DE4029443C2 - MHD-turbojet equipment for ships - with liq. hydrogen-colled high temp. superconductor elements - Google Patents

MHD-turbojet equipment for ships - with liq. hydrogen-colled high temp. superconductor elements

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Abstract

(A) A novel MHD water jet turbine drive for ships has a liq. H2-cooled high temp. superconductor winding or has a turbine, liquefier, generator, storage coil and permanent magnetic hollow cylinder storage device with high temp. superconductor elements coupled by a common liq. H2 cooling circuit.

Description

MHD-Schiffs-Strahltriebwerks-Aggregat, bestehend aus Wasser­ stoff-produzierenden elektrochemischen Solarzellen, magneto­ kalorischem Wasserstoffverflüssiger, Flüssigwasserstoff-gekühl­ tem Hochtemperatur-Supraleiter-MHD-Strahltriebwerk, Flüssig­ wasserstoff-Verbrennungsmotor als Hochtemperatur-Supraleiter- Generator-Antrieb, Hochtemperatur-Supraleiter-Spule und permanentmagnetischem Supraleiter-Hohlzylinder als Akku.MHD marine jet engine unit, consisting of water substance-producing electrochemical solar cells, magneto caloric hydrogen liquefier, liquid hydrogen-cooled tem high temperature superconductor MHD jet engine, liquid hydrogen combustion engine as high-temperature superconductor Generator drive, high temperature superconductor coil and permanent magnetic superconductor hollow cylinder as a battery.

Die Erfindung betrifft ein magnetohydrodynamisches (MHD) Strahl­ triebwerks-Aggregat für Schiffe, das sich - in hohem Maße rege­ nerierend - aus elektrochemischen Solarzellen, magnetokalorischem Wasserstoffverflüssiger, Flüssigwasserstoff-Verbrennungsmotor, Hochtemperatur-Supraleiter-Generator, Hochtemperatur-Supra­ leiter Spule, Supraleiter Hohlzylinder sowie dem eigentlichen Flüssigwasserstoff-gekühlten Hochtemperatur-Supraleiter-MHD Strahltriebwerk zusammensetzt. Die mit Hochtemperatur-Supra­ leiter-Material aufgebauten Triebwerk, Generator, Spule und Hohlzylinder werden mit demselben von den Solarzellen erzeugten und vom Wasserstoffverflüssiger verflüssigten Wasserstoff ge­ kühlt mit dem der Verbrennungsmotor angetrieben wird.The invention relates to a magnetohydrodynamic (MHD) jet Power unit for ships, which - to a great extent, is active nerating - from electrochemical solar cells, magnetocaloric Hydrogen liquefier, liquid hydrogen internal combustion engine, High temperature superconductor generator, high temperature supra conductor coil, superconductor hollow cylinder as well as the actual Liquid hydrogen-cooled high-temperature superconductor MHD Jet engine composed. The one with high temperature supra engine, generator, coil and ladder material Hollow cylinders are produced with the same from the solar cells and hydrogen liquefied by the hydrogen liquefier cools with which the combustion engine is driven.

Die Erfindung dient dem Zweck, ein Antriebsaggregat für Schiffe zu schaffen, das den zum Antrieb benutzten Wasserstoff photo­ voltaisch direkt aus dem Meerwasser bezieht. Das Meerwasser durchflossene Strahltriebwerk dient als Haupt-, der Verbren­ nungsmotor als Hilfsaggregat, das ebenfalls den Generator an­ treibt.The invention serves the purpose of a drive unit for ships to create that the hydrogen used for propulsion photo gets voltaically directly from the sea water. The sea water through-flow jet engine serves as the main one, the combustion tion motor as an auxiliary unit, which also connects the generator drives.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entdeckung des Hochtemperatur-Supraleiters (1986, IBM Rüschlikon, Schweiz) in Gestalt von Triebwerks-, Generator-, Spulen-Wicklungen mit einer Flüssigwasserstoff-Kühlung zu kombinieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die folgen­ den sechs Elemente energetisch im regenerierenden Kreislauf wie folgt gekoppelt werden. The invention is based on the discovery of the High-temperature superconductor (1986, IBM Rüschlikon, Switzerland) in the form of engine, generator, coil windings to be combined with liquid hydrogen cooling. These The object is achieved according to the invention in that the follow the six elements energetically in the regenerating cycle be coupled as follows.

1. Elektrochemische Solarzelle1. Electrochemical solar cell

Seit über 20 Jahren ist man bestrebt, die Membran-Bio- Physik der natürlichen Photosynthese technisch in Form von Solarzellen nachzuempfinden (H. T. Tien - Light-induced Phe­ nomena in Black Lipid Membranes Constituted from Photosynthe­ tic Pigments). Entscheidend zum Verständnis des zweischichti­ gen Reaktionszentrums in den Zellmembranen, angereichert mit Chlorophyll-Pigmenten versehen mit Elektronen-Akzeptoren/- Donoren, trugen J. Deisenhofer, H. Michel, R. Huber bei (Nobel­ preis Chemie 1988). Bei der natürlichen Photosynthese werden zwei Flüssigkeits-Phasen durch eine zweischichtige Photosyn­ these-Membran getrennt. Einfallendes Licht separiert Elektro­ nen und Löcher und verursacht Oxidation und Reduktion an den entgegengesetzten Seiten der Membran. (T. A. Moore et al - Transmembrane Charge Transfer in Model Systems for Photosyn­ thesis).For more than 20 years, efforts have been made to develop the membrane bio- Physics of natural photosynthesis technically in the form of To simulate solar cells (H. T. Tien - Light-induced Phe nomena in Black Lipid Membranes Constituted from Photosynthe tic pigments). Crucial for understanding the two-shift gene reaction center in the cell membrane, enriched with Chlorophyll pigments provided with electron acceptors / - Donors, contributed J. Deisenhofer, H. Michel, R. Huber (Nobel price chemistry 1988). When natural photosynthesis will be two liquid phases through a two-layer Photosyn these membrane separated. Incident light separates electrics nes and holes and causes oxidation and reduction in the opposite sides of the membrane. (T. A. Moore et al - Transmembrane Charge Transfer in Model Systems for Photosyn thesis).

Technisch nachempfunden ersetzt man die Membran durch ein zwei­ schichtiges Halbleiter-System bestehend aus N-Poly CdSe und Nickelfolie, ohne eine Spannung anlegen zu müssen. Das Halb­ leitersystem (Septum, Barriere) trennt zwei Flüssigkeitsbe­ hälter, in die Elektroden getaucht sind, die elektrischen Kon­ takt gewährleisten. Einfallendes Licht auf die CdSe-Seite ver­ ursacht eine Elektronen-Löcher-Trennung innerhalb des CdSe- Halbleiters. Dadurch werden an der unbeleuchteten Seite des Septums Elektronen frei zur Reduktion des Meerwassers zu Wasserstoff, während auf der beleuchteten Seite die Löcher den Redox Elektrolyten oxidieren. (H. T. Tien, et al - Hydrogen Generation from Artificial Seawater in a Semiconductor Septum Electrochemical Photovoltaic Cell). Technically based on this, the membrane is replaced by a two layered semiconductor system consisting of N-Poly CdSe and Nickel foil without having to apply a voltage. The half Conductor system (septum, barrier) separates two fluid levels containers in which electrodes are immersed, the electrical con ensure tact. Incident light on the CdSe side ver causes an electron-hole separation within the CdSe Semiconductor. This means that on the unlit side of the Septum releases electrons to reduce sea water too Hydrogen, while on the illuminated side the holes den Oxidize redox electrolytes. (H. T. Tien, et al - Hydrogen Generation from Artificial Seawater in a Semiconductor Septum Electrochemical Photovoltaic Cell).

2. Magnetokalorischer Wasserstoff-Verflüssiger2. Magnetocaloric hydrogen liquefier

Die magnetokalorische Kühlung verhält sich analog der ther­ modynamischen Kühlung (W. Peschka - Flüssiger Wasserstoff als Energieträger). Im T/s-Diagramm wird die thermodynamische Entropie durch die magnetische Entropie und die Isobaren durch Linien gleicher magnetischer Flußdichte ersetzt. (Magnetischer Carnot-, Brayton-, Ericson-, Stirling-Prozeß). Das Arbeits­ medium ist nicht mehr ein Gas, sondern ein magnetisches Mate­ rial. In den meisten Fällen wird eine Abkühlung über größere Temperaturspannen und Entropieänderungen (z. B. von Raumtem­ peratur zum Siedepunkt von Wasserstoff) verlangt, als mit Hilfe eines einzigen magnetischen Materials in der Umgebung seines Curie-Punktes erreicht werden kann. Der Curie-Punkt ist die Temperatur, bei der das Material seine ferromagnetischen Eigenschaften verliert.The magnetocaloric cooling behaves analogously to the ther modynamic cooling (W. Peschka - liquid hydrogen as Energy carrier). In the T / s diagram, the thermodynamic Entropy through magnetic entropy and the isobars Lines of equal magnetic flux density replaced. (Magnetic Carnot, Brayton, Ericson, Stirling processes). That working medium is no longer a gas, but a magnetic mate rial. In most cases a cool down will be larger than that Temperature ranges and entropy changes (e.g. from room tem temperature at the boiling point of hydrogen) than with The help of a single magnetic material in the area its Curie point can be reached. The Curie Point is the temperature at which the material becomes its ferromagnetic Loses properties.

Im Falle von Hochtemperatur-Supraleitern ist die Sprungtem­ peratur ungefähr gleich dem Curie-Punkt. Es besteht nun die Möglichkeit, den Regenerator (bestehend aus magnetischem Material) stufenweise aus einer Folge magnetischer Stoffe mit sukzessiv abnehmender Sprungtemperatur auszubauen. Als Bei­ spiel steht hier eine Folge von Hochtemperatur-Supraleiter- Keramiken, deren Sprungtemperaturen sukzessiv von 125 K bis 20 K (Siedepunkt des Wasserstoffs) reichen.In the case of high-temperature superconductors, the jump temp temperature approximately equal to the Curie point. There is now the Possibility to use the regenerator (consisting of magnetic Material) gradually from a sequence of magnetic substances with gradually decreasing transition temperature. As an game here is a series of high-temperature superconductor Ceramics with transition temperatures successively from 125 K to 20 K (boiling point of hydrogen) is enough.

Ti-Ba-Ca-Cu-OTi-Ba-Ca-Cu-O 125 K125 K Bi-Sr-Ca-Cu-OBi-Sr-Ca-Cu-O 120 K120 K Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-OBi-Pb-Sr-Ca-Cu-O 107 K107 K Y-Ba-Cu-OY-Ba-Cu-O 93 K93 K La-Sr-Cu-OLa-Sr-Cu-O 54 K54 K La-Ba-Cu-OLa-Ba-Cu-O 35 K35 K Bi-Pb-Ba-OBi-Pb-Ba-O 20 K20 K

Wie bei den Wasserstoff-Großverflüssigungsanlagen (Linde- Hampson-Prozeß) so kann auch hier eine Vorkühlung mit Flüssigstickstoff erfolgen, so daß die magnetokalorische Wasserstoff-Verflüssigung erst mit 77 K (Siedepunkt von Stickstoff) einzusetzen braucht. Ein magnetokalorischer Verflüssiger kann so aus mehreren Regenerator-Stufen be­ stehen, welche mit Wärmetauschern zur Abkühlung des zu ver­ flüssigenden Wasserstoffs gekoppelt sind. Die mechanische Verflüssigungsarbeit wird aufgebracht mit der Bewegung der Regenerator-Stufen gegen das magnetische Feld, das auf das Regeneratormaterial wirkt. Für die Regeneratorstufen ist ein gemeinsames Magnetfeld vorgesehen, welches von einem supra­ leitenden Magneten erzeugt wird. Die Kühlung dieses Supralei­ ter-Magneten kann durch eine weitere sehr kleine Regenera­ torstufe aufgebracht werden.As with the large-scale hydrogen liquefaction plants (Linde Hampson process), precooling can also be used here Liquid nitrogen are made so that the magnetocaloric Hydrogen liquefaction only at 77 K (boiling point of Nitrogen). A magnetocaloric The condenser can be made up of several regenerator stages are available, which are equipped with heat exchangers to cool the ver liquid hydrogen are coupled. The mechanical The work of liquefaction is applied with the movement of the Regenerator stages against the magnetic field that affects the Regenerator material works. There is a for the regenerator stages common magnetic field provided, which by a supra conductive magnet is generated. The cooling of this superral egg ter magnets can be replaced by another very small Regenera gate step are applied.

Das gemeinsame Magnetfeld kann durch einen Typ II-Hochfeld- Supraleiter erzeugt werden. Ein Typ II-Supraleiter unter­ scheidet sich von einem Typ I-Supraleiter dadurch, daß er nicht dem Meißner-Effekt folgt, d. h. daß das Innenfeld des Körpers nur zu einem geringen Teil herausgedrängt wird. (Siemens-Offenlegungsschrift DE 38 25 710 A1 vom 11.5.89). Typ II sind Supraleiter, die zwar keinen ausreichenden Trans­ portstrom zulassen, aber einen hinreichenden Flußdichtegra­ dienten ermöglichen.The common magnetic field can be generated by a type II high field Superconductors are generated. A type II superconductor below differs from a type I superconductor in that it does not follow the Meissner effect, d. H. that the inner field of the Body is only pushed out to a small extent. (Siemens Offenlegungsschrift DE 38 25 710 A1 of May 11, 1989). Type II are superconductors that do not have sufficient trans allow port flow, but a sufficient degree of flux density served enable.

Wird ein Typ II-Material einem hohen Magnetfeld ausgesetzt, das dann wieder abgeschaltet wird, so dringt zunächst magne­ tischer Fluß in Form von Flußfäden in das Material ein (Auf­ magnetisierung). Nach Abschalten des Magnetfeldes verbleibt dann eine Magnetisierung des Materials (Remanenz). Das Mate­ rial muß dabei mittels eines kryogenen Mediums unterhalb sei­ ner kritischen Temperatur gehalten werden.If a type II material is exposed to a high magnetic field, which is then switched off again, then magne penetrates at first tic flow in the form of flow threads into the material (Auf magnetization). After switching off the magnetic field remains then a magnetization of the material (remanence). The mate rial must be below by means of a cryogenic medium be kept at a critical temperature.

Ein permanentmagnetischer Typ II-Hochfeld-Supraleiter kann auch als Hohlzylinder ausgebildet werden, der die Regeneratorstufen mit einem eingefrorenen Magnetfeld umschließt und von der letzten Regeneratorstufe gekühlt wird.A permanent magnetic type II high field superconductor can also be designed as a hollow cylinder, which the Enclosing regenerator stages with a frozen magnetic field and is cooled by the last regenerator stage.

Im Gegensatz zur einfachen Flüssigwasserstoff-gekühlten Hochtem­ peratur-Supraleiter-Spule in DE 39 20 680 A1 handelt es sich hier um eine Kombination von einer Hochtemperatur-Supraleiter- Spule mit einem mit Hochtemperatur-Supraleitern ausgekleideten Hohlzylinder. Der Hohlzylinder dient einmal als Abschirmung des magnetischen Spulen-Feldes, andererseits als elektromagne­ tischer Speicher, in dem eine sich bewegende Hochtemperatur- Supraleiter-Spule Energie abnimmt. In contrast to the simple liquid hydrogen-cooled Hochtem temperature superconductor coil in DE 39 20 680 A1 is here a combination of a high-temperature superconductor Coil with a lined with high temperature superconductors Hollow cylinder. The hollow cylinder serves as a shield the magnetic coil field, on the other hand as an electromagnet storage tank in which a moving high-temperature Superconductor coil energy decreases.

3. Flüssigwasserstoff-Hochtemperatur-Supraleiter-Generator3. Liquid hydrogen high temperature superconductor generator

Durch die Nobelpreis-würdige Entdeckung von Müller/Bednorz 1986 ist - seit der Erfindung der Supraleitfähigkeit (wider­ standslose Leitung, 1911) - zum ersten Mal die Möglichkeit ge­ geben, Supraleitung erheblich oberhalb des absoluten Null­ punkts (-273.2 C = 0 K) zu realisieren. Statt des teuren Heliums (Siedepunkt 4.2 K, Niobverbindungen-Supraleiter) können heute z. B. Flüssigstickstoff (77.3 K) aber auch Flüssigwasserstoff (20.4 K) als Kühlmedium für supraleiten­ de Hochtemperatur-Keramiken wie z. B. Y-Ba-Cu-O verwendet werden. Es zeichnet sich gegenwärtig jedoch ab, daß der für Wicklungen von elektrischen Maschinen und Spulen erforder­ liche supraleitende Draht vorzugsweise aus Tallium (TL-Ba-Ca- Cu-O) und Wismut (Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O)-Zusammensetzungen beste­ hen wird. Nur damit glaubt man, die erforderliche kritische Stromdichte von 105 A/cm2 erreichen zu können (Sumitomo Electric, Current News, Nr. 19). Das bereits entwickelte Explosions-Kompressions-Verfahren für vorgeformte Spulen/­ Wicklungen muß mit Schwierigkeiten bei der Einführung in die Serienproduktion rechnen. Das Pulver obiger Zusammensetzungen wird in Silber-(oder andere Sauerstoff-abstoßende Metalle)- Röhrchen verbracht, gesintert, gewalzt und in Draht gezogen.With the Nobel Prize-worthy discovery by Müller / Bednorz in 1986 - since the invention of superconductivity (resistance-free line, 1911) - it was possible for the first time to allow superconductivity well above absolute zero (-273.2 C = 0 K) realize. Instead of the expensive helium (boiling point 4.2 K, niobium compounds superconductors), z. B. liquid nitrogen (77.3 K) but also liquid hydrogen (20.4 K) as a cooling medium for superconducting de high-temperature ceramics such. B. Y-Ba-Cu-O can be used. It is currently becoming apparent, however, that the superconducting wire required for windings of electrical machines and coils is preferably made of tallium (TL-Ba-Ca-Cu-O) and bismuth (Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O) - Compositions will exist. This is the only way to believe that the required critical current density of 10 5 A / cm 2 can be achieved (Sumitomo Electric, Current News, No. 19). The already developed explosion-compression process for preformed coils / windings must reckon with difficulties when it is introduced into series production. The powder of the above compositions is placed in silver (or other oxygen-repellent metals) tubes, sintered, rolled and drawn into wire.

Während bei dem vorgeschlagenen Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat elektromagnetische Energie aufgewendet wird, um bei Normaltempe­ ratur den durch das Triebwerk fließenden Wasserstrom kinetisch zu bewegen, wird bei DE 32 40 965 A1 und DE 32 18 303 A1 durch den Magnetohydrodynamik-Generator die kinetische Energie eines heißen (bis 2000°C) Gasstroms oder eines Metallschmelzeflusses bewegt, um elektromagnetische Energie zu gewinnen(Thermodynamik). Während wir es bei dem vorgeschlagenen Hybrid-Schiff-Triebwerk- Aggregat mit einem hydrodynamischen Magnetohydrodynamik-Motorraum zu tun haben, dessen Wicklungen aus den erst 1986 entdeckten Hochtemperatur-Supraleitern (bei -253°C gekühlt) bestehen, handelt es sich bei DE 32 40 965 A1 und DE 32 18 303 A1 um einen thermodynamischen Magnetohydrodynamik-Generatorraum (2000°C). Der thermodynamische Magnetohydrodynamik-Generator in DE 32 40 965 A1 und DE 32 18 303 A1 wird nur deshalb als Magnetohydro­ dynamik bezeichnet, weil eine Bewegung von Gas oder Schmelze stattfindet anstatt ein Durchströmen von Meerwasser im vorge­ schlagenen Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat.While with the proposed hybrid ship propulsion unit electromagnetic energy is expended at normal temperature rature kinetic water flow through the engine to move is in DE 32 40 965 A1 and DE 32 18 303 A1 by the magnetohydrodynamics generator the kinetic energy of a hot (up to 2000 ° C) gas flow or a molten metal flow moved to generate electromagnetic energy (thermodynamics). While we are talking about the proposed hybrid ship engine Unit with a hydrodynamic magnetohydrodynamic engine compartment have to do, the windings of which were only discovered in 1986 High-temperature superconductors (cooled at -253 ° C) exist, DE 32 40 965 A1 and DE 32 18 303 A1 are one thermodynamic magnetohydrodynamics generator room (2000 ° C). The thermodynamic magnetohydrodynamic generator in DE 32 40 965 A1 and DE 32 18 303 A1 is only therefore called Magnetohydro dynamics because a movement of gas or melt takes place instead of a flow of sea water in the pre proposed hybrid ship engine unit.

Der konstruktive Teil der Generatorwicklung ist dann analog dem von Wasser-gekühlten Kupferwindungen. Zur Ausbildung der Polschuhe wurde ein Typ II-Hochfeld-Supraleiter (Flüssig­ wasserstoff-gekühlt) gewählt (siehe 2.). Das Joch des Ge­ nerator-Stators kann als Hohlzylinder ausgebildet werden, der aus einem Flüssigwasserstoff-gekühlten permanentmagne­ tischen Typ II-Hochfeld-Supraleiter besteht. Der Generator, der von einem Flüssigwasserstoff-Verbrennungsmotor angetrie­ ben wird, liefert über seinen Kommutator die Gleichspannung für das MHD-Strahltriebwerk. Es besteht die Möglichkeit, die Polschuhe des Generators als sukzessive Regeneratorstufen eines magnetokalorischen Verflüssigers (siehe 2.) auszugestalten. Analog einer mechanischen Verflüssigungsarbeit mit der linearen Bewegung der Regeneratorstufen gegen das magnetische Feld kann auch eine rotierende Bewegung in Gestalt eines Rotors entlang den Polschuhen eines Generators erfolgen. Die Achse des magnetischen Flusses der Rotorwicklung steht dann senkrecht zur Achse des magnetischen Flusses der Pol­ schuhe, die aus verschiedenen Regeneratorstufen einer Folge von Hochtemperatur-Supraleiter-Keramiken mit sukzessive abnehmenden Sprungtemperaturen aufgebaut sein können. Diese Polschuh-Regeneratorstufen sind mit Wärmetauschern zur Ab­ kühlung des zu verflüssigenden Wasserstoffs gekoppelt.The constructive part of the generator winding is then analogous that of water-cooled copper windings. To train the Pole shoes became a type II high-field superconductor (liquid hydrogen-cooled) selected (see 2.). The yoke of Ge nerator stator can be designed as a hollow cylinder, the permanent magnet cooled from a liquid hydrogen type II high-field superconductors. The generator, driven by a liquid hydrogen internal combustion engine ben, supplies the DC voltage via its commutator for the MHD jet engine. There is the possibility the pole shoes of the generator as successive regenerator stages a magnetocaloric condenser (see 2.). Analogous to mechanical liquefaction work with the linear movement of the regenerator stages against the magnetic field can also shape a rotating motion of a rotor along the pole pieces of a generator. The axis of the magnetic flux of the rotor winding stands then perpendicular to the axis of magnetic flux the pole shoes that come from different regenerator stages of a sequence of high-temperature superconductor ceramics with successively decreasing transition temperatures can be built up. These Pole shoe regenerator stages are equipped with heat exchangers cooling of the hydrogen to be liquefied coupled.

4. Flüssigwasserstoff-Hochtemperatur-Supraleiter-Spule und Flüssigwasserstoff-Hochfeld-Supraleiter-Hohlzylin­ der als Energiespeicher4. Liquid hydrogen high temperature superconductor coil and liquid hydrogen high field superconductor hollow cylinder as energy storage

Die magnetische Energiedichte einer Spule ist gegeben durch die Formel
The magnetic energy density of a coil is given by the formula

woraus zu ersehen ist, daß alle ferromagnetischen Werkstoffe wegen der hohen Permeabilität zum Bau magnetischer Energie-Speicher ausscheiden. Eine wirtschaftliche Energiedichte sollte mindestens 4 bis 5 Tesla erreichen. Bei einem Spulenstrom i ist die gespeicher­ te magnetische Energie im felderfüllten Raum
From which it can be seen that all ferromagnetic materials are ruled out because of their high permeability for the construction of magnetic energy storage devices. An economical energy density should reach at least 4 to 5 Tesla. With a coil current i, the stored magnetic energy is in the field-filled space

Die Formel für den Wirkungsgrad einer F. H. S.-Spule hängt im wesentlichen von der Kühlleistung und der Zykluszeit ab.The formula for the efficiency of a F. H. S. coil depends essentially depends on the cooling capacity and the cycle time.

Die veröffentlichten Wirkungsgrade liegen zwischen 80% und 90% (H. W., Lorenzen - Energiespeicherung mit supraleitenden Spulen). Aus dem in Absatz 3. beschriebenen Hochtemperatur- Supraleiter-Draht wird die kernlose Spule gewickelt und in einem Kryostat mit Flüssigwasserstoff gekühlt (20.4 K). Auch ein mit Flüssigwasserstoff gekühlter Hochfeld-Typ II- Supraleiter-Hohlzylinder kann als Energiespeicher dienen. The published efficiencies are between 80% and 90% (H. W., Lorenzen - Energy storage with superconducting Wash). From the high-temperature Superconductor wire is wound and placed in the coreless coil a cryostat cooled with liquid hydrogen (20.4 K). A high-field type II cooled with liquid hydrogen Hollow superconductor cylinders can serve as an energy store.

Der Hohlzylinder, bestehend z. B. aus einem Kupferhohlzylinder mit aufgebrachtem Y-Ba-Cu-O wird bei 20.4 K vormagnetisiert, so daß bei der Energiespeicherung das magnetische Feld mit Flüssigwasserstoff-Kühlung eingefroren ist. Eine längs zu den Feldlinien angeordnete Spule (wie oben) kann die im Zylinder gespeicherte Energie jederzeit abnehmen.The hollow cylinder consisting, for. B. from a copper hollow cylinder with applied Y-Ba-Cu-O is premagnetized at 20.4 K, so that the magnetic field with the energy storage Liquid hydrogen cooling is frozen. One lengthways to the field lines arranged coil (as above) can be the im Remove stored energy from the cylinder at any time.

5. Flüssigwasserstoff-Verbrennungsmotor5. Liquid hydrogen internal combustion engine

Wasserstoff-Verbrennungsmotoren mit Metall-Hydridspei­ cherung erweisen sich gegenwärtig in der Handhabung als zu kompliziert (Tanken, Verbrennungsvorgang) und im Gewicht als zu schwer (ein Aggregat von 280 kg Gewicht hat ein Benzinäquivalent von nur 11 l). Bleibt also die Möglich­ keit, den Verbrennungsmotor mit Flüssigwasserstoff anzutrei­ ben. Der im magnetokalorischen Verflüssiger verflüssigte Wasserstoff wird in einem Kryotank gespeichert. Über eine Elektrokraftstoffpumpe und das Verteilerrohr wird der Flüs­ sigwasserstoff mittels des Einspritzventils in den Zylinder gespritzt. Der Verbrennungsmotor treibt den Generator an und kann ebenso als Hilfsantrieb mit Schiffsschraube dienen.Hydrogen internal combustion engines with metal hydride storage security are currently proving to be in the handling complicated (refueling, combustion process) and in weight than too heavy (an aggregate weighing 280 kg has a Petrol equivalent of only 11 l). So there is still a possibility ability to run the internal combustion engine with liquid hydrogen ben. The one liquefied in the magnetocaloric liquefier Hydrogen is stored in a cryotank. Over a Electric fuel pump and the distribution pipe becomes the flüs hydrogen into the cylinder by means of the injector injected. The internal combustion engine drives the generator and can also serve as an auxiliary drive with a ship's propeller.

6. Flüssigwasserstoff-gekühltes Hochtemperatur-Supraleiter­ magnetohydrodynamisches Schiffs-Strahltriebwerk6. High-temperature liquid hydrogen-cooled superconductor magnetohydrodynamic ship jet engine

Die theoretische Grundlage der Magnetohydrodynamik (H. Alfvén, Nobelpreis Physik 1970) bilden die Gleichungen der Hydrodynamik und der Elektrodynamik (A. Schlüter - Verfah­ ren zur Berechnung stabiler MHD-Gleichgewichte und Das holonome Energieprinzip der MHD). Zwei Vorgänge spielen bei der MHD eine grundlegende Rolle (Maxwell'sche Glei­ chungen) - 1. Bei der Bewegung eines leitenden Mediums im Magnetfeld wird in ihm eine elektrische Spannung induziert und 2. Die elektromagnetische Kraft, die infolge der Wech­ selwirkung des Stromes mit dem summarischen Feld entsteht, beeinflußt die Bewegung. Erst die metallischen Supraleiter (Niobverbindungen, Flüssighelium-Kühlung) haben der Ent­ wicklung der MHD-Schiffsantriebe zum Durchbruch verholfen. Die Erfindung der neuen Hochtemperatur-Supraleiter ermög­ licht es (sobald Draht oder Spulen, hergestellt mit dem Explosions-Kompressions-Verfahren, verfügbar werden), Supraleitung bereits bei Flüssigstickstoff oder Flüssig­ wasserstoff herzustellen. Bei einem Schiffsantrieb bietet sich die Flüssigwasserstoff-Kühlung an, da der Wasserstoff direkt aus dem Meerwasser (siehe 1.) hergestellt werden kann.The theoretical basis of magnetohydrodynamics (H. Alfvén, Nobel Prize in Physics 1970) form the equations of Hydrodynamics and electrodynamics (A. Schlüter - proced ren for the calculation of stable MHD equilibria and Das holonomic energy principle of the MHD). Playing two processes plays a fundamental role in MHD (Maxwell's equation chungen) - 1. When moving a conductive medium in the Magnetic field, an electrical voltage is induced in it and 2. The electromagnetic force, which as a result of the Wech interaction of the current with the total field arises, affects the movement. First the metallic superconductors (Niobium compounds, liquid helium cooling) have the Ent the development of MHD ship propulsion systems to achieve a breakthrough. The invention of the new high-temperature superconductor made possible light it (as soon as wire or coils, made with the Explosion-compression methods, become available), Superconductivity even with liquid nitrogen or liquid to produce hydrogen. Provides a ship propulsion the liquid hydrogen cooling because the hydrogen can be produced directly from the sea water (see 1.).

Wenn in einem ruhenden Magnetfeld B ein anderes System (ionisiertes Meerwasser) sich in Bezug auf das erste mit einer Geschwindigkeit bewegt, entsteht in diesem zweiten System das induzierte elektrische Feld i. i = × . Umgekehrt formuliert fließt ionisiertes Meerwasser mit der Geschwindigkeit v durch ein ruhendes Magnetfeld B wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Die drei Vektoren stehen jeweils senkrecht aufeinander (Dreifingerregel). (Juris Birzvalks-Streifzug durch die Magnetohydrodynamik). Um dem Meerwasser schon bei realen Temperaturen die erforderliche Leitfähigkeit von etwa 10 S/m zu geben, mischt man vor der Düse einen ionisierenden Zusatz von Pottasche (K2CO3) bei. Der Kaliumanteil im Teerwasser vor der Düse soll etwa 1-2% sein bei einem Ionisationspotential des Kaliums von 4,34 eV.If another system (ionized seawater) moves with a speed in relation to the first in a static magnetic field B, the induced electric field i is created in this second system. i = ×. Conversely, ionized sea water flows with the velocity v through a static magnetic field B when an electric field is applied. The three vectors are perpendicular to each other (three-finger rule). (Juris Birzvalks foray into magnetohydrodynamics). In order to give the seawater the required conductivity of around 10 S / m even at real temperatures, an ionizing addition of potash (K 2 CO 3 ) is added in front of the nozzle. The potassium content in the tar water in front of the nozzle should be about 1-2% with an ionization potential of the potassium of 4.34 eV.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen besonders darin, für ein Schiffs-Antriebsaggregat den Wasserstoff direkt aus dem Meerwasser zu gewinnen und die sechs Aggre­ gat-Elemente zum Zweck der Hochtemperatur-Supraleitung durch einen Flüssigwasserstoff-Kreislauf zu koppeln.The advantages achieved by the invention are particular in it, the hydrogen for a ship's drive unit to obtain directly from the sea water and the six aggre gat elements for the purpose of high-temperature superconductivity to be coupled through a liquid hydrogen cycle.

Die Flüssigwasserstoff-Kopplung ist in den folgenden sieben Figuren dargestellt. Es zeigt -The liquid hydrogen coupling is in the following seven figures are shown. It shows -

Fig. 1 - Elektrochemische Solarzelle - Fig. 1 - Electrochemical solar cell -

Das Septum (2), bestehend aus einer zweischichtigen CdSe/- Nickelfolien-Barriere, trennt zwei Flüssigkeitsbehälter, in die - um elektrischen Kontakt zu gewährleisten - jeweils eine Elektrode (3) getaucht ist. Der dem Licht zugewandte Behälter (4) enthält eine Reduktions-/Oxidations-Flüssig­ keit, der andere (5) Meerwasser. Einfallendes Licht (1) auf die CdSe-Seite verursacht im CdSe-Halbleiter eine Elektronen-Löcher-Trennung. Dadurch werden an der unbe­ leuchteten Seite des Septums Elektronen frei zur Reduktion des Meerwassers zu Wasserstoff (6), während auf der beleuch­ teten Seite die Löcher den Redox-Elektrolyten (4) oxidieren.The septum ( 2 ), consisting of a two-layer CdSe / nickel foil barrier, separates two liquid containers into which an electrode ( 3 ) is immersed in order to ensure electrical contact. The container facing the light ( 4 ) contains a reduction / oxidation liquid, the other ( 5 ) seawater. Incident light ( 1 ) on the CdSe side causes an electron-hole separation in the CdSe semiconductor. This releases electrons on the unlit side of the septum to reduce the seawater to hydrogen ( 6 ), while on the illuminated side the holes oxidize the redox electrolyte (4 ).

Fig. 2 - Magnetokalorischer Wasserstoff-Verflüssiger - Fig. 2 - Magnetocaloric hydrogen liquefier -

Der Verflüssiger besteht aus drei Regenerator-Stufen (1) aus unterschiedlicher Hochtemperatur-Supraleiter-Keramik mit Sprungtemperaturen von 125 K, 93 K, 20 K. Mittels der drei Wärmetauscher (2) kann sukzessiv der aus der elektro­ chemischen Zelle kommende Wasserstoff bis auf seinen Siede­ punkt abgekühlt werden. Die drei Regeneratorstufen werden in einem Magnetfeld gehalten, das im Innern eines Hohl­ zylinders - bestehend aus einem permanentmagnetischen Typ II- Hochfeld-Supraleiter - eingefroren ist. Der Hohlzylinder wird mit Flüssigwasserstoff gekühlt (3).The condenser is composed of three regenerator steps (1) made of different high-temperature superconducting ceramic having critical temperatures of 125 K, 93 K, 20 K by means of three heat exchangers (2) may be successively selected from the electrochemical cell coming hydrogen up to its Boiling point to be cooled. The three regenerator stages are held in a magnetic field that is frozen inside a hollow cylinder - consisting of a permanent magnetic type II high-field superconductor. The hollow cylinder is cooled with liquid hydrogen ( 3 ).

Fig. 3 - Flüssigwasserstoff-Hochtemperatur-Spule und Flüssigwasserstoff-Hochfeld-Supraleiter-Hohlzylinder. Fig. 3 - Liquid hydrogen high temperature coil and liquid hydrogen high field superconductor hollow cylinder.

Als Akkumulator wird einmal eine Hochtemperatur-Supraleiter- Spule (2) verwendet, in der die elektrische Energie nahezu verlustfrei gespeichert werden kann. Die Spule ist in einem Kryostaten (1) eingebaut, der mit Flüssigwasserstoff gefüllt ist. Das magnetische Feld der Spule kann durch einen Hohl­ zylinder aus einem permanentmagnetischen Typ II-Hochfeld- Supraleiter gegen die Außenwelt abgeschirmt werden. Eine zweite Akkumulator-Variante ist umgekehrt konstruiert. A high-temperature superconductor coil ( 2 ) is used as the accumulator, in which the electrical energy can be stored with almost no loss. The coil is built into a cryostat ( 1 ) which is filled with liquid hydrogen. The magnetic field of the coil can be shielded from the outside world by a hollow cylinder made of a permanent magnetic type II high-field superconductor. A second accumulator variant is designed in reverse.

Innerhalb des mit Flüssigwasserstoff gefüllten Kryostaten (4) befindet sich der ein magnetisches Feld speichernde Typ II- Supraleiter-Hohlzylinder (5). Innerhalb des Hohlzylinders ist eine Hochtemperatur-Supraleiter-Spule eingebaut (6), mit der die Energie des Hohlzylinder-Feldes abgenommen werden kann.Inside the cryostat ( 4 ) filled with liquid hydrogen is the type II hollow superconductor cylinder ( 5 ) which stores a magnetic field. A high-temperature superconductor coil is built into the hollow cylinder ( 6 ), with which the energy of the hollow cylinder field can be drawn off.

Fig. 4 - Flüssigwasserstoff-Verbrennungsmotor - Fig. 4 - Liquid hydrogen internal combustion engine -

Der Verbrennungsmotor treibt über eine Kupplung den Hochtem­ peratur-Supraleiter-Generator an und kann außerdem als Hilfsantriebsaggregat mittels Schiffsschraube verwendet werden. Der über eine Elektrokraftstoffpumpe und das Ver­ teilerohr zugeführte Flüssigwasserstoff wird mittels des Einspritzventils (1) in den Zylinder (2) eingespritzt. Durch die Zündung (3) wird der Kolben (4) in Bewegung gesetzt.The internal combustion engine drives the high-temperature superconductor generator via a coupling and can also be used as an auxiliary drive unit using a ship's propeller. The liquid hydrogen supplied via an electric fuel pump and the distributor pipe is injected into the cylinder ( 2 ) by means of the injection valve (1). The ignition ( 3 ) sets the piston ( 4 ) in motion.

Fig. 5 - Flüssigwasserstoff Hochtemperatur-Supraleiter- Generator - Fig. 5 - Liquid hydrogen high temperature superconductor generator -

Die Polschuhe des Generators (1) bestehen aus Flüssigwasser­ stoff-gekühltem Typ II-Hochfeld-Supraleiter. Das Genera­ tor-Joch (2) kann aus demselben Material aufgebaut werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Polschuhe (1) des Ge­ nerators als sukzessive Regeneratorstufen eines magnetokalo­ rischen Verflüssigers auszugestalten. Über den Kommutator (3) wird Gleichspannung für die Triebwerkswicklungen bereitge­ stellt.The pole shoes of the generator ( 1 ) consist of liquid-water-cooled type II high-field superconductors. The generator yoke ( 2 ) can be constructed from the same material. There is also the possibility of designing the pole shoes (1 ) of the generator as successive regenerator stages of a magnetocaloric condenser. DC voltage for the engine windings is provided via the commutator ( 3).

Fig. 6 - Flüssigwasserstoff-gekühltes Hochtemperatur-Supra­ leiter MHD Schiffs-Strahltriebwerk - Fig. 6 - Liquid hydrogen-cooled high-temperature superconductor MHD ship jet engine -

Meerwasser wird in den Verdichtungsraum (1) des Triebwerks eingeführt. Zur Ionisierung wird Pottasche (2) beigemischt. Nach Austritt aus der Düse (3) wird der Meerwasserstrahl stark beschleunigt und tritt in das elektromagnetische Feld (4) ein. Der Generator speist den Gleichstrom in die Hoch­ temperatur-Supraleiter-Wicklungen (5) ein. Diese Wick­ lungen werden über die Flüssigwasserstoff-Kanäle (6) gekühlt.Sea water is introduced into the compression chamber ( 1 ) of the engine. Potash ( 2 ) is added for ionization. After exiting the nozzle ( 3 ), the sea water jet is strongly accelerated and enters the electromagnetic field ( 4 ). The generator feeds the direct current into the high-temperature superconductor windings ( 5 ). These windings are cooled via the liquid hydrogen channels ( 6 ).

Fig. 7 - Magnetischer Carnot-Prozeß - Fig. 7 - Magnetic Carnot process -

Der magnetische Carnot-Prozeß besteht aus zwei Isother­ men und zwei Isentropen. Entlang 1→2 erfolgt isotherme Magnetisierung bei der Temperatur T2 unter Wärmeabgabe der magnetisierten Regeneratorstufen des Verflüssigers und der Polschuhe des Gleichstromgenerators. Durch Ent­ magnetisierung kommt es zur Abkühlung auf T1. Nach Kon­ takt mit wärmerem Wasserstoff wird die Entmagnetisierung unter Wärmeaufnahme isotherm von 3→4 zu Ende geführt.The magnetic Carnot process consists of two isotherms and two isentropes. Along 1 → 2, isothermal magnetization takes place at temperature T2 with the release of heat from the magnetized regenerator stages of the condenser and the pole shoes of the direct current generator. Demagnetization cools down to T1. After contact with warmer hydrogen, the demagnetization is carried out isothermally from 3 → 4 to the end while absorbing heat.

Claims (13)

1. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat, bestehend aus einem Hoch­ temperatur-Supraleiter-Magnetohydrodynamik-Wasserstrahltrieb­ werk, Hilfsaggregaten und einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperatur-Supraleiter mit demselben Flüssigwasserstoff gekühlt werden, mit dem der Verbrennungs­ motor betrieben wird.1. Hybrid ship engine unit, consisting of a high temperature superconductor magnetohydrodynamic water jet engine, auxiliary units and an internal combustion engine, characterized in that the high temperature superconductors are cooled with the same liquid hydrogen with which the internal combustion engine is operated. 2. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1a, dadurch gekennzeichnet, daß ionisiertes Meerwasser durch das ruhende Flüssigwasserstoff-gekühlte Hochtemperatur-Supraleiter-Magnet­ feld des Magnetohydrodynamik-Triebwerks in Gestalt eines Kata­ maran-Doppel-Kiels fließt, wenn ein zusätzliches elektrisches Feld angelegt wird.2. Hybrid ship engine unit according to claim 1a, characterized characterized that ionized sea water by the dormant Liquid hydrogen cooled high temperature superconductor magnet field of the magnetohydrodynamic engine in the form of a kata maran double keel flows when an additional electric Field is created. 3. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine elektrochemischen Solarzellen Wasserstoff für den Flüssigwasserstoff-Kreislauf des Aggregats direkt aus dem Meerwasser erzeugen.3. Hybrid ship engine unit according to claim 1, characterized in that its electrochemical Solar cells hydrogen for the liquid hydrogen cycle of the unit directly from the seawater. 4. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine elektrochemische Solarzelle eine zweischichtige Barriere (Septum) enthält, die aus einem n-Typ-Halbleiter und einer Metallfolie besteht und auf der Halbleiterseite beleuchtet wird.4. Hybrid ship engine unit according to claim 1 and 3, characterized in that its electrochemical solar cell contains a two-layer barrier (septum), which consists of a n-type semiconductor and a metal foil and on the Semiconductor side is illuminated. 5. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß seine elektrochemische Solarzelle über zwei von der Barriere getrennte Elektrolyte verfügt, wobei der beleuchtete das zu oxidierende Redox, der unbeleuchtete das zu reduzierende Meerwasser ist.5. Hybrid ship engine unit according to one of claims 1, 3 and 4, characterized in that its electrochemical solar cell has two electrolytes separated by the barrier, whereby the one illuminated the redox to be oxidized, the one not illuminated which is sea water to be reduced. 6. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein magnetokalorischer Wasser­ stoffverflüssiger aus mehreren Hochtemperatur-Supraleiter-Perma­ nentmagnet-Regeneratorstufen besteht, die über Wärmetauscher den Wasserstoff bei adiabatischer Entmagnetisierung stufenweise auf Siedetemperatur abkühlen.6. Hybrid ship engine unit according to claim 1, characterized in that its magnetocaloric water Material liquefier made from several high-temperature superconductor Perma nentmagnet regenerator stages that use heat exchangers the hydrogen in adiabatic demagnetization in stages cool to boiling temperature. 7. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine Hochtemperatur-Supraleiter- Permanentmagnet-Regeneratorstufen von einem Flüssigwasserstoff- gekühlten Hochtemperatur-Supraleiter-Permanentmagnet-Hohlzylinder und/oder einer Hochtemperatur-Supraleiter-Speicherspule mit eingeprägtem Magnetfeld eingeschlossen sind und magnetisiert werden.7. Hybrid ship engine unit according to one of claims 1 and 6, characterized in that its high-temperature superconductor Permanent magnet regenerator stages from a liquid hydrogen cooled high temperature superconductor permanent magnet hollow cylinder and / or a high temperature superconductor storage coil impressed magnetic field are included and magnetized will. 8. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hochtemperatur-Supraleiter-Polschuhe/Joch und Hochtemperatur-Supraleiter-Rotor- oder Hochtemperatur-Supra­ leiter-Stator-Wicklungen seiner elektrischen Maschine mit dem­ selben Flüssigwasserstoff gekühlt werden mit dem sein Verbren­ nungsmotor betrieben wird.8. Hybrid ship engine unit according to claim 1, characterized characterized that high temperature superconductor pole pieces / yoke and high temperature superconductor rotor or high temperature supra conductor-stator windings of his electrical machine with the The same liquid hydrogen can be cooled with which it is burned motor is operated. 9. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Polschuhe und Joch seiner elektri­ schen Maschine aus einem Flüssigwasserstoff-gekühlten perma­ nentmagnetischen Hochtemperatur-Supraleiter bestehen.9. Hybrid ship engine unit according to one of claims 1 and 8, characterized in that pole pieces and yoke of its electric machine made from a liquid hydrogen-cooled perma nentmagnetic high-temperature superconductors exist. 10. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach einem der Ansprüche 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe seiner elektri­ schen Maschine als Hochtemperatur-Supraleiter-Permanentmagnet- Regeneratorstufen ausgebildet sind, die den verdampfenden Wasserstoff schrittweise wieder auf Siedetemperatur abkühlen.10. Hybrid ship engine unit according to one of claims 1, 8 and 9, characterized in that the pole pieces of its electric machine as a high-temperature superconductor permanent magnet Regeneratorstufe are formed, which the evaporating Cool the hydrogen back to the boiling point step by step. 11. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung von den Magnetfeldern seiner Hochtemperatur-Supraleiter-Spule/Hohlzylinder durch einen weite­ ren Hochtemperatur-Supraleiter-Hohlzylinder, Flüssigwasserstoff- gekühlt, abgeschirmt wird.11. Hybrid ship engine unit according to claim 1, characterized characterized in that the environment from the magnetic fields of its High temperature superconductor coil / hollow cylinder through a wide ren high-temperature superconductor hollow cylinder, liquid hydrogen is cooled, shielded. 12. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß magnetische Energie aus dem Hoch­ temperatur-Supraleiter-Spule/Hohlzylinder-Feld von einer sich bewegenden Hochtemperatur-Supraleiter-Spule abgenommen wird.12. Hybrid ship engine unit according to one of claims 1 and 11, characterized in that magnetic energy from the high temperature superconductor coil / hollow cylinder field from one itself moving high-temperature superconductor coil is removed. 13. Hybrid-Schiff-Triebwerk-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetohydrodynamik-Triebwerk-Motor auch als Flüssigwasserstoff gekühlter Hochtemperatur-Supraleiter- Magnetohydrodynamik-Generator betrieben werden kann, bei dem - in umgekehrter Betriebsweise - durchströmendes ionisiertes Wasser elektromagnetische Energie erzeugt.13. Hybrid ship engine unit according to claim 1, characterized characterized in that the magnetohydrodynamic propulsion engine also as liquid hydrogen cooled high-temperature superconductor Magnetohydrodynamic generator can be operated in which - in reverse operation - ionized water flowing through electromagnetic energy generated.
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