CN109997267B - 通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法 - Google Patents

通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109997267B
CN109997267B CN201780053555.4A CN201780053555A CN109997267B CN 109997267 B CN109997267 B CN 109997267B CN 201780053555 A CN201780053555 A CN 201780053555A CN 109997267 B CN109997267 B CN 109997267B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
oxygen
catalyst chamber
fuel cell
anode
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.)
Active
Application number
CN201780053555.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109997267A (zh
Inventor
M·A·雷德瓦恩
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.)
One Scientific Inc
Original Assignee
One Scientific Inc
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
Application filed by One Scientific Inc filed Critical One Scientific Inc
Publication of CN109997267A publication Critical patent/CN109997267A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109997267B publication Critical patent/CN109997267B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0203—Preparation of oxygen from inorganic compounds
    • C01B13/0207—Water
    • 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
    • C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
    • C01B3/042—Decomposition of water
    • C01B3/045—Decomposition of water in gaseous phase
    • 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
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for 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
    • 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
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • 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
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • 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
    • C25B5/00—Electrogenerative processes, i.e. processes for producing compounds in which electricity is generated simultaneously
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • 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
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

用于通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法。根据一个方面，一种方法包括将过热蒸汽施加在催化剂室内的催化剂表面上以产生电离的蒸汽等离子体。该方法还包括在电离的蒸汽等离子体的分子之间形成阳极和阴极。该方法还包括使用阳极和阴极来发电。

Description

通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法
交叉引用
本申请要求2016年8月31日提交的题为“SYSTEMS,APPARATUSES,AND METHODS FORGENERATING ELECTRIC POWER BY CONVERTING WATER TO HYDROGEN AND OXYGEN(通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法)”的美国临时申请序号62/381,765的权益，其公开内容为通过引用整体并入本文。
技术领域
当前公开的主题涉及发电。更具体地，本发明公开的主题涉及用于通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法。
背景技术
随着世界人口的扩大，对能源的需求也在增加。需要增加能量消耗来为移动设备、车辆和电子设备供电，以及为各种工业、商业、运输和住宅部门供电。事实上，Enerdata提供的“全球能源统计年鉴”显示，仅2016年美国就消耗了2,204Mtoe的能源，而中国消耗了3,123Mtoe的能源。然而，世界上的煤炭、石油和天然气等能源是有限的。此外，这些能源的使用增加导致有害气体的产生增加，有害气体导致全球变暖并对环境产生不利影响。因此，需要可再生能源。
氢(H2)是一种这样的可再生能源，因为氢可大量获得。有几种已知的制氢方法。这些已知方法的一些实例包括煤气化、油的部分氧化、甲烷蒸汽的重整和生物质气化，仅举几个例子。尽管这些方法可以产生氢气，但是这些方法中的每一种的显着缺点和限制是共同产生二氧化碳，二氧化碳是受控制的排放物。
在不产生二氧化碳的情况下产生氢气的更高效方法是通过水的电解。该方法允许产生无碳的氢分子和氧分子。电解使用直流电来驱动非自发的化学反应。电解发生所需的电压称为分解电位。
目前用于将水分离成氢气和氧气的方法具有强烈的安全性问题。在至少一种实施方式中，氢气和氧气的混合物仍然存在于催化剂室内和整个系统的管道中，直到混合物被输送到燃烧点。这可能导致催化剂室内的危险点火。
因此，需要用于分离气态氢和氧混合物的改进的系统和技术。
发明概述
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本文公开了用于通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法。根据一个方面，一种方法包括将过热蒸汽施加在催化剂室内的催化剂表面上以产生电离的蒸汽等离子体。该方法还包括在电离的蒸汽等离子体的分子之间形成阳极和阴极。该方法还包括使用阳极和阴极来发电。
附图说明
当结合附图阅读时，可以更好地理解前述发明内容以及各种实施方案的以下详细描述。出于说明的目的，在附图中示出了示例性实施方案；然而，目前公开的主题不限于所公开的具体方法和手段。在图中：
图1A，1B，1C，1D和1E描绘了根据本公开的实施方案的用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例系统；
图2描绘了根据本公开的实施方案的另一示例系统；
图3示出了根据本公开的实施方案的可以在图2所示系统中使用的过热蒸汽发生器；
图4显示了根据本公开的实施方案的可用于图2所示系统的磁性催化剂室；
图5显示了根据本公开的实施方案的可用于图2所示系统的旋风分离器；
图6显示了根据本公开的实施方案的可用于图2所示系统的燃料电池；
图7是根据本公开的实施方案的用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例方法的流程图；以及
图8是根据本公开的实施方案的用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例性监视和控制系统的框图。
发明详述
具体地描述了本发明公开的主题以满足法定要求。然而，描述本身并不旨在限制本专利的范围。相反，发明人已经预期所要求保护的主题还可以结合其他现有或未来技术以其他方式体现，以包括与本文档中描述的步骤或元件类似的不同步骤或元件。
随着世界人口和相应的能量需求继续扩大，显而易见的是，当前的有限能源将无法跟上这些需求。实际上，预计在未来几十年内，来自煤、石油和天然气等化石燃料的能源资源将被耗尽。这非常令人担忧。因此，对可再生能源的需求很大。
电解作为可行的手段，从中可以产生可再生电力而不会对环境产生不利影响。然而，目前的电解方法引起安全问题，因为氢气是电解的产物并且它是有毒的。此外，目前的电解技术需要使用外部电流源，这可能是麻烦的并且增加了安全性问题。因此，希望创造一种新的装置和方法，以使水更安全和更高效地电解成氢分子和氧分子，用于燃料电池中以产生直流电，其中电流源是内部产生的并且燃料电池在发电方面是高效的。
如本文所提到的，应该广义地解释术语“计算设备”。它可以包括任何类型的设备，包括硬件、软件、固件等，以及它们的组合。计算设备可以包括一个或多个处理器和存储器或其他合适的非暂时性计算机可读存储介质，其具有用于实现根据本公开实施方案的方法的计算机可读程序代码。计算设备可以是例如服务器。在另一实施例中，计算设备可以是任何类型的传统计算机，诸如膝上型计算机或平板计算机或台式计算机。在另一实施例中，计算设备可以是一种类型的网络设备，例如路由器或交换机。在另一实施例中，计算设备可以是可编程逻辑控制器。在另一实施例中，计算设备可以是电池供电的物联网(IoT)设备。在另一实施例中，计算设备可以是微控制器。在另一实施例中，计算设备可以是移动计算设备，例如但不限于智能电话、蜂窝电话、寻呼机、个人数字助理(PDA)、具有智能电话客户端的移动计算机等。典型的移动计算设备是能够使用诸如因特网协议或IP之类的协议以及无线应用协议或WAP以无线方式发送和接收数据的无线数据访问启用设备(例如，
Figure BDA0001981793070000041
智能电话，
Figure BDA0001981793070000043
智能电话，NEXUS ONETM智能电话，
Figure BDA0001981793070000042
设备等)。这允许用户通过无线设备访问信息，例如智能电话、移动电话、寻呼机、双向无线电、通信器等。许多无线网络支持无线数据访问，包括但不限于CDPD、CDMA、GSM、PDC、PHS、TDMA、FLEX、ReFLEX、iDEN、TETRA，DECT、DataTAC、Mobitex、EDGE和其他2G，3G，4G和LTE技术，它与许多手持设备操作系统一起运行，如PalmOS、EPOC、WindowsCE、FLEXOS、OS/9、JavaOS、iOS和Android。通常，这些设备使用图形显示并且可以在所谓的迷你或微浏览器上访问因特网(或其他通信网络)，所述迷你或微浏览器是具有小文件大小的web浏览器，其可以适应无线网络的减少的存储器限制。在代表性实施方案中，移动设备是通过GPRS(通用分组无线电服务)操作的蜂窝电话或智能电话，GPRS是GSM网络的数据技术。除了语音通信之外，给定的移动设备还可以通过许多不同类型的消息传送技术与另一个这样的设备通信，消息传送技术包括SMS(短消息服务)、增强SMS(EMS)、多媒体消息(MMS)、电子邮件WAP、寻呼或其他已知或以后开发的无线数据格式。虽然本文提供的许多示例是在数据中心的服务器上实现的，但是示例可以类似地在任何合适的一个计算设备或多个计算设备上实现。
根据实施方案，本公开提供了用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法。例如，图1A至1E示出了用于通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例系统。参考图1A，该系统包括去离子水储存器100，其可以用作蒸汽等离子体电解的水源。该系统还包括小叶泵102，其可以用于将水从储水器100泵送到例如400级锅炉106中，然后煮沸水以产生蒸汽。在另一个实施例中，可以采用双区蒸汽发生器和蒸汽过热器来产生过热蒸汽。从那里，蒸汽进入磁性催化剂室110。接下来，冷凝物通过冷凝物捕集器112被捕获，然后使用例如非电动冷凝物泵108将冷凝物泵送回104储水器100中。在由氢传感器和控制阀114监测和控制的情况下，冷凝物捕集器112未捕获的蒸汽会以受控方式进入可再充电催化氢燃料电池(RCHFC)116。可再充电催化氢燃料电池116包含蜂窝流化床118，在一个实施例中，用于还原氧化铝，从而在该实施例中对铝镓合金催化剂进行再充电。
图1B更详细地示出了磁性催化剂室110、冷凝物捕集器112、氢传感器和控制阀114、可再充电催化氢燃料电池116和蜂窝流化床118。在将干燥蒸汽在磁性催化剂室110内转化成氢气和氧气之前，磁性催化剂室110接收来自400级锅炉106的干蒸汽。在一个实施例中，可再充电催化氢燃料电池116使用网状材料构造成蜂窝状样式。在一个实施例中，网状材料可以是
Figure BDA0001981793070000051
网状材料。每个可再充电催化氢燃料电池116可以预加载例如铝/镓合金，当加入水时，铝/镓合金由于合金的氧化而释放氢。使用来自磁性催化剂室110的氢气和氧气对可再充电催化氢燃料电池116进行再充电。也就是说，来自磁性催化剂室110的氢气可由可再充电催化氢燃料电池116用于将氧化的铝进行/镓合金再充电回到金属状态，从而能够释放水蒸气，即蒸汽。然后该蒸汽也可以被冷凝物捕集器112捕获，以再循环回到系统中。
图1C更详细地示出了磁性催化剂室110。在一个实施例中，磁性催化剂室110内的催化剂表面形成烧结金属塞形状，其包含用于蒸汽通过室110的直管状路径。在一个实施例中，磁性催化剂室110可以使用以下方式构造：铝管和黄铜适配器端盖，适用于铝管一端的1/4”NPT(国家管螺纹)至2”NPT直径和铝管另一端的2”NPT至1/8”NPT。两个黄铜适配器配件内部可以是流化介质，例如
Figure BDA0001981793070000052
流化介质，其中介质是筛网状材料，其提供通过位于磁性催化剂室110内部的催化剂表面的均匀流动。在一个实施例中，催化剂表面可以是颗粒状的。
图1D更详细地示出了磁性催化剂室110内的磁体。在一个实施例中，磁体是稀土永磁体，例如高能量、各向异性N42SH钕磁体。这些强力磁铁可以围绕磁性催化剂室110的圆周布置，其中室可以例如由非磁性材料构成。先前在图1C中描述了非磁性材料的示例。
图1E示出了可用于图1A所示系统的可再充电催化氢燃料电池116的放大图像。
现在更详细地描述可以体现本发明公开主题的实施例。
图2描绘了根据本公开的实施方案的另一示例系统。蒸汽等离子体电解过程开始于在过热蒸汽发生器200中产生蒸汽。在一个实施例中，蒸汽可以通过常规方法产生，例如使用电加热压力容器，使用热交换器，和/或使用燃烧技术以便将蒸汽升至约350℃至约450℃的温度。同样，该系统的能源可以从风能、太阳能、废物回收和“非高峰”电网电源中获取。现在回到产生的蒸汽，蒸汽然后在一个实施例中经由例如不锈钢管从蒸汽发生器200行进到催化剂室202，即磁性催化剂室202。催化剂室202可以包括具有两个相对端的大铝管，其中每个端部包括压在一起以引起过热蒸汽的均匀流动的不锈钢丝网。在一个实施例中，不锈钢丝网是一种流化介质，例如
Figure BDA0001981793070000061
流化介质。
仍然参考图2，催化剂室202包括催化剂表面，在该催化剂表面上发生与产生的蒸汽的反应。催化剂表面包括多壁碳纳米管、铝-镓合金、铬和铬-稀土合金、钴、钴钐合金、锰、钼、镍、铌、锆、钯和锗中的一种。产生的蒸汽被施加穿过催化剂室202内的催化剂表面以产生电离的蒸汽等离子体，其也被称为蒸汽等离子体。催化剂室202包含一个或多个催化剂表面，其中催化剂表面布置成使得其允许蒸汽均匀地流过催化剂室202。为此，催化剂表面必须配置成使得其催化剂表面形状和颗粒尺寸允许催化剂室202内的最佳均匀流动。可能的形状和构造的一些实例包括烧结塞、纳米管、微管和颗粒形状中的至少一种。
仍然参考图2，催化剂室202可以在实施例中由高能各向异性磁体的阵列围绕。磁铁可以是例如能量密度至少为1.3特斯拉的高能各向异性N42SH钕磁铁。磁体被定位在一种配置中以在催化剂室202内实现预定密度的磁通量，以便在催化剂室202内产生磁场。具体地，磁体被布置成使得它们覆盖催化剂室202的至少80％的长度并且基本上在催化剂室202内线性地居中。这样做是为了确保在催化剂室202内实现最大的磁通密度。如后面所述，图4更详细地示出了催化剂室202及其工艺。
仍然参考图2，当电离的蒸汽等离子体移动通过催化剂室202内的磁场时，它充当电导体，从而产生电流。因此，通过电离的蒸汽等离子体通过催化剂室202内的磁场的运动来产生电动势。与依赖于外部电流源的其他电解过程不同，本公开中的电流通过电离的蒸汽等离子体通过磁场的运动在催化剂室202内在内部产生。此外，电动势的产生引起电离的蒸汽等离子体的电解，导致在两个电离的蒸汽等离子体分子之间形成阳极和阴极。这种独特的电解方式，即蒸汽等离子体电解，随后引起氢分子与氧分子的分子解离，如下列化学反应所示：
Figure BDA0001981793070000071
在蒸汽等离子体电解之后，所得的氢气、氧气和少量水蒸气的混合物然后离开催化剂室202。
仍然参考图2，氢气、氧气和少量水蒸气的混合物然后进入旋风分离器204进行分离。旋风分离器204包括内部和外体。外体具有文丘里构造，而内体具有包括翅片和卵形突起的构造。这种配置使得较重的气体(如氧气和水蒸气)能够朝向旋风分离器204的外部旋转并以垂直于旋风分离器204的方式离开。也就是说，氧气和水蒸气通过以与旋风分离器204基本垂直的方式安置的出口排出。同时，较轻的氢气直接通过旋风分离器204。如后面所述，图5更详细地示出了旋风分离器204及其过程。
仍然参考图2，分离的气体现在移动到它们各自的歧管：较重的气体氧气和水蒸气进入氧气歧管206，而较轻的氢气进入氢气歧管208。在示例性实验中，氢气的分析显示纯度达到99％。
仍然参考图2，使用者可以接合作为该系统一部分的自动选择阀，以便压缩和储存气体或者将它们用在至少一个燃料电池210中以发电。如果进行压缩选择，那么传统的压缩机可用于例如为氢气车辆加油或用于某些其他氢气需求。相反，如果进行选择以发电，则气体将被发送到至少一个燃料电池210以产生直流电。每个燃料电池210具有连接到其上的阳极端子和阴极端子连接。燃料电池210在阳极端子中接收氢气，同时在阴极端子中接收氧气。如后面所述，图6更详细地示出了燃料电池210及其过程。在实施例中，每个燃料电池210产生的电力在12V时至少为500W。
仍然参考图2，在实施例中，图2所示的系统包括48至64个燃料电池210的阵列，所述燃料电池210被布置和管道连接，使得氧气和氢气可以均匀地分配到这些燃料电池210。继续该实施例，燃料电池210可以是12个燃料电池的组210，排列成串联配置，然后也以并联配置排列。然后，该燃料电池单元210可以连接到逆变器以提供交流电力。还可以提供直流电源插座。如果需要，可以将如上所述配置的多个燃料电池单元210连接在一起以提供更大量的电流。
图3示出了根据本公开的实施方案的可以在图2所示系统中使用的过热蒸汽发生器200,300的放大图像。
图4示出了根据本公开的实施方案的可用于图2所示系统的磁性催化剂室202,400的放大图像。催化剂室202,400接收干热蒸汽402，即产生的蒸汽，其源自过热蒸汽发生器200,300。如上所述，干热蒸汽402最终通过独特的蒸汽等离子体电解方法解离，该方法源于电动势的产生和内部电流的产生。
仍然参考图4，显示了催化剂表面的示例配置。具体地，催化剂表面已形成烧结塞构造404，其使得干热蒸汽402的直管形路径能够通过催化剂室202,400。此外，围绕催化剂室202,400的圆周布置有强力磁体，其本身包括非磁性材料406。在一个实施例中，磁体是高能各向异性N42SH钕磁体，其能量密度至少为1.3特斯拉。
仍然参考图4，在蒸汽等离子体电解时，离解的氢气410、氧气408和少量水蒸气然后离开磁性催化剂室202,400。然后该混合物进入旋风分离器204，如以下图5所示。
图5示出了根据本公开的实施方案的可用于图2所描绘系统的旋风分离器204,500的放大图像。给出旋风分离器204,500的剖视图以显示其独特的形状。旋风分离器204,500在其相对的端部处具有两个球状形状，其中球状形状具有锥形端部，其中它们通过单个管彼此连接。如前所述，旋风分离器204,500具有带有文氏管构造的外体，而内体具有包括翅片和卵形突起的构造。实际上，这里的构造可以在剖视图中看到。
仍然参考图5，离开催化剂室202,400的离解的氢气410、氧气408和少量水蒸气现在进入旋风分离器204,500进行分离。在一个实施例中，离解的氢气410和氧气408通过不锈钢管输送502进入旋风分离器204,500，其独特的形状被设计成分离离解的氢气410和氧气408。如前所述。这种形状允许较重的气体，如氧气408和水蒸气，朝向旋风分离器204,500的外部旋转，并以垂直方式504从旋风分离器204,500离开。同时，较轻的氢气410直接穿过506旋风分离器204,500。
图6示出了根据本公开的实施方案的可以在图2所示系统中使用的至少一个燃料电池210,600的放大图像。取决于是否期望电压的增加或电流的增加，多个燃料电池210,600可以串联或并联布线。如果需要增加电压，则燃料电池210,600串联布线，而通过燃料电池210,600的并联布线实现电流的增加。如前所述，来自氧气歧管206的氧气被输送602到燃料电池210,600的阴极侧，而来自氢气歧管208的氢气被输送604到燃料电池210,600的阳极侧。
仍然参考图6，燃料电池210,600示出了从中心圆形芯径向分散的部件。径向部件是多个衬底环，其连接到包括中央氢燃料管的中心圆形芯。中央氢燃料管包括圆柱形管，其延伸燃料电池210,600的高度，在整个高度上具有穿孔，以将气体引导到从中央氢燃料管辐射出的多个衬底环。衬底环包括用作阳极的内部和用作阴极的外部。也就是说，内衬底环用作接收氢气604的阳极，而外衬底环用作接收氧气602的阴极。衬底环在一个实施例中包括半透性聚四氟乙烯(PTFE)，厚度范围为约0.2mm至约0.5mm厚，其中阳极侧和阴极侧各自在衬底环的相对侧上溅射至约20至200埃的厚度。在一个实施例中，每个燃料电池210,600具有18个这样的衬底环，它们径向附接到中央氢燃料管。中央氢燃料管和多个衬底环放置在密封的圆柱形壳体中。这使得氧气602能够被引导到衬底环的外部，即到达衬底环的阴极侧。
仍然参考图6，在一个实施例中，通过施加阳极材料的梯度混合物并将阳极材料溅射或气刷到衬底的一侧上来形成阳极。在该实施例中，可以按所列顺序施加以下阳极材料，但是可以使用其他合适的材料和顺序：(1)氧化铟锡；(2)镧镍铝合金；(3)悬浮在薄的粘合剂载体中的镍钴氧化物纳米粉末；(4)悬浮在薄的粘合剂载体中的掺杂有钇的钯。这里，通过气刷施加镍钴氧化物。基本上，可以将阳极材料的超薄层溅射或空气刷到衬底上，直到阳极材料达到20埃到200埃之间的厚度。同样地，阴极材料可以溅射或气刷到衬底的相对侧上，厚度在20埃到200埃之间。在该实施例中，可以按所列顺序应用以下阴极材料，但是可以使用其他合适的材料和顺序：(1)石墨烯或碳纳米管；(2)悬浮在薄的粘合剂载体中的氧化铈；(3)悬浮在薄粘合剂载体中的锶铁氧体粉末。这里，通过气刷施加氧化铈和锶铁氧体。因此，通过溅射或薄膜气刷技术将如前所述的梯度混合材料的超薄层施加到衬底的相对侧来产生阳极和阴极。
仍然参考图6，燃料电池210,600在燃料电池210,600的顶部包含电极608。电极608用作输出所产生的直流电的出口。也就是说，这些电极用于从燃料电池210,600产生的直流电。电极608在一个实施例中包括黄铜金属棒，其从与衬底接触延伸到燃料电池210的外部。一个电极是阳极电极，因为它与燃料电池210,600内的衬底的阳极侧接触。同样，另一个电极是阴极电极，因为它与衬底的阴极侧接触。
仍然参考图6，燃料电池210,600也被封装在燃料电池壳体606内，燃料电池壳体606容纳中央氢燃料管和衬底环。在一个实施例中，燃料电池壳体606包括非导电材料，例如透明丙烯酸管和板。在另一个实施例中，非导电材料可以是陶瓷型材料或氟塑料材料。用于从氢气歧管208接收氢气的端子610位于燃料电池210,600的顶部，而用于从氧气歧管206接收氧气的端子612位于燃料电池210的底部。在一个实施例中，用于接收氢气的端子610表示为阳极端子。同样，用于接收氧气的端子612表示为阴极端子。在一个实施例中，每个燃料电池210,600可以在12V产生大约500W的直流电。通过氢气与氧气的反应以产生水蒸气、热和直流电而在燃料电池210,600内产生直流电。通过燃料电池210,600的底侧端口除去由该反应产生的水蒸气和冷凝水。
图7示出了根据本公开实施方案的用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例方法的流程图。通过示例将图7描述为由图1和图2中所示的系统实现，尽管应该理解该方法可以由任何合适的系统实现。
仍然参考图7，该方法包括将过热蒸汽施加700在催化剂室202,400内的催化剂表面上以产生电离的蒸汽等离子体。该方法还包括在电离的蒸汽等离子体的分子之间形成702阳极和阴极。该方法还包括使用704阳极和阴极来发电。在一个实施例中，电是直流电并且使用燃料电池210,600执行发电。先前已经结合其他附图更详细地描述了图7。
图8示出了根据本公开实施方案的用于通过将水转化成氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法的示例性监视和控制系统800的框图。监视和控制系统800包括容纳计算设备804和内部控制器806的壳体单元802。监视和控制系统800还包括外部控制器810和外部控制器810的接收器808。计算设备804包括：内部控制器806，在一个实施例中包括数据记录器和多个传感器以用于监视数据特征。数据特征包括温度、压力、电力使用、气体流量、气体分析、发电、来自燃料电池中的至少一个的输出电压和输入电流特性中的至少一个。也就是说，多个传感器可以监视这些数据统计并将其提供给数据记录器以进行编目。然后，该信息可用于内部控制器806，以便监视发电的条件，包括输出条件。也就是说，内部控制器806可用于监视系统的健康状况，例如，用于预防性健康维护目的。在另一个实施例中，内部控制器806可以包括可编程逻辑控制器，如随后描述的。
仍然参考图8，计算设备804包括外部控制器810，用于管理操作参数并根据用户请求报告数据特征。计算设备804还可以在外部控制器810指示这样做时改变操作参数，如随后所述。在一个实施例中，操作参数包括气流、蒸汽发生系统中的温度和操作的关闭中的至少一个。用户请求可以通过用户界面完成，其中用户界面和计算设备804可以通过硬件、软件、固件或其组合来实现。计算设备804可以包括用户界面，诸如显示器(例如，触摸屏显示器)、触摸板和/或类似物。计算设备804可以是任何合适的计算机，诸如膝上型计算机、平板计算机或台式计算机。在另一实施例中，计算设备804可以是移动计算设备。在又一实施例中，计算设备804可以是电池供电的物联网(IoT)设备。在另一实施例中，计算设备804可以是可编程逻辑控制器，其中可编程逻辑控制器充当计算设备804的内部控制器。在后一实施例中，可编程逻辑控制器可以包括监督控制和数据获取程序。使其能够与计算设备804和外部控制器810进行无线通信。一个这样的监督控制和数据获取程序的一个实施例是施耐德电气的InvensysWonderware&Foxboro Evo TM Integration程序。在一个实施例中，无线通信可以通过可编程逻辑控制器与在扩频频谱上操作以便加密通信的无线发射器的光-光学耦合来完成。
仍然参考图8，计算设备804的外部控制器810包括主控制程序，该主控制程序具有通过在上无线电带宽中的频谱上扩展的三重加密来操作的信号。在实施例中，上无线电带宽包括30或300mHz频带中的带宽。扩频表示在发送数据时频率的变化，使得只有相同频率的接收机808才能接收数据。在实施例中，外部控制器810可以是主控件，其可以用于命令计算设备804改变操作参数，以及按需报告操作条件。在一个实施例中，根据需要报告的操作条件可以是温度、压力、系统的不同位置中的流量、来自每个燃料电池的输出电压以及进入过热蒸汽发生器200,300的输入电流。
仍然参考图8，计算设备804和内部控制器806被封装在壳体单元802内，以便将内部控制器806和计算设备804与外部干扰隔离。外部干扰可能不利地影响计算设备804监视、管理和改变操作参数的能力。在实施例中，壳体单元802由不锈钢构成。
仍然参考图8，接收器808为外部控制器810提供通信机制以命令计算设备804。在一个实施例中，接收器808位于外壳单元802的外部并且光学耦合到内部控制器806。接收器808放置在信号阻挡外壳，即壳体单元802的外部，以避免干扰问题。内部控制器806可以与接收器808通信，因为接收器808与计算设备804光学耦合。
仍然参考图8，在一个实施例中，计算设备804、内部控制器806和外部控制器810可以包括经由具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或介质)的实现方式。随后描述其可能的实现方式。
本主题可以是系统、方法，和/或包括计算机程序产品的实现方式。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质(或介质)，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本主题的各方面。
计算机可读存储介质可以是有形设备，其可以保留和存储指令以供指令执行设备使用。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下内容：便携式计算机磁盘，硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)，静态随机存取存储器(SRAM)，便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，数字通用光盘(DVD)，记忆棒，软盘，机械编码设备，例如在其上记录有指令的凹槽中的穿孔卡或凸起结构，以及前述的任何合适的组合。这里使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂时性信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波，通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。
本文描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备或下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本主题的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言，以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的传统过程编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上，部分在用户的计算机上，作为独立的软件包，部分地在用户的计算机上，部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(用于例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。在一些实施方案中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以执行本主题的各方面。
这里参考根据本主题的实施方案的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本主题的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以在适用的情况下由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得通过计算机的处理器或者其他可编程数据处理装置执行的指令，创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个块中指定的功能/动作的模块。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指示计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式起作用，使得具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括一种制品，包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。
计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本主题的各种实施方案的系统、方法和/或计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、片段或指令的一部分，其包括用于实现本公开的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中提到的功能可以不按图中所示的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行特定功能或动作或者在适用的情况下执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。
虽然已经结合各个附图的各种实施方案描述了实施方案，但是应该理解，可以使用其他类似的实施方案，或者可以对所描述的实施方案进行修改和添加，以便在不偏离的情况下执行相同的功能。因此，所公开的实施方案不应限于任何单个实施方案，而应根据所附权利要求在宽度和范围上进行解释。

Claims (15)

1.方法，包括：
将过热蒸汽施加在催化剂室内的催化剂表面上以产生电离的蒸汽等离子体；
在电离的蒸汽等离子体的分子之间形成阳极和阴极；以及
使用所述阳极和所述阴极发电；
其中所述过热蒸汽的温度在350℃至450℃之间；
其中所述催化剂表面具有包括烧结塞、纳米管、微管和粒状形状中的至少一种的构造；以及
其中在催化剂室周围设置高能各向异性磁铁，以在所述催化剂室内获得预定的磁通密度，并在催化剂室内产生磁场。
2.根据权利要求1所述的方法，其中施加过热蒸汽包括将所述过热蒸汽通过不锈钢管引导到所述催化剂室的大铝管的端部。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂室具有两个相对的端部，每个端部包括不锈钢丝网，用于引起过热蒸汽的均匀流动；并且其中不锈钢丝网包含流化介质。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使电离的蒸汽等离子体通过所述磁场；以及
由于电离的蒸汽等离子体通过所述磁场而在所述催化剂室内在内部产生电流；
其中所述高能各向异性磁体包括具有至少1.3特斯拉的能量密度的N42SH钕磁体；
其中布置高能各向异性磁体包括将所述磁体定位成覆盖所述催化剂室的长度的至少80％的构造，并且使得所述磁体在所述催化剂室内线性地居中。
5.系统，包括：
催化剂室，其将过热蒸汽施加在催化剂表面上以产生电离的蒸汽等离子体，而且其中在催化剂室周围设置高能各向异性磁铁，以在所述催化剂室内获得预定的磁通密度；
旋风分离器，包括外体和内体，其中所述 旋风分离器分离源自电离的蒸汽等离子体的氢气、氧气和水蒸气；
至少一个歧管，其接收分离的氢气、氧气和水蒸气；以及
至少一个燃料电池，包括阳极端子和阴极端子，其中所述至少一个燃料电池：
接收氧气和氢气；以及
从接收的氧气和氢气产生直流电。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述催化剂表面包括多壁碳纳米管、铝-镓合金、铬和铬-稀土合金、钴、钴钐合金、锰、钼、镍、铌、锆、钯和锗中的一种。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述外体具有文氏管构造，并且所述内体具有包括翅片和卵形突起的构造。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述旋风分离器：
通过所述旋风分离器直接输出氢气；
将氧气和水蒸气朝向所述旋风分离器的外部旋转；以及
通过以与旋风分离器垂直的方式安置的出口排出氧气和水蒸气。
9.根据权利要求5所述的系统，其中所述至少一个歧管包括氢气歧管和氧气歧管，其中所述氢气歧管接收所述氢气，并且所述氧气歧管接收所述氧气和所述水蒸气。
10.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个燃料电池还包括用作所产生的直流电的输出的电极。
11.根据权利要求5所述的系统，其中所述至少一个燃料电池在所述阳极端子中接收氢气。
12.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个燃料电池在所述阴极端子中接收氧气。
13.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个燃料电池包括多个衬底环，所述衬底环以径向方式附接到中央氢燃料管。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述中央氢燃料管包括圆柱形管，所述圆柱形管在整个高度上具有穿孔地延伸所述燃料电池的高度，以将气体引导到所述多个衬底环，所述多个衬底环包括：
作为阳极的内部；以及
用作阴极的外部。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述阳极包括在半透性聚四氟乙烯（PTFE）衬底的一侧上的阳极材料，所述衬底厚度在0.2mm至0.5mm的范围内，并且其中所述阴极包括在衬底的相对侧的阴极材料。
CN201780053555.4A 2016-08-31 2017-08-31 通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法 Active CN109997267B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662381765P 2016-08-31 2016-08-31
US62/381,765 2016-08-31
PCT/US2017/049610 WO2018045166A1 (en) 2016-08-31 2017-08-31 Systems, apparatuses, and methods for generating electric power via conversion of water to hydrogen and oxygen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109997267A CN109997267A (zh) 2019-07-09
CN109997267B true CN109997267B (zh) 2022-10-21

Family

ID=61243590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780053555.4A Active CN109997267B (zh) 2016-08-31 2017-08-31 通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10611633B2 (zh)
EP (1) EP3507847B1 (zh)
JP (1) JP6987402B2 (zh)
KR (1) KR102438987B1 (zh)
CN (1) CN109997267B (zh)
AU (1) AU2017321696B2 (zh)
BR (1) BR112019004237A2 (zh)
CA (1) CA3035198A1 (zh)
IL (1) IL265122B2 (zh)
MX (1) MX2019002420A (zh)
RU (1) RU2019108040A (zh)
SG (1) SG11201901434QA (zh)
WO (1) WO2018045166A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SI3617591T1 (sl) * 2018-08-29 2021-01-29 Doosan Lentjes Gmbh Sežigalna naprava in postopek
US11018362B2 (en) * 2019-05-30 2021-05-25 Lih-Ren Shiue System for generating electricity using oxygen from water
KR20220148183A (ko) * 2020-02-08 2022-11-04 브릴리언트 라이트 파워, 인크. 자기 유체 역학 수소 전기 발전기
AU2021326397A1 (en) * 2020-08-09 2023-03-09 Ltag Systems Llc Controlling reactability of water-reactive aluminum
EP4201877A1 (en) * 2020-11-25 2023-06-28 TI-Holdings B.V. Thermal inverter box
DE202021104565U1 (de) 2021-08-25 2021-12-14 Mc 2020 Scpm Thermischer Energiewandler
CN114019891A (zh) * 2021-10-18 2022-02-08 天津新氢动力科技有限公司 一种基于智慧物联网的燃料电池叉车综合管理监控系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1644083A (en) * 1982-07-19 1984-01-26 Energy Conversion Devices Inc. Metal gas diffusion cathode

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901669A (en) 1973-11-05 1975-08-26 Sun Ventures Inc Manufacture of hydrogen from high temperature steam
DE2409762A1 (de) 1974-03-01 1975-10-09 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zur gewinnung von wasserstoff
GB1585527A (en) * 1976-07-06 1981-03-04 Century Mfg Co Process and apparatus for generating hydrogen and oxygen from water
US4490349A (en) 1981-08-17 1984-12-25 Beeston Company Limited Hydrogen production
DE68909979D1 (de) 1988-03-24 1993-11-25 Ici Plc Zweistufiges Dampfreformierungsverfahren.
GB9000389D0 (en) 1990-01-08 1990-03-07 Ici Plc Steam reforming
JPH08109002A (ja) * 1994-02-28 1996-04-30 Hokushin Ind Inc 水素ガス製造装置
US5997594A (en) 1996-10-30 1999-12-07 Northwest Power Systems, Llc Steam reformer with internal hydrogen purification
CA2340822C (en) 2000-03-17 2010-08-03 Snamprogetti S.P.A. Process for the production of hydrogen
US7070758B2 (en) 2000-07-05 2006-07-04 Peterson Oren V Process and apparatus for generating hydrogen from oil shale
US6682714B2 (en) 2001-03-06 2004-01-27 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen gas
US6685754B2 (en) 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
JP4295515B2 (ja) 2001-04-02 2009-07-15 ウチヤ・サーモスタット株式会社 水素供給方法及び水素供給装置
JP2003002603A (ja) * 2001-06-15 2003-01-08 Bridgestone Corp ガス改質装置
CN1169910C (zh) * 2001-11-20 2004-10-06 中国科学院广州能源研究所 用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法
US20040095705A1 (en) 2001-11-28 2004-05-20 Mills Randell L. Plasma-to-electric power conversion
US9079772B2 (en) * 2003-08-01 2015-07-14 Bar-Gadda Llc Radiant energy dissociation of molecular water into molecular hydrogen
EP1765745A4 (en) 2003-06-30 2009-06-03 Bar Gadda Llc DISSOCIATION OF MOLECULAR WATER TO MOLECULAR HYDROGEN
US7959984B2 (en) * 2004-12-22 2011-06-14 Lam Research Corporation Methods and arrangement for the reduction of byproduct deposition in a plasma processing system
JP4654021B2 (ja) * 2004-12-22 2011-03-16 本田技研工業株式会社 多管式熱交換装置及びその製造方法
JP2008540324A (ja) 2005-05-16 2008-11-20 エンジニュイティー リサーチ アンド ディヴェロップメント リミテッド 蒸気及び水素の生成器
KR100810620B1 (ko) * 2005-05-17 2008-03-06 한국기초과학지원연구원 마이크로웨이브 플라즈마 방전에 의한 수소기체 제조방법
US8101307B2 (en) * 2005-07-25 2012-01-24 Bloom Energy Corporation Fuel cell system with electrochemical anode exhaust recycling
US20070163877A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Sanford Brown Apparatus and method for generating hydrogen from water
US8268078B2 (en) * 2006-03-16 2012-09-18 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for reducing particle contamination in a deposition system
WO2007124443A2 (en) * 2006-04-20 2007-11-01 Benjamin Pless Electrolytic cell with cavitating jet
US8728180B2 (en) * 2006-05-08 2014-05-20 Ceramatec, Inc. Plasma-catalyzed, thermally-integrated reformer for fuel cell systems
US7938879B2 (en) 2006-05-12 2011-05-10 Purdue Research Foundation Power generation from solid aluminum
US20080022593A1 (en) 2006-07-31 2008-01-31 Gur Turgut M Steam-carbon cell for hydrogen production
US7803489B2 (en) * 2007-03-26 2010-09-28 Advanced Hydrogen Power Systems, Inc. Hydrogen mobile power plant that extracts hydrogen fuel from water
EP2185468A4 (en) * 2007-04-24 2012-02-01 Blacklight Power Inc HYDROGEN CATALYST REACTOR
WO2008143020A1 (ja) * 2007-05-14 2008-11-27 Nec Corporation 固体高分子型燃料電池
AU2008253584B2 (en) * 2007-05-18 2013-11-21 Hope Cell Technologies Pty Ltd Method and apparatus for producing hydrogen and oxygen gas
NO332015B1 (no) * 2007-05-31 2012-05-21 Rotoboost As Anordning for produksjon av ren hydrogen
RU2436729C2 (ru) * 2007-07-06 2011-12-20 ЭВАКО, ЭлЭлСи. Безуглеродная диссоциация воды и сопутствующее получение водорода и кислорода
US20090084107A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 Torvec, Inc Hydrogen powered steam turbine
ES2301441B1 (es) * 2007-11-14 2009-02-01 Fidel Franco Gonzalez Procedimiento y aparato para el aprovechamiento del hidrogeno.
EP2220713A1 (en) * 2007-12-17 2010-08-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Fuel cell-based process for generating electrical power
FR2936505B1 (fr) * 2008-09-30 2011-05-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif de production d'hydrogene par plasma a la resonance cyclotron electronique
US7810595B2 (en) * 2009-09-24 2010-10-12 Ise Corporation System and method for initiating operation of a fuel cell hybrid vehicle
US20130084474A1 (en) 2010-03-18 2013-04-04 Randell L. Mills Electrochemical hydrogen-catalyst power system
CA2753043A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-18 Pyrogenesis Canada Inc. Steam plasma arc hydrolysis of ozone depleting substances
EP4181241A1 (en) * 2011-04-05 2023-05-17 Brilliant Light Power, Inc. H20 - based electrochemical hydrogen - catalyst power system
EP2533250A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-12 BAE Systems Plc Electricity generation
EA028083B1 (ru) * 2012-05-21 2017-10-31 Блэклайт Пауэр, Инк. Энергетическая система ciht
WO2014089232A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Fahs Stagemyer Llc Fuel cell
US20140162154A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Joseph J. Hartvigsen Plasma-catalyzed fuel reformer system
US20170324303A1 (en) * 2013-06-24 2017-11-09 Juiced Planet, Llc Method and apparatus for radial electromagnetic power arrays
WO2014207944A1 (ja) * 2013-06-25 2014-12-31 Ｇｇｉジャパン株式会社 燃焼システム
CN103883491B (zh) * 2014-04-09 2016-06-22 程礼华 太阳能蒸汽等离子体双用发电装置及其工艺
JP6318447B2 (ja) * 2014-05-23 2018-05-09 三菱重工業株式会社 プラズマ加速装置及びプラズマ加速方法
TWI748931B (zh) * 2014-05-29 2021-12-11 美商明亮光源能源公司 電力產生系統及關於彼等之方法
US9797521B1 (en) * 2016-08-09 2017-10-24 Edward P Davis Rotary magnetic coupling actuated valve with external magnets and internal magnetic flux path

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1644083A (en) * 1982-07-19 1984-01-26 Energy Conversion Devices Inc. Metal gas diffusion cathode

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017321696B2 (en) 2023-04-13
EP3507847B1 (en) 2023-06-28
CN109997267A (zh) 2019-07-09
US20180062190A1 (en) 2018-03-01
CA3035198A1 (en) 2018-03-08
WO2018045166A1 (en) 2018-03-08
SG11201901434QA (en) 2019-03-28
IL265122A (zh) 2019-04-30
BR112019004237A2 (pt) 2019-06-04
MX2019002420A (es) 2019-07-04
US10611633B2 (en) 2020-04-07
IL265122B1 (en) 2023-01-01
KR20190050979A (ko) 2019-05-14
IL265122B2 (en) 2023-05-01
EP3507847A4 (en) 2020-07-29
JP6987402B2 (ja) 2022-01-05
JP2019530950A (ja) 2019-10-24
RU2019108040A (ru) 2020-10-01
EP3507847A1 (en) 2019-07-10
KR102438987B1 (ko) 2022-09-02
RU2019108040A3 (zh) 2021-04-15
AU2017321696A1 (en) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109997267B (zh) 通过将水转化为氢气和氧气来产生电力的系统、装置和方法
Chen et al. Separating hydrogen and oxygen evolution in alkaline water electrolysis using nickel hydroxide
Zhu et al. In situ coupling strategy for the preparation of FeCo alloys and Co4N hybrid for highly efficient oxygen evolution
Wang et al. A review of precious‐metal‐free bifunctional oxygen electrocatalysts: rational design and applications in Zn− air batteries
US8508057B2 (en) Power generator
JP6153733B2 (ja) 燃料電池
EA200701919A1 (ru) Система для выработки электроэнергии из плазмы
JP2014096223A (ja) 燃料電池および燃料電池システム
EP3216120B1 (en) Simultaneous generation of electricity and chemicals using a renewable primary energy source
He et al. Ultrafast synthetic strategies under extreme heating conditions toward single-atom catalysts
CN103924261A (zh) 基于还原石墨烯氧化物的氧析出电极的制备方法
RU2596605C2 (ru) Водородный генератор электрической энергии
Sajeev et al. Harnessing Wind Energy for Ultraefficient Green Hydrogen Production with Tin Selenide/Tin Telluride Heterostructures
Qin et al. CuO nanosheets prepared by dielectric barrier discharge microplasma as catalysts for the oxygen evolution reaction
JP4724880B2 (ja) プラズマ媒質電池
CN104016301A (zh) 电场诱导制备氢气的方法
WO2015049533A1 (en) Fuel cell
Feng Water Electrolysis in the Power-to-Gas Process
Xi et al. NiRu–Mo 2 Ti 2 C 3 O 2 as an efficient catalyst for alkaline hydrogen evolution reactions: the role of bimetallic site interactions in promoting Volmer-step kinetics
JP3182577U (ja) 常温核融合を用いた発電装置
Sharp The Edison effect and its modern applications
JP2007314862A (ja) アルコール類化合物用の電気分解装置
Ranaweera Bio-waste derived high performance and flexible en
Li et al. Induction Heating Boosts Water Splitting on Iron-Coated Nickel Foam
Yarygin et al. Experimental results of the investigation of a laboratory cold seal TEC

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant