一体化还可实现能量生产200、材料生产400和食物生产300的零排放和零浪费方法，其中：系统300中产生的有机废弃物将被系统性地导入系统200中存在的生物质、生物废弃物和生物燃料转化系统中，而不是被燃烧、掩埋或倾倒在填埋场、蓄水层、溪流、海洋中或是作为污染物排放到大气中；系统200中的能量和材料资源提取被转到系统400以产生耐用品；系统200中的能量和材料资源提取还被转到系统300以为陆地和海洋上的人类、动物和植物生命产生养分。
系统一体化将创建单个经济生产单元，这样的经济生产单元有意识地将能量生产与食物生产和材料资源生产以这些生产作为相互依赖的整体运行的方式联接起来。
所述全面一体化生产系统因此适于安装在其中目前不存在相应的可再生能基础设施或者其中制造能力缺乏、失业是常态或者其中食物生产不足、贫穷和营养不良是常态的场所或居群中。引入这种一体化的经济生产方法的目标是实现提高国内生产总值(GDP)并随同GDP提高生活质量、及系统性地创造工作机会并随同有意义的就业而改善生活质量。
此外，系统一体化将创建单个经济生产单元，这样的经济生产单元有意识地将废弃物管理与能量转化操作联接起来，以便其作为相互依赖的整体运行，从而中断将导致污染和环境质量下降的燃烧、掩埋和倾倒掉的常规的废弃物操作。
所述全面一体化生产系统引入可持续的废弃物-能量转化的使用作为贯穿整个系统的一体化操作。该一体化系统的目标是保护自然环境、保存有限的自然资源、减少传染性疾病及减少土地、水和空气污染(包括减少推动气候变化的温室气体如甲烷和CO2)。
所述全面一体化生产系统100提供了达到“生态工业”的措施，在“生态工业”中，人-系统生产环境模仿自然生态系统：其中在系统和废弃物之间的能量和材料流以闭环方式成为新过程的输入，而整个系统对太阳(太阳热)、地球(地热)、海洋(海洋热)和生物质转化(发动机热)系统所提供的可再生可持续能量开放。
图1B为框图，示出了可持续经济发展的全面一体化生产系统100，其包括能量(例如电和燃料)的生产，同时包括养分(例如用于人、动物或植物营养的产品)的生产和材料资源(例如氢和碳)的生产。系统100由一体化并相互依赖的子系统组成，所述系统100具有自生级联能量转化的适应性控制，其捕集和再投入各个子系统的一些或全部能量、物质和/或副产物。因此，系统100的不断运行得以持续，而仅需引入极少的外部能量或材料资源或者无需引入外部能量或材料资源。系统100为生态工业的一个实例，其将促进可持续经济发展，例如利用可再生能、生产食物及生产材料资源，这样的能量、食物和材料资源产量高于使用常规技术可获得的，此外还有其他好处。
全面能量园200使从可再生源210(例如太阳、风、流水、地热、排出热)捕集能量的方法与从可再生原料220(例如生物废弃物320、生物质310)产生能量的方法以及生产材料资源(例如氢230、碳240、其他材料资源如痕量矿物250、纯水260)的方法相协作。能量用自生级联能量转化的适应性控制方法储存、回收和输送，所述方法在能量生产中产生倍增效应。在能量采集和生产过程中，材料资源(例如氢和碳)从可再生能的生产中使用的生物废弃物和生物质原料中提取。全面能量园200储存、回收、输送、监测和控制所述能量以及所述资源以在能量、材料资源和养分的生产中获得提高的效率。
所产生的能量210、220中的一些被提供给全面农商网络300。所产生的能量210、220中的一些被提供给全面工业园400。所产生的能量210、220中的一些被提供给全面能量园200。所产生的能量201、220中的一些被提供给外部接受者和/或加到国家电网和/或国家天然气管道。
全面农商网络300接收全面能量园200所产生的可再生能，以为农业、畜牧业和渔业子系统的运行提供动力。这包括用于农场设备、车辆、小船和轮船的可再生燃料以及用于光、热和机械设备的电等。
全面农商网络300接收全面能量园200所产生的材料资源和副产品如其他材料资源(例如痕量矿物250)及纯水260，以富集农业、畜牧业和渔业子系统中的养分并提高植物作物340和动物作物350的生产中的效率。
全面农商网络300采集能量原料并将其供应给全面能量园200以用在可再生能的生产中。合适的原料包括生物质310(例如作物废材)、生物废弃物320(例如污水、农业废水、肉类加工废弃物、渔场排出物)、生物燃料原料330(例如藻类、柳枝稷)等。
全面工业园400使用全面能量园200所产生的可再生能，以为可持续材料资源生产和零排放制造的运行提供动力。这包括用于内燃机(例如固定式发动机、车载式)的可再生燃料和用于光、热、机械设备的电等。
全面工业园400投入自全面能量园200接收的材料资源230、240和副产品250，以产生其他材料资源(例如设计碳420和工业金刚石430)。
全面工业园400使用自全面能量园200接收的材料资源和副产品以制造产品如基于碳的绿色能量机器410，包括太阳热装置410、风轮机410、水轮机410、电解器410、内燃机和发电机410、汽车、轮船和卡车部件440、半导体450、纳米技术产品460、农业和渔业设备470等。
全面工业园400向全面能量园200和全面农商网络300提供这些产品和副产品中的一些或全部。
全面能量园200使用全面工业园400所生产和提供的太阳热装置410、风轮机410、水轮机410、电解器410、内燃机和发电机410等，以产生可再生能。
全面农商网络300使用全面工业园400所生产和提供的内燃机和发电机410、农业和渔业设备470及其他装置，以产生养分。
全面一体化生产系统100所产生的能量为所有子系统提供动力，包括再投入能量以推动可再生能的进一步生产。同时，系统100中所产生的产品和副产品中的一些或全部被投入所有子系统的运行中。同时，系统100所产生的废弃物被捕集并用作所有子系统的运行的原料。一体化并相互依赖的子系统采用适应性控制来管理自生级联能量转化和材料资源的自生再生。因此，所述系统不断地向子系统(能量园、农商网络、工业园)的不同的源和过程中再投入可再生能、可持续材料资源和其他副产品。这样，系统100可利用比用常规措施可获得的量要大的自系统内各种资源所供应的能量和资源。这种工业共生在自系统内的可再生原料和副产品源采集的各种资源和能量的量上产生倍增效应，从而增加价值，降低成本并改善环境，此外还有其他好处。
图1C为全面一体化生产系统100的示意图，示出了基于陆地的系统的各种示例性功能区；图1D为全面一体化生产系统100的示意图，示出了基于海洋的系统的各种示例性功能区。所示系统包括具有级联能量转化适应性控制和材料资源自生再生及养分生产的陆上或海洋上一体化生产系统。该系统包括出于自可再生源采集和/或生成能量及自可再生原料采集材料资源的目的的功能区，所述功能区储存、回收、输送、监测和控制能量和材料资源以在能量、材料资源和养分的生产中获得提高的效率。下表1进一步阐述了伴随所示功能区的示例性输出、系统和措施。
表1：全面一体化生产系统功能区
Figure BDA0000158208010000121
Figure BDA0000158208010000131
Figure BDA0000158208010000141
Figure BDA0000158208010000151
图1示出了系统2，通过系统2，合适的气体膨胀马达或发动机4驱动载荷如所示的发电机5。离开膨胀器4的蒸气和/或气体由导管6传送到热交换器8以传递未被膨胀器4转化为功的热。热交换器8是一种或多种合适的向应用传递热的子系统的代表和典型，所述应用例如涉及热加入(其可能是图2的实施方案72的运行所需的)的缺氧消化、衣服干燥、水加热和住宅空间加热、人行道和车行道的融冰、各种需要热、干燥、固化和/或除湿的工业应用及商业应用如热水和热驱动制冷和/或排放到大气、蒸发冷却的大气、溪流、湖泊或海水。
在由一个或多个以(8)为典型的热交换除去足够的热后，工作流体被调节为冷凝液以产生流体柱或“压头”，以便被导管10传递以推动液压马达14，液压马达14处于较低的海拔处，例如在具有整体式发电机的应用中处于地层密封之下的位置处。在导管10中建立液压压头后，液压马达14将柱10中流体的势能转化为轴功率。在传递给马达14的流体自合适的源如地热地层接收热的情况下，工作流体可能随着其推动马达14而被蒸发或过热。在此能量转化步骤之后，自马达14离开的液体和/或蒸气工作流体然后向地热地层的进一步广度处传递以重新加热，这通常如传播路径16所示。在某些地层中，优选采用一个或多个向着或通往18处的收集井的水平钻孔以便经加热的流体通过隔热导管20返回到地表22。在具有合适的地热地层的其他情况下，在发生液体的向下流动的同一井中足够提供经加热的工作流体的并排或同轴流动。
在到达地表后，经加热的工作流体由导管23和25经阀门34和24导向一个或多个任选的热源如热力发动机32或另一热源如太阳能加热器30。在可有利地取得进一步加热的时间过程中，工作流体经过阀门34或24被导向一个或多个热交换器如28和/或36以如图所示接收来自更高温度的源如热力发动机32或由合适的太阳能收集器或集中器30的热加入。由于视情况可得到的热在地层16处的初步地热传热之后的传热的这种混合增强，这使得系统2能够获得较高的年度能量转化能力和热效率。
所示混合系统部件还可允许许多新的操作方式，包括长得多的工作流体停留时间，当在对燃料或电的需求旺季之间工作流体被储存在地层16中时其将被重新加热。这可使得更大部分的地热地层能够向工作流体传递热并因此获得更高的温度。当使用发动机发电机32来满足高峰需求并因此可通过如图所示阀门34和热交换器36为回收热源如发动机32所排的热的运行而提供的热交换器回路向工作流体供给更大量的热时，系统2的效率将发生进一步的提高。
本发明的一个实施方案是传递蒸气和/或气体工作流体以在合适的马达4或52中提供膨胀功，所述马达4或52将经减压的流体传递到最高实用海拔高度如具有合适的广播塔50和风力发电机38的组合功能的应用处、山顶或山脊25处以便于被热交换器8或40冷凝，从而通过在混合相或液压马达如14或44上方产生最高的流体压头或垂直高度来调节工作流体。热力学循环如Rankine循环上的重要改进通过下述方式获得：在距离在靠近工作流体被再热和蒸发的区域的位置处通过这样的工作流体的压力和动能做功的区相当的高度处产生稠密的(如果不为液体的话)工作流体。因此，井底能量转化子系统44可以是液体推进的马达、利用工作流体的混合相的动能和压力的装置、或位于接收足够的地热以产生所需的一个或多个相而同时保持或增加这样的相的压力的区中的蒸气膨胀装置。这将大大提高系统2及实现Rankine循环操作的这类混合改进的类似装置的能量转化能力和效率，在其中，这样的液体在例如风轮机塔、山或处于高海拔高度的其他地形特征、通信塔和直立塔的实施方式所提供的海拔高度处产生。
通常，如果布置在地表上方高处以接收最高速度的风，则涡轮-发电机38将产生更多的能量。将热交换器40布置在这类风轮机塔的顶部处或附近将改善冷却能力，以适宜地调节工作流体的所需相并避免地面污染的许多诱因，且其将提供更高的流体柱42，流体柱42将如图所示由同轴导管48内的隔热导管传递到马达-发电机44。在由马达发电机44进行能量转化后，离开44的这类膨胀冷却的液体和/或蒸气被周围的地热地层46加热而产生蒸气，所述蒸气如图所示由隔热导管48传送到马达发电机52。离开膨胀器52的流体如图所示由导管54传递至冷凝器40。
优选允许液压马达14可逆运转作为液压泵或马达以便使其能够不时地作为电马达驱动泵运转，以自图2的源128向所用地热地层中传递流体(包括化学试剂)。通过提供适宜的歧管装置和阀门操作，将达到提高性能和改善各种地热地层可能需要的维护操作(如关于图1、2和3的系统所述)的目的。
在许多情况下，图1、2和/或3的系统通过操作和地下地层足够相关，以通过这类操作提供相当大的改进。但实用且经常预期并鼓励的是，在距离图2的系统相当大的距离处运行图1的系统并从具有类似于供给罐128的储存器的子系统提供试剂，所述提供偶尔使用泵14以帮助这类试剂的传递，从而改善图1和2的系统的运行。
作为在几乎每个洲上为季节性增强地热能的混合(hybridization)机会的示例，表1表明，与较温暖的地区如佛罗里达的Gainesville相比，在例如阿拉斯加中部的Fairbanks地区和其他北部平原，在白天较长且天空相对较晴朗的情况下，可得到相当大的夏季能量。在晴朗夏日的较长白天过程中，如表所示，阿拉斯加的Fairbanks地区和加拿大的类似地区比北美洲的八个“看似更暖和的”城市接收更多的太阳能。
表1：在美国不同地方处的千瓦时/平方米比较
  州   城市   高   低   平均
  AK   Fairbanks   5.87   2.12   3.99
  AL   Montgomery   4.69   3.37   4.23
  AR   Little Rock   5.29   3.88   4.69
  CA   Davis   6.09   3.31   5.10
  CO   Boulder   5.72   4.44   4.87
  FL   Gainesville   5.81   4.71   5.27
  IN   Indianapolis   5.02   2.55   4.21
  OR   Astoria   4.76   1.99   3.72
  PA   Pittsburgh   4.19   1.45   3.28
  WV   Charleston   4.12   2.47   3.65
因此，在可得到相当大的地热能的地方，包括例如用于开采石油和天然气的井、用于处置盐水或返回天然气的井，以及在达于较高温度下的地层处的枯竭石油和天然气井的情况下，提供工作流体的初步地热加热、然后通过视情况可得到的更高温度的太阳能收集源进一步加热将是值得的。这样的机会可能还包括运行以满足高峰负荷并必定排出大量热的工厂或热力发动机如活塞发动机、包括热力发动机的汽轮机和/或蒸汽轮机系统32的偶然排热。
提供选定工作流体(如2，2，3，3-四氟丙醇和水和/或醇如甲醇、氨、丙烷或氟利昂的混合物)的加热至较高温度的这种地热能的太阳、工业或发动机调峰增强可大大提高例如图1中所示能量转化系统的年度能量产量和效率。在地热地层具有足够深度并具有期望的热扩散性的许多情况下，优选由导管42向液压马达44传递液体工作流体以实现能量转化，并通过导管48返回经加热和汽化的工作流体以由马达52实现蒸气膨胀和能量转化，这在闭合的工作流体系统中进行而不让工作流体接触地层。在其他情况下，优选安排选定的工作流体与地热地层密切接触以促使地层产生有价值的物质，这些有价值的物质可在地表处从工作流体中提取或分离出。
此外，在南半球如巴塔哥尼亚和喀拉哈里沙漠的南部地区气候下及类似地在北半球如阿拉斯加、加拿大、苏格兰、斯堪的纳维亚、俄罗斯的部分地区和西亚的部分地区的北部地区气候下，极需改善可再生能的利用并节约能源。在冬季，这些地区经常遭遇高峰需求，而冬季不像夏季那样可得到充裕的太阳能。
在这样的情况下，适宜改进或克服Brayton-循环限制，所述Brayton-循环限制由为气体或蒸汽压缩机装置提供动力的大部分内部提供的动势能所致。图2示出了如何基本上通过在足够高的压力下液体向气体的转化产生高压气体以便于紧凑储存和/或储存在具有相当高的井底压力和/或流体进入阻力的地质地层中。电解器66提供加压的氢和/或二氧化碳以建立地层驱动并为甲烷和/或二氧化碳从源如消化器72的传递加压。含从地层86接收热的物质混合物的流体将在如图2中所示装置94中提供高得多的膨胀做功净能力。
图2示出了用于自甲烷水合物矿床和/或缺氧消化器72生成可储存燃料如氢或甲烷的系统60，这样的氢和/或甲烷优选周期地或连续地由电解器66所产生的更高压力的气体和/或由合适的机械压缩机122加压并经由阀门130和/或68传递到压力调节器104以通过管道102分配到相当远距离处的市场或通过导管82传递到地质地层86以便短期或长期断续储存。在运行中，系统2和/或其他源所生成的电通过电网62输送到功率调节器系统64以提供适当的电压和整流电流以便为电解器66提供动力，从而自缺氧消化器72的液体(liquor)和/或由泵76从当地的蓄水层80取得并由如图所示导管74传递的水而产生氢。
控制器70优化了该系统，包括自在缺氧消化器72中微生物的作用下提供的液体而产生加压氢或通过导管78传递的水的电解而产生加压氢。这样的操作及使用有机物质经缺氧消化而在微生物的作用下提供的液体的能量转化优势的公开在共同待决的专利申请和美国专利6,984,305中有所提供，这些公开通过技术引用并入本文中以比常规的水的电解大大地减少生产氢所需的能量。
还预期的是，工业操作108或精炼操作112将因供碳体的部分氧化或因供碳体与水蒸汽的反应而不时地产生加压的二氧化碳、一氧化碳和/或氢，这通常如方程式1和2所示。
2C+1.5O2→CO+CO2         方程式1
CH4+H2O→CO+3H2          方程式2
这样的气体在包括传递以储存和/或在贮存器86中增热然后在如图所示马达-发电机94中膨胀的过程中的利用是提供额外的储存和/或热提取能力并进一步改善能量中心的总体能量利用效率的重要情景机会，所述能量中心例如共同待决的专利申请60/847,063中所公开的，包括牛奶场、罐头食品厂、屠宰场、制造业、工业园或居群。
表2比较了多种候选物的功能和大气压沸点温度，所述候选物用作工作流体和/或用作化学试剂和增压剂以促进热及其他有价物从地热地层的提取。这些工作流体可以用作含在热交换器系统中的闭环流体或者在适宜的情况下被传递到地热地层中以允许密切接触和提高热交换速率。
在整个实施方案中，目的是在“全面”能量转化操作中级联来自最高利用率、温度和压力环境的能量，以大大提高投资收益和总体能量利用效率。这包括自老技术和已知材料(包括再循环的材料和因此采用的子系统)取得的新结果。
在许多应用中，消耗X量的能量来产生流体和向地热地层传递流体并获得量为X的能量的储存将是现实的。在返回所储存的流体时，可以以热、压力和化学势能的组合传递更大量的能量。
在许多情况下想要混合地热地层中的混合物以提高地层在能量转化及本发明的一些实施方案提供的有价物提取机会中的热参与程度。举例来说，想要混合示出的烃如乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳和/或氢，以改善含烃的许多地层中的传热和有价物提取。
结果得到特别全面的机会，包括通过范围广泛的能量转化原理和部件实现整个太阳光谱和下层土红外光谱的实际全面利用。
表2：典型的工作流体
Figure BDA0000158208010000221
L(液体压头)；S(溶剂)；V(蒸汽膨胀)；A(共沸物)
M(混溶剂)；H(传热剂)；F(燃料)
可以采用多种物质的混合物和溶液以防止因冻结的固体物而堵塞。乙醇在-117.3℃(-179°F)下冻结。甲醇在-97℃(-143°F)下冻结。下面用工作流体混合物和共沸物说明如何对抗地球上的最冷温度提供冻结防护及如何通过自约79℃(174°F)或更高温度的相对较冷地热源传热而产生膨胀蒸汽。水在100℃(212°F)下沸腾，乙醇在78.3℃(173°F)下沸腾。95体积％乙醇和5体积％水的二元共沸混合物在78.2℃(172.8°F)下沸腾。52％甲醇、44％乙腈和4％水的三元共沸物在约67℃(153°F)下沸腾，而使得甚至更低温度的地热地层可以被利用，因为在图1的系统实施方案中，液体共沸物驱动马达-发电机44，而蒸汽驱动马达-发电机52。
在矿山中和地热地层中井下利用氢和/或氢与烃的混合物(称为“HyBoost”燃料)来驱动发动机-发电机131或燃料电池(包括高温燃料电池137)将提供比宿主地层温度更高的附加热而进一步提高图1和2的系统的总体能量转化速率和效率。随着可逆燃料电池137产生电和热或被供给发动机所排的电和热或者燃料电池被用于应用如干燥、烹饪、罐装和水的加热或消毒，热电联产(CHP)发动机109可在最佳条件下运行以满足变化的电和热调峰需要。可逆电解器135产生并加压的非常纯净的氢和/或氧供给优选用于工业园或居群中的优先商业和工业。
来自高压可逆电解器135的加压的氧也通过管线133递送到发动机发电机131和/或到燃料电池137，以产生电或驱动其他载荷以及向地层86加热和/或提供水蒸汽以加热和绝缘经过管线92传向膨胀器-发电机94的蒸汽或气体，如图所示。取决于地层温度、深度和本发明的一些实施方案可帮助提取或产生的价值如烃的可得性，这类发动机或燃料电池131和137可以沿管线92更靠近地表或者处于相当的深度处，或者在热的加入导致价值如烃自焦油和其他资源的更大量提取和生产的地层内。
图3示出了一种用于进一步减少自缺氧处理如热解离或有机材料的消化产生氢和/或甲烷所需的能量的新技术实施方案138。制备了活性炭和层状石墨烯介质来以催化方式致使氢从缺氧消化液释放。
很明显，有机材料的微生物消化所产生的某些有机物质如酶在电荷转移过程中更有效和/或受到氢被活性炭低能移取或氢的低能移取进活性炭中的帮助和/或表现得更高效和/或在被吸附后具有更长的使用寿命并因此被活性炭或层状石墨烯材料改性。在经这样的处理以取得“酶活化”后，这些材料使得氢和二氧化碳从经加压的缺氧消化液释放。此外，这类酶活化碳介质如共同待决的专利申请和美国专利6,984,305中所公开的那样与电推动力的结合使用或在比水的任选电解所需的电压低的恒定电压下的使用将大大提高每单位电功的氢产率。
减少能量消耗地生产氢对于改善从能量作物和有机原料(包括废弃物)提取氢的经济学特别有利。通过使用缺氧消化器140来产生甲烷燃料和二氧化碳，同时将消化过程不断产生的液体中的一部分通过过滤器152和预调节器154转移至压力泵156以递送至装有酶活化碳介质的压力容器158，从而提供消化液体以及提取氢和/或二氧化碳并随158顶部处分离器的运行压力和温度而异通过阀门160或阀门162递送，如图所示，将提供过程效率的提高。
如果需要，可以将气态氢与二氧化碳大体分离，二氧化碳是如给绿色植物提供营养的应用所需的。这样的分离优选通过美国专利6,984,305中所公开的方法提供，氢通过导管和止回阀162输送并通过井174递送经过地层密封175到达地热和/或烃贮存器176。离开压力容器158的溶液中含大量二氧化碳的液体通过如图所示导管和止回阀160线路递送至压力容器159以在电激发下产生额外的氢，该氢可以类似地通过合适的方法如美国专利6,984,305中所公开的与存在的二氧化碳和其他气体相分离。用于从在生物质上提供微生物的作用下而制得的物质中借助催化剂的帮助释放氢的系统包含所公开的有机催化剂以及无机催化剂如过渡金属和包括过渡金属的金属间化合物。一个特征是可通过与所示这类催化剂相继地或结合地施加振动、辐射、电动和/或磁力使这样的氢生产实现速率和设备效率的进一步提高。
相对纯净的氢通过止回阀166和阀门(未示出)递送至所述工业、商业和运输应用以消除或最小化二氧化碳的产生。剩余的氢被加到通过止回阀166并通过井174加到地层176的氢中。在此过程中，随着膨胀器-发电机168转化被减压的流体中的压力和动能，膨胀器-发电机168生成电。
经减压的二氧化碳气体被用作各种目的，包括在转化器184中生长水生作物如藻类和在温室186中富集大气以提高光合作用的速率和效率，和/或作为温室气体组分与较低量的共同分离的甲烷一道捕集太阳能以在转化器184中或温室186中取得所需的增热，如图所示。在减压液体流体时，溶液中的二氧化碳被递送以在所示溶液培养转化池184中富集水生植物如藻类。用过的液体可与不时收获的水生作物如藻类一道进给到消化器140中，或者部分收获的作物可经泵200通过阀门歧管201和导管206递送以由所示加工厂202加工成各种补充物、维他命、养分、燃料醇、脂肪等。来自工厂202和其他区域源的污水通过管线208经阀门歧管201送往消化器140，如图所示。
缺氧消化器140产生的甲烷和二氧化碳通过过滤器142和导管146递送到压缩机148并通过止回阀172递送到井174以储存和/或增加从地层176的烃提取和产量和/或获得地热能以通过膨胀器-发电机178产生功和/或电，如图所示。压力调节器150的流量计量回路控制如图所示140中混合、搅拌、控制温度和搅动缺氧消化过程所需的气体再循环的量。
对于图1、2和3中所示的系统，能量转化效率的重要改进是下述的结果：通过泵送加压流体并随后进一步加压和/或递送因水的电解而源自这类加压流体的气体物质、自缺氧消化液体的催化气体释放和/或电解时气体的减能释放。所示混合的和改进的Brayton-循环和/或Rankine-循环效率是通过泵73对来自消化罐72的在72中产生的消化液体的流体加压并通过阀门75递送到电解器66的结果，因为电解器66基本上在液泵73所产生的压力下提供气态氢和/或二氧化碳，如图所示。
与水的常规电解相比，自含从消化器72所分离或由消化器72所产生的化合物(如尿素以及乙酸和丁酸)的液体产生氢所需的电能大大减少，且与在释放这类气体之后应用气体压缩机相比，通过作为泵73加压的结果产生所需的氢递送压力而获得了进一步的改进。类似地，产生加压的二氧化碳对于如热和/或另外的烃从图2的地层86的截存、分离过程、作为可膨胀气体的能量转化和/或紧凑储存的目的将是有利的。
在系统60可产生的氢的量超过CHP和其他由管道102提供供应的应用(包括负载如住宅106、商业和制造建筑物108和耕作或运输需要110)的需求(包括自电解器135通过管线111递送以供燃料电池应用如混合动力车辆110的非常纯净的氢)时，来自72和66的过剩的氢、甲烷和/或二氧化碳将在回注枯竭油藏和/或天然气藏86或更远距离处具有足够覆盖层和密封的类似地质地层所需的压力下递送以储存氢和其他气体，如图所示。在许多情况下，地层84处于足够高的温度下而允许84中储存的氢和其他气体在这样高的温度下返回地表以为涡轮发电机94提供动力，其后，氢通过管线102在如压力调节器104和/或105所创建的较低压力下递送。
将氢和/或甲烷和/或二氧化碳储存在含烃的地质地层中的优势包括：因驱动压力增大而提高这类烃的产量，因氢和/或甲烷非常低的粘度和高的热容量的作用以及烃价值流动性的增大而增强渗透性。此外，本发明的一些实施方案将促进其他流体的递送以增强包括物剂(agent)如丙烷、二氧化碳、溶剂和洗涤剂溶液的生产，其代表性地示例为自储存容器例如128通过泵126和阀门124递送到合适的歧管以通过井导管82充注地层86。
因这样的氢和/或甲烷和/或二氧化碳储存和/或如表2中所示相关处理操作而自贮存器86的提高的烃产量优选在95或180处分离成以氢为特征的燃料和富烃的组分，以氢为特征的燃料通过管道102递送，而富烃的组分通过管道103递送以通过适宜的系统112进一步分离和/或精制价值，从而提供各种组分的提取并通过114、116、118和120所代表的管道输送到市场、储存器或进一步精制，如图所示。
图1、2和3中所示的系统因此将大大提高储存效率、净电和/或燃料能转化能力、速率和效率(以电、氢和/或甲烷燃料和/或烃生产的总量量度)。为满足快速增长的需要，电(特别是高峰功率)的生产易于通过采用氢和/或甲烷作为活塞、旋转或涡轮ICE发动机32和/或107和/或109的燃料提供。在各种情况下，很有利的是利用这类发动机排出的热通过提高驱动马达-发电机4和/或178的可膨胀气体的温度及递送热用于农业、工业或家庭应用如所示的组合热电应用来提高总体能量利用效率。
这些能量转化过程通常包括如下步骤：将一种或多种流体物质充注到适当准备并保持的地质地层以增热、间歇地储存化学和/或压力能和从地质地层提取有价物质并随后在发动机中进行一种或多种这样的流体物质的混合Rankine-循环或Brayton-循环膨胀以完成做功，其中至少一种流体物质可以被冷却以运行改进的Brayton-循环和/或冷凝以产生液体，所述液体被递送到膨胀马达或到较低海拔高度以驱动液体或液压马达完成做功。
所示实施方案对于地热热能和/或价值如烃自合适的地层的提取和转化特别有利，同时还共同产生电和/或化学燃料价值。本发明的实施方案使得大量的夏季能量能够用以产生可储存的燃料供日后在冬季使用，此外还提高地热能的提取和转化效率。本发明的一些实施方案将促进某些枯竭矿山和油气井的再利用，并使得在因煤、石油和天然气耗尽而衰落或因温室气体所致变暖问题而烦闷的居群中实现经济机会的再生。
所公开的本发明实施方案将提供改进的废弃物处置操作并大大降低自废弃物产生氢的能量需要，自废弃物产生氢将改善空气质量和水质并大大降低对化石燃料和以放射性废弃物困扰居群的可裂变燃料的依赖。在风、潮水或波浪情况不定的地区中，在当地将这类可再生能转化为化学燃料势能如氢或甲烷以在合适的地热地层中储存和增热是很重要的。
除铁路及卡车运输外，还可通过管道或电网将适于燃料和/或二氧化碳储存的地热地层连到利用可再生资源如太阳、风、波浪或潮水产生动力的遥远地方。
在需要大规模转化可再生能来取代对化石和可裂变燃料的依赖的情况下，图4的系统实施方案400提供了全面的太阳能转化及地热能增强和储存。图5示出了支承缆402和玻璃窗404、406和408的组件的截面图，所述玻璃窗404、406和408用于捕集全太阳能谱的实际所有波长以加热如图所示组件412下方或经过通道414和416的区中的空气。缆402可以由任何合适的材料如钢、玻璃、陶瓷、聚合物、碳或这些材料的组合的棒、金属丝或纤维制成，其与膜410一道支承一个或多个透明玻璃窗404和406以转化大面积的太阳和/或地热能用于能量生产。太阳辐射与来自下面的土地的红外辐射一道进入图5的阱中并转化为热能以加热所示通道414和416中及下面的空气。
图4示出了利用例如图5和/或6中所示玻璃窗产生电和/或氢的系统400。空气由地热和/或太阳和/或各种能量转化过程所排出的热加热并上行以推动立轴涡轮机。转子490、432和/或434与定子例如所示450一起将空气递送到地面或一些其他合适的边界与膜410或421之间的风室中，如图所示。这样的流动空气收集太阳能并取走自地热源、其他发电机和热力发动机如太阳能发动机-发电机470通过热交换器476、内燃涡轮机、活塞式或旋转式发动机460、481和热交换器480所排出的热，如图所示。这类排出的热包括发动机套和油冷却以及优选由氢自发电机取走的热，所述氢之后在热力发动机中燃烧或者再循环通过热交换器。优选通过所示绝缘排气管461和464在最后的太阳能加热阶段后加入来自内燃机排气流的较高质量的热以增加膨胀涡轮440和444和/或与一个或多个定子如442一起获得的功。
优选用在排气然后被加到如440和444处所示一个或多个动力转子处的气体中之前驱动发电机或压缩机的一体化排气涡轮运行内燃活塞式和旋转式发动机。来自动力转子440和444的输出的速度可以增大或减小并用来驱动压缩机/马达转子432和434以及发电机438，如图所示。
在许多地区，还有利的是自天然地热源和/或地下热储存器提供增热并如图所示在热交换器484的深度处交换。热交换器480自地热能转换系统如液压泵482和发动机481和/或在做机械功、运行化学过程和/或产生电后最终排热的热电和/或热化学过程排热。这样排出的热加到在涡轮440和444处提取的能量上而增大组合装置系统的容量，同时改善排热过程并因此协同地提高太阳和地热能转换过程的效率。
在通过接受来自膜410和421之下区内热交换器的加热进行这类协同有利的冷却之后，空气被循环到如图所示膜410或421和406或420之间的通道中以获得额外的太阳能。经加热的空气然后被递送到一个或多个动力转子，这些动力转子如440和444所示。可变螺距流量控制器443、441和442与转子490、440和444相协调，这些转子也可根据需要提供可变螺距以优化能量转化过程。流动导向器443、441和450处的空气速度主要受此多个组合的混合循环系统中太阳能的可得性和来自其他贡献者的热及湿度的影响。
当太阳热、地热和/或自所示其他装置排出的热足够且周围空气相对干燥时，有利的是使移动通过系统的空气具有更高的湿度。水被蒸腾和/或喷射在系统560内或周围的作物上和/或通过合适的喷射器500和504分配到在下流结构502和510内通行的空气中以冷却周围气团并因此在通过涡轮432、434和490的下行空气中产生增大的推动力以为发电机438和492提供动力和冷却光伏收集器403，如图所示。增湿空气对于增加向所示涡轮490、440和444的能量递送也高度有利，这些运行由计算机控制器401适应性地优化。
使流动导向器443、441和442以及转子432、434、440、444和490具有宽幅变化的螺距使得实现发电机492和438在气候、地热和组合循环运行的整个增热范围上同步运行。
经加热空气流的这种精密适应性控制因此在太阳能强度、地热及周围条件的所有水平和组合下产生最大涡轮效率。流动控制器441、442和450以及443的一个重要优势在于密度较大的所导向空气以较高速度被递送到如图所示动力涡轮490、434、432、440和444。这包括提高空气速度并在转子490、440和444的可变螺距叶片的最佳部分处递送，以最大化扭矩的产生及分子动能和流动向轴能的转化。
需要时自所形成的风室内的泵432和434提供强制空气流动将降低热从高峰或基本负荷热力发动机460、470和480排出的温度，从而提高这类发动机的热效率和因此总体系统效率。太阳能发动机470如Stirling循环发动机和522中的热化学过程可以是任何合适的类型，包括共同待决的美国专利申请号08/700,577中所公开的那些。
太阳能发动机470的效率的进一步提高通过收集落在应用地区中的雨水提供，包括自倾斜的膜404和/或426流进贮存器471和473中的，如图所示。雨水被收集在带衬里的贮存器473中并由泵550递送到一个或多个电解器702和704。在尽可能多的热被热交换器476递送给行进向膜404、406、408和410所服务的通道下和中的太阳和/或地热加热的空气后，收集的水还用来提高传热速率和冷却井471内的地下热交换器472，如图所示。
取决于所选膜材料的热稳定性和可从地下得到的地热能，优选提供膜410作为红外捕集膜并提供膜421作为平板黑膜，所述平板黑膜在表面中具有大量棱角或者与具有这样的棱角的膜一起使用。图6示出了多个用于辐射捕集和传热的皱纹或通常“W”形状的折叠的引入，以大大增加通过传热膜515、424和425所获得的太阳能和/或地热吸收性、传热面积和空气温度。可以在如图所示膜417跨距中放置一个或多个透明的平行膜，并可以在针对膜415所示的跨距中提供一个或多个透明膜以建立分离的空气室通道。这些空气通道可以具有合适的阀门以可控地提供受限的空气流来绝缘和增加在罩住膜423的中心通道中的停留时间，从而产生温度高得多的空气。这使得在中心通道中实现基本温暖如94℃(200°F)到204℃(400°F)的空气的快速获得，所述中心通道自接触不透明扩展表面膜423和424及来自不透明扩展表面膜423和424的辐射而获得热，如图所示。
在图6的实施方案中，通常优选使膜419在交替的介电层之间具有一个或多个反射层并将该膜安放为与气体密封膜427稍微分开，如图所示。这将增加太阳能捕集和扩展表面膜424的加热并因此提高太阳能到热能转换过程的效率。逃逸进反射膜419下方区中的热由下面的空气室或扩展表面膜423捕集，扩展表面膜423或多或少如关于膜424所述的那样构造，且随着空气通过所形成的通道，空气被加热。提供对经扩展表面膜421加热的空气流通过空气通道的速率的限制，以在获得所需的温度以递送向如图所示转子440和444这点上进行改进。通常希望将通过膜421上方绝缘空气通道的空气流流率控制在使向周围外部空气损失热最小化的速度下。通过所有空气通道的流动速率可根据可得到的太阳能和/或地热和/或由高峰发动机和/或基本负荷发动机所排出的热加以调节，以在如图所示涡轮440和444处取得最佳温度。
一些适合于图4、5和6中所示实施方案的膜的常见材料包括防高温和UV的尼龙、聚酯、各种含氟聚合物和聚硅氧烷。当需要膜来反射辐射和产生绝缘品质时，可以采用铝、银、铬、镍、锌、铜、金或铑和/或提供二分光反射的材料的非常薄的涂层。通常需要在保护性聚合物的薄层之间夹入反射表面。有效的绝缘或传热阻断可以通过使用1至8层反射表面并在各层之间使用透明聚合物来提供。
优选采用一个或多个涂层或在膜404和/或406上提供表面几何形状来增加低的入射辐射角度下的太阳进入透射并提供膜415和428作为捕集太阳光谱的透明窗口但用作来自下面的较长波长红外辐射的反射器或阻断器。还优选在膜423下面提供反射膜421以防止热损失和向423上方形成的室通道中的空气提供增加的热加入。膜421优选由多个膜制成，这些膜具有夹在两个介电层之间的非常薄的铝或类似反射物质的层。这使得能够保护镜般明亮的铝的非常薄的真空沉积或溅射层使之免于氧化和损坏。
缆402和422优选为膜如404、406、410、420、421和426提供支承网络，包括与“鸡栏”支承网络类似的正方形、平行四边形和六角形图案。这将提供强有力但柔性的支承并使得这样的膜能够允许非常多的太阳辐射进入到所支承的能量阱并使得能够在很大程度上适应热收缩和膨胀，同时确保经受和抵挡大雨或雪载荷和大风的能力。因此，所产生的网络中缆的直径和极限拉伸强度可以相同或不同，以满足跨接支承物的材料强度需要和经受事实上任何刮风情况或大雪负载。但在大多数情况下，意在使这样的缆网络是永久性的而相对较廉价的膜可根据需要再循环和更换。
在周围湿度相对较低的情况过程中，优选容许空气通过塔502并如所公开的那样增加湿度以从涡轮发电机490-492提取电。在周围湿度高的情况过程中，优选容许空气通过排气塔443之间的通道进入马达/压缩机432和424的中心入口。自塔443上升的热空气使得冷空气沿着并平行于膜404行进以使上升的热排气与通过塔之间穿行向510的进入空气的混合最小化。冷的周围空气因此绕着并在塔22之间沿膜404或426行进以进入空气处理器432和434的入口，如图所示。
总体能量转化效率受熵增益及构成本发明的一些实施方案的各种集热和能量转化系统所递送的温度的限制。总的混合系统作为巨大的热力发动机运行，在任何瞬间具有一个或多个热源和能量转化操作。在典型的夏季运行日，压缩机432和/或塔502入口处的周围空气为约311°K或38℃(100°F)，如果递送到涡轮440的空气被加热至422°K或149℃(300°F)，则对于能量转化效率来说，一个子系统的Carnot极限值应为：
效率＝1-(TL/TH)或1-(311/422)＝26％            方程式3
在冬季，递送到压缩机432的周围空气可能为约283°K或10℃(50°F)，如果递送到涡轮440的空气被加热至422°K或149℃(300°F)，则能量转化效率的Carnot极限值应为：
效率＝1-(TL/TH)或1-(283/422)＝33％            方程式4
太阳能发动机470类似地受益于排热的较冷情况。发动机470内经加热的工作流体的典型温度为约1088°K或815℃(1500°F)，如果排热温度为311°K或38℃(100°F)，则能量转化效率的Carnot极限值应为：
效率＝1-(TL/TH)或1-(311/1088)＝71％        方程式5
在冬季和在水冷却热交换器472时，热可在约283°K或10℃(50°F)下或更低温度下排出，能量转化效率的Carnot极限值应如方程式4所示得到改善：
效率＝1-(TL/TH)或1-(283/1088)＝74％        方程式6
在系统用于基本负荷供电的情况下，优选组合太阳能与若干其他利用可再生能资源的子系统。热力发动机460优选以例如如前面所公开的储存在或源自地热地层的氢和/或氢与甲烷或天然气的混合物为燃料并将燃烧产物排放到所示第一级动力涡轮440中或附近以有效提高涡轮效率。这样的热力发动机的排气温度通常为815°K或538℃(1000°F)或更高而可为相连的排气涡轮462供给能量以驱动发电机或压缩机。来自内燃机的废热所驱动的相连燃气涡轮的排气，通常为450到600°K之间，仍足够热以大大提高图5和6的太阳能捕集玻璃窗系统所取得的温度。
表3示出了使用这样的排气废热来提高进入动力涡轮440的气体的温度的对比优势。
表3：子系统CARNOT效率极限值
 涡轮进口温度   排气温度   效率极限值
 422°K或149℃(300°F)   311°K或38℃(100°F)   26％
 477°K或204℃(400°F)   311°K或38℃(100°F)   34％
 533°K或260℃(500°F)   311°K或38℃(100°F)   41％
 588°K或315℃(600°F)   311°K或38℃(100°F)   46％
除提高进入涡轮440和444的气体的温度外，还优选通过离开内燃机460和/或排气涡轮462的高速气体的动量传递在经太阳能加热的空气柱中加上相当大的速度。这将增大转子440和444的扭矩产生、热效率和因此输出。
超过基本负荷需要的电力生产被用来在电解器102中电解水或有机电解质，如共同待决的美国专利申请号09/969,860中所提供的。如此产生的氢被储存在合适的容器中、由压力调节器或涡轮膨胀机536储存在递送管道如534中或者储存在远方或当地的地下贮存器543中，如图所示。氢和/或Hy-boost燃料的热且加压的流的势能由如图所示涡轮发电机537提取以递送如运行发动机(如所示460)所需要的期望压降。在替代方案中，如共同待决的专利申请公开中所公开的，这样的压降被递送到发动机的膨胀行程。
在许多当地和远方的储氢地层中，优选通过延伸通过地层的管或存取孔提供至和自地层的分配，如水平引伸通向贮存器543的存取孔542所示。
现场和管道获取的地下储氢的利用使得可以以再生模式使用燃料电池如可逆电解器702和/或使得热力发动机包括460、470和481可以由燃料或根据需要补充以工作流体来提供动力以满足发电需要。同样，这样的氢是冷却电气设备包括发电机492和438以及电解器702和整个其余装置和运行中用到的各种变压器和倒相器的优选工作流体。在对这类设备进行减风阻并冷却后，优选使用这样的氢作为所示热力发动机的燃料。
优选使管道534的尺寸适于大量储存所产生的氢。在太阳能增益低的时间过程中及在夜间，优选通过利用来自管道和/或贮存器的氢来为发动机如460、481和可逆燃料电池702提供动力以满足电力需求。另外的储存优选由从地热受益和/或枯竭的石油地层及其他合适的地层如盐或石灰石洞穴提供。
事实上，北美洲的每个地区及每一个其他洲均有着适宜地多孔并密封在足以安全且高效地储氢的深度处的地质地层。许多这些地层同时是大量地热能的源。示例性地，在有机材料在其地质演进时沉积的情况下，这类地层已数百万年地储存甲烷。在其他情况下，已因大陆漂移所致的热橄榄石与石灰石的碰撞而产生氢并数百万年地储存在这样的地层中。
优选提供发动机460为可快速向涡轮440和444提供电和附加的热的快速起动发动机以改善输出，这样的输出改善可能是满足快速增加的发电需求所需要的。如果需要，可以通过在定子441的输出中直接燃烧氢和/或其他燃料来提供另一快速响应。
太阳能的特别高效的利用通过应用太阳能来将烃解离为氢和碳而实现。氢可如所公开的用在热力发动机和/或燃料电池中以提供轴功和/或电。该过程所提供的碳可用来制造耐用品，包括利用风、波浪、水和太阳资源产生动力的设备。这包括关于供碳体和/或供氢体的解离的我们共同待决美国专利申请中所公开的发明实施方案。在氢和/或其他燃料被用在实施方案400的位置处或附近的热力发动机或燃料电池中的情况下，优选将这样的能量转化系统所排出的热于使熵增加最小化的点处加到移动通过系统的空气中。
在另一实施方案中，本发明通过加入太阳能来减少电解所需的电能而减少熵增益。约18克(一克摩尔)水由与生成自由能ΔG(其为237.13kJ)等价的电功分解。此过程是吸热的，还消耗(TΔS)等于48.7kJ/mol的额外能量，这对应于所产生的氢和氧膨胀到标准温度和压力时所做的功。
ΔH＝ΔG+TΔS            方程式7
方程式5.2  285.83kJ/mol＝237.13kJ/mol+48.7kJ/mol。
由于解离过程是吸热的，故加入太阳能和/或来自其他过程的废热将是有利的。如果其升高电解的温度，则这样的热加入将特别有利，因为其将减小吉布斯自由能(ΔG)的量，而这样的能量必须以电功形式提供。因此，必须施加的总电压低于在室温下解离水所需要的。
假定所述吸热能来自废热源或环境，则解离水所必须施加的最小电压为：
ΔG＝-nFE°                                方程式8
由于此最小电压需要(E°)取决于自由能(ΔG)的改变，故E°等于ΔG除以交换的电子数(n)乘法拉第常数(F＝9.648x104)的积或(nF)。当电解温度升高到25℃的标准温度之上时，随着电解温度接近于绝热化学计量燃烧反应所产生的温度，自由能将接近于零。
为产生所需密度下的加压储氢和储氧，可取的是提高电解的压力。提高压力需要较高的电解电压。方程式5.4示例了压力和电压需要的关系。电解电压(Ep)可用E°加对应于压力升高的能斯特调节量得到。
Ep＝E°+RT/nF ln PH2(PO2)/PH2O                方程式9
假定氢和氧在相同的压力下产生且所给水在该相同的压力下为液体，则方程式9简化为：
Ep＝E°+3RT/4F(ln Pi/Patm)                    方程式10
为从10,000PSI的水产生10,000PSI的氧和氢，电压增加量为：
3RT/4F ln Pi/Patm＝3RT/4F ln 680.3＝3(8.3144J/molK)298K(6.522)/4(9.648x104)＝0.125V                        方程式5
升高温度至产生水蒸汽将降低解离水所需的电压，如能斯特和/或吉布斯能量衡算所示(ΔG°T＝ΔH°T(298K)-TΔS°298K)。
因此，随着TΔS°298K接近于ΔH°T(298K)(其为285.83kJ/mol)，解离所需的电压接近于零。标准温度下熵的变化(ΔS°298K)为0.1634kJ/mol，因此：
285.83kJ/mol/0.1634kJ/mol＝1,749K或1,476℃(2,689°F)
作为在几乎每个洲上为季节性增强地热能的混合(hybridization)机会的示例，表1表明，与较温暖的地区如佛罗里达的Gainesville相比，在例如阿拉斯加中部的Fairbanks地区和其他北部平原，在白天较长且天空相对较晴朗的情况下，可得到相当大的夏季能量。在晴朗夏日的较长白天过程中，如所示，阿拉斯加的Fairbanks地区和加拿大的类似地区比北美洲的八个“看似更暖和的”城市接收更多的太阳能。
图7示出了用于在抛物型收集器520的焦点处向通过递送管线530供给的供氢体如甲烷或水加入太阳热以允许这类加压供氢体在降低的电压或无电压下解离的实施方案522。如此提供的加压的氢由管线532递送至储存和/或由管线534递送，如图所示。在一个方面，电解器，包括本文中所公开的那些，可以提供原料，包括加压的氢。
图7一般性地示出了过程回路的部件，包括太阳能集中器520，太阳能集中器520跟踪太阳以不断地将镜712所接收的反射太阳能聚焦在反应器714的接收区730上以产生高的操作温度。固定底座704罩住驱动系统并提供材料向和自反应器714的传送。反应器714的燃料和原料如填埋场甲烷通过连接至管道718和/或530而被递送。
在反应器714处理流体原料如污水组分的情况下，优选通过连接至适宜的管道715递送该原料。产生或递送的电通过缆组717传输。反应器714产生的氢和/或其他流体被递送到管道716并递送到地热贮存器543以便在当地或远方储存和分配以满足市场需求。台706绕着中心竖直轴旋转以提供反应器714的太阳跟踪，反应器714装配了镜712，如图所示。提供了如图所示绕着支承710中的水平轴709的协调旋转以跟踪太阳和产生点聚焦太阳能，该点聚焦太阳能自镜组件712反射。将待加热的有机固体和半固体装载进料斗708中，料斗708将这类材料进给到螺旋输送机724中，图8示出了螺旋输送机724的一部分。
图8示出了接收器714的实施方案720的详情，其包括固定接收管722及旋转螺旋输送机和挤出管724，其中整体式螺旋螺纹726迫使反应性成分如有机材料进入区730中，在区730中，其由集中的太阳能快速加热至高温。太阳能的充分集中易于通过抛物面镜、球面镜或定日反射镜阵列获得以产生500℃到2500℃的典型运行温度，这由材料的物理化学性质及密闭管722的构造规格造就。
其他形式的可再生加热也易于适应，例如使用来自发电机的电的感应或电阻加热，所示发电机由落水、风、波浪作用或由接收集中的或非集中的太阳能的光伏阵列403或由太阳能发动机-发电机470或由使用本文中所述的各种操作产生的燃料的内燃机如460提供动力。类似地，预期燃烧一部分反应器714所产生的燃料以充分加热区730，以便实现方程式11、12和15的反应。区730的这组备选热源示例了在为维修停机、断断续续有云团覆盖或黄昏的情况下补充或代替为确保连续运行所需的太阳能的优选措施。
用先前产生的氢和/或一氧化碳的部分燃烧对区730补充加热或代替太阳热优选通过经管732的膛孔731内的管737自电解器707递送氧而实现。通过基于填埋场甲烷和/或氢运行热力发动机703并为发电机705提供动力，将提供一个重要的协同好处。任何过剩的发电容量都可被用来在电解器707中产生氧和氢。通过这样的操作产生的氢可易于储存在管道716和/或534中以供销售，而氧可被用来大大提高通过反应器714所产生的燃料的部分燃烧生热的过程效率。
当使用氧来通过部分燃烧产生热时，通常由空气供给的氮的消除将大大降低通过从管732内的气体混合物冷凝或过滤水来净化氢气的成本。如图所示，管737递送氧以燃烧所需量的燃料，这样做热损失最小且氮的加热最小，而如果使用空气作为氧化剂，则将存在氮。
管722因此实现容纳处于缺氧条件下的有机原料并向生物质传递太阳能的功能，所述生物质被传送到集中热流加热区730以促进如下一般反应：
CnHmOx+热1→xCO+m/2H2+(n-x)C         方程式11
C6H10O5+热2→5CO+5H2+C               方程式12
含CO和H2的气体产物中也可能可见小量的NH3、H2S、N2和H2O，该气体产物由压实的固体迫使进入如图所示旋转螺纹管732的中心膛孔731中。优选使H2S与铁反应以形成硫化铁或随着氢的释放收集在过程所产生的碳中。优选通常以氨的形式收集固定氮、以硫化铁的形式收集硫，并将这些物质与按本发明收集的灰分一道用作土壤养分。
如图所示，固体如碳和灰分736通过螺旋管732沿螺纹734的旋转运动而从区730提取。优选使用高温绝缘件740如图所示覆盖接收器714的端部，且随着被螺旋输送机732提取的富碳固体与移动向接收器和反应器组件的经加热的区730的生物质之间的逆流热交换，绝缘区域742提供热量保存。在不可得到太阳能的时间过程中，绝缘套筒748被用来覆盖区730并优选由伸缩管引导器支承和引导向和自所示存放位置，这里引导器被拆下了以便能够示例所示其他部件。
在压实和逆流预热的初期移除的水和其他气体优选通过百叶窗或孔744放出以便可通过收集管746提取。对于许多原料如粪肥和污水，该水通常含固定氮和其他土壤养分而优选用以补充土壤适耕性和生产力。
在优选纯碳和纯氢的情况下，可将生物质预处理以移除形成灰分的物质如钙、镁、磷、铁和其他矿物。生物质的灰分成分常常被浪费性地填埋在填埋场，或者，在从污水系统排放废水及垃圾处置操作时，其可能逃逸到河流、湖泊和海洋。本发明的一些实施方案允许灰分矿物易于收集并返回到有用的应用中作为土壤养分。这可通过机械分离与生物质在合适溶剂中的解离以分离灰分组分的组合实现。
如前面所公开的，实施方案72提供了生物质如碳水化合物和纤维素按如下一般反应的缺氧消化：
n(C6H10O5)+nH2O+热3→n(C6H12O6)     方程式13
n(C6H12O6)→3n(CH4)+3nCO2+热4       方程式14
方程式13和14的过程之后剩余的含水液体中捕集的土壤养分通过各种技术(包括加到灌溉水中)有效地转移到耗竭土壤。二氧化碳易于通过冷却产生相变分离或通过吸附在合适的溶剂如水中而自方程式14的产物移除。在25个大气压和12℃(54°F)下，二氧化碳可以约21.6个体积气体每体积水的程度溶解在水中。提高压力和/或降低温度将增大每体积水溶解的二氧化碳的量。在从甲烷中分离出二氧化碳之后，降低压力或提高温度来释放溶解的二氧化碳。
图9示出了过程760的框图，过程760包括：光合作用762，以产生有机材料；缺氧解离和/或消化764，以产生甲烷和二氧化碳；冷却和相分离或压力摆动吸附系统768，以通过二氧化碳在合适的介质如水或受阻胺内的差异吸收而分离二氧化碳与甲烷和/或氢。包括二氧化碳、甲烷、氮气和其他气体的混合气体被迫使进入液体溶液中。在移除未被吸收或冷凝的甲烷和其他气体后，自分离系统收集的二氧化碳优选被利用来制备聚合物泡沫绝缘和轻质混凝土以建设低能耗住宅。
加到反应器720的管722的烃如甲烷在热区730中分解形成碳并释放氢，如方程式15所示：
CH4+热5→C+2H2                        方程式15
由以方程式15为特征的过程产生的碳提供了碳源，以供储存或制成各种形式以增强耐用品和产品的性能。通过方程式15的一般过程自烃产生的碳避免了每吨碳约3.67吨二氧化碳的产生，这些碳被利用在这类耐用品中。通过方程式15的一般过程自烃产生的氢可以与来自大气的氮反应形成氨或者与合适的二氧化碳源例如来自电厂、啤酒厂、焙烤食品厂或煅烧车间的二氧化碳反应产生甲醇。这样的氨和甲醇因此充当储氢物质，每体积这些储氢物质将比深冷液态氢提供更多的氢，且本实施方案作为二氧化碳净减少系统运行，每吨碳避免了约3.67吨二氧化碳，这些碳由例如方程式15所概括的过程收集。
物质如氨和甲醇可在相对较低的压力下被注入到地热地层中并于增热后在高得多的压力下转变为蒸气。与通过燃烧方程式15的烃原料可获得的能量的量相比，这使得操作如关于图1-6所述的能够具有高得多的能量返回。此外，本实施方案提供了高得多的可盈利商业机会，每吨碳还避免了超过三吨的二氧化碳，这些碳被用以生产耐用品。
为产生给定量的截存碳，方程式15的过程中所需的热的量大大低于自大气收集和解离二氧化碳所需的能量。实施方程式15的过程所需的装置远没有从大气提取二氧化碳并将其分解成碳和氧所需的装置那么复杂，而是要简单得多且更坚固。类似地，通过烃如甲烷的解离产生氢所需能量的量远低于自水产生氢时的需要。这样的氢可在当地或在很远的地方使用，包括在当地或远方间歇地储存于一个或多个地热地层如86、176或543中并随后在马达-发电机94、178或537中膨胀以最终作为热电联产(CHP)应用如107、109、131、137和/或460的燃料，而提供比现有技术的常规方法高得多的总体能量利用效率。
在将烃(包括生物质固体和甲烷)转化为碳和氢的过程中，解离反应的产物如关于方程式11、12和15所示的那些倾向于比反应物占据更多体积。用于进行这些吸热反应的组件714的装置720可易于用经挤出机螺纹726沿向区730的入口压实的富碳材料和沿区730的出口的挤出机螺纹734压实的富碳材料密封反应区730，以使得通过膛孔734出去的氢和其他气体可被膛孔731出口上的旋转接头和压力调节措施加压至所需的程度并保持。
在甲烷进入反应器720之前，优选用合适的加压技术加压冷甲烷至从反应器720递送氢的所需压力。如果缺氧消化中产生的气体通过液化分离，则这易于通过使甲烷气化至所需的压力而实现。通过各种泵和压缩机770的加压也可用于此目的。
可产生的碳的类型有很大变化，具体取决于市场需求及实现方程式15的过程的相应温度和压力。被递送至制造阶段772的甲烷可按需要加工以产生纤维、炭黑、合适基材上的金刚石样镀层、石墨晶体和呈包括美国专利申请08/921,134、08/921,134和09/370,431在内的共同待决公开所对应的一些其他形式。
还预期，对于某些应用而言，作为热量保存优势，螺旋输送机732应设计为进给路和预热器，其中氢通过膛孔731递送，而区730中的反应产生的碳由适宜地设计的与进入的原料逆流热交换的挤出机724输送。这种布置将提供进入的原料在到达区730之前由与原料反方向地经过的产物平行流从内部和从外部的逆流加热。
方程式15的反应形成的碳由螺旋输送机732携带，所述碳与管724逆流热交换以预热进入的甲烷及因此提高太阳能完成方程式15的过程的总体效率和速率。产生的氢被收集在输送管732的膛孔731中，并与向着区730经过的反应物逆流热交换而移除热。产生的可再生的氢可被用于燃料电池或现有的发动机中，其实际上将净化空气并提供比环境大气更洁净的排气。
随着方程式15中所概括的过程产生碳，其不断地形成输送机螺纹726与管722的内壁之间的气密密封。这优选通过减小需要最大压实之处的螺旋挤出机螺距来确保。通常需要在经历向氢的转化的材料经过区730之后在螺旋输送机经过区730中的出口上提供最大的碳压实和密封效果。
除如所示的螺旋输送机外，预期方程式11、12、15、16和18中所示过程中反应物的输送可由众多其他措施进行。示例性地，可用往复式柱塞代替螺旋输送机724来迫使生物质进入反应区，而碳可通过其他提取方法从热端提取，包括用链传动输送机代替螺旋输送机732。
在需要产生液体燃料或溶剂如一种或多种松烯(turpene)的蒸气以及其他有价值产品的情况下，通常可调节反应温度至较低的温度或者提高成分的生产速率。可用的化合物如氢、碳、甲醇和松节油可以产生并收集在管膛孔731中，如针对一部分具有所示平均化学式的典型生物质废弃物原料的方程式16中所概括的那样：
C6H10O5+热6→CH3OH+4CO+3H2+C            方程式16
如果需要更高的液体燃料和/或溶剂产率，则可使方程式16的典型过程中产生的一氧化碳和氢优选在合适的催化剂的存在下反应以产生另外的甲醇和氢。
4CO+3H2→4CH3OH+H2+热7                  方程式17
生物质行进到区730中的速率及通过螺旋输送机32提取固体残渣的速率优选由计算机控制，该计算机响应压力、温度和其他类指标的仪表测定及气体、蒸气和固体残渣流中的产品质量。
一氧化碳可通过如方程式18中所概括的过程所示的歧化作用分解或转化为所需的截存碳形式：
2CO→C+CO2+热8                          方程式18
解离或如方程式18中的歧化反应是放热的，将在10-40个大气压压力和500℃到800℃的条件下进行。
如果市场行情支持制氢用于燃料电池或热力发动机以净化空气，则可使一氧化碳与水蒸汽以如方程式19中所示的放热反应反应产生氢：
CO+H2O→CO2+H2+热9                        方程式19
方程式11和12中概括的过程所产生的一氧化碳可被转化为众多产物以满足市场需求，如选自如图9和10中所示需要制氢和/或碳的过程。优选利用方程式17、18和19的过程所释放的热作为吸热反应如方程式12、15和16的过程所需的热加入的一部分。
图10示出了从光合作用开始生产有价值的燃料、溶剂、化学前体和广泛的截存碳产品的优选过程步骤，其中，通过光合作用，如782中所示，将产生有机原料如粪肥、垃圾和污水，这些有机原料在如784所示的过程中通过逆流再生预热和缺氧热解、优选通过关于图7和8所公开的实施方案转化为富碳的残渣和流体如甲醇、氢和一氧化碳。
缺氧热解所产生的气体如氢和一氧化碳由泵783递送并在786中分离产生所需的纯化程度。泵788递送一氧化碳至通过计量泵790和792按适当比例分配并进一步转化为广泛的产品，例如过程794、796和798中所描述的那些。
在过程794中，随着一氧化碳解离成碳和二氧化碳，将产生热8。在过程796中，随着一氧化碳与氢化合产生甲醇，将释放热7。过程798使得水蒸汽与一氧化碳以放热反应反应产生氢和二氧化碳。这些放热过程所释放的热被用以产生过程798中所用的水蒸汽、在于过程784中提供附加的热之前干燥生物质原料、在过程772中用来加热缺氧消化器764以提高甲烷和/或氢生产的速率以及用于一些其他有用的用途。
因此，本发明的一些实施方案提供了自大气截存碳的实用方法，所述方法包括光合作用、收集光合生物质和加热所述生物质以产生选自碳、氢、甲醇、松烯和灰分的产物。一般让腐烂进入大气并导致二氧化碳和/或甲烷累积的生物质废弃物现在可以被利用，以高效地产生氢、碳和土壤养分。具有热力学和热化学优势的实用系统从供氢体和/或供碳体化合物提取碳和/或氢并允许这样的氢在一次或多次间歇地储存在一个或多个地热地层中之后被用在一个或多个当地的或者相当远距离处的子系统应用中。在最终被用在燃料电池中或被内燃机、外燃机、组合循环热力发动机和/或在热电联产应用中燃烧之前，这样的氢长于促进热交换和在一个或多个膨胀马达中膨胀。
地面区域中已出现空气和土壤变暖的扰人趋势，而沼泽、湖泊中、海底上、作为极地冰盖、冻原和永冻层的冻结组分已储存了有机物质。这类沉积物，特别是包括保存在冰和冻结的有机沉积矿床中的甲烷水合物和有机材料，可能处于2000英尺深的地方并已估计含比在更深的煤、石油和天然气矿床中目前所有的碳多得多的碳。这样的有机碳源即便相对较少地转化为二氧化碳或甲烷的释放也将不止使地球大气中的碳物质浓度翻番。
每年释放的数百万吨二氧化碳、甲烷和其他温室气体导致的全球变暖正使地球的永冻层变暖并使得细菌和其他微生物得以将有机内容物转化为产物如甲烷和二氧化碳以及其他温室气体并释放磷酸盐和硝酸盐。
示例性地，自然栖息地正受到植物物种快速生长的威胁，这些物种死亡并导致先前供养鱼的水体变成缺氧的死区。来自海冰融化的这类沉淀物导致渔业损失，解冻的永冻层加剧了沿海地区的侵蚀，使得村庄被遗弃或搬走。
图11示出了实施方案800，其可用在大面积海底上来从甲烷的缺氧产生收集甲烷或提供甲烷和二氧化碳从解冻的永冻层通过防渗膜830下面的管812中的孔隙或穿孔814的收集，防渗膜830可以有一个或多个层如810，在一些应用中，所示一个或多个层可被金属化以提供选定波长下的辐射的反射。膜830可以包括多层绝缘材料如聚合物膜，且各个层可以包括合适的反射涂层或膜如铝、银、铬、锌或双消色差反射涂层以控制辐射的通过。在其他应用中，膜830可以促进辐射转移以例如允许排热到夜空情况或获得辐射以向膜830下面所含材料加热。
可利用热管如840将热从膜830下面移至地表以移除热和保护膜830下面的永冻层，如图12中所示。随着合适的液体在区842中蒸发且蒸发物在区844中冷凝而向周围释放热，热被转移或移除。随着循环继续，区844中产生的冷凝物排泄到区842以通过蒸发移除更多的热。因此，当区844中的周围温度低于区842中的温度时，热将被移除至地表。当区844中的温度等于或超过区842中的温度时，热管840将待机直至有助于继续传热的情况出现。热移除速率的调节可通过操作阀门如846提供，以控制区如永冻层822上方道路中的热膨胀或收缩，从而防止因破坏道路的膨胀或气袋所致的道路损坏。
在操作中，可以利用顶层的雪、砂砾、污垢或土壤802来将膜830固定就位和/或保护膜830使之免于因通过caraboo或其他地表交通而被穿透。自膜830下面的区释放的甲烷可以被收集并由进行步骤如方程式20、21和22中概括的示例性程序的设备处理。
CH4+热→C+2H2                方程式20
CH4+C→C2H4                  方程式21
nC2H4→(C2H4)n               方程式22
甲烷被收集并解离产生碳和氢。这样的氢可以用来储存能量和/或用在合适的能量转化过程中以为进行方程式21和22中概括的过程的设备的运行产生动力。方程式20的过程所提供的碳可以如所示与甲烷反应产生乙烯，所述乙烯聚合产生碳的密集储存或作为各种可适于生产用于本发明的过程中的管、配件和阀门的聚合物。
在其他方面，将能量以各种形式的势能如热能、化学能、压力能和高度能储存在合适的地质地层中可以提供众多好处，包括与地层相互作用以提高所储存物质的温度、压力和化学势。这能够实现这样的能量转化系统，其将流体的一种或多种物质充注到地质地层，目的包括储存化学势能、储存压力势能、储存化学和压力势能、自地层向这类流体传热、来自所述地层的物质向这类流体的转移和自所述地层因所述流体的存在而产生物质。
这还能够实现一个或多个能量转化装置中至少一种物质的做功，其中至少一种流体物质被调节为提供如液体、混合的液体和蒸气、蒸气或气体的状态而被递送以驱动适宜的能量转化装置。
在含烃的地质地层中，所述系统可以提供通常地或特别地从地质地层提取一种或多种类型的烃的物质。
工作流体可由太阳或来自工业、商业、燃料电池和热力发动机源的排出热进一步加热，由此，一种或多种流体物质接收到转移自太阳、工业、商业、燃料电池和热力发动机源的补充热。
产生和调节工作流体使之处于相当的高度处将提高过程效率。高度将产生压头并使落下的工作流体具有更高的动能。这使得实现在一定的海拔高度例如风力涡轮塔、山或较高海拔高度处的其他地形特征、通讯塔和直立塔处提供或产生一种或多种流体物质，包括其中流体以蒸气或气体升高到所述海拔高度并在冷凝后用作落下以获得动能来供合适的马达利用的液体的情况。
所述流体或工作流体可通过经各种过程提取氢、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等产生。所述调节包括转化工作流体至所需的状态。这使得实现产生和调节流体的过程，包括过程如自缺氧消化器液体的催化释放，自含氢的化合物的电解产生，和自缺氧消化器液体在电和催化剂的联合推动下产生工作流体。这使得允许污水、垃圾、农场废弃物和森林废材被转化为工作流体组分，这些组分可被储存在地质地层中以提高能源安全性和使得在需要时能够调度以供能量转化。工作流体可被递送到地质地层，以例如储存化学势能、储存压力势能、储存化学和压力势能、自所述地层向这类流体传热、来自这类地层的物质向这类流体的转移和自所述地层因这类流体的存在而产生物质。工作流体可由氢、二氧化碳、或氢与二氧化碳的混合物、或甲烷组成，或者其可由其他选择如表2中示例性地列出的那些组成。这使得实现组合的储存、物质递送及一个或多个能量转化装置中至少一种流体物质的做功的产生，其中至少一种流体物质被调节为提供如液体、混合的液体和蒸气、蒸气或气体的状态而被递送以驱动能量转化装置。
所述系统可产生工作流体并将其递送以运行或驱动能量转化装置，然后利用由地热地层(包括地表、地表附近或更深的地层)所供给或地热地层中所储存的热来调节工作流体以便例如提供进一步的能量转化步骤和供养各种植物类型或为各种植物类型给以营养。
此外，所述系统可储存和/或产生和利用地热来产生和递送经调节的流体如二氧化碳、甲烷和氢以便例如为水生植物种植(包括用于燃料、化学品提取和食品生产目的的所选类型)、温室植物种植和溶液培养植物种植提高温度和供给二氧化碳。
该系统可实现氢或流体燃料自有机材料的提取且在经济上更高效，因为与替代化石石化物质相比，其花更少的能量从选定的作物制得聚合物。这样的系统还使得允许固定氮和痕量矿物返回到农耕、绿化和其他农业作业的土壤中。
在另一方面，系统包括将有机材料转化为一种或多种流体物质如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氢、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳以提供有效的经济发展引擎，该引擎将农场实践结合起来造就农业活动的增值。这可战胜花费超过石油的十卡路里在种植、施肥、耕作、收获和加工可食用物质上而仅获得一卡路里这类可食用物的低效实践。
另一实施方案提供了雨水的收集和储存以在能量转化过程中产生种植作物并提供蒸发冷却和增湿好处。
另一实施方案提供了一种系统，该系统用合适的过滤器、压力摆动吸收、温度摆动吸收、溶液吸收和膜分离通过选择性移除分离流体物质的选定组分并引入这样的选择性移除来将固定氮和/或痕量矿物返回到农业作业中或者选择性地移除化学物质以用于增值应用。
另一实施方案提供了一种系统，该系统提供了通过利用热进行热解离来从有机材料提取氢或燃料流体并将这样的提取物质储存在地质地层中。
另一实施方案提供了一种系统，该系统提供了逆流热交换以将有机材料转化为一种或多种得自利用热源的吸热过程的流体物质，所述热源例如一部分一种或多种所述流体物质的燃烧、太阳能加热、电加热和与能量转化装置如内燃机、外燃机、膨胀马达和燃料电池的热交换。
另一实施方案提供了一种系统，在其中，有机材料被转化为流体物质如氢和/或流体烃以供能量转化操作用，碳被提取以制造和生产耐用品以防止这样的碳作为污染组分进入环境中。
上述系统的改进包括：转化在收集有机材料的一个地点就地完成，而流体物质被输送到另一地点来提取碳。
在另一实施方案中，所述有机材料在此类有机材料丰盛的地方转化为所述流体物质，而所述流体中的一种或多种被输送到另一地方，在这里，将碳与所述流体中的一种或多种分离开以产生固体产品而防止所述碳作为气体化合物进入大气中。在向流体物质转化之前，使用热交换来干燥有机材料。热交换的源包括流体物质的燃烧、流体物质的高温和能量转化装置如发动机或燃料电池。
在该实施方案的一个方面，所述有机材料在向所述流体物质转化之前通过与源的逆流热交换得到干燥，所述源选自一部分一种或多种所述流体物质的燃烧、产生后温度高于所述有机材料的一种或多种所述流体物质、被加热到高于所述有机材料的温度后的一种或多种所述流体物质、和与选自内燃机、外燃机、膨胀马达和燃料电池的能量转化装置的热交换。
该实施方案的另一方面包括通过一种或多种过程加压所述流体物质，所述过程选自通过螺旋输送机压实、通过推杆压实和从固体到更大体积的流体的相变。
另一实施方案提供了一种用于逆流热交换的系统，所述热交换包括供氢体与所述供氢体的解离产物的热交换。在该实施方案的一个方面，解离由选自如下源的热引起：捕集的太阳热、集中的太阳热、燃烧热、地质地层热、自无燃烧的源的排出热。
另一实施方案提供了自供碳体或供氢体化合物提取碳或氢，其中所述氢在一次或多次间歇地储存在一个或多个地质地层中之后被用在一个或多个当地的或者一定距离处的子系统应用中。在该实施方案的一个方面，在最终被用在燃料电池中或被选自内燃机、外燃机、组合循环热力发动机和热电联产应用措施的措施燃烧之前，所述氢在一个或多个膨胀措施中进行膨胀。
另一实施方案提供了氢自微生物对生物质的作用而制得的物质的催化剂辅助释放。在该实施方案的一个方面，所述催化剂是有机的。该实施方案的另一方面包括选自辐射、振动、电动和磁力的推动力与所述催化剂的结合使用。
另一实施方案提供了一种能量转化装置，所述装置包括如本文中所述的要素，包括与风柱上行和下行、井、地质地层、管道、集水收集和聚合物材料相关的特征。在该实施方案的一个方面，装置支持不同的微气候区；所述区还包含子区；所述子区含独特的热、湿度、自然资源或可操纵以做功的能量转移特征。
另一实施方案提供了一种可持续经济发展引擎系统，所述系统包括：提高生产率的经济刺激方法；用于移除降低生产率的不利因素的方法；用于在种养殖、制造、能源生产、信息和能量管理领域创造工作机会的方法；和用于实施可持续性的宏观经济算法的方法。
另一实施方案提供了一种农耕过程，所述过程包括：通过降低种植作物所用的能量的成本来提高作物收成的方法；通过将痕量矿物返回到土壤来降低对肥料的需要的方法；用藻类对作物施肥的方法；水管理系统；能量生产和管理系统；和使用CO2提高作物生产潜力的用法。
另一实施方案提供了一种用于在微气候中种植作物的系统，所述系统可根据需要封闭或监测环境以增加空气(上升/下降气流)或降水；和宏观食物生产系统，以从作物废弃物(茎、杆、干草)收获碳或氢。
另一实施方案提供了一种鱼产卵系统，所述系统包括：提供养分、氧和清洁的水以支持鱼产卵的方法；监测和控制温度以提供环境支持的系统；和从生物质/液体提取蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物作为鱼的营养物的系统。
另一实施方案提供了一种家禽、猪、牛(动物养殖)系统，所述系统包括：在受控的环境中养殖动物的系统；用于无农药或肥料地种植作物的系统；和通过从酸雨及其他酸化水源(包括用还原剂调节至酸化状态的水)提取氢而净化水的水管理系统。
另一实施方案提供了一种能量转化过程，所述过程包括将一种或多种流体物质充注到地质地层的步骤，目的选自增热、间歇地储存化学和/或压力能、和从所述地层提取有价值的物质，其中由所述一种或多种流体物质中的至少一种在一个或多个能量转化装置中完成做功，其中所述一种或多种流体物质中的至少一种被调节为提供选自液体、混合的液体和蒸气、蒸气或气体的状态而被递送以驱动所述一个或多个能量转化装置。该实施方案的另一方面包括，其中所述地质地层含烃。该实施方案的另一方面包括，其中在将一种或多种流体物质充注到地质地层后，所述一种或多种流体物质从选自太阳、工业、商业和热力发动机源的源接收补充热。该实施方案的另一方面包括，其中所述液体在选自风力涡轮塔、山或升高的海拔高度处的其他地形特征、通讯塔和直立塔的实施方案所提供的海拔高度处产生。
另一实施方案提供了一种用于通过选自自缺氧消化液体的催化释放、自含氢的化合物的电解产生和自缺氧消化液体在电和催化剂的联合推动下产生工作流体的过程而产生和调节流体的过程。该实施方案的另一方面包括，所述流体选自氢、二氧化碳、氢和二氧化碳。该实施方案的另一方面包括，将其中所述流体递送到地质地层，目的选自储存化学势能、储存压力势能、储存化学和压力势能、自所述地层向所述流体传热、来自所述地层的物质向所述流体的转移和自所述地层因所述流体的存在而产生物质。该实施方案的另一方面包括，使用所述流体来推进能量转化装置。
另一实施方案提供了一种用于产生和利用地热来产生和递送选自二氧化碳、甲烷和氢的流体的过程，目的选自水生植物种植、温室植物种植、溶液培养植物种植和用作用于运行一个或多个能量转化装置的工作流体。该实施方案的另一方面包括，所述水生植物选自藻类。
另一实施方案提供了一种用于将有机材料转化为一种或多种流体物质的系统，所述流体物质选自甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氢、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳，其中选自硫化氢、一氧化碳和二氧化碳的一部分所述物质的移除通过选择性移除过程实现，所述选择性移除过程选自压力摆动吸收、温度摆动吸收、溶液吸收和膜分离，且其中所述用于将有机材料转化为流体的过程通过与源的逆流热交换实现，所述源选自一部分一种或多种所述物质的燃烧、产生后温度高于所述有机材料的一种或多种所述物质、被加热到高于所述有机材料的温度后的一种或多种所述物质、和与选自内燃机、外燃机、膨胀马达和燃料电池的能量转化装置的热交换。该实施方案的另一方面包括，所述能量转化装置利用选自所述流体物质的物质。该实施方案的另一方面包括，将所述有机材料转化为所述流体物质，并从一种或多种所述物质截存碳以产生固体产品而防止这样的碳作为气体化合物进入大气中。该实施方案的另一方面包括，所述有机材料在此类有机材料丰盛的地方转化为所述流体物质，而所述流体中的一种或多种被输送到这样的地方：在这里，碳从所述流体中的一种或多种中截存以产生固体产品而防止这样的碳作为气体化合物进入大气中。该实施方案的另一方面包括，所述有机材料在向所述流体物质转化之前通过与源的逆流热交换得到干燥，所述源选自一部分一种或多种所述流体物质的燃烧、产生后温度高于所述有机材料的一种或多种所述流体物质、被加热到高于所述有机材料的温度后的一种或多种所述流体物质、和与选自内燃机、外燃机、膨胀马达和燃料电池的能量转化装置的热交换。该实施方案的另一方面包括，通过一种或多种过程加压所述流体物质，所述过程选自通过螺旋输送机压实、通过推杆压实和从固体到更大体积的流体的相变。
另一实施方案提供了一种运行内燃机措施的过程，其中流体燃料在常闭阀措施所控制的时间引入到所述发动机中，所述常闭阀措施由机械运动措施激励，所述机械运动措施的频率与所述发动机中的功率生产事件相等，其中控制所述燃料的引入以完成选自发动机空转、超过空转状态的功率生产、全功率生产的任务。该实施方案的另一方面包括，所述阀措施由选自如下的措施控制：可在所述由机械运动措施的激励之前运行的电磁措施、可在所述由机械运动措施的激励过程中运行的电磁措施、在所述激励后由电动措施控制，其中所述电动措施选自电磁螺线管、压电器件、磁流体装置。该实施方案的另一方面包括，所述阀措施由所述机械运动措施激励，所述机械运动措施由选自如下的过程措施提供：旋转凸轮措施，与机械推杆措施耦合以实现所述阀措施与所述凸轮措施的实质性分离的旋转凸轮措施，与摇臂措施耦合激励所述常闭阀措施以使得实现所述阀措施与所述凸轮措施的实质性分离的旋转凸轮措施。该实施方案的另一方面包括，引入所述燃料的地点和条件选自：燃烧室措施，在所述燃烧室措施已为准备燃烧而关闭之后，所述燃烧室措施处于通过火花点火措施进行点火的位置处，所述燃烧室措施处于通过催化点火措施进行点火的位置处，所述燃烧室措施处于其中通过热点火措施进行点火的位置处，为利用所述燃料的动量来增强气态氧化剂向所述燃烧室措施中的流动的目的而选择的地点。
另一实施方案提供了一种运行内燃机的过程，其中流体燃料通过将所述燃料分配到气态氧化剂内的地点的措施引入到所述发动机的燃烧室措施中以提供选自如下的情况：将所述燃料分配在量超过可与所述燃料化合的量的所述氧化剂内，将所述燃料分配在所述氧化剂内以在所述燃料接触除所述燃料引入措施外任何限定所述燃烧室的固体表面之前完成所述燃料与所述氧化剂的燃烧，和通过所述燃料引入措施分配到所述燃烧室内的不对称地点处。
另一实施方案提供了一种通过供氢体与所述供氢体的解离产物逆流热交换的系统。该实施方案的另一方面包括，解离由选自如下源的热引起：捕集的太阳热、集中的太阳热、燃烧热、地质地层热、自无燃烧的源的排出热。
另一实施方案提供了一种提取系统，所述系统包括：自供碳体或供氢体化合物提取碳或氢，其中所述氢在一次或多次间歇地储存在一个或多个地质地层中之后被用在一个或多个当地的或者一定距离处的子系统应用中。该实施方案的另一方面包括，在最终被用在燃料电池中或被选自内燃机、外燃机、组合循环热力发动机和热电联产应用措施的措施燃烧之前，所述氢在一个或多个膨胀措施中进行膨胀。
另一实施方案提供了一种释氢系统，所述系统包括：氢自微生物对生物质的作用而制得的物质的催化剂辅助释放。该实施方案的另一方面包括，所述催化剂是有机的。该实施方案的另一方面包括选自辐射、振动、电动和磁力的推动力与所述催化剂的结合使用。
另一实施方案提供了一种能量转化装置，所述装置包括如本文中所述的要素，包括与风柱上行和下行、井、地质地层、管道、集水收集和聚合物材料相关的特征。该实施方案的另一方面包括，所述装置支持不同的微气候区；所述区还包含子区；所述子区含独特的热、湿度、自然资源、或可操纵以做功的能量转移特征。
另一实施方案提供了一种可持续经济发展引擎系统，所述系统包括：提高生产率的经济刺激方法；用于移除降低生产率的不利因素的方法；用于在种养殖、制造、能源生产、信息和能量管理领域创造工作机会的方法；和用于实施可持续性的宏观经济算法的方法；在微气候(人为的)居群(可持续的城市)内农耕；来自提取的碳的农场设备；和健康好处。
另一实施方案提供了一种农耕过程，所述过程包括：通过降低种植作物所用的能量的成本来提高作物收成的方法；通过将痕量矿物返回到土壤来降低对肥料的需要的方法；用藻类对作物施肥的方法；水管理系统；能量生产和管理系统；使用CO2提高作物生产潜力；用于在微气候中种植作物的系统，所述系统可根据需要封闭或监测环境以增加空气(上升/下降气流)或降水；宏观食物生产系统，以从作物废弃物(茎、杆、干草)收获碳或氢。
另一实施方案提供了一种鱼产卵系统，所述系统包括：提供养分、氧和清洁的水以支持鱼产卵的方法；用于监测和控制温度以提供环境支持的系统；和从生物质/液体提取蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物作为鱼的营养物的系统。
另一实施方案提供了一种家禽、猪、牛(动物养殖)系统，所述系统包括：在受控的环境中养殖动物的系统；用于无农药或肥料地种植作物的系统；通过从酸雨及其他酸化水源(包括用还原剂调节至酸化状态的水)提取氢而净化水的水管理系统；用于采用作物滴灌的系统。
另一实施方案提供了一种水管理系统，所述系统包括：净化水的系统；中和和净化酸雨的方法；从酸雨提取氢的方法；用于对作物采用滴灌管的系统。
在另一方面，提供了一种可持续经济发展的方法，所述方法包括：将太阳、风、流水、有机或地热资源转化为电、氢、含氢的化合物或含碳的化合物的措施，其中所述碳被利用以产生耐用品措施、实现所述转化的设备措施或运输部件措施。所述方法可还包括用于在天然气管道措施中加入、储存和分配所述氢或所述含氢的化合物或所述含碳的化合物的措施及用于在石油地质地层措施或其它地质地层措施中储存所述氢或所述含氢的化合物或所述含碳的化合物的措施。所述方法可还包括自所述石油地质地层措施或其他地质地层措施与所述氢或所述含氢的化合物或所述含碳的化合物一道移取、加入、储存和分配物质的措施。在另一方面，所述方法可还包括自所述石油地质地层措施或其他地质地层措施与所述氢或所述含氢的化合物或所述含碳的化合物一道移取热的措施。在另一方面，所述方法可还包括将所述来自所述石油地质地层措施或其他地质地层措施的热转化为动功的措施。所述方法可还包括用于合并太阳、风、流水、有机或地热资源向电、氢、含氢的化合物或含碳的化合物的转化及所述来自所述石油地质地层措施或其他地质地层措施的热向动功的转化的措施。所述方法可还包括将所述太阳能转化为生物质措施的措施，所述生物质措施选自食物措施、纤维措施、燃料措施和用于制造措施的原料措施。
下面的实施方案公开了一种用于上述实施方案中的电解器。
在本发明的一个实施方案中，提供了一种电解电池，所述电解电池包括：密闭壳；第一电极；第二电极；与第一电极和第二电极电连通的电流源；与第一电极和第二电极流体连通的电解质；气体，其中所述气体在电解过程中于第一电极处或附近形成；和分离器，其中所述分离器包括倾斜表面以由于电解质的密度与电解质和气体的组合密度间的差异而引导电解质和气体的流动，使得气体基本上在第二电极远侧方向上流动。
在另一个实施方案中，提供了一种电解电池，所述电解电池包括：密闭壳；第一电极；第二电极；与第一电极和第二电极电连通的电流源；与第一电极和第二电极流体连通的电解质；气体，其中所述气体在电解过程中于第一电极处或附近形成；气体提取区域；和分离器，其中所述分离器包括两个形成“V”形的倾斜表面；其中所述分离器由于电解质的密度与电解质和气体的组合密度间的差异而引导电解质和气体的流动，使得气体基本上在第二电极远侧方向上流动，且其中所述分离器还被构造为促进电解质在第一电极、气体提取区域和第二电极之间的循环以向第一电极和第二电极提供新鲜电解质。
在又一个实施方案中，提供了一种电解电池，所述电解电池包括：密闭壳；第一电极；第二电极；与第一电极和第二电极电连通的电流源；与第一电极和第二电极流体连通的电解质；气体，其中所述气体在电解过程中于第一电极处或附近形成；和分离器，其中所述分离器包括倾斜表面以由于电解质的密度与电解质和气体的组合密度间的差异而引导电解质和气体的流动，使得气体基本上在第二电极远侧方向上流动。
在另一个实施方案中，提供了一种电解电池及使用方法。虽然所述电解电池可以用在许多应用中，但在本实施方案中描述为用在氢和氧的生产中。根据本实施方案的电解电池提供了加压的氢和氧的可逆分离生产并耐受运行的杂质和产物。所述实施方案还提供了运行电解过程的选择权，所述电解过程包括如下步骤：供给被加压至比紧凑储存所需低得多的幅度的待解离物质，在电极间施加电动势以产生密度比被解离物质的低的流体产物，和限制密度较小的流体产物的膨胀直至达到紧凑储存的所需压力。该实施方案及其他实施方案可通过运行热力发动机或燃料电池并利用来自这类源的热来做饭、消毒水和向其他物质传递热、提供空间加热或促进燃料向这类发动机或燃料电池的缺氧或电诱导释放而改善住所如家、饭店、旅馆、医院、罐头食品厂及其他商业设施的能量利用效率。此外，本领域技术人员应理解，本文中公开的实施方案的方面可应用于其他类型的电化学电池以提供类似的优势。
与在很大程度上取决于相对较慢扩散、对流和浓度梯度过程来产生传质和/或递送离子以生产所需组分的常规电化学电极相反，本实施方案提供了更高效的传质，包括快速的离子补充过程和通过自如本文中所述密度较大的液体介质逃逸的低密度气体的泵送作用向所需电极的递送。这将确保更高的电效率、更快的解离和更高的分离效率，此外防止不希望有的副反应。提高离子的产生及向电极的递送的速率和效率会提高系统效率和每电极面积的电流极限值。
参见图1B，其示出了其中容器4b如金属管充当密闭壳的电解电池2b。任选地，容器4b还可充当电极，如图1B中所示。多孔电极如圆柱形导电丝网电极8b与管状电极4b共轴地定位并由液体电解质持液如酸或碱与管状电极4b隔开。液体电解质占据容器4b的内部空间至绝缘器24b中的液-气界面。可在容器4b内提供上有电镀、等离子体喷射或复合的电极材料的层的介电套筒或导电的圆柱形内部衬里电极4b′(未示出)以充当组件的电隔离元件，从而使得能够作为维护项目方便地更换，或者充当大量分段电极元件中的一个以提供任选的极性和/或串联、并联或串并联连接。在本可逆实施方案中，对于水的电解，电极8b可以看作是电子源或阴极，使得氢在电极8b处产生，而电极4b可以看作是阳极，使得氧在电极4b处产生。容器4b可以能加压。容器4b的内容物的加压由密封盖30b和46b约束。包括电极8b、气体分离器10b和电连接32b的部件的支承、电绝缘和稳定化由介电绝缘体20b和24b提供，如图所示。电解电池2b的加压可通过电解过程中气体的产生所致的自加压、通过外部源如泵或通过其任意组合实现。
分离器10b被构造为液体可透过但基本上阻止气体从分离器的阴极侧向分离器的阳极侧的流动或输送，反之亦然，包括基本上阻止电解质中或气泡成核后溶解的气体的流动。任选地，电极8b可以被构造为充当分离器10b，使得不需要单独的分离器。或者，分离器10b可以包括电极8b或者电极8b可以包括分离器10b。此外，分离器10b也可以包括阳极电极4b或者阳极电极4b可以包括分离器10b。
绝缘器24b被制作成所示形状并根据需要分离、收集和/或提取电极如4b和8b(包括与分离器10b组合的利用)所产生的气体。在所示同心圆柱几何形状中，绝缘器24b具有中央锥形腔，电极8b上释放的气体将收集在该中央锥形腔内。同心地包绕该中央腔的是环形区，所述环形区收集自电极4b′的表面或自容器电极4b的内部释放的气体。
任选地，可如图所示在24b的上部收集通道中安放催化过滤器48b。包括横穿分离器10b行进而设法到达催化过滤器48b的氧可以以催化方式通过与氢反应而导致水的形成，所述水可然后返回电解质。大量过量的氢可充当散热器以抑制该催化反应所释放的热影响电解电池。经纯化的氢在如图所示配件26b处供应。类似地，可能优选在如图所示收集氧的周围环面的上部区域中提供催化过滤器49b以将到达该氧环面的任何氢转化为水。氧在如图所示配件22b处取走。或者，可将催化过滤器安放在配件22b和26b处、附近或里面。
在所示的运行中，如果水为待解离成氢和氧的物质，则制备合适的电解质如碳酸氢钠、苛性钠、氢氧化钾或硫酸的水溶液并如图所示由传感器50b保持在所需的液位下，传感器50b将检测液体压力并向控制器52b发出信号以运行泵40b从而根据需要自合适的源如贮存器42b加水以产生或保持所需的持液量或压力。控制器52b因此对温度和压力控制传感器58b作出响应，传感器58b可以被包括在具有液位传感器50b或持液量传感器51b、控制泵36b和40b及热交换器56b的一体化单元中，其中热交换器56b可以包括循环泵系统如散热器或加热器(未示出)以接收或传递热。类似地，可以结合这样的运行采用加热或冷却风扇以增强热自伴随电解电池2b的源的接收或排出。
在其中电解电池2b待循环应用的一些实施方案中，例如，当过剩的电廉价和另外不需要时，可使电解电池2b的持水量有相当大变化地运行。在过剩的电不可得或其关断时，氢和氧的供给可从容器4b提取并让系统回到环境压力。然后可加入环境压力的水以使系统装满料，可使系统在绝缘器24b周围具有大的环空体积，这是为促进这样的循环的低压填充和电解操作，以在实现压力或化学能向功的转化、紧凑储存以及提供向车辆、工具或器具接收器的快速转移所需的高压下递送氢或氧可能需要的。
在施加电流并自小得多的持液量生成大量的氢气和氧气后，可根据需要对系统加压并保持加压直至溶液中的持水被耗尽至传感器50b或51b的检测使得控制器52b或中断电解循环或如图所示通过压力泵40b自贮存器42b加水的点。可能优选经过阀门如所示截止阀44b加水，以根据需要实现泵40b的多种输送量或维护。
参见图1B、2B和3B，图2B示出了图1B的分离器10b的一个实施方案，其中所述分离器包括两个形成“V”形的倾斜表面14b。如果电解质是基于水的，则电子通过接头32b加到多孔电极8b如织造丝网圆柱并通过电接头6b从容器4b取走以不断地将氢离子转化为氢原子和随后双原子分子，所述双原子分子可在电极8b上或附近成核以形成气泡。氢和氧气泡通常远不如基于水的电解质的密度大，故将在浮力驱动下上行。氧气泡类似地被驱动着上行并通过共轴分离器10b的几何形状与氢分离，共轴分离器10b在图2B的放大截面图中示出。图2B所示构造可用在其中需要电解电池2b的运行过程中所形成的气体流的任何应用中。此外，所述分离器构造可用在本领域已知的其他电化学电池构造中。或者，如果电解过程中形成的材料密度比电解质大，则可以让分离器10b翻转形成“Λ”形。类似地，如果通过电解在阴极处形成的一种材料密度比电解质小而在阳极处形成的另一材料密度比电解质大，则可使分离器10b由倾斜的“/”或“\”形组成以使密度较小的材料偏转远离密度较大的材料。
自40′或容器4b内部释放的氢和氧的混合通过液体可透过的屏障——分离器10b得以阻止，如图所示，分离器10b通过自倾斜的表面12b′和14b偏转氧和氢防止其进入、流动或传输而高效地分离气体。或者，分离器10b可以包括由电绝缘导体或自惰性介电材料如填充30％玻璃的乙烯-三氟氯乙烯组成的螺旋形物，其中所述螺旋形条带材料的横截面为“V”形构造，如图所示，以充当电绝缘器和气体分离器。
供流体行进的通路可按需要增加以满足流体循环和分配的需要，做法是偶尔或连续地波纹化条带，特别是在各个边缘处，以在各层螺旋线之间产生间隙，或者在所形成的盘的堆叠处，所述盘构成图2B中所示的截面，截面图中13b处示出了放大的波纹。通常有利的是，让各个这样的波纹或多或少地绕着适当倾斜的径向轴(如图所示关于轴15b和15b′)起伏。这可使得所形成的分离器10b的液体可透过但气体被阻挡的壁总厚度为所需的厚度，例如约0.2mm(0.008″)厚或更小。
分离器10b可以具有任何合适的尺寸，包括非常小的尺寸，且就表面能状况而论，足以允许液体电解质传向或传离电极8b但因气体的浮力驱动和向上行进而不允许气体的通行。提供了一种适用于例如相对较小的燃料电池和电解器中的可供选择的实施方案，做法是提供大量紧密间隔的具有图2B中所示横截面的扁平线，其中这样的线被织造或粘附于提供液体的主要开放的入口并在“V”形线的一侧或两侧上排列在主要竖直的方向上的线。这可使得所形成的分离器10b的液体可透过但气体被阻挡的壁总厚度为约0.1mm(0.004″)厚或更小。
向上的浮力驱动使得碰撞在倾斜表面12b和14b上的气泡偏转方向。这种特征将克服现有技术的常规方法的困难和问题，这些常规方法因电阻、结垢、滞流、腐蚀和极化损耗中的一种或多种而导致低效率。此外，由于上升气泡的浮力抽吸作用产生电解质的向上流动，故一些构造可能促进电解质在同心层中的循环，且随着气体在液体顶部处逃逸，相对无气体且密度较大的电解质将流向底部从而再循环以替代混合了气泡或含溶解的气体的较小密度的电解质。热交换器56b可以根据需要运行以自从容器4b的顶部向底部循环的电解质加热或移走热，如图所示。泵36b可以根据需要使用以提高电解质循环的速率，或者泵36b可与泵40b结合使用以添加补充水。
在一些实施方案中施加了高电流密度，包括快速添加有机材料的系统。在这样的实施方案中，用泵36b循环电解质可能是有利的，如图所示，所述泵36将通过配件28b和管线34b到达泵36b的相对无气体的电解质通过管线38b和配件16b返回到容器4b。可能优选在配件16b处成切线地进入返回的电解质以产生旋流递送，该旋流继续打漩并因此协同地增强分离，包括通过可如上所述利用的分离器10b的作用。取决于运行的压力，氢的密度比氧小约十四倍而具有更大浮力并倾向于易于被分离器10b引导具有更高的向上速度以通过过滤器48b在配件26b处加压收集。在非常高的电流密度及电解电池2b经受到如运输应用中可能遭遇的倾斜或G-力的情况下，通过泵36b提高电解质行进的速度以增强旋流分离并因此防止阳极上产生的气体与阴极上产生的气体混合。
一些包括分离器10b的非导电气体屏障的实施方案和液体传输实施方案使得可以制造比先前的方法便宜得多并坚固且高效得多的可逆电解器，先前的方法包括依靠质子交换膜来分离气体如氢和氧的那些。在一个方面，分离器10b可以设计成改善电解过程中电解质的流动。例如，分离器10b可以被构造成促进离子在液体电解质持液中从端口16b向端口28b向上行进的螺旋流动。这确保电极的各个部分接收到新鲜补充的离子密度，这是获得最大电效率所需要的。随着氢和氧在电化学电池的相应电极上形成，这样的电极洗涤动作还可快速移走氢和氧的气泡。
图3B示出了分离器10b的另一方面的部件板或螺旋条带的代表性部分的边视图，其用于提供相邻电极(包括平板和同心电极结构)的电绝缘，同时获得如上所述气体物质的分离。在组件11b中，板12b′和14b′形成与分离器10b相似并用作分离器10b那样的功能的横截面。扁平的导电或非导电聚合物板12b′制成为在平行的中心线上具有大量小孔，这些孔倾斜为与如图所示板12b′的长轴形成例如约35°到70°角的实质性角度，例如如第一角15b所示。聚合物板14b′类似地制成为在平行的中心线上具有大量小孔，这些孔实质上倾斜为与如图所示板14b′的长轴形成约35°到70°的角，如第二角15b′所示。
在其他实施方案中，角15b和15b′可随电解过程中待分离的材料而异。例如，对于无气体组分或仅一种气体组分的化合物的电解，所述角可以下倾。如果在冰晶石-氧化铝电解质中电解解离化合物如Al2O3以形成铝和氧，则由于铝的密度比冰晶石-氧化铝电解质的大，故铝分离阴极电极或相关的分离器应被构造(通过例如下倾的角)为向下发送铝而远离向上行进的氧。
大量直径为板厚度尺寸的约1/12到1/3的这类小孔可易于通过合适的技术包括激光打孔、热针穿孔或通过高速颗粒穿透在板12b′和14b′中制得。各自通常厚约0.025至0.25mm(0.001″至0.10″)的板12b′和14b′可通过焊接或者粘结、线系、松紧带或在所产生的外径上螺旋缠绕一根或多根导电或非导电的丝固定在一起以形成为包括电极8b的组件。板12b′和14b′还可以偶尔或连续地通过粘合剂或通过热熔接或溶剂熔接而结合。因此，在板12b′的倾斜孔与板14b′的孔搭接之处，将形成使得液体和/或电解质能够行进的通路，而同时阻止气体传输通过所形成的气体屏障膜。参见图1B和4B，对于实施方案2b或100b，可以通过粘附或焊接对接缝或通过提供用作旨在分离气体的屏障的搭接缝形成具有适宜直径的管状结构的气体屏障板组件。
对于水的电解，有多种合适的电解质。在一个实施方案中可以使用氢氧化钾，密闭壳4b采用低碳钢。可以用镀镍缸4b或通过利用合适的不锈钢合金而提供更长的寿命和更高的耐腐蚀性。在其他方面，可以通过用高强度增强材料如玻璃、陶瓷或碳丝或其组合包绕缸4b而提供更高的密闭能力。
取决于特定的应用和强度需要，对绝缘分离器20b和24b使用填充了约30％玻璃的乙烯-三氟氯乙烯可能是有利的。电极8b可以由织造的镍或316型不锈钢丝制成。分离器10b可以由填充了约30％玻璃的乙烯-三氟氯乙烯条带制成。
在另一实施方案中，还旨在利用电的受控施加来分别地产生甲烷或氢或在与有机电解质的优选混合物中。在一些方面，该实施方案可以与包括序列号09/969,860在内的共同待决专利申请的实施方案结合地运行，该专利申请通过引用并入本文中。平常产生甲烷的有机材料的缺氧消化过程可以经控制以产生在比解离水所需低得多的电压下释放氢的电解质，或者脉宽调制工作循环接通时间和所产生的电消费比解离水所需的要少。
微生物消化产生的有机溶液的酸度或pH可以通过天然的碳酸氢盐缓冲相互作用来保持。碳酸氢盐缓冲液可以通过消化过程中二氧化碳的共同产生来补充。对于有机化合物的缺氧消化过程中的多个步骤，可以用简单的碳水化合物或葡萄糖的示例性消化来归纳该过程，该示例性消化可能有许多竞争性的和补充性的过程步骤如：
C6H12O6+(缺氧成酸剂，兼性细菌)→CH3COOH         方程式1
CH3COOH+NH4HC6O3→CH3COONH4+H2O+CO2             方程式2
3CH3COONH4+3H2O(细菌)→3CH4+3NH4HCO3            方程式3
在需要来自这类溶液的甲烷的情况下，可能需要将pH控制在7.0附近。在环境压力、约7.0的pH和35-37℃(99°F)下，将有利于甲烷生成。大多数生活污水含有具有提供甲烷生成的生物体所需要的大量和微量营养素二者的生物废弃物。在缺氧反应器中保持相对较大的溶解和分布氢的浓度或存在的单糖的浓度可以抑制产甲烷微生物的工作。
在另一方面，可以通过施加电场使得通过葡萄糖和其他有机化合物的细菌分解和通过其他产酸过程产生的物质如乙酸(CH3COOH)解离来增加燃料值自有机物质的生产，其中所述解离产生氢离子。
CH3COOH→CH3COO-+H+               方程式4
氢离子迁移或被递送至带负电荷的电极并获得电子而产生氢气。
2H++2e-→H2                       方程式5
带负电荷的电极供给两个电子。在另一电极处，电化学反应包括醋酸根离子的氧化以产生二氧化碳和氢离子，如方程式6所概括。
CH3COO-+2H2O→2CO2+7H++电子       方程式6
在此电极反应中，醋酸根离子失去电子，随后与水反应并分解为二氧化碳气体和氢离子。二氧化碳使溶液饱和并从液体溶液界面释放，如上面的实施方案中所述。氢离子循环和/或迁移直至电子从相反电极被接收而产生氢原子和然后双原子分子，如方程式5中所概括，以在这样的系统中分开共收集。分开收集是高度有利的，例如，分开收集以使得作为液体泵送而不是气体压缩的结果取得加压或处于高压力下将尤其有效，并将大大减少分离和然后机械压缩所产生的氢、甲烷或二氧化碳通常所需的固定设备。
化合物如乙酸通过缺氧消化分解产生氢和二氧化碳所需要的能量比水的电解要少得多，部分因为消化分解产生氢离子和放热能。酸如乙酸的放热分解的起动和保持可在较低的电压施加下或通过间歇的或偶尔的电解而不是如分解水通常所需的连续电解实现。环境温度下水的生成自由能相当大(至少1KWH＝3,412BTU的释氢)，相比之下，消化池物质和酸如尿素和乙酸电解成氢和二氧化碳需要相对极小的活化和/或催化作用，特别是使用有机催化剂时。因此，结合本文中所述电极系统使用选定的催化剂包括改性的Raney-Nickel催化剂、镍-锡-铝合金、铂金属族中选择的、铂-镍和其他铂-过渡金属单晶合金表面及各种有机催化剂将进一步提高氢生产的速率和/或效率。
在另一方面，可能优选利用为数众多的电池，其电极对可切换地串联或并联或串并联以匹配可得到的源安培数和电压与通过串联电池解离所需的电压，例如图1B中所示。在此实施方案的一个方面，取决于所选或自有机物质以生物化学方式产生的含水电解质，各个电池可能需要约0.2至2伏特，故一个家用尺寸的6伏特光伏源可具有3至30个串联的电池，而一个220伏特的工业源可具有约100至1,000个串联连接的电极电池。产品气体可易于通过并联或串联连接布置递送。取决于调节串联和/或并联连接的数量的所需灵活性，支承和流量控制特征18b可以选自绝缘或非绝缘材料。
在各种电流密度下，包括在中等和低电流密度下，可能优选让所生成的气泡的浮力驱动来实现电解质的循环以防止离子耗尽和滞流问题。在启动时或更高的电流密度下，可以运行泵36b和热交换器56b以提供所需的运行温度和在电极表面处提供富离子的电解质。这使得实现特别高的能量转化速率，其中能量如可从太阳、风、落水或波浪资源得到的低谷电被用来快速且高效地产生氧和氢或氢和二氧化碳或氢和甲烷及二氧化碳的高压供给以分开储存和使用。
在此实施方案的一个方面，解决了车辆再生制动或电厂停转中突然爆发的大量能量必须快速转化为化学燃料势能的问题。用于卡车、公共汽车或火车推进的常规燃料电池不能耐受突然施加到燃料电池电极上的高电流密度。本实施方案克服了该限制并提供了特别强的高电流情况耐受性，同时获得高电解效率而无再生性PEM燃料电池遭遇的PEM退化或电极界面失效的问题。由于结构坚固并具有特别充分的冷却机会，故易于适应特别高的电流下的运行。反过来说，本实施方案易于启动并在严苛的寒冷或炎热条件下高效地运行而无PEM相关的各种困难、限制和失效。
在另一方面，为在能量转化系统如水力发电站、风电场、波浪发电机系统或常规电厂中获得高得多的投资收益，本实施方案允许低谷电通过水的解离快速且高效地转化为氢和氧或者通过有机物质的缺氧消化或降解所生成的物质的解离快速且高效地转化为氢和二氧化碳。本实施方案的紧凑型式占据的空间可以不比洗衣机大，且将否则可能被浪费掉的低谷电转化为足够运行两辆家用大小车辆的氢并提供住宅的能量需要。
如上所述，本文中提供的一些实施方案将提供更高效的传质，包括快速离子补充过程和通过自较大密度的液体介质逃逸的低密度气体的抽吸作用向所需电极的递送。这确保更高的电效率、更快的解离和更高的分离效率，此外防止不希望有的副反应。提高离子的产生及向电极的递送的速率和效率将提高系统效率和每电极面积的电流极限值。将有机物质转化为二氧化碳和氢或甲烷的应用因如下原因而特别受益：有机物质向参与该过程的微生物的递送速率提高，孵育速率和孵育后的微生物向长寿命且自修复生物膜介质的传递速率提高，所产生的气体得到更快分离，有机物质得到更快传递，此外，中间体离子向电极的传递更高效。
参见图4B，其中示出了另一个实施方案——电解电池100b，在其中不希望施加电压或不希望有电流经过密闭壳102b的内壁的应用中，该电解电池100b特别有利。本实施方案还将促进电解电池100b内双极或多电极组或电池如110b和114b的串联连接以简化气体收集和电压匹配需要。
在其中密闭壳102b为圆柱形且其内的部件同心的一个方面，电极组件110b和114b可以自为数众多的嵌套式截锥形部件形成或者一个或两个电极可以形成为如上所述螺旋电极。电极110b和114b可具有相同、相似或不同的构造。在另一方面，电极114b可以自嵌套的截锥形部分组装或者其可以是连续地环绕电极110b的螺旋形电极。
为防止短路，电极110b和114b的电分离可以通过多种措施实现，包括通过受控的运行尺寸公差和/或通过使用安置在电极110b和114b之间的介电线或长丝和/或如关于图2B和5B所公开的通过另一形式的分离器10b或111b实现。
电解电池100b可以被加压。压力密闭由上盖和下盖104b和106b提供，如图所示。绝缘器120b和122b由盖104b和106b支承，如图所示。用于电连接和流体连接的电路部件和硬件是示例性的并可根据需要通过穿透盖104b和106b实现以满足具体的应用需要。
在本实施方案中，两个电极110b和114b均形成为具有倾斜表面，所述倾斜表面将所产生的物质例如所释放的气体引导向相应的收集区，如图所示。示例性地，如果自合适的电解质解离水，则电极110b可以接收通过接头108b供给的电子，接头108b由堵塞密封件132b密封在盖106b中。电子因此通过堵塞密封件130b自电极114b取走，堵塞密封件130b提供当气体如二氧化碳或氧在电极114b上释放时接触点124b的绝缘。
这样的气体因此被浮力推进而在被电极114b递送后或多或少地向上并沿容器102b的内壁行进。氢在被电极110b递送后在众多匝或锥形层电极110b所形成的中央芯内向上推进并如图所示在绝缘器120b处收集。经纯化的处于设计压力下的氢通过压力配件116b递送。可以使用催化过滤器134b来转化到达中央芯的任何氧化剂如氧以形成水。可以使用类似的催化过滤材料自到达如图所示绝缘器120b中的外收集环面的任何氢产生水。加压并经过滤的氧通过压力配件118b递送。
任选地，为提高电解电池100b的效率，可以使一个或多个气体收集容器(未示出)与电解电池100b流体连通以收集电解过程中形成的气体。气体收集容器可以实施以在气体的实质性膨胀之前捕集高压下的气体。气体收集容器还可以按本领域已知的方法被构造成捕集气体膨胀时所作的功。或者，气体收集容器可以被构造成提供处于适于储存、运输或使用的压力下的气体，其中所述气体需要在高压下递送。还预期所述方面可在各种电化学电池中实施。
参见图2B，在另一方面，可以在配件22b、配件26b之处、附近或里面或者在与配件22b或配件26b流体连通的气体收集容器中引入气体膨胀器。类似地，参见图4B，可以在配件116b、118b之处、附近或里面或者在与配件116b或配件118b流体连通的气体收集容器中引入气体膨胀器。
在另一方面，提供了一种加压流体的电解方法和装置，所述流体与从这样的加压流体提取功的装置相连。所述流体可以是加压的液体、吸收了液体的气体、蒸气或气体。加压流体向蒸气或气体的转化可在配件116b之中或之后进行，用于自这样的配件转化压力和流动的装置可以选自涡轮、发电机、叶片液压马达或各种活塞液压马达、或者“呼吸”空气并自116b注入加压氢气的发动机。类似地，加压流体向蒸气或气体的转化可以在配件118b之中或之后进行，用于自这样的配件转化压力和流动的装置可以选自涡轮、发电机、叶片液压马达或各种活塞液压马达或者膨胀和/或燃烧加压流体如来自118b的氧的发动机。
在另一方面，提供了一种克服变压器和整流器电路的高成本及功率损耗的装置和方法。这通过负载电压与源电压的调节匹配实现，所述调节匹配通过电极电池或电池内电极的串联连接实现，例如将DC源的负极性依次连接到最下面的三匝电极110b、到接下来的三匝电极114b、到接下来的三匝电极110b、到接下来的三匝电极114b、再到接下来的三匝电极110b并从相反(最高)端开始将来自DC源的正导线依次连接到三匝电极114b、到接下来的三匝电极110b、到接下来的三匝电极114b、到接下来的三匝电极110b、再到接下来的三匝电极114b。可以调节截锥的匝数和/或堆叠数以产生匹配源安培数所需的面积。
在本实施方案的另一方面，除提供电解所产生的气体的分离外，本发明的一些实施方案所产生的抽吸作用还提供养分向微生物的递送，取决于操作的相对规模，这些微生物寄宿在合适的介质如碳布、活性炭颗粒、膨胀硅石、石墨毡、煤、木炭、果核、木屑、碎纸、锯屑和/或其混合物中，这些介质通常位于电极110b的部分内和/或电极114b与容器102b的部分之间。相应的功能和好处包括系统的热稳定化、原料的循环、产物如二氧化碳的移取及氢自可能通过这类微生物的孵育、营养和生长产生的酸的生产。
在低和中等电流密度下，低密度溶液和气泡导致的浮力可以使电解质在容器102b内循环。在较高的电流密度下，有利的是如前面所公开的适应性地控制电解质的温度、压力和循环。电解质的外循环可以从配件126b到配件138b，如图所示，并包括其中容器102b内含一个或众多以任选串联和/或串并联电路连接的电极电池的情况。
在另一方面，本实施方案可以针对高电流密度加以优化，以通过一个或多个孔或凹槽139b传递相称地较高的电解质流体流率，所述孔或凹槽139b与电极110b和114b之间的环形空间相切地引导流体。电解质沿电极所形成的螺旋形空间向上流动并由来自110b和114b之间的环形空间由110b和114b所提供的进入螺旋形路径的电解质所补充。进入电极110b和114b之间的空间的电解质的角动量将增大电解产物如分别在电极110b和114b上产生的氢和氧的气泡上升抽吸的推动力并加到这样的动量上。
为确保向和自电极110b和114b交换电荷后变为氢和氧原子或其他气体如二氧化碳的离子的快速补给以及为移取这类气体以便收集和移除同时使电解过程中的电极化损耗最小，这种电解质循环高度有利。因此易于接受非常高的电流密度以高效地电解循环的流体。在另一方面，通过因改善的电解质循环所致的设计的巨大冷却能力而提供了高电流密度的进一步适应，所述改善的电解质循环防止电解产物的有害滞流和/或相变如水蒸汽成核及有效电极面积的减小。
在另一方面，电极110b和114b可以构成弹簧形式，所述弹簧形式可以有利地在谐振频率下运行或者由各种诱因扰动，这样的诱因包括压电传动器、旋转的偏心轮、气泡形成的作用以及电解质与气泡的较小密度混合物的加速推力，因为较高密度的电解质持液将在所产生的抽吸作用下被递送至电极110b和114b的表面。响应扰动，电极110b和114b将以固有频率或者所诱导的频率振动以进一步增强气泡从包括成核位点在内的表面的移走并因此使得得到更高的电流密度和更高的能量转化效率。
螺旋形弹簧形式的电极如110b和114b的诱导振动还可以导致蠕动机械作用，从而增强气泡向电解电池100b的相应收集路径和离开端口的加速。在此振动过程中，电极匝的相邻层之间的平均距离和角度的周期性增大和减小产生固定或行进的节点，这取决于诱因的振幅和频率。
图5B示出了用于与电极110b′和114b′之间的电绝缘间隔物111b结合运行的一组电极110b′和114b′的代表性截面图，电绝缘间隔物111b包括选择如图2B中所示用于多种应用和电解质的包括螺旋形流动递送构造的绝缘器10b。同心的电极110b′、间隔物111b和电极114b′的组件将提供非常坚固的自增强系统以以提高的效率和耐结垢性实现流体如水、来自缺氧消化池的液体或海水的高效解离。电极110b′和114b′可自导电碳纸、布或毡；碳织造物或碳毡和金属长丝、夹在碳织造物或金属长丝之间的石墨颗粒；或者镀金属的聚合物或金属板坯如软钢、镀镍钢或不锈钢构造，其或多或少如前面所公开的那样在平行的中心线上被钻以大量的孔，这些孔如图所示倾斜以自共同产生的气体如氧、氯或二氧化碳相应地分离氢，所述共同产生的气体取决于电解质的化学构成。
在电极110b′、间隔物111b和电极114b′以如图4B所示同心电极布置采用的情况下，氢被递送到端口116b，且取决于发生解离的物质，产物如氧、氯或二氧化碳被递送到端口118b。在一些情况下，优选在110b′和114b′中提供大量的孔，使得各个孔的孔径从接触间隔物111b的表面上向远离间隔物111b的出口表面略微锥形地增大。
优选选择螺旋间距、电极间的宽度和构成间隔物111b的条带的厚度，使得以与可得到的电能和系统传热需要相称的速率从138b向并通过电极110b′和114b′向配件126b递送电解质，以优化电极间的所得宽度空间。这使得在电极110b′和114b′处有丰富的用于电解过程的离子的递送，同时确保氢分离到电极110b′内的区，而共同产生的气体如氧、二氧化碳或氯被递送到电极114b′之外的空间。
在另一方面，可以通过在氢电极中提供气体流动凹槽、在氧电极中提供气体流动凹槽、此外还提供用于向氢电极的底部加氢和在氧电极的底部处加氧的适宜配件而再生地运行所述系统。在这种情况下，可能有利的是采用同心螺旋形电极，特别是在其中单个罐组件即满足能量需要的小燃料电池中。
参见图6B，其中示出了用于可逆的燃料电池运行情况下的螺旋形电极的横截面。这将为电极114b或类似螺旋型式的电极110b提供表面/体积比、截面模量及柱稳定性的改进。该截面图中示例了电极114b，其中，气体152b沿螺旋形凹槽流动，所述螺旋形凹槽通过波纹化条带坯形成，所述条带坯用来形成螺旋并为燃料电池操作提供氧的递送及在电解操作中向环面136b和配件118b递送氧。对于在燃料电池和电解模式下的电极110b，同样的构造也适用于在电解模式下将有机酸转化为二氧化碳和氢并确保大量的气体如前所述被递送到所需的收集或源端口。
在另一方面，通过促进将有机物质的含水衍生物如碳酸、乙酸、丁酸和乳酸以及化合物如尿素转化为氢的微生物的生长和保持而提供了改进的电极性能。在选定用于产生氢离子和/或释放二氧化碳的电极上，通过将这类电极表面制成为具有将增大有效表面积的形貌增强来提高微生物生产率，其中所述形貌增强包括高纵横比的长丝或晶须，这样的长丝或晶须减小基质电极的电阻并帮助把微生物和生物膜同消化过程所提供的所需膜物质一起固定就位。
不受理论限制，据信，电极和/或分离器的特定特征如形貌处理或增强将促进所需位置处电解质的湍流，包括空化或超空化，其继而促进该位置处的成核。反之，电极和/或分离器的特定构造可以抑制所需位置例如电子转移的点处的湍流，包括空化或超空化，其继而抑制该位置处的成核。预期，包括这些特征的元件可以在电解电池中需要成核的任何位置处实施。此外，这些相同的特征和原理可以应用于气体收集容器或与电解电池流体连通的类似容器或与其间的通道或阀门流体连通的容器。
合适的长丝和/或晶须包括金属或掺杂半导体如碳、硅或者氮化碳或氮化硼的纳米直径长丝以提供增大的表面积、减少离子输运损耗和电阻损耗、提高微生物生产率和使成核作用更有效以更高效地释放二氧化碳。这样的长丝还可用来锚定石墨颗粒，这将进一步改善微生物生产率、提高酶和催化剂利用效率并有利于氢离子产生过程。类似地，在其中氢离子被提供以电子而产生氢原子并成核形成双原子氢的气泡的电极处，可以利用长丝和晶须来增大有效面积和降低整个过程所需的电压。
除碳晶须外，还已发现自金属如锡、锌、镍和自气相沉积的难熔金属生长或自合适的衬底如铁合金电极上的镀层生长的长丝将提供减小的电阻和提高的过程效率。这类长丝或晶须可以通过下述方式制成为更适合于生物膜支承和过程增强：加入有益的表面活性剂和/或用合适的物质如碳、氮化硼或碳化硅通过溅射或自物质如来自示例性前体(如乙炔、苯或包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷在内的链烷气体)的供碳体的分解沉积的表面镀层。
图4B的实施方案及其变型可以提供流体解离的低密度气态衍生物的有利分离，包括氢自有机液体如方程式1-6中所概括的那样分离，以向端口116b递送氢或富氢的混合物，而二氧化碳或富二氧化碳的混合物(包括固定氮组分)被递送至端口118b。在一些应用中，可能期望颠倒这些电极的极性以颠倒分离开气体的递送端口。这样的颠倒可以是长期的或者是间歇的，以达到各种目的。取决于电极110b和114b的螺旋节距的选择和各个电极的谐振频率或强迫振动频率以及各个电极处的相对流体速度，氢可被递送到端口116b而系统可以运行为包括甲烷和二氧化碳。但递送到端口118b的二氧化碳可能包括甲烷和其他密度比氢高的气体。在需要提供氢与甲烷的Hy-Boost混合物以使得实现内燃机、各种燃烧器、炉或燃料电池的非节流运行的应用中，具有液压和电路控制措施(例如由泵36b和控制器52b所提供)运行的图4B实施方案将方便下述选择：以受控的氢和甲烷比率产生和分离所需的燃料混合物并在端口116b处递送。
通过向电化学电池中加入介质如胶态碳、碳长丝(包括纳米结构)、层状碳晶体、石墨烯小片晶、活性炭、沸石、陶瓷和/或氮化硼颗粒，提供了一种出乎意料但特别有利的产生微生物的强大缺氧菌落的方案，所述微生物产生有机原料向氢和/或甲烷的所需转化。这类介质可以被掺杂或复配以各种试剂，以提供增强的催化生产率。示例性地，可以通过用或多或少具有电子结构的选定试剂如硼、氮、锰、硫、砷、硒、硅、碲和/或磷掺杂而提供期望的功能性。电解过程释放的气体引起的循环可以促进这类介质向有利位置和密度的协调(sorting)，从而实现更高效的电荷流利用。
不受特定理论限制，但据猜测，这样的协同结果与临界位置中表面积的增加及纤维状夹杂物、区域或长丝的增多有关，所述纤维状夹杂物、区域或长丝加强成核过程和/或进行电子或氢离子以及酶、氢、甲烷或二氧化碳在生物膜和所得反应区中的有利吸附。还表明，在本发明公开的各种实施方案中，微生物被孵育以循环到所进行的操作中及所产生的流动路径中被高效利用的位置。
除晶须和长丝如碳、石墨、各种金属碳化物和碳化硅及其他以催化方式提高性能的无机物质和颗粒外，采用提供所需养分或催化剂以辅助微生物过程的活性物质和颗粒也将是有利的。示例性地，聚合物、陶瓷或活性炭的多孔和/或层状基材可吸附导电性有机催化剂如四甲氧基苯基卟啉钴(CoTMPP)或聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)和/或起促进作用地取向和提供其他催化物质，包括酶和接枝聚合物，所述其他催化物质也可用来引入和提供催化物质，包括另外的酶。
合适的物质或接枝聚合物可包括常规的树枝状体、纤维形态体及其他有机功能材料的那些以最大限度地减少或替代铂和其他昂贵的催化剂和导体。这类替代物质及其利用包括混合物或相对于本文中公开的一些实施方案所产生的流体循环的分段位置。多种专用的导电和/或催化结构包括可生长或粘附到电极4b、8b、110b或114b和/或以覆盖碳毡或织造结构或分散到生物膜挂膜中的针状沉积物和纤维。示例性地，导电和/或催化功能可通过以保持和提供氢化酶及其他酶、CoTMPP和/或其他催化剂如聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)的长丝作为纤维提供，所述长丝自表面活性剂水溶液合成为自组织、细直径、纵横比超过100的纳米纤维并提供低的电荷传导阻力。在包含阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液中的合成可适于通过改变SDS的浓度和此外通过添加FeCl3以产生聚合的结构来产生各种构型(一种示例性的程序见述于Moon Gyu Han等人，Facile Synthesis of Poly(3，4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)Nanofibers from an Aqueous SurfactantSolution，Small 2，No.10，1164-69(2006)中，其通过引用并入本文中)。其他实例包括功能性催化剂和呈纳米复合材料形式的微导体，所述纳米复合材料源自纤维素纳米纤维和半导体共轭聚合物，所述半导体共轭聚合物包括具有季铵侧链的聚苯胺(PANI)和聚(对-苯乙炔)(PPE)衍生物。可将具有阴离子表面电荷的纤维素、碳或陶瓷晶须与带正电荷的共轭聚合物组合以形成稳定的分散体，这样的分散体可以自极性溶剂如甲酸溶液流延。
制剂包括接枝聚合物和有机金属醇盐、烷基金属的端基及乙酸的催化好处和含COOH端基的聚合物催化剂的应用。除端基的混合物外，还可以选择特殊官能和双官能端基来产生多功能特性，包括催化功能、活性稳定剂、接枝剂和分散聚合的促进剂。类似地，碳或其他物质通过缺氧微生物所产生的氢和/或酶的特殊活化将提供局部富氢的环境以增强或抑制甲烷的生成并增强氢自各种有机物质的附加产生。
参见图1B-3B，任选地，向圆柱形部件8b、10b、11b、110b和/或114b的外和内表面提供一个或多个补充的碳长丝的毡和/或织造筛网可能是有利的。这样的补充毡和/或织造筛网可以与电极4b、8b、110b和/或114b和/或分离器10b或11b一起相称地收集或分配电子并帮助锚定或优先安置颗粒、长丝和/或其他结构，以减少压力损失或更均等地分配液体流和促进微生物在所需能量转化运行中的功能。
在为提供氢和二氧化碳的净生产的补充性和竞争性反应及过程中，包括多个过程步骤，这些过程步骤概括在方程式8中。
碳+2H2O→CO2+4H++4个电子            方程式8
碳如方程式8中所概括的那样被消耗，包括可能以与来自缺氧消化池或电解器或作为各种制造输出的结果的液体混合的组分或含碳物质供给的碳。示例性地，碳可以包括来自为生产电极而进行的磨削、机加工、电火花机加工(EDM)和各种热化学操作的废料、电极上的电极涂层(包括槽衬)、或颗粒物、或长丝、或絮凝剂、或通过热解离和反应过程产生的选定碳化物，包括因有机物质各种程度的脱氢产生的胶体或其他悬浮体。
这样的碳和/或供碳体原料可以由自所供给的液体接收二氧化碳和其他养分的细菌、浮游植物或较大的海藻可再生地供给，或者通过使二氧化碳循环到溶液培养和/或土壤支持的植物而可再生地供给。利用这类形式的具有高表面/体积比的碳并向其中其为驱动所示反应和为向电极表面递送氢离子的目的而递送的区提供电压梯度将是有利的，其中所述电极表面包括补充的导电介质如长丝和导电过滤物质以便于氢气泡的产生、成核和释放，从而提高制氢的总体速率。
增大活性表面的合适措施和/或絮凝剂包括具有有机组成部分例如细菌、蛋白、单糖和复糖、纤维素、热解离的纤维素、活的和解离的浮游植物的那些，以及各种形式的胶态碳、活性炭和碳化物。示例性地，浮游植物和/或较大的海藻可以生长、干燥、与粘结剂如玉米糖浆混合、以热的方式脱氢至各种程度并碾磨以提供细碎的絮凝剂。或者，可以碾磨活性炭原料以提供细碎的颗粒物，这些颗粒物用作酶接收器或絮凝剂介质或者其可以与前面公开的物质结合使用以增强所需的生产或酶的效率、支持所需微生物的孵育、或提高氢或甲烷产量和/或如方程式8所示消耗碳以产生氢离子用于电解。
如果需要，偶尔使用盐水或向基于水的电解质中加入少量的盐可产生氯而快速消毒或防止所示电解器系统的有害结垢。一些实施方案的采用，例如图5B，使得所产生的系统能够固有地无有害结垢，甚至当采用电解质如废水、工业过程水、木灰水、海水、粉煤灰水、运河和沟渠水、或缺氧消化池液体时。此外，如果需要，这样的系统可以通过电解质或清洗水从配件118b向138b逆流移走可能已被递送到电极的颗粒物而得到快速清洗。
一些实施方案的应用包括大居群水处理操作到纳米尺寸的电解器，包括对常规废弃物消化池的改进，含有机物质的溶液或“液体”从常规废弃物消化池被供给以生产氢和/或甲烷和/或二氧化碳及其他植物养分。在此能力下，一些实施方案可以提供缺氧消化池所产生的副产物的快速且高效转化并将氢离子转化成氢，以及克服甲烷生产作业的酸降解。在运行中，来自缺氧消化池的液体被用来产生氢和二氧化碳以使pH有利地恢复到7.0附近或者保持在7.0附近，而不是可能妨碍甲烷生产系统的更酸性的条件下。这使得实现总体能量转化效率的提高，因为其克服了对用来添加化学试剂以调节消化池中的pH的昂贵措施的需要。在这样的中等和大型应用中，有利的是设计和监造包括电子分配电路的多功能部件，所述多功能部件还可以提供颗粒如碳、氮化硼、沸石、聚合物和包括这类物质的陶瓷在不同地活化的条件下的所需保持力以增强性能。
在另一方面，电解器如本文中所公开的可应用以提供通常由缺氧消化所产生的酸的快速转化，所述缺氧消化包括采用市政废水和垃圾以及来自屠宰场、牛奶场、蛋鸡场和其他动物饲养中心等的废弃物的应用。如果缺氧条件所产生的酸使得pH降到远低于7，则甲烷的生产将变慢或被抑制。如果有机材料的进给速率超过产甲烷微生物群落的能力，则可能形成这样的酸。通过从这样的酸提取氢，通过缺氧消化处理有机材料的速率可得到提高。甲烷和氢的组合将提供远远更高的每吨废弃物的净能量生产，且废弃物将得到更快的处理而增大该过程的能力。
一些实施方案的特别有用的实施方案是在这样的废弃物-能量转化应用中：所述应用利用有机物质如污水以及在方程式1-6所概括的缺氧电消化过程中水解了的垃圾、农场废弃物和森林废材来产生氢，而氧的产生极少或无氧的产生。坚固的构造和再循环运行使得对溶解的固体能够有很高的耐受性，所述固体包括用作电解质的缺氧过程液体中的有机固体和颗粒物。产生氢而无和电解水而释放的那样相应地释放氧，将促进以废弃物为源的氢作为电气设备如发电机中的冷却气体的更高效率和使用安全。
在本文中公开的一些实施方案的另一应用中，如图7B中所示电解器系统900b提供了在调节器950b中通过酶、机械、热、声、电、压力和/或化学作用和过程使生物质发生组织和/或细胞破裂以实现更快或更完全的孵育器处理、消化和/或支持。含来自调节器950b的这类破裂细胞和由转化器902b所产生的相关原料的流体通过底座910b的环形分配器922b循环到电解器914b，如图所示。缺氧微生物由介质940b和942b支承并接收通过导管910b自氢分离器904b再循环的液体和通过导管908b自二氧化碳分离器906b再循环的液体，如图所示。电极918b和/或介质942b释放氢，而电极916b和/或介质940b释放二氧化碳。由源924b通过电路926b向电极916b和918b提供电动势偏压，所述偏压可以为0.1到约3VDC，这取决于化合物解离需要和临时的增大电压以克服所形成的绝缘膜的需要。氢通过沿或多或少圆锥形的表面925b行进而被输送以收集和递送到分离器904b，圆锥形表面925b可以是导电的表面，这取决于所需的串/并联变型，或者由绝缘器930b容留和支承，如图所示。
在运行中，液体在分配器环面922b中混合并向上行进以提供过程反应物和为微生物提供养分，所述微生物寄宿在活性炭布和/或颗粒940b和942b和/或包住并基本上保持这类颗粒接近电极916b和/或918b的导电毡中。可加入较小的颗粒物和长丝以渗入整个电解器系统的位置，从而增强电荷传导性、酶和催化功能，包括前面公开的那些。分离器902b可以是反渗透膜或者阳离子或阴离子交换膜或者其可以按图2B、3B、4B或5B中所示的实施方案构建，且在一些情况下，这样的分离器可以彼此结合地使用，为提供各种液体循环通路和/或为在不同的压力下产生氢和二氧化碳或使氢和二氧化碳之间具有压差时，可能需要这样。
类似地，如果电极916b与相邻的毡和/或介质940b一道用作电子源，则可以得到许多循环选择，以自从在气体升力、对流的作用下或通过泵递送而循环的液体递送的离子产生氢，如图所示。在此选择下，随着自从902b和950b所递送或由微生物(寄宿在纤维或颗粒介质942b和由电极918b加电偏压而与电极916b相反的相关毡材料中)所产生的酸产生氢离子，将释放二氧化碳。如果电子由电极918b提供，则将产生另一示例性选择而产生氢，所述氢由绝缘器930b收集以递送到气体收集器904b，如图所示。在这种情况下，电极916b和与其电相关的介质为电子收集器，因为随着二氧化碳被递送经过绝缘器930b至收集器906b，二氧化碳被释放而在所示流体回路中提供抽吸，如图所示。
参见图7B，系统900b可用来将有机原料如通过光合作用所产生的那些转化为甲烷、氢和/或二氧化碳和/或通过微生物。取决于所寄宿的微生物，通常含酸如乙酸和丁酸以及化合物如尿素的液体在电解器914b中解离。电解器914b在足够的电压下提供电流而自这类化合物和酸产生氢并可提供作为消化池和电解器的运行，或者可以在缺氧消化池(未示出)内运行或者可以利用914b中缺氧消化所产生的液体，如图所示。对于转化来自居群和/或工业园的有机废弃物以向居群供给燃料和原料以制造碳增强的耐用品，这样的运行特别有用。
参见图8B，在另一方面，供用于电解器中的一个或多个导电电极(包括本文中所公开的那些)的布置示为包括平板(未示出)或如图所示同心电极1002b、1003b、1004b或1005b，其可以电连接为电解器的单极或双极部件。一些或所有这样的导电电极因高表面/体积比材料如隔开的石墨烯或其他厚度的层(例如碳和/或BN“过滤器”)而提供广大的表面。这可用来寄宿微生物(所述微生物分解包括挥发性脂肪酸在内的各种有机材料以释放电子和质子，用于在阴极表面处产生氢)并可实施为与任何上述实施方案一起使用。
在另一方面，微生物产生以分解挥发性脂肪酸和各种其他有机物的必需酶被加到引入构成电极1002b、1004b、1006b、1008b的高表面/体积材料中的活性炭或聚合物颗粒或长丝。或者，这里描述的任何微生物、酶或促进剂可被引入到所述表面中。随着这样的酶或其他材料或促进剂被耗尽、降解或破坏，可根据需要加入补充量的这类酶、材料或促进剂。该系统允许促进剂的优化，包括允许微生物在分离的但提供这类酶在如图所示电解器的运行中的利用的位置处茁壮成长。
在另一实施方案中，所述必需酶、微生物或促进剂人工地产生为复制品或为不同地改变的“设计酶”，其被接枝到合适的天然聚合物如纤维素或木质纤维素或被接枝到各种工厂生产的聚合物或化合物。
在寄宿微生物的活菌落、或自微生物的活菌落转移的酶、或工厂复制的或不同地改变的设计酶的保持型酶系统中，需要使电解器中电解质的电阻最小化。这将促进乙酸以及各种酸和其他将随氢在所需的高压下的产生而被消耗的物质如尿素的例如方程式9中一般性地示出的过程，这同样可实施在本文所公开的任何实施方案中。
CH3COOH+2H2O＝2CO2+4H2            方程式9
在另一方面，用于检测化学活性物质和识别这类物质或酶的存在、能力和生命力以使得实现调节包括化学活性养分的量在内的运行条件及其他运行条件的适应性系统从而优化保持型酶系统的运行的系统可与本实施方案一起使用。同样，所述系统可以与本文中公开的任何实施方案一起实施。
在本文中公开的任何实施方案的其他实施方案或方面中，希望在足够的压力下运行选定的微生物和/或保持的酶以增加溶解的或以其他方式保持在溶液中的CO2的量，从而提高电解质的传导性。这将以若干方式提高系统效率和运行能力，这些方式包括：
1)高压下产生的氢可以被递送至紧凑、加压地储存而不招致运行多级氢气压缩机的基建费用、维护或能量花费。
2)高压下产生的氢可以直接进入加压管道以传输向市场。
3)高压下产生的氢可以用来加压其他反应物以使得能够反应或加速反应。示例性地，加压的氢可以被加到合适的反应器中的氮中以产生氨或其他产物。
4)加压以防止电解器电极表面上的二氧化碳释放或使所述释放最小化将大大简化电解器设计。
5)通过从经加压的电解器或合适的子系统在高压下收集氢和在另一位置处或通过另一子系统在减压后收集二氧化碳实现了氢与二氧化碳生产的分离。
参见图9B，其中示出了系统1100b，该系统1100b包括高压电解器1102b，高压电解器1102b可以自合适的泵1114b接收经加压的电解质和/或在电解器1102b内形成合适的电解质的前体流体。作为所示一个或多个电极例如1002b、1004b、1006b、1008b等或1104b上的微生物和/或保持的酶以及施加在所示塞1106b和1124b之间的电压的作用的结果，产生经加压的氢。高压氢经由压力调节器1120b通过导管1122b被递送到合适的应用。
含二氧化碳的加压电解质流经液压马达-发电机1126b，通过利用流动的电解质的动能和随着二氧化碳被递送到合适的二氧化碳用途如液体培养系统或温室1130b以生长海藻、柳枝稷、野葛或各种其他作物1132b和/或1134b时二氧化碳向环境压力的膨胀而产生功。已被耗尽二氧化碳的电解质由泵1114b经由三通阀1112b再循环。
生物质，包括1130b中生长的材料，被磨细或以其他方式制成活性物质的浆料，所述浆料由破碎的细胞材料组成，这些破碎的细胞材料是在处理器1136b中通过合适的机械、声、化学、热或辐射处理而产生。这样的活性有机原料被加到积贮器1108b，适宜地经过过滤器1110b并经过三通阀1112b，到达泵1114b，以进入压力电解器1102b，如图所示。
系统1100b的运行由控制器1101b响应压力、温度和pH传感器1142b、1144b、1146b以及化学活性剂传感器1140b和1150b而提供，如图所示。这使得补偿物质能够通过端口1118b加入以提供保持的酶发挥最佳性能所需的条件。
在另一实施方案中，合适的电极包括自圆形或其他横截面如正方形或矩形或各种“星”形状的金属丝或扁平条带形成的系统以提供塑性地形成的织造实施方案或如本文中所公开的螺旋形实施方案。然后将选择的材料如铁或其他基于过渡金属的合金热处理至渗碳而在固体溶液中产生各种量的碳，所述固体溶液包含饱和区，这些饱和区由附加的热处理进一步限定或生长以使得这样的饱和区的生长特别靠近表面。随着供碳体如烃或一氧化碳在这样的表面上分解，产生的碳区将加速另外的碳的沉积。方程式10和11示出了向经热处理的基材提供量等于或大于供碳体的生成热的热的这类总过程：
CxHy+热àxC+0.5yH2                方程式10
CO+热àC+0.5O2                    方程式11
在一些方面，希望继续碳沉积以产生以足够的深度(在初始饱和区结合)有效覆盖整个电极的碳膜，以产生具有所需形状和表面/体积比的非常耐用的复合材料。
在另一实施方案中，接近饱和条件的富碳区的初始制备和取向通过热或冷加工实施方案以提供碳结晶结构充分一致的取向来改变，从而提供显著外延地影响的相继碳沉积的沉积物。如此沉积的取向的碳例如主要暴露边缘的或呈与初始表面更平行的石墨烯层的被竞争性地受试以提供所需微生物过程的支持。这可实现针对各种类型的所需微生物过程选择“设计碳”。
参见图10B，在另一方面，公开了供用于本文中所公开的实施方案中的碳/钢电极的制造。这些电极可包括经表面处理的碳以粘附于选择性酶、微生物或其他促进剂以改善电解器的运行。为制造根据该实施方案的电极，使钢或钢合金基材被碳所饱和。饱和的碳的晶粒通过例如感应热处理排列，以为碳提供所需的晶粒取向，如阶段I中所示。也可采用其他已知的热处理方法。在此步骤过程中，也可让电极经受液体冷却以防止电极损坏或提供其他好处。
如阶段II中所示，然后通过已知的过程包括夹紧辊压而成形电极。成形可以如所需的进一步排列、平整或改变取向的碳晶粒的方式实施。
如阶段III中所示，碳然后通过已知的碳沉积技术沉积在电极上，沉积技术包括气相沉积，通过这，碳将在电极的表面上沉积或生长。在此步骤过程中，碳可以进一步增强晶粒取向的方式沉积或者在电极上的选定位置处选择性地沉积碳，这取决于电极的所需用途。例如，可以在一个位置处沉积一种酶、微生物或促进剂，而另一种酶、微生物或促进剂可以被沉积在另一位置处，以实现酶、微生物和促进剂的受控使用。此外，具有沉积的碳的电极可通过感应加热或其他措施进一步处理以进一步排列或取向晶粒，这同样可以包括液体冷却。此过程可反复直至获得所需的碳量和/或晶粒取向和/或晶粒位置。
如阶段IV中所示，在完成表面处理后，然后使电极暴露于一种或多种针对电极的特定应用而选择的酶、微生物或促进剂，例如提高电解过程中所需化合物如氢的产量的酶。在任何上述步骤中，所述方法可靶向电极的特定位置。此外，可以对不同的位置施加不同的处理条件，使得可以采用不同的酶或者可以在不同的位置处实施不同的酶密度，这取决于电极的所需构造或用途。这样，制造出的电极包括对特定酶、微生物或促进剂具有亲和性的碳结构并将所述酶、微生物或促进剂结合到电极上所需位置处以永久地或基本上保持所述酶于所需位置以供在电解或其他电极运行过程中使用。
虽然结合特定的实施方案和实施例描述了本发明，但本领域技术人员易于理解，本发明可以有改变和修改而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围仅由附随的权利要求书限定。

Claims (43)

1.一种用于使用可再生能源提供能量供给的方法，所述方法包括：
提供可再生能的第一源，其中所述可再生能的第一源是断续的或者不提供足够量的能量；
自所述可再生能的第一源向电解器提供能量以通过电解产生载能体；
可选择地逆转所述电解器以用作燃料电池；和
向所述电解器提供所述载能体以产生能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生能的第一源为太阳能，所述逆转所述电解器以用作燃料电池和向所述电解器提供载能体以产生能量的步骤在当所述可再生能的第一源不能充分得到时进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生能的第一源选自太阳、风、流水、能量的有机或地热源。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述载能体包含氢。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述载能体包含基于碳的材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述载能体包含基于氮的材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述载能体包含氨。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述载能体包含烃。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生能的第一源、所述电解器或所述载能体自第一热源接收补充的热。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一热源选自地热、太阳或其他热力发动机。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一热源包含可再生能的第二源。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述可再生能的第二源包含地质地层。
13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在将所述载能体提供给所述电解器之前储存所述载能体的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述储存所述载能体的步骤包括将所述载能体储存在地质地层中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述将所述载能体储存在地质地层中的步骤还包括所述载能体自所述地质地层接收补充的热。
16.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
提供被构造以捕获来自膨胀的功的膨胀器，其中所述膨胀器与所述电解器或所述载能体储存器相连；
在压力下向所述膨胀器提供所述载能体；和
捕获来自所述载能体的膨胀的功。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在捕获来自所述载能体的膨胀的功之前，所述载能体储存器向所述载能体传热。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述载能体储存器包括地质地层。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述载能体的能量值在载能体储存过程中增加。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述载能体的能量值在载能体储存过程中通过自所述地质地层向所述载能体加热而增加。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述载能体的能量值在载能体储存过程中通过自所述地质地层向所述载能体加烃或其他具有能量值的化合物而增加。
22.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括向所述电解器提供有机材料的源以电解所述有机材料。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述有机材料的源包含生物质或生物废弃物。
24.一种用于使用可再生能资源提供基本上连续的能量供给的系统，所述系统包括：
可再生能的第一源；
电解器，所述电解器与所述可再生能的第一源相连以产生载能体，其中所述电解器被构造为可以可选择地逆转运行以用作使用所述载能体作为燃料的燃料电池；
载能体储存器，所述载能体储存器与所述电解器相连以自所述电解器接收所述载能体或向所述电解器提供所述载能体；和
能量储存器，所述能量储存器与所述可再生能的第一源和所述电解器相连以自所述可再生能的第一源和所述电解器选择性地接收能量及选择性地提供来自所述可再生能的第一源和所述电解器的能量。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述可再生能的第一源选自太阳、风、流水、能量的有机和地热源。
26.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体包含氢。
27.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体包含基于碳的材料。
28.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体包含烃。
29.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体包含基于氮的材料。
30.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体包含氨。
31.根据权利要求24所述的系统，其中所述可再生能的第一源、所述电解器或所述载能体中的至少一种被构造为自第一热源接收补充的热。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一热源包括所述可再生能的第一源或所述电解器。
33.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一热源选自地热、太阳或其他热力发动机。
34.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一热源包含地质地层。
根据权利要求31所述的系统，其中所述第一热源包含可再生能的第二源。
35.根据权利要求24所述的系统，其中所述载能体储存器被构造为向所述载能体传热。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述载能体储存器被构造为使得所述载能体的能量值在载能体储存过程中增加。
37.根据权利要求36所述的系统，其中所述载能体储存器被构造为使得通过在载能体储存过程中向所述载能体加热而使所述载能体的能量值在载能体储存过程中增加。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述载能体储存器包括地质地层。
39.根据权利要求24所述的系统，所述系统还包括膨胀器，所述膨胀器被构造以捕获来自所述载能体的膨胀的功，其中所述膨胀器与所述电解器或所述载能体储存器相连。
40.根据权利要求24所述的系统，所述系统还包括膨胀器，所述膨胀器被构造以自所述载能体的膨胀产生能量，其中所述膨胀器与所述电解器或所述载能体储存器相连。
41.根据权利要求24所述的系统，所述系统还包括有机材料的源，其中所述有机材料的源与所述电解器相连以电解所述有机材料。
42.根据权利要求39所述的系统，其中所述有机材料的源包含生物质或生物废弃物。
43.一种用于使用可再生能资源提供基本上连续的能量供给的系统，所述系统包括：
可再生能的第一源；
电解器，所述电解与所述可再生能的第一源相连以产生甲烷，其中所述电解器被构造为可以可选择地逆转运行以用作燃料电池；
甲烷储存器，所述甲烷储存器与所述电解器相连以自所述电解器接收所述甲烷或向所述电解器提供所述甲烷；和
能量储存器，所述能量储存器与所述可再生能的第一源和所述电解器相连以自所述可再生能的第一源和所述电解器选择性地接收能量及选择性地提供来自所述可再生能的第一源和所述电解器的能量。
CN201080048875.9A 2009-08-27 2010-08-16 通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法 Expired - Fee Related CN102713280B (zh)

Applications Claiming Priority (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23747609P 2009-08-27 2009-08-27
US61/237,476 2009-08-27
US30440310P 2010-02-13 2010-02-13
US61/304,403 2010-02-13
PCT/US2010/024498 WO2010096504A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for controlling nucleation during electrolysis
USPCT/US2010/024498 2010-02-17
US12/707,653 US8172990B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for controlling nucleation during electrolysis
US12/707,651 2010-02-17
USPCT/US2010/024497 2010-02-17
US12/707,656 US8075749B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for gas capture during electrolysis
USPCT/US2010/024499 2010-02-17
US12/707,653 2010-02-17
PCT/US2010/024499 WO2010096505A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for gas capture during electrolysis
US12/707,656 2010-02-17
PCT/US2010/024497 WO2010096503A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Electrolytic cell and method of use thereof
US12/707,651 US8075748B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Electrolytic cell and method of use thereof
PCT/US2010/045669 WO2012047188A1 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102713280A true CN102713280A (zh) 2012-10-03
CN102713280B CN102713280B (zh) 2015-11-25

Family

ID=49302451

Family Applications (9)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510137060.2A Pending CN104848032A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于储存和/或过滤物质的装置和方法
CN201080048872.5A Expired - Fee Related CN102712020B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 使用太阳热通过可再生材料资源的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
CN201080048882.9A Expired - Fee Related CN102884361B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于储存和/或过滤物质的装置和方法
CN201080048888.6A Expired - Fee Related CN103124692B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 内部增强结构复合材料以及相关的制造方法
CN201080048874.4A Expired - Fee Related CN102713282B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 提高补充的海洋热能转化(sotec)系统的效率
CN201510098366.1A Pending CN104912705A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 使用太阳热通过可再生材料资源的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
CN2010800488710A Pending CN102713154A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 能量转换组件及其使用和制造的相关方法
CN201080048875.9A Expired - Fee Related CN102713280B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
CN201080037896.0A Expired - Fee Related CN102713281B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于住所支持的能量系统

Family Applications Before (7)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510137060.2A Pending CN104848032A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于储存和/或过滤物质的装置和方法
CN201080048872.5A Expired - Fee Related CN102712020B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 使用太阳热通过可再生材料资源的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
CN201080048882.9A Expired - Fee Related CN102884361B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于储存和/或过滤物质的装置和方法
CN201080048888.6A Expired - Fee Related CN103124692B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 内部增强结构复合材料以及相关的制造方法
CN201080048874.4A Expired - Fee Related CN102713282B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 提高补充的海洋热能转化(sotec)系统的效率
CN201510098366.1A Pending CN104912705A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 使用太阳热通过可再生材料资源的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
CN2010800488710A Pending CN102713154A (zh) 2009-08-27 2010-08-16 能量转换组件及其使用和制造的相关方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080037896.0A Expired - Fee Related CN102713281B (zh) 2009-08-27 2010-08-16 用于住所支持的能量系统

Country Status (11)

Country Link
EP (7) EP2470787A4 (zh)
JP (6) JP2013503310A (zh)
KR (1) KR101547007B1 (zh)
CN (9) CN104848032A (zh)
AU (1) AU2010289904A1 (zh)
BR (1) BR112012004093A2 (zh)
CA (1) CA2770510A1 (zh)
IL (1) IL217860A (zh)
RU (4) RU2012111666A (zh)
WO (8) WO2011028402A2 (zh)
ZA (1) ZA201200791B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115099508A (zh) * 2022-07-01 2022-09-23 西南石油大学 Srb与co2耦合作用的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8147599B2 (en) 2009-02-17 2012-04-03 Mcalister Technologies, Llc Apparatuses and methods for storing and/or filtering a substance
CZ304079B6 (cs) * 2011-06-23 2013-10-02 Gascontrol, Spolecnost S R.O. Energetický systém vyuzívající spojení generátoru vodíku a kyslíku se systémem plynové mikroturbíny v kombinaci s organickým Rankinovým cyklem
JP2013040606A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Kazuhiko Nagashima 高効率常温熱エネルギーの回収法及び回収装置
US9810439B2 (en) 2011-09-02 2017-11-07 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Energy exchange system for conditioning air in an enclosed structure
EP2578379A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-10 Sumika Polymer Compounds (France) SA Solar thermal solutions using blow moulding technologies
US9816760B2 (en) 2012-08-24 2017-11-14 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Liquid panel assembly
NL2010039C2 (en) * 2012-12-21 2014-06-24 S4 Energy B V Device for reducing the load on a supporting structure, in particular an inertial energy accumulating device.
US9366238B2 (en) 2013-03-13 2016-06-14 Lockheed Martin Corporation System and process of cooling an OTEC working fluid pump motor
US10352628B2 (en) 2013-03-14 2019-07-16 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Membrane-integrated energy exchange assembly
US10584884B2 (en) 2013-03-15 2020-03-10 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Control system and method for a liquid desiccant air delivery system
US9534296B2 (en) 2013-03-15 2017-01-03 Mcalister Technologies, Llc Methods of manufacture of engineered materials and devices
JP2014200769A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 日東電工株式会社 吸着材
FR3006681B1 (fr) 2013-06-11 2015-07-17 Faurecia Sys Echappement Cartouche de stockage d'ammoniac a duree de remplissage optimisee, notamment pour un systeme d'echappement de gaz d'un vehicule automobile
CN103615357B (zh) * 2013-11-15 2016-05-25 韩树君 一种风能、太阳能、海浪能循环互补发电和海水淡化系统
CN104674291A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 混合氢氧发生器
JP2015168971A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 古河機械金属株式会社 海底鉱物の揚鉱方法および海底鉱物の揚鉱システム
DK3183051T3 (da) 2014-08-19 2020-06-02 Nortek Air Solutions Canada Inc Væske-til-luftmembranenergivekslere
MX2017011722A (es) * 2015-03-13 2018-08-15 Cenergy Solutions Inc Capacidad de almacenamiento de gas incrementada en recipientes a presión.
WO2016205750A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Kevin Kremeyer Directed energy deposition to facilitate high speed applications
WO2016207864A1 (en) 2015-06-26 2016-12-29 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Three-fluid liquid to air membrane energy exchanger
FR3038456B1 (fr) * 2015-06-30 2019-10-18 Jomi Leman Dispositif electrochimique pour le stockage de l’energie electrique.
RU2617215C1 (ru) * 2015-11-16 2017-04-24 Юрий Владимирович Семынин Тепловой двигатель
CN105570672A (zh) * 2015-12-22 2016-05-11 重庆市高新技术产业开发区潞翔能源技术有限公司 一种天然气吸附罐体热交换系统
WO2018097747A1 (ru) * 2016-11-28 2018-05-31 Евгений Иванович КАСАТКИН Способ утилизации углекислого газа
SG11201909648VA (en) 2017-04-18 2019-11-28 Nortek Air Solutions Canada Inc Desiccant enhanced evaporative cooling systems and methods
DE112018003522T5 (de) 2017-08-10 2020-04-09 L2 Consultancy B.V. Tankstelle zum Versorgen von Fahrzeugen mit Energieträgern
CN107514823B (zh) * 2017-08-10 2019-12-31 中广核工程有限公司 一种旋转式光热电站吸热器及均匀吸热控制方法
NL2019407B1 (en) * 2017-08-10 2019-02-21 L2 Consultancy B V Refueling station for supplying energy carriers to vehicles
CN107559161B (zh) * 2017-10-09 2019-05-31 上海海事大学 一种结合化学蓄热与海水发电的热电两用系统
CN107989681A (zh) * 2017-12-06 2018-05-04 佛山早稻田环保节能科技有限公司 一种汽车尾气处理器
CN107893243B (zh) * 2017-12-20 2024-05-07 中科京投环境科技江苏有限公司 一种旋流矿浆电解脱除重金属的装置及脱除方法
US10619794B2 (en) 2018-03-13 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Pressurized-fluid storage device
CA3164688A1 (en) 2018-05-08 2019-11-08 Enginuity Power Systems, Inc. Combination systems and related methods for providing power, heat and cooling
WO2019227162A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Royal Melbourne Institute Of Technology A pyrolysis reaction system and method of pyrolysing an organic feed
RU2688061C1 (ru) * 2018-06-05 2019-05-17 Николай Артёмович Седых Арктическая ветроэнергетическая установка
RU196410U1 (ru) * 2018-07-27 2020-02-28 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Геотермальная энергетическая установка
RU2689488C1 (ru) * 2018-11-01 2019-05-28 Александр Алексеевич Соловьев Биогазовая аэродинамическая установка
RU2697274C1 (ru) * 2018-11-21 2019-08-13 Владимир Алексеевич Чернорот Способ переработки твердых коммунальных и промышленных отходов
KR102431612B1 (ko) * 2019-02-26 2022-08-12 한국자동차연구원 수소충전소용 수분제거장치
WO2021025659A2 (ru) * 2019-08-07 2021-02-11 Александр Александрович РЕПКИН Способ создания и использования энергетической системы с интегрированием в систему получаемого с использованием возобновляемых источников энергии водорода
AU2021252436A1 (en) * 2020-04-09 2022-11-03 Woodside Energy Technologies Pty Ltd Renewable energy hydrocarbon processing method and plant
CN112302892A (zh) * 2020-11-24 2021-02-02 房盼盼 一种提升海温差发电的方法及装置
JP2024504038A (ja) * 2021-01-08 2024-01-30 アラカイ テクノロジーズ コーポレーション オフグリッド型の非定常状態水素燃料補給インフラストラクチャのための方法及びシステム
CN112600139A (zh) * 2021-01-20 2021-04-02 深圳市红越电子科技有限公司 一种导电电缆接口检测后处理终端
CN112871332B (zh) * 2021-02-04 2022-11-11 台州锐祥机械设备有限公司 一种汽车高强度减震避震件生产工艺
CN113546951A (zh) * 2021-07-13 2021-10-26 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 适于氢能开发利用的填埋场治理和循环利用方法及系统
DE102022104030A1 (de) 2022-02-21 2023-08-24 Stablegrid Engineers GmbH Anordnung zur Stabilisierung von Elektrizitätsnetzen mit Kaverne zur Gasspeicherung
WO2023195158A1 (ja) * 2022-04-08 2023-10-12 日本電信電話株式会社 熱変換システム及び熱変換方法
US20230391614A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-07 Koloma, Inc. Integration of natural hydrogen reservoir storage capacity or suitable subsurface reservoirs with other hydrogen sources and sinks

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050109394A1 (en) * 2003-11-24 2005-05-26 The Boeing Company Solar electrolysis power co-generation system
US7254944B1 (en) * 2004-09-29 2007-08-14 Ventoso Systems, Llc Energy storage system
US7364810B2 (en) * 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells
US20080303348A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Witters Allen L Integrated multiple fuel renewable energy system
CN101614198A (zh) * 2009-07-30 2009-12-30 江苏亿隆新能源科技发展有限公司 压力发电机

Family Cites Families (131)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB991581A (en) * 1962-03-21 1965-05-12 High Temperature Materials Inc Expanded pyrolytic graphite and process for producing the same
JPS5216468Y1 (zh) * 1969-06-14 1977-04-13
US4060988A (en) * 1975-04-21 1977-12-06 Texaco Inc. Process for heating a fluid in a geothermal formation
JPS5213048A (en) * 1975-07-22 1977-02-01 Ebara Corp Operation method of a marine generating set
JPS52168347U (zh) * 1976-06-14 1977-12-20
US4091313A (en) * 1976-08-23 1978-05-23 Salvatore Genovese Current recycling electric motor system
US4170878A (en) * 1976-10-13 1979-10-16 Jahnig Charles E Energy conversion system for deriving useful power from sources of low level heat
DE2934647A1 (de) * 1979-08-28 1981-03-12 Fritz Ing.(grad.) 7612 Haslach Thoma Heizungssystem mit waermemotor.
JPS56105244A (en) * 1980-01-24 1981-08-21 Hiroyuki Morita Hot water feeder
JPS56138468A (en) * 1980-03-13 1981-10-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ocean temperature difference generator
DE3014357A1 (de) * 1980-04-15 1981-10-22 Küppersbusch AG, 4650 Gelsenkirchen Heizaggregat
DE3016410A1 (de) * 1980-04-29 1981-11-05 Wilhelm 5000 Köln Jülich Warmwasser-zentralheizungsanlage
JPS5791384A (en) * 1980-11-27 1982-06-07 Toshiba Corp Evaporator
DE3044666A1 (de) * 1980-11-27 1982-07-08 Morath, Karl Günther, 6670 St. Ingbert Waerme-kraft-koppelungsanlage als kleinkraftwerk fuer den hausgebrauch
US4437963A (en) * 1981-09-10 1984-03-20 Yeoman David R Apparatus for electrolyzing water
US4490232A (en) * 1981-10-29 1984-12-25 The Laitram Corporation Wave-powered electrolysis of water
JPS5897461U (ja) * 1981-12-23 1983-07-02 株式会社　ト−タルシステム タンクと弓形チユ−ブによる熱交換器
JPS5946375A (ja) * 1982-09-08 1984-03-15 Mitsubishi Electric Corp 海水による発電装置
JPS59110872A (ja) * 1982-12-17 1984-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 海洋温度差および太陽熱を利用した複合発電装置
JPS59165873A (ja) * 1983-03-09 1984-09-19 Toshiba Corp 海洋温度差発電装置
JPS59188058A (ja) * 1983-04-08 1984-10-25 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の廃熱利用装置
JPS6321366A (ja) * 1986-07-16 1988-01-28 Kajima Corp 蓄熱式海洋温度差発電装置
JPH0661195B2 (ja) * 1986-12-25 1994-08-17 三菱重工業株式会社 高生産海域造成システム
JPS63243463A (ja) * 1987-03-30 1988-10-11 Agency Of Ind Science & Technol 発電装置
JP2680674B2 (ja) * 1989-04-12 1997-11-19 財団法人電力中央研究所 海洋・廃熱温度差発電システム
US6155212A (en) * 1989-06-12 2000-12-05 Mcalister; Roy E. Method and apparatus for operation of combustion engines
JPH0346161U (zh) * 1989-09-09 1991-04-26
JP2587297B2 (ja) * 1989-09-27 1997-03-05 富士電機株式会社 熱併給発電装置
JPH03173788A (ja) * 1989-12-01 1991-07-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk アンモニアの合成方法
JPH03175136A (ja) * 1989-12-05 1991-07-30 Sanden Corp 内燃機関の排熱利用装置
FI89969C (fi) * 1989-12-21 1993-12-10 Waertsilae Diesel Int Foerfarande och arrangemang foer effektivering av tillvaratagande av avgasernas vaermeenergi vid stora dieselmotorer
JPH0476211A (ja) * 1990-07-19 1992-03-11 Meidensha Corp 熱電併給装置
JP2889668B2 (ja) * 1990-08-06 1999-05-10 三洋電機株式会社 エネルギーシステム
JPH0816475B2 (ja) * 1990-11-27 1996-02-21 工業技術院長 温度差発電方法およびその装置ならびに温度差発電・海洋生物増養殖複合装置
US5167786A (en) * 1991-01-25 1992-12-01 Eberle William J Wave-power collection apparatus
JPH0678713U (ja) * 1991-04-24 1994-11-04 国立環境研究所長 家庭用コ−ジェネレ−ション
JPH05223268A (ja) * 1992-02-06 1993-08-31 Nippondenso Co Ltd 熱電併給装置
JP2527288B2 (ja) * 1992-06-16 1996-08-21 株式会社新燃焼システム研究所 燃料電池反応を利用したアンモニア分離方法
JPH06147098A (ja) * 1992-11-11 1994-05-27 Ikeda Takeshi 対流温度差原動機
JPH06234502A (ja) * 1993-02-10 1994-08-23 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 水素吸蔵合金スラリを用いたエネルギ貯蔵方法
EP0686114B1 (en) * 1993-04-20 1998-10-14 Widenhammar, Rustan Boat hull cleaning apparatus
JP2942852B2 (ja) * 1993-10-15 1999-08-30 株式会社テイエルブイ コ―ジェネレ―ションの気化冷却エンジン
JPH07238866A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Hazama Gumi Ltd コージェネレーションシステム
GT199600032A (es) * 1995-06-07 1997-11-28 Sistema para la conversion de energia termica del oceano (otec sistema)
JPH0925871A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽エネルギー収集装置
CN1163988A (zh) * 1997-01-21 1997-11-05 罗伊·麦克埃里斯特 波浪发电方法和装置
US5950732A (en) * 1997-04-02 1999-09-14 Syntroleum Corporation System and method for hydrate recovery
US6503584B1 (en) * 1997-08-29 2003-01-07 Mcalister Roy E. Compact fluid storage system
JPH1193826A (ja) * 1997-09-18 1999-04-06 Nkk Corp 自然エネルギー・ベストミックス・システム
EP1055060B1 (en) * 1998-02-09 2008-03-05 Whisper Tech Limited Improvements in co-generation systems
US6126726A (en) * 1998-07-06 2000-10-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Generator hydrogen purge gas economizer with membrane filter
US6295827B1 (en) * 1998-09-24 2001-10-02 Exxonmobil Upstream Research Company Thermodynamic cycle using hydrostatic head for compression
DE19859654A1 (de) * 1998-12-15 2000-06-29 Mannesmann Ag Vorrichtung zum Speichern von Druckgas
JP2000205044A (ja) * 1999-01-19 2000-07-25 Shigeaki Kimura コ―ジェネレ―ション装置
US6104097A (en) * 1999-03-04 2000-08-15 Lehoczky; Kalman N. Underwater hydro-turbine for hydrogen production
JP3620701B2 (ja) 1999-04-14 2005-02-16 本田技研工業株式会社 コジェネレーション装置
AU5378799A (en) * 1999-08-11 2001-03-13 Hennara Investments Limited Gas storage on an adsorbent with exfoliated laminae
MXPA02007361A (es) * 2000-02-01 2004-09-10 Roychowdhury Sukomal Proceso para la produccion de hidrogeno a partir de material organico descompuesto anaerobicamente.
FR2805410B1 (fr) * 2000-02-23 2002-09-06 Andre Rene Georges Gennesseaux Systeme autonome de cogeneration d'electricite et de chaleur comportant un stockage d'energie par volant d'inertie
JP2001254897A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵装置
JP2001295995A (ja) * 2000-04-11 2001-10-26 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵タンク
JP2001338672A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Shinko Pantec Co Ltd 家庭用電力供給システム
JP2002098412A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Noritz Corp 加熱貯湯装置
JP2002128501A (ja) * 2000-10-18 2002-05-09 Sony Corp ガス吸蔵方法及び燃料電池
JP2002147867A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Honda Motor Co Ltd 水電解システム
US6669919B1 (en) * 2000-11-16 2003-12-30 Advanced Energy Technology Inc. Intercalated graphite flakes exhibiting improved expansion characteristics and process therefor
JP2002180902A (ja) * 2000-12-14 2002-06-26 Sagami Sekiyu Kk コージェネレーションシステム
US6516754B2 (en) * 2001-02-20 2003-02-11 Thomas Chadwick Convective heating system for liquid storage tank
GB0106358D0 (en) * 2001-03-13 2001-05-02 Printable Field Emitters Ltd Field emission materials and devices
CN2489098Y (zh) * 2001-06-11 2002-05-01 郭广明 热机余热再利用装置
US6603069B1 (en) * 2001-09-18 2003-08-05 Ut-Battelle, Llc Adaptive, full-spectrum solar energy system
US6984305B2 (en) 2001-10-01 2006-01-10 Mcalister Roy E Method and apparatus for sustainable energy and materials
CN1417527A (zh) * 2001-11-02 2003-05-14 量子能技术股份有限公司 改进的水加热器
GB2383978B (en) * 2002-01-11 2004-09-08 Dominic Michaelis Platform provided with renewable energy converter systems
JP3903798B2 (ja) * 2002-01-22 2007-04-11 株式会社デンソー 燃料電池システム
RU2232914C2 (ru) * 2002-02-04 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" Способ работы и устройство парогенератора поршневого двигателя внутреннего сгорания
JP3882664B2 (ja) * 2002-04-15 2007-02-21 日産自動車株式会社 燃料電池システム
GB2387641A (en) * 2002-04-19 2003-10-22 Gasforce Ltd Combined heat and power unit
JP2004154762A (ja) * 2002-09-10 2004-06-03 Sanyo Electric Co Ltd 廃棄物処理システム
JP2004239149A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Osaka Gas Co Ltd エンジンシステム及び熱源システム
US7201841B2 (en) * 2003-02-05 2007-04-10 Water Visions International, Inc. Composite materials for fluid treatment
JP2004245049A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Osaka Gas Co Ltd 熱源システム
JP2004268022A (ja) * 2003-02-18 2004-09-30 Nissan Motor Co Ltd 水素吸蔵材料、水素吸蔵材料の製造方法、水素貯蔵タンク、水素貯蔵システム、及び燃料電池自動車
WO2004086585A2 (en) 2003-03-24 2004-10-07 Ion America Corporation Sorfc system and method with an exothermic net electrolysis reaction
JP4163541B2 (ja) * 2003-03-25 2008-10-08 トヨタ自動車株式会社 ガス貯蔵タンクの製造方法
JP4167521B2 (ja) * 2003-03-25 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 ガス貯蔵タンク及びその製造方法
KR100620303B1 (ko) * 2003-03-25 2006-09-13 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 가스저장탱크 및 그 제조방법
US7575822B2 (en) 2003-04-09 2009-08-18 Bloom Energy Corporation Method of optimizing operating efficiency of fuel cells
US20050026008A1 (en) * 2003-06-05 2005-02-03 Solar Reactor Technologies Inc. Method for processing stack gas emissions
US6956300B2 (en) * 2003-08-04 2005-10-18 Andrew Roman Gizara Gimbal-mounted hydroelectric turbine
JP4512802B2 (ja) * 2003-09-02 2010-07-28 株式会社カネカ フィルム状グラファイトとその製造方法
CN2644957Y (zh) * 2003-09-04 2004-09-29 柳溪立 一种利用地温的冷暖空调装置
US7378188B2 (en) * 2003-09-18 2008-05-27 Enernext, Llc Storage device and method for sorption and desorption of molecular gas contained by storage sites of nano-filament laded reticulated aerogel
WO2005032709A2 (en) * 2003-09-30 2005-04-14 General Electric Company Hydrogen storage compositions and methods of manufacture thereof
RO121819B1 (ro) * 2003-10-01 2008-05-30 Petru Baciu Procedeu şi instalaţie pentru colectarea gazului metan liber, de pe fundul mării
US6994159B2 (en) * 2003-11-04 2006-02-07 Charles Wendland System for extracting natural gas hydrate
US7152675B2 (en) * 2003-11-26 2006-12-26 The Curators Of The University Of Missouri Subterranean hydrogen storage process
JP4203810B2 (ja) * 2003-12-08 2009-01-07 富士電機ホールディングス株式会社 有機性廃棄物の処理方法とそのシステム
JP2005291112A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Takeo Saito 温度差発電装置
US20050269211A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-08 Zachar Oron D Method of and apparatus for producing hydrogen using geothermal energy
JP2006009713A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Hitachi Ltd コージェネレーションシステム及びエネルギー供給システム
JP2006035174A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Toyota Motor Corp 水素吸蔵物及びその製造と利用
KR100550573B1 (ko) * 2004-08-17 2006-02-10 엘지전자 주식회사 코제너레이션 시스템
JP4741718B2 (ja) * 2004-10-20 2011-08-10 株式会社豊田自動織機 開閉用バルブの交換方法
US7178337B2 (en) * 2004-12-23 2007-02-20 Tassilo Pflanz Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs
CA2599835A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Nissan Motor Co., Ltd. Hydrogen storage material, hydrogen storage structure, hydrogen storer, hydrogen storage apparatus, fuel cell vehicle, and process for producing hydrogen storage material
CN1297744C (zh) * 2005-03-24 2007-01-31 上海交通大学 海洋温差能－太阳能重热循环发电方法
JP5154746B2 (ja) * 2005-09-14 2013-02-27 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 多孔性物質およびその製造方法
US7948101B2 (en) * 2005-09-02 2011-05-24 John Christopher Burtch Apparatus for production of hydrogen gas using wind and wave action
US7658901B2 (en) * 2005-10-14 2010-02-09 The Trustees Of Princeton University Thermally exfoliated graphite oxide
US7233079B1 (en) 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
JP2007205645A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽熱集熱器およびこれを有する太陽熱利用装置
KR20060096413A (ko) * 2006-02-28 2006-09-11 카네카 코포레이션 필름 형상 그라파이트와 그 제조 방법
US7448214B2 (en) * 2006-03-24 2008-11-11 Erik Monostory Geothermal hydrogen production facility and method
US20070228739A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 John Troy Kraczek Offshore Energy Capture and Storage Device
RU2319893C1 (ru) * 2006-08-01 2008-03-20 Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН Способ и установка для аккумулирования газа внутри нанопор твердого носителя
US20090077969A1 (en) * 2007-09-25 2009-03-26 Prueitt Melvin L Heat Transfer Methods for Ocean Thermal Energy Conversion and Desalination
KR100910059B1 (ko) * 2006-12-06 2009-07-30 한국전자통신연구원 가스 저장 매체, 가스 저장 장치 및 그 저장 방법
US20080135403A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Jang Bor Z Home hydrogen fueling station
JP2008151282A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Honda Motor Co Ltd ガス貯蔵用容器
US20100280135A1 (en) * 2007-03-19 2010-11-04 Doty Scientific, Inc. Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency
US7456512B2 (en) * 2007-03-23 2008-11-25 Bernard Nadel Portable sea-powered electrolysis generator
US20080245672A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 New Sky Energy, Inc. Electrochemical methods to generate hydrogen and sequester carbon dioxide
RU2342542C1 (ru) * 2007-04-04 2008-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Установка для получения энергии
JP2009047052A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Honda Motor Co Ltd コージェネレーション装置
JP5306621B2 (ja) * 2007-09-12 2013-10-02 高砂熱学工業株式会社 電力供給システム
JP2009077457A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Tokyo Gas Co Ltd 分散型電源の運転システムおよびその運転方法
JP5127385B2 (ja) * 2007-09-28 2013-01-23 学校法人同志社 アンモニア電解合成装置
CN201103949Y (zh) * 2007-10-17 2008-08-20 李建军 太阳能纳米加热低温供地板辐射采暖设备
KR101042299B1 (ko) * 2007-12-13 2011-06-17 기아자동차주식회사 연료전지 자동차용 수소저장 시스템
JP2009293447A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Honda Motor Co Ltd コージェネレーション装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364810B2 (en) * 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells
US20050109394A1 (en) * 2003-11-24 2005-05-26 The Boeing Company Solar electrolysis power co-generation system
US7254944B1 (en) * 2004-09-29 2007-08-14 Ventoso Systems, Llc Energy storage system
US20080303348A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Witters Allen L Integrated multiple fuel renewable energy system
CN101614198A (zh) * 2009-07-30 2009-12-30 江苏亿隆新能源科技发展有限公司 压力发电机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115099508A (zh) * 2022-07-01 2022-09-23 西南石油大学 Srb与co2耦合作用的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法
CN115099508B (zh) * 2022-07-01 2024-06-07 西南石油大学 Srb与co2耦合作用的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013503299A (ja) 2013-01-31
RU2012111668A (ru) 2013-10-10
CN102713281A (zh) 2012-10-03
CN102713280B (zh) 2015-11-25
JP2014025587A (ja) 2014-02-06
CN102712020B (zh) 2015-04-01
RU2012111681A (ru) 2013-10-10
WO2012047187A3 (en) 2013-03-28
KR20120026141A (ko) 2012-03-16
WO2011028233A2 (en) 2011-03-10
WO2011102851A1 (en) 2011-08-25
EP2470752A2 (en) 2012-07-04
RU2012111665A (ru) 2013-10-10
WO2011028233A3 (en) 2011-06-23
CN102713281B (zh) 2015-08-19
EP2470787A2 (en) 2012-07-04
JP2015028339A (ja) 2015-02-12
EP2625031A4 (en) 2016-06-08
EP2625031A2 (en) 2013-08-14
IL217860A0 (en) 2012-03-29
WO2012047187A2 (en) 2012-04-12
WO2011028400A3 (en) 2013-05-02
WO2011034677A3 (en) 2011-05-12
WO2011028400A2 (en) 2011-03-10
WO2011028402A2 (en) 2011-03-10
CN103124692B (zh) 2016-01-13
CN102713282A (zh) 2012-10-03
WO2011028402A3 (en) 2011-06-16
CN103124692A (zh) 2013-05-29
CN102712020A (zh) 2012-10-03
CN102884361B (zh) 2015-04-15
CN104912705A (zh) 2015-09-16
CA2770510A1 (en) 2011-03-10
EP2470822A4 (en) 2013-07-31
EP2470822A1 (en) 2012-07-04
JP2013503457A (ja) 2013-01-31
JP5922577B2 (ja) 2016-05-24
EP2470786A1 (en) 2012-07-04
JP5852576B2 (ja) 2016-02-03
RU2562336C2 (ru) 2015-09-10
EP2567066A4 (en) 2017-02-08
BR112012004093A2 (pt) 2016-03-08
RU2499949C1 (ru) 2013-11-27
CN102713154A (zh) 2012-10-03
RU2537321C2 (ru) 2015-01-10
WO2012047188A1 (en) 2012-04-12
CN102884361A (zh) 2013-01-16
JP2013503298A (ja) 2013-01-31
WO2011028401A2 (en) 2011-03-10
EP2470787A4 (en) 2014-04-16
EP2567066A2 (en) 2013-03-13
CN104848032A (zh) 2015-08-19
EP2470786A4 (en) 2015-03-04
EP2470788A4 (en) 2017-04-05
CN102713282B (zh) 2016-01-06
EP2470752A4 (en) 2015-08-05
RU2012111666A (ru) 2013-10-10
WO2011034677A2 (en) 2011-03-24
KR101547007B1 (ko) 2015-08-24
EP2470788A2 (en) 2012-07-04
JP2013503310A (ja) 2013-01-31
AU2010289904A1 (en) 2012-02-23
WO2011028401A3 (en) 2011-06-16
ZA201200791B (en) 2013-05-29
IL217860A (en) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102713280B (zh) 通过可再生能的一体化全面生产实现可持续经济发展的系统和方法
US9231267B2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy
US20130240369A1 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy
US8808529B2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable material resources using solar thermal
US8991182B2 (en) Increasing the efficiency of supplemented ocean thermal energy conversion (SOTEC) systems
US6984305B2 (en) Method and apparatus for sustainable energy and materials
CN102396093B (zh) 在电解过程中用于控制成核的装置和方法
JP5411299B2 (ja) 電解セルおよびその使用方法
JP5547753B2 (ja) 電気分解の間にガスを捕集するための装置および方法
CN103003194A (zh) 通过微生物电解、发酵、和/或光合作用来制备诸如氢气的可再生资源制备的系统和方法
AU2005248951A1 (en) Process for production of hydrogen from anaerobically decomposed organic material
KR101534996B1 (ko) 보강된 해양온도차발전 (ｓｏｔｅｃ) 시스템 효율 증가
EP2470311A2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production or renewable material resources using solar thermal
CN102712019A (zh) 通过可再生能、材料资源和养分的一体化生产实现可持续经济发展

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125

Termination date: 20170816