ES2834965T3

ES2834965T3 - Sistemas de generación de energía fotovoltaica y métodos relacionados con los mismos

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Publication number: ES2834965T3
Application number: ES14729509T
Authority: ES
Inventors: Randell Mills
Original assignee: Brilliant Light Power Inc
Current assignee: Brilliant Light Power Inc
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2021-06-21
Anticipated expiration: 2034-04-01
Also published as: CN106463192B; BR112016020409B1; IL247583A0; AU2020200099B2; EP3944259A2; MX2016011305A; IL247583B2; TW201535850A; KR20210134060A; AU2020200099A1; BR112016020409A2; WO2015134047A1; JP2022068189A; JP2017518011A; TWI763993B; JP2024063063A; TW202013793A; CA2941443A1; IL302612A; SG10202008475UA

Abstract

Sistema de generación de energía (1020), que comprende: una fuente de energía eléctrica (4) configurada para suministrar energía y corriente, en el que la energía es de por lo menos aproximadamente 5,000 kW o la densidad de corriente es de por lo menos aproximadamente 2,000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados (103, 106), en el que la pluralidad de electrodos (103, 106) rodean por lo menos parcialmente un combustible (1003), están conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica (4), están configurados para recibir una corriente para encender el combustible (1003), y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos (103, 106) es movible y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos (103, 106) incluye un mecanismo de compresión (2a) para comprimir el combustible (1003); una región de carga de combustible (1017) configurada para recibir el combustible (1003), en el que la región de carga de combustible (1017) está rodeada por la pluralidad de electrodos (103, 106) de manera que el mecanismo de compresión (2a) del por lo menos un electrodo (103, 106) está orientado hacia la región de carga de combustible (1017), y en el que la pluralidad de electrodos (103, 106) están configurados para suministrar energía al combustible (1003) que se recibe en la región de carga de combustible (1017) para encender el combustible; un mecanismo de alimentación (1005) para mover el combustible (1003); y un convertidor de energía fotovoltaica (106a) configurado para convertir los fotones generados a partir del encendido del combustible (1003) en una forma diferente de energía.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas de generación de energía fotovoltaica y métodos relacionados con los mismos

Referencias cruzadas a las solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica los derechos de prioridad de las solicitudes provisionales US No. 61/947.019, presentada el 3 de marzo de 2014; 61/949.271, presentada el 7 de marzo de 2014; 61/968,839, presentada el 21 de marzo de 2014 y 61/972.807, presentada el 31 de marzo 2014.

La presente divulgación se refiere al campo de generación de energía y en particular, a sistemas, dispositivos y métodos para la generación de energía. Más específicamente, las formas de realización de la presente divulgación se refieren a dispositivos y sistemas de generación de energía, así como métodos relacionados, que producen energía óptica, plasma y energía térmica y producen energía eléctrica mediante un convertidor de energía óptica a eléctrica, convertidor de plasma a energía eléctrica, convertidor de energía fotónica a eléctrica o un convertidor de energía térmica a eléctrica. Además, las formas de realización de la presente divulgación describen sistemas, dispositivos y métodos que utilizan el encendido de una fuente de combustible de agua o a base de agua para generar energía óptica, energía mecánica, energía eléctrica y/o energía térmica utilizando convertidores de energía fotovoltaica. Estas y otras formas de realización relacionadas son descritas en detalle en la presente divulgación.

La generación de energía puede adoptar muchas formas, aprovechando el poder del plasma. La comercialización exitosa del plasma puede depender de sistemas de generación de energía capaces de formar eficientemente plasma y luego capturar la energía del plasma producido.

El documento WO 2008/098044 divulga un sistema de conversión de energía que incluye un recipiente que contiene agua con una pared lateral transparente. Las barras de carbón energizado se alimentan en el recipiente de manera que las barras de carbón se sumergen en agua. Las barras de carbón se encuentran suficientemente yuxtapuestas para que se produzca una formación de arco eléctrico entre ellas, provocando la descomposición de algunas moléculas de agua en gas de oxígeno e hidrógeno constituyentes. Las emisiones de fotones que resultan de la formación de arco se recogen en celdas fotovoltaicas dispuestas alrededor de la pared lateral del recipiente. El gas de hidrógeno se enfría pasándolo a través de un depósito de agua que proporciona asimismo una fuente para el agua en el recipiente. El gas de hidrógeno enfriado puede ser utilizado para alimentar un motor de combustión interna. El calor de producto secundario de la reacción de formación de arco puede ser utilizado en un motor Stirling o irradiado desde el sistema.

La presente invención se refiere a un sistema de generación de energía y se define en la reivindicación 1. Una versión ventajosa de la invención se define en la reivindicación 2.

El plasma puede ser formado durante el encendido de ciertos combustibles. Estos combustibles pueden incluir una fuente de combustible de agua o a base de agua. Durante la ignición, se forma una nube de plasma de átomos desprovistos de electrones y se puede liberar alta energía óptica. La alta energía óptica del plasma puede ser aprovechada por un convertidor eléctrico de la presente divulgación. Los iones y átomos en estado excitado pueden recombinarse y sufrir relajación electrónica para emitir energía óptica. La energía óptica puede ser convertida a electricidad con elementos fotovoltaicos.

Ciertas formas de realización de la presente divulgación se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una pluralidad de electrodos configurados para suministrar energía a un combustible para encender el combustible y producir un plasma; una fuente de energía eléctrica configurada para suministrar energía eléctrica a la pluralidad de electrodos y por lo menos un convertidor de energía fotovoltaica colocado para recibir por lo menos una pluralidad de fotones de plasma.

En una forma de realización, la presente divulgación se refiere a un sistema de energía que genera por lo menos una de energía eléctrica directa y energía térmica que comprende:

por lo menos un recipiente;

unos reactivos que comprenden:

a) por lo menos una fuente de catalizador o un catalizador que comprende H2O naciente;

b) por lo menos una fuente de hidrógeno atómico o hidrógeno atómico;

c) por lo menos uno de un conductor y una matriz conductora y

por lo menos un conjunto de electrodos para confinar los reactivos de hidrino,

una fuente de energía eléctrica para suministrar una corta ráfaga de alta corriente de energía eléctrica; un sistema de recarga;

por lo menos un sistema para regenerar los reactivos iniciales de los productos de reacción y

por lo menos un convertidor dinámico de plasma o por lo menos un convertidor fotovoltaico.

En una forma de realización ejemplificativa, el método para producir energía eléctrica puede comprender suministrar un combustible a una región entre una pluralidad de electrodos; energizar la pluralidad de electrodos para encender el combustible para formar un plasma; convertir una pluralidad de fotones de plasma a energía eléctrica con un convertidor de energía fotovoltaica y emitir por lo menos una porción de la energía eléctrica.

En otra forma de realización ejemplificativa, el método para producir energía eléctrica puede comprender suministrar un combustible a una región entre una pluralidad de electrodos; energizar la pluralidad de electrodos para encender el combustible para formar un plasma; convertir una pluralidad de fotones de plasma a energía térmica con un convertidor de energía fotovoltaica y emitir por lo menos una porción de la energía eléctrica.

En una forma de realización de la presente divulgación, el método para generar energía puede comprender alimentar una cantidad de combustible a una región de carga de combustible, en el que la región de carga de combustible es colocada entre una pluralidad de electrodos; encender el combustible al hacer fluir una corriente de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 a través del combustible mediante la aplicación de la corriente a la pluralidad de electrodos, para producir por lo menos uno de plasma, luz y calor; recibir por lo menos una porción de la luz en un convertidor de energía fotovoltaica; convertir la luz a una forma diferente de energía usando el convertidor de energía fotovoltaica y emitir la diferente forma de energía.

En una forma de realización adicional, la presente divulgación se refiere a un sistema de energía de plasma de arco de agua que comprende: por lo menos un recipiente de reacción cerrado; reactivos que comprenden por lo menos uno de fuente de H2O y H2O; por lo menos un conjunto de electrodos; una fuente de energía eléctrica para suministrar una alta tensión inicial de ruptura del H2O y proporcionar una alta corriente subsecuente y un sistema de intercambiador de calor, en el que el sistema de energía genera plasma de arco, la luz y energía térmica y por lo menos un convertidor de energía fotovoltaica.

Ciertas formas de realización de la presente divulgación se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 o de por lo menos aproximadamente 5000 kW; una pluralidad de electrodos acoplados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible sólido, en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía eléctrica al combustible sólido para producir un plasma y por lo menos uno de un convertidor de energía de plasma, un convertidor de energía fotovoltaica y un convertidor de energía térmica a eléctrica colocado para recibir por lo menos porción del plasma, fotones y/o calor generado por la reacción. Otras formas de realización se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una pluralidad de electrodos; una región de carga de combustible situada entre la pluralidad de electrodos y configurada para recibir un combustible conductor, en el que la pluralidad de electrodos son configurados para aplicar una corriente al combustible conductor suficiente para encender el combustible conductor y generar por lo menos uno de plasma y energía térmica; un mecanismo de alimentación para mover el combustible conductor a la región de carga de combustible y por lo menos uno de un convertidor de energía fotovoltaica para convertir los fotones de plasma a una forma de energía o un convertidor de energía térmica a eléctrica para convertir la energía térmica a una forma no térmica de energía eléctrica que comprende electricidad o energía mecánica. Las formas de realización adicionales se refieren a un método para generar energía que comprende: alimentar una cantidad de combustible a una región de carga de combustible, donde la región de carga de combustible es colocada entre una pluralidad de electrodos; encender el combustible al hacer fluir una corriente de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 a través del combustible mediante la aplicación de la corriente a la pluralidad de electrodos, para producir por lo menos uno de plasma, luz y calor; recibir por lo menos una porción de la luz en un convertidor de energía fotovoltaica; convertir la luz a una forma diferente de energía usando el convertidor de energía fotovoltaica y emitir la diferente forma de energía.

Las formas de realización adicionales se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 5000 kW; una pluralidad de electrodos espaciados, donde la pluralidad de electrodos rodean por lo menos parcialmente un combustible, son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica, son configurados para recibir una corriente para encender el combustible y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos es amovible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma. Adicionalmente, se proporciona en la presente divulgación un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados, en el que la pluralidad de electrodos rodean por lo menos parcialmente un combustible, son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica, son configurados para recibir una corriente para encender el combustible y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos es amovible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma.

Otras formas de realización se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados entre sí, en el que por lo menos uno de la pluralidad de electrodos incluye un mecanismo de compresión; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos, de tal manera que el mecanismo de compresión del por lo menos un electrodo es orientado hacia la región de carga de combustible y en el que la pluralidad de electrodos son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica y configurados para suministrar energía al combustible recibido en la región de carga de combustible para encender el combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible a una forma de energía no fotónica. Otras formas de realización de la presente divulgación se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados entre sí, en el que por lo menos uno de la pluralidad de electrodos incluye un mecanismo de compresión; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos, de tal manera que el mecanismo de compresión del por lo menos un electrodo está orientado hacia la región de carga de combustible y en el que la pluralidad de electrodos son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica y configurados para suministrar energía al combustible recibido en la región de carga de combustible para encender el combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible y un convertidor de energía de plasma configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma.

Las formas de realización de la presente divulgación se refieren asimismo a un sistema de generación de energía que comprende: una pluralidad de electrodos; una región de carga de combustible rodeada por la pluralidad de electrodos y configurada para recibir un combustible, en el que la pluralidad de electrodos están configurados para encender el combustible colocado en la región de carga de combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible; un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible en una forma de energía no fotónica; un sistema de retirada para retirar un producto secundario del combustible encendido y un sistema de regeneración acoplado operativamente al sistema de retirada, para reciclar el producto secundario retirado del combustible encendido a combustible reciclado. Ciertas formas de realización de la presente divulgación se refieren asimismo a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de alimentación eléctrica configurada para emitir una corriente de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 o de por lo menos aproximadamente 5000 kW; una pluralidad de electrodos espaciados conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos y en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir una pluralidad de fotones generados de la ignición del combustible a una forma de energía no fotónica. Ciertas formas de realización pueden incluir además una o más terminales de energía de salida acoplados operativamente al convertidor de energía fotovoltaica; un dispositivo de almacenamiento de energía; un sensor configurado para medir por lo menos un parámetro asociado con el sistema de generación de energía y un controlador configurado para controlar por lo menos un proceso asociado con el sistema de generación de energía. Ciertas formas de realización de la presente divulgación se refieren asimismo a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica configurada para emitir una corriente de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 o de por lo menos aproximadamente 5000 kW; una pluralidad de electrodos espaciados, en el que la pluralidad de electrodos rodean por lo menos parcialmente un combustible, son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica, son configurados para recibir una corriente para encender el combustible y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos es movible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible a una forma diferente de energía.

Las formas de realización adicionales de la presente divulgación se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos 5,000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos y en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible; un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir una pluralidad de fotones generados de la ignición del combustible a una forma de energía no fotónica; un sensor configurado para medir por lo menos un parámetro asociado con el sistema de generación de energía y un controlador configurado para controlar por lo menos un proceso asociado con el sistema de generación de energía. Las formas de realización adicionales se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos 2,000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos y en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible; un convertidor de energía de plasma configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma; un sensor configurado para medir por lo menos un parámetro asociado con el sistema de generación de energía y un controlador configurado para controlar por lo menos un proceso asociado con el sistema de generación de energía.

Ciertas formas de realización de la presente divulgación se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos y en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible, para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible y en el que la presión en la región de carga de combustible es un vacío parcial; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma. Algunas formas de realización pueden incluir una o más de las siguientes características adicionales: el convertidor de energía fotovoltaica puede ser colocado dentro de una celda de vacío; el convertidor de energía fotovoltaica puede incluir por lo menos uno de un recubrimiento antirreflectante, un recubrimiento de adaptación de impedancia óptica o un recubrimiento protector; el convertidor de energía fotovoltaica puede ser acoplado operativamente a un sistema de limpieza, configurado para limpiar por lo menos una porción del convertidor de energía fotovoltaica; el sistema de generación de energía puede incluir un filtro óptico; el convertidor de energía fotovoltaica puede comprender por lo menos una de una celda monocristalina, una celda policristalina, una celda amorfa, una celda de cuerda/cinta de silicio, una celda de multiunión, una celda de homounión, una celda de heterounión, un dispositivo de p-i-n, una celda de película delgada, una celda sensibilizada por colorante y una celda fotovoltaica orgánica y el convertidor de energía fotovoltaica puede comprender por lo menos una celda de multiunión, en el que la celda de multiunión comprende por lo menos una de una celda invertida, una celda vertical, una celda de reticulado no coincidente, una celda de reticulado coincidente y una celda que comprende materiales semiconductores del grupo III-V.

Las formas de realización ejemplificativas adicionales se refieren a un sistema configurado para producir energía que comprende: un suministro de combustible configurado para suministrar un combustible; una fuente de alimentación configurada para suministrar energía eléctrica y por lo menos un engrane configurado para recibir el combustible y la energía eléctrica, en el que el por lo menos un engrane dirige selectivamente la energía eléctrica a una región local alrededor del engrane para encender el combustible dentro de la región local. En algunas formas de realización, el sistema puede presentar además una o más de las siguientes características: el combustible puede incluir un polvo; el por lo menos un engrane puede incluir dos engranes; el por lo menos un engrane puede incluir un primer material y un segundo material que presenta una conductividad menor que el primer material, el primer material es acoplado eléctricamente a la región local y la región local puede ser adyacente a por lo menos uno de un diente y un hueco del por lo menos un engrane. Otras formas de realización pueden usar un elemento de soporte en lugar de un engrane, mientras que otras formas de realización pueden usar un engrane y un elemento de soporte. Algunas formas de realización se refieren a un método para producir energía eléctrica que comprende: suministrar un combustible para un engrane; hacer girar el engrane para colocar por lo menos algo del combustible en una región del engrane; suministrar una corriente al engrane para encender el combustible colocado para producir energía y convertir por lo menos algo de la energía producida por el encendido a energía eléctrica. En algunas formas de realización, hacer girar el engrane puede incluir hacer girar un primer engrane y un segundo engrane y suministrar una corriente puede incluir suministrar una corriente al primer engrane y el segundo engrane.

Otras formas de realización se refieren a un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2; una pluralidad de electrodos espaciados conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos y en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible y en el que la presión en la región de carga de combustible es un vacío parcial; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a la región de carga de combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma.

Otras formas de realización se refieren a una celda de generación de energía que comprende: un orificio de salida acoplado a una bomba de vacío; una pluralidad de electrodos acoplados eléctricamente a una fuente de energía eléctrica de por lo menos 5,000 kW; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible a base de agua que comprende un mayoría de H2O, en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible a base de agua, para producir por lo menos uno de un plasma de arco y energía térmica y un convertidor de energía configurado para convertir por lo menos una porción de por lo menos uno del plasma de arco y la energía térmica a energía eléctrica. También se divulga un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos 5,000 A/cm2; una pluralidad de electrodos acoplados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible a base de agua que comprende una mayoría de H2O, en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía al combustible a base de agua para producir por lo menos uno de un plasma de arco y energía térmica y un convertidor de energía configurado para convertir por lo menos una porción de por lo menos uno del plasma de arco y energía térmica en energía eléctrica. En una forma de realización, el convertidor de energía comprende un convertidor fotovoltaico de energía óptica a electricidad.

Las formas de realización adicionales se refieren a un método para generar energía que comprende: cargar un combustible a una región de carga de combustible, en el que la región de carga de combustible incluye una pluralidad de electrodos; aplicar una corriente de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 a la pluralidad de electrodos para encender el combustible, para producir por lo menos uno de un plasma de arco y energía térmica; efectuar por lo menos uno de, hacer pasar el plasma de arco a través de un convertidor fotovoltaico, para generar energía eléctrica y hacer pasar la energía térmica a través de un convertidor térmico a eléctrico para generar energía eléctrica y emitir por lo menos una porción de la energía eléctrica generada. También se divulga un sistema de generación de energía que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos 5,000 kW; una pluralidad de electrodos acoplados eléctricamente a la fuente de energía, en el que la pluralidad de electrodos están configurados para suministrar energía eléctrica a un combustible a base de agua que comprende una mayoría de H2O para producir energía térmica y un intercambiador de calor configurado para convertir por lo menos una porción de la energía térmica en energía eléctrica y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir por lo menos una porción de la luz en energía eléctrica. Además otra forma de realización se refiere a un sistema de generación de energía, que comprende: una fuente de energía eléctrica de por lo menos 5,000 kW; una pluralidad de electrodos espaciados entre sí, en el que por lo menos uno de la pluralidad de electrodos incluye un mecanismo de compresión; una región de carga de combustible configurada para recibir un combustible a base de agua que comprende una mayoría de H2O, en el que la región de carga de combustible está rodeada por la pluralidad de electrodos, de tal manera que el mecanismo de compresión del por lo menos un electrodo es orientado hacia la región de carga de combustible y en el que la pluralidad de electrodos son conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica y configurados para suministrar energía al combustible a base de agua recibido en la región de carga de combustible para encender el combustible; un mecanismo de alimentación para mover el combustible a base de agua a la región de carga de combustible y un convertidor de energía fotovoltaica configurado para convertir el plasma generado de la ignición del combustible a una forma de energía que no es de plasma.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y forman parte de la presente memoria descriptiva, ilustran varias formas de realización de la divulgación y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la divulgación. En los dibujos:

La figura 1 es un dibujo esquemático de un generador de energía de celda de SF-CIHT que representa un convertidor plasmadinámico de acuerdo con una forma de realización de la presente divulgación.

La figura 2A es un dibujo esquemático de un generador de energía de celda de SF-CIHT que representa un convertidor fotovoltaico de acuerdo con una forma de realización de la presente divulgación.

La figura 2B es un dibujo esquemático de un generador de energía de celda de plasma de arco de H2O que representa un convertidor fotovoltaico de acuerdo con una forma de realización de la presente divulgación.

La figura 3 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 4 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica híbrido, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 5 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica de acoplamiento directo, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 6A es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica de CD, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 6B es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica de CA, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 7 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica de CA/CD, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 8 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía fotovoltaica de CA, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 9 es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 10 es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 11 es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 12 es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 13A es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica en la cual los convertidores de energía fotovoltaica están colocados en una región diferente de un sitio de reacción, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 13B es un dibujo esquemático de un sistema de generación de energía fotovoltaica, en el que los convertidores de energía fotovoltaica son colocados en la misma región como un sitio de reacción, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 14 es una vista esquemática de un sistema, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. La figura 15 es una vista esquemática de un engrane, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. La figura 16 es una vista ampliada de un engrane, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. La figura 17 es una vista ampliada de dos engranes, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. Las figuras 18A y 18B son vistas laterales de un diente de engranaje, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 19A y 19B son vistas laterales de un diente de engranaje, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 20A y 20B son vistas laterales de un diente de engranaje, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 21A y 21B son vistas laterales de un diente de engranaje, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 22A es una vista ampliada de un diente de engranaje y hueco, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 22B es una vista ampliada de un diente de engranaje y hueco, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 22C es una vista ampliada de un diente de engranaje y hueco, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 23A y 23B son vistas en corte de engranes, de acuerdo con formas de realización ejemplificativas. La figura 24 es una vista esquemática de un sistema de movimiento, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 25 es una vista esquemática de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 26 es una vista en corte de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 27 es una vista en corte de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 28 es una vista esquemática de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 29 es una vista esquemática de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 30 es una vista esquemática de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 31A y 31B son vistas inferiores de elementos de soporte, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 32A-32D son vistas de elementos de contacto en operación, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 33 muestra vistas de elementos de soporte en operación, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 34 es una vista en corte transversal ampliada de un elemento de contacto, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 35A-35D son vistas de elementos de contacto en operación, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 36A-36C son vistas de elementos de contacto en operación, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 37A-37C son vistas de elementos de contacto en operación, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Las figuras 38A-38C son vistas de elementos de contacto en operación de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 39 es una vista esquemática de elementos de contacto con una celda fotovoltaica, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

La figura 40 es la superposición normalizada de espectros visibles de la fuente de plasma y el sol, que demuestra que ambos emiten radiación de cuerpo negro de aproximadamente 5800-6000K acuerdo con una forma de realización ejemplificativa.

Se divulgan en la presente memoria sistemas catalíticos para liberar energía de hidrógeno atómico, para formar estados de energía más bajos, en el que la capa de electrones está en una posición más cercana en relación con el núcleo. La energía liberada es aprovechada para generación de energía y adicionalmente nuevas especies de hidrógeno y compuestos son productos deseables. Estos estados de energía son predichos por las leyes de física clásica y requieren un catalizador para aceptar energía del hidrógeno con el fin de sufrir la transición de liberación de energía correspondiente.

La física clásica proporciona soluciones de forma cerrada del átomo de hidrógeno, el ion hidruro, el ion molecular de hidrógeno y la molécula de hidrógeno y predice especies correspondientes que presentan números cuánticos principales fraccionarios. Usando las ecuaciones de Maxwell, la estructura del electrón fue derivada como un problema de valor de frontera, en el que el electrón comprende la corriente fuente de campos electromagnéticos variables en el tiempo durante transiciones con la restricción de que el electrón de estado n = 1 limitado no puede irradiar energía. Una reacción predicha por la solución del átomo de H implica una transferencia de energía no radiante resonante del hidrógeno atómico de otra manera estable a un catalizador apto para aceptar la energía para formar hidrógeno en estados de energía más baja de lo que previamente se pensaba era posible. Específicamente, la física clásica predice que el hidrógeno atómico puede sufrir una reacción catalítica con ciertos átomos, excímeros, iones e hidruros diatómicos que proporciona una reacción con una entalpía neta de un múltiplo entero de la energía potencial de hidrógeno atómico, Eh = 27.2 eV, donde Eh es un Hartree. Las especies específicas (por ejemplo, He+, Ar+, Sr+, K, Li, HCl y NaH, OH, SH, SeH, H2O naciente, nH (n = número entero)) identificables sobre la base de sus niveles de energía de electrones conocidos, se requiere que estén presentes con el hidrógeno atómico para catalizar el proceso. La reacción implica una transferencia de energía no radiante seguida de emisión de continuo de q^13.7 eV o transferencia de q^13.6 eV a H para formar H de estado excitado extraordinariamente caliente y un átomo de hidrógeno que es más bajo de energía que el hidrógeno atómico sin reaccionar que corresponde a un número cuántico principal fraccional. Esto es, en la fórmula de los niveles de energía principales del átomo de hidrógeno:

donde aH es el radio de Bohr para el átomo de hidrógeno (52.947 um), e es la magnitud de la carga del electrón y 80 es la permisividad en vacío, números cuánticos fraccionarios:

endonde p < 137 es un número entero (3)

" '

reemplazan el parámetro bien conocido n = número entero en la ecuación de Rydberg para los estados excitados de hidrógeno y representan átomos de hidrógeno de estado de energía más baja llamados "hidrinos." Entonces, similar a un estado excitado que presenta la solución analítica de las ecuaciones de Maxwell, un átomo de hidrino también comprende un electrón, un protón y un fotón. Sin embargo, el campo eléctrico del último aumenta el enlace correspondiente a la desorción de energía en lugar de disminuir el campo central con la absorción de energía como en un estado excitado y la interacción de fotón-electrón resultante de la hidrino es estable en lugar de radiante.

El estado n = 1 del hidrógeno y los estados entero de| hidrógeno son no radiantes, pero es posible una transición entre dos estados no radiantes, es decir n = 1 a n = 1/2, vía una transferencia de energía no radiante. El hidrógeno es un caso especial de los estados estables dados por las ecuaciones (1) y (3), donde el radio correspondiente del átomo de hidrógeno o hidrino es proporcionado por

donde p = 1, 2, 3, ... Con el fin de conservar energía, la energía debe ser transferida del átomo de hidrógeno al catalizador en unidades de

m^27.2 eV, m = 1,2, 3, 5, ... (5)

y las transiciones del radio a

Las reacciones catalíticas implican dos etapas de liberación de energía: una transferencia de energía no radiante al catalizador, seguida por liberación de energía adicional a medida que el radio disminuye al estado final estable correspondiente. Se cree que la velocidad de catálisis es incrementada a medida que la entalpía neta de reacción se hace coincidir más estrechamente a m^27.2 eV. Se ha descubierto que los catalizadores que presentan una entalpía neta de reacción dentro de ± 10%, preferentemente ± 5%, de m^27.2 eV son adecuados para la mayoría de aplicaciones. En el caso de catálisis de los átomos de hidrino a estados de energía inferior, la entalpía de reacción de de m^27.2 eV (ecuación (5)) es corregida relativamente por el mismo factor como la energía potencial del átomo de hidrino.

Así, la reacción general es proporcionada por:

la reacción global es

(correspondiente a 1 en el denominador) y un campo central equivalente a (m p) veces el de un protón y

es el estado estable correspondiente con radio de

el de H. Ya que el electrón sufre aceleración radial del radio del átomo de hidrógeno a un radio de

esta distancia, la energía es liberada como emisión de luz característica o como energía cinética de tercer cuerpo. La emisión puede estar en forma de una radiación continuo extrema-ultravioleta que presenta un borde en [(p m)2 - p2 - 2m] • 13.6 eV o

y que se extiende a longitudes de onda más largas. Además de la radiación, puede ocurrir una transferencia de energía cinética resonante para formar H rápido. La excitación subsecuente de estos átomos rápidos H(n = 1) por colisiones con el H2 de fondo seguido por emisión de los átomos rápidos H(n = 3) correspondientes da surgimiento a la emisión a de Balmer ampliada. Alternativamente, el H rápido es un producto directo de H o hidrino que sirve como el catalizador, en el que la aceptación de la transferencia de energía resonante considera la energía potencial en lugar de la energía de ionización. La conservación de la energía da un protón de la energía cinética correspondiente a la mitad de la energía potencial en el primer caso y un ion catalítico esencialmente en reposo en el último caso. La radiación de recombinación de H de los protones rápidos da surgimiento a la emisión a de Balmer ampliada que es desproporcionada al inventario de hidrógeno caliente, consistente con el balance de energía en exceso.

En la presente divulgación los términos tales como reacción hidrino, catálisis de H, reacción de catálisis de H, catálisis cuando se refiere a hidrógeno, la reacción de hidrógeno para formar hidrinos y reacción de formación de hidrino, todos se refieren a la reacción, tal como aquella de las ecuaciones (6-9)) de un catalizador definido por la ecuación (5) con H atómico para formar estados de hidrógeno que presentan niveles de energía dados por las ecuaciones ( i) y (3). Los términos correspondientes tales como reactivos de hidrino, mezcla de reacción de hidrino, mezcla catalítica, reactivos para formación de hidrino, reactivos que producen o forman hidrógeno o hidrinos de estado de energía más baja son también usados indistintamente cuando se refieren a la mezcla de reacción que efectúa la catálisis de H a estados de H o estados de hidrino que presentan niveles de energía dados por las ecuaciones (1) y (3).

Las transiciones catalíticas de hidrógeno de energía más baja de la presente divulgación requieren un catalizador que puede estar en forma de una reacción química endotérmica de un número entero m de la energía potencial de hidrógeno atómico sin catalizar, 27.2 eV, que acepta la energía de H atómico para provocar la transición. La reacción catalítica endotérmica puede ser la ionización de uno o más electrones de una especie tal como un átomo o ion (por ejemplo, m = 3 para Li --> Li2+) y puede comprender además la reacción concertada de una escisión de enlace con ionización de uno o más electrones de uno o más de la socios del enlace inicial (por ejemplo, m = 2 para NaH --> Na2+ H). He+ satisface el criterio catalítico - un proceso químico o físico con un cambio de entalpia igual a un múltiplo entero de 27.2 eV, debido a que se ioniza a 54.417 eV, que es 2 • 27.2 eV. Un número entero de átomos de hidrógeno puede también servir como catalizador de un múltiplo entero de entalpía 27.2 eV. Los átomos de hidrógeno H(1/p) p = 1, 2, 3, ... 137 pueden sufrir transiciones adicionales a estados de energía más bajos dadas por las ecuaciones (1) y (3), donde la transición de un átomo es catalizada por uno o más átomos de H adicionales que aceptan de manera no resonante y no irradiante m • 27.2 eV con un cambio opuesto concomitante en su energía potencial. La ecuación general global para la transición de H(1/p) a H(1/(m+p)) inducida por una transferencia resonante de m • 27.2 eV a H(1/p') es representada por

Los átomos de hidrógeno pueden servir como catalizador donde m = 1, m = 2 y m = 3 para uno, dos y tres átomos, respectivamente, que actúan como catalizador entre sí. La proporción para el catalizador de dos átomos, 2H, puede ser alta cuando el H extraordinariamente rápido choca con una molécula para formar el 2H, donde dos átomos aceptan de manera no resonante y no irradiantemente 54.5 eV de un tercer átomo de hidrógeno de los socios de colisión. Por el mismo mecanismo, la colisión de dos H2 calientes proporciona 3H para servir como catalizador 3 • 27.2 eV para el cuarto. Los continuos de EUV a 22.8 nm y 10.1 nm, ampliación de la línea a de Balmer extraordinaria (> 100 eV), estados de H altamente excitados, el gas producto H2 (1/4) y se observó gran liberación de energía consistente con las predicciones.

El H(1/4) es un estado hidrino preferido sobre la base de su multipolaridad y las reglas de selección para su formación. Así, en caso de que se forme H (1/3), puede ocurrir la transición a H(1/4) rápidamente catalizada por H, de acuerdo con la ecuación (10). Similarmente, H(1/4) es un estado preferido para una energía catalítica mayor o igual que 81.6 eV, correspondiente a m = 3 en la ecuación (5). En este caso, la transferencia de energía al catalizador comprende los 81.6 eV que forman el intermediario H*(1/4) intermedio de la ecuación (7), también como un número entero de 27.2 eV del decaimiento del intermediario. Por ejemplo, un catalizador que presenta una entalpía de 108.8 eV puede formar H*(1/4) al aceptar 81.6 eV, también como 27.2 eV de la energía de decaimiento de H*(1/4) de 122.4 eV. La energía de decaimiento restante de 95.2 eV es liberada al medio ambiente para formar el estado preferido H(1/4), que reacciona a continuación para formar H2 (1/4).

Un catalizador apropiado puede por consiguiente proporcionar una entalpía positiva neta de reacción de m^27.2 eV. Esto es, el catalizador acepta resonantemente la transferencia de energía no radiante de los átomos de hidrógeno y libera la energía a los alrededores para afectar transiciones electrónicas a niveles de energía cuánticos fraccionarios. Como consecuencia de la transferencia de energía no radiante, el átomo de hidrógeno se vuelve inestable y emite energía adicional hasta que se obtiene un estado no radiante de energía más baja que presenta un nivel de energía principal proporcionado por las ecuaciones (1) y (3). Así, la catálisis libera energía del átomo de hidrógeno con una disminución conmesurada en tamaño del átomo de hidrógeno, rn = naH, donde n es proporcionado por la ecuación (3). Por ejemplo, la catálisis de H (n = 1) a H (n = 1/4) libera 204 eV y el radio de hidrógeno disminuye de aH a

El producto catalítico, H(1/p) puede también reaccionar con un electrón para formar un ion de hidruro de hidrino H-(1/p) o dos H(1/p) pueden reaccionar para formar el hidrino molecular correspondiente H2(1/p). Específicamente, el producto catalítico, H(1/p) puede también reaccionar con un electrón para formar un nuevo ion de hidruro H-(1/p) con una energía de enlace Eb:

donde p = número entero > 1, s = 1/2, ^ es la constante de Planck con barra, |Jo es la permeabilidad del vacío, me es la masa del electron, je es la masa electrónica reducida proporcionada por

donde mp es la masa del protón, ao es el radio de Bohr y el radio iónico es

De la ecuación (11), la energía de ionización calculada del ion hidruro es 0.75418 eV y el valor experimental es 6082.99 ± 0.15 cm-1 (0.75418 eV). Las energías de enlace de los iones de hidruro de hidrino pueden ser medidas por espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS).

Los picos de RMN desplazados campo arriba son evidencia directa de la existencia de hidrógeno de estado de energía más bajo con un radio reducido en relación con el ion de hidruro ordinario y que presenta un incremento en blindaje diamagnético del protón. El desplazamiento es proporcionado por la suma de las contribuciones del diamagnetismo de los dos electrones y el campo de fotones de magnitud p (Mills GUTCP ecuación (7.87)):

donde el primer término se aplica a H- con p = 1 y p = número entero > 1 para H-(1/p) y a es la constante de estructura fina. Los picos de hidruro de hidrino predichos son extraordinariamente desplazados campo arriba en relación con el ion de hidruro ordinario. En una forma de realización, los picos están campo arriba del TMS. El desplazamiento de RMN en relación con TMS puede ser mayor que aquel conocido para por lo menos uno de H-ordinario, H, H2 o H+ solo o que comprende un compuesto. El desplazamiento puede ser mayor que por lo menos uno de 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10, -11, -12, -13 , -14, -15, -16, -17, -18, -19, -20, -21, -22, -23, -24, -25, -26, -27, -28, -29, - 30, -31, -32, -33, -34, -35, -36, -37, -38, -39, y -40 ppm. El intervalo del desplazamiento absoluto en relación con un protón descubierto, donde el desplazamiento de TMS es de alrededor de -31.5 en relación con un protón descubierto, puede ser de -(p29.9+ p22.74) ppm (ecuación (12)) dentro de un intervalo de alrededor de por lo menos uno de ±5 ppm, ±10 ppm, ±20 ppm, ±30 ppm, ±40 ppm, ±50 ppm, ±60 ppm, ±70 ppm, ±80 ppm, ±90 ppm y ±100 ppm. El intervalo del desplazamiento absoluto en relación con un protón descubierto puede ser de -(p29.9+ p2 1.59 X 10'3) ppm (ecuación (12)) dentro de un intervalo de alrededor de por lo menos uno de aproximadamente 0.1% a 99%, 1% a 50% y 1% a 10%. En otra forma de realización, la presencia de una especie hidrino, tal como un átomo hidrino, ion hidruro o molécula en una matriz sólida, tal como una matriz de un hidróxido tal como NaOH o KOH provoca que los protones de la matriz se desplacen campo arriba. Los protones de matriz, tales como los de NaOH o KOH se pueden intercambiar. En una forma de realización, el desplazamiento puede provocar que el pico de matriz esté en el intervalo de aproximadamente -0.1 ppm a -5 ppm en relación con TMS. La determinación de RMN puede comprender espectroscopia de resonancia magnética nuclear de 1H de espín de ángulo mágico (MAS 1H n Mr ).

H(1/p) puede reaccionar con un protón y dos H(1/p) pueden reaccionar para formar H2(1/p)+ y H2(1/p), respectivamente. El ion molecular de hidrógeno y las funciones de carga molecular y densidad de corriente, distancias de enlace y energías fueron resueltas del Laplaciano en coordinadas elipsoidales con la restricción de no radiación.

La energía total Et del ion molecular de hidrógeno que presenta un campo central de pe en cada foco del orbital molecular esferoide de prolato es

donde p es un número entero, c es la velocidad de la luz en el vacío y |i es la masa nuclear reducida. La energía total de la molécula de hidrógeno que presenta un campo central de pe en cada foco del orbital molecular esferoide de prolato es

La energía de disociación de enlace, Ed, de la molécula de hidrógeno 2H(1/p) es la diferencia entre la energía total de los átomos de hidrógeno correspondientes y Et

Ed = E(2H(1/p)) - Et (16)

donde

E(2H(1/p)) = -p227.20 Ev (17)

Ed es proporcionado por las ecuaciones (16-17) y (15):

Ed = -p227.20 eV - ET

= -p227.20 eV - (-p231.351 eV - p30.326469 eV) (18)

= p24.151 eV p30.326469 eV

H2(17p) puede ser identificado mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), donde el producto de ionización, además del electrón ionizado puede ser por lo menos una de las posibilidades, tales como aquellas que comprenden dos protones y un electrón, un átomo de hidrógeno (H) átomo, un átomo de hidrino, un ion molecular, ion molecular de hidrógeno y H2(1/p)+, donde las energías pueden ser desplazadas por la matriz. La RMN de gas de producto de catálisis proporciona una prueba definitiva del desplazamiento químico predicho teóricamente de H2(1/p). En general, se predice que la resonancia de RMN 1H de H2(1/p) esté campo arriba de la de H2, debido al radio fraccional en coordenadas elípticas, donde los electrones están significativamente más cercanos a los núcleos. El desplazamiento predicho,

para H2(1/p) es proporcionado por la suma de las contribuciones del diamagnetismo de los dos electrones y el campo de fotones de magnitud p (Mills GUTCP, ecuaciones (11.415-11.416)):

(19)

(20)

donde el primer término se aplica a H2 con p = 1 y p = número entero > 1 para H2(1/p). El desplazamiento de resonancia en fase gaseosa de H2 absoluto experimental de -28.0 ppm está en excelente acuerdo con el desplazamiento en fase gaseosa absoluto predicho de -28.01 ppm (ecuación (20)). Los picos de hidrino molecular predichos están extraordinariamente desplazados campo arriba al H2 ordinario. En una forma de realización, los picos están campo arriba de TMS. El desplazamiento de RMN en relación con TMS puede ser mayor que aquel conocido para por lo menos uno de H- ordinario, H, H2 o H+ solo o que comprende un compuesto. El desplazamiento puede ser mayor que por lo menos uno de 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10, -11, -12, -13 , -14, -15, -16, -17, -18, -19, -20, -21, -22, -23, -24, -25, -26, -27, -28, -29, - 30, -31, -32, -33, -34, -35, -36, -37, -38, -39 y -40 ppm. El intervalo del desplazamiento absoluto en relación con un protón descubierto, donde el desplazamiento de TMS es de aproximadamente -31.5 ppm en relación con un protón descubierto, puede ser de -(+p28.01 p2 2.56) ppm (ecuación (20)) dentro de un intervalo de por lo menos aproximadamente uno de 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, 50 ppm, 60 ppm, 70 ppm, 80 ppm, 90 ppm y 100 ppm. El intervalo del desplazamiento absoluto en relación con un protón descubierto puede ser de -(+p28.01 p21.49 X 10'3) ppm (ecuación (20)) dentro de un intervalo de por lo menos aproximadamente uno de aproximadamente 0.1% a 99%, 1% a 50% y 1% a 10%.

Las energías vibracionales, Evib, para la transición de u = 0 a u = 1 de moléculas tipo hidrógeno H2(1/p) son

Evib = p20.515902 eV (21)

donde p es un número entero.

Las energías rotacionales, Erot, para la transición de J a J 1 de moléculas tipo hidrógeno H2(1/p) son

donde p es un número entero e I es el momento de inercia. La emisión ro-vibracional de H2(1/4) fue observada en moléculas excitadas por haz de electrones en gases y atrapadas en matriz sólida.

La dependencia de p2 de las energías rotacionales da como resultado una dependencia de p inversa de la distancia internuclear y el impacto correspondiente sobre el momento de inercia. La distancia internuclear predicha 2c' para H2(1/p) es

Por lo menos una de las energías rotacionales y de vibración de H2 (1/p) pueden ser medidas mediante por lo menos una de espectroscopia de emisión de excitación de haz de electrones, espectroscopia de Raman y espectroscopia de infrarrojos de transformada de Fourier (FTIR). H2 (1/p) puede ser atrapado en una matriz para la medición, tal como en por lo menos uno de MOH, MX y M2CO3 (M = álcali; X = haluro) de la matriz.

I. Catalizadores

Se predice que He+, Ar+, Sr+, Li, K, NaH, nH (n = número entero) y H2O sirven como catalizadores, ya que satisfacen el criterio de catalizador - un proceso químico o físico con un cambio de entalpía igual a un múltiplo entero de la energía potencial de hidrógeno atómico 27.2 eV. Específicamente, se proporciona un sistema catalítico mediante la ionización de t electrones de un átomo, cada uno a un nivel de energía continuo, de tal manera que la suma de las energías de ionización de los t electrones es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero.

Además, se pueden presentar transiciones catalíticas adicionales, tal como en el caso donde H(1/2) es formado primero:

y así sucesivamente.

Una vez que comienza la catálisis, los hidrinos se autocatalizan adicionalmente en un proceso llamado desproporcionación, donde H o H(1/p) sirve como catalizador para otro H o H(1/p) (p puede ser igual a p').

El hidrógeno y los hidrinos pueden servir como catalizadores. Los átomos de hidrógeno H(1/p) p = 1, 2, 3, ...137 pueden sufrir transiciones a estados de energía más baja dados por las ecuaciones (1) y (3), donde la transición de un átomo es catalizada por un segundo que acepta resonantemente y de manera no radiante m^27.2 eV con un cambio opuesto concomitante en su energía potencial. La ecuación general global para la transición de H(1/p) a H(1/(m p)) inducida por una transferencia de resonancia de m<27.2 eV a H(1/p') es representada por la ecuación (10). Así, los átomos de hidrógeno pueden servir como un catalizador, donde m = 1, m = 2 y m = 3 para uno, dos y tres átomos, respectivamente, que actúan como catalizador entre sí. La velocidad para el catalizador de dos o tres átomos sería apreciable solamente cuando la densidad de H es alta. Sin embargo, las altas densidades de H son comunes. Una alta concentración de átomo de hidrógeno permisiva de 2H o 3H que sirve como el aceptor de energía para un tercero o cuarto puede ser obtenida bajo varias circunstancias, tal como sobre la superficie del sol y estrellas debido a la temperatura y densidad impulsada por la gravedad sobre superficies de metal que soportan múltiples monocapas y en plasmas altamente disociados, especialmente plasmas de hidrógeno pinchados. Adicionalmente, una interacción de H de tres cuerpos es fácilmente obtenida cuando dos átomos de H surgen con la colisión de un H caliente con H2. Este evento puede ocurrir comúnmente en plasmas que presentan una gran población de H extraordinariamente rápido. Esto es evidenciado por la intensidad inusual de emisión de H atómico. En tales casos, puede ocurrir transferencia de energía de un átomo de hidrógeno a otros dos dentro de suficiente proximidad, siendo comúnmente de unos pocos angstroms vía acoplamiento de multipolo. Entonces, la reacción entre tres átomos de hidrógeno mediante la cual dos átomos aceptan resonantemente y de manera no radiante 54.5 eV del tercer átomo de hidrógeno, de tal manera que 2H sirve como catalizador es proporcionada por

54.4 e V I H H

rápido

54.4 eV (24)

tiene el radio del átomo de hidrógeno y un campo central equivalente a 3 veces el de un protón y

es el estado estable correspondiente con el radio de 1/3 al de H. Ya que el electrón sufre aceleración radial del radio del átomo de hidrógeno a un radio de 1/3 de esta distancia, la energía es liberada como emisión de luz característica o como energía cinética de tercer cuerpo.

En otra reacción catalítica del átomo de H que implica una transición directa al estado

dos moléculas de H2 calientes chocan y se disocian, de tal manera que tres átomos de H sirven como catalizador de 3*27.2 eV para el cuarto. Entonces, la reacción entre cuatro átomos de hidrógeno, mediante la cual tres átomos aceptan resonantemente y de manera no radiante 81.6 eV del cuarto átomo de hidrógeno, de tal manera que 3H sirve como el catalizador, es proporcionada por

La banda de radiación continua del ultravioleta extremo debida al intermediario

de la ecuación (28) se predice que presenta un corte de longitud de onda corto a 122.4 eV (10.1 nm) y se extiende a longitudes de onda más largas. Esta banda continua fue confirmada experimentalmente. En general, la transición de H a

debida por la aceptación de m*27.2 eV da una banda continua con un corte de longitud de onda corto y energía

y que se extiende a longitudes de onda más largas que el corte correspondiente. La serie de bandas continuas de emisión de hidrógeno de 10.1 nm, 22.8 nm y 91.2 nm fueron observadas experimentalmente en medio interestelar, el sol y estrellas blancas enanas.

La energía potencial de H2O es de 81.6 eV (ecuación (43)) [GUT Mills]. Entonces, por el mismo mecanismo, la molécula de H2O naciente (no de hidrógeno enlazado en estado sólido, líquido o gaseoso) puede servir como catalizador (ecuaciones (44-47)). La banda de radiación continua a 10.1 nm y que avanza a longitudes de onda más largas para transiciones teóricamente predichas de H a energía más baja, los llamados estados de “hidrino”, fue observada solamente que surge de descargas de hidrógeno pinchadas pulsadas primero en BlackLight Power, Inc. (BLP) y reproducida en el Harvard Center for Astrophysics (CfA). La radiación continua en la región de 10 a 30 nm que coincidió con las transiciones predichas de H a estados de hidrino, fue observada solamente surgiendo de descargas de hidrógeno pinchadas pulsadas con óxidos de metal que son termodinámicamente favorables para sufrir reducción de H para formar catalizador de HOH; mientras que aquellas que son desfavorables no mostraron bandas continuas incluso los metales de bajo punto de fusión probados fueron muy favorables a formar plasmas de ion de metal con fuertes bandas continuas de longitud de onda corta en fuentes de plasma más poderosas.

Alternativamente, una transferencia de energía cinética resonante para formar H rápido puede ocurrir, consistente con la observación de ampliación de la línea a de Balmer extraordinaria correspondiente a H de alta energía H. La transferencia de energía a dos H también provoca el bombeo de los estados excitados del catalizador y se produce H rápido directamente, como se proporciona por las ecuaciones ejemplificativas (24), (28) y (47) y por transferencia de energía cinética resonante.

II. Hidrinos

Un átomo de hidrógeno que presenta una energía de enlace proporcionada por

E ^{^} nergía de enlace - -- ¹- 3 -- .6 --- e -- V - ( ^{, ,} ₃₄ )

(i t p y

donde p es un número entero mayor de 1, preferentemente de 2 a 137, es el producto de la reacción de catálisis de H de la presente divulgación. La energía de enlace de un átomo, ion o molécula, también conocida como la energía de ionización, es la energía necesaria para retirar un electrón del átomo, ion o molécula. Un átomo de hidrógeno que presenta la energía de enlace dada en la ecuación (34) es denominado posteriormente en la presente memoria como un "átomo de hidrino" o "hidrino." La designación para un hidrino de radio

donde aH es el radio de un átomo de hidrógeno ordinario y p es un número entero, es

Un átomo de hidrógeno con un radio aH es denominado posteriormente en la presente memoria como "átomo de hidrógeno ordinario" o "átomo de hidrógeno normal." El hidrógeno atómico ordinario es caracterizado por su energía de enlace de 13.6 eV.

Los hidrinos son formados al hacer reaccionar un átomo de hidrógeno ordinario con un catalizador apropiado, que presenta una entalpía neta de reacción de

m^27.2 eV(35)

donde m es un número entero. Se cree que la velocidad de catálisis es incrementada a medida que la entalpía neta de reacción se hace coincidir más estrechamente con m^27.2 eV. Se ha encontrado que los catalizadores que presentan una entalpía neta de reacción dentro de ±10%, preferentemente ±5% de m^27.2 eV son apropiados para la mayoría de las aplicaciones.

Esta catálisis libera energía del átomo de hidrógeno con una disminución proporcional en el tamaño del átomo de hidrógeno, rn = naH. Por ejemplo, la catálisis de H(n = 1) a H(n = 1/2) libera 40.8 eV y el radio de hidrógeno disminuye de aH a

Un sistema catalítico es proporcionado por la ionización de t electrones de un átomo, cada uno a un nivel de energía continuo, de tal manera que la suma de las energías de ionización de los t electrones es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero. Como fuente de energía, la energía emitida durante la catálisis es mucho mayor que la energía perdida al catalizador. La energía liberada es grande en comparación con las reacciones químicas convencionales. Por ejemplo, cuando los gases de hidrógeno y oxígeno sufren combustión para formar agua

<36 )

la entalpía conocida de formación de agua es AHf = -286 KJ/mol o 1.48 eV por átomo de hidrógeno. En contraste, cada átomo de hidrógeno ordinario (n = 1) que sufre catálisis libera una energía neta de 40.8 eV. Además, pueden ocurrir transiciones catalíticas adicionales:

,

asi sucesivamente

Una vez que comienza la catálisis, los hidrinos se autocatalizan adicionalmente en un proceso llamado desproporción. Este mecanismo es similar a el de una catálisis de ion orgánico. Sin embargo, la catálisis de hidrino debe tener una velocidad de reacción más alta que aquella del catalizador de ion inorgánico debido a la mejor coincidencia de la entalpía a m^27.2 eV.

III. Catálisis de hidrino y productos de hidrino

Los catalizadores de hidrógeno capaces de proporcionar una entalpía neta de reacción de aproximadamente m^27.2 eV, donde es m un número entero para producir una hidrino (por lo cual t electrones son ionizados de un átomo o ion) se proporcionan en la tabla 1. Los átomos o iones proporcionados en la primera columna son ionizados para proporcionar la entalpía neta de reacción de m^27.2 eV proporcionada en la décima columna, donde m es proporcionado en la undécima columna. Los electrones que participan en la ionización se proporcionan con el potencial de ionización (también llamado energía de ionización o energía de enlace). El potencial de ionización del n-ésimo electrón del átomo o ion es designado por IPn y es proporcionado por la CRC. Esto es, por ejemplo, Li 5.39172 eV ^ Li+ e_ y Li+ 75.6402 eV ^ Li2+ e_. El primer potencial de ionización, IP1 = 5.39172 eV y el segundo potencial de ionización, IP2 = 75.6402 eV, se proporcionan en la segunda y tercera columnas, respectivamente. La entalpía neta de reacción para la doble ionización de Li es 81.0319 eV, como se proporciona en la décima columna y m = 3 en la ecuación (5) como se proporciona en la undécima columna.

TABLA 1. Catalizadores de hidrógeno

Catalizador IP1 IP2 IP3 IP4 IP5 IP6 IP7 IP8 Entalpia m L i 5.39172 75.6402 81.032 3 Be 9.32263 18.2112 27.534 1 M g 7.646235 15.03527 80.1437 109.2655 141.27 353.3607 13 K 4.34066 31.63 45.806 81.777 3 Ca 6.11316 11.8717 50.9131 67.27 136.17 5 Ti 6.8282 13.5755 27.4917 43.267 99.3 190.46 7 V 6.7463 14.66 29.311 46.709 65.2817 162.71 6 Cr 6.76664 16.4857 30.96 54.212 2 Mn 7.43402 15.64 33.668 51.2 107.94 4 Fe 7.9024 16.1878 30.652 54.742 2 Fe 7.9024 16.1878 30.652 54.8 109.54 4 Co 7.881 17.083 33.5 51.3 109.76 4 Co 7.881 17.083 33.5 51.3 79.5 189.26 7 Ni 7.6398 18.1688 35.19 54.9 76.06 191.96 7 Ni 7.6398 18.1688 35.19 54.9 76.06 108 299.96 11 Cu 7.72638 20.2924 28.019 1 Zn 9.39405 17.9644 27.358 1 Zn 9.39405 17.9644 39.723 59.4 82.6 108 134 174 625.08 23 Ga 5.999301 20.51514 26.5144 1 As 9.8152 18.633 28.351 50.13 62.63 127.6 297.16 11 Se 9.75238 21.19 30.8204 42.945 68.3 81.7 155.4 410.11 15 Kr 13.9996 24.3599 36.95 52.5 64.7 78.5 271.01 10 Kr 13.9996 24.3599 36.95 52.5 64.7 78.5 111 382.01 14 Rb 4.17713 27.285 40 52.6 71 84.4 99.2 378.66 14 Rb 4.17713 27.285 40 52.6 71 84.4 99.2 136 514.66 19 Sr 5.69484 11.0301 42.89 57 71.6 188.21 7 Nb 6.75885 14.32 25.04 38.3 50.55 134.97 5 M o 7.09243 16.16 27.13 46.4 54.49 68.8276 220.10 8 M o 7.09243 16.16 27.13 46.4 54.49 68.8276 125.664 143.6 489.36 18 Ru 7.3605 16.76 28.47 50 60 162.5905 6 Pd 8.3369 19.43 27.767 1 Sn 7.34381 14.6323 30.5026 40.735 72.28 165.49 6 Te 9.0096 18.6 27.61 1 Te 9.0096 18.6 27.96 55.57 2 Cs 3.8939 23.1575 27.051 1 Ba 5.211664 10.00383 35.84 49 62 162.0555 6 Ba 5.21 10 37.3

Ce 5.5387 10.85 20.198 36.758 65.55 138.89 5 Ce 5.5387 10.85 20.198 36.758 65.55 77.6 216.49 8 Pr 5.464 10.55 21.624 38.98 57.53 134.15 5 Sm 5.6437 11.07 23.4 41.4 81.514 3 Gd 6.15 12.09 20.63 44 82.87 3 Dy 5.9389 11.67 22.8 41.47 81.879 3 Pb 7.41666 15.0322 31.9373 54.386 2 Pt 8.9587 18.563 27.522 1 He+ 54.4178 54.418 2 Na+ 47.2864 71.6200 98.91 217.816 8 M g2+ 80.1437 80.1437 3 Rb+ 27.285 27.285 1 Fe3+ 54.8 54.8 2 M o2+ 27.13 27.13 1 M o4+ 54.49 54.49 2 In 3+ 54 54 2 Ar+ 27.62 27.62 1 Sr+ 11.03 42.89 53.92 2

El ion de hidruro de hidrino de la presente divulgación puede ser formado por la reacción de una fuente de electrones con una hidrino, esto es, un átomo de hidrógeno que presenta una energía de enlace de aproximadamente

eV en donde n = — y p es un número entero mayor que 1.

El ion de hidruro de hidrino es representado por H-(n=1/p) o H-(1/p):

El ion de hidruro de hidrino se distingue de un ion hidruro ordinario que comprende un núcleo de hidrógeno ordinario y dos electrones que presentan una energía de enlace de aproximadamente 0.8 eV. Se hace referencia al último en adelante en la presente memoria como "ion de hidruro de ordinario" o "ion de hidruro normal." El ion de hidruro de hidrino comprende un núcleo de hidrógeno que incluye proteo, deuterio o tritio y dos electrones indistinguibles a una energía de enlace de acuerdo con las ecuaciones (39) y (40).

La energía de enlace de un ion de hidruro de hidrino puede ser representada por la siguiente fórmula:

donde p es un número entero mayor que uno, s = 1/2, % es pi, es la constante de Planck con barra, |i0 es la permeabilidad del vacío, me es la masa del electrón, |ie es la masa del electrón reducida proporcionada por

donde mp es la masa del protón, aH es el radio del átomo de hidrógeno, a0 es el radio de Bohr y e es la carga elemental. Los radios son proporcionados por

Las energías de enlace del ion de hidruro de hidrino, H-(n = 1/p) como función de p, donde p es un número entero, se muestran en la tabla 2.

TABLA 2. La energía de enlace representativa del ion de hidruro de hidrino

H ~ [ n = \ / p ) ^{como función de} p ^{, ecuación (39)}

Longitud

Ion hidruro r} O c)a de enlace Energía (eV )b de onda (nm)

1.8660 0.7542 1644

0.9330 3.047 406.9

0.6220 6.610 187.6

0.4665 11.23 110.4

0.3732 16.70 74.23

0.3110 22.81 54.35

0.2666 29.34 42.25

0.2333 36.09 34.46

0.2073 42.84 28.94

0.1866 49.38 25.11

0.1696 55.50 22.34

0.1555 60.98 20.33

0.1435 65.63 18.89

0.1333 69.22 17.91

0.1244 71.55 17.33

0.1166 72.40 17.12

0.1098 71.56 17.33

0.1037 68.83 18.01

0.0982 63.98 19.38

0.0933 56.81 21.82

0.0889 47.11 26.32

0.0848 34.66 35.76

0.0811 19.26 64.36

0.0778 0.6945 1785

a Ecuación (40)

b Ecuación (39)

De acuerdo con la presente divulgación, se proporciona un ion de hidruro de hidrino (H-) que presenta una energía de enlace de acuerdo con las ecuaciones (39) y (40) que es mayor que el enlace del ion de hidruro ordinario (aproximadamente 0.75 eV) para p = 2 hasta 23 y menor para p = 24 (H-). Para p = 2 a p = 24 de las ecuaciones (39) y (40), las energías de enlace del ion de hidruro son respectivamente, 3, 6.6, 11.2, 16.7, 22.8, 29.3, 36.1, 42.8, 49.4, 55.5, 61.0, 65.6, 69.2, 71.6, 72.4, 71.6, 68.8, 64.0, 56.8, 47.1, 34.7, 19.3 y 0.69 eV Las composiciones ejemplificativas que comprenden el nuevo ion de hidruro se proporcionan asimismo en la presente memoria.

También se proporcionan compuestos ejemplificativos que comprenden uno o más iones de hidruro de hidrino y uno o más de otros elementos. Tal compuesto es referido como “compuesto de hidruro de hidrino”.

Las especies de hidrógeno ordinario son caracterizadas por las siguientes energías de enlace (a) ion de hidruro, 0.754 eV (“ion de hidruro ordinario”); (b) átomo de hidrógeno (“átomo de hidrógeno ordinario”), 13.6 eV; (c) molécula de hidrógeno diatómico, 15.3 eV (“molécula de hidrógeno ordinario”); (d) ion molecular de hidrógeno, 16.3 eV (“ion molecular hidrógeno ordinario”) y (e) H3+, 22.6 eV (“ ion molecular de trihidrógeno ordinario”). En la presente memoria, con referencia a las formas de hidrógeno, “normal” y “ordinario” son sinónimos.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la presente divulgación, se proporciona un compuesto que comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada, tal como (a) un átomo de hidrógeno que presenta una energía de enlace de aproximadamente

13.6 eV

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces

donde p es un número entero de 2 a 137; (b) un ion de hidruro (H-) que presenta una energía de enlace de aproximadamente,

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces la energía de enlace, donde p es un número entero de 2 a 24; (c) H4+ (1/p);

(d) un ion molecular de trihidrino,

Ha+ (1/p),

que presenta una energía de enlace de aproximadamente

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces

donde p es un entero de 2 a 137; (e) un dihidrino tiene una energía de enlace de aproximadamente

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces

donde p es un número entero de 2 a 137; (f) un ion molecular de dihidrino con una energía de enlace de aproximadamente

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces

donde p es un número entero, preferentemente un número entero de 2 a 137.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la presente divulgación, se proporciona un compuesto que comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada, tal como (a) un ion molecular de dihidrino, que presenta una energía total de alrededor de

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces la energía total Ej, donde p es un número entero, ^ es la constante con barra de Planck, me es la masa del electrón, c es la velocidad de la luz en el vacío y p es la masa nuclear reducida y (b) una molécula de dihidrino que presenta una energía total de alrededor de

tal como dentro de un intervalo de aproximadamente 0.9 a 1.1 veces Et, donde p es un número entero y a0 es el radio de Bohr.

De acuerdo con una forma de realización de la presente divulgación en la que el compuesto comprende una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada cargada negativamente, el compuesto comprende además uno o más cationes, tal como un protón,

H2+ ordinario o

H3+ ordinario.

Se proporciona un método en la presente memoria para la preparación de compuestos que comprenden por lo menos un ion de hidruro de hidrino. Tales compuestos son denominados en adelante “compuestos de hidruro de hidrino”. El método comprende hacer reaccionar hidrógeno atómico con un catalizador que presenta una entalpía neta de reacción de aproximadamente

donde m es un número entero mayor que 1, preferentemente un número entero menor de 400, para producir un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada, que presenta una energía de enlace de alrededor de 13.6 eV

donde p es un número entero, preferentemente un número entero de 2 a 137. Un producto adicional de la catálisis es la energía. El átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada se puede hacer reaccionar con una fuente de electrones, para producir un ion de hidruro de energía de enlace incrementada. El ion de hidruro de energía de enlace incrementada se puede hacer reaccionar con uno o más cationes, para producir un compuesto que comprende por lo menos un ion de hidruro de energía de enlace incrementada.

Las nuevas composiciones de materia de hidrógeno pueden comprender:

(a) por lo menos una especie de hidrógeno neutra, positiva o negativa (en adelante en la presente memoria “especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada”) que presenta una energía de enlace:

(i) mayor que la energía de enlace de la especie de hidrógeno ordinario correspondiente o

(ii) mayor que la energía de enlace de cualquier especie de hidrógeno para la cual la especie de hidrógeno ordinario correspondiente es inestable o no se observa, debido a que la energía de enlace de la especie de hidrógeno ordinario es menor que la energía térmica a condiciones ambientales (temperatura y presión estándar, STP) o es negativa; y

(b) por lo menos otro elemento. Se hace referencia a los compuestos de la presente divulgación en adelante en la presente memoria como “compuestos de hidrógeno de energía de enlace incrementada”.

“Otro elemento”, en este contexto, significa un elemento diferente de una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. Así, el otro elemento puede ser una especie de hidrógeno ordinario o cualquier elemento diferente de hidrógeno. En un grupo de compuestos, el otro elemento y la especie de hidrógeno energía de enlace incrementada son neutros. En otro grupo de compuestos, el otro elemento y la especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada son cargados de tal manera que el otro elemento proporciona la carga equilibrante para formar un compuesto neutro. El primer grupo de compuestos es caracterizado por enlace molecular y coordinado; el último grupo es caracterizado por enlace iónico.

También se proporcionan unos nuevos compuestos e iones moleculares que comprenden

(a) por lo menos una especie de hidrógeno neutra, positiva o negativa (en adelante en la presente memoria “especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada”) que presenta una energía total

(i) mayor que la energía total de la especie de hidrógeno ordinario correspondiente, o

(ii) mayor que la energía total de cualquier especie de hidrógeno para la cual la especie de hidrógeno ordinaria correspondiente es inestable o no se observa debido a que la energía total de la especie de hidrógeno ordinaria es menor que la energía térmica a condiciones ambientales o es negativa; y (b) por lo menos otro elemento.

La energía total de la especie de hidrógeno es la suma de las energías para retirar todos los electrones de la especie de hidrógeno. La especie de hidrógeno de acuerdo con la presente divulgación presenta una energía total mayor que la energía total de la especie de hidrógeno ordinario correspondiente. Se hace referencia asimismo a la especie de hidrógeno que presenta una energía total incrementada de acuerdo con la presente divulgación como una “especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada” aunque algunas formas de realización de la especie de hidrógeno que presentan una energía total incrementada pueden tener una primera energía de enlace de electrones menor que la primera energía de enlace de electrones de la especie de hidrógeno ordinario correspondiente. Por ejemplo, el ion hidruro de las ecuaciones (39) y (40) para p = 24 tiene una primera energía de enlace que es menor que la primera energía de enlace del ion de hidruro de ordinario, mientras que la energía total del ion hidruro de las ecuaciones (39) y (40) para p = 24 es mucho mayor que la energía total del ion de hidruro ordinario correspondiente.

También se proporcionan en la presente memoria nuevos compuestos e iones moleculares que comprenden (a) una pluralidad de especies de hidrógeno neutras, positivas o negativas (en adelante en la presente memoria “especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada”) que presentan una energía de enlace:

(i) mayor que la energía de enlace de la especie de hidrógeno ordinario correspondiente, o

(ii) mayor que la energía de enlace de hidrógeno de cualquier especie para la cual la especie de hidrógeno ordinario correspondiente es inestable o no es observada, debido a que la energía de enlace de la especie de hidrógeno ordinario es menor que la energía térmica a condiciones ambientales o es negativa; y

(b) opcionalmente otro elemento. Se hace referencia a los compuestos de la presente divulgación a continuación en la presente memoria como “compuestos de hidrógeno de energía de enlace incrementada”. La especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada puede ser formada al hacer reaccionar uno o más átomos de hidrino con uno o más de un electrón, átomo de hidrino, un compuesto que contiene por lo menos una de la especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada y por lo menos otro átomo, molécula o ion diferente de una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada.

También se proporcionan nuevos compuestos e iones moleculares que comprenden

(a) una pluralidad de especies de hidrógeno neutras, positivas o negativas (en adelante en la presente memoria “especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada”) que presentan una energía total

(i) mayor que la energía total de hidrógeno molecular ordinario, o

(ii) mayor que la energía total de cualquier especie de hidrógeno para la cual la especie de hidrógeno ordinario correspondiente es inestable o no se observa, debido a que la energía total de la especie de hidrógeno ordinario es menor que la energía térmica a condiciones ambientales o es negativa; y (b) opcionalmente otro elemento. Se hace referencia a los compuestos de la presente divulgación a continuación en la presente memoria como “compuestos de hidrógeno de energía de enlace incrementada”.

En una forma de realización, se proporciona un compuesto que comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada seleccionada de entre (a) ion de hidruro que presenta una energía de enlace de acuerdo con las ecuaciones (39) y (40) que es mayor que el enlace del ion de hidruro ordinario (aproximadamente 0.8 eV) para p = 2 hasta 23 y menor para p = 24 (“ ion de hidruro de energía de enlace incrementada” o “ion de hidruro de hidrino”); (b) un átomo de hidrógeno que presenta una energía de enlace mayor que la energía de enlace del átomo de hidrógeno ordinario (aproximadamente 13.6 eV) (“átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada” o “hidrino”); (c) una molécula de hidrógeno que presenta una primera energía de enlace mayor de aproximadamente 15.3 eV (“molécula de hidrógeno de energía de enlace incrementada” o “dihidrino”) y (d) ion de hidrógeno molecular que presenta una energía de enlace mayor de aproximadamente 16.3 eV (“ion de hidrógeno molecular de energía de enlace incrementada” o “ ion molecular de dihidrino”). En la presente divulgación, se hace referencia asimismo a los compuestos y especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada como compuestos y especies de hidrógeno de energía más baja. Los hidrinos comprenden una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada o equivalentemente una especie de hidrógeno de energía más baja.

IV. Reacciones y catalizadores de tipo MH adicionales

En general, los catalizadores de hidrógeno tipo MH para producir hidrinos provistos por la ruptura del enlace M-H más la ionización de electrones t del átomo de M, cada uno a un nivel de energía continuo, de tal manera que la suma de la energía de enlace y energías de ionización de los electrones t es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero, se proporcionan en la tabla 3A. Cada catalizador de MH es proporcionado en la primera columna y la energía de enlace de M-H correspondiente se proporciona en la columna dos. El átomo M de la especie MH proporcionada en la primera columna es ionizado para proporcionar la entalpía neta de reacción de m^27.2 eV con la adición de la energía de enlace en la columna dos. La entalpía del catalizador se proporciona en la octava columna, donde se proporciona m en la novena columna. Se proporciona a los electrones que participan en la ionización el potencial de ionización (también llamada energía de ionización o energía de enlace). Por ejemplo, la energía de enlace de NaH, 1.9245 eV, se proporciona en la columna dos. El potencial de ionización del n-ésimo electrón del átomo o ion es designado por IPn y es proporcionado por la CRC. Este es por ejemplo, Na 5.13908 ev —> Na+ e_ y Na+ 47.2864veV ^ Na2+ ev El primer potencial de ionización, IP1 = 5.13908 eV y el segundo potencial de ionización IP2 = 47.2864 eV, se proporcionan en las segunda y tercera columnas, respectivamente. La entalpía neta de reacción para la ruptura del enlace de NaH y la doble de ionización de Na es 54.35 eV, como se proporciona en la octava columna y m = 2 en la ecuación (35), como se proporciona en la novena columna. La energía de enlace de BaH es 1.98991 eV e IP1, IP2 e IP3 y son 5.2117 eV, 10.00390 eV y 37.3 eV, respectivamente. La entalpía neta de reacción para la ruptura del enlace de BaH y la triple ionización de Ba es 54.5 eV, como se proporciona en la octava columna y m = 2 en la ecuación (35), como se proporciona en la novena columna. La energía de enlace de SrH es 1.70 eV e IP1, IP2, IP3, IP4 e IP5 y son 5.69484 eV, 11.03013 eV, 42.89 eV, 57 eV y 71.6 eV, respectivamente. La entalpía neta de reacción para la ruptura del enlace de SrH y la ionización de Sr a Sr5+ es de 190 eV, como se proporciona en la octava columna y m = 7 en la ecuación (35), como se proporciona en la novena columna.

TABLA 3A. Catalizadores de hidrógeno tipo MH aptos para proporcionar una entalpia neta de

reacción de aproximadamente m -27.2 e V . Las energías están en eV.

_CatalizadorM-H IP. IP2 IP* ^IP4IPs ^{Entalpía m}

Energía

de enlace

AIH ^{2.98 5.985768 18.82855 27.79 1}

AsH ^{2.84 9.8152} _{18.633 28.351 50.13} ^{109.77 4}

BaH ^{1.99 5.21170 10.00390 37.3 54.50 2}

BiH ^{2.936 7.2855 16.703 26.92 I}

CdH _0.72 ^8.99367 _16.90832 ^{26.62 1}

CIH ^{4.4703 12.96763 23.8136 39.61 80.86 3}

CoH ^{2.538 7.88101 17.084 27.50 1}

GeH ^{2.728 7.89943 15.93461 26.56 1}

InH ^{2.520 5.78636 18.8703 27.18 I}

NaH ^{1.925 5.139076 47.2864 54.35 2}

NbH ^{2.30 6.75885 14.32 25.04 38.3 50.55 137.26 5}

OH ^{4.4556 13.61806 35.1 1730 53.3 2}

OH ^{4.4556 13.61806 35.1 1730}54.9355 ^{108.1 4}

OH ^{4.4556 13.61806 35.1 1730 80.39 3}

13.6 KE 13.6 KE

RhH _{2.50 7.4589} ^18.08 _{28.0 1}

RuH ^{2.311 7.36050 16.76 26.43 1}

SH ^{3.67 10.36001 23.3379 34.79 47.222 72.5945 191.97 7}

SbH ^2.4848.60839 16.63 27.72 1

SeH ^{3.239 9.75239 21.19 30.8204 42.9450 107.95 4}

SiH ^{3.040 8.15168 16.34584 27.54 1}

SnH ^{2.736 7.34392 14.6322 30.50260 55.21 2}

SrH ^{1.70 5.69484 11.03013 42.89 57 71.6 190} ₇

TIH 2.02 6.10829 20.428 28.56 1

En otras formas de realización, los catalizadores de hidrógeno tipo MH- para producir hidrinos provistos por la transferencia de un electrón a un aceptor A, la ruptura del enlace Mh más la ionización de t electrones del átomo M, cada uno a un nivel de energía continuo, de tal manera que la suma de la energía de transferencia de electrones que comprende la diferencia de afinidad electrónica (EA) de HM y A, la energía de enlace de MH y energías de ionización de los t electrones de M es aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero se proporcionan en la tabla 3B. Cada catalizador de MH-, el aceptor A, la afinidad electrónica de HM, la afinidad electrónica de A y la energía de enlace M-H, se proporcionan en las primera, segunda, tercera y cuarta columnas, respectivamente. Los electrones del átomo correspondiente M de MH que participan en la ionización se proporcionan con el potencial de ionización (también llamada energía de ionización o energía de enlace) en las columnas subsecuentes y la entalpía del catalizador y el número entero correspondiente m se proporcionan en la última columna. Por ejemplo, las afinidades electrónicas de OH y H son 1.82765 eV y 0.7542 eV, respectivamente, de tal manera que la energía de transferencia de electrones es 1.07345 eV como se proporciona en la quinta columna. La energía de enlace de OH es de 4.4556 eV se proporciona en la columna seis. El potencial de ionización del n-ésimo electrón del átomo o ion es designado por IPn. Esto es por ejemplo O 13.61806 eV ^ O+ e- y O+ 35.11730 eV ^ O2+ e-. El primer potencial de ionización, IP1 = 13.61806 eV y el segundo potencial de ionización, IP2 = 35.11730 eV, se proporcionan en las séptima y octava columna, respectivamente. La entalpía neta de reacción de transferencia de electrones, la ruptura del enlace OH y la doble ionización de O es 54.27 eV, como se proporciona en la undécima columna y m = 2 en la ecuación (35), como se proporciona en la duodécima columna. En otras formas de realización, el catalizador para H para formar hidrinos es provisto por la ionización de un ion negativo, de tal manera que la suma de su EA, más la energía de ionización de uno o más electrones es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero. Alternativamente, el primer electrón del ion negativo puede ser transferido a un aceptor, seguido por ionización de por lo menos un electrón más, de tal manera que la suma de la energía de transferencia de electrones más la energía de ionización de uno o más electrones es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero. El aceptor de electrones puede ser H.

TABLA 3B. Catalizadores de hidrógeno tipo M H ’ aptos para proporcionar una entalpia neta de

reacción de m -27.2 eV . Las energías están en eV.

Catalizador Aceptor EA EA Transferencia M-H IP, IPz IPs IP4 Entalpia m

Energia de

(A) (MH) (A) de electrones

enlace

OH H 1.82765 0.7542 1.07345 4.4556 13.61806 35.11730 54.27 2

SiH H 1.277 0.7542 0.5228 3.040 8.15168 16.34584 28.06 1

CoH H 0.671 0.7542 -0.0832 2.538 7.88101 17.084 27.42 1

NiH H 0.481 0.7542 -0.2732 2.487 7.6398 18.16884 28.02 1

SeH H 2.2125 0.7542 1.4583 3.239 9.75239 21.19 30.820442.9450 109.40 4

En otras formas de realización, los catalizadores de hidrógeno tipo MH+ para producir hidrinos son provistos por la transferencia de un electrón de un donador A, que puede estar cargado negativamente, la ruptura del enlace M-H y la ionización de t electrones del átomo M, cada uno a un nivel de energía continuo, de tal manera que la suma de la energía de transferencia de electrones que comprende la diferencia de energías de ionización de MH y A, energía de enlace de M-H y las energías de ionización de t electrones de M es de aproximadamente m^27.2 eV, donde m es un número entero.

En una forma de realización, el catalizador comprende cualquier especie, tal como un átomo, ion cargado positiva o negativamente, ion molecular cargado positiva o negativamente, molécula, excímero, compuesto o cualquier combinación de los mismos, en estado basal o excitado que es capaz de aceptar energía de m^27.2 eV, m = 1, 2, 3, 4, ...(ecuación (5)). Se cree que la velocidad de catálisis se incrementa a medida que la entalpía neta de reacción se hace coincidir más estrechamente igualada a m^27.2 eV. Se ha encontrado que los catalizadores que presentan una entalpía neta de reacción dentro de ±10%, preferentemente ±5%, de m^27.2 eV son apropiados para la mayoría de las aplicaciones. En el caso de la catálisis de átomos hidrino a estados de energía más baja, la entalpía de reacción de m^27.2 eV (ecuación (5)) es corregida relativamente por el mismo factor como la energía potencial del átomo hidrino. En una forma de realización, el catalizador acepta resonantemente y sin radiación la energía del hidrógeno atómico. En una forma de realización, la energía aceptada disminuye la magnitud de la energía potencial del catalizador por aproximadamente la cantidad transferida de hidrógeno atómico. Se pueden tener como resultado iones o electrones energéticos debido a la conservación de la energía cinética de los electrones enlazados inicialmente. Por lo menos uno H atómico sirve como un catalizador para por lo menos otro, donde la energía potencial de m^27.2 eV del aceptor es cancelada por la transferencia o 27.2 eV del átomo donador H que es catalizado. La energía cinética del catalizador aceptor H puede ser conservada como protones o electrones rápidos. Además, el estado intermedio (ecuación (7)) formado en el H catalizado decae con la emisión de energía continua en forma de radiación o energía cinética inducida en un tercer cuerpo. Estas liberaciones de energía pueden dar como resultado el flujo de corriente en la celda de CIHT de la presente divulgación.

En una forma de realización, por lo menos uno de una molécula o ion molecular cargado positiva o negativamente sirve como catalizador que acepta alrededor de m^27.2 eV de H atómico con una disminución en la magnitud de la energía potencial de la molécula o ion molecular cargado positiva o negativamente por alrededor de m^27.2 eV. Por ejemplo, la energía potencial de H2O que se proporciona en Mills GUTCP es

Una molécula que acepta m^27.2 eV de H atómico con una disminución en la magnitud de la energía potencial de la molécula por la misma energía puede servir como catalizador. Por ejemplo, la reacción de catálisis (m = 3) en relación con la energía potencial de H2O es

presenta el radio del átomo de hidrógeno y un campo central equivalente a 4 veces el de un protón y

es el estado estable correspondiente con radio de 1/4 al de H. Ya que el electrón sufre aceleración radial del radio del átomo de hidrógeno a un radio de 1/4 de esta distancia, la energía es liberada como emisión de luz característica o como energía cinética de tercer cuerpo. Sobre la base del cambio de energía del 10% en el calor de vaporización al ir de hielo a 0°C a agua a 100°C, el número promedio de enlaces de hidrógeno por molécula de agua en agua hirviendo es de 3.6. Así, en una forma de realización, H2O debe ser formada químicamente como moléculas aisladas con energía de activación apropiada, con el fin de servir como catalizador para formar hidrinos. En una forma de realización, el catalizador de H2O es H2O naciente.

En una forma de realización, por lo menos uno de NH, O, NO, O2, OH y H2O (n = número entero) puede servir como catalizador. El producto de H y OH como el catalizador puede ser H(1/5) donde la entalpía del catalizador es de aproximadamente 108.8 eV. El producto de la reacción de H y H2O como catalizador puede ser H(1/4). El producto de hidrino puede reaccionar adicionalmente a estados más bajos. El producto de H(1/4) y H como catalizador puede ser H(1/5) donde la entalpía del catalizador es de aproximadamente 27.2 eV. El producto de H(1/4) y OH como catalizador puede ser H(1/6), donde la entalpía del catalizador es de aproximadamente 54.4 eV. El producto de H(1/5) y H como catalizador puede ser H(1/6), donde la entalpía del catalizador es de aproximadamente 27.2 eV.

Adicionalmente, OH puede servir como catalizador puesto que la energía potencial de OH es

La diferencia de energía entre los estados de H indica p = 1 y p = 2 es de 40.8 eV. Así, OH puede aceptar alrededor de 40.8 eV de H para servir como catalizador para formar H(1/2).

Similarmente a H2O, la energía potencial del grupo funcional amida NH2 que se proporciona en Mills GUTCP es -78.77719 eV. De la CRC, el AH para la reacción de NH2 para formar KNH2 calculada de cada AHf correspondiente es (-128.9 - 184.9) kJ/mol = -313.8 kJ/mol (3.25 eV). De la CRC, el AH para la reacción de NH2 para formar NaNH2 calculado de cada AHf correspondiente es (-123.8 - 184.9) kJ/mol = -308.7 kJ/mol (3.20 eV). De la CRC, el AH para la reacción de NH2 para formar LiNH2 calculado de cada AHf correspondiente es (-179.5 - 184.9) kJ/mol = -364.4 kJ/mol (3.78 eV). Así, la entalpia neta que puede ser aceptada por amidas alcalinas MNH2 (M = K, Na, Li) que sirven como catalizadores de H para formar hidrinos es alrededor de 82.03 eV, 81.98 eV y 82.56 eV (m = 3 en la ecuación (5)), respectivamente, correspondientes a la suma de la energía potencial del grupo amida y la energía para formar la amida a partir del grupo amida. El producto de hidrino, tal como hidrino molecular puede provocar un desplazamiento de matriz campo arriba observado mediante medios tales como RMN de MAS.

Similarmente a H2O, la energía potencial del grupo funcional H2S que se proporciona en Mills GUTCP es de -72.81 eV. La cancelación de esta energía potencial también elimina la energía asociada con la hibridación de la cubierta 3p. Esta energía hibridación de 7.49 eV es proporcionada por la proporción del radio orbital de hidruro y el radio orbital atómico inicial multiplicado por la energía total de la cubierta. Adicionalmente, el cambio de energía de la cubierta S3p debido a la formación de dos enlaces S-H de 1.10 eV está incluido en la energía catalizador. Así, la entalpía neta del catalizador de H2S es de 81.40 eV (m = 3 en la ecuación (5)). El catalizador de H2S puede ser formado de MHS (M = álcali) por la reacción

2MHS a M2S H2S (49)

Esta reacción reversible puede formar H2S en estado catalítico activo en el estado de transición para producir H2S que puede catalizar H a hidrino. La mezcla de reacción puede comprender reactivos que forman H2S y una fuente de H atómico. El producto hidrino, tal como hidrino molecular puede provocar un desplazamiento de matriz campo arriba observado mediante medios tales como RMN DE MAS.

Además, el oxígeno atómico es un átomo especial con dos electrones desapareados al mismo radio igual al radio de Bohr de hidrógeno atómico. Cuando el H atómico sirve como catalizador, se aceptan 27.2 eV de energía, de tal manera que la energía cinética de cada H ionizado que sirve como catalizador para otro es de 13.6 eV. Similarmente, cada uno de los dos electrones de O pueden ser ionizados con 13.6 eV de energía cinética transferida al ion O, de tal manera que la entalpía neta para la ruptura del enlace de O-H de OH con la subsiguiente ionización de los dos electrones desapareados externos es de 80.4 eV como se proporciona en la tabla 3. Durante la ionización de OH' a OH, se puede presentar coincidencia de energía para la reacción adicional a H(1/4) y O2+ 2e', donde los 204 eV de energía liberada contribuyen a la energía eléctrica de la celda de CIHT. La reacción es proporcionada como sigue:

donde m = 3 en la ecuación (5). La energía cinética podría también ser conservada en electrones calientes. La observación de la inversión de población de H en plasmas de vapor de agua es evidencia de este mecanismo. El producto de hidrino, tal como hidrino molecular puede provocar un desplazamiento de matriz campo arriba observado mediante medios tales como RMN DE MAS. Otros métodos de identificación del producto de hidrino molecular, tales como FTIR, Raman y XPS se proporcionan en la presente divulgación.

En una forma de realización, en la que el oxígeno o un compuesto que comprende oxígeno participan en la reacción de oxidación o reducción, el O2 puede servir como catalizador o una fuente de un catalizador. La energía de enlace de la molécula de oxígeno es de 5.165 eV y las primera, segunda y tercera energías de ionización de un átomo de oxígeno son 13.61806 eV, 35.11730 eV y 54.9355 eV, respectivamente. Las reacciones O2 ^ O O2+, O2 ^ O O3+ y 2O ^ 2O+ proporcionan una entalpía neta de alrededor de 2, 4 y 1 veces Eh, respectivamente y comprenden reacciones catalíticas para formar hidrino al aceptar estas energías de H para provocar la formación de hidrinos.

En una forma de realización, el producto de hidrino molecular es observado como un pico de efecto Raman inverso (IRE) a aproximadamente 1950 cm-1. El pico es mejorado al usar un material conductor que comprende elementos de aspereza o rugosidad o tamaño de partícula comparables con los de la longitud de onda del láser de Raman que soporta una dispersión de Raman mejorada en la superficie (SERS) para mostrar el pico de IRE.

VI. Reactor químico

La presente divulgación también se refiere a otros reactores para producir compuestos y especies de hidrógeno de energía de enlace incrementada de la presente divulgación, tales como moléculas de dihidrino y compuestos de hidruro de hidrino. Los productos adicionales de la catálisis son la energía y opcionalmente plasma y luz dependiendo del tipo de celda. Se hace referencia a dicho reactor en adelante como “reactor de hidrógeno” o “celda de hidrógeno”. El reactor de hidrógeno comprende una celda para fabricar hidrinos. La celda para fabricar hidrinos puede adoptar la forma de un reactor químico o celda de combustible de gas, tal como una celda de descarga de gas, una celda de soplete de plasma o celda de energía de microondas y una celda electroquímica. Las formas de realización ejemplificativas de la celda para fabricar hidrinos puede adoptar la forma de una celda de combustible líquido, una celda de combustible sólido, una celda de combustible heterogéneo, una celda de CIHT y una celda de SF-CIHT Cada una de estas celdas comprende: (i) una fuente de hidrógeno atómico; (ii) por lo menos un catalizador seleccionado de entre un catalizador sólido, un catalizador fundido, un catalizador líquido, un catalizador gaseoso o mezclas de los mismos para fabricar hidrinos y (iii) un recipiente para hacer reaccionar hidrógeno y el catalizador para fabricar hidrinos. Como se usa en la presente memoria y como se contempla en la presente divulgación, el término “hidrógeno” incluye, a no ser que se especifique de otra manera, no solamente protio (1H), sino también deuterio (2H) y tritio (3H). Los reactores y mezclas de reacción química ejemplificativos pueden comprender SF-CIHT, CIHT o formas de realización celda térmica de la presente divulgación. Las formas de realización ejemplificativas adicionales se proporcionan en esta sección de reactor químico. Los ejemplos de mezclas de reacción que presentan H2O como catalizador formado durante la reacción de la mezcla se proporcionan en la presente divulgación. Otros catalizadores tales como aquellos que se proporcionan en las tablas 1 y 3 pueden servir para formar compuestos y especies de hidrógeno de energía de enlace incrementada. Un catalizador tipo M-H ejemplificativo de la tabla 3a es NaH. Las reacciones y condiciones pueden ser ajustadas de estos casos ejemplificativos en los parámetros tales como los reactivos, % en peso del reactivo, presión de H2 y temperatura de reacción. Los reactivos, condiciones e intervalos de parámetros apropiados son los de la presente divulgación. Se demuestra que los hidrinos e hidrino molecular son productos de los reactores de la presente divulgación por las bandas de radiación continuas predichas de un número entero multiplicado por 13.6 ev, energías cinéticas de H extraordinariamente altas de otra manera inexplicables medidas por la ampliación de la línea de Doppler de líneas de H, inversión de líneas de H, formación de plasma sin campos de rompimiento y duración de resplandor crepuscular de plasma anormal, como se informa en las publicaciones previas de Mills. Los datos tales como aquellos con respecto a la celda de CIHT y combustibles sólidos han sido validados independientemente, fuera del sitio por otros investigadores. La formación de hidrinos por las celdas de la presente divulgación fue también confirmada por las energías eléctricas que fueron continuamente emitidas a larga duración, que eran múltiplos de la entrada eléctrica que en la mayoría de los casos excedía la entrada por un factor mayor de 10 sin ninguna fuente alternativa. El hidrino molecular predicho H2 (1/4) fue identificado como un producto de las celdas de CIHT y combustibles sólidos mediante RMN 1H de MAS que mostraron un pico de matriz desplazado campo arriba predicho de alrededor de -4.4 ppm, ToF-SIMS y ESI-ToFMS que mostraron H2(1/4) acomplejado a una matriz de rarefactor como picos de m/e = M n2, donde M es la masa de un ion primario y n es un número entero, espectroscopia de emisión de excitación de haz de electrones y espectroscopia de emisión de fotoluminiscencia que mostraron el espectro de vibración y rotacional predicho de H2 (1/4) que presenta 16 o número cuántico p = 4 elevado al cuadrado multiplicado por las energías de H2, Raman y espectroscopia de FTIR que mostraron la energía rotacional de H2 (1/4) de 1950 cirr1, siendo 16 o número cuántico p = 4 elevado al cuadrado multiplicado por la energía rotacional de H2, XPS que mostraron la energía de enlace total predicha de H2 (1/4) de 500 eV y un pico de ToF-SIMS con un tiempo de llegada antes de m/e = 1 pico que correspondía a H con una energía cinética de alrededor de 204 eV que coincidía con la liberación de energía predicha para H a H(1/4) con la energía transferida a un tercer cuerpo H como se informa en Mills Prior Publications y en R. Mills X Yu. Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst Induced Hydrino Transition (CIHT) Electrochemical Cell”, International Journal of Energy Research, (2013) y R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “High-Power-Density Catalyst induced hydrino transition (CIHT) Electrochemical cell”, (2014).

Utilizando tanto un calorímetro de flujo de agua y un calorímetro de barrido diferencial Setaram DSC 131 (DSC), la formación de hidrinos por celdas de la presente divulgación, tales como aquellas que comprenden un combustible sólido para generar energía térmica, fue confirmada por la observación de la energía térmica de combustibles sólidos que forman hidrino que excede la energía teórica máxima por un factor de 60 veces. La RMN 1H de MAS mostró un desplazamiento de matriz campo arriba de H2(1/4) de alrededor de -4.4 ppm. Un pico de Raman que inicia a 1950 cirr1 coincidió con la energía rotacional de espacio libre de H2(1/4) (0.2414 eV). Se informa de estos resultados en las publicaciones previas de Mills y en R. Mills, J. Lotoski, W. Good, J. He, “Solid Fuels that Form HOH Catalyst”, (2014).

En una forma de realización, una reacción de combustible sólido forma H2O y H como productos o productos de reacción intermedios. El H2O puede servir como catalizador para formar hidrinos. Los reactivos comprenden por lo menos un oxidante y un reductor y la reacción comprende por lo menos una reacción de oxidación-reducción. El reductor puede comprender un metal tal como un metal alcalino. La mezcla de reacción puede comprender además una fuente de hidrógeno y una fuente de H2O y puede comprender opcionalmente un soporte, tal como carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo como TiCN o nitrilo. El soporte puede comprender un polvo de metal. En una forma de realización, un soporte de hidrógeno comprende Mo o una aleación de Mo, tales como aquellas de la presente divulgación, tales como MoPt, MoNi, MoCu y MoCo. En una forma de realización, la oxidación del soporte

es evitada por métodos tales como seleccionar los otros componentes de la mezcla de reacción que no oxidan el

soporte, seleccionar una temperatura y condiciones de reacción no oxidantes y mantener una atmósfera reductora,

tal como una atmósfera de H2 como es conocido por un experto en la materia. La fuente de H puede ser seleccionada de entre el grupo de hidruros alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna, hidruros

de tierras raras e hidruros de la presente divulgación. La fuente de hidrógeno puede ser gas hidrógeno que puede comprender además un disociador, tales como los de la presente divulgación, tal como un metal noble sobre un

soporte, tal como carbono o alúmina y otros de la presente divulgación. La fuente de agua puede comprender un

compuesto que se deshidrata tal como un hidróxido o un complejo de hidróxido, tales como los de Al, Zn, Sn, Cr,

Sb y Pb. La fuente de agua puede comprender una fuente de hidrógeno y una fuente de oxígeno. La fuente de

oxígeno puede comprender un compuesto que comprende oxígeno. Los compuestos o moléculas ejemplificativos

son O2, óxido, peróxido o superóxido alcalino o alcalinotérreo, TeO2, SeO2, PO2, P2O5, SO2, SO3, M2SO4, MHSO4,

CO2, M2S2O8, MMnO4, M2Mn2O4, MxHyPO4 (x, y = número entero), POBr2, MCO4, MnO3, NO, N2O, NO2, ChO7 y O2 (M = álcali y alcalinotérreo u otro catión pueden sustituir a M). otros reactivos ejemplificativos comprenden reactivos seleccionados de entre el grupo de Li, LiH, LiNO3, LiNO, LiNO2, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX,

NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, LiOH, U2S, LiHS, LiFeSi, U2CO3, UHCO3, U2SO4, UHSO4, U3PO4, U2HPO4, UH2 Li2MoO4, LiNbO3, Li2B4O7 (tetraborato de litio), LiBO2, Li2WO4, LiAlCU, LiGaCU, Li2CrO4, Li2Cr2O7, Li2TiO3, LiZrO3,

LiAlO2, LiCoO2, LiGaO2, Li2GeO3, LiMn2O4, Li4SiO4, Li2SiO3, LiTaO3, LiCuCl4, LiPdCl4, LiVO3, LNO3, LiBrO3, LiXO3 (X = F, Br, Cl, I), LiFeO2, LNO4, LiBrO4, LMO4, LiXO4 (X = F, Br, Cl, I), LiScOn, LiTiOn, LiVOn, LiCrOn, LiCr2On, LiMn2On,

LiFeOn, LiCoOn, LiNiOn, LiNi2On, LiCuOn y LiZnOn, donde n = 1, 2,3, o 4, un oxianión, un oxianión de un ácido

fuerte, un oxidante, un oxidante molecular tal como V2O3, I2O5, MnO2, Re2O7, CrO3, RuO2, AgO, PdO, PdO2, PtO,

PtO2 y NH4X, donde X es un nitrato u otro anión apropiado dado en la CRC y un reductor. Otro metal alcalino u

otro catión pueden sustituir Li. Fuentes adicionales de oxígeno pueden ser seleccionadas del grupo de MCoO2,

MGaO2, M2GeO3, MMn2O4, M4SO 4, M2SO 3, MTaO3, MVO3, MIO3, MFeO2, MIO4, MClO4, MScOn, MTiOn, MV MCrOn, MCr2On, MMn2On, MFeOn, MCoOn, MNiOn, MNi2On, MCuOn y MZnOn, donde M es es un álcali y n = 1, 2,

3, o 4, un oxianión, un oxianión de un ácido fuerte, un oxidante, un oxidante molecular tal como V2O3, I2O5, MnO2,

Re2O7, CrO3, RuO2, AgO, PdO, PdO2, PtO, PtO2, I2O4, I2O5, I2O9, SO2, SO3, CO2, N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4, N2O5,

Cl2O, ClO2, Cl2O3, Cl2O6, Cl2O7, PO2, P2O3 y P2O5. Los reactivos pueden estar en cualquier proporción deseada

que forma hidrinos. Una mezcla de reacción ejemplificativa es 0.33 g de LiH, 1.7 g de LiNO3 y la mezcla de 1 g de

MgH2 y 4 g de polvo de C activado. Otra mezcla de reacción ejemplificativa es aquella de pólvora, tal como KNO3

(75% en peso), carbón de madera blanda (que puede comprender aproximadamente la formulación de C7H4O)

(15% en peso) y S (10% en peso); KNO3 (70.5% en peso) y carbón de madera blanda (29.5% en peso) o estas proporciones en el intervalo de aproximadamente ±1-30% en peso. La fuente de hidrógeno puede ser carbón que

comprende aproximadamente la formulación de C7H4O.

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende reactivos que forman nitrógeno, dióxido de carbono

y H2O, en la que la última sirve como catalizador de hidrino para H también formado en la reacción. En una forma

de realización, la mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno y una fuente de H2O, que puede comprender un nitrato, sulfato, perclorato, un peróxido tal como peróxido de hidrógeno, compuesto de peróxido,

tal como triacetona-triperóxido (TPTA) o diacetona-diperóxido (DADP) que puede también servir como fuente de

H, especialmente con la adición de O2 u otra fuente de oxígeno, tal como un compuesto nitro, tal como nitrocelulosa

(APNC), oxígeno u otro compuesto que comprende oxígeno o compuesto de oxianión. La mezcla de reacción

puede comprender una fuente de un compuesto o un compuesto o una fuente de un grupo funcional o un grupo

funcional, que comprende por lo menos dos de hidrógeno, carbono, hidrocarburo y oxígeno enlazado a nitrógeno.

Los reactivos pueden comprender un nitrato, nitrito, grupo nitro y nitramina. El nitrato puede comprender un metal

tal como nitrato alcalino, puede comprender nitrato de amonio u otros nitratos conocidos un experto en la materia,

tales como nitrato alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna o de metal de tierra rara o de Al, Ga,

In, Sn o Pb. El grupo nitro puede comprender un grupo funcional de un compuesto orgánico, tal como nitrometano, nitroglicerina, trinitrotolueno o un compuesto similar conocido por un experto en la materia. Una mezcla de reacción ejemplificativa es NH4NO3 y una fuente de carbono tal como un hidrocarburo de cadena larga (CnH2n+2), tales

como aceite de calentamiento, combustible diésel, queroseno que puede comprender oxígeno, tal como melaza o

azúcar o nitro, tal como nitrometano o una fuente de carbono tal como polvo de carbón. La fuente H puede también comprender el NH4, el hidrocarburo tal como aceite combustible o el azúcar, donde e1H enlazado a carbono proporciona una liberación controlada de H. La liberación de H puede ser por una reacción de radicales libres. El

C puede reaccionar con O para liberar H y formar compuestos de carbono-oxígeno tales como CO, CO2 y formiato.

En una forma de realización, un solo compuesto puede comprender las funcionalidades para formar nitrógeno,

dióxido de carbono y H2O. A nitramina que comprende además una funcionalidad de hidrocarburo es ciclotrimetilentrinitramina, comúnmente conocida como ciclonita o por el código de designación RDX. Otros compuestos ejemplificativos que pueden servir como por lo menos uno de la fuente de H y la fuente de catalizador de H2O, tal

como una fuente de por lo menos uno de una fuente de O y una fuente de H son por lo menos uno seleccionado

de entre el grupo de nitrato de amonio (AN), polvo negro (75% KNO3+ 15% de carbón 10% de S), nitrato de amonio/aceite combustible (ANFO) (94,3% de AN 5.7% de aceite combustible), tetranitrato de eritritol, trinitrotolueno (TNT), amatol (80% de TNT+ 20% de AN), tetritol (70% tetril+ 30% TNT), tetril (2,4,6-trinitrofenilmetilnitramina (C7H5N5O8)), C-4 (91% RDX), C-3 (a base de RDX), composición B (63% RDX 36%

TNT), nitroglicerina, RDX (ciclotrimetilentrinitramina), Semtex (94.3% PETN 5.7% RDX), PeTn (tetranitrato de pentaeritritol), HMX u octógeno (octahidro-1,3,5,7- tetranitro-1,3,5,7-tetrazocina), HNIW (CL-20) (2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitano), DDF, (4.4-dinitro-3,3-diazenofuroxano), heptanitrocubano, octanitro-cubano, 2,4,6-tris(trinitrometil)-1,3,5-triazina, TATNB (1,3,5-trinitrobenceno, 3,5-triazido-2,4,6-trinitrobenceno), trinitroanilina, TNP (2,4,6-trinitrofenol o ácido pícrico), picrato de amonio (picrato de amonio), picrato de metilo, picrato de etilo, cloruro de picrato (2-cloro 1,3,5-trinitrobenceno), trinitocresol, estifnato de plomo (2,4,6-trinitroresorcinato de plomo, CaHNaOaPb), TATB (triaminotrinitrobenceno), nitrato de metilo, nitroglicol, hexanitrato de manitol, etilendinitramina, nitroguanidina, tetranitroglucoluril, nitrocelulosa, nitrato de urea y triperóxido de hexametilendiamina (HMTD). La proporción de hidrógeno, carbono oxígeno, nitrógeno y puede estar en cualquier proporción deseada. En una forma de realización de una mezcla de reacción de nitrato de amonio (AN) y aceite combustible (FO) conocida como nitrato de amonio/aceite combustible (ANFO), una estequiometria apropiada para proporcionar una reacción equilibrada es de aproximadamente 94.3% en peso de AN y 5.7% en peso de FO, pero el FO puede estar en exceso. Una reacción equilibrada ejemplificativa de AN y nitrometano es

3NH4NO3+ 2CH3NO2 a 4N2 2CO2+ 9 H2O (80)

donde algo del H es también convertido en especies de hidrógeno de energía más baja, tales como H2 (1/p) y H-(1/p), tales como p = 4. En una forma de realización, las proporciones molares de hidrógeno, nitrógeno y oxígeno son similares, tal como en RDX que presenta la fórmula C3H6N6O6.

En una forma de realización, los energéticos son incrementados al usar una fuente adicional de hidrógeno atómico, tal como gas de H2 o un hidruro tales como hidruros de metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna e hidruros de metales de tierras raras y un disociador, tal como Ni, Nb o un metal noble sobre un soporte tal como carbono, carburo, boruro o nitruro o sílice o alúmina. La mezcla de reacción puede producir una onda de compresión o choque durante la reacción para formar catalizador de H2O y H atómico para incrementar la cinética para formar hidrinos. La mezcla de reacción puede comprender por lo menos un reactivo para incrementar el calor durante la reacción para formar H y catalizador de H2O. La mezcla de reacción puede comprender una fuente de oxígeno, tal como aire que se puede dispersar entre los gránulos o perlas del combustible sólido. Por ejemplo los gránulos de AN pueden comprender aproximadamente 20% de aire. La mezcla de reacción puede comprender además un sensibilizador, tal como perlas de vidrio llenas de aire. En una forma de realización ejemplificativa, se añade un polvo de metal, tal como Al para incrementar el calor y la cinética de reacción. Por ejemplo, se puede añadir polvo de metal de Al a ANFO. Otras mezclas de reacción comprenden materiales pirotécnicos que también tienen una fuente de H y una fuente de catalizador, tal como H2O. En una forma de realización, la formación de hidrinos tiene una alta energía de activación que puede ser provista por una reacción enérgica, tal como aquella de materiales energéticos o pirotécnicos, donde la formación de hidrinos contribuye al autocalentamiento de la mezcla de reacción. Alternativamente, la energía de activación puede ser proporcionada por una reacción electroquímica, tal como aquella de la celda de CIHT que presenta una alta temperatura equivalente correspondiente a 11.600 K/eV.

Otra mezcla de reacción ejemplificativa es gas de H2 que puede estar en el intervalo de presión de alrededor de 0.01 atm a 100 atm, un nitrato, tal como un nitrato alcalino, tal como KNO3 y disociador de hidrógeno tal como Pt/C, Pd/C, Pt/AhO3 o Pd/AhO3. La mezcla puede comprender además carbono, tal como grafito o Grafoil grado GTA (Union Carbide). Las proporciones de reacción puede ser cualquier deseada, tal como aproximadamente 1 a 10% de Pt o Pd sobre carbono a aproximadamente 0.1 a 10% en peso de la mezcla combinada con el nitrato a aproximadamente 50% en peso y el resto de carbono; aunque las proporciones podrían ser alteradas por un factor de aproximadamente 5 a 10 en formas de realización ejemplificativas. En el caso de que el carbono sea usado como soporte, la temperatura es mantenida por debajo de aquella que da como resultado la reacción de C para formar un compuesto tal como un carbonato, tal como un carbonato alcalino. En una forma de realización, la temperatura es mantenida a un intervalo tal como de aproximadamente 50°C-300°C o aproximadamente 100°C-250°C de tal manera que se forma NH3 sobre N2.

Los reactivos y reacción de regeneración y sistemas pueden comprender los de la presente divulgación o de las solicitudes de patente US previas, tales como Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, PCT presentada el 4/24/2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, PCT presentada el 7/29/2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US10/27828, PCT presentada el 3/18/2010; Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US11/28889, PCT presentada el 3/17/2011; H2O-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US12/31369 presentada el 3/30/2012, CIHT Power System, PCT/US13/041938 presentada el 5/21/13 y Power Generation Systems and Methods Regarding Same, PCT/IB2014/058177 (“solicitudes anteriores de Mills”).

En una forma de realización, la reacción puede comprender un óxido de nitrógeno tal como N2O, NO2 o NO en lugar de un nitrato. Alternativamente el gas es también añadido a la mezcla de reacción. NO, NO2 y N2O y nitratos alcalinos pueden ser generados mediante métodos industriales conocidos, tales como por el proceso de Haber seguido por el proceso de Ostwald. En una forma de realización, la secuencia ejemplificativa de etapas es:

Específicamente, el proceso Haber puede ser utilizado para producir NH3 a partir de N2 y H2 a temperatura y presión elevadas usando un catalizador tal como a-hierro que contiene algo de óxido. El proceso de Ostwald se puede usar para oxidar el amoníaco a NO, NO2 y N2O en un catalizador tal como platino caliente o catalizador de platino-rodio. En una forma de realización, los productos son por lo menos uno de amoníaco y un compuesto alcalino. El NO2 puede ser formado a partir de NH3 mediante oxidación. El NO2 se puede disolver en agua para formar ácido nítrico que se hace reaccionar con el compuesto alcalino tal como M2O, MOH, M2CO3 o MHCO3 para formar M de nitrato donde M es álcali.

En una forma de realización, por lo menos una reacción de una fuente de oxígeno, tal como MnO3 (M = álcali) para formar catalizador de H2O, (ii) la formación de H atómico de una fuente tal como H2 y (iii) la reacción para formar hidrinos ocurre mediante o sobre un catalizador convencional, tal como un metal noble, tal como Pt que puede ser calentado. El catalizador calentado puede comprender un filamento caliente. El filamento puede comprender un filamento de Pt caliente. La fuente de oxígeno tal como MnO3 puede ser por lo menos parcialmente gaseosa. El estado gaseoso y su presión de vapor pueden ser controlados mediante calentamiento del MnO3 tal como KNO3. La fuente de oxígeno, tal como MnO3 puede estar en un bote abierto que es calentado para liberar MnO3 gaseoso. El calentamiento puede ser con un calentador tal como el filamento caliente. En una forma de realización ejemplificativa, el MnO3 es colocado en un bote de cuarzo y un filamento de Pt es envuelto alrededor del bote para servir como el calentador. La presión de vapor del MnO3 puede ser mantenida en el intervalo de presión de alrededor de 0.1 Torr a 1000 Torr o alrededor de 1 Torr a 100 Torr. La fuente de hidrógeno puede ser hidrógeno gaseoso que es mantenido en el intervalo de presión de alrededor de 1 Torr a 100 atm, aproximadamente 10 Torr a 10 atm o alrededor de 100 Torr a 1 atm. El filamento también sirve para disociar el gas de hidrógeno que puede ser suministrado a la celda a través de una línea de gas. La celda puede también comprender una línea de vacío. Las reacciones de la celda dan lugar al catalizador de H2O y H atómico que reaccionan para formar hidrinos. La reacción puede ser mantenida en un recipiente capaz de mantener por lo menos uno de un vacío, la presión ambiente o una presión mayor que la atmosférica. Los productos tales como NH3 y MOH pueden ser retirados de la celda y regenerados. En una forma de realización ejemplificativa, el MnO3 reacciona con la fuente de hidrógeno para formar el catalizador de H2O y NH3 que es regenerado en un recipiente de reacción separado o como una etapa separada mediante oxidación. En una forma de realización, la fuente de hidrógeno, tal como gas de H2 es regenerado de agua mediante por lo menos uno de electrólisis o térmicamente. Los métodos térmicos ejemplificativos son el ciclo de óxido de hierro, ciclo de óxido de cerio (IV) - óxido de cerio (III), ciclo de cinc - óxido de cinc, ciclo de azufre-yodo, ciclo de cobre - cloro y ciclo de azufre híbrido y otros conocidos por un experto en la materia. Las reacciones de celda ejemplificativas para formar el catalizador de H2O que reacciona adicionalmente con H para formar hidrinos son

K N O 9 /2 H 2 ^ K N H 3 3 H O (82)

K N O 5H2 ^ K H N H 3 H O (83)

K N O 4H2 ^ K O H N H 2H 2O (84)

K N O C 2H2 ^ K O H N H CO2 (85)

2 K N O ₃ + C 3H ₂ ^ ₂ K C ₃ O 1/ 2N2 ₂ + 3 ₂ H O _{. (86)}

Una reacción de regeneración ejemplificativa para formar óxidos de nitrógeno es proporcionada por la ecuación (81). Los productos tales como K, KH, KOH y K2CO3 se pueden hacer reaccionar con ácido nítrico formado mediante adición de óxido de nitrógeno a agua para formar KNO2 o KNO3. Las reacciones ejemplificativas apropiadas adicionales para formar por lo menos uno de los reactivos de catalizador de H2O y H2 se proporcionan en las tablas 4, 5 y 6.

TABLA 4. ciclos de reacción térmicamente reversibles con respecto al catalizador de HaO y Hs. [L. C. Brown, G.E. Besenbruch, K. R. Schultz, A.C. Marshall, S.K. Showalter, P. S. Pickard y J.F. Funk, Producción nuclear de hidrógeno usando ciclos de división de agua termoquimicos, una preimpresión de un documento que debe presentarse en el International Congress on Advanced Nuclear Power Plants (ICAPP) en Hollywood, Florida, Junio 19-13, 2002 y publicada en las Actas.]

Nombre del ciclo T /E* T (°C) ^Reacción

1 Westinghouse T 850 2H2S04(g )-> 2S02(g) 2H20(g) 02(g)

2 Ispra Mark 13 T 850 2H2S04(g) —> 2S02(g) 2H20(g) 02(g)

E 77 2HBr(a) -> Br2(a) H2(g)

T 77 Br?(l) S 02(g) 2H20(1) -4 2HBr(g) H2S04(a) 3 UT-3 Universidad T 600 2Br2(g) 2CaO -> 2CaBr2 02(g)

de Tokio

T 600

T 750 CaBr2 H20 ^ CaO - 2HBr

T 300 Fe304 8HBr -> Br2 3FeBr2 4H20

4 Sulfuro-yodo ; T 850 2H2S04(g) -> 2S02(g) 2H20(g) 02(g)

T 450 2HI -> I2(g) H2(g)

T 120

Julich Center EOS T 800 2Fe304F 6FeS04 -> 6Fe203 6S 02F 02(g)

T 700 3Fe0 H20 ->■ Fe304 H2(g)

T 200 Fcj-Oí S 02 FcO FcS04

Inst. Tech Tokio T

Ferrita H2(g)

T 600 4Na3MnFe20 E; óC 02(g) > 4MnFe204 ÓNa2C 03 02(g)

H alle tt A ir Products 1965 T 800 2Cl,<g) 2H20(g) -> 4HCl(g) 02(g) E 25 2HC1 -> Cl2fg) H2(g)

Gaz de Francc T 725 2K 2KOH -> 2K20 F H,(g)

T 825 2K20 -> 2 K F K 202

T 125 2K203 ^f 2FEO 4KOH F 02(g)

Níquel Ferrita T 800 NiMnFe40(5 2H20 —> NiMnFe4Os 2H2(g)

T 800 NiMnFc4Os NiMnFc4Os F 02(g)

Aachcn Univ Julich 1972 T 850 2Cb(g) ^F 2H20(g) ^> 4HCl(g) ^F 02(g)

T 170 2C_1-Cl2 ^F 2HC1 > 2C_1-Ch ^F H2(g)

T 800 2C_1-Ck -> 2C_1-CF ^F Cl2(g)

lspra M a rk 1C T 100 2CuBr2 ^F Ca(OH)2 2CuO ^F 2CaBr2 ^F H20

T 900 4CuO(s) -» 2Cu20 (s) f 02(g)

T 730 CaBr2F2H 20 -> Ca(OH)3F2HBr

T 100 Cu20 ^F 4HBr ^> 2CuBr2 ^F H2(g) ^F H20

L A S L - U T 25 3C02 FU ,0« ^F H20 ^{- >} 3U02C 03 ^fH2(g)

T 250 3U02C 0 ⁱ3C02(g) 3UO.^í

T 700 6U03(^s) -> 2U30s(s’l ^f02(g)

lspra M a rk 8 T 700 3MuCl2 ^f 4H20 ^{- >} Mn304 ^f 6HC,1 ^F H2(g)

T 900 3Mn02 —* Mn304 02(g)

T 100 4HC1 ^F Mn304 ^> 2MnCl2(a) ^F M n02 ^F 2H20

lspra M a rk 6 T 850 2Cl2(g) ^F 2H20(g) ^{- >} 4HCl(g) ^F 02(g)

T 170 2C_1-Cl2 ^F 2HC1 ^-► 2C_1-Cl3 ⁺ H2(g)

T 700 2C_1-Cl3 ^F 2FeCl2 2C_1-Cl2 ^F 2FeCl3

T 420 2FcCh C12(g) 2FcCI2 Ispra M ark 4 T 850 2C l2(g) 2H 20 (g ) -> 4H C l(g ) 02(g)

T 100 2FeCl2 2HC4 S 2FeC l3 H 2S

T 420 2FcCh -> C l2(g) 2FcCI2

T 800 H 2S ^ S H2(g)

Ispra M ark 3 T 850 2C l2(g) 2H 20 (g ) > 4H C l(g ) 02(g)

T 170 2V O C F 2HC4 -> 2VO C F H 2(g)

T 200 2VOCU C l2(g) 2V O C b

Ispra M ark 2 (1972) T 100 Na20.M n 02 H20 -> 2NaOH(a) M n 02 T 487 4 M n 02(s) -> 2 M ^li20 ^í(^s) 02(g)

T 800 M n 203 4N aO H > 2Na20.M n 03 H 2(g) H 20 Ispra C 0 /M n 304 T 977 6 M n ;.0 ; 4 M ii;O i 02(g)

T 700

T 700 C 0 (g ) 2 M n ,04 -> C 3 M n2Ch

Ispra M a rk 7B T 1000 2Fe203 6C l2(g) > 4FeCF 302(g)

T 420 2FeCh ->■ C l2(g) 2FeCl2

T 650 3FeCl2 4H 20 > F e ,04 6HC1 - H ,(g ) T 350 4Fc304 02(g) -> 6 F^c203

T 400 4HCJ 02(g) M 2C l2(g) 2H 20

Cloruro de vanadio T 850 2C l2(g) 2 H 20 (g ) -> 4H C l(g ) 02(g)

T 25 2HC1 2V C F > 2V C F H 2(g)

T 700 2V C F -> V C I4 V C I2

T 25 2VC14 -> C l2(g ) 2VCF

Ispra M a rk 7A T 420 2FeC h(l) C l2(g) F 2FeCl2

T 650 3FeCl2 F 4H 20 (g ) Fe304 F 6H C l(g) - H 2(g) T 350 4Fc2,04 02( g ) -> 6FC2O3

T 1000 6C l2(g) 2Fc-20.; -> 4FcC b(g) ^F 302(g) T 120 Fe203 6HCI(a) -> 2FeC li(a ) 3H 20(1) GA ciclo 23 T 800 H 2S(g) -> S(g) H 2(g)

T 850 2H 2S 04(g) 2S 03(g) F 2H 20 (g ) F 02(g) T 700 3S F 2H 20 (g ) ->■ 2H2S(g) F S 02(g)

T 25 3S02(g) 2H20(I) -> 2H2S04(a) t S

T 25 Sfg) 02(g) -> S02(g)

23 U S - c l o r o T 850 2Cl2(g) 2H20(g) -> 4HCl(g) 02|g)

^{T ■'1 A A}

1 ¿IAJ ¿uuv i^ ^t z n u —* zv^û i2 r n^g)

T 500 2CuCl2 -> 2CuCI Cl2(g)

24 Ispra Mark T 420 2FcCh -> C12(g) 2FcCI2

T 150 3Cl2(g) 2Fe304 12HC1 -> 6FeCh 6FUO 02(g) T 650 3FcCb 4H20 -> Fc^ CU 6HC1 - H2(g)

25 Ispra Mark 6C T 850 2Cb(g) 2H20(g) -> 4HCI(g) 02(g)

T 170 2C_1-CI2 2HC4 -> 2C_1-Ch H2(g)

T 700 2C_1-Cl? 2FeCl2 2C_1-Cl2 2FeCl3

T 500 2CuCl2 -► 2CuCl Cl2(g)

T 300 CuCI+FcCl., -> CuC12+ F cCI2

*T = termoquímico, E = electroquímico.

Tabla 5. Ciclos de reacción térmicamente reversibles con respecto al catalizador de H2O y H2. [C. Perkins y A.W.

Weimer, Solar-Thermal Production of Renewable Hydrogen, AIChE Journal, 55 (2), (2009), pp. 286-293.]

Tabla 6. Ciclos de reacción térmicamente reversibles con respecto al catalizador de H2O y H2. [S. Abanades, P Charvin, G. Flamant, P. Neveu, Screening of Water-Splitting Thermochemical Cycles Potentially Attractive for Hydrogen Production by Concentrated Solar Energy, Energy, 31, (2006), pp. 2805-2822.]

Los reactivos para formar el catalizador de H2O pueden comprender una fuente de O, tal como una especie de O y una fuente de H. La fuente de la especie O puede comprender por lo menos uno de O2, aire y un compuesto o mezcla de compuestos que comprenden O. El compuesto que comprende oxígeno puede comprender un oxidante. El compuesto que comprende oxígeno puede comprender por lo menos uno de un óxido, oxihidróxido, hidróxido, peróxido y un superóxido. Los óxidos de metal ejemplificativos apropiados son óxidos alcalinos tales como Li2O, Na2O y K2O, óxidos de tierras alcalinas, tales como MgO, CaO, SrO y BaO, óxidos de transición tales como NiO, Ni2O3, FeO, Fe2O3 y CoO y óxidos de metales de transición interna y óxidos de metales de tierras raras y los de otros metales y metaloides tales como los de Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te y mezclas de estos y otros elementos que comprenden oxígeno. Los óxidos pueden comprender un anión de óxido, tales como los de la presente divulgación, tal como un anión de óxido de metal y un catión, tal como un catión de metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna y de tierras raras y los de otros metales y metaloides tales como los de Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te, tales como MM'2xO3x+i o MM'2xO4 (M = alcalinotérreo, M' = metal de transición tal como Fe o Ni o Mn, x = número entero) y M2M'2xO3x+i o M2M'2xO4 (M = álcali, M' = metal de transición tal como Fe o Ni o Mn, x = número entero). Los oxihidróxidos de metal ejemplificativos apropiados son AlO(OH), ScO(OH), YO(OH), VO(OH), CrO(OH), MnO(OH) (a-MnO(OH) groutita y Y-MnO(OH) manganita), FeO(OH), CoO(OH), NiO(OH), RhO(OH), GaO(OH), InO(OH), Nii/2Coi/2O(OH) y Nii/3Coi/3Mni/3O(OH). Los hidróxidos ejemplificativos apropiados son los de metales tales como metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna y metales de tierras raras y los de otros metales y metaloides tales como Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te y mezclas. Los hidróxidos de ion complejo apropiados son Li2Zn(OH)4, Na2Zn(OH)4, Li2Sn(OH)4, Na2Sn(OH)4, Li2Pb(OH)4, Na2Pb(OH)4, LiSb(OH)4, NaSb(OH)4, LiAl(OH)4, NaAl(OH)4, LiCr(OH)4, NaCr(OH)4, Li2Sn(OH)6 y Na2Sn(OH)6. Los hidróxidos apropiados ejemplificativos adicionales son por lo menos uno de Co(OH)2, Zn(OH)2, Ni(OH)2, otros hidróxidos de metal de transición, Cd(OH)2, Sn(OH)2 y Pb(OH). Los peróxidos ejemplificativos apropiados son H2O2, los de compuestos orgánicos y los de metales tales como M2O2 donde M es un metal alcalino, tal como Li2O2, Na2O2, K2O2, otros peróxidos iónicos tales como los de peróxidos alcalinotérreos, tales como Ca, Sr o peróxidos de Ba, los de otros metales electropositivos, tales como los de lantánidos y peróxidos de metal covalente, tales como los de Zn, Cd y Hg. Superóxidos ejemplificativos apropiados son los de metales MO2 donde M es un metal alcalino, tal como NaO2, KO2, RbO2 y CsO2 y superóxidos de metal alcalinotérreo. En una forma de realización, el combustible sólido comprende un peróxido alcalino y fuente de hidrógeno, tal como un hidruro, hidrocarburo o material de almacenamiento de hidrógeno tal como BH3NH3. La mezcla de reacción puede comprender un hidróxido tal como los de metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna y metales de tierras raras y Al, Ga, In, Sn, Pb y otros elementos que forman hidróxidos y una fuente de oxígeno, tal como un compuesto que comprende por lo menos un oxianión, tal como un carbonato, tal como uno que comprende metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna y metales de tierras raras y Al, Ga, In, Sn, Pb y otros de la presente divulgación. Otros compuestos apropiados que comprenden oxígeno son por lo menos uno de un compuesto de oxianión del grupo de aluminato, tungstato, zirconato, titanato, sulfato, fosfato, carbonato, nitrato, cromato, dicromato y manganato, óxido, oxihidróxido, peróxido, superóxido, silicato, titanato, tungstato y otros de la presente divulgación. Una reacción ejemplificativa de un hidróxido y un carbonato es proporcionada por

Ca(OH)2 U2CO3 a CaO H2O U2O CO2 (87)

En otras formas de realización, la fuente de oxígeno es gaseosa o forma fácilmente un gas, tal como NO2, NO, N2O, CO2, P2O3, P2O5 y SO2. El producto de óxido reducido de la formación de catalizador de H2O, tal como C, N, NH3, P o S puede ser convertido de nuevo en óxido mediante combustión con oxígeno o una fuente del mismo, como se indica en las solicitudes anteriores de Mills. La celda puede producir un exceso de calor que puede ser utilizado para aplicaciones de calentamiento o el calor puede ser convertido a electricidad por medios tales como un sistema de Rankine o Brayton. Alternativamente, la celda puede ser usada para sintetizar especies de hidrógeno de energía más baja, tales como hidrino molecular e iones de hidruro de hidrino y compuestos correspondientes.

En una forma de realización, la mezcla de reacción para formar hidrinos para por lo menos uno de producción de especies y compuestos de hidrógeno de energía más baja y producción de energía comprende una fuente de hidrógeno atómico y una fuente de catalizador que comprende por lo menos uno de H y O, tales como los de la presente divulgación, tal como catalizador de H2O. La mezcla de reacción puede comprender además un ácido tal como H2SO3, H2SO4, H2CO3, HNO2, HNO3, HCO4, H3PO3 y H3PO4 o una fuente de un ácido, tal como un anhídrido de ácido o ácido anhidro. El último puede comprender por lo menos uno del grupo de SO2, SO3, CO2, NO2, N2O3, N2O5, ChO7, PO2, P2O3 y P2O5. La mezcla de reacción puede comprender por lo menos uno de una base y un anhídrido básico, tal como M2O (M = álcali), M'O (M' = alcalinotérreo), ZnO u otro óxido de metal de transición, CdO, CoO, SnO, AgO, HgO o AhO3. Los anhídridos ejemplificativos adicionales comprenden metales que son estables a H2O tales como Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. El anhídrido puede ser un óxido de metal alcalino o alcalinotérreo y el compuesto hidratado puede comprender un hidróxido. La mezcla de reacción puede comprender un oxihidróxido, tal como FeOOH, NiOOH o COOOH. La mezcla de reacción puede comprender por lo menos uno de una fuente de H2O y H2O. El H2O se puede formar reversiblemente mediante reacciones de hidratación y deshidratación, en presencia de hidrógeno atómico. Las reacciones ejemplificativas para formar catalizador de H2O son

Mg(OH)2 a MgO+ H2O (88)

2LiOH a Li2O+ H2O (89)

H2CO3 a CO2+ H2O (90)

2FeOOH a Fe2O3+ H2O (91)

En una forma de realización, el catalizador de H2O es formado mediante deshidratación de por lo menos un compuesto que comprende fosfato, tales como sales de fosfato, fosfato de hidrógeno el fosfato de dihidrógeno, tales como aquellas de cationes tales como cationes que comprenden metales, tales como metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna y metales de tierras raras y otros metales y metaloides tales como de Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te y mezclas para formar un fosfato condensado, tal como por [P O ] (n+2)~ [ ( P O ) lo menos uno de polifosfatos tales como n 3n+1 , metafosfatos de cadena larga tales como 3 n

, metafosfatos cíclicos tales como ^{[ ( P O}3 ⁾ n ^rcon n ^>3 y ultrafosfatos tales como P4O10. Las reacciones ejemplificativas son

Los reactivos de la reacción de deshidratación pueden comprender R-Ni que puede comprender por lo menos uno de Al(OH)3 y AhO3. Los reactivos pueden comprender además un metal M, tales como los de la presente divulgación, tal como un metal alcalino, un hidruro de metal MH, un hidróxido de metal, tales como los de la presente divulgación, tal como un hidróxido alcalino y una fuente de hidrógeno, tal como H2 también como hidrógeno intrínseco. Las reacciones ejemplificativas son

2Al(OH)3+ a Al2O3+ 3H2O (94)

Al2O3+ 2NaOH a 2NaAlO2+ H2O (95)

3MH+ Al(OH)3+ a M3AK 3H2O (96)

MoCu+ 2MOH+ 4O2 a M2MoO4+ CuO+ H2O (M = Li, Na, K, Rb, Cs) (97)

El producto de reacción puede comprender una aleación. El R-Ni puede ser regenerado mediante rehidratación. La mezcla de reacción y la reacción de deshidratación para formar el catalizador de H2O puede comprender e implicar un oxihidróxido, tales como los de la presente divulgación, como se proporciona en la reacción ejemplificativa:

3Co(OH)2 a 2CoOOH+ Co+ 2H2O (98)

El hidrógeno atómico puede ser formado a partir de gas de H2 mediante disociación. El disociador de hidrógeno puede ser uno de los de la presente divulgación, tal como R-Ni o un metal noble o metal de transición, sobre un soporte tal como Ni o Pt o Pd sobre carbono o AhO3. Alternativamente, el H atómico puede ser de permeación de H a través de una membrana, tales como las de la presente divulgación. En una forma de realización, la celda comprende una membrana, tal como una membrana de cerámica, para permitir que e1H2 se difunda a través selectivamente mientras que impide la difusión de H2O. En una forma de realización, por lo menos uno de H2 y H atómico son suministrados a la celda mediante electrólisis de un electrólito que comprende una fuente de hidrógeno, tal como un electrolito acuoso o fundido que comprende H2O. En una forma de realización, el catalizador

de H2O es formado reversiblemente mediante deshidratación de un ácido o base a la forma de anhídrido. En una

forma de realización, la reacción para formar el catalizador de H2O e hidrinos es propagada al cambiar por lo menos

uno del pH o actividad de la celda, temperatura y presión, donde la presión puede ser cambiada al cambiar la temperatura. La actividad de una especie, tal como el ácido, base o anhídrido puede ser cambiada mediante la

adición de una sal, como es conocido por un experto en la materia. En una forma de realización, la mezcla de

reacción puede comprender un material, tal como carbono que puede absorber o ser una fuente de un gas, tal

como H2 o gas anhídrido de ácido a la reacción para formar hidrinos. Los reactivos pueden estar en cualesquier concentraciones y proporciones deseadas. La mezcla de reacción puede ser fundida o comprender una suspensión

acuosa.

En otra forma de realización, la fuente del catalizador de H2O es la reacción entre un ácido y una base, tal como

la reacción entre por lo menos uno de un ácido hidrohálico, sulfúrico, nítrico y nitroso y una base. Otros reactivos

ácidos apropiados son soluciones acuosas de H2SO4, HCl, HX (X-haluro), H3PO4, HCO4, HNO3, HNO, HNO2, H2S,

H2CO3, H2MoO4, HNbO3, H2B4O7 (M tetraborato), HBO2, H2WO4, H2CrO4, H2Cr2Oy, H2TO3, HZrO3, MAO2,

HMn2O4, HIO3, HIO4, HCO4 o un ácido orgánico tal como ácido fórmico o ácido acético. Las bases ejemplificativas apropiadas son un hidróxido, oxihidróxido u óxido que comprende un metal alcalino, alcalinotérreo, de transición,

de transición interna o metal de tierra rara o Al, Ga, In, Sn o Pb.

En una forma de realización, los reactivos pueden comprender un ácido o base que reacciona con la base o

anhídrido de ácido, respectivamente, para formar el catalizador de H2O y el compuesto del catión de la base y el

anión del anhídrido de ácido o el catión del anhídrido básico y el anión del ácido, respectivamente. La reacción ejemplificativa del anhídrido de ácido SiO2 con la base NaOH es

4NaOH+ SiO2 a Na4SiO4+ 2H2O (99)

donde la reacción de deshidratación del ácido correspondiente es

H4SO4 a 2H2O+ SiO2 (100)

Otros anhídridos ejemplificativos apropiados pueden comprender un elemento, metal, aleación o mezcla tales

como uno de entre el grupo de Mo, Ti, Zr, Si, Al, Ni, Fe, Ta, V, B, Nb, Se, Te, W, Cr, Mn, Hf, Co y Mg. El óxido correspondiente puede comprender por lo menos uno de MoO2, TO2, ZrO2, SO2, AhO3, NiO, Ni2O3, FeO, Fe2O3,

TaO2, Ta2O5, VO, VO2, V2O3, V2O5, B2O3, NbO, NbO2, Nb2O5, SeO2, SeO3, TeO2, TeO3, WO2, WO3, C3O4, Cr2O3,

CrO2, CrO3, MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, Mn2O7, HfO2, Co2O3, CoO, Co3O4, Co2O3 y MgO. En una forma realización ejemplificativa, la base comprende un hidróxido, tal como un hidróxido alcalino, tal como MOH (M =

álcali) tal como LiOH que puede formar el óxido básico correspondiente, tal como M2O, por ejemplo Li2O y H2O. el

óxido básico puede reaccionar con el óxido de anhídrido para formar un producto de óxido. En una reacción ejemplificativa de LiOH con el óxido de anhídrido con la liberación de H2O, el producto de compuesto de óxido

puede comprender Li2MoO3 o Li2MoO4, Li2TiO3, Li2ZrO3, Li2SiO3, LiAlO2, LiNiO2, LiFeO2, LiTaO3, LiVO3, Li2B4O7,

Li2NbO3, Li2SeO3, Li3PO4, Li2SeO4, Li2TeO3, Li2TeO4, Li2WO4, Li2CrO4, Li2Cr2O7, Li2MnO4, Li2HfO3, LiCoO2 y MgO.

Otros óxidos ejemplificativos apropiados son por lo menos uno del grupo de As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5,

Bi2O3, SO2, SO3, CO2, NO2, N2O3, N2O5, Cl2O7, PO2, P2O3 y P2O5 y otros óxidos similares conocidos por un experto

en la materia. Otro ejemplo es proporcionado por la ecuación (91). Las reacciones apropiadas de óxidos de metal

son:

2LiOH+ NiO a U2NO2+ H2O (101)

3LiOH+ NiO a LiNiO2+ H2O+ Li2O+ 1/2H2 (102)

4LiOH+ Ni2O3 a 2U2NO2+ 2H2O+ 1/2O2 (103)

2LiOH+ Ni2O3 a 2LiNiO2+ H2O (104)

Otros metales de transición, tales como Fe, Cr y Ti, de transición interna y metales de tierras raras y otros metales

o metaloides, tales como Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te se pueden sustituir por Ni y otro metal

alcalino tal como Li, Na, Rb y Cs se puede sustituir por K. En una forma de realización, el óxido puede comprender

Mo, en la que durante la reacción para formar H2O, catalizador de H2O naciente y H se pueden formar que

reaccionan adicionalmente para formar hidrinos. Las reacciones de combustibles sólidos ejemplificativas y posibles

rutas de oxidación reducción son

3 M o 02 4 L iO H ^ 2LL,M o^i + M o 2 H 20

2 M o 07 ₂ + 4 L iO H — 2 LL ₂ M oO ₄ , ₂ 2 H ₍₁₀₆₎

O 2~ — 1 / 20 2e ₍₁₀₇₎

2H 0 2e- — 20 H + H 2 ₍₁₀₈₎

2 H O 2e~ — 20 H + H H ( 1 / 4 )

2 v ’ (109)

M o + 4e —— M o (110)

La reacción puede comprender además una fuente de hidrógeno, tal como gas hidrógeno y un disociador tal como Pd/AhO3. El hidrógeno puede ser cualquiera de protio, deuterio, tritio o combinaciones de los mismos. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la reacción de dos hidróxidos para formar agua. Los cationes de los hidróxidos pueden tener diferentes estados de oxidación, tales como los de la reacción de un hidróxido de metal alcalino con un hidróxido de metal de transición o hidróxido alcalinotérreo. La mezcla de reacción y la reacción pueden comprender e implicar además H2 de una fuente, como se proporciona en la reacción ejemplificativa:

LiOH+ 2Co(OH)2+ 1/2H2 a LiCoO2+ 3H2O+ Co (111)

La mezcla de reacción y la reacción pueden comprender e implicar además un metal M, tal como un metal alcalino o alcalinotérreo, como se proporciona en la reacción ejemplificativa:

M+ LiOH+ Co(OH)2 a LiCoO2+ H2O+ MH (112)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende un óxido de metal y un hidróxido que pueden servir como una fuente de H y opcionalmente otra fuente de H, en la que el metal tal como Fe del óxido de metal puede presentar múltiples estados de oxidación, de tal manera que sufre una reacción de oxidación-reducción durante la reacción para formar H2O para servir como el catalizador para reaccionar con H para formar hidrinos. Un ejemplo es FeO, donde Fe2+ puede sufrir oxidación a Fe3+ durante la reacción para formar el catalizador. Una reacción ejemplificativa es

FeO+ 3LiOH a H2O+ LiFeO2+ H(1/p)+ U2O (113)

En una forma de realización, por lo menos un reactivo, tal como un óxido de metal, hidróxido u oxihidróxido sirve como oxidante, en la que el átomo de metal tal como Fe, Ni, Mo o Mn puede estar en un estado de oxidación que es más alto que otro estado de oxidación posible. La reacción para formar el catalizador e hidrinos puede provocar que el átomo sufra una reducción a por lo menos un estado de oxidación más bajo. Las reacciones ejemplificativas de óxidos, hidróxidos y oxihidróxidos de metal para formar el catalizador de H2O son

2KOH+ NiO a K2NO2+ H2O (114)

3KOH+ NiO a KNO2+ H2O+ K2O+ 1/2H2 (115)

2KOH+ Ni2O3 a 2KNiO2+ H2O (116)

4KOH+ Ni2O3 a 2K2NO2+ 2H2O+ 1/2O2 (117)

2KOH+ Ni(OH)2 a K2NO2+ 2H2O (118)

2LiOH+ MoO3 a Li2MoO4+ H2O (119)

3KOH+ Ni(OH)2 a KNO2+ 2H2O+ K2O+ 1/2H2 (120)

2KOH+ 2NiOOH a K2NO2+ 2H2O+ NiO+ 1/2O2 (121)

KOH+ NiOOH a KNO2+ H2O (122)

2NaOH+ Fe2Oa a 2NaFeO2+ H2O (123)

Otros metales de transición tales como Ni, Fe, Cr y Ti, de transición interna y metales de tierras raras y otros metales o metaloides, tales como Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Se te pueden sustituir por Ni o Fe y otros metales alcalinos tales como Li, Na, K, Rb y Cs se pueden sustituir por K o Na. En una forma de realización,

la mezcla de reacción comprende por lo menos uno de un óxido y un hidróxido de metales que son estables a H2O,

tales como Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V,

Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. Adicionalmente, la mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno, tal como gas

de H2 y opcionalmente un disociador, tal como un metal noble sobre un soporte. En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende una mezcla de por lo menos uno de un haluro de metal, tal

como por lo menos uno de un haluro de metal de transición, tal como un bromuro, tal como FeBr2 y un metal que

forma un oxihidróxido, hidróxido u óxido y H2O. En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende una mezcla de por lo menos uno de un óxido, hidróxido y oxihidróxido de metal, tal como

por lo menos uno de un óxido de metal de transición, tal como Ni2O3 y H2O.

La reacción ejemplificativa del anhídrido básico NiO con HCl ácido es

2HCl+ NiO a H2O+ NiCl2 (124)

donde la reacción de deshidratación de la base correspondiente es:

Ni(OH)2 a H2O+ NiO (125)

Los reactantes pueden comprender por lo menos uno de un ácido de Lewis o una base y un ácido o base de

Bronsted-Lowry. La mezcla de reacción y reacción pueden comprender e implicar además un compuesto que comprende oxígeno, en la que el ácido reacciona con el compuesto que comprende oxígeno para formar agua,

como se proporciona en la reacción ejemplificativa:

2HX+ POX3 a H2O+ PX5 (126)

(X = haluro). Los compuestos similares como POX3 son apropiados, tales como aquellos con P reemplazado por

S. Otros anhídridos ejemplificativos apropiados pueden comprender un óxido de un elemento, metal, aleación o

mezcla que es soluble en ácido, tal como un hidróxido, oxihidróxido u óxido que comprende un metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna o metal de tierra rara o Al, Ga, In, Sn o Pb, tal como uno del

grupo de Mo, Ti, Zr, Si, Al, Ni, Fe, Ta, V, B, Nb, Se, Te, W, Cr, Mn, Hf, Co, y Mg. El óxido correspondiente puede comprender MoO2, TiO2, ZrO2, SiO2, AhO3, NiO, FeO o Fe2O3, TaO2, Ta2O5, VO, VO2, V2O3, V2O5 NbO2, Nb2O5, SeO2, SeO3, TeO2, TeO3, WO2, WO3, Cr3O4, C2O3, CrO2, CrO3, MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO HfO2, Co2O3, CoO, Co3O4, Co2O3 y MgO. Otros óxidos ejemplificativos apropiados son los del grupo de Cu, Ni, Pb,

Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In.

En una forma de realización ejemplificativa, el ácido comprende un ácido hidrácido halogenado y el producto es

H2O y el haluro de metal del óxido. La mezcla de reacción comprende además una fuente de hidrógeno, tal como

gas de H2 y un disociador tal como Pt/C, donde el H y el catalizador de H2O reaccionan para formar hidrinos.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende una fuente de H2, tal como una membrana de permeación o gas H2 y un disociador tal como Pt/C y una fuente de catalizador de H2O que comprende un óxido o

hidróxido que es reducido a H2O. El metal del óxido o hidróxido puede formar hidruro de metal que sirve como una

fuente de H. Las reacciones ejemplificativas de un hidróxido y óxido alcalino, tales como LiOH y Li2O son

LiOH+ H2 a H2O+ LiH (127)

Li2O+ H2 a LiOH+ LiH (128)

La mezcla de reacción puede comprender óxidos o hidróxidos de los metales que sufren reducción de hidrógeno

a H2O, tales como los de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl,

Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In y una fuente de hidrógeno, tal como gas de H2 y un disociador tal como Pt/C.

En otra forma de realización, la mezcla de reacción comprende una fuente de H2, tal como gas de H2y un disociador

tal como Pt/C y un compuesto peróxido, tal como H2O2 que se descompone al catalizador de H2O y otros productos

que comprenden oxígeno tales como O2. Algo del H2 y el producto de descomposición tales como O2 pueden

reaccionar para formar también el catalizador de H2O.

En una forma de realización, la reacción para formar H2O como el catalizador comprende una reacción de deshidratación orgánica, tal como la de un alcohol, tal como un polialcohol, tal como un azúcar a un aldehído y

H2O. En una forma de realización, la reacción de deshidratación implica la liberación de H2O de un alcohol terminal

para formar un aldehído. El alcohol terminal puede comprender un azúcar o un derivado del mismo que libera H2O

que puede servir como catalizador. Los alcoholes ejemplificativos apropiados son meso-eritritol, galactitol o dulcitol

y alcohol polivinílico (PVA). Una mezcla de reacción ejemplificativa comprende un azúcar disociador de hidrógeno, tal como Pd/AhO3 H2. Alternativamente, la reacción comprende la deshidratación de una sal de metal,

tal como una que presenta por lo menos un agua de hidratación. En una forma de realización, la deshidratación

comprende la pérdida de H2O para servir como el catalizador a partir de hidratos, tales como iones aqua e hidratos de sal, tales como BAI22H2O y EuBr2 n H2O.

En una forma de realización, la reacción para formar el catalizador de H2O comprende la reducción de hidrógeno de un compuesto que comprende oxígeno tal como CO, un oxianión como MnO3 (M = álcali), un óxido de metal tal como NiO, Ni2O3, Fe2O3 o SnO, un hidróxido tal como Co(OH)2 oxihidróxidos tales como FeOOH, COOOH y NiOOH y compuestos, oxianiones, óxidos, hidróxidos oxihidróxidos, peróxidos, superóxidos y otras composiciones de materia que comprende oxígeno, tales como las de la presente divulgación que se pueden reducir por hidrógeno a H2O. Los compuestos ejemplificativos que comprenden oxígeno o un oxianión son SOCh, Na2S2O3, NaMnO4, POBr3, K2S2O8, CO, CO2, NO, NO2, P2O5, N2O5, N2O, SO2, I2O5, NaClO2, NaClO, K2SO4 y KHSO4. La fuente de hidrógeno para la reducción de hidrógeno puede ser por lo menos uno de gas de H2 y un hidruro, tal como un hidruro de metal, tales como los de la presente divulgación. La mezcla de reacción puede comprender además un agente reductor que puede formar un compuesto o ion que comprende oxígeno. El catión del oxianión puede formar un producto compuesto que comprende otro anión, tal como un haluro, otra calcogenuro, fosfuro, otro oxianión, nitruro, siliciuro, arseniuro u otro anión de la presente divulgación. Las reacciones ejemplificativas son 4NaNO3(c)+ 5MgH2(c) a 5MgO(c)+ 4NaOH(c)+ 3H2O(l)+ 2N2(g) (129)

P2O5(c) 6NaH(c) a 2Na3PO4(c) 3H2O(g) (130)

NaClO4(c) 2MgH2(c) a 2MgO(c) NaCl(c) 2H2O(l) (131)

KHSO4 4H2 a KHS 4H2O (132)

K2SO4 4H2 a 2KOH 2H2O H2S (133)

LiNO3 4H2 a LiNH2 3H2O (134)

GeO2 2H2 a Ge 2H2O (135)

CO2 H2 a C 2H2O (136)

PbO2 2H2 a 2H2O Pb (137)

V2O5+ 5H2 a 2V 5H2O (138)

Co(OH)2 H2 a Co 2H2O (139)

Fe2Oa 3H2 a 2Fe 3H2O (140)

3Fe2O3 H2 a 2Fe3O4 H2O (141)

Fe2O3 H2 a 2FeO H2O (142)

Ni2O3 3H2 a 2Ni 3H2O (143)

3Ni2O3 H2 a 2Ni3O4+ H2O (144)

Ni2O3 H2 a 2NiO H2O (145)

3FeOOH 1/2H2 a Fe3O4 2H2O (146)

3NiOOH 1/2H2 a Ni3O4 2H2O (147)

3CoOOH 1/2H2 a Co3O4 2H2O (148)

FeOOH 1/2H2 a FeO H2O (149)

NiOOH 1/2H2 a NiO H2O (150)

CoOOH 1/2H2 a CoO H2O (151)

SnO H2 a Sn H2O (152)

La mezcla de reacción puede comprender una fuente de un anión o un anión y una fuente de oxígeno u oxígeno, tal como un compuesto que comprende oxígeno, donde la reacción para formar el catalizador de H2O comprende una reacción de intercambio de anión-oxígeno con opcionalmente H2 de una fuente que reacciona con el oxígeno para formar H2O. Las reacciones ejemplificativas son

2NaOH H2+ S a Na2S 2H2O (153)

2NaOH H2+ Te a Na2Te 2H2O (154)

2NaOH H2+ Se a Na2Se 2H2O (155)

LiOH NH3 a LiNH2+ H2O (156)

En otra forma de realización, la mezcla de reacción comprende una reacción de intercambio entre calcogenuros, tal como una entre reactivos que comprenden O y S. Un reactivo de calcogenuro ejemplificativo, tal como tetratiomolibdato amónico tetraédrico contiene el anión ([MoS4]2"). Una reacción ejemplificativa para formar catalizador de H2O naciente y opcionalmente H naciente comprende la reacción de molibdato [MoO4]2- con sulfuro de hidrógeno en presencia de amoniaco:

[NH4]2[MoO4]+ 4H2S a [NH4]2[MoS4]+ 4H2O (157)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno, un compuesto que comprende oxígeno y por lo menos un elemento capaz de formar una aleación con por lo menos otro elemento de la mezcla de reacción. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender una reacción de intercambio de oxígeno del compuesto que comprende oxígeno y un elemento capaz de formar una aleación con el catión del compuesto de oxígeno, donde el oxígeno reacciona con el hidrógeno de la fuente para formar H2O. Las reacciones ejemplificativas son

NaOH 1/2H2+ Pd a NaPb H2O (158)

NaOH 1/2H2+ Bi a NaBi H2O (159)

NaOH 1/2H2+ 2Cd a Cd2Na H2O (160)

NaOH 1/2H2+ 4Ga a Ga4Na H2O (161)

NaOH 1/2H2+ Sn a NaSn H2O (162)

NaAlH4 Al(OH)3 5Ni a N a A O NisAl+ H2O 5/2H2 (163)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende un compuesto que comprende oxígeno, tal como un oxihidróxido y un reductor, tal como un metal que forma un óxido. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la reacción de un oxihidróxido con un metal de un óxido de metal y H2O. Las reacciones ejemplificativas son

2MnOOH Sn a 2MnO SnO H2O (164)

4MnOOH Sn a 4MnO SnO2 2H2O (165)

2MnOOH Zn a 2MnO ZnO H2O (166)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende un compuesto que comprende oxígeno, tal como un hidróxido, una fuente de hidrógeno y por lo menos otro compuesto que comprende un anión diferente, tal como haluro u otro elemento. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la reacción del hidróxido con el otro compuesto o elemento, donde el anión o elemento es intercambiado con hidróxido de otro compuesto del anión o elemento y se forma H2O con la reacción de hidróxido con H2. El anión puede comprender haluro. Las reacciones ejemplificativas son

2NaOH NiCl2 H2 a 2NaCl 2H2O Ni (167)

2NaOH I2+ H2 a 2NaI 2H2O (168)

2NaOH XeF2 H2 a 2NaF 2H2O Xe (169)

BiX3 (X=haluro)+ 4Bi(OH)3 a 3BiOX Bi2O3 6H2O (170)

Los compuestos de hidróxido y haluro pueden ser seleccionados de tal manera que la reacción para formar H2O y otro haluro es térmicamente reversible. En una forma de realización, la reacción de intercambio general es NaOH 1/2H2+ 1/yMxCly = NaCI 6H2O x/yM (171)

en la que los compuestos ejemplificativos MxCIy son AICI3, BeCl2, HfCl4, KAgCl2, MnCl2, NaAICl4, SCCI3, TÍCI2, TÍCI3, UCI3, UCl4, ZrCl4, EuCl3, GdCl3, MgCl2, NdCl3 e YCh. A una temperatura elevada, la reacción de la ecuación (171), tal como en el intervalo de aproximadamente 100°C a 2000°C presenta por lo menos una de una entalpía y energía libre de aproximadamente 0 kJ y es reversible. La temperatura reversible es calculada a partir de los parámetros termodinámicas correspondientes de cada reacción. Los intervalos de temperatura representativos son NaCl-ScCh a alrededor de 800K-900K, NaCl-TiCh a alrededor de 300K-400K, NaCl-UCh a alrededor de 600K-800K, NaCl-UCl4 a alrededor de 250K-300K, NaCl-ZrCl4 a alrededor de 250K-300K, NaCl-MgCh a alrededor de 900K-1300K, NaCl-EuCl3 a alrededor de 900K-1000K, NaCl-NdCh a alrededor de >1000K y NaCl-YCh a alrededor de >1000K.

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende un óxido, tal como un óxido de metal, tal como un un alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna y óxidos de metales de tierras raras y los de otros metales y metaloides tales como los de Al, Ga, In, Si , Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se y Te, un peróxido tal como M2O2 donde M es un metal alcalino, tal como Li2O2, Na2O2 y K2O2 y un superóxido tal como MO2, donde M es un metal alcalino tales como NaO2, KO2, RbO2 y CsO2 y superóxidos de metal alcalinotérreo y una fuente de hidrógeno. Los peróxidos iónicos pueden comprender además los de Ca, Sr o Ba. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la reducción de hidrógeno del óxido, peróxido o superóxido para formar H2O. Las reacciones ejemplificativas son

Na2O+ 2H2 to 2NaH+ H2O (172)

Li2O2+ H2 to Li2O+ H2O (173)

KO2+ 3/2H2 to KOH+ H2O (174)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno, tal como por lo menos uno de H2, un hidruro tal como por lo menos uno de un hidruro de metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna y de metal de tierras raras y los de la presente divulgación y una fuente de hidrógeno u otro compuesto que comprende hidrógeno combustible, tal como una amida de metal y una fuente de oxígeno tal como O2. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la oxidación de H2, un hidruro o un compuesto de hidrógeno tal como amida de metal para formar H2O. Las reacciones ejemplificativas son

2NaH+ O2 a Na2O+ H2O (175)

H2+ 1/2O2 a H2O (176)

LiNH2+ 2O2 a LiNO3+ H2O (177)

2LiNH2+ 3/2O2 a 2LiOH+ H2O+ N2 (178)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno y una fuente de oxígeno. La reacción para formar el catalizador de H2O puede comprender la descomposición de por lo menos uno de una fuente de hidrógeno y la fuente de oxígeno para formar H2O. Las reacciones ejemplificativas son

NH4NO3 a N2O+ 2H2O (179)

NH4NO3 a N2+ 1/2O2+ 2H2O (180)

H2O2 a 1/2O2+ H2O (181)

H2O2+ H2 a 2H2O (182)

Las mezclas de reacción divulgadas en la presente memoria en esta sección de reactores químicos comprenden además, una fuente de hidrógeno para formar hidrinos. La fuente puede ser una fuente de hidrógeno atómico, tal como un disociador de hidrógeno y gas de H2 o un hidruro de metal, tales como los disociadores e hidruros de metal de la presente divulgación. La fuente de hidrógeno para proporcionar hidrógeno atómico puede ser un compuesto que comprende hidrógeno, tal como un hidróxido u oxihidróxido. E1H que reacciona para formar hidrinos puede ser H naciente formado por la reacción de uno o más reactivos, donde por lo menos uno comprende una fuente de hidrógeno, tal como la reacción de un hidróxido y un óxido. La reacción puede también formar el catalizador de H2O. El óxido y el hidróxido pueden comprender el mismo compuesto. Por ejemplo, un oxihidróxido, tal como FeOOH se podría deshidratar para proporcionar el catalizador de H2O y también proporcionar H naciente para una reacción de hidrino durante la deshidratación:

4FeOOH a H2O+ Fe2O3+ 2FeO+ O2+ 2H(1/4) (183)

donde el H naciente formado durante la reacción reacciona a hidrino. Otras reacciones ejemplificativas son aquellas de un hidróxido y un oxihidróxido o un óxido, tal como NaOH FeOOH o Fe2O3 para formar un óxido de metal alcalino, tal como NaFeO2 H2O, donde el H naciente formado durante la reacción puede formar hidrino, donde el H2O sirve como catalizador. El óxido y el hidróxido pueden comprender el mismo compuesto. Por ejemplo, un oxihidróxido, tal como FeOOH puede deshidratar para proporcionar catalizador H2O y también proporcionar H naciente para una reacción de hidrino durante la deshidratación:

4FeOOH a H2O+ Fe2O3+ 2FeO+ O2+ 2H(1/4) (184)

donde el H naciente formado durante la reacción reacciona a hidrino. Otras reacciones ejemplificativas son aquellas de un hidróxido y un oxihidróxido o un óxido, tal como NaOH FeOOH o Fe2O3 para formar un óxido de metal alcalino tal como NaFeO2+ H2O, donde el H naciente formado durante la reacción puede formar hidrino, donde el H2O sirve como catalizador. El ion hidróxido es tanto reducido como oxidado en la formación de H2O y el ion de óxido. El ion de óxido puede reaccionar con H2O para formar OH-. Se puede obtener la misma ruta con una reacción de intercambio de hidróxido-haluro, tal como la siguiente

donde los metales de M y M' ejemplificativos son metales alcalinotérreos y metales de transición, respectivamente, tales como Cu(OH)2+ FeBr2, Cu(OH)2+ CuBr2 o Co(OH)2 CuBr2. En una forma de realización, el combustible sólido puede comprender un hidróxido de metal y un haluro de metal, donde el por lo menos un metal es Fe. Por lo menos uno de H2O y H2 puede ser añadido para regenerar los reactivos. En una forma de realización, M y M' pueden ser seleccionados de entre el grupo metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición, de transición interna y metales de tierras raras, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, elementos del grupo 13, 14, 15 y 16 y otros cationes de hidróxidos o haluros, tales como los de la presente divulgación. Una reacción ejemplificativa para formar por lo menos una del catalizador de HOH, H naciente e hidrino es

4M OH+ A M 'X -> H 20 2 M \ 0 M 20 2M X X 2 2Zf(l / 4) (186)

En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende por lo menos uno de un hidróxido y un compuesto de haluro, tales como los de la presente divulgación. En una forma de realización, el haluro puede servir para facilitar por lo menos uno de la formación y el mantenimiento de por lo menos uno del catalizador de HOH naciente y H. En una forma de realización, la mezcla puede servir para disminuir el punto de fusión de la mezcla de reacción.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende una mezcla de Mg(OH)2 CuBr2. El producto de CuBr puede ser sublimado para formar un producto de condensación de CuBr que es separado del MgO no volátil. El Br2 puede ser atrapado con una trampa fría. El CuBr se puede hacer reaccionar con Br2 para formar CuBr2 y MgO se puede hacer reaccionar con H2O para formar Mg(OH)2. El Mg(OH)2 puede ser combinado con CuBr2 para formar el combustible sólido regenerado.

Una reacción ácido-base es otro procedimiento al catalizador de H2O. Así, la reacción química térmica es similar a la reacción electroquímica para formar hidrinos. Las mezclas de haluros e hidróxidos ejemplificativos son aquellas de Bi, Cd, Cu, Co, Mo y Cd y mezclas de hidróxidos y haluros de metales que presentan baja reactividad en agua del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W y Zn. En una forma de realización, la mezcla de reacción comprende además H2O que puede sirve como fuente de por lo menos uno de H y catalizador, tal como H2O naciente. El agua puede estar en forma de un hidrato que se descompone o de otra manera reacciona durante la reacción.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende una mezcla de reacción de H2O y un compuesto inorgánico que forma H naciente y H2O naciente. El compuesto inorgánico puede comprender un haluro, tal como un haluro de metal que reacciona con el H2O. El producto de reacción puede ser por lo menos uno de un hidróxido, oxihidróxido, óxido, oxihaluro, hidroxihaluro e hidrato. Otros productos pueden comprender aniones que comprenden oxígeno y halógeno, tales como XO-,

XO-2,

XO-3

y

XO-4 (X = halógeno). El producto puede también ser por lo menos uno de un catión reducido y un gas halógeno. El haluro puede ser un haluro de metal, tal como uno de un metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna y metal de tierras raras y Al, Ga, In, Sn, Pb, S, Te, Se, N, P, As, Sb, Bi, C, Si, Ge y B y otros elementos que forman haluros. El metal o elemento puede adicionalmente ser uno que forma por lo menos uno de un hidróxido, oxihidróxido, óxido, oxihaluro, hidroxihaluro, hidrato y uno que se forma un compuesto que presenta un anión que comprende oxígeno y halógeno, tal como XO-,

XO-2,

XO-3

y

XO-4 (X = halógeno). Los metales y elementos ejemplificativos apropiados son por lo menos uno de un metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, de transición interna y metal de tierras raras y Al, Ga, In, Sn, Pb, S, Te, Se, N, P, As, Sb , Bi, C, Si, Ge y B. Una reacción ejemplificativa es

5M X ²+ 7HiO to M XOH M (O H ^{) 2}+ MO M ²O ³+ 1 lH ( l/4 ) 9 /2X ²(187)

donde M es un metal, tal como un metal de transición como Cu y X es halógeno tal como Cl.

En una forma de realización, el H2O sirve como catalizador que es mantenido a baja concentración para proporcionar H2O naciente. En una forma de realización, la baja concentración se obtiene mediante dispersión de las moléculas de H2O en otro material, tal como un sólido, líquido o gas. Las moléculas de H2O pueden ser diluidas al límite de moléculas nacientes aisladas. El material también comprende una fuente de H. El material puede comprender un compuesto iónico, tal como un haluro alcalino, tal como un haluro de potasio, tal como KCl o un haluro de metal de transición, tal como CuBr2. La baja concentración para formar H naciente puede también ser obtenida dinámicamente, donde se forma H2O mediante una reacción. El producto de H2O puede ser retirado a una velocidad relativa a la velocidad de formación que da como resultado una baja concentración de estado estable para proporcionar por lo menos uno de H naciente y HOH naciente. La reacción para formar H2O puede comprender deshidratación, combustión, reacciones ácido-base y otras, tales aquellas de la presente divulgación. El H2O puede ser retirado mediante medios tales como evaporación y condensación. Los reactivos ejemplificativos son FeOOH para formar óxido de hierro y H2O donde también se forma H naciente con reacción adicional para formar hidrinos. Otras mezclas de reacción ejemplificativas son Fe2O3+ por lo menos uno de NaOH y H2 y FeOOH+ por lo menos uno de NaOH y H2. La mezcla de reacción puede ser mantenida a una temperatura elevada, tal como en el intervalo de aproximadamente 100°C a 600°C. El producto de H2O puede ser retirado mediante condensación de vapor en un recipiente frío del reactor, tal como una línea de gas mantenida debajo de 100°C. En otra forma de realización, un material que comprende H2O como una inclusión o parte de una mezcla o un compuesto, tal como H2O dispersada o absorbida en un reticulado, tal como la de un compuesto iónico, tal como un haluro alcalino, tal como un haluro de potasio, tal como KCl puede ser incidente con el bombardeo de partículas energéticas. Las partículas pueden comprender por lo menos uno de fotones, iones y electrones. Las partículas pueden comprender un haz, tal como un haz de electrones. El bombardeo puede proporcionar por lo menos uno de catalizador de H2O, H y activación de la reacción para formar hidrinos. En formas de realización de la celda de SF-CIHT, el contenido de H2O puede ser alto. La H2O puede ser encendida para formar hidrinos a alta velocidad por una alta corriente.

La mezcla de reacción puede comprender además un soporte tal como un soporte de alta área superficial eléctricamente conductor. Los soportes ejemplificativos apropiados son los de la presente divulgación, tal como un polvo de metal, tal como Ni o R-Ni, tamiz de metal, tal como Ni, Ni celmet, malla de Ni, carbono, carburos tales como TiC y WC y boruros. El soporte puede comprender un disociador tal como Pd/C o Pd/C. Los reactivos pueden estar en cualquier proporción molar deseada. En una forma de realización, la estequiometria es de tal manera para favorecer la consumación de la reacción para formar el catalizador de H2O y proporcionar H para formar hidrinos. La temperatura de reacción puede estar en cualquier intervalo deseado, tal como en el intervalo de aproximadamente la temperatura ambiente hasta 1500°C. El intervalo de presión puede ser cualquier deseado, tal como en el intervalo de aproximadamente 0.01 Torr a 500 atmósferas. Las reacciones son por lo menos una de regenerativa y reversible por los métodos descritos en la presente memoria y en las solicitudes anteriores de Mills, tales como Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, PCT presentada el 4/24/2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, PCT presentada el 7/29/2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System PCT/US10/27828, PCT presentada el 3/18/2010; Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US11/28889, PCT presentada el 3/17/2011; H2O-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US12/31369 presentada el 3/30/2012 y CIHT Power System, PCT/US13/041938 presentada el 5/21/13. Las reacciones que forman H2O pueden ser reversibles al cambiar las condiciones de reacción, tales como la temperatura y presión, para permitir que se presente la reacción inversa que consume H2O, como es conocido por un experto en la materia. Por ejemplo, la presión de H2O puede ser incrementada en dirección hacia atrás para reformar los reactivos de los productos mediante rehidratación. En otros casos, el producto reducido por hidrógeno puede ser regenerado mediante, tal como mediante reacción con por lo menos uno de oxígeno y H2O. En una forma de realización, un producto de reacción inversa puede ser retirado de la reacción, de tal manera que procede la reacción de regeneración o reacción inversa. La reacción inversa se puede volver favorable, aun en ausencia de ser favorable sobre la base de la termodinámica de equilibrio mediante la retirada de por lo menos un producto de reacción inversa. En una forma de realización ejemplificativa, el reactivo regenerado (producto de reacción de regeneración o de reacción inversa) comprende un hidróxido tal como un hidróxido alcalino. El hidróxido puede ser retirado mediante métodos tales como solvatación o sublimación. En el último caso, el hidróxido alcalino se sublima sin cambios a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 350°C a 400°C. Las reacciones pueden ser mantenidas en los sistemas de plantas de energía de las solicitudes previas de Mills. La energía térmica de una celda que produce energía puede proporcionar calor a por lo menos otra celda que sufre regeneración, como se divulga previamente. Alternativamente, el equilibrio de las reacciones para formar el catalizador de H2O y la reacción de regeneración inversa puede ser desplazado al cambiar la temperatura de la pared de agua del diseño del sistema que presenta un gradiente de temperatura debido al refrigerante en una región seleccionada de la celda como se divulga anteriormente.

En una forma de realización, el haluro y óxido pueden sufrir una reacción de intercambio. Los productos de la reacción de intercambio pueden ser separados entre sí. La reacción de intercambio puede ser efectuada mediante calentamiento de la mezcla de productos. La separación puede ser mediante sublimación que puede ser impulsada mediante por lo menos uno de calentamiento y aplicación de un vacío. En una forma de realización ejemplificativa, el CaBr2 y CuO pueden sufrir una reacción de intercambio debido al calentamiento a una alta temperatura tal como en el intervalo de aproximadamente 700°C a 900°C para formar CuBr2 y CaO. Cualquier otro intervalo de temperatura apropiado puede ser utilizado, tal como en el intervalo de aproximadamente 100°C a 2000°C. El CuBr2 puede ser separado y recogido mediante sublimación que puede ser obtenida mediante aplicación de calor y baja presión. El CuBr2 puede formar una banda separada. El CaO se puede hacer reaccionar con H2O para formar Ca(OH)2.

En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende una fuente de oxígeno de singulete. Una reacción ejemplificativa para generar oxígeno de singulete es

NaOCl H2O2 a O2 NaCl H2O (188)

En otra forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende una fuente de o reactivos de la reacción de Fenton, tales como H2O2.

En una forma de realización, los compuestos y especies de hidrógeno de energía más baja son sintetizados utilizando un catalizador que comprende por lo menos uno de H y O, tal como H2O. La mezcla de reacción para sintetizar el compuesto de hidrógeno de energía más baja ejemplificativo MHX, donde M es álcali y puede ser otro metal, tal como alcalinotérreo, donde el compuesto tiene la estequiometria correspondiente, H es hidrino, tal como hidruro de hidrino y X es un anión, tal como haluro, comprende una fuente de M y X, tal como un haluro alcalino, tal como KCl y un reductor metálico tal como un metal alcalino, un disociador de hidrógeno tal como Ni, tal como tamiz de Ni o R-ni y opcionalmente un soporte, tal como carbono, una fuente de hidrógeno, tal como por lo menos uno de un hidruro de metal, tal como MH, que se puede sustituir por M y gas de H2 y una fuente de oxígeno, tal como un óxido de metal o un compuesto que comprende oxígeno. Los óxidos de metal ejemplificativos apropiados son Fe2O3, Cr2O3 y NiO. La temperatura de reacción puede ser mantenida en el intervalo de aproximadamente 200°C a 1500°C o aproximadamente 400°C a 800°C. Los reactivos pueden estar en cualquier proporción deseada. La mezcla de reacción para formar KHCl puede comprender K, tamiz de Ni, KCl, gas hidrógeno y por lo menos uno de Fe2O3, C2O3 y NiO. Los pesos y condiciones ejemplificativos son 1.6 g de K, 20 g de KCl, 40 g de tamiz de Ni, moles iguales de oxígeno como K de los óxidos de metal, tal como 1.5 g Fe2O3 y 1.5 g de NiO, 1 atm de H2 y una temperatura de reacción de aproximadamente 550- 600°C. La reacción forma el catalizador de H2O mediante reacción de H con O del óxido de metal y H reacciona con el catalizador para formar hidrinos e iones de hidruro de hidrino que forman el producto de KHCl. La mezcla de reacción para formar KHI puede comprender K, R-Ni, KI, gas hidrógeno y por lo menos uno de Fe2O3, Cr2O3 y NiO. Los pesos y condiciones ejemplificativos son 1 g de K, 20 g de KI, 15 g R-Ni 2800, moles iguales de oxígeno como K de los óxidos de metal, tal como 1 g de Fe2O3 y 1 g de NiO, 1 atm de H2 y una temperatura de reacción de aproximadamente 450-500°C. La reacción forma el catalizador de H2O mediante reacción de H con O del óxido de metal y H reacciona con el catalizador para formar hidrinos e iones de hidruro de hidrino que forman el producto de KHI. En una forma de realización, el producto de por lo menos una de la celda de CIHT, celda de SF-CIHT, combustible sólido o celda química es H2(1/4) que provoca un desplazamiento de matriz de RMN H campo arriba. En una forma de realización, la presencia de una especie hidrino, tal como un átomo o molécula de hidrino en una matriz sólida, tal como una matriz de un hidróxido, tal como NaOH o KOH provoca que los protones de la matriz se desplacen campo arriba. Los protones de la matriz, tales como los de NaOH o KOH se pueden intercambiar. En una forma de realización, el desplazamiento puede provocar que el pico de matriz esté en el intervalo de aproximadamente -0.1 a -5 ppm en relación con TMS.

En una forma de realización, la reacción de regeneración de una mezcla de hidróxido y compuesto haluro, tal como Cu(OH)2 CuBr2 puede ser mediante adición de por lo menos un H2 y H2O. Los productos tales como haluros y óxidos pueden ser separados mediante sublimación del haluro. En una forma de realización, se puede añadir H2O a la mezcla de reacción bajo condiciones de calentamiento para provocar que el hidróxido y haluro tales como CuBr2 y Cu(OH)2 se formen de los productos de reacción. En una forma de realización, la regeneración puede ser obtenida mediante la etapa de ciclos térmicos. En una forma de realización, el haluro, tal como CuBr2 es soluble en H2O, mientras que el hidróxido, tal como Cu(OH)2 es insoluble. Los compuestos regenerados pueden ser separados mediante filtración o precipitación. Los productos químicos pueden ser secados, donde la energía térmica puede ser de la reacción. El calor puede ser recuperado del vapor de agua expulsado. La recuperación puede ser mediante un intercambiador de calor o al usar el vapor directamente para calentamiento o para generar electricidad usando una turbina y generador, por ejemplo. En una forma de realización, la regeneración de Cu(OH)2 a partir de CuO se obtiene al usar un catalizador de división de H2O. Los catalizadores apropiados son metales nobles sobre un soporte tales como Pt/AhO3 y CuAlO2 formados mediante sinterización de CuO y AhO3, cobaltofosfato, cobalto borato, cobalto metil borato, níquel borato, RuO2, LaMnO3, SrTiO3, T O y WO3. Un método ejemplificativo para formar un catalizador de división de H2O es la electrólisis controlada de Co2+ y solución de Ni2+ en electrolito de borato de potasio fosfato aproximadamente 0.1 M, pH 9.2, a un potencial de 0.92 y 1.15 v (versus el electrodo de hidrógeno normal), respectivamente. Los ciclos de combustible sólido térmicamente reversibles ejemplificativos son

T 1002CuBr2+ Ca(OH)2 ^ 2CuO+ 2CaBr2+ H2O (189)

T 730 CaBr2+ 2H2O ^ Ca(OH)2+ 2HBr (190)

T 100 CuO+ 2HBr ^ CuBr2+ H2O (191)

T 1002CuBr2+ Cu(OH)2 ^ 2CuO+ 2CaBr2+ H2O (192)

T 730CuBr2+ 2H2O ^ Cu(OH)2+ 2HBr (193)

T 100 CuO+ 2HBr ^ CuBr2+ H2O (194)

En una forma de realización, la mezcla de reacción de un combustible sólido que presenta por lo menos uno de H2 como reactivo y H2O como producto y uno o más de H2 o H2O como por lo menos uno de un reactivo y un producto es seleccionada de tal manera que la energía libre teórica máxima de cualquier reacción convencional es de aproximadamente cero en el intervalo de -500 a 500 kJ/mol del reactivo limitante o preferentemente dentro del intervalo de -100 a 100 kJ/mol del reactivo limitante. Una mezcla de reactivos y productos puede ser mantenida a una o más de aproximadamente la temperatura óptima a la cual la energía libre es de aproximadamente cero y alrededor de la temperatura óptima a la cual la reacción es reversible, para obtener regeneración o energía constante para por lo menos una duración más larga que el tiempo de reacción, en ausencia de mantenimiento de la mezcla y la temperatura. La temperatura puede estar en un intervalo de aproximadamente /- 500°C o aproximadamente /- 100°C de la óptima. Las mezclas y temperaturas de reacción ejemplificativas son una mezcla estequiométrica de Fe, Fe2O3, H2 y H2O a 800 K y un estequiométrica de Sn, SnO, H2 y H2O a 800 K.

En una forma de realización, en la que por lo menos uno de un metal alcalino M, tal como K o Li y nH (n = número entero), OH, O, 2O, O2 y H2O sirve como el catalizador, la fuente de H es por lo menos una de un hidruro de metal, tal como MH y la reacción de por lo menos uno de un metal M y un hidruro de metal MH con una fuente de H para formar H. Un producto puede ser un M oxidado, tal como un óxido o hidróxido. La reacción para crear por lo menos uno de hidrógeno atómico y el catalizador puede ser una reacción de transferencia de electrones o una reacción de oxidación-reducción. La mezcla de reacción puede comprender además por lo menos uno de H2, un disociador H2, tales como los de la presente divulgación, tal como tamiz de Ni o R-Ni y un soporte eléctricamente conductor, tales como estos disociadores y otros, también como soportes de la presente divulgación, tales como carbono y carburo, un boruro y un carbonitruro. Una reacción de oxidación ejemplificativa de M o MH es

4MH Fe2O3 a H2O+ H(1/p)+ M2O MOH 2Fe M (195)

en la que por lo menos uno de H2O y M puede servir como el catalizador para formar H (1/p). La mezcla de reacción puede comprender además un rarefactor para hidrino, tal como un compuesto, por ejemplo una sal, tal como una sal de haluro, por ejemplo una sal de haluro alcalino, tal como KCl o KI. El producto puede ser MHX (M = metal, tal como un álcali; X es un contraion tal como haluro; H es una especie de hidrino). Otros catalizadores hidrino pueden sustituir a M, tales como los de la presente divulgación, por ejemplo los de la tabla 1.

En una forma de realización, la fuente de oxígeno es un compuesto que presenta un calor de formación que es similar al del agua, de tal manera que el intercambio de oxígeno entre el producto reducido del compuesto fuente de oxígeno e hidrógeno ocurre con mínima liberación de energía. Los compuestos fuente de oxígeno ejemplificativos apropiados son CdO, CuO ZnO, SO2, SeO2 y TeO2. Otros de tales como óxidos de metal pueden también ser anhídridos de ácidos o bases que pueden sufrir reacciones de deshidratación como la fuente del catalizador de H2O son MnOx, AlOx y SiOx. En una forma de realización, una fuente de oxígeno de capa de óxido puede cubrir una fuente de hidrógeno, tal como un hidruro de metal, por ejemplo hidruro de paladio. La reacción para formar el catalizador de H2O y H atómico, que reaccionan adicionalmente para formar hidrino, puede ser iniciada mediante calentamiento de la fuente de hidrógeno recubierta con óxido, tal como hidruro de paladio recubierto con óxido de metal. El hidruro de paladio puede ser recubierto sobre el lado opuesto como el de la fuente de oxígeno por una capa impermeable al hidrógeno, por ejemplo una capa de película de oro, para provocar que el hidrógeno liberado migre selectivamente a la fuente de oxígeno, tal como la capa de óxido, por ejemplo un óxido de metal. En una forma de realización, la reacción para formar el catalizador de hidrino y la reacción de regeneración comprenden un intercambio de oxígeno entre el compuesto fuente de oxígeno e hidrógeno y entre el agua y el compuesto fuente de oxígeno reducido, respectivamente. Las fuentes de oxígeno reducido apropiadas son Cd, Cu, Zn, S, Se y Te. En una forma de realización, la reacción de intercambio de oxígeno puede comprender las usadas para formar gas hidrógeno térmicamente. Los métodos térmicos ejemplificativos son el ciclo de óxido de hierro, ciclo de óxido de cerio (IV) - óxido de cerio (III), ciclo de cinc - óxido de cinc, ciclo de azufre-yodo, ciclo de cobre - cloro y ciclo de azufre híbrido y otros conocidos por un experto en la materia. En una forma de realización, la reacción para formar el catalizador de hidrino y la reacción de regeneración, tal como una reacción de intercambio de oxígeno ocurre simultáneamente en el mismo recipiente de reacción. Las condiciones tales como temperatura y presión pueden ser controladas para obtener la simultaneidad de reacción. Alternativamente, los productos pueden ser retirados y regenerados en por lo menos otro recipiente separado que puede ocurrir bajo condiciones diferentes que las de la reacción de formación de energía, como se proporciona en la presente divulgación y solicitudes anteriores de Mills.

En una forma de realización, el grupo NH2 de una amida, tal como UNH2 sirve como el catalizador, donde la energía potencial es de aproximadamente 81.6 eV correspondiente a m = 3 en la ecuación (5). Similarmente a la reacción de eliminación o adición de H2O reversible entre ácido o base al anhídrido y viceversa, la reacción reversible entre la amida e imida o nitruro da como resultado la formación del catalizador de NH2 que reacciona adicionalmente con H atómico para formar hidrinos. La reacción reversible entre amida y por lo menos uno de imida y nitruro puede también servir como una fuente de hidrógeno tal como H atómico.

En una forma de realización, una especie de hidrino, tal como hidrino molecular o ion de hidruro de hidrino es sintetizado por la reacción de H y por lo menos uno de OH y catalizador de H2O. La especie de hidrino puede ser producida mediante por lo menos dos del grupo de un metal, tal como un metal alcalino, alcalinotérreo, de transición, transición interna y metal de tierras raras, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, As, Sb y Te, un hidruro de metal tal como LaNisHa y otros de la presente divulgación, un hidróxido acuoso, tal como un hidróxido alcalino, por ejemplo KOH a una concentración de 0.1 M hasta saturado, un soporte tal como carbono, Pt/C, carbono de vapor, negro de carbono, un carburo, un boruro o un nitrilo y oxígeno. Las mezclas de reacción ejemplificativas apropiadas para formar especies de hidrino tales como hidrino molecular son (1) CoPtC KOH (sat) con y sin O2; (2) Zn o Sn LaN¡5Ha+ KOH (sat), (3) Co, Sn, Sb o Zn O2 CB KOH (sat), (4) Al CB KOH (sat), (5) grafito KOH recubierto con Sn Ni (sat) con y sin O2, (6) Sn SC o CB KOH (sat)+ O2, (7) Zn Pt/C KOH (sat) O2, (8) Zn R-Ni KOH (sat) O2, (9) Sn LaNisHa KOH (sat) O2, (10) Sb LaNisHa KOH (sat) O2, (11) Co, Sn, Zn, Pb o Sb KOH (sat aq)+ K2CO3 CB- SA y (12) LiNH2 LiBr y LiH o Li y H2 o una fuente del mismo y opcionalmente un disociador de hidrógeno tal como Ni o R-Ni. Las mezclas de reacción adicionales comprenden un hidróxido de fundido, una fuente de hidrógeno, una fuente de oxígeno y un disociador de hidrógeno. Las mezclas de reacción ejemplificativas apropiadas para formar especies de hidrino, tales como hidrino molecular son (1) Ni(H2) LiOH-LiBr aire o O2, (2) Ni(H2) NaOH-NaBr aire o O2 y (3) Ni(H2) KOH-NaBr aire u O2.

En una forma de realización, el producto de por lo menos una de las reacciones química, de SF-CIHT y reacciones de celda de CIHT para formar hidrinos es un compuesto que comprende especies de hidrino o especies de hidrógeno de energía más baja, tales como H2 (1/p) acomplejado con un compuesto inorgánico. El compuesto puede comprender un compuesto de oxianión, tal como un carbonato o hidróxido alcalino o alcalinotérreo u otros de tales compuestos de la presente divulgación. En una forma de realización, el producto comprende por lo menos uno de un complejo de M2CO3 • H2 (1/4) y MOH • H2 (1/4) (M = álcali u otro catión de la presente divulgación). El producto puede ser identificado mediante ToF-SIMS como una serie de iones en el espectro positivo que comprende

M(M2CO3 • H2 (1/4))+n)

y

M(KOH • H2(1/4))+n,

respectivamente, donde n es un número entero y p > 1 podrá ser sustituido por 4. En una forma de realización, un compuesto que comprende un silicio y oxígeno, tal como SO2 o cuarzo puede servir como rarefactor para H2 (1/4). El rarefactor para H2 (1/4) puede comprender un metal de transición, metal alcalino, metal alcalinotérreo, metal de transición interna, metal de tierra rara, combinaciones de metales, aleaciones tal como una aleación de Mo, por ejemplo MoCu y materiales de almacenamiento de hidrógeno, tales como los de la presente divulgación.

Los compuestos de hidrógeno de energía más baja sintetizados por los métodos de la presente divulgación pueden presentar la fórmula MH, MH2 o M2H2, donde M es un catión alcalino y H es un ion hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHn, donde n es 1 o 2, M es un catión alcalinotérreo y H es un ion hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHX, donde M es un catión alcalino, X es uno de un átomo neutro, tal como un átomo de halógeno, una molécula o un anión cargado negativamente de manera individual, tal como anión de halógeno y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHX, donde M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente de manera individual y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHX, donde M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente doble y H es un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2HX, donde M es un catión alcalino, X es un anión cargado negativamente de manera individual y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHn, donde n es un número entero, M es un catión alcalino y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2Hn, donde n es un número entero, M es un catión alcalinotérreo y el contenido de hidrógeno Hn, del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2XHn, donde n es un número entero, M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente de manera individual y el contenido de hidrógeno Hn, del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2X2Hn, donde n es 1 o 2, M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente de manera individual y el contenido de hidrógeno Hn, del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2X3H, donde M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente de manera individual y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2XHn, donde n es 1 o 2, M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente doble y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula M2XXH donde que M es un catión alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente individual, X' es un anión cargado negativamente doble y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MM'Hn, donde n es un número entero de 1 a 3, M es un catión alcalinotérreo, M' es un catión de metal alcalino y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MM'XHn, donde n es 1 o 2, M es un catión alcalinotérreo, M' es un catión de metal alcalino, X es un anión cargado negativamente individual y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MM'XH M, donde M es un catión alcalinotérreo, M' es un catión de metal alcalino, X es un anión cargado negativamente doble y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MM'XX'H, donde M es un catión alcalinotérreo, M' es un catión de metal alcalino, X y X' son un anión cargado negativamente de manera individual y H es un ion de hidruro de energía de enlace incrementada o un átomo de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MXX'Hn, donde n es un número entero de 1 a 5, M es un catión alcalino o alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente doble o individualmente, X' es un metal o metaloide, un elemento de transición, un elemento de transición interna o un elemento de tierras raras y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MHn donde n es un número entero, M es un catión, tal como un elemento de transición, un elemento de transición interna o un elemento de tierras raras y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula MXHn, donde n es un número entero, M es un catión tal como un catión alcalino, catión alcalinotérreo, X es otro catión, tal como un elemento de transición, elemento de transición interna o un catión de elemento de tierras raras y el contenido de hidrógeno Hn del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula [KHmKCO3]n, donde m y n son cada uno un número entero y el contenido de hidrógeno Hm del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula [KHmKNO3]+nnX-, donde cada uno de m y n son un número entero, X es un anión cargado negativamente de manera individual y el contenido de hidrógeno Hm del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula [KHKNO3]n donde n es un número entero y el contenido de hidrógeno H del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto puede presentar la fórmula [KHKOH]n donde n es un número entero y el contenido de hidrógeno H del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto que incluye un anión o catión puede presentar la fórmula [MHmM'X]n donde cada uno de m y n son un número entero, cada uno de M y M' son un catión alcalino o alcalinotérreo, X es un anión cargado negativamente doble o individualmente y el contenido de hidrógeno Hm del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El compuesto que incluye un anión o catión puede presentar la fórmula [MHmM'X']+nnX-donde cada uno de m y n son un número entero, cada uno de M y M' son un catión alcalino o alcalinotérreo, X y X' son un anión cargado negativamente doble o individualmente y el contenido de hidrógeno Hm del compuesto comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía de enlace incrementada. El anión puede comprender uno de los de la divulgación. Los aniones cargados negativamente de manera individual apropiados son ion haluro, ion hidróxido, ion carbonato de hidrógeno o ion nitrato. Los aniones cargados negativamente ejemplificativos apropiados son ion carbonato, óxido o ion sulfato.

En una forma de realización, el compuesto o mezcla de hidrógeno de energía de enlace incrementada comprende por lo menos una especie de hidrógeno de energía más baja, tal como un átomo de hidrino, ion de hidruro de hidrino y molécula de dihidrino incrustada en un reticulado, tal como un reticulado cristalino, por ejemplo en un reticulado metálico o iónico. En una forma de realización, el reticulado es no reactivo con la especie de hidrógeno de energía más baja. La matriz puede ser aprótica, tal como en el caso de iones de hidruro de hidrino embebidos. El compuesto o mezcla puede comprender por lo menos uno de H(1/p), H21/p) y H-(1/p) incrustado en un reticulado de sal, tal como una sal alcalina o alcalinotérrea, tal como un haluro. Los haluros de álcali ejemplificativos son KCl y KI. La sal puede estar ausente de cualquier H2O en el caso de H-(1/p) embebido. Otros reticulados de sal apropiados comprenden los de la presente divulgación. La especie de hidrógeno de energía más baja puede ser formada por catálisis de hidrógeno con un catalizador aprótico tal como los de la tabla 1.

Los compuestos de la presente divulgación son preferentemente mayores que 0.1 por ciento atómico puros. Más preferentemente, los compuestos son mayores que 1 por ciento atómico puros. Aún más preferentemente, los compuestos son mayores que 10 por ciento atómico puros. Más preferentemente, los compuestos son mayores que 50 por ciento atómico puros. En otra forma de realización, los compuestos son mayores que 90 por ciento atómico puros. En otra forma de realización, los compuestos son mayores que 95 por ciento atómico puros.

En otra forma de realización del reactor químico para formar hidrinos, la celda para formar hidrinos y liberar energía, tal como energía térmica comprende la cámara de combustión de un motor de combustión interna, motor de cohete o una turbina de gas. La mezcla de reacción comprende una fuente de hidrógeno y una fuente de oxígeno para generar el catalizador e hidrinos. La fuente del catalizador puede ser por lo menos una de una especie que comprende hidrógeno y una que comprende oxígeno. La especie o un producto de reacción adicional puede ser por lo menos una de las especies que comprenden por lo menos uno de O y H, tales como H2, H, H+, O2, O3,

O^{+ ,}

O ^{" ,}

O, O+, H2O, H3O+, OH, OH+, OH-, HOOH, OOH-, O-, O2-,

O

y

o? .

El catalizador puede comprender una especie de oxígeno o hidrógeno, tal como H2O. En otra forma de realización, el catalizador comprende por lo menos uno de nH, nO (n = número entero), O2, OH y el catalizador de H2O. La fuente de hidrógeno, tal como una fuente de átomos de hidrógeno, puede comprender un combustible que contiene hidrógeno, tal como gas de H2 o un hidrocarburo. Los átomos de hidrógeno pueden ser producidos mediante pirólisis de un hidrocarburo durante la combustión del hidrocarburo. La mezcla de reacción puede comprender además un disociador de hidrógeno, tales como los de la presente divulgación. Los átomos de H pueden también ser formados por la disociación de hidrógeno. La fuente de O puede comprender además O2 del aire. Los reactivos pueden comprender además H2O que puede servir como fuente de por lo menos uno de H y O. En una forma de realización, el agua sirve como fuente adicional de por lo menos uno de hidrógeno y oxígeno que puede ser suministrado por pirólisis de H2O en la celda. El agua puede ser disociada en átomos de hidrógeno térmico o catalíticamente sobre una superficie, tal como el cilindro o la cabeza del pistón. La superficie puede comprender un material para disociar el agua en hidrógeno y oxígeno. El material de disociación del agua puede comprender un elemento, compuesto, aleación o mezcla de elementos de transición o elementos de transición interna, hierro, platino, paladio, circonio, vanadio, níquel, titanio, Sc, Cr, Mn, Co, Cu, Zn, Y, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Au, Hg, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, carbón activado (carbono) o carbono intercalado con Cs (grafito). El H o O pueden reaccionar para formar el catalizador y H para formar hidrinos. La fuente de hidrógeno y oxígeno puede ser extraída a través de compuertas o admisiones correspondientes, tales como válvulas o colectores de admisión. Los productos pueden ser expulsados a través de compuertas o salidas de escape. El flujo puede ser controlado al controlar las velocidades de entrada y salida a través de las compuertas respectivas.

En una forma de realización, los hidrinos son formados mediante calentamiento de una fuente de catalizador y una fuente de hidrógeno, tal como un combustible sólido de la presente divulgación. El calentamiento puede ser por lo menos uno de calentamiento térmico y calentamiento de percusión. Experimentalmente, la espectroscopia de Raman confirma que los hidrinos son formados mediante molienda con bolas de un combustible sólido, tal como una mezcla de un hidróxido y un haluro, tal como una mezcla que comprende metales alcalinos tales como Li. Por ejemplo, se observa un pico de efecto de Raman inverso de LiOH LiI y LiOH LiF molidos con molino de bolas a 2308 cm-1. Así, una mezcla ejemplificativa apropiada es LiOH LiI o LiF. En una forma de realización, por lo menos uno de calentamiento térmico y por percusión es obtenido mediante una reacción rápida. En este caso, se proporciona una reacción enérgica adicional mediante la formación de hidrinos.

VII. Celda de transición de hidrino inducida por catalizador de combustible sólido (SF-CIHT) y convertidor de energía

En una forma de realización, un sistema de energía que genera por lo menos una de energía eléctrica directa y energía térmica comprende por lo menos un recipiente, reactivos que comprenden: (a) por lo menos una fuente de catalizador o un catalizador que comprende H2O naciente; (b) por lo menos una fuente de hidrógeno atómico o hidrógeno atómico y (c) por lo menos uno de un conductor y una matriz conductora y por lo menos un conjunto de electrodos para confinar los reactivos de hidrino, una fuente de energía eléctrica para suministrar una corta ráfaga de energía eléctrica de alta corriente, un sistema de recarga, por lo menos un sistema para regenerar los reactivos iniciales de los productos de reacción y por lo menos un convertidor directo, tal como por lo menos uno de un convertidor de plasma a electricidad, tal como PDC, un convertidor fotovoltaico y por lo menos un convertidor de energía térmica a eléctrica. En una forma de realización adicional, el recipiente es capaz de una presión de por lo menos una de la atmosférica, mayor que la atmosférica y por debajo de la atmosférica. En una forma de realización, el sistema de regeneración puede comprender por lo menos uno de un sistema de hidratación, térmico, químico y electroquímico. En otra forma de realización, el por lo menos un convertidor directo de plasma a electricidad puede comprender por lo menos uno del grupo de convertidor de energía plasmadinámica, convertidor directo de É x B , convertidor de energía magnetohidrodinámica, convertidor de energía magnetohidrodinámica de espejo magnético, convertidor de deriva de carga, convertidor de energía de poste o persiana veneciana, girotrón, convertidor de energía de microondas de grupos de fotones y convertidor fotoeléctrico. En una forma de realización adicional, el por lo menos un convertidor de energía térmica a electricidad puede comprender por lo menos uno del grupo de un motor térmico, una máquina de vapor, una turbina de vapor y generador, una turbina de gas y generador, un motor de ciclo de Rankine, un motor de ciclo de Brayton, un motor Stirling, un convertidor de energía termoiónica y un convertidor de energía termoeléctrica.

En una forma de realización, la H2O es encendida para formar hidrinos con una alta liberación de energía en forma de por lo menos una de energía térmica, de plasma y electromagnética (luz). (“ Ignición” en la presente divulgación denota una velocidad de reacción muy alta de H a hidrinos que se puede manifestar como una ráfaga, impulsos u otra forma de liberación de alta energía). El H2O puede comprender el combustible que puede ser encendido con la aplicación de alta corriente, tal como una en el intervalo de alrededor de 2000 A a 100,000 A. Esto se puede obtener mediante la aplicación de una alta tensión, tal como como 5000 a 100,000 V para formar primero un plasma altamente conductor, tal como un arco. Alternativamente, una corriente alta se puede hacer pasar a través de un compuesto o mezcla que comprende H2O, donde la conductividad del combustible resultante, tal como un combustible sólido, es alta. (En la presente divulgación, un combustible sólido o material energético es usado para denotar una mezcla de reacción que forma un catalizador, tal como HOH y H que reacciona adicionalmente para formar hidrinos. Sin embargo, la mezcla de reacción puede comprender otros estados físicos diferentes del sólido. En formas de realización, la mezcla de reacción puede ser de por lo menos un estado gaseoso, líquido, sólido, suspensión, sol gel, solución, mezcla, suspensión gaseosa, flujo neumático y otros estados conocidos por un experto en la materia). En una forma de realización, el combustible sólido que presenta una resistencia muy baja comprende una mezcla de reacción que comprende H2O. La baja resistencia puede ser debida a un componente conductor de la mezcla de reacción. En formas de realización, la resistencia del combustible sólido está por lo menos en uno del intervalo de aproximadamente 10-9 ohmios a 100 ohmios, 10-8 ohmios a 10 ohmios, 10-3 ohmios a 1 ohm, 10-4 ohm a 10-1 ohm y 10-4 ohm a 10-2 ohm. En otra forma de realización, el combustible que presenta una alta resistencia comprende H2O que comprende un porcentaje en mol en trazas o menor de un compuesto o material añadido. En el último caso, se puede hacer fluir una alta corriente a través del combustible para obtener la ignición, al provocar ruptura para formar un estado altamente conductor, tal como un arco o plasma de arco.

En una forma de realización, los reactivos pueden comprender una fuente de H2O y una matriz conductora para formar por lo menos una de la fuente de catalizador, el catalizador, la fuente de hidrógeno atómico e hidrógeno atómico. En una forma de realización adicional, los reactivos que comprenden una fuente de H2O pueden comprender por lo menos uno de H2O global, un estado diferente de H2O global, un compuesto o compuestos que experimentan por lo menos uno de reaccionar para formar H2O y liberar H2O enlazada. Además, la H2O enlazada puede comprender un compuesto que interactúa con H2O, donde la H2O está en un estado de por lo menos uno de H2O absorbida, H2O enlazada, H2O fisisorbida y aguas de hidratación. En formas de realización, los reactivos pueden comprender un conductor y uno o más compuestos o materiales que sufren por lo menos uno de liberación de H2O global, H2O absorbida, H2O enlazada, H2O fisisorbida y aguas de hidratación y tienen H2O como producto de reacción. En otras formas de realización, la por lo menos una de la fuente de catalizador de H2O naciente y la fuente de hidrógeno atómico pueden comprender por lo menos uno de: (a) por lo menos una fuente de H2O; (b) por lo menos una fuente de oxígeno y (c) por lo menos una fuente de hidrógeno.

En formas de realización adicionales, los reactivos para formar por lo menos una de la fuente de catalizador, el catalizador, la fuente de hidrógeno atómico e hidrógeno atómico comprenden por lo menos uno de H2O y la fuente

de H2O; O2, H2O, HOOH OOH-, ion peróxido, ion superóxido, hidruro, H2, un haluro, un óxido, un oxihidróxido, un

hidróxido, un compuesto que comprende oxígeno, un compuesto hidratado, un compuesto hidratado seleccionado

de entre el grupo de por lo menos uno de un haluro, un óxido, un oxihidróxido, un hidróxido, un compuesto que comprende oxígeno y una matriz conductora. En ciertas formas de realización, el oxihidróxido puede comprender

por lo menos uno del grupo de TiOOH, GdOOH, COOOH, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH,

MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH; el óxido puede comprender por lo menos uno del grupo de CuO,

Cu2O, CoO, Co2O3, Co3O4, FeO, Fe2O3, NiO y Ni2O3; el hidróxido puede comprender por lo menos uno del grupo

de Cu(OH)2, Co(OH)2, Co(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3 y Ni(OH)2; el compuesto que comprende oxígeno puede comprender por lo menos uno del grupo de un sulfato, fosfato, nitrato, carbonato, hidrógeno carbonato, cromato, pirofosfato, persulfato, perclorato, perbromato y peryodato, MXO3, MXO4 (M = metal, tal como metal alcalino, por

ejemplo Li, Na, K, Rb, Cs; X = F, Br, Cl, I), óxido de cobalto magnesio, óxido de níquel magnesio, óxido de cobre magnesio, Li2O, óxido de metal alcalino, óxido de metal alcalinotérreo, CuO, CrO4, ZnO, MgO, CaO, MoO2, TiO2,

ZrO2, SiO2, AhO3, NiO, FeO, Fe2O3, TaO2, Ta2Os, VO, VO2, V2O3, V2O5, P2O3, P2O5, B2O3, NbO, SeO2, SeO3, TeO2, TeO3, WO2, WO3, Cr3O4, Cr2O3, CrO2, CrO3, CoO, Co2O3, Co3O4, FeO, Fe2O3, NiO, Ni2O3, óxido

de tierras raras, CeO2, La2O3, un oxihidróxido, TiOOH, GdOOH, CoOOH, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH,

AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH y la matriz conductora puede comprender por lo

menos uno del grupo de un polvo de metal, carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo como TiCN o nitrilo.

En formas de realización, los reactivos pueden comprender una mezcla de un metal, su óxido de metal y H2O,

donde la reacción del metal con H2O no es termodinámicamente favorable. En otras formas de realización, los

reactivos pueden comprender una mezcla de un metal, un haluro de metal y H2O, donde la reacción del metal con

H2O no es termodinámicamente favorable. En formas de realización adicionales, los reactivos pueden comprender

una mezcla de un metal de transición, un haluro de metal alcalinotérreo y H2O, donde la reacción del metal con

H2O no es termodinámicamente favorable. Además, en otras formas de realización, los reactivos pueden comprender una mezcla de un conductor, un material higroscópico y H2O. En formas de realización, el conductor

puede comprender un polvo de metal o polvo de carbono, donde la reacción del metal o carbono con H2O no es termodinámicamente favorable. En formas de realización, el material higroscópico puede comprender por lo menos

uno del grupo de bromuro de litio, cloruro de calcio, cloruro de magnesio, cloruro de cinc, carbonato de potasio,

fosfato de potasio, carnalita tal como KMgCh • 6 (H2O), citrato de amonio férrico, hidróxido de potasio e hidróxido

de sodio y ácidos sulfúrico y fosfóricos concentrados, fibras de celulosa, azúcar, caramelo, miel, glicerol, etanol,

metanol, combustible diésel, metanfetamina, una sustancia química fertilizante, una sal, un desecante, sílice,

carbón activado, sulfato de calcio, cloruro de calcio, tamices moleculares, una zeolita, un material delicuescente,

cloruro de cinc, cloruro de calcio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio y una sal delicuescente. En ciertas formas

de realización, el sistema de energía puede comprender una mezcla de un conductor, materiales higroscópicos y

H2O, donde los intervalos de cantidades molares relativas de (metal/conductor), (material higroscópico), (H2O) son

por lo menos uno de aproximadamente (0.000001 a 100000), (0.000001 a 100000), (0.000001 a 100000); (O.0O0OI

a 10000), (0.00001 a 10000), (0.00001 a 10000); (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000); (0.001 a 100),

(0.001 a 100), (0.001 a 100); (0.01 a 100), (0.01 a 100), (0.01 a 100); (0.1 a 10), (0.1 a 10), (0.1 a 10) y (0.5 a 1),

(0.5 a 1), (0.5 a 1). En ciertas formas de realización, el metal que presenta una reacción termodinámicamente desfavorable con H2O puede ser por lo menos uno del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo,

Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. En formas de realización adicionales,

los reactivos pueden ser regenerados mediante la adición de H2O.

En formas de realización adicionales, los reactivos pueden comprender una mezcla de un metal, su óxido de metal

y H2O, donde el óxido de metal es capaz de reducción de H2 a una temperatura menor de 1000°C. En otras formas

de realización, los reactivos pueden comprender una mezcla de un óxido que no es reducido fácilmente con H2 y

calor suave, un metal que presenta un óxido capaz de ser reducido al metal con H2 a una temperatura menor de

1000°C y H2O. En las formas de realización, el metal que presenta un óxido capaz de ser reducido a metal con H2

a una temperatura menor de 1000°C puede ser por lo menos uno del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au,

Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. En las formas de realización, el óxido de metal que no es reducido fácilmente con H2 y calor suave comprende por lo menos uno de

alúmina, un óxido alcalino térreo y un óxido de tierra rara.

En las formas de realización, el combustible sólido puede comprender carbono o carbono activado y H2O, donde la

mezcla es regenerada mediante la rehidratación que comprende la adición de H2O. En formas de realización adicionales,

los reactivos pueden comprender por lo menos uno de una suspensión, solución, emulsión, combinación y un compuesto. En las formas de realización, la corriente de la fuente de energía eléctrica para suministrar una corta ráfaga

de energía eléctrica de alta corriente es suficiente para provocar que los reactivos de hidrino sufran la reacción para

formar hidrinos a una velocidad muy alta. En las formas de realización, la fuente de energía eléctrica para proporcionar

una corta ráfaga de energía eléctrica de alta corriente comprende por lo menos uno de los siguientes: un voltaje seleccionado para provocar una alta CA, CD o una mezcla de corriente de CA-CD que está en el intervalo de por lo

menos uno de 100 A a 1,000,000 A, 1 kA a 100,000 A, 10 kA a 50 kA; una densidad de corriente de DC o corriente de

CA pico en el intervalo de por lo menos uno de 100 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 1000 A/cm2 a 100,000 A/cm2y 2,000 A/cm2 a 50,000 A/cm2; el voltaje es determinado por la conductividad del combustible sólido o material energético, donde el

voltaje es proporcionado por la corriente deseada multiplicada por la resistencia del combustible sólido o una muestra de

material energético; el voltaje de CD o voltaje de CA pico puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de entre

alrededor de 0.1 V a 500 kV, 0.1 V a 100 kV y 1 V a 50 kV y la frecuencia de CA puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.1 Hz a 10 GHz, 1 Hz a 1 MHz, 10 Hz a 100 kHz y 100 Hz a 10 kHz. En las formas de realización, la

resistencia del combustible sólido o muestra de material energético está en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 0.001 miliohm a 100 Mohm, 0.1 ohm a 1 Mohm y 10 ohmios a 1 kohm y la conductividad de una carga

apropiada por área de electrodo activa para formar hidrinos está en por lo menos un intervalo seleccionado de alrededor

de 10-10 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2, 10-5 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2, 10-4 ohm-1 cm-2 a 105 ohm-1 cm-2, 10-3 ohm-1 cm-2

a 104 ohm-1 cm-2, 10-2 ohm-1 cm-2 a 103 ohm-1 cm-2, 10-1 ohm-1 cm-2 a 102 ohm-1 cm-2 y 1 ohm-1 cm-2

En una forma de realización, el combustible sólido es conductor. En las formas de realización, la resistencia de

una porción, gránulo o alícuota de combustible sólido es de por lo menos una en el intervalo de aproximadamente

10-9 ohm a 100 ohms, 10-8 ohm a 10 ohms, 10-3 ohm a 1 ohm, 10-3 ohm a 10-1 ohm y 10-3 ohm a 10-2 ohm. En una

forma de realización, la velocidad de reacción de hidrino es dependiente de la aplicación o desarrollo de una alta

corriente. La reacción de catálisis hidrino, tal como una reacción de catálisis de hidrino energética, puede ser

iniciada por un flujo de alta corriente de bajo voltaje a través del combustible conductor. La liberación de energía

puede ser muy alta y se pueden formar ondas de choque. En una forma de realización, el voltaje es seleccionado

para provocar una alta corriente de CA, CD o una mezcla de corriente de CA-CD que provoca el encendido, tal

como una alta corriente en el intervalo de por lo menos uno de 100 A a 1,000,000 A, 1 kA a 100,000 A, 10 kA a 50

kA. La densidad de corriente puede estar en el intervalo de por lo menos uno de 100 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2,

1000 A/cm2 a 100,000 A/cm2 y 2000 A/cm2 a 50,000 A/cm2 de combustible que puede comprender un gránulo, tal

como un gránulo prensado. El voltaje de CD o voltaje de CA pico puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 0.1 V a 100 kV V, 0.1 V a 1 k V, 0.1 V a 100 V y 0.1 V a 15 V. La frecuencia de

CA puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.1 Hz a 10 GHz, 1 Hz a 1 m Hz , 10 Hz a 100 kHz y 100 Hz a

10 kHz. El tiempo de impulso puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 10-6 s

a 10 s, 10-5 s a 1 s, 10-4 s a 0.1 s y 10-3 s a 0.01 s.

En una forma de realización, el combustible sólido o material energético pueden comprender una fuente de H2O o

H2O. El contenido en % en mol de H2O puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.000001% a 100%, 0.00001% a 100%, 0.0001% a 100%, 0.001% a 100%, 0.01% a 100%, 0.1% a 100%, 1% a

100%, 10% a 100%, 0.1% a 50%, 1% a 25% y 1% a 10%. En una forma de realización, la velocidad de reacción

del hidrino es dependiente de la aplicación o desarrollo de una alta corriente. En una forma de realización, el voltaje

es seleccionado para provocar una alta CA, CD o una mezcla de CA-CD de corriente que está en el intervalo de

100 A a 1,000,000 A, 1 kA a 100,000 A, 10 kA a 50 kA. La densidad de corriente de Cd o corriente de CA pico

puede estar en el intervalo de por lo menos uno de 100 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 1000 A/cm2 a 100,000 A/cm2 y

2000 A/cm2 a 50,000 A/cm2. En una forma de realización, el voltaje es determinado por la conductividad del combustible sólido o material energético. La resistencia del combustible sólido o muestra de material energético

está en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 0.001 milliohm a 100 Mohm, 0.1 ohm a 1

Mohm y 10 ohm a 1 kohm. La conductividad de una carga apropiada por área de electrodo activa para formar

hidrinos está en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 10-10 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2,

10-5 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2, 10-4 ohm-1 cm-2 a 105 ohm-1 cm-2, 10-3 ohm-1 cm-2 a 104 ohm-1 cm-2, 10-2 ohm-1

cm-2 a 103 ohm-1 cm-2, 10-1 ohm-1 cm-2 a 102 ohm-1 cm-2 y 1 ohm-1 cm-2 a 10 ohm-1 cm-2. En una forma de realización,

el voltaje es proporcionado por la corriente deseada multiplicada por la resistencia del combustible sólido o muestra

de material energético. En el caso ejemplificativo de que la resistencia es del orden de 1 Mohm, el voltaje es bajo,

tal como < 10 V. En un caso ejemplificativo de H2O esencialmente pura, donde la resistencia es esencialmente

infinita, el voltaje aplicado para obtener una alta corriente para ignición es alto, tal como por encima del voltaje de

ruptura del H2O, tal como aproximadamente 5 kV o más alto. En formas de realización, el voltaje de CD o voltaje

de CA pico puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 0.1 V a 500 kV, 0.1 V a

100 kV y 1 V a 50 kV. La frecuencia de CA puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.1 Hz a 10 GHz, 1 Hz

a 1 MHz, 10 Hz a 100 kHz y 100 Hz a 10 kHz. En una forma de realización, un voltaje de DC es descargado para

crear plasma que comprende H2O desionizada, donde la corriente es subamortiguado y oscila a medida que decae.

En una forma de realización, el impulso de alta corriente es obtenido con la descarga de capacitores tales como supercapacitores que pueden ser conectados en por lo menos una de en serie y en paralelo para obtener la tensión

y corriente deseados, en la que la corriente puede ser de CD o acondicionada con elementos de circuito, tal como

un transformador, por ejemplo un transformador de baja tensión conocido por un experto en la materia. El capacitor

puede ser cargado por una fuente eléctrica, tal como la red eléctrica, un generador, una celda de combustible o

una batería. En una forma de realización, una batería suministra la corriente. En una forma de realización, una

forma de onda de frecuencia, tensión y corriente apropiados puede ser obtenida mediante acondicionamiento de

energía de la salida de los capacitores o la batería.

El combustible sólido o material energético puede comprender un conductor o matriz o soporte conductor tal como

un metal, carbono o carburo y H2O o una fuente de H2O, tal como un compuesto o compuestos que pueden reaccionar para formar H2O o que pueden liberar H2O enlazada, tales como los de la presente divulgación. El combustible sólido puede comprender H2O, un compuesto o material que interactúa con e1H2O y un conductor. El H2O puede estar presente en un estado diferente de H2O global, tal como H2O absorbida o enlazada, tal como H2O fisisorbida o aguas de hidratación. Alternativamente, el H2O puede estar presente como H2O global en una mezcla que es altamente conductora o hecha altamente conductora mediante la aplicación de una tensión apropiada. El combustible sólido puede comprender H2O y un material o compuesto tal como un polvo de metal o carbono que proporciona alta conductividad y un material o compuesto tal como un óxido, por ejemplo un óxido de metal para facilitar la formación de H y posibilidad de catalizador de HOH. Un combustible sólido ejemplificativo puede comprender R-Ni solo y con aditivos tales como los de metales de transición y Al, donde R-Ni libera H y HOH mediante la descomposición de AI2O3 hidratado y Al(OH)3. Un combustible sólido ejemplificativo apropiado comprende por lo menos un oxihidróxido tal como TiOOH, GdOOH, COOOH, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AIo Oh , CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH y una matriz conductora tal como por lo menos uno de un polvo de metal y polvo de carbono y opcionalmente H2O. El combustible sólido puede comprender por lo menos un hidróxido, tal como un hidróxido de metal de transición, por ejemplo por lo menos uno de Cu(OH)2, Co(OH)2, Fe(OH)2 y Ni(OH)2, un hidróxido de aluminio, tal como Al(OH)3, un conductor tal como por lo menos uno de polvo de carbono y un polvo de metal y opcionalmente H2O. El combustible sólido puede comprender por lo menos un óxido tal como por lo menos uno de un óxido de metal de transición, por ejemplo por lo menos uno de CuO, Cu2O, NiO, Ni2O3, FeO y Fe2O3, un conductor tal como por lo menos uno de polvo de carbono y un metal en polvo y H2O. El combustible sólido puede comprender por lo menos un haluro, tal como un haluro de metal, por ejemplo un haluro de metal alcalinotérreo tal como MgCh, un conductor tal como por lo menos uno de polvo de carbono y un polvo de metal tal como Co o Fe y H2O. El combustible sólido puede comprender una mezcla de combustibles sólidos, tales como uno que comprenden por lo menos dos de un hidróxido, un oxihidróxido, un óxido y un haluro tal como un haluro de metal y por lo menos un conductor o matriz conductora y H2O. El conductor puede comprender por lo menos uno de una pantalla de metal recubierta con uno o más de los otros componentes de la mezcla de reacción que comprende el combustible sólido, R-Ni, un polvo de metal tal como un polvo de metal de transición, Ni o Co celmet, carbono o un carburo o de otro conductor o soporte conductor o matriz conductora conocida por un experto en la materia. En una forma de realización, por lo menos un conductor del combustible sólido basado en H2O comprende un metal tal como una fuente de metal, tal como por lo menos uno de un metal de transición tales como Cu, Al y Ag.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende carbono, tal como carbón activado y H2O. En caso de que el encendido para formar plasma ocurra bajo vacío o en una atmósfera inerte, después de la generación de plasma a electricidad, el carbono condensado del plasma puede ser rehidratado para volver a formar el sólido en un ciclo regenerativo. El combustible sólido puede comprender por lo menos uno de una mezcla de H2O ácida, básica o neutra y carbón activado, carbón vegetal, carbón vegetal suave, por lo menos uno de vapor de agua y carbono tratado por hidrógeno y un polvo de metal. En una forma de realización, el metal de la mezcla de carbonometal es por lo menos parcialmente no reactiva con H2O. Los metales apropiados que son por lo menos parcialmente estables hacia la reacción con H2O son por lo menos uno del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. La mezcla se puede regenerar mediante rehidratación que comprende la adición de H2O.

En una forma de realización, los reactivos básicos necesarios son una fuente de H, una fuente de O y una matriz conductora buena para permitir que una alta corriente impregne el material durante la ignición. El combustible sólido o material energético puede estar contenido en un recipiente sellado, tal como un recipiente de metal sellado, por ejemplo un recipiente de aluminio sellado. El combustible sólido o material energético se puede hacer reaccionar mediante un impulso de alta corriente de baja tensión, tal como una creada por una soldadora por puntos, tal como aquel obtenido mediante confinamiento entre los dos electrodos de cobre de una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 y ser sometido a una corta ráfaga de energía eléctrica de alta corriente de baja tensión. La tensión de 60 Hz puede ser de alrededor de 5 a 20 V RMS y la corriente puede ser de aproximadamente 10,000 a 40,000A/cm2.

Los materiales energéticos y condiciones ejemplificativos son por lo menos uno de TiOOH, GdOOH, CoOOH, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH, SmOOH, M2O3H2O, La2O3 H2O y Na2SO^H2O recubierto sobre un tamiz de malla de Ni como una suspensión y secado y luego sometido a un impulso eléctrico de aproximadamente 60 Hz, 8 V RMS y a 40,000 A/cm2.

En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende H2O y un dispersante y disociador para formar H2O naciente y H. Los dispersantes y disociadores ejemplificativos apropiados son un compuesto de haluro, tal como un haluro de metal, por ejemplo un haluro de metal de transición, tal como un bromuro, por ejemplo FeBr2, un compuesto que forma un hidrato, tal como CuBr2 y compuestos tales como óxidos y haluros que presentan un metal capaz de múltiples estados de oxidación. Otros comprenden óxidos, oxihidróxidos o hidróxidos, tales como los de elementos de transición tales como CoO, Co2O3, Co3O4, CoOOH, Co(OH)2, Co(OH)3, NiO, Ni2O3, NiOOH, Ni(OH)2, FeO, Fe2O3, FeOOH, Fe(OH)3, CuO, Cu2O, CuOOH y Cu(OH)2. En otras formas de realización, el metal de transición es reemplazado por otro, tales como metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición interna y de tierras raras y metales del grupo 13 y 14. Los ejemplos apropiados son La2O3, CeO2 y LaX3 (X = haluro). En otra forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende H2O como un hidrato de un compuesto inorgánico, tal como un óxido, oxihidróxidos, hidróxido o haluro.

Otros hidratos apropiados son compuestos de metal de la presente divulgación, tales como por lo menos uno de los grupos de sulfato, fosfato, nitrato, carbonato, hidrógeno carbonato, cromato, pirofosfato, persulfato, hipoclorito, clorito, clorato, perclorato, hipobromito, bromito, bromato, perclorato, hipoyodito, yodito, yodato, peryodato, sulfato de hidrógeno, fosfato de hidrógeno o de dihidrógeno, otros compuestos de metal con un oxianión y haluros de metal. Las proporciones en mol de dispersante y disociador, tal como un óxido de metal o compuesto haluro es cualquiera deseada que provoca la aparición de un evento de encendido. Los moles apropiados del por lo menos un compuesto a los moles de H2O están en por lo menos un intervalo de aproximadamente 0.000001 a 100000, 0.00001 a 10000, 0.0001 a 1000, 0.01 a 100, 0.1 a 10 y 0.5 a 1, donde la proporción es definida como (moles de compuesto/moles de H2O). El combustible sólido o material energético puede comprender además una matriz conductor o conducente, tal como por lo menos uno de un polvo de metal, por ejemplo un polvo de metal de transición, Ni o Co celmet, polvo de carbono o un carburo u otro conductor o soporte conductor o matriz conductora, conocidos por un experto en la materia. Las proporciones apropiadas de moles del compuesto hidratado que comprenden por lo menos un compuesto y H2O a los moles del conductor están en por lo menos un intervalo de aproximadamente 0.000001 a 100000, 0.00001 a 10000, 0.0001 a 1000, 0.01 a 100, 0.1 a 10 y 0.5 a 1, donde la proporción es definida como (moles de compuesto hidratado/moles de conductor).

En una forma de realización, el reactivo es regenerado del producto por la adición de H2O. En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende H2O y una matriz conductora apropiada para la baja tensión, alta corriente de la presente divulgación para fluir a través del material hidratado para dar como resultado la ignición. El material de matriz conductora puede ser por lo menos uno de una superficie de metal, polvo de metal, carbono, polvo de carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo tal como TiCN, nitrilo, otro de la presente divulgación o conocido por un experto en la materia. La adición de H2O para formar el combustible sólido o material energético o regenerarlo de los productos puede ser continua o intermitente.

El combustible sólido o material energético puede comprender una mezcla de matriz conductora, un óxido tal como una mezcla de un metal y el óxido de metal correspondiente, tal como un metal de transición y por lo menos uno de sus óxidos, tales como aquellos seleccionados de Fe, Cu, Ni o Co y H2O. E1H2O puede estar en forma de óxido hidratado. En otras formas de realización, el reactivo de metal/óxido de metal comprende un metal que presenta una baja reactividad con H2O correspondiente al óxido que es fácilmente capaz de ser reducido a metal o el metal no oxidante durante la reacción de hidrino. Un metal ejemplificativo apropiado que presenta baja reactividad con H2O es uno seleccionado de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr. El metal puede ser convertido al óxido durante la reacción. El producto de óxido correspondiente al reactivo de metal puede ser regenerado al metal inicial mediante reducción con hidrógeno mediante sistemas y métodos conocidos por un experto en la materia. La reducción con hidrógeno puede ser a temperatura elevada. El hidrógeno puede ser suministrado por la electrólisis de H2O. En otra forma de realización, el metal es regenerado del óxido mediante carbo-reducción, reducción con un reductor, tal como un metal más activo al oxígeno o mediante electrólisis, tal como electrólisis en una sal fundida. La formación del metal del óxido se puede obtener mediante sistemas y métodos conocidos por un experto en la materia. La cantidad molar de metal a óxido de metal a H2O es cualquiera deseable que dé como resultado ignición cuando sea sometida a un impulso de electricidad de baja tensión, alta corriente, como se proporciona en la presente divulgación. Los intervalos apropiados de cantidades molares relativas de (metal), (óxido de metal), (H2O) son por lo menos uno de alrededor de (0.000001-100000), (0.000001-100000), (0.000001-100000); (0.00001-10000), (0.00001-10000), (0.00001-10000); (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000); (0.001 a 100), (0.001 a 100), (0.001 a 100); (0.01 a 100), (0.01 a 100), (0.01 a 100); (0.1 a 10), (0.1 a 10), (0.1 a 10) y (0.5 a 1), (0.5 a 1), (0.5 a 1). El combustible sólido o material energético pueden comprender por lo menos uno de una suspensión, solución, emulsión, combinación y un compuesto.

El combustible sólido o material energético puede comprender una mezcla de matriz conductora, un haluro tal como una mezcla de un primer metal y el primer haluro de metal correspondiente o un segundo haluro de metal y H2O. El H2O puede estar en forma de haluro hidratado. El segundo haluro de metal puede ser más estable que el primer haluro de metal. En una forma de realización, el primer metal tiene baja reactividad con H2O correspondiente al óxido que es fácilmente capaz de ser reducido a metal o el metal no oxidante durante la reacción hidrino. Un metal ejemplificativo apropiado que presenta baja reactividad de H2O es uno seleccionado de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr. La cantidad molar de metal a haluro de metal a H2O es cualquiera deseable que dé como resultado ignición cuando es sometida a un impulso de electricidad de baja tensión, alta corriente, como se proporciona en la presente divulgación. Los intervalos apropiados de cantidades molares relativas de (metal), (haluro de metal), (H2O) son por lo menos uno de alrededor de (0.000001-100000), (0.000001-100000), (0.000001-100000); (0.00001-10000), (0.00001-10000), (0.00001-10000); (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000); (0.001 a 100), (0.001 a 100), (0.001 a 100); (0.01 a 100), (0.01 a 100), (0.01 a 100); (0.1 a 10), (0.1 a 10), (0.1 a 10) y (0.5 a 1), (0.5 a 1), (0.5 a 1). El combustible sólido o material energético puede comprender por lo menos uno de una suspensión, solución, emulsión, combinación y un compuesto.

En una forma de realización, el combustible sólido o material energético puede comprender un conductor, tal como uno de la presente divulgación, por ejemplo un metal o carbono, un material higroscópico y H2O. Los materiales higroscópicos ejemplificativos apropiados son bromuro de litio, cloruro de calcio, cloruro de magnesio, cloruro de cinc, carbonato de potasio, fosfato de potasio, carnalita tal como KMgCh • 6 (H2O), citrato férrico de amónico, hidróxido de potasio e hidróxido de sodio y ácidos sulfúrico y fosfórico concentrados, fibras de celulosa (tales como

algodón y papel), azúcar, caramelo, miel, glicerol, etanol, metanol, combustible diésel, metanfetamina, muchos

químicos fertilizantes, sales (incluyendo sal de mesa) y una amplia variedad de otras sustancias conocidas por un

experto en la materia, también como un desecante, por ejemplo sílice, carbón activado, sulfato de calcio, cloruro

de calcio y tamices moleculares (típicamente, zeolitas) o un material delicuescente, tal como cloruro de cinc, cloruro

de calcio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio y muchas sales delicuescentes diferentes conocidas por un

experto en la materia. Los intervalos apropiados de cantidades molares relativas de (metal), (material higroscópico), (H2O) son por lo menos uno de alrededor de (0.000001-100000), (0.000001-100000), (0.000001 100000); (0.00001-10000), (0.00001-10000), (0.00001-10000); (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000), (0.0001 a 1000);

(0.001 a 100), (0.001 a 100), (0.001 a 100); (0.01 a 100), (0.01 a 100), (0.01 a 100); (0.1 a 10), (0.1 a 10), (0.1 a

10) y (0.5 a 1), (0.5 a 1), (0.5 a 1). El combustible sólido o material energético puede comprender por lo menos uno

de una suspensión, solución, emulsión, combinación y un compuesto.

En un material energético ejemplificativo, se añaden 0.05 ml (50 mg) de H2O a 20 mg ya sea de Co3O4 o CuO que

fue sellado en una bandeja de DSC de aluminio (crisol de aluminio 30 pl, D:6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y

cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, no hermética (Setaram, S08/HBB37409)) y encendido con una corriente

de entre 15,000 a 25,000 A a alrededor de aproximadamente 8 V RMS usando una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75. Se observó una gran ráfaga de energía que vaporizó las muestras, cada una como un

plasma en expansión energético, altamente ionizado. Otro combustible sólido ejemplificativo encendido de la

misma manera con un resultado similar comprende Cu (42.6 mg)+ CuO (14.2 mg)+ H2O (16.3 mg) que fue sellado

en una bandeja de DSC de aluminio (71.1 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y

cubierta de aluminio D: 6.7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)).

En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende una fuente de catalizador de

H2O naciente y una fuente de H. En una forma de realización, el combustible sólido o material energético es conductor o comprende un material de matriz conductora para provocar que la mezcla de la fuente de catalizador

de H2O naciente y una fuente de H sea conductora. La fuente de por lo menos una de una fuente de catalizador

de H2O naciente y una fuente de H es un compuesto o mezcla de compuestos y un material que comprende por lo

menos O y H. El compuesto o material que comprende O puede ser por lo menos uno de un óxido, un hidróxido y

un oxihidróxido, tal como metal alcalino, alcalinotérreo, metal de transición, metal de transición interna, metal de

tierra rara y óxido, hidróxido y oxihidróxido de metal del grupo 13 y 14. El compuesto o material que comprende O

puede ser un sulfato, fosfato, nitrato, carbonato, hidrógeno carbonato, cromato, pirofosfato, persulfato, perclorato, perbromato y peryodato, MXO3, MXO4 (M = metal tal como metal alcalino, por ejemplo Li, Na, K, Rb, Cs; X = F, Br,

Cl, I), óxido de cobalto magnesio, óxido de níquel magnesio, óxido de cobre magnesio, Li2O, óxido de metal alcalino, óxido de metal alcalino térreo, CuO, CrO4, ZnO, MgO, CaO, MoO2, TiO2, ZrO2, SiO2, AhO3, NiO, FeO,

Fe2O3, TaO2, Ta2Os, VO, VO2, V2O3, V2O5, P2O3, P2O5, B2O3, NbO, NbO2, Nb2Os, SeO2, SeO3, TeO2, WO3, Cr3O4, Cr2O3, CrO2, CrO3, óxido de tierras raras tales como CeO2 o La2O3, un oxihidróxido tal como TiOOH, GdOOH, CoOOH, InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH. Las fuentes ejemplificativas de H son H2O, un compuesto que presenta H2O enlazada o absorbida, tal

como un hidrato, un hidróxido, oxihidróxido o sulfato de hidrógeno, fosfato de hidrógeno o dihidrógeno y un hidrocarburo. El material de matriz conductora puede ser por lo menos uno de un polvo de metal, carbono, polvo

de carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo como TiCN o nitrilo. Los conductores de la presente divulgación

pueden estar en diferentes formas físicas en diferentes formas de realización, tales como a granel, en partículas,

polvo, nanopolvo y otras formas conocidas por un experto en la materia, que provocan que el combustible sólido

o material energético que comprende una mezcla con el conductor sea conductor.

Los combustibles sólidos o materiales energéticos ejemplificativos comprenden por lo menos uno de H2O y una

matriz conductora. En una forma de realización ejemplificativa, el combustible sólido comprende H2O y un conductor de metal, tal como un metal de transición, por ejemplo Fe, en una forma tal como un conductor de polvo

de metal de Fe y un compuesto de Fe, tal como hidróxido de hierro, óxido de hierro, oxihidróxido de hierro y haluro

de hierro, donde el último se puede sustituir por H2O como el hidrato que sirve como la fuente de H2O. Otros

metales se pueden sustituir por Fe en cualquiera de sus formas físicas, tales como metales y compuestos, también

como estados tales como global, lámina, tamiz, malla, alambre, partículas, polvo, nanopolvo y estado sólido, líquido

y gaseoso. El conductor puede comprender carbono en una o más formas físicas, tales como por lo menos uno de

carbono a granel, carbono en partículas, polvo de carbono, aerogel de carbono, nanotubos de carbono, carbón activado, grafeno, KOH carbón activado o nanotubos, carbono derivado de carburo, tela de fibra de carbono y fullereno. Lso combustibles sólidos o materiales energéticos ejemplificativos apropiados son CuBr2 H2O matriz conductora; Cu(OH)2 FeBr2+ material de matriz conductor, tal como carbono o un polvo de metal; FeOOH

material de matriz conductor tal como carbono o un polvo de metal; Cu(OH)Br material de matriz conductor tal

como carbono o un polvo de metal; AlOOH o Al(OH)3 polvo de Al, donde además se suministra H2 a las reacciones

para formar hidrinos por medio de Al con H2O formado de la descomposición de AlOOH o Al(OH)3; H2O en nanopartículas conductoras, tales como nanotubos de carbono y fullereno que pueden ser activadas con vapor y

H2O en zeolitas metalizadas, donde se puede usar un dispersante para humectar el material hidrófobo tal como

carbono; NH4NO3 H2O polvo de aleación de NiAl; LiNH2 LiNO3 polvo de Ti; LiNH2 LiNO3 Pt/Ti; LiNH2

NH4NO3 polvo de Ti; BH3NH3 NH4NO3; BH3NH3 CO2, SO2, NO2, también como nitratos, carbonatos, sulfatos;

LiH NH4NO3 metal de transición, metal de tierras raras, Al u otro metal oxidable; NH4NO3 metal de transición, metal de tierras raras, Al u otro metal oxidable; NH4NO3 R-Ni; P2O5 con cada uno de un hidróxido de la presente divulgación, LiNO3, LCO4 y S2O8 matriz conductora y una fuente de H tal como un hidróxido, oxihidróxido, material de almacenamiento de hidrógeno, tal como uno o más de la presente divulgación, combustible diésel y una fuente de oxígeno que puede también ser un aceptor de electrones tal como P2O5 y otros anhídridos ácidos tales como CO2, SO2, o NO2.

El combustible sólido o material energético para formar hidrinos pueden comprender por lo menos un material altamente reactivo o energético, tales como NH4NO3, tritonal, RDX, PETN y otros de la presente divulgación. El combustible sólido o material energético pueden comprender adicionalmente por lo menos uno de un conductor, una matriz conductora o un material conductor tal como un polvo de metal, carbono, polvo de carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo como TiCN o nitrilo, un hidrocarburo tal como combustible diésel, un oxihidróxido, un hidróxido, un óxido y H2O. En una forma de realización ejemplificativa, el combustible sólido o material energético comprende un material altamente reactivo o energético tal como NH4NO3, tritonal, RDX y PETN y una matriz conductora tal como por lo menos uno de un polvo de metal, por ejemplo Al o un polvo de metal de transición y polvo de carbono. El combustible sólido o material energético se pueden hacer reaccionar con una alta corriente, como se proporciona en la presente divulgación. En una forma de realización, el combustible sólido o material energético comprende además un sensibilizador tal como microesferas de vidrio.

A. Convertidor plasmadinámico (PDC)

La masa de un ion de carga positiva de un plasma es de por lo menos 1800 veces aquella del electrón; así, la órbita del ciclotrón es 1800 veces más grande. Esto da como resultado que los electrones sean atrapados magnéticamente en las líneas de campo magnético, mientras que los iones pueden derivar. Puede ocurrir la separación de cargas para proporcionar una tensión a un convertidor de plasmadinámico.

B. Convertidor magnetohidrodinámico (MHD)

La separación de carga basada en la formación de un flujo másico de iones en un campo magnético cruzado es una técnica bien conocida como conversión de energía magnetohidrodinámica (MHD). Los iones positivos y negativos sufren dirección de Lorentz en direcciones opuestas y son recibidos en el electrodo de MHD correspondiente para afectar el voltaje entre ellos. El método de MHD típico para formar un flujo másico de iones es expandir un gas de alta presión sembrado con iones a través de una boquilla para crear un flujo de alta velocidad a través del campo magnético cruzado con un conjunto de electrodos de MHD cruzados con respecto al campo de desviación de recibir los iones desviados. En la presente divulgación, la presión es comúnmente mayor que la atmosférica, pero no necesariamente y el flujo másico direccional puede ser obtenido mediante reacción de un combustible sólido para formar un plasma que se expande radialmente altamente ionizado.

C. Convertidor electromagnético directo (campo cruzado o de deriva), E * B convertidor directo

La guía de deriva central de partículas cargadas en campos magnéticos y eléctricos cruzados puede ser aprovechada para separar y recolectar carga en electrodos E x B separados espacialmente. A medida que el dispositivo extrae energía de partículas perpendicular a un campo de guía, la expansión del plasma puede no ser necesaria. El desempeño de un convertidor ideal E x B depende de la diferencia inercial entre iones y electrones que es la fuente de separación de carga y la producción de un voltaje en electrodos opuestos E x B en relación con las direcciones de campo cruzadas. La colección de deriva VB puede también ser usada independientemente o en combinación con la recogida de E x B.

D. Convertidor de deriva de carga

El convertidor de energía directo descrito por Timofeev y Glagolev [A. V. Timofeev, "A scheme for direct conversion of plasma thermal energy into electrical energy," Sov. J. Plasma Phys., Vol. 4, No. 4, julio-agosto, (1978), pp. 464 468; V. M. Glagolev y A. V. Timofeev, "Direct Conversion of thermonuclear into electrical energy a drakon system," Plasma Phys. Rep., Vol. 19, No. 12, December (1993), pp. 745-749] depende de la inyección de carga a iones positivos separados de deriva, con el fin de extraer energía de un plasma. Este convertidor de deriva de carga comprende un gradiente de campo magnético en dirección transversal a la dirección de una fuente de un flujo magnético B y una fuente de flujo magnético B que presenta una curvatura de las líneas de campo. En ambos casos, los iones cargados negativa y positivamente de deriva se mueven en direcciones opuestas perpendiculares al plano formado por B y la dirección del gradiente de campo magnético o el plano en el cual B tiene curvatura. En cada caso, los iones separados generan un voltaje en capacitores opuestos que son paralelos al plano, con una disminución concomitante de la energía térmica de los iones. Los electrones son recibidos en un electrodo de convertidor de deriva de carga y los iones positivos son recibidos en otro. Debido a que la movilidad de los iones es mucho menor que las de los electrones, inyección de electrones puede ser efectuada directamente o mediante ebullición de los mismos de un electrodo del convertidor de deriva de carga calentado. La pérdida de energía es pequeña sin mucho coste en balance de energía.

E. Confinamiento Magnético

Considerar que la ráfaga o el evento de ignición es cuando la catálisis de H para formar hidrinos se acelera a una velocidad muy alta. En una forma de realización, el plasma producido de la ráfaga o evento de ignición es plasma en expansión. En este caso, el magnetohidrodinámico (MHD) es un sistema y método de conversión apropiado. Alternativamente, en una forma de realización, el plasma es confinado. En este caso, la conversión puede ser obtenida con por lo menos uno de un convertidor plasmadinámico, convertidor magnetohidrodinámico, convertidor electromagnético directo (campo cruzado o deriva), convertidor directo E x B y convertidor de deriva de carga. En este caso, además de una celda de SF-CIHT y equilibrio de planta que comprende ignición, recarga, regeneración, manipulación del combustible y sistemas de conversión de energía de plasma a eléctrico, el sistema de generación de energía comprende además un sistema de confinamiento de plasma. El confinamiento puede ser obtenido con campos magnéticos, tales como campos solenoidales. Los imanes pueden comprender por lo menos uno de imanes permanentes y electroimanes, tales como por lo menos uno de imanes sin enfriar, enfriados por agua y superconductores, con el sistema de manejo criogénico correspondiente que comprende por lo menos uno de un Dewar de helio líquido, un Dewar de nitrógeno líquido, deflectores de radiación que pueden comprender cobre, aislamiento de alto vacío, blindajes de radiación y una criobomba y compresor que pueden ser energizados por la salida de energía de un generador de energía a base de hidrino. Los imanes pueden ser bobinas abiertas tales como bobinas de Helmholtz. El plasma puede además ser confinado en una botella magnética y mediante otros sistemas y métodos conocidos por un experto en la materia.

Dos espejos magnéticos o más pueden formar una botella magnética para confinar el plasma formado por la catálisis de H para formar hidrinos. La teoría del confinamiento se proporciona en solicitudes anteriores de la solicitante, tal como Microwave Power Cell, Chemical Reactor, And Power Converter, PCT/US02/06955, presentada el 3/7/02 (versión corta), PCT/US02/06945 presentada el 3/7/02 (versión larga), número de caso US 10/469,913 presentado el 9/5/03. Los iones creados en la botella en la región central formarán una espiral a lo largo del eje, pero serán reflejados por los espejos magnéticos en cada extremo. Los iones con más energía con altos componentes de velocidad paralelos a un eje deseado escaparán en los extremos de la botella. Así, en una forma de realización, la botella puede producir un flujo esencialmente lineal de iones desde los extremos de la botella magnética a un convertidor magnetohidrodinámico. Puesto que los electrones pueden ser confinados preferentemente debido a su masa relativa inferior a iones positivos y se desarrolla una tensión en una forma de realización plasmadinámica de la presente divulgación. Los flujos de energía entre un ánodo en contacto con los electrones confinados y un cátodo, tal como la pared del recipiente de confinamiento que recoge los iones positivos. La energía puede ser disipada en una carga externa.

F. Celda de transición de hidrino inducida por catalizador de combustible sólido (SF-CIHT)

Puede hacerse referencia a los reactivos químicos de la presente divulgación como combustible sólido o materiales energéticos o ambos. Un combustible sólido puede funcionar como y comprender así un material energético cuando se crean y mantienen condiciones para provocar cinética de reacción muy alta para formar hidrinos. En una forma de realización, la velocidad de reacción de hidrino es dependiente de la aplicación o desarrollo de una alta corriente. En una forma de realización de una celda de SF-CIHT, los reactivos para formar hidrinos son sometidos a un impulso de alta energía, de baja tensión, de alta corriente, que provoca una velocidad de reacción muy rápida y liberación de energía. La velocidad puede ser suficiente para crear una onda de choque. En una forma de realización ejemplificativa, una tensión de 60 Hz es menor del pico de 15 V, la corriente es de entre 10,000 A/cm2 y un pico de 50,000 A/cm2 y la energía es de entre 150,000 W/cm2 y 750,000 W/cm2. Otras frecuencias, tensiones, corrientes y potencias en intervalos de aproximadamente 1/100 veces a 100 veces de estos parámetros son apropiadas. En una forma de realización, la velocidad de reacción de hidrino es dependiente de la aplicación o desarrollo de una alta corriente. En una forma de realización, la tensión es seleccionada para provocar una alta corriente de CA, CD o mezcla de corriente de CA-CD que está en el intervalo de por lo menos uno de 100 A a 1,000,000 A, 1 kA a 100,000 A, 10 kA a 50 kA. La densidad de corriente DC o pico de CA puede estar en el intervalo de por lo menos uno de 100 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 1000 A/cm2 a 100,000 A/cm2 y 2,000 A/cm2 a 50,000 A/cm2. El voltaje de CD o voltaje de CA pico puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de alrededor de 0.1 V a 1000 V, 0.1 V a 100 V, 0.1 V a 15 V y 1 V a 15 V. La frecuencia de CA puede estar en el intervalo de alrededor de 0.1 Hz a 10 GHz, 1 Hz a 1 MHz, 10 Hz a 100 kHz y 100 Hz a 10 kHz. El tiempo de impulso puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 10'6 s a 10 s, 10'5 s a 1 s, 10'4 s a 0.1 s y 10'3 s a 0.01 s.

Durante la catálisis de H a hidrinos, los electrones son ionizados del catalizador de HOH por la energía transferida del H que es catalizado al HOH. Las etapas de la catálisis son (1) el hidrógeno atómico reacciona con un aceptor de energía, llamado un catalizador, donde la energía es transferida del hidrógeno atómico al catalizador que forma de iones positivos y electrones ionizados debido a aceptar la energía; (2) a continuación, el electrón negativo de H cae a una cubierta inferior más cercana al protón positivo para formar un átomo de hidrógeno más pequeño, hidrino, liberando energía para producir electricidad o calor, dependiendo del diseño del sistema; (3) los iones positivos del catalizador vuelven a ganar sus electrones perdidos para volver a formar el catalizador, para otro ciclo con la liberación de la energía inicial aceptada del H (hidrógeno atómico). La alta corriente de la celda de SF-CIHT contrarresta el efecto limitante de la acumulación de carga del catalizador que pierde sus electrones para dar como resultado una velocidad de reacción catastróficamente alta. Estos electrones (etapa 2) pueden ser conducidos en la corriente de circuito alta aplicada para impedir que la reacción de catálisis sea autolimitante por la acumulación de carga. La alta corriente puede provocar además transiciones estimuladas de electrones o cascada estimulada de electrones, donde uno o más electrones actuales incrementan la velocidad a la que un electrón del átomo de hidrógeno (H) experimenta una transición para formar hidrino. La alta corriente puede provocar un decaimiento catastrófico o una velocidad de reacción de hidrino catastrófica. La energía de plasma formada por el hidrino puede ser convertida directamente en electricidad.

Una ráfaga es producida por la cinética rápida que a su vez provoca la ionización de electrones masiva. En las formas de realización, la fuente de plasma de la ignición del combustible sólido es convertida en energía eléctrica usando por lo menos un convertidor especializado de energía de plasma a eléctrica, tal como por lo menos uno de un convertidor de MHD, PDC y convertidor directo de E x B. Los detalles de estos y otros convertidores de energía de plasma a eléctrica se proporcionan en publicaciones previas tales como R. M. Mayo, R. L. Mills, M. Nansteel, “Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity,” IEEE Transactions on Plasma Science, octubre, (2002), Vol. 30, No. 5, pp. 2066-2073; R. M. Mayo, R. L. Mills, M. Nansteel, “On the Potential of Direct and MHD Conversion of Power from a Novel Plasma Source to Electricity for Microdistributed Power Applications,” IEEE Transactions on Plasma Science, agosto, (2002), Vol. 30, No. 4, pp. 1568-1578; R. M. Mayo, R. L. Mills, “Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity for Microdistributed Power Applications,” 40a Conferencia Anual de Fuentes de Energía, Cherry Hill, NJ, junio l0-13, (2002), pp. 1-4 (“Publicaciones de conversión de energía de plasma previas de Mills”) y en solicitudes previas, tales como Microwave Power Cell, Chemical Reactor y Power Converter, PCT/US02/06955, presentada el 3/7/02 (versión corta), PCT/US02/06945 presentada el 3/7/02 (versión larga), número de caso US 10/469,913 presentada el 9/5/03; Plasma Reactor And Process For Producing Lower-Energy Hydrogen Species, PCT/US04/010608 presentada el 4/8/04, US/ 10/552,585 presentada el 10/12/15 e Hydrogen Power, Plasma, and Reactor for Lasing, and Power Conversion, PCT/US02/35872 presentada el 11/8/02, US/ 10/494,571 presentada el 5/6/04 (“Mills Prior Plasma Power Conversion Publications”).

La energía de plasma convertida en electricidad es disipada en un circuito externo. Como se demuestra por los cálculos y experimentalmente en las publicaciones de conversión de energía de plasma previas de Mills, se puede obtener una conversión mayor del 50% de energía de plasma a electricidad. Se produce calor, también como plasma por cada celda de SF-CIHT. El calor puede ser usado directamente o convertido en energía mecánica o eléctrica usando convertidores conocidos por un experto en la materia, tal como un motor de calor, por ejemplo una máquina de vapor o turbina de vapor o gas y generador, un motor de ciclo de Rankine o Brayton o un Motor Stirling. Para conversión de energía, cada celda SF CIHT puede ser interconectada con cualquiera de los convertidores de energía térmica o de plasma en energía mecánica o eléctrica descritos en las publicaciones previas de Mills, también como convertidores conocidos por un experto en la materia, tal como un motor de calor o sistema de turbina de vapor o gas, motor Stirling o convertidor termoiónico o termoeléctrico. Los convertidores de plasma adicionales comprenden por lo menos uno de un convertidor de energía plasmadinámica, convertidor directo de E x B, convertidor de energía magnetohidrodinámico, convertidor de energía magnetohidrodinámico de espejo magnético, convertidor de deriva de carga, convertidor de energía Post o de persiana veneciana, girotrón, convertidor de energía de microondas de haces de fotones y convertidor fotoelétrico, divulgados en las publicaciones previas de Mills. En una forma de realización, la celda comprende por lo menos un cilindro de un motor de combustión interna, como se proporciona en las publicaciones de conversión de energía térmica previas de Mills, publicaciones de conversión de energía de plasma previas de Mills y solicitudes previas de Mills.

Un generador de energía de celda de transición de hidrino inducida por catalizador de combustible sólido (SF-CIHT) mostrado en la figura 1 comprende por lo menos una celda de SF-CIHT 1 que presenta un bastidor de soporte estructural 1a, presentando cada una por lo menos dos electrodos 2 que confinan una muestra, gránulo, porción o alícuota de combustible sólido 3 y una fuente de energía eléctrica 4 para alimentar una ráfaga corta de baja tensión, energía eléctrica de alta corriente a través del combustible 3. La corriente enciende el combustible para liberar energía de la formación de hidrinos. La energía está en forma de energía térmica y plasma altamente ionizado del combustible 3 apto para ser convertido directamente en electricidad. (En adelante "enciende o forma ráfaga" se refiere al establecimiento de cinéticas de reacción de hidrino altas debido a una alta corriente aplicada al combustible). El plasma puede ser sembrado para aumentar la conductividad o duración de la conductividad. En una forma de realización, una composición de materia, tal como un elemento o compuesto, por ejemplo un metal alcalino o compuesto de metal alcalino, tal como K2CO3 puede ser añadido a por lo menos uno del combustible sólido y el plasma para sembrarlo con iones cargados. En una forma de realización, el plasma comprende una fuente de siembra de iones, tal como un metal alcalino o compuesto de metal alcalino que mantiene la conductividad cuando el plasma se enfría. Las fuentes ejemplificativas de energía eléctrica para obtener ignición del combustible sólido para formar plasma son las de una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 y un generador de corrientes transitorias de 8/20US hasta 10 KA Test Model c Ss 500N10. En una forma de realización, la fuente de energía eléctrica 4 es CD y el convertidor de plasma a energía eléctrica es apropiado para un campo magnético de CD. Los convertidores apropiados que funcionan con un campo magnético de CD son convertidores de energía magnetohidrodinámica, plasmadinámica y convertidores de energía ¿

En una forma de realización, una mezcla de combustible sólido ejemplificativo comprende un polvo de metal de transición, su óxido y H2O. El polvo fino puede ser atomizado neumáticamente al hueco formado entre los electrodos 2 cuando se abren. En otra forma de realización, el combustible comprende por lo menos uno de un polvo y suspensión. El combustible puede ser inyectado a una región deseada para ser confinado entre los electrodos 2 para ser encendido por una alta corriente. Para confinar mejor el polvo, los electrodos 2 pueden tener mitades macho y hembra que forman una cámara para contener el combustible. En una forma de realización, el combustible y los electrodos 2 pueden estar cargados electrostáticamente de manera opuesta, de tal modo que el combustible fluye a la región de interelectrodo y se adhieren electrostáticamente a una región deseada de cada electrodo 2 donde se enciende el combustible.

En una forma de realización del generador de energía mostrado en la figura 1, las superficies de los electrodos 2 pueden ser paralelas con el eje gravitacional y el polvo de combustible sólido 3 se puede hacer fluir por la gravedad desde una tolva elevada 5 como una corriente intermitente, donde la sincronización de las corrientes de flujo intermitente coincide con las dimensiones de los electrodos 2 a medida que reciben el combustible pulverizado 3 y cierran para encender la corriente de combustible. En otra forma de realización, los electrodos 2 comprenden además rodillos 2a en sus extremos que están separados por un pequeño espacio lleno con flujo de combustible. El combustible eléctricamente conductor 3 cierra el circuito entre los electrodos 2 y el flujo de alta corriente a través del combustible lo enciende. La corriente de combustible 3 puede ser intermitente para impedir que el plasma en expansión altere el flujo de corriente de combustible.

En otra forma de realización, los electrodos 2 comprenden un conjunto de engranes 2a soportados por el elemento estructural 2b. El conjunto de engranes se pueden hacer girar por el engranaje impulsor 2c accionado por el motor del engranaje impulsor 2d. El engranaje impulsor 2c puede servir además como disipador de calor para cada engrane 2a, donde el calor puede ser retirado por el intercambiador de calor de electrodo tales como 10, que recibe el calor del engranaje impulsor 2c. Los engranes 2a tales como los engranes de espina de pescado, cada uno comprenden un número entero n de dientes, donde el combustible fluye en el n-ésimo hueco interdientes o parte plana del fondo, a medida que el combustible en el n-1-ésimo hueco interdientes es comprimido por el diente n-1 del engrane de acoplamiento. Otras geometrías para los engranes o la función de los engranes están dentro del alcance de la presente divulgación, tales como engranes de diente poligonal o triangular interdigitados, engranes helicoidales y sin fines, como son conocidos por un experto en la materia. En una forma de realización, el combustible y una región deseada de los dientes de engrane de los electrodos 2a, tal como la parte plana inferior pueden ser cargados electrostáticamente de manera opuesta, de tal manera que el combustible fluye en y se adhiere electrostáticamente a la región deseada de uno o ambos electrodos 2a, donde el combustible es encendido cuando los dientes se acoplan. En una forma de realización, el combustible 3, tal como un polvo fino es atomizado neumáticamente a una región deseada de los engranes 2a. En otra forma de realización, el combustible 3 es inyectado a una región deseada para ser confinado entre los electrodos 2a, como la región de interdigitación de los dientes de los engranes 2a, para ser encendido por una alta corriente. En una forma de realización, los rodillos o engranes 2a mantienen tensión uno hacia el otro por medios tales como al ser cargados por muelle o mediante accionamiento neumático o hidráulico. El acoplamiento o empalme de los dientes y la compresión provocan contacto eléctrico entre los dientes engranados por medio del combustible conductor. En una forma de realización, los engranes son conductores en la región de interdigitación que se pone en contacto con el combustible durante el empalme y son aislantes en otras regiones, de tal manera que la corriente fluye selectivamente a través del combustible. En una forma de realización, los engranes 2a comprenden engranes de cerámica que son recubiertos de metal para ser conductores en la región de interdigitation o aislados eléctricamente y sin una trayectoria de conexión a tierra. Además, el engranaje impulsor 2c puede ser no conductor o aislado eléctricamente y sin una trayectoria de conexión a tierra. El contacto eléctrico y suministro de los electrodos 2 a las secciones de interdigitación de los dientes pueden ser provistos por escobillas. Una escobilla ejemplificativa comprende una barra o vástago de carbono que es impulsada en contacto con el engrane mediante un muelle, por ejemplo.

En otra forma de realización, el contacto eléctrico y el suministro de los electrodos 2 a las secciones de interdigitación de los dientes pueden ser provistos directamente por medio de un cubo de engrane y rodamientos. El elemento estructural 2b puede comprender los electrodos 2. Como se muestra en la figura 1, cada electrodo 2 del par de electrodos puede ser centrado en cada engrane y conectado al centro de cada engrane para servir tanto como el elemento estructural 2b y el electrodo 2, donde los rodamientos de engrane que conectan cada engrane 2a a su eje o cubo sirven como contacto eléctrico y la única trayectoria de conexión a tierra es entre los dientes de contacto de engranes opuestos. En una forma de realización, la parte externa de cada engrane gira alrededor de su cubo central para tener más contacto eléctrico por medio de rodamientos adicionales al radio más grande. El cubo puede también servir como un disipador de calor grande. Un intercambiador de calor de electrodo 10 se puede también fijar al cubo para retirar el calor de los engranes. El intercambiador de calor 10 puede estar aislado eléctricamente del cubo con una fina capa de aislante, tal como un aislante eléctrico que presenta alta conductividad térmica, tal como diamante o película de carbono semejante a diamante. La electrificación de los engranes puede ser sincronizada usando una computadora y transistores de conmutación, tales como aquellos utilizados en motores eléctricos de corriente directa (CD) sin escobillas. En una forma de realización, los engranes son energizados intermitentemente, de tal manera que la alta corriente fluye a través del combustible cuando los engranes son acoplados. El flujo del combustible puede ser sincronizado para coincidir con la alimentación del combustible a los engranes a medida que empalman y se provoca que la corriente fluya a través del combustible.

El alto flujo de corriente consecuente provoca que el combustible se inflame. El combustible se puede hacer fluir continuamente a través de los engranes o rodillos 2a que giran para impulsar el combustible a través del hueco. El combustible puede ser encendido continuamente a medida que se hace girar para llenar el espacio entre los electrodos 2, que comprenden regiones de empalme de un conjunto de engranes o lados opuestos de un conjunto de rodillos. En este caso, la energía de salida puede ser estable. El plasma resultante se expande hacia afuera por los lados de los engranes y fluye al convertidor de energía de plasma a eléctrica 6, en una forma de realización. El flujo en expansión del plasma puede ser a lo largo del eje que es paralelo con el eje de cada engrane y transversal a la dirección del flujo de la corriente de combustible 3. El flujo axial puede ser al convertidor de PDC 6, como se muestra en la figura 1 o un convertidor de MHD. Se puede obtener un flujo direccional adicional con imanes de confinamiento, tales como los de bobinas de Helmholtz o una botella magnética 6d.

Los electrodos pueden ser por lo menos uno de regenerados continua o intermitentemente con metal de un componente del combustible sólido 3. El combustible sólido puede comprender metal en una forma que es fundido durante el encendido, de tal manera que algo se adhiere, se funde, se suelda o se alea a la superficie para reemplazar el material de electrodo 2a, tal como metal que fue erosionado o desgastado durante la operación. El generador de energía de celda de SF-CIHT puede comprender además unos medios para reparar la forma de los electrodos, tales como los dientes de engranes 2a. Los medios pueden comprender por lo menos uno de un molde de yeso, un molino y una máquina de fresado. La erosión del engrane puede ser reparada continuamente durante el operación. Los electrodos de engrane de la celda de SF-CIHT pueden ser reparados continuamente mediante maquinado de descarga eléctrica (EDM) o por galvanoplastia, por medios tales como galvanoplastia de EDM. Los sistemas y métodos de remanufactura continua de los engranes durante la operación en vacío, tal como nebulización en frío, nebulización térmica o pulverización catódica son conocidos por un experto en la materia.

En una forma de realización, los engranes de interdigitación son diseñados para atrapar el exceso de combustible sólido, tal como un polvo de combustible sólido que es altamente conductor. Las regiones de engranes, tales como cada diente y fondo - parte plana de engrane coincidentes correspondientes presentan por lo menos uno de un diseño geométrico y electrificación selectiva, de tal manera que solo una porción de la cantidad en exceso de combustible detona. La porción seleccionada puede ser separada del contacto con las superficies de engranes por el combustible no seleccionado, sin detonar. La forma volumétrica del combustible en la región de interdigitación puede ser de tal manera que un volumen más pequeño seleccionado presenta una corriente suficientemente alta para ser permisiva a la detonación; mientras que el volumen más grande de los alrededores a través del cual la corriente puede pasar tiene una densidad de corriente por debajo de aquella requerida para la detonación. En una forma de realización, el combustible atrapado en exceso conduce la corriente que fluye a través de un volumen o área más grande de combustible y es concentrado a un volumen o área más pequeña donde se excede el umbral de corriente para la detonación y la detonación ocurre en la porción seleccionada del combustible que presenta una densidad de corriente más alta. En una forma de realización, la porción de combustible selectiva tiene una resistencia más baja en relación con la porción no seleccionada debido al diseño geométrico y electrificación selectiva que determina la longitud de la trayectoria de corriente a través de las porciones de combustible. En una forma de realización, la geometría del engrane provoca que una región seleccionada tenga una compresión más alta del combustible que el área no seleccionada, de tal manera que la resistencia es más baja en la región seleccionada. Consecuentemente, la densidad de corriente es más alta en la región seleccionada y está por encima del umbral de detonación. En contraste, la resistencia es más alta en el área no seleccionada. Consecuentemente, la densidad de corriente es más baja en el área no seleccionada y está por debajo del umbral de detonación. En una forma de realización ejemplificativa, la región seleccionada comprende la compresión de una alícuota en forma de reloj de arena del combustible.

El combustible no detonado en exceso circundante absorbe por lo menos algo de las condiciones que de otra manera provocan erosión a los engranes si estuvieron expuestos directamente a las condiciones estando ausente el combustible sólido intermedio que no detona. Las condiciones pueden comprender bombardeo o exposición a por lo menos uno de alta temperatura, alta presión, tal como aquella debida a onda de choque o sobrepresión de ráfaga, proyectiles, plasma, electrones e iones. El combustible sin detonar puede ser conectado por el sistema de recuperación de combustible y hacerse recircular. Con respecto a las figuras 1 y 2, los sistemas de recuperación de combustible y de recirculación pueden comprender el condensador de vapor 15, conducto 6a, elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13, sistema de regeneración 14 y tolva 5.

En otra forma de realización, los engranes son móviles mediante un mecanismo sujetado, tal como una biela de movimiento atacada y accionada por un cigüeñal, similar al sistema y método del sistema de pistón de un motor de combustión interna. A medida que las porciones de electrodo opuestas de los engranes giran en la posición acoplada opuesta, los electrodos opuestos son impulsados conjuntamente en compresión y se separan enseguida de la ignición por el mecanismo sujetado. Los electrodos opuestos pueden ser de cualquier forma deseada y pueden ser electrificados selectivamente para provocar que por lo menos uno del combustible experimente una mayor compresión en la región seleccionada y que la densidad de corriente sea mayor en la región seleccionada. Los electrodos opuestos pueden formar una coraza semiesférica que comprime el combustible con la mayor compresión en el centro. La densidad de corriente más alta puede también estar en el centro para obtener selectivamente el umbral para la denotación en la región central. El plasma en expansión puede fluir hacia afuera por la porción abierta de la coraza semiesférica. En otra forma de realización, los electrodos opuestos pueden formar la forma de reloj de arena, donde la región seleccionada puede comprender la parte central o cuello del reloj de arena.

En una forma de realización, el engrane puede consistir en por lo menos dos materiales, en el que por lo menos un material es un conductor. Por lo menos un material endurecido puede servir para el propósito de ser resistente a la corrosión cuando es expuesto a las condiciones de la ráfaga, en las que la ráfaga puede ocurrir en contacto con o en proximidad estrecha al material endurecido. El material altamente conductor puede ser separado de la ráfaga por un combustible sólido sin detonar. La disposición de los por lo menos dos tipos de materiales proporciona por lo menos uno de la compresión selectiva y electrificación selectiva de la región seleccionada sobre la región no seleccionada. En una forma de realización ejemplificativa, la interdigitación de los engranes forma una configuración de reloj de arena o forma prensada. El cuello o parte central del reloj de arena puede ser formado a partir de un material altamente estable o endurecido que puede ser un aislante, tal como una cerámica. Las porciones sin parte central o de bulbo de los engranes pueden comprender un conductor, tal como un metal, tal como por lo menos uno de un metal de transición, de transición interna, de tierras raras, metal del Grupo 13, del Grupo 14 y del Grupo 15 o una aleación de por lo menos dos de tales metales o un carburo, tal como TiC y WC. La porción de parte central puede comprimir la región seleccionada y la corriente puede pasar entre las regiones sin parte central o de bulbo para ser concentrada en la región de parte central. Mediante esto, la densidad de corriente es incrementada en la región seleccionada que comprende la parte central, de tal manera que se obtiene el umbral de detonación. La parte central es protegida de daños de la ráfaga por la resistencia a la erosión del material de parte central que comprende el material endurecido. Las regiones sin parte central o de bulbo que consisten en un conductor están en contacto con una región de combustible no seleccionada, en la que el combustible intermedio entre la ráfaga y estas superficies de engrane correspondientes protege estas superficies de la erosión por la ráfaga.

La fuente de energía de encendido 4, que puede también servir como una fuente de alimentación de arranque, comprende por lo menos un capacitor, tal como un banco de capacitores de baja tensión, alta capacitancia que suministra la baja tensión, alta corriente necesaria para obtener la ignición. El circuito del capacitor puede estar diseñado para evitar la ondulación o repique durante la descarga, para aumentar la vida útil de los capacitores. El tiempo de vida puede ser largo, tal como en el intervalo de aproximadamente 1 a 20 años. La fuente de alimentación del banco de capacitores puede comprender un circuito que evita el efecto pelicular durante la descarga que impediría que la corriente penetre a la mayor parte del combustible sólido. El circuito de alimentación puede comprender un circuito de LRC para que la descarga del capacitor encienda el combustible sólido, en el que la constante de tiempo es lo suficientemente larga para impedir oscilaciones de alta frecuencia o una descarga de impulso que comprende componentes de alta frecuencia que impiden que la corriente fluya a través de la muestra para encenderla.

Para amortiguar cualquier intermitencia, algo de energía puede ser almacenada en un capacitor y opcionalmente, un transformador de alta corriente, batería u otro dispositivo de almacenamiento de energía. En otra forma de realización, la salida eléctrica de una celda puede alimentar una corta ráfaga de energía eléctrica de baja tensión, de alta corriente que enciende el combustible de otra celda. La energía eléctrica emitida puede ser acondicionada adicionalmente por el acondicionador de energía de salida 7 conectado por los conectores de alimentación 8 y 8a. El acondicionador de energía de salida 7 puede comprender elementos tales como un almacenamiento de energía, tal como una batería o un supercapacitor, convertidor o inversor de CD a CA (CD/CA) y un transformador. La energía de CD puede ser convertida en otra forma de energía de CD, tal como una con un voltaje más alto, la energía puede ser convertida en CA, mezclas de CD y CA. La energía de salida puede ser energía acondicionada a una forma de onda deseada, tal como energía de CA de 60 Hz y suministrada a una carga a través de las terminales de salida 9. En una forma de realización, el acondicionador de energía de salida 7 convierte la energía del convertidor fotovoltaico o el convertidor de energía térmica en eléctrica a una frecuencia y forma de onda deseadas, tal como una frecuencia de CA diferente de 60 o 50 Hz, que son estándares en los Estados Unidos de América y Europa, respectivamente. La frecuencia diferente puede ser aplicada a cargas coincidentes diseñadas para la diferente frecuencia, tales como motores, tales como aquellos para aplicaciones motrices, de aviación, marinas, artefactos, herramientas y maquinaria, calentamiento eléctrico y acondicionamiento de espacio, telecomunicaciones y electrónicas. Una porción de la energía de salida en los terminales de salida de energía 9 puede ser usada para alimentar la fuente de energía eléctrica 4, tal como energía de CD CA de aproximadamente 5-10 V, 10,000-40,000. Los convertidores de energía de PDC pueden emitir energía de CD de baja tensión de alta corriente que es apropiada para realimentar los electrodos 2 para provoca la ignición del combustible suministrado subsecuentemente. La salida de baja tensión, alta corriente puede ser suministrada a cargas de CD. La CD puede ser acondicionada con un convertidor de CD/CD. Las cargas de CD ejemplificativas comprenden motores de CD, tales como motores conmutados eléctricamente, tales como aquellos para aplicaciones motrices, de aviación, marinas, artefactos, herramientas y maquinaria, calentamiento eléctrico mediante CD y acondicionamiento de espacio, telecomunicaciones de CD y electrónicas de CD.

La ignición genera un plasma de salida y energía térmica. La energía del plasma puede ser convertida directamente en electricidad por el convertidor de energía fotovoltaica 6. La celda se puede poner en operación abierta a la atmósfera. En una forma de realización, la celda 1 es capaz de mantener un vacío o una presión menor que la atmosférica. El vacío o una presión menor que la atmosférica se puede mantener por la bomba de vacío 13a para permitir que los iones para el plasma en expansión de la ignición del combustible sólido 3 estén libres de colisiones con los gases atmosféricos. En una forma de realización, un vacío o una presión menor que la atmosférica son mantenidos en el sistema que comprende la celda generadora de plasma 1 y el convertidor fotovoltaico conectado 6.

La energía térmica puede ser extraída mediante por lo menos uno de un intercambiador de calor de electrodo 10 con el refrigerante que fluye a través de su línea de entrada de refrigerante del electrodo 11 y la línea de salida del refrigerante de 12 y un intercambiador de calor de PDC 18 con el refrigerante que fluye a través de su línea de entrada de refrigerante de PDC 19 y línea de salida de refrigerante de PDC 20. Otros intercambiadores de calor se pueden utilizar para recibir la energía térmica de la reacción hidrino, tal como un tipo de pared de agua de diseño que puede ser aplicado adicionalmente sobre por lo menos una pared del recipiente 1, por lo menos otra pared del convertidor de PDC y la parte posterior de los electrodos 17 del convertidor de PDC. En una forma de realización, por lo menos uno del intercambiador de calor y un componente del intercambiador de calor puede comprender un tubo de calor. El fluido del tubo de calor puede comprender una sal fundida o metal. Los metales ejemplificativos son cesio, NaK, potasio, sodio, litio y plata. Estos y otros diseños de intercambiador de calor para retirar eficientemente y de manera efectiva en el coste el calor de la reacción son conocidos por un experto en la materia. El calor puede ser transferido a una carga térmica. Así, el sistema de energía puede comprender un calentador con el calor suministrado mediante por lo menos una de las líneas de salida de refrigerante 12 y 20 que van a la carga térmica o un intercambiador de calor que transfiere calor a una carga térmica. El refrigerante enfriado puede retornar mediante por lo menos una de las líneas de entrada de refrigerante 11 y 19. El calor suministrado mediante por lo menos una de las líneas de salida de refrigerante 12 y 20 puede fluir a un motor térmico, una máquina de vapor, una turbina de vapor, una turbina de gas, un motor de ciclo de Rankine, un motor de ciclo de Brayton y un motor Stirling para ser convertido en energía mecánica, tal como el del giro de por lo menos uno de un eje, ruedas, un generador, un turboventilador de aviación o turbopropulsor, un propulsor marino, un impulsor y maquinaria de eje giratorio. Alternativamente, la energía térmica puede fluir desde por lo menos una de las líneas de salida de refrigerante 12 y 20 a un convertidor de energía térmica en eléctrica, tales como aquellas de la presente divulgación. Los convertidores de energía térmica en electricidad ejemplificativos apropiados comprenden por lo menos uno del grupo de un motor térmico, una máquina de vapor, una turbina de vapor y un generador, una turbina de gas y generador, un motor de ciclo Rankine, un motor de ciclo de Brayton, un motor de Stirling, un convertidor de energía termoiónica y un convertidor de energía termoeléctrica. La energía de salida del convertidor de energía térmica a eléctrica puede ser usada para alimentar una carga y una porción puede alimentar componentes del generador de energía de celda de SF-CIHT, tal como la fuente de energía eléctrica 4.

La ignición de los reactivos del combustible 3 produce energía y productos, en la que la energía puede estar en forma de plasma de los productos. En una forma de realización, el combustible 3 es vaporizado parcial a sustancialmente a un estado físico gaseoso, tal como un plasma durante el evento de ráfaga de reacción de hidrino. El plasma pasa a través del convertidor de energía eléctrica 6. Alternativamente, el plasma emite luz al convertidor fotovoltaico 6 y el plasma recombinado forma átomos y compuestos gaseosos. Estos son condensados por un condensador de vapor 15 y recolectados y transportados al sistema de regeneración de 14 por el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13 que comprende una conexión del transportador al sistema de regeneración 14 y que comprende además una conexión del transportador a la tolva 5. El condensador de vapor 15 y el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13 puede comprender sistemas tales como por lo menos uno de un sistema de recolección electrostática y por lo menos un tornillo sin fin, transportador o sistema neumático, tal como un sistema de vacío o succión para recolectar y hacer mover el material. El producto de plasma y combustible regenerado del sistema de regeneración 14 pueden ser transportados sobre una banda transportadora cargada electrostáticamente 13, en la que el combustible y las partículas de producto se pegan y son transportados. Las partículas de combustible regeneradas pueden ser extraídas de la cámara de regeneración 14 a un tubo 13 sobre la cámara de regeneración debido a la fuerte atracción electrostática de las partículas a la banda transportadora. Los sistemas apropiados son conocidos por un experto en la materia.

El sistema de regeneración 14 puede comprender un recipiente cerrado o cámara capaces de una presión mayor que la atmosférica y un intercambiador de calor en la cámara de regeneración. El intercambiador de calor de regeneración puede estar en conexión con una fuente de calor, tal como por lo menos uno del intercambiador de calor de electrodo 10 y el intercambiador de calor de PDC 18. En una forma de realización, el agua de la fuente del tanque 14a gotea sobre el intercambiador de calor de regeneración para formar vapor que trata por medio de vapor el producto de plasma para hidratarlo. El vapor puede ser sometido a reflujo con un condensador de agua 22 que presenta una línea 21 de la cámara de regeneración 14 al tanque de agua 14a. La hidratación se puede llevar a cabo como regeneración por lotes, seguida por etapas de enfriamiento del vapor y condensación, recirculación del H2O al tanque de agua 14a, hacer mover el combustible sólido regenerado a la tolva 5 vía el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13 y volver a llenar la cámara de regeneración 14 con el producto de plasma vía el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13 para iniciar otro ciclo.

En una forma de realización, el convertidor de energía de plasma en energía eléctrica 6, tal como un convertidor plasmadinámico o sistema de generador que comprende un convertidor fotovoltaico 6 comprende un conducto o canal 6a para el producto que debe ser transportado al elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13. Por lo menos uno del piso del convertidor de PDC 6, el conducto 6a y el electrodo de PDC 17 puede estar inclinado, de tal manera que el flujo del producto puede ser parcialmente debido al flujo por gravedad. Por lo menos uno piso del convertidor de PDC 6, el conducto 6a y el electrodo de PDC 17 puede ser agitado mecánicamente o hacerse vibrar para ayudar al flujo. El flujo puede ser auxiliado por una onda de choque formada por la ignición del combustible sólido. En una forma de realización, por lo menos uno del piso del convertidor de p Dc 6, el conducto 6a y el electrodo de PDC 17 comprende un raspador mecánico o transportador para mover el producto desde la superficie correspondiente al elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13.

La tolva 5 se puede rellenar con combustible regenerado del sistema de regeneración 14 por el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13. Cualquier H o H2O consumido, tal como en la formación de hidrino, puede ser compensado con H2O de la fuente de H2O 14a. En la presente memoria, el combustible agotado es regenerado a los reactivos originales o combustible con cualquier H o H2O consumido, tal como en la formación de hidrino compensado con H2O de la fuente de H2O 14a. La fuente de agua puede comprender un tanque, celda o recipiente 14a que puede contener por lo menos uno de H2O a granel o gaseosa o un material o compuesto que comprende H2O o uno o más reactivos que forman H2O, tales como H2 O2. Alternativamente, la fuente puede comprender vapor de agua atmosférico o unos medios para extraer H2O de la atmósfera, tal como un material higroscópico, tal como bromuro de litio, cloruro de calcio, cloruro de magnesio, cloruro de cinc, carbonato de potasio, fosfato de potasio, carnalita tal como KMgC^6(H2O), citrato férrico de amónico, hidróxido de potasio e hidróxido de sodio y ácidos sulfúrico y fosfórico concentrados, fibras de celulosa (tales como algodón y papel), azúcar, caramelo, miel, glicerol, etanol, metanol, combustible diésel, metanfetamina, muchos productos químicos fertilizantes, sales (incluso sal de mesa) y una amplia variedad de otras sustancias conocidas por un experto en la materia, también como un desecante, tal como sílice, carbón activado, sulfato de calcio, cloruro de calcio y tamices moleculares (comúnmente zeolitas) o un material delicuescente, tal como cloruro de cinc, cloruro de calcio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio y muchas sales delicuescentes diferentes conocidas por un experto en la materia.

En una forma de realización, el generador de energía de celda de SF-CIHT comprende además una bomba de vacío 13a que puede retirar cualquier producto de oxígeno y gas hidrino molecular. En una forma de realización, por lo menos uno de oxígeno e hidrino molecular son recolectados en un tanque como un producto comercial. La bomba puede comprender además membranas selectivas, válvulas, tamices, criofiltros u otros medios conocidos por un experto en la materia para la separación de oxígeno y gas hidrino y pueden recolectar adicionalmente vapor de H2O y pueden suministrar H2O al sistema de regeneración 14 para ser reciclado en el combustible sólido regenerado. Se puede añadir gas de H2 a la cámara del recipiente con el fin de suprimir cualquier oxidación de los componentes del generador, tales como los engranes o electrodos de PDC o MHD.

En una forma de realización, el combustible 3 comprende un polvo fino que puede ser formado mediante molienda con molino de bolas del combustible sólido regenerado o reprocesado, en el que el sistema de regeneración 14 puede comprender además un molino de bolas, trituradora u otros medios de formación de partículas más pequeñas a partir de partículas más grandes, tales como los medios de trituración o molienda conocidos en la técnica. Una mezcla de combustible sólido ejemplificativa comprende un conductor, tal como un polvo de metal conductor, tal como un polvo de un metal de transición, plata o aluminio, su óxido y H2O. En otra forma de realización, el combustible 3 puede comprender gránulos de combustible sólido que pueden ser prensados en el sistema de regeneración 14. El gránulo de combustible sólido puede comprender además una lámina de metal delgada en polvo u otro metal que encapsula el óxido de metal y H2O y opcionalmente el polvo de metal. En este caso, el sistema de regeneración 14 regenera la lámina metálica mediante medios tales como por lo menos uno de calentamiento en vacío, calentando bajo una atmósfera de hidrógeno reductora y electrólisis de un electrólito, tal como un electrolito de sal fundida. El sistema de regeneración 14 comprende además sistemas de procesamiento de metal, tal como maquinaria de laminación o fresado para formar la lámina de material de metal laminar regenerado. El encamisado puede ser formado mediante una máquina de estampado o prensa, en la que el combustible sólido encapsulado puede ser estampado o prensado en el interior.

En una forma de realización ejemplificativa, el combustible sólido es regenerado por medios tales como se proporcionan en la presente divulgación, tales como por lo menos uno de adición de H2, adición de H2O, regeneración térmica y regeneración electrolítica. Debido a la ganancia de energía muy grande de la reacción de hidrino en relación con la energía introducida para iniciar la reacción, tal como 100 veces en el caso de NiOOH (3.22 kJ en comparación con 46 J introducida, como se proporciona en la sección de resultados de prueba de celda de SF-CIHT ejemplificativa), los productos tales como Ni2O3 y NiO pueden ser convertidos al hidróxido y luego al oxihidróxido mediante reacciones electroquímicas, también como reacciones químicas como se proporciona en la presente divulgación y también por las conocidas por un experto en la materia. En otras formas de realización otros metales tales como Ti, Gd, Co, In, Fe, Ga, Al, Cr, Mo, Cu, Mn, Zn y Sm y los correspondientes óxidos, hidróxidos y oxihidróxidos tales como los de la presente divulgación se puede sustituir por Ni. En otra forma de realización, el combustible sólido comprende un óxido de metal y H2O y el metal correspondiente como una matriz conductora. El producto puede ser óxido de metal. El combustible sólido puede ser regenerado mediante reducción con hidrógeno de una porción del óxido de metal al metal que es luego mezclado con el óxido que ha sido rehidratado. Los metales apropiados que presentan óxidos que pueden ser reducidos fácilmente a los metales con calor suave, tal como menos de 1000°C e hidrógeno son Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo , Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. En otra forma de realización, el combustible sólido comprende (1) un óxido que no es fácilmente reducido con H2 y calor suave, tal como por lo menos uno de alúmina, un óxido alcalino térreo y un óxido de tierra rara, (2) un metal que presenta un óxido capaz de ser reducido al metal con H2 a temperaturas moderadas, tales como menos de 1000°C y (3) H2O. Un combustible ejemplificativo es MgO Cu+ H2O. A continuación, la mezcla de productos del óxido reducible y no reducible con H2 puede ser tratada con H2 y calentado a condiciones suaves, de tal manera que sólo el óxido de metal reducible es convertido a metal. Esta mezcla puede ser hidratada para comprender combustible sólido regenerado. Un combustible ejemplificativo es MgO Cu+ H2O; donde el producto de MgO CuO sufre tratamiento de reducción con H2 para producir MgO Cu que es hidratado al combustible sólido.

En otra forma de realización, el producto de óxido, tal como CuO o AgO es regenerado mediante calentamiento bajo por lo menos uno de vacío y una corriente de gas inerte. La temperatura puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 100°C a 3000°C, 300°C a 2000°C, 500°C a 1200°C y 500°C a 1000°C. En una forma de realización, el sistema de regeneración 14 puede comprender además un molino, tal como por lo menos uno de un molino de bolas y un molino de trituración/molienda para moler por lo menos uno de óxido global y metal a polvos, tales como polvos finos, tales como uno con tamaño de partícula en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 10 nm a 1 cm, 100 nm a 10 mm, 0.1 um a 1 mm y 1 um a 100 um (u = micras).

En otra forma de realización, el sistema de regeneración puede comprender una celda de electrólisis, tal como una celda de electrólisis de sal fundida que comprende iones de metal, en el que el metal de un producto de óxido de metal puede ser depositado sobre el cátodo de la celda de electrólisis mediante electrodeposición utilizando sistemas y métodos que son bien conocidos en la técnica. El sistema puede comprender además un molino o triturador para formar partículas de metal de un tamaño deseado del metal electrodepositado. El metal puede ser añadido a los otros componentes de la mezcla de reacción, tal como H2O para formar combustible sólido regenerado.

En una forma de realización, la celda 1 de la figura 1 es capaz de mantener un vacío o una presión menor que la atmosférica. Un vacío o una presión menor que la atmosférica es mantenida en la celda 1 por la bomba 13a y también puede ser mantenida en la conexión del convertidor de energía de plasma en energía eléctrica 6 que recibe los iones de plasma energéticos de la fuente de plasma, celda 1. En una forma de realización, el combustible sólido comprende un metal que es sustancialmente estable termodinámicamente hacia la reacción con H2O para convertirse en metal oxidado. En este caso, el metal del combustible sólido no es oxidado durante la reacción para formar productos. Un combustible sólido ejemplificativo comprende una mezcla del metal, el metal oxidado y H2O. Entonces, el producto, tal como una mezcla del metal inicial y óxido de metal puede ser retirado por el elemento de retirada de producto - cargador de combustible 13 y regenerado por la adición de H2O. Los metales apropiados que presentan una reacción sustancialmente desfavorable termodinámicamente con H2O pueden ser seleccionados de entre el grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. En otras formas de realización, el combustible sólido comprende el metal no reactivo con H2O y por lo menos uno de H2O, un óxido de metal, hidróxido y oxihidróxido que puede comprender el mismo o por lo menos un metal diferente.

En una forma de realización, los métodos de reducción de H2, reducción bajo vacío y rehidratación se llevan a cabo con el fin de regenerar el combustible sólido de manera inmediata, eficientemente y de manera rentable como sea posible.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende una mezcla de material higroscópico que comprende H2O y un conductor. Un combustible ejemplificativo es un haluro de metal alcalinotérreo hidratado tal como MgX2 (X = F, Cl, Br, I) y un conductor, tal como un metal de transición, tal como Co, Ni, Fe o Cu.

El combustible sólido puede comprender una composición de materia, tal como un elemento o compuesto, tal como un metal con por lo menos uno de un bajo punto de fusión, una alta conductividad y una baja función de trabajo, en el que la función de trabajo puede ser muy baja a alta temperatura y comprende además por lo menos uno de una fuente de H2O y H2O. En una forma de realización, el combustible sólido comprende un conductor, tal como un metal que se funde; la alta corriente de la fuente de energía eléctrica 4 funde el conductor, tal como un metal para dar lugar a la emisión termoiónica para formar plasma de arco de bajo voltaje y el plasma de arco provoca la ignición del H2O. En una forma de realización, el combustible sólido es altamente conductor y comprende por lo menos un metal de bajo punto de fusión que presenta una función de trabajo baja a alta temperatura para dar lugar a un plasma de arco de baja tensión en presencia de H2O del combustible, en el que el combustible consecuentemente se enciende.

En una forma de realización, el combustible sólido comprende una fuente de H tal como hidrocarburo que puede ser una fuente de catalizador de mH de acuerdo con las ecuaciones (6-9) para formar hidrinos. El combustible sólido puede comprender un conductor, un material para enlazar la fuente de hidrógeno tal como carbono u otra matriz hidrófoba y una fuente de hidrógeno tal como un hidrocarburo. El combustible sólido puede ser detonado por una alta corriente que da como resultado la formación de una alta concentración de H que sirve como catalizador y reactivo para formar hidrinos.

El generador de energía comprende además unos medios y métodos para energía de salida variable. En una forma de realización, la energía emitida del generador de energía es controlada al controlar la velocidad de flujo variable o interrumpible del combustible 3 a los electrodos 2 o rodillos o engranes 2a y la velocidad de ignición variable o interrumpible por la fuente de alimentación 4. La velocidad de rotación de los rodillos o engranes puede también ser controlada para controlar la velocidad de ignición del combustible. En una forma de realización, el acondicionador de energía de salida 7 comprende un controlador de energía 7 para controlar la salida que puede ser de CD. El controlador de energía puede controlar la velocidad de flujo del combustible, la velocidad de rotación de los engranes al controlar el motor impulsor de engrane 2d que hace girar el engranaje impulsor 2c y hace girar los engranes 2a. El tiempo de respuesta basado en el control mecánico o eléctrico de por lo menos una de la velocidad de consumo de combustible o velocidad de disparo puede ser muy rápida, tal como en el intervalo de 10 ms a 1 us. La energía puede también ser controlada al controlar la conectividad de los electrodos del convertidor de energía de plasma en energía eléctrica. Por ejemplo, al conectar los electrodos de PDC en serie aumenta la tensión y al conectar los electrodos del convertidor en paralelo aumenta la corriente. Cambiar el ángulo de los electrodos de PDC o conectar selectivamente a conjuntos de electrodos de PDC 17 a diferentes ángulos en relación con por lo menos una de la dirección del campo magnético cambia la energía recolectada al cambiar por lo menos una de la tensión y la corriente.

En una forma de realización representada en la figura 2A, el convertidor de energía 6 comprende un sistema fotovoltaico o de celda solar. En una forma de realización, el controlador/acondicionador de energía de salida 7 recibe energía del convertidor de energía fotovoltaica 6 y suministra algo de la energía a la fuente de energía eléctrica 4 en una forma apropiada para alimentar la fuente 4 para provocar la ignición del combustible sólido 3 a una velocidad de repetición deseada. La potencia adicional recibida y acondicionada por el controlador/acondicionador de energía de salida 7 puede ser emitida para proporcionar a una carga eléctrica. La integración apropiada de la salida fotovoltaica con requerimiento de energía del sistema eléctrico de ignición del combustible, fuente de energía eléctrica 4 y la de la carga puede ser obtenida con un controlador/acondicionador de energía de salida 7 utilizado en la industria solar, conocido por un experto en la materia. Los acondicionadores de energía solar apropiados emiten energía de CA a un intervalo de voltajes apropiados para la red eléctrica, tal como 120 V y múltiplos del mismo.

El controlador de energía 7 comprende además sensores de parámetros de entrada y salida, tales como voltajes, corrientes y potencias. Las señales de los sensores pueden ser alimentadas a un procesador que controla el generador de energía. Se puede controlar por lo menos uno de tiempo de aceleración, tiempo de desaceleración, voltaje, corriente, potencia, forma de onda y frecuencia. El generador de energía puede comprender un resistor, tal como un resistor de derivación a través del cual la energía en exceso de aquella requerida o deseada para una carga de energía puede ser disipada. El resistor de derivación puede ser conectado al acondicionador de energía de salida o controlador de energía 7. El generador de energía puede comprender un sistema y procesador incrustado para proporcionar monitoreo a distancia que puede tener además la capacidad para deshabilitar el generador de energía.

En una forma de realización, una porción de la energía eléctrica emitida en las terminales 9 es suministrada a por lo menos una de la fuente de energía eléctrica 4, el motor impulsor de engrane (rodillo) 2d, cargador de combustible - elemento de retirada de producto 13, bomba 13a y sistema de regeneración 14 para proporcionar potencia eléctrica y energía para propagar las reacciones químicas para regenerar el combustible sólido original de los productos de reacción. En una forma de realización, una porción del calor de por lo menos uno del intercambiador de calor de electrodo 10 y el intercambiador de calor de PDC 18 es introducida al sistema de regeneración de combustible sólido mediante por lo menos una de las líneas de salida de refrigerante 12 y 20 con circulación de retorno del refrigerante mediante por lo menos una de las líneas de entrada del refrigerante 11 y 19 para proporcionar energía térmica y energía para propagar las reacciones químicas para regenerar el combustible sólido original de los productos de reacción. Una porción de la energía de salida del convertidor de energía térmica a eléctrica 6 puede también ser utilizada para alimentar el sistema de regeneración, también como otros sistemas del generador de celda de SF-CIHT

G. Convertidor de energía de plasma en energía eléctrica plasmadinámico

La energía de plasma puede ser convertida en electricidad usando el convertidor de energía plasmadinámico 6 que está basado en la separación de carga espacial magnética. Debido a su masa más baja en relación con los iones positivos, los electrones son confinados preferentemente a líneas de flujo magnético de un electrodo de PDC imantado, tal como un electrodo de PDC cilíndrico o un electrodo de PDC en un campo magnético. Así, los electrones son restringidos en movilidad; mientras que los iones positivos están relativamente libres para ser colisionales con el electrodo de PDC intrínseca o extrínsecamente imantado. Tanto los electrones como los iones positivos son plenamente colisionales con un electrodo de PDC sin imantar. La conversión plasmadinámica extrae energía directamente de la energía térmica y potencial del plasma y no depende del flujo de plasma. En lugar de ello, la extracción de energía mediante PDC aprovecha la diferencia de potencial entre un electrodo de PDC imantado y sin imantar sumergido en el plasma para impulsar corriente en una carga externa y mediante esto, extrae energía eléctrica directamente de la energía térmica del plasma almacenado. La conversión plasmadinámica (PDC) de energía térmica de plasma en electricidad es obtenida al insertar por lo menos dos conductores flotantes directamente al cuerpo del plasma de alta temperatura. Uno de estos conductores es imantado por un campo electromagnético externo o imán permanente o es intrínsecamente magnético. El otro está sin imantar. Surge una diferencia de potencial debida a la vasta diferencia en la movilidad de carga de iones positivos pesados frente a electrones ligeros. El voltaje es aplicado a través de una carga eléctrica.

En formas de realización, el sistema de energía representado en la figura 1 comprende electroimanes adicionales internos o externos adicionales o imanes permanentes o comprende múltiples electrodos de PDC intrínsecamente imantados o no imantados, tales como electrodos de PDC cilíndricos, tales como electrodos de clavija de PDC. La fuente de campo magnético uniforme B paralelo a cada electrodo de clavija de PDC 6b puede ser provisto por un electroimán, tal como por bobinas de Helmholtz 6d. Los imanes pueden ser por lo menos uno de imanes permanentes, tales como imanes de arreglo de Halbach y electroimanes superconductores sin enfriar y enfriados por agua. Los imanes superconductores ejemplificativos pueden comprender NbTi, NbSn o materiales superconductores de alta temperatura. El voltaje negativo de una pluralidad de electrodos de clavija de ánodo 6b es recolectado por el electrodo de PDC de ánodo o negativo 17. En una forma de realización, por lo menos un electrodo de clavija de PDC imantado 6b es paralelo al campo magnético aplicado B; mientras que, el por lo menos un contraelectrodo de clavija de PDC correspondiente 6c es perpendicular al campo magnético B, de tal manera que es desimantado debido a su orientación en relación con la dirección de B. El voltaje positivo de una pluralidad de electrodos de clavija del cátodo 6c es recolectado por el electrodo de PDC del cátodo o positivo 17a. La energía puede ser alimentada al acondicionador/controlador de energía por medio del conector de energía de electrodo negativo 8 y conector de energía de electrodo positivo. En una forma de realización, la pared de la celda puede servir como electrodo de PDC. En una forma de realización, los electrodos de PDC comprenden un metal refractario que es estable en un medio ambiente atmosférico de alta temperatura, tales como aceros inoxidables de alta temperatura y otros materiales conocidos por un experto en la materia. En una forma de realización, el convertidor plasmadinámico comprende además una estructura de confinamiento del plasma, tal como una botella magnética o fuente de campo solenoidal, tal como bobinas de Helmholtz 6d para confinar el plasma y extraer más energía de los iones energéticos como electricidad.

En una forma de realización adicional del convertidor de energía, el flujo de iones a lo largo del eje z con uy >> u± puede entonces entrar en una sección de compresión que comprende un gradiente de campo magnético axial incrementado, en el que el componente de movimiento de los electrones paralelo a la dirección del eje z uy es convertido por lo menos parcialmente a movimiento perpendicular u± debido a la invariante adiabática

Una corriente azimutal debido u± es formada alrededor del eje z. La corriente es desviada radialmente en el plano de movimiento por el campo magnético axial para producir una tensión de Hall entre un anillo interno y un electrodo de MHD de anillo externo de un convertidor de energía magnetohidrodinámica de generador de disco. La tensión puede impulsar una corriente a través de una carga eléctrica. La energía de plasma puede también ser convertida en electricidad usando el convertidor directo E x B u otro dispositivo convertidor de plasma en electricidad de la presente divulgación. En otra forma de realización, el campo magnético, tal como el de las bobinas de Helmholtz 6d confinan el plasma, de tal manera que puede ser convertido en electricidad por el convertidor de plasma a electricidad 6 que puede ser un convertidor de energía plasmadinámico. En una forma de realización, las bobinas de Helmholtz comprenden una botella magnética. El convertidor de PDC 6 puede ser proximal a la fuente de plasma en relación con las bobinas de Helmholtz tal como se muestra en la figura 1. Para los componentes del convertidor de plasma en energía eléctrica que comprenden un imán colocado fuera del recipiente de la celda, las paredes separadoras pueden comprender un material no ferroso, tal como acero inoxidable. Por ejemplo, una pared que separa las bobinas de Helmholtz 6 del recipiente 1 que contiene el plasma o las paredes laterales de un convertidor de PDC o un convertidor de MHD puede comprender un material, tal como acero inoxidable que el flujo magnético penetra fácilmente. En esta forma de realización, los imanes son colocados externamente para proporcionar un flujo magnético que es transversal para imantar ánodos de clavija de PDC orientados transversalmente o transversales a la dirección de expansión del plasma de un convertidor de MHD.

Cada celda también emite energía térmica que puede ser extraída del intercambiador de calor del electrodo 10 por líneas de entrada y salida de refrigerante 11 y 12, respectivamente y el intercambiador de calor de PDC 18 por líneas de entrada y salida del refrigerante 19 y 20, respectivamente. La energía térmica puede ser usada como calor directamente o puede ser convertida en electricidad. En formas de realización, el sistema de energía comprende además un convertidor de energía térmica en energía eléctrica. La conversión puede ser obtenida usando una planta de energía convencional de Rankine o Brayton, tal como una planta de vapor que comprende una caldera, turbina de vapor y generador o una que comprende una turbina de gas, tal como una turbina de gas calentada externamente y un generador. Los reactivos apropiados, sistemas de reacción y regeneración y plantas de energía pueden comprender los de la presente divulgación, en las solicitudes de patente US previas, tales como Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US08/61455, PCT presentada el 4/24/2008; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Reactor, PCT/US09/052072, PCT presentada el 7/29/2009; Heterogeneous Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US10/27828, PCT presentada el 3/18/2010; Electrochemical Hydrogen Catalyst Power System, PCT/US11/28889, PCT presentada el 3/17/2011; H2O-Based Electrochemical Hydrogen-Catalyst Power System, PCT/US12/31369 presentada el 3/30/2012 y CIHT Power System, PCT/US13/041938 presentada el 5/21/13 (“Solicitudes previas de Mill”) y en publicaciones previas tales como R. L. Mills, M. Nansteel, W. Good, G. Zhao, “Design for a BlackLight Power Multi-Cell Thermally Coupled Reactor Based on Hydrogen Catalyst Systems,” Int.

J. Energy Research, Vol. 36, (2012), 778-788; doi: 10.1002/er.1834; R. L. Mills, G. Zhao, W. Good, “Continuous Thermal Power System,” Applied Energy, Vol. 88, (2011) 789-798, doi: 10.1016/j.apenergy.2010.08.024 y R. L. Mills, G. Zhao, K. Akhtar, Z. Chang, J. He, X. Hu, G. Wu, J. Lotoski, G. Chu, “Thermally Reversible Hydrino Catalyst Systems as a New Power Source,” Int. J. Green Energy, Vol. 8, (2011), 429-473 (“Publicaciones de conversión de energía térmica previas de Mills”). En otras formas de realización, el sistema de energía comprende uno de los convertidores de energía térmica en eléctrica conocidos por un experto en la materia, tales como convertidores de energía directa, tales como convertidores de energía termoiónica y termoeléctrica y otros motores de calor, tales como motores Stirling.

En una forma de realización, un generador de energía de 10 MW experimenta las siguientes etapas:

1. El combustible fluye desde la tolva a un par de engranes y/o elementos de soporte que confinan alícuotas de aproximadamente 0.5 g de combustible altamente conductor en las regiones de interdigitación, en las que una alta tensión, alta corriente se hace fluir a través del combustible para provocar que se encienda. La ignición libera aproximadamente 10 KJ de energía por alícuota. Los engranes comprenden 60 dientes y giran a 1000 RPM, de tal manera que la velocidad de disparo es de 1 KHz, correspondiente a 10 MW de energía. En una forma de realización, los engranes son diseñados de tal manera que una capa de polvo de combustible en contacto directo con los engranes no porta la densidad de corriente crítica para la detonación, mientras que la región global lo hace, de tal manera que los engranes son protegidos de la erosión por la ráfaga de la ignición del combustible.

2. Un plasma esencialmente ionizado por completo se expande desde los engranes en el eje perpendicular a los engranes y entra al convertidor magnetohidrodinámico o plasmadinámico, en el que el flujo de plasma se convierte en electricidad. Alternativamente, se emite luz brillante del plasma que es convertida en electricidad usando un convertidor de energía fotovoltaico.

3. Una porción de la electricidad alimenta la fuente de energía eléctrica a los electrodos y el resto puede ser suministrado a una carga externa siguiendo al acondicionamiento de energía por la unidad correspondiente. El calor que es retirado del cubo de engranes por un intercambiador de calor de electrodo fluye a un intercambiador de calor del sistema de regeneración y el resto fluye a una carga térmica externa.

4. El gas de plasma se condensa a producto que comprende el combustible sólido sin H2O.

5. Un tornillo sin fin, tal como el usado en industrias farmacéuticas o de alimentos transporta el producto en polvo a un sistema de regeneración, en el que es rehidratado con vapor, en el que se forma vapor al hacer fluir H2O desde un depósito de H2O sobre las bobinas calientes del intercambiador de calor del sistema de regeneración.

6. El combustible sólido regenerado es transportado a la tolva por un tornillo sin fin para permitir el uso continuo del combustible con solamente H2O añadido nuevamente.

Supóngase que 0.5 gramos de combustible sólido producen 1 kJ de energía. Suponiendo que la densidad del combustible es la densidad del Cu, 8.96 g/cm3, entonces el volumen de combustible por diente en el área de interdigitación es de 0.056 cm3. Si la profundidad de conducción es de 2 mm, para obtener alta conductividad a través del combustible, entonces la base del combustible definida por el hueco de interdigitación del diente triangular de cada engrane es de 4 mm y el ancho de engrane es de 0.11 cm3/(0.2)(0.4) = 1.39 cm. En otra forma de realización, el consumo de H2O de un generador de 10 MW ejemplificativo es proporcionado como sigue:

H2O a H2(1/4)+ 1/2 O2 (50 MJ/mol de H2O); 10 MJ/s/50 MJ/mol de H2O = 0.2 moles (3.6 g) H2O/s o 13 kg/h = 13 litros/hora. Considerando un caso ejemplificativo en el que el combustible sólido recirculado en la ignición y regeneración en 1 minuto y 0.5 g produce 10 KJ, el inventario de combustible sólido es proporcionado como sigue: 10 MJ/s X 0.5 g/10 kJ = 500 g/s (30 kg/minuto) y el inventario de combustible sólido es de 30 Kg o aproximadamente 3 litros.

H. Celdas de plasma de arco y celdas de plasma de hidrino de alta DC, AC y mezcla de DC-AC que presentan conversión fotovoltaica de energía óptica

En las formas de realización ejemplificativas de la presente divulgación, el sistema de energía que presenta conversión fotovoltaica de energía óptica puede incluir cualquiera de los componentes divulgados en la presente memoria con respecto a celdas de SF-CIHT Por ejemplo, ciertas formas de realización incluyen uno o más de los siguientes: el recipiente puede ser apto para una presión de por lo menos una de la atmosférica, por encima de la atmosférica y por debajo de la atmosférica; los reactivos pueden comprender una fuente de H2O y una matriz conductora para formar por lo menos una de la fuente de catalizador, el catalizador, la fuente de hidrógeno atómico y el hidrógeno atómico; los reactivos pueden comprender una fuente de H2O que comprende por lo menos uno de H2O global, un estado diferente de H2O global, un compuesto o compuestos que experimentan por lo menos uno de, reaccionar para formar H2O y liberar H2O enlazada; la H2O enlazada puede comprender un compuesto que interactúa con H2O, donde el H2O está en un estado de por lo menos uno de H2O absorbida, H2O enlazada, H2O fisisorbida y aguas de hidratación; los reactivos pueden comprender un conductor y uno o más compuestos o materiales que sufren por lo menos uno de liberación de H2O a granel, H2O absorbida, H2O enlazada, H2O

fisisorbida y aguas de hidratación y tienen H2O como producto de reacción; por lo menos uno de la fuente de catalizador de H2O naciente y la fuente de hidrógeno atómico pueden comprender por lo menos uno de a) por lo

menos una fuente de H2O, b) por lo menos una fuente de oxígeno y c) por lo menos una fuente de hidrógeno; los

reactivos pueden formar por lo menos una de la fuente de catalizador, el catalizador, la fuente de hidrógeno atómico

y el hidrógeno atómico puede comprender por lo menos uno de a) H2O y la fuente de H2O, b) O2, H2O, HOOH,

OOH-, ion peróxido, ion superóxido, hidruro, H2, un haluro, un óxido, un oxihidróxido, un hidróxido, un compuesto

que comprende oxígeno, un compuesto hidratado, un compuesto hidratado seleccionado de entre el grupo de por

lo menos uno de un haluro, un óxido, un oxihidróxido, un hidróxido, un compuesto que comprende oxígeno y c)

una matriz conductora; el oxihidróxido puede comprender por lo menos uno del grupo de TiOOH, GdOOH, CoOOH,

InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH, el óxido puede comprender por lo menos uno del grupo de CuO, Cu2O, CoO, Co2O3, Co3O4, FeO, Fe2O3, NiO y Ni2O3, el hidróxido

puede comprender por lo menos uno del grupo de Cu(OH)2, Co(OH)2, Co(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3 y Ni(OH)2, el compuesto que comprende oxígeno comprende por lo menos uno del grupo de un sulfato, fostato, nitrato, carbonato, hidrógeno carbonato, cromato, pirofosfato, persulfato, perclorato, perbromato y peryodato, MXO3, MXO4

(M = metal tal como metal alcalino, tal como Li, Na, K, Rb, Cs; X = F, Br, Cl, I), óxido de cobalto magnesio, óxido

de níquel magnesio, óxido de cobre magnesio, Li2O, óxido de metal alcalino, óxido de metal alcalinotérreo, CuO,

CrO4, ZnO, MgO, CaO, MoO2, TiO2, ZrO2, SiO2, AhO3, NiO, FeO, Fe2O3, TaO2, Ta2Os, VO, VO2, V2O3, V2O5, P2O3,

P2O5, B2O3, NbO, NbO2, Nb2O5, SeO2, SeO3, TeO2, TeO3, WO2, WO3, Cr3O4, Cr2O3, CrO2, CrO3 Co3O4, FeO, Fe2O3, NiO, Ni2O3, óxido de tierras raras, CeO2, La2O3, un oxihidróxido, TiOOH, GdOOH, CoOOH,

InOOH, FeOOH, GaOOH, NiOOH, AlOOH, CrOOH, MoOOH, CuOOH, MnOOH, ZnOOH y SmOOH y la matriz conductora puede comprender por lo menos uno del grupo de un polvo de metal, carbono, carburo, boruro, nitruro, carbonitrilo tal como TiCN o nitrilo.

En todavía formas de realización adicionales de la presente divulgación, el sistema de energía puede incluir uno o

más de los siguientes: los reactivos pueden comprender una mezcla de un metal, su óxido de metal y H2O, en el que

la reacción del metal con H2O no es termodinámicamente favorable; los reactivos pueden comprender una mezcla de

un metal de transición, un haluro de metal alcalinotérreo y H2O, en el que la reacción del metal con H2O no es termodinámicamente favorable; los reactivos pueden comprender una mezcla de un conductor, un material higroscópico y H2O; el conductor puede comprender un polvo de metal o polvo de carbono, en el que la reacción del

metal o carbono con H2O no es termodinámicamente favorable; el material higroscópico puede comprender por lo

menos uno del grupo de bromuro de litio, cloruro de calcio, cloruro de magnesio, cloruro de cinc, carbonato de potasio,

fosfato de potasio, carnalita tal como KMgC^6(H2O), citrato férrico de amónico, hidróxido de potasio e hidróxido de

sodio y ácidos sulfúrico y fosfórico concentrados, fibras de celulosa, azúcar, caramelo, miel, glicerol, etanol, metanol, combustible diésel, metanfetamina, una sustancia química fertilizante, una sal, un desecante, sílice, carbón activado,

sulfato de calcio, cloruro de calcio, tamices moleculares, una zeolita, un material delicuescente, cloruro de cinc, cloruro

de calcio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio y una sal delicuescente; el sistema de energía puede incluir una

mezcla de un conductor, materiales higroscópicos y H2O, en el que los intervalos de cantidades molares relativas de

(metal), (material higroscópico), (H2O) son por lo menos uno de alrededor de (0.000001 a 100000), (0.000001 a

100000), (0.000001 a 100000); (0.00001 a 10000), (0.00001 a 10000), (0.00001 a 10000); (0.0001 a 1000), (0.0001

a 1000), (0.0001 a 1000); (0.001 a 100), (0.001 a 100), (0.001 a 100); (0.01 a 100), (0.01 a 100), (0.01 a 100); (0.1 a

10), (0.1 a 10), (0.1 a 10) y (0.5 a 1), (0.5 a 1), (0.5 a 1); el metal que presenta una reacción termodinámicamente

favorable con H2O puede ser por lo menos uno del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os,

Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In; los reactivos pueden ser regenerados mediante

la adición de H2O; los reactivos pueden comprender una mezcla de un metal, su óxido de metal y H2O, en el que el

óxido de metal es apto para la reducción por H2 a una temperatura menor de 1000°C; los reactivos pueden comprender una mezcla de un óxido que no es fácilmente reducido con H2 y calor suave, un metal que presenta un

óxido apto de ser reducido al metal con H2 a una temperatura menor de 1000°C y H2O; el metal puede tener un óxido

apto de ser reducido al metal con H2 a una temperatura menor de 1000°C es por lo menos uno del grupo de Cu, Ni,

Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In;

el óxido de metal que puede no ser reducido fácilmente con H2 y calor suave comprende por lo menos uno de alúmina,

un óxido alcalinotérreo y un óxido de tierra rara; el combustible sólido puede comprender carbón o carbón activado y

H2O, en el que la mezcla es regenerada mediante rehidratación, que comprende la adición de H2O y los reactivos

pueden comprender por lo menos uno de una pasta, solución, emulsión, combinación y un compuesto; el contenido

en % en mol de H2O puede estar en el intervalo de por lo menos uno de alrededor de 0.000001% a 100%, 0.00001%

a 100%, 0.0001% a 100%, 0.001% a 100%, 0.01% a 100%, 0.1% a 100%, 1% a 100%, 10% a 100%, 0.1% a 50%,

1% a 25% y 1% a 10%; la corriente de la fuente de energía eléctrica puede alimentar una ráfaga corta de alta corriente

de energía eléctrica es suficiente para provocar que los reactivos de hidrino experimenten la reacción para formar

hidrinos a una velocidad muy alta.

En algunas formas de realización de la presente divulgación, el sistema de alimentación puede incluir uno o más

de los siguientes: la fuente de energía eléctrica puede alimentar una ráfaga corta de energía eléctrica de alta

corriente que comprende por lo menos uno de un voltaje seleccionado para provocar una alta corriente CA, CD o

mezcla de corriente de CA-CD que está en el intervalo de por lo menos uno de 100 a a 1,000,000 A, 1 kA a 100,000

A, 10 kA a 50 kA, una densidad de corriente de CD o corriente de CA pico en el intervalo de por lo menos uno de 100 a/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 1000 a/cm2 a 100,000 A/cm2y 2,000 a/cm2 a 50.000 a/cm2, la tensión es determinada por la conductividad del combustible sólido o material energético, en el que la tensión es proporcionada por la corriente deseada multiplicada por la resistencia del combustible sólido o muestra de material energético, la tensión de CD o CA pico puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de alrededor de 0.1 V a 500 kV, 0.1 V a 100 kV y 1 V a 50 kV y la frecuencia de CA puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.1 Hz a 10 GHz, 1 Hz a 1 MHz, 10 Hz a 100 kHz y 100 Hz a 10 kHz; la resistencia del combustible sólido o muestra de material energético puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 0.001 miliohm a 100 Mohm, 0.1 ohm a 1 Mohm y 10 ohms a 1 kohm y la conductividad de una carga apropiada por área de electrodo activa para formar hidrinos puede estar en por lo menos un intervalo seleccionado de aproximadamente 10-10 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2, 10-5 ohm-1 cm-2 a 106 ohm-1 cm-2, 10-4 ohm-1 cm-2 a 105 ohm-1 cm-2, 10-3 ohm-1 cm-2 a 104 ohm-1 cm-2, 10-2 ohm-1 cm-2 a 103 ohm-1 cm-2, 10-1 ohm-1 cm-2 a 102 ohm-1 cm-2 y 1 ohm-1 cm-2 a 10 ohm-1 cm-2; el sistema de regeneración puede comprender por lo menos uno de un sistema de hidratación, térmico, químico y electroquímico; el convertidor de energía fotovoltaica puede incluir un convertidor de energía fotónica en eléctrica; el sistema de energía puede incluir un sistema de distribución de luz o un dispositivo fotovoltaico concentrado; el convertidor de energía fotovoltaica puede incluir un convertidor de energía fotónica en térmica; el sistema de alimentación puede incluir un convertidor de energía térmica en eléctrica, un dispositivo de energía solar concentrada, un rastreador o un dispositivo de almacenamiento de energía; el sistema de energía puede estar conectado operativamente a una red eléctrica; el sistema de energía puede ser un sistema autónomo; el convertidor de energía fotovoltaica puede incluir una pluralidad de celdas fotovoltaicas de multiunión; las celdas fotovoltaicas de multiunión pueden ser celdas fotovoltaicas de triple unión; el convertidor de energía fotovoltaica puede ser colocado dentro de una celda de vacío; el convertidor de energía fotovoltaica puede incluir por lo menos uno de un recubrimiento antirreflectante, un recubrimiento de adaptación de impedancia óptica o un recubrimiento protector; el convertidor de energía fotovoltaica puede ser acoplado operativamente a un sistema de limpieza configurado para limpiar por lo menos una porción del convertidor de energía fotovoltaica; el sistema de energía puede incluir un filtro óptico; el convertidor de energía fotovoltaica puede comprender por lo menos una de una celda monocristalina, una celda policristalina, una celda amorfa, una celda de cuerda/cinta de silicio, una celda de multiunión, una celda de homounión, una celda de heterounión, un dispositivo de p-i-n, una celda de película delgada, una celda sensibilizada por colorante y una celda fotovoltaica orgánica; el convertidor de energía fotovoltaica puede comprender por lo menos una celda de multiunión, en el que la celda de multiunión comprende por lo menos una de una celda invertida, una celda vertical, una celda de reticulado no coincidente, una celda de reticulado coincidente y una celda que comprende materiales semiconductores del grupo III-V; el sistema de energía puede incluir un acondicionador de energía de salida acoplado al convertidor de energía fotovoltaica y una terminal de energía de salida acoplada operativamente al acondicionador de energía de salida; el sistema de energía puede incluir un inversor o un dispositivo de almacenamiento de energía; una porción de la energía emitida de la terminal de energía de salida puede ser dirigida al dispositivo de almacenamiento de energía o a un componente del sistema de generación de energía o a la pluralidad de electrodos o a una carga externa o a una red eléctrica.

En una forma de realización, la celda de CIHT comprende una celda de plasma que forma hidrino, llamada celda de plasma de hidrino, en el que por lo menos una porción de la energía óptica es convertida en electricidad mediante un convertidor fotovoltaico. La alta corriente puede ser de DC, CA o combinaciones de las mismas. El gas de plasma puede comprender por lo menos uno de una fuente de H y una fuente de catalizador de HOH, tal como H2O. Los gases de plasma apropiados adicionales son una mezcla de por lo menos uno de H2O, una fuente de H, H2, una fuente de oxígeno, O2 y un gas inerte tal como un gas noble. La presión del gas puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.001 Torr a 100 atm, 1 Torr a 50 atm y 100 Torr a 10 atm. La tensión puede ser alta, tal como en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 50 V a 100 kV, 1 kV a 50 kV y 1 kV a 30 kV. La corriente puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.1 mA a 100 A, 1 mA a 50 A y 1 mA a 10A. El plasma puede comprender arcos que presentan una corriente mucho más alta, tales como aquellas en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 1 A a 100 kA, 100 de A a 50 kA y 1 kA a 20 kA. En una forma de realización, la alta corriente acelera la velocidad de reacción hidrino. En una forma de realización, la tensión y corriente son de CA. La frecuencia impulsora puede ser una frecuencia de audio, tal como en el intervalo de 3 kHz a 15 kHz. En una forma de realización, la frecuencia está en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.1 Hz a 100 GHz, 100 Hz a 10 GHz, 1 kHz a 10 GHz, 1 MHz a 1 GHz y 10 MHz a 1 GHz. El conductor de por lo menos un electrodo expuesto al gas de plasma puede proporcionar emisión termiónica de electrones y de campo para soportar el plasma de arco.

En una forma de realización, la celda comprende una fuente de alimentación de alta tensión que se aplica para obtener una ruptura en un gas de plasma que comprende una fuente de H y una fuente de catalizador de HOH. El gas de plasma puede comprender por lo menos uno de vapor de agua, hidrógeno, una fuente de oxígeno y un gas inerte, tal como un gas noble, por ejemplo argón. La energía de alta tensión puede comprender corriente directa (DC), corriente alterna (AC) y mezclas de las mismas. La ruptura en el gas de plasma provoca que la conductividad se incremente significativamente. La fuente de alimentación es capaz de alta corriente. Una alta corriente a una tensión más baja que la tensión de ruptura es aplicada para provocar que ocurra la catálisis de H a hidrino por el catalizador de Ho H a alta velocidad. La alta corriente puede comprender corriente directa (DC), corriente alterna (AC) y mezclas de las mismas.

Una forma de realización de una celda de plasma de alta corriente comprende un gas de plasma capaz de formar catalizador HOH y H. El gas de plasma comprende una fuente de HOH y una fuente de H, tal como gases de H2O y H2. El gas de plasma puede comprender además gases adicionales que permiten, mejorar o mantener el catalizador HOH y H. Otros gases apropiados son gases nobles. La celda comprende por lo menos uno de, por lo menos un conjunto de electrodos, por lo menos una antena, por lo menos una bobina de RF y por lo menos una cavidad de microondas que puede comprender una antena y que comprende además por lo menos una fuente de energía de rompimiento, tal como una capaz de producir una tensión o energía de electrones o iones suficiente para provocar rompimiento eléctrico del gas de plasma. La tensión puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 10 V a 100 kV, 100 V a 50 kV y 1 kV a 20 kV. El gas de plasma puede estar inicialmente en un estado líquido, así como estar en un estado gaseoso. El plasma puede ser formado en un medio que es H2O líquida o comprende H2O líquida. La presión del gas puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.001 Torr a 100 atm, 0.01 Torr a 760 Torr y 0.1 Torr a 100 Torr. La celda puede comprender por lo menos una fuente secundaria de energía que proporciona alta corriente una vez que se obtiene el rompimiento. La alta corriente puede también ser provista por la fuente de alimentación de rompimiento. Cada una de las fuentes de energía puede ser de CD o CA. El intervalo de frecuencia ya sea de una u otra puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.1 Hz a 100 GHz, 100 Hz a 10 GHz, 1 kHz a 10 GHz, 1 MHz a 1 GHz y 10 MHz a 1 GHz. La alta corriente puede estar en el intervalo de por lo menos uno de alrededor de 1 A a 100 kA, 10 A a 100 kA, 1000 de A a 100 kA, 10 kA a 50 kA. La alta densidad de corriente de descarga puede estar en el intervalo de por lo menos uno de 0.1 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 1 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 10 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2, 100 A/cm2 a 1,000,000 A/cm2 y 1 kA/cm2 a 1,000,000 A/cm2. En una forma de realización, por lo menos una de las fuentes de energía de alta corriente de ruptura y secundaria puede ser aplicada intermitentemente. La frecuencia intermitente puede estar en el intervalo de por lo menos una de aproximadamente 0.001 Hz a 1 GHz, 0.01 Hz a 100 MHz, 0.1 Hz a 10 MHz, 1 Hz a 1 MHz y 10 Hz a 100 kHz. El ciclo de trabajo puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.001% a 99.9%, 1% a 99% y 10% a 90%. En una forma de realización que comprende CA, tal como una fuente de energía de RF y una fuente de energía de CD, la fuente de energía de Cd es aislada de la fuente de energía de CA mediante por lo menos un capacitor. En una forma de realización, la fuente de H para formar hidrinos, tales como por lo menos uno de H2 y H2O es suministrada a la celda a una velocidad que mantiene el componente de hidrino a la energía de salida que proporciona una ganancia de celda deseada, tal como una en la que el componente de energía de hidrino excede la energía eléctrica de entrada.

En una forma de realización, el gas de plasma es reemplazado por H2O líquida que puede ser pura o puede comprender una solución de sal acuosa tal como salmuera. La solución puede ser incidente con excitación de CA, tal como radiación de alta frecuencia, tal como RF o excitación de microondas. El medio excitado que comprende H2O, tal como salmuera puede ser colocado entre un transmisor y receptor de RF. El transmisor de RF o antena recibe la energía de RF de un generador de RF, capaz de generar una señal de RF de frecuencia y potencia capaz de ser absorbida por el medio que comprende H2O. La celda y los parámetros de excitación pueden ser uno de los de la divulgación. En una forma de realización, la frecuencia de RF puede estar en el intervalo de aproximadamente 1 MHz a 20 MHz. La fuente de excitación de RF puede comprender además un circuito de sintonización o red de adaptación para hacer coincidir la impedancia de la carga con el transmisor. Las partículas de metal pueden estar suspendidas en H2O o solución de sal. La energía incidente puede ser alta, tal como en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.1 W/cm2 a 100 kW/cm2, 0.5 W/cm2 a 10 kW/cm2 y 0.5 W/cm2 a 1 kW/cm2 para provocar arcos en el plasma debido a la interacción de la radiación incidente con las partículas de metal. El tamaño de las partículas de metal puede ser ajustado para optimizar la formación de arco. Los tamaños de partículas apropiados están en el intervalo de aproximadamente 0.1 um a 10 mm. Los arcos portan alta corriente que provoca que la reacción de hidrino ocurra con alta cinética. En otra forma de realización, el gas de plasma comprende H2O, tal como vapor de H2O y la celda comprende objetos de metal que son también incidentes con radiación de alta frecuencia, tal como RF o microondas. La concentración de campo en puntos agudos en los objetos de metal provocan arcos en el gas de plasma que comprende H2O con una gran mejora de la velocidad de reacción de hidrino.

En una forma de realización, el plasma de alta corriente comprende un arco. El plasma de arco puede presentar una característica distintiva con respecto al plasma de descarga luminiscente. En el primer caso, las temperaturas de los electrones y los iones pueden ser similares y en el último caso, la energía térmica de los electrones puede ser mucho mayor que la energía térmica de los iones. En una forma de realización, la celda de plasma de arco comprende un plasma de compresión. El gas de plasma, tal como uno que comprende H2O, es mantenido mantiene a una presión suficiente para formar plasma de arco. La presión puede ser alta, tal como en el intervalo de aproximadamente 100 Torr a 76000 Torr (100 atm). En una forma de realización, las fuentes de alimentación de rompimiento y de alta corriente pueden ser las mismas. El arco puede ser formado en H2O de alta presión, incluso H2O líquida por una fuente de alimentación que comprende una pluralidad de capacitores que comprenden un banco de capacitores capaces de suministrar alta tensión, tal como una tensión en el intervalo de aproximadamente 1 kV a 50 kV y una alta corriente tal como una que se pueda incrementar a medida que la resistencia y la tensión disminuyen con la formación y mantenimiento del arco, en el que la corriente puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.1 mA a 100,000 A. La tensión puede ser incrementada al conectar los capacitores en serie y la capacitancia puede ser incrementada al conectar los capacitores en paralelo, para obtener la alta tensión y corriente deseadas. La capacitancia puede ser suficiente para mantener el plasma por una larga duración tal como de 0.1 s a más de 24 horas. El circuito de energía puede presentar elementos adicionales para mantener el arco una vez formado, tal como una fuente de alimentación de alta corriente secundaria. En una forma de realización, la fuente de alimentación comprende una pluralidad de bancos de capacitores que pueden suministrar secuencialmente energía al arco, en la que cada banco descargado de capacitores puede ser recargado por una fuente de alimentación de carga a medida que un banco de capacitores descargado dado es descargado. La pluralidad de bancos puede ser suficiente para mantener el plasma de arco de estado estable. En otra forma de realización, la fuente de alimentación para proporcionar por lo menos uno rompimiento de plasma y alta corriente al plasma de arco comprende por lo menos un transformador. En una forma de realización, el arco es establecido a una alta velocidad de repetición de CD, tal como en el intervalo de aproximadamente 0.01 Hz a 1 MHz. En una forma de realización, el papel del cátodo y el ánodo se puede invertir cíclicamente. La velocidad de inversión puede ser baja para mantener el plasma de arco. La velocidad del ciclo de la corriente alterna puede ser de por lo menos uno de aproximadamente 0 Hz a 1000 Hz, 0 Hz a 500 Hz y 0 Hz a 100 Hz. La fuente de alimentación puede tener un límite de corriente máximo que mantiene la velocidad de reacción de hidrino a una velocidad deseada. En una forma de realización, la alta corriente es variable para controlar la energía producida por hidrino para proporcionar una salida de energía variable. El límite de alta corriente controlada por la fuente de alimentación puede estar en el intervalo de por lo menos uno de alrededor de 1 kA a 100 kA, 2 kA a 50 kA y 10 kA a 30 kA. El plasma de arco puede tener una resistencia negativa que comprende un comportamiento de tensión decreciente con la corriente incrementada. El circuito de energía de la celda de arco de plasma puede comprender una forma de impedancia positiva, tal como una balastra eléctrica para establecer una corriente estable a un nivel deseado. Los electrodos pueden estar en una geometría deseada para proporcionar un campo eléctrico entre los dos. Las geometrías apropiadas son por lo menos uno de un electrodo central cilíndrico y un electrodo concéntrico externo, electrodos de placas paralelas y pasadores opuestos o cilindros. Los electrodos pueden proporcionar por lo menos una de emisión termiónica de electrones y emisión de campo en el cátodo para soportar el plasma de arco. Se pueden formar altas densidad de corriente, tan altas como de aproximadamente 106A/cm2. El electrodo puede consistir en por lo menos un material que presenta un alto punto de fusión, tal como uno del grupo de un metal refractario, tal como W o Mo y carbono y un material que presenta baja reactividad con agua, tal como uno del grupo de Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In. En una forma de realización, los electrodos pueden ser amovibles. Los electrodos pueden ser colocados en contacto estrecho o en contacto directo entre sí y a continuación separados mecánicamente para iniciar y mantener el plasma de arco. En este caso, la tensión de ruptura puede ser mucho menor que el caso en el que los electrodos están separados permanentemente con un hueco fijo. La tensión aplicada para formar el arco con electrodos de hueco amovible o ajustable puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.1 V a 20 kV, 1 V a 10 kV y 10 V a 1 kV. La separación de los electrodos puede ser ajustada para mantener un arco estable a una corriente o densidad de corriente deseada.

En una forma de realización, el catalizador que comprende por lo menos uno de OH, HOH, O2, NO y nH (n es un número entero) es generado en un plasma de arco de agua. Un dibujo esquemático de un generador de energía de celda de plasma de arco de H2O 100 es representado en la figura 2B. La celda de plasma de arco 109 comprende dos electrodos, tal como un electrodo cilíndrico exterior 106 y un electrodo central axial 103, tal como un vástago central que con una tapa de celda 111 y una base aislante 102 que puede definir una cámara de plasma de arco de la celda 109 capaz de por lo menos uno de un vacío, presión atmosférica y una presión mayor que la atmosférica. La celda 109 es alimentada con un gas de plasmfa de arco o líquido tal como H2O. Alternativamente, los electrodos 103 y 106 son sumergidos en el gas de plasma de arco o líquido tal como H2O contenida en un recipiente 109. El H2O se puede hacer más conductor para obtener el rompimiento del arco a una tensión más baja mediante la adición de una fuente de iones, tal como un compuesto iónico que puede disolver tal sal. La sal puede comprender un hidróxido o haluro, tal como un hidróxido alcalino o haluro u otros de la divulgación. La alimentación puede ser de una fuente, tal como un tanque 107 que presenta una válvula 108 y una línea 110 a través de la cual el gas o liquido fluye a la celda 109 y los gases de escape fluyen fuera de la celda a través de la línea de salida 126 que presenta por lo menos un medidor de presión 115 y válvula 116, en la que una bomba de 117 retira los gases de la celda 109 para mantener por lo menos uno de un flujo y presión deseados. En una forma de realización, el gas de plasma es mantenido a una condición de alto flujo, tal como flujo supersónico a alta presión, tal como presión atmosférica y mayor para proporcionar un flujo másico apropiado de los reactivos a la reacción hidrino, para producir energía a base de hidrino a un nivel deseado. Una velocidad de flujo ejemplificativa apropiada obtiene energía a base de hidrino que excede la energía de entrada. Alternativamente, el agua líquida puede estar en la celda 109, como en el depósito que presenta los electrodos como las fronteras. Los electrodos 103 y 106 son conectados a una fuente de alimentación de alta corriente de alta tensión 123 a través de conectores de alimentación de la celda 124. La conexión al electrodo central 103 puede ser por medio de una placa base 101. En una forma de realización, la fuente de alimentación 123 puede ser alimentada por otra fuente de alimentación, tal como una fuente de alimentación de carga 121 a través de conectores 122. La fuente de alimentación de alta corriente de alta tensión 123 puede comprender una banco de capacitores que pueden estar en serie para proporcionar alta tensión y paralelos para proporcionar alta capacitancia y alta corriente y la fuente de alimentación 123 puede comprender una pluralidad de tales bancos de capacitores, en los que cada uno puede ser cargado y descargado temporalmente para proporcionar una salida de energía que se puede aproximar a una salida continua. El banco o los bancos de capacitores pueden ser cargados por la fuente de alimentación cargadora 121.

En una forma de realización, un electrodo, tal como 103 puede ser alimentado por una fuente de alimentación de CA 123 que pueden ser de alta frecuencia y puede ser alta potencia, tal como la provista por un generador de RF, tal como una bobina de Tesla. En otra forma de realización, los electrodos 103 comprenden unas antenas de un soplete de plasma de microondas. La potencia y frecuencia pueden ser una de la divulgación, tal como en el intervalo de aproximadamente 100 kHz a 100 MHz o 100 MHz a 10 GHz y 100 W a 500 kW por litro, respectivamente. En una forma de realización, el electrodo cilíndrico puede comprender solamente la pared celular y puede consistir en un aislante tal como cuarzo, cerámica o alúmina. La tapa de la celda 111 puede comprender además un electrodo, tal como un electrodo conectado a tierra o sin conectar a tierra. La celda se puede poner en funcionamiento para formar arcos de plasma o vaporizadores de H2O que cubren por lo menos parcialmente el electrodo 103 en el interior de la celda de plasma de arco 109. Los arcos o vaporizadores mejoran en gran medida la velocidad de reacción de hidrino.

En una forma de realización, la celda de plasma de arco 109 está cerrada para confinar la liberación de energía térmica. El agua dentro de la celda sellada está entonces en condiciones estándares de una mezcla líquida y gaseosa, de acuerdo con el diagrama de fases de H2O para la temperatura y presión de operación deseadas, como es conocido por un experto en la materia. La temperatura de operación puede estar en el intervalo de aproximadamente 25°C a 1000°C. La presión de trabajo puede estar en el intervalo de por lo menos uno de aproximadamente 0.001 atm a 200 atm, 0.01 atm a 200 atm y 0.1 atm a 100 atm. La celda 109 puede comprender una caldera, en la que por lo menos una fase que comprende agua caliente, agua sobrecalentada, vapor y vapor sobrecalentado fluyen hacia afuera de la salida de vapor 114 y suministran una carga térmica o mecánica, tal como una turbina de vapor para generar electricidad. Por lo menos uno de los procesos de enfriamiento del flujo de salida y condensación de vapor ocurren con transferencia de energía térmica a la carga y el vapor enfriado o agua es devuelto a la celda a través de un retorno 112. Alternativamente, se devuelve agua o vapor de compensación. El sistema puede ser cerrado y puede comprender además una bomba 113, tal como una bomba de recirculación de H2O o de retorno para hacer circular el H2O en su fase física que sirve como refrigerante. La celda puede comprender además un intercambiador de calor 119 que puede estar al interior o sobre la pared externa de la celda para retirar la energía térmica a un refrigerante que entra frío en la entrada del refrigerante 118 y existe caliente en la salida del refrigerante 120. Después de esto, el refrigerante caliente fluye a una carga térmica, tal como una carga térmica pura o un convertidor de energía térmica a mecánica o un convertidor de energía térmica a eléctrica, tal como una turbina de vapor o gas o una máquina térmica, tal como una máquina de vapor y opcionalmente, un generador. Los convertidores ejemplificativos adicionales de energía térmica a mecánica o energía eléctrica son motores de ciclo de Rankine o Brayton, motores de Stirling, convertidores termiónicos y termoeléctricos y otros sistemas conocidos en la técnica. Los métodos y sistemas de conversión de energía térmica en por lo menos una de mecánica y eléctrica son también divulgados en las solicitudes anteriores de Mills que son incorporadas como referencia en la presente memoria en su totalidad.

En una forma de realización, los electrodos 103 y 106, tales como electrodos de carbono o de metal, tales como electrodos de tungsteno o cobre pueden ser alimentados a la celda 109 a medida que se erosionan debido al plasma. Los electrodos pueden ser reemplazados cuando están erosionados suficientemente o son reemplazados continuamente. El producto de corrosión puede ser recolectado de la celda en una forma tal como sedimento y reciclado a nuevos electrodos. Así, el generador de energía de celda de plasma de arco comprende además un sistema de recuperación del producto de corrosión del electrodo 105, un sistema de regeneración de electrodo 104 y una alimentación continua del electrodo regenerado 125. En una forma de realización, por lo menos un electrodo propenso a la mayoría de la corrosión, tal como el cátodo como el electrodo central 103 puede ser regenerado por los sistemas y métodos de la divulgación. Por ejemplo, un electrodo puede comprender un metal seleccionado de entre Cu, Ni, Pb, Sb, Bi, Co, Cd, Ge, Au, Ir, Fe, Hg, Mo, Os, Pd, Re, Rh, Ru, Se, Ag, Tc, Te, Tl, Sn, W, Al, V, Zr, Ti, Mn, Zn, Cr e In que presenta un óxido correspondiente que puede ser reducido mediante por lo menos uno de tratamiento con H2, calentamiento y calentamiento bajo vacío. El sistema de regeneración 104 puede comprender un horno para fundir por lo menos uno del óxido y metal y vaciar o extruir el electrodo del metal regenerado. Los sistemas y métodos para fundición de metal y formación o molienda son bien conocidos por un experto en la materia. En otra forma de realización, el sistema de regeneración 104 puede comprender una celda de electrólisis, tal como una celda de electrólisis de sal fundida que comprende iones de metal, en el que el metal del electrodo puede ser depositado sobre el electrodo mediante electrodeposición utilizando sistemas y métodos que son bien conocidos en la técnica.

En una forma de realización de la celda de plasma, tal como la celda de plasma de arco de 109 representada en la figura 2B, la celda de plasma de arco de H2O emite alta energía óptica y la luz es convertida en electricidad mediante un convertidor de energía fotovoltaica. En una forma de realización, la tapa de la celda 111 comprende un convertidor de energía fotovoltaica para recibir la alta energía óptica y convertirla en electricidad. En otra forma de realización, por lo menos uno de los electrodos 103 y 106 comprende un electrodo de rejilla que es por lo menos parcialmente transparente a la luz. La transparencia puede ser debida a huecos entre secciones de conducción del electrodo. Un convertidor fotovoltaico es colocado detrás del electrodo de rejilla para convertir la energía óptica en electricidad. En otra forma de realización, los electrodos 103 y 106 comprenden placas paralelas. Los electrodos de placas paralelas pueden ser confinados en la celda 109 que puede ser sellada. La alta energía óptica puede ser recibida por un convertidor fotovoltaico 106a que es transversal a los planos formados por los electrodos. El convertidor fotovoltaico puede comprender unas celdas fotovoltaicas y puede comprender además una ventana transparente a la energía óptica para proteger las celdas de daños de la onda de presión del plasma de arco. Otras formas de realización de electrodos y configuraciones y diseños de electrodos que soportan por lo menos uno de un plasma y plasma de arco, tal como un plasma que comprende H2O y comprenden por lo menos una región para penetración de luz a un convertidor fotovoltaico, tales como los conocidos por un experto en la materia están dentro del alcance de la presente divulgación.

En una forma de realización, la celda hidrino comprende una fuente de plasma comprimida para formar emisión continua de hidrino. La celdas comprende un cátodo, un ánodo, una fuente de alimentación y por lo menos uno de una fuente de hidrógeno y una fuente de catalizador de HOH para formar un plasma comprimido. El sistema de plasma puede comprender una fuente de enfoque de plasma denso, tales como las conocidss en la técnica. La corriente de plasma puede ser muy alta, tal como mayor de 1 kA. El plasma puede ser plasma de arco. Las características distintivas son que el gas de plasma comprende por lo menos uno de H y HOH o catalizador de H y las condiciones del plasma pueden ser optimizadas para proporcionar una emisión continua de hidrógeno. En una forma de realización, la energía óptica es convertida en electricidad con el convertidor fotoeléctrico 106a o 111.

I. Convertidor fotovoltaico de energía óptica a eléctrica

En un convertidor de energía de plasma alternativo 6 del generador de energía de celda de SF-CIHT representado en la figura 2A, el plasma producido por la ignición del combustible sólido 3 es altamente ionizado. La reacción de catálisis de hidrino, tal como aquella proporcionada por las ecuaciones (6-9) y (44-47), también como la energía liberada en la formación de hidrinos da como resultado la ionización del combustible. Los iones se recombinan con los electrones libres para emitir luz. Se emite luz adicional por átomos de estado excitado que decaen, iones, moléculas, compuestos y materiales. La luz es incidente sobre el convertidor fotovoltaico 6. El convertidor de energía fotovoltaica 6 comprende un cátodo 6c y un ánodo 6b que son cada uno conectados al controlador/acondicionador de energía de salida 7 por el cátodo y el conector de energía de salida del ánodo 8a y 8, respectivamente. La luz puede ser recibida por un convertidor de energía fotónica a eléctrica 6, tales como mosaicos fotovoltaicos del interior del recipiente de vacío 1. El convertidor de energía fotovoltaica puede ser enfriado mediante por lo menos un intercambiador de calor 18 que recibe el refrigerante frío a través de la línea de entrada del refrigerante fotovoltaico 19 y rechaza el refrigerante caliente a través de la línea de salida del refrigerante fotovoltaico 20. La divulgación con respecto a la conversión fotovoltaica de la energía óptica de la celda de SF-CIHT en electricidad, proporcionada en la presente memoria también se aplica a celdas de arco y celdas de plasma de hidrino de alta DC, a C y mezcla de corriente DC-AC que presentan conversión fotovoltaica de la energía óptica.

El convertidor fotovoltaico 6 puede comprender un recubrimiento para por lo menos una de capa antirreflectante o recubrimiento, tal como monóxido de silicio, adaptación de impedancia óptica y la protección del plasma o erosión del material cinético o daños. La película puede comprender una ventana. La ventana puede comprender además un sistema para limpiar productos de detonación que cubren la ventana y bloquear por lo menos parcialmente la transmisión de luz al convertidor fotovoltaico. En una forma de realización, se limpia la ventana óptica. La limpieza puede comprender por lo menos un método y sistema de limpieza química o ataque químico y la limpieza por plasma o ataque químico por plasma. La ventana puede comprender múltiples ventanas que son cada una amovibles, de tal manera que una reemplaza a la otra y sirve para transmitir luz al convertidor mientras que por lo menos la otra se limpia de productos de detonación. En una forma de realización, se limpia la ventana óptica. La limpieza puede comprender por lo menos un método y sistema de limpieza química o ataque químico y limpieza de plasma o ataque químico. En una forma de realización, una corriente de gas, tal como un gas inerte se hace fluir en dirección opuesta al plasma encendido en expansión, con el fin de impedir que los productos de recubrimiento de por lo menos una de la ventana de protección, el sistema de recolección de luz, tal como por lo menos uno de cables de fibra óptica y espejos y el convertidor fotovoltaico.

El convertidor de energía fotovoltaica del generador de energía de SF-CIHT (figura 2A) puede comprender además un sistema de distribución de luz para proporcionar energía óptica de la celda de SF-CIHT a una pluralidad de celdas fotovoltaicas que pueden ser dispuestas en un diseño compacto. En una forma de realización del convertidor fotovoltaico 6, la salida de luz (energía óptica) es dirigida a una pluralidad de convertidores fotovoltaicos 6. La salida de luz puede ser distribuida por sistemas de distribución ópticos tales como uno que comprende por lo menos uno de espejos y lentes. En una forma de realización, la luz es formada en un haz con una lente en el punto focal de un espejo parabólico y es dirigida a una lente en el punto focal de otro espejo parabólico que emite rayos de luz paralelos que se hacen incidentes sobre una celda fotovoltaica 6. El sistema comprende una pluralidad de tales espejos parabólicos, lentes y celdas fotovoltaicas. La luz puede también ser dirigida y distribuida utilizando divisores de haz, prismas, rejillas, difusores y otros elementos ópticos conocidos por un experto en la materia. Elementos tales como un prisma y una rejilla pueden separar una pluralidad de intervalos de longitud de onda o bandas de la salida de luz, de tal manera que se pueden dirigir a celdas fotovoltaicas que presentan una eficiencia máxima de conversión de energía óptica a eléctrica dentro del intervalo de longitud de onda de cada banda. En otra forma de realización, la energía óptica es recolectada en un manojo de cables de fibra óptica. La recolección puede ser obtenida con por lo menos una o más lentes y una o más placas de adaptación de impedancia óptica, tal como una placa de cuarto de onda. El sistema de distribución de luz puede comprender además por lo menos un espejo para reflejar cualquier luz reflejada del cable de fibra óptica de nuevo a por lo menos una de la entrada del cable, el sistema de recolección de luz y la placa de adaptación de impedancia al cable. El espejo puede estar en el centro de la ignición, en el que la luz actúa como una fuente puntual del centro del espejo. El espejo puede estar en el plano de los electrodos del engrane de las figuras 1 y 2A-2B. El espejo puede comprender un par de espejos que reflejan la luz en direcciones opuestas a convertidores fotovoltaicos coincidentes opuestos, como se representa en la figura 2A. Los espejos opuestos pueden reflejar la luz de nuevo a los sistemas de distribución de luz, tales como los que comprenden cables de fibra óptica. El espejo puede tener la forma que optimiza el reflejo de la luz retrorreflejada a los sistemas de distribución de luz. Los elementos de cable de fibra óptica del cable de fibra óptica pueden ser selectivos para una banda de longitudes de onda que pueden conducir selectivamente la luz a una celda fotovoltaica coincidente de una pluralidad que presenta una eficiencia máxima de conversión de energía óptica eléctrica dentro del intervalo de longitud de onda de la banda. En otra forma de realización, el sistema de distribución de luz y convertidor de energía fotovoltaica comprende una pluralidad de celdas fotovoltaicas transparentes o semitransparentes dispuestas en una pila, de tal manera que la energía óptica de la ignición es convertida a electricidad en elementos de la pila, a medida que la luz penetra a la pila. En una forma de realización, la luz de la ignición es recolectada antes de que la radiación de cuerpo negro se enfríe, mediante un mecanismo tal como expansión. El plasma puede ser mantenido en una botella magnética, tal como aquella producida por bobinas de Helmholtz 6d para impedir pérdidas por expansión o colisión, de tal manera que se puede extraer la energía máxima por radiación.

En una forma de realización, el convertidor fotovoltaico puede comprender un convertidor termofotovoltaico. La celda 1 puede comprender por lo menos una pared que absorbe el calor de la ignición del combustible y la pared calentada emite luz a un convertidor fotovoltaico 6. El convertidor fotovoltaico 6 puede estar fuera de la celda sellada 1. Los intercambiadores de calor, tal como el intercambiador de calor fotovoltaico 18 tienen un refrigerante capaz de alta transferencia de energía térmica. El refrigerante puede comprender agua u otro líquido, tal como solvente o metales líquidos o sales conocidos por un experto en la materia. En una forma de realización, por lo menos uno del intercambiador de calor y un componente del intercambiador de calor pueden comprender un tubo de calor. El fluido del tubo de calor puede comprender una sal fundida o metal. Los metales ejemplificativos son cesio, NaK, potasio, sodio, litio y plata.

En otra forma de realización, el plasma es confinado mediante por lo menos uno de confinamiento de campo magnético o eléctrico para minimizar el contacto del plasma con el convertidor de energía fotónica a eléctrica. El confinamiento magnético puede comprender una botella magnética. El confinamiento magnético puede ser proporcionado por bobinas de Helmholtz 6d. En una forma de realización adicional, el convertidor convierte la energía cinética de especies cargadas o neutras en el plasma, tales como electrones, iones y átomos de hidrógeno energéticos en electricidad. Este convertidor puede estar en contacto con el plasma para recibir las especies energéticas.

En una forma de realización, el generador de SF-CIHT comprende una celda de catálisis de hidrógeno que produce átomos que presentan energías de enlace dadas por la ecuación (1) y por lo menos una de una alta población de átomos de estado electrónicamente excitado e iones, tales como los de los materiales del combustible. La energía es emitida como fotones con emisión espontánea o emisión estimulada. La luz es convertida en electricidad usando un convertidor de energía fotónica en eléctrica de la presente divulgación, tal como una celda fotoeléctrica o fotovoltaica. En una forma de realización, la celda de energía comprende además un láser de hidrógeno de la presente divulgación.

En una forma de realización, los fotones efectúan por lo menos una acción de entre propagación a y ser incidentes sobre la celda fotovoltaica y salir de un espejo semitransparente de una cavidad de láser e irradiar la celda fotovoltaica. La energía incoherente y energía del láser pueden ser convertidas en electricidad usando celdas fotovoltaicas como se describe en las siguientes referencias de celdas fotovoltaicas para convertir la energía del láser en energía eléctrica: L. C. Olsen, D. A. Huber, G. Dunham, F. W. Addis, "High efficiency monochromatic GaAs solar cells", en Conf. Rec. 22nd IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Las Vegas, NV, Vol. I, Oct. (1991), pp. 419 424; R. A. Lowe, G. A. Landis, P Jenkins, "Response of photovoltaic cells to pulsed laser illumination", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 42, No. 4, (1995), pp. 744-751; R. K. Jain, G. A. Landis, "Transient response of gallium arsenide and silicon solar cells under laser pulse", Solid-State Electronics, Vol. 4, No. 11, (1998), pp.

1981-1983; P A. Iles, "Non-solar photovoltaic cells", en Conf. Rec. 21st IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Kissimmee, FL, Vol. I, May, (1990), pp. 420-423.

En una forma de realización del por lo menos uno del convertidor de energía óptica y láser, usando elementos ópticos formadores del haz, el por lo menos uno de un haz de luz y haz del láser es reducido y esparcido sobre un área más grande, como se describe en L. C. Olsen, D. A. Huber, G. Dunham, F. W Addis, "High efficiency monochromatic GaAs solar cells", en Conf. Rec. 22nd IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Las Vegas, NV, Vol. I, Oct. (1991), pp. 419-424. Los elementos ópticos de formación del haz pueden ser una lente o un difusor. La celda 1 puede comprender además espejos o lentes para dirigir la luz sobre el sistema fotovoltaico. Los espejos pueden también estar presentes en la pared celular para incrementar la longitud de trayectoria de la luz, tal como emisión de la serie de Lyman de hidrógeno para mantener estados excitados que pueden ser excitados adicionalmente por colisiones o fotones.

En otra forma de realización, la emisión espontánea o estimulada del plasma de combustible a base de agua es convertida en energía eléctrica usando un elemento fotovoltaico. La conversión de por lo menos una emisión espontánea y estimulada a electricidad puede ser obtenida a eficiencias y densidades de energía significativas usando celdas fotovoltaicas (PV) existentes con una banda prohibida que se hace coincidir con las longitudes de onda. Las fotoceldas del convertidor de energía de la presente divulgación que responden a la luz ultravioleta y luz ultravioleta extrema comprenden celdas convencionales endurecidas por radiación. Debido a la energía más alta de los fotones, se puede obtener una eficiencia potencialmente más alta, en comparación con aquellos que convierten fotones de energía más baja. El endurecimiento puede ser obtenido por un recubrimiento protector, tal como una capa atómica de platino u otro metal noble. En una forma de realización, el sistema fotovoltaico tiene una banda prohibida alta, tal como un elemento fotovoltaico compuesto de nitruro de galio.

En una forma de realización que utiliza un sistema fotovoltaico para la conversión de energía, la luz de alta energía puede ser convertida en la luz de energía más baja por un fósforo. En una forma de realización, el fósforo es un gas que convierte eficientemente la luz de longitud de onda corta de la celda en luz de longitud de onda larga a la cual el sistema fotovoltaico es más sensible. El porcentaje de gas de fósforo puede estar en cualquier intervalo deseado, tal como en por lo menos un intervalo de aproximadamente 0.1% a 99.9%, 0.1 a 50%, 1% a 25% y 1% a 5%. El gas de fósforo puede ser un gas inerte, tal como un gas noble o un gas de un elemento o compuesto que se hace gaseoso por la detonación, tal como un metal, por ejemplo un metal alcalino, alcalinotérreo o metal de transición. En una forma de realización, el argón comprende una vela de argón como se utiliza en explosivos para emitir luz brillante en el intervalo visible apropiada para conversión fotovoltaica a electricidad. En una forma de realización, el fósforo se recubre sobre las paredes transparentes de la celda 1, de modo que los fotones emitidos por el fósforo excitado coinciden más estrechamente con la eficacia de longitud de onda pico del sistema fotovoltaico que puede rodear las paredes recubierta con fósforo. En una forma de realización, se añaden especies que forman excímeros al plasma para absorber la energía de la formación de hidrinos y contribuir a la formación de por lo menos uno de una gran población de estados excitados y una población invertida. En una forma de realización, el combustible sólido o gas añadido pueden comprender un halógeno. Por lo menos un gas noble, tal como helio, neón y argón pueden ser añadidos, de tal manera que se forman excímeros. La energía puede ser extraída por la emisión espontánea de excímero o emisión de láser. La energía óptica es incidente al convertidor fotovoltaico 6 y se convierte en electricidad.

En esta forma de realización ejemplificativa, el sistema de generación de energía de celda de SF-CIHT incluye un convertidor de energía fotovoltaica configurado para capturar fotones de plasma generados por la reacción de ignición del combustible y convertirlos en energía utilizable. En algunas formas de realización, puede ser deseable una alta eficiencia de conversión. El reactor puede expulsar plasma en múltiples direcciones, por ejemplo, por lo menos dos direcciones y el radio de la reacción puede estar en la escala de aproximadamente varios milímetros a varios metros, por ejemplo, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 25 cm de radio. Adicionalmente, el espectro del plasma generado por la ignición del combustible se puede asemejar al espectro del plasma generado por el sol y/o puede incluir radiación de longitud de onda corta adicional.

De la ley de desplazamiento Wien [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, Cuarta edición, McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329-340], la longitud de onda Xmax que presenta la mayor densidad de energía de un cuerpo negro a T = 6000K es

La ley de Stefan-Boltzmann [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, cuarta edición, McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329-340] es igual a la energía irradiada por un objeto por área unitaria, R, a la emisividad, e, multiplicada por la constante de Stefan-Boltzmann, a, elevada a la cuarta potencia de la temperatura, T4.

R = eaT4(197)

La emisividad e = 1 de un plasma ópticamente grueso que comprende un cuerpo negro, a = 5.67 x 10'8 W irr2K‘4y la temperatura de cuerpo negro medida es de 6000 K. Así, la energía irradiada por área unitaria por el combustible sólido encendido es de

R=(1)(a = 5.67x10-8 Wm-2 K'4)(6000K)4 = 7.34 x 107 W m'2 (198)

El radio rps de la esfera de plasma de 6000 K puede ser calculado de R y la potencia típica de la ráfaga Práfaga proporcionada por el cociente de la energía Eráfaga de la ráfaga de 1000 J y el tiempo de la ráfaga t de 20 x 10‘6 s.

Así, el radio promedio de la esfera de plasma en expansión es de 23 cm a una temperatura de cuerpo negro promedio de 6000K. De Beiser [A. Beiser, Concepts of Modern Physics, cuarta edición, McGraw-Hill Book Company, New York, (1978), pp. 329-340], el número total de fotones N en el volumen con un radio de 23 cm es

De Beiser [1], la energía promedio de los fotones g es

Las temperaturas de plasma adicionales, emisividad de plasma, energía radiada por área unitaria, radios de plasma, número total de fotones y energía promedio de los fotones están dentro del alcance de la presente divulgación. En una forma de realización, la temperatura del plasma está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 500 K a 100,000K, 1,000 K a 10,000 K y 5000 K a 10,000 K. En una forma de realización, la emisividad del plasma está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 0.01 a 1, 0.1 a 1 y 0.5 a 1. En una forma de realización, la energía radiada por área unitaria de acuerdo con la ecuación (198) está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 103 Wm-2 - 101°W irr2, 104 Wm-2 - 109 Wm-2 y 105 Wm-2 - 108 Wm-2. En una forma de realización, el radio y número total de fotones se proporcionan por las ecuaciones (199) y (200), respectivamente, de acuerdo con la energía radiada por área unitaria R y la potencia de la ráfaga Práfaga es proporcionada por el cociente de la energía de la ráfaga Eráfaga y el tiempo de la ráfaga t. En una forma de realización, la energía está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 10 J a 1 GJ, 100 J a 100 MJ, 200 J a 10 MJ, 300 J a 1 MJ, 400 J a 100 kJ, 500 J a 10 kJ y 1 kJ a 5 kJ. En una forma de realización, el tiempo está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 100 ns a 100 s, 1 |is a 10 s, 10 |is a 1s, 100 |is a 100 ms, 100 |is a 10 ms y 100 |is a 1 ms. En una forma de realización, la potencia está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 100 W a 100 GW, 1 kW a 10 GW, 10 kW a 1 GW, 10 kW a 100 MW y 100 kW a 100 MW En una forma de realización, el radio está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 100 nm a 10 m, 1 mm a 1 m, 10 mm a 100 cm y 10 cm a 50 cm. En una forma de realización, el número total de fotones de acuerdo con la ecuación (200) está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 107 a 1025, 1010 a 1022, 1013 a 1021 y 1014 a 1018. En una forma de realización, la energía promedio de los fotones de acuerdo con la ecuación (201) está en por lo menos un intervalo de aproximadamente 0.1 eV a 100 eV, 0.5 eV a 10 eV y 0.5 eV y 3 eV.

Como se representa en la figura 2A, uno o más convertidores de energía fotovoltaica 6 pueden ser orientados (por ejemplo, angulares o espaciados) en relación con la reacción de plasma para recibir los fotones generados por la reacción. Por ejemplo, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede ser colocado en la trayectoria de flujo para recibir los fotones de plasma. En formas de realización en las cuales dos o más corrientes de plasma son expulsadas en diferentes direcciones axiales, un convertidor de energía fotovoltaica 6 puede ser colocado en la trayectoria de flujo de cada corriente de fotones para incrementar el número de fotones capturados. En algunas formas de realización, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede convertir directamente los fotones en energía eléctrica, mientras que en otras formas de realización, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede convertir los fotones en energía térmica y a continuación un convertidor de energía térmica a eléctrica puede convertir la energía térmica en energía eléctrica.

El convertidor de energía fotovoltaica 6 incluye una pluralidad de celdas fotovoltaicas configuradas para recibir, capturar y convertir los fotones generados durante la reacción de plasma. La pluralidad de celdas fotovoltaicas pueden ser dispuestas en uno o más módulos. Los múltiples módulos pueden ser embalados e interconectados entre sí, por ejemplo, en serie, en paralelo o en cualquier combinación de los mismos. En algunas formas de realización, múltiples módulos fotovoltaicos pueden ser interconectados para formar matrices de módulos fotovoltaicos (esto es, matrices fotovoltaicas). Por ejemplo, una matriz fotovoltaica puede incluir una pluralidad de módulos fotovoltaicos conectados a cadenas de módulos fotovoltaicos, que pueden ser agrupados adicionalmente como submatrices de módulo fotovoltaico. Mientras que celdas fotovoltaicas individuales pueden producir sólo unos pocos vatios de potencia o menos que un vatio de potencia, conectar las celdas individuales en módulos puede producir más energía y formar unidades aún más grandes, como matrices, puede permitir la producción de aún más energía.

Las matrices y/o módulos fotovoltaicos pueden ser montados sobre una estructura de soporte para orientar las celdas en la dirección de los fotones de plasma expulsados. Los convertidores de energía fotovoltaica ejemplificativos 6 pueden también incluir un rastreador para ajustar las matrices para reducir el ángulo de incidencia entre el plasma expulsado y las celdas fotovoltaicas para optimizar la captura de fotones. Tales rastreadores pueden ser sensibles a cualquier desplazamiento en las trayectorias de los fotones de plasma expulsados con el fin de mantener la eficiencia. En algunas formas de realización, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede incluir uno o más dispositivos de rastreo de punto de energía máxima (MPPT) para tomar muestras de la salida de las celdas fotovoltaicas y aplicar la resistencia apropiada con el fin de maximizar la energía sobre la base de condiciones de emisión de plasma variables.

Las celdas fotovoltaicas de silicio cristalino son un tipo común de celda fotovoltaica. Las celdas de silicio cristalino pueden incluir, por ejemplo, celdas monocristalinas (unicristalinas), celdas policristalinas y celdas de borde definido, de cinta de silicio de alimentación de película y celdas de cultivo de película definida por lámina de silicio. Incluyen átomos de silicio enlazados entre sí para formar un reticulado cristalino. Los semiconductores fotovoltaicos incluyen una capa n y una capa p, con una unión en medio (referida como la unión p/n). La capa de silicio de tipo n tiene un exceso de electrones, mientras que la capa de silicio tipo p tiene huecos en exceso y la unión p/n en su interfaz crea un campo eléctrico. Cuando los fotones son absorbidos por la celda fotovoltaica, los electrones pueden ser liberados dentro de la estructura de reticulado cristalino. Los electrones en exceso se pueden mover del lado tipo n al lado tipo p, creando una carga positiva a lo largo de la capa n y una carga negativa a lo largo de la capa p. Es la separación de estos electrones libres que genera un campo eléctrico en la unión p/n.

En una celda fotovoltaica de silicio cristalino se usa el dopaje para introducir un átomo de otro elemento al cristal de silicio para alterar sus propiedades eléctricas y crear la capa p y la capa n. El elemento introducido ("dopante") presenta típicamente ya sea un electrón de valencia más que el material de sustrato (para crear la capa n) o un electrón de valencia menos que el material de sustrato (para crear la capa p). Por ejemplo, en celdas a base de silicio, el dopante presenta típicamente ya sea tres o cinco electrones de valencia (uno más o uno menos que los cuatro electrones de valencia que presenta el silicio). El dopante es aplicado normalmente a una capa delgada sobre una región superior y una región inferior de un sustrato, produciendo una unión p/n con una energía de banda prohibida particular. Por ejemplo, un sustrato de silicio puede ser dopado con fósforo (que presenta cinco electrones de valencia) sobre un lado superior para formar la capa n y boro (que presenta tres electrones de valencia) sobre un lado inferior para formar la capa p.

Los fotones de plasma que impactan la celda fotovoltaica pueden ser reflejados, pueden ser absorbidos o pueden pasar a través. Solamente los fotones absorbidos generan electricidad. La energía de la banda prohibida es la cantidad de energía requerida para liberar un electrón del reticulado cristalino. Si el fotón presenta menos energía que la banda prohibida, puede no ser recolectado. Alternativamente, si el fotón presenta más energía que la banda prohibida, la energía extra se puede perder por medio de relajación, que puede convertir la energía extra en calor, incrementando las pérdidas de cuerpo negro. El silicio cristalino presenta una energía de banda prohibida de aproximadamente 1.1 eV y los materiales fotovoltaicos comunes puede tener energías de banda prohibida que están comprendidas entre aproximadamente 1.0 eV y aproximadamente 2.0 eV. Por ejemplo, el arseniuro de galio presenta una banda prohibida de aproximadamente 1.43 eV y el arseniuro de aluminio galio presenta un banda prohibida de aproximadamente 1.7 eV.

Así, algunas celdas fotovoltaicas pueden ser formadas por múltiples tipos de materiales. Las celdas fabricadas en múltiples materiales pueden presentar múltiples bandas prohibidas y así pueden responder a múltiples longitudes de onda de luz. Consecuentemente, las celdas compuestas por múltiples materiales diferentes (esto es, celdas multiunión) pueden ser más eficientes debido a que son capaces de producir corriente eléctrica a múltiples longitudes de onda, capturando y convirtiendo energía que de otra manera se perdería. Las celdas fotovoltaicas pueden ser formadas por una diversidad de materiales diferentes o combinaciones de materiales, que pueden ser seleccionados y/o combinados sobre la base de las propiedades de los materiales y/o los requisitos de eficiencia de una aplicación dada. Diferentes materiales pueden presentar diferentes cristalinidades, propiedades de absorción, longevidades de portadora minoritaria, movilidades y/o consideraciones de manufactura. Por ejemplo, fuertes coeficientes de absorción, altas longevidades de portadora minoritaria y/o altas movilidades pueden proporcionar mejores características de desempeño.

Los materiales ejemplificativos pueden incluir, por ejemplo, silicio, incluso silicio unicristalino (monocristalino), silicio multicristalino (policristalino) o silicio amorfo. Se pueden usar películas delgadas multicristalinas, incluso, por ejemplo, diseleniuro de cobre indio, telururo de cadmio o silicio de película delgada. También se pueden usar películas delgadas monocristalinas, incluso, por ejemplo, arseniuro de galio, germanio o plaquetas u obleas de fosfuro de indio, silicio o aleaciones de los mismos. La cristalinidad indica cómo de ordenados están los átomos de la estructura cristalina y los materiales pueden venir en múltiples tipos de cristalinidades, incluso, por ejemplo, monocristalino, multicristalino y cristalino amorfo.

Como se expone anteriormente, las celdas fotovoltaicas pueden estar compuestas por un solo material o pueden estar compuestas por varios materiales. Un dispositivo de homounión incluye un solo material o materiales que presentan propiedades similares. Si se utilizan materiales diferentes con propiedades similares, los materiales pueden tener bandas prohibidas sustancialmente iguales. Debido a diferencias potenciales en el número de electrones de valencia de los diferentes materiales, se pueden usar diferentes dopantes para la capa n y capa p de cada material, por las razones descritas anteriormente. La forma de realización de silicio cristalino descrita anteriormente es un ejemplo de un dispositivo de homounión. Para incrementar la eficiencia de una celda fotovoltaica de homounión se pueden hacer variar la profundidad de la unión p/n, la cantidad de dopante, la distribución del dopante, la cristalinidad y/o la pureza del(los) material(es) utilizado(s).

Un dispositivo de heterounión incluye diferentes materiales que presentan bandas prohibidas desiguales, por ejemplo, dos capas de semiconductores cristalinos disimilares. En un dispositivo de heterounión, la capa superior es una ventana, esto es, un material transparente que presenta una alta banda prohibida, mientras que la capa inferior tiene una banda prohibida baja que absorbe la luz. Debido a que diferentes materiales pueden ser usados para las capas p y capas n de los diferentes materiales, se puede usar una variedad más amplia de agentes dopantes para crear dispositivos de heterounión, proporcionando potencialmente una capacidad incrementada para optimizar la celda fotovoltaica. Un dispositivo de heterounión ejemplificativo incluye una celda de diseleniuro de cobre e indio en la cual la unión de p/n es formada al poner en contacto sulfuro de cadmio y diseleniuro de cobre indio.

Un dispositivo de p-i-n o un dispositivo de n-i-p incluye una capa media sin impurificar (intrínseca o tipo i) emparedada entre la capa p y la capa n y el campo eléctrico creado a lo largo de la unión p/n se puede extender sobre una región más amplia. Un dispositivo de p-i-n ejemplificativo incluye una celda fotovoltaica de silicio amorfo, que consiste en una capa p de silicio, una capa media de silicio intrínseca y una capa n de silicio.

Un dispositivo de multiunión incluye múltiples uniones p/n compuestas por diferentes materiales semiconductores. Estos pueden incluir celdas en tándem, de triple unión, de cuatro uniones, de cinco uniones, de seis uniones o de n-uniones. Los dispositivos multiunión son formados por celdas individuales que presentan diferentes bandas prohibidas apiladas una encima de la otra. Cada banda prohibida produce corriente eléctrica en respuesta a una diferente longitud de onda de luz. La capa superior impactada primero por los fotones tiene la banda prohibida más grande. Los fotones no absorbidos por la capa superior son transmitidos a la capa siguiente y así sucesivamente, hasta que los fotones restantes llegan a la capa inferior, que presenta la banda prohibida más pequeña. Los dispositivos de multiunión pueden incluir una o más uniones p/n, capas de ventana (para reducir la velocidad de recombinación superficial), uniones de túnel (para proporcionar baja resistencia eléctrica y conexiones de ópticamente baja pérdida entre subceldas), capas de campo de superficie posterior (para reducir la dispersión de portadores hacia la unión del túnel), recubrimientos antirreflejantes, contactos de metal (por ejemplo, aluminio) o cualquier combinación de los mismos.

Para formar una celda fotovoltaica de multiunión, las celdas individuales pueden ser manufacturadas independientemente y luego apiladas mecánicamente una encima de la otra. Alternativamente, una celda puede ser manufacturada primero y las capas para la segunda celda pueden ser cultivadas (vía epitaxia, por ejemplo, fase líquida, fase de vapor organometálico, haz molecular, haz molecular organometálico, capa atómica, fase de vapor de hidruro, deposición de vapor química) o depositadas sobre la primera capa. Las celdas fotovoltaicas de multiunión usan en general materiales semiconductores del grupo III-V. Los materiales del grupo III-V incluyen, por ejemplo, arseniuro de aluminio galio, arseniuro de indio galio, fosfuro de indio galio, arseniuro de aluminio indio, antimoniuro de aluminio indio, arseniuro nitruro de galio, arseniuro fosfuro de galio, arseniuro antimoniuro de galio, nitruro de aluminio galio, fosfuro de aluminio galio, nitruro de indio galio, arseniuro antimoniuro de indio, antimoniuro de indio galio, fosfuro de aluminio galio indio, arseniuro fosfuro de aluminio galio, arseniuro fosfuro de indio galio, arseniuro antimoniuro de indio galio, arseniuro antimoniuro fosfuro de indio, arseniuro fosfuro de aluminio indio, arseniuro nitruro de aluminio galio, arseniuro nitruro de indio galio, arseniuro nitruro de indio aluminio, arseniuro antimoniuro nitruro de galio, nitruro arseniuro antimoniuro de galio indio y arseniuro antimoniuro fosfuro de galio indio. Alternativa o adicionalmente, se pueden usar aleaciones del grupo II-IV, combinaciones policristalinas del grupo IV, II-IV y/o III-V, semiconductores cristalinos, microcristalinos o amorfos. Los materiales del dispositivo de multiunion pueden incluir, por ejemplo, silicio amorfo, diseleniuro de cobre indio, diseleniuro de cobre indio galio, arseniuro de galio, fosfuro de galio indio, sulfuro de cadmio, telururo de cadmio o telururo de cinc, por ejemplo. Una celda de multiunión ejemplificativa es una celda de telururo de cadmio, que presenta una capa p de sulfuro de cadmio, una capa i de telururo de cadmio y una capa n de telururo de cinc. Otra celda de multiunión ejemplificativa puede incluir una pila de GaInP, GaInAs y Ge. Los dispositivos de multiunión apropiados pueden incluir dispositivos de multiunión de reticulado coincidente, metamórfica vertical y metamórfica invertida, por ejemplo.

En celdas fotovoltaicas de multiunión, los materiales pueden también ser seleccionados sobre la base de coincidencia de reticulado y/o coincidencia de corriente. Para una calidad óptica del cultivo y el cristal, la constante de reticulado cristalino de diferentes materiales puede ser la misma o puede ser estrechamente coincidente. Cuanto menos coincidentes son las estructuras de reticulado cristalino más imperfecciones de cultivo y defectos cristalinos pueden producirse, provocando una reducción de eficiencia debido a la degradación de propiedades eléctricas. Debido a que los materiales son estratificados de acuerdo con las bandas prohibidas decrecientes, las bandas prohibidas apropiadas (y así materiales apropiados) pueden ser seleccionados de tal manera que el espectro de diseño equilibre la generación de corriente en cada subcelda para obtener la coincidencia de corriente.

Las técnicas de manufactura apropiadas para obtener coincidencia de reticulado pueden incluir, por ejemplo, deposición de vapor química de metal-orgánico o epitaxia de haz molecular. Las estructuras de reticulado coincidente son formadas frecuentemente por capas ultradelgadas de semiconductores de cristal único, por ejemplo, semiconductores del Grupo III-V. En algunas formas de realización, sin embargo, los dispositivos de reticulado no coincidente pueden también obtener altas eficiencias. Por ejemplo, algunas celdas fotovoltaicas no coincidentes pueden incluir capas graduadas y capas reguladoras que producen dispositivos fotovoltaicos III-V que exhiben eficiencias similares o eficiencias más altas, en comparación con dispositivos de reticulado coincidente. La celdas fotovoltaicas no coincidentes ejemplificativas incluyen una celda fotovoltaica de InGaP/GaAs apilada mecánicamente encima de una celda de silicio eléctricamente independiente y una celda de Ga/InP/CaInAs/Ge.

Las celdas fotovoltaicas de triple unión han mostrado proporcionar coincidencia de corriente de todas las tres subceldas, dando como resultado una disposición con una combinación de banda prohibida más eficiente. La eficiencia puede también ser incrementada, por ejemplo, al mejorar la calidad del material de las capas de reticulado no coincidente y/o desarrollo de una estructura de regulación altamente relajada entre el sustrato y la celda media, tal como una estructura de Ga-i-yInyAs. Las celdas fotovoltaicas de multiunión ejemplificativas incluyen: celdas fotovoltaicas de tres uniones tales como aquellas que presentan la estructura GaInP/GaInAs/Ge; celdas fotovoltaicas de cuatro uniones tales como aquellas que presentan la estructura GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge, celdas fotovoltaicas de cinco de uniones tales como aquellas que presentan la estructura AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge o AlGaInP/AlGaInAs/GaInAs/GaInAs/Ge y celdas fotovoltaicas de seis uniones tales como aquellas que presentan la estructura GaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/GaInAs/Ge. Cualquier número y/o tipo apropiado de materiales pueden ser usados para producir celdas fotovoltaicas ejemplificativas de la presente divulgación.

Las celdas multiunión metamórficas invertidas (celdas de IMM o celdas de reticulado no coincidente) son formadas al cultivar uniones en orden incrementado de reticulado no coincidente con respecto al sustrato. Esto reduce la propagación de defectos inducidos por tensión a través de la estructura del dispositivo. Así, el material de banda prohibida más alta es cultivado primero, dejando una superficie sustancialmente libre de tensión y defectos sobre la cual se puede cultivar el siguiente material de banda prohibida más alta. El material de banda prohibida más baja es cultivado el último, de tal manera que sus defectos inducidos por tensión tienen menor efecto sobre las otras uniones. El cultivo de las uniones de banda prohibida más alta a la más baja es el orden inverso de las celdas de multiunion estándares (o celdas verticales). Para cultivar las uniones en este orden inverso, el sustrato debe ser retirado con el fin de permitir que los fotones entren en la capa de banda prohibida más alta. Las capas reguladas graduadas pueden también ser incluidas entre las uniones no coincidentes para aliviar la tensión y confinar dislocaciones.

Las celdas fotovoltaicas apropiadas pueden incluir celdas de película delgada fabricadas al depositar una o más capas finas (por ejemplo, de unos pocos nanómetros a decenas de micras) de material fotovoltaico sobre un sustrato. Los sustratos apropiados pueden incluir, por ejemplo, vidrio, polímeros, metal o combinaciones de los mismos. Estos materiales pueden no ser de estructura cristalina. Algunas celdas de película delgada comunes pueden incluir silicio amorfo y micromorfo, silicio protocristalino, silicio nanocristalino, silicio negro, teluro de cadmio, seleniuro de cobre indio, seleniuro de cobre indio galio, sensibilizadas por colorante u otras celdas fotovoltaicas orgánicas. Una celda solar de silicio amorfo ejemplificativa es una celda de silicio de película delgada de multiunión, que puede incluir una celda de silicio con capas de silicio y silicio microcristalina aplicadas al sustrato. Las celdas sensibilizadas por colorante usan celdas solares fotoelectroquímicas formadas por estructuras semiconductoras emparedadas entre un ánodo fotosensibilizado y un electrolito. Las celdas fotovoltaicas orgánicas pueden incluir materiales orgánicos o poliméricos, por ejemplo, polímeros orgánicos o moléculas orgánicas pequeñas. Las celdas fotovoltaicas ejemplificativas pueden también incluir cadena/cinta de silicio, que comprenden materiales similares como las celdas de silicio cristalino expuestas anteriormente. Estas celdas pueden ser extraídas de silicio fundido, que puede producir eficiencia de conversión más alta de que el silicio fundido en algunas formas de realización.

En algunas formas de realización, el sistema de generación de energía puede incluir uno o más prismas o filtros ópticos entre la reacción de plasma y las celdas fotovoltaicas, con el fin de alterar las longitudes de onda de la luz para que coincidan más estrechamente con las bandas prohibidas del(los) material(es) fotovoltaico(s). Los tipos de filtros pueden incluir filtros de paso largo, paso corto o de paso de banda. Los filtros ópticos ejemplificativos pueden incluir filtros de absorción, filtros dicroicos, filtros de muesca, filtros monocromáticos, filtros infrarrojos, filtros de resonancia de modo de guía o filtros de malla de metal o cualquier combinación apropiada de los mismos.

Los sistemas de generación de energía fotovoltaica ejemplificativos de la presente divulgación pueden incluir un número de otros componentes apropiados, por ejemplo, uno o más de un convertidor de energía de AC a DC (tal como un inversor o microinversor), unidad de acondicionamiento de energía, sensor de temperatura, batería, cargador, controlador del sistema y/o de la batería, disipador térmico, intercambiador de calor, barra de líneas de distribución, medidor inteligente para medir la producción de energía, medidor unidireccional y/o bidireccional, monitor (por ejemplo, para frecuencia o tensión), concentrador (por ejemplo, lentes refractivas tales como lentes de Fresnel, platos reflectantes tales como platos parabólicos o Cassegrain o elementos ópticos de guía de luz) o cualquier combinación apropiada de los mismos. Los sistemas fotovoltaicos pueden incluir también elementos físicos (hardware) de equilibrio del sistema (BOS), incluyendo, por ejemplo, cableado, fusibles, sobrecorriente, protección contra sobretensiones y dispositivos de desconexión y/u otro equipo de procesamiento de energía apropiado.

La energía generada por el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede ser almacenada y/o regulada con un dispositivo de almacenamiento, tal como una batería. Otros dispositivos de almacenamiento pueden incluir, por ejemplo, un capacitor, un transformador de alta corriente, una batería, un volante de inercia o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de energía apropiado o combinación de los mismos. El sistema de generación de energía puede incluir además un controlador de carga, por ejemplo, para evitar daños a la batería por la carga o descarga excesiva o para optimizar la producción de las celdas o módulos mediante MPPT Las baterías pueden ser incluidas en el sistema de generación de energía con el fin de almacenar la energía eléctrica producida por el convertidor de energía fotovoltaica 6 y/o para suministrar energía a las cargas eléctricas según sea necesario. Una o más baterías pueden también ser incluidas con el fin de poner en funcionamiento la matriz fotovoltaica cerca de su punto de potencia máxima, para alimentar cargas eléctricas a tensiones estables y/o para suministrar corrientes transitorias a cargas eléctricas e inversores. Un controlador de carga de batería puede también ser usado para proteger la batería de la sobrecarga y/o descarga excesiva.

En algunas formas de realización, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede incluir sistemas de monitoreo. Tales sistemas pueden detectar la interrupción de la celda fotovoltaica y/u optimizar el operación de las celdas fotovoltaicas. Los sistemas de monitoreo pueden también ser configurados para detectar anomalías en el sistema o desajustes entre la energía producida y los requisitos de una carga. Los sistemas de monitoreo pueden proporcionar una señal de alerta para indicar un problema potencial y/o pueden ser acoplados operativamente a un controlador, que puede estar configurado para reducir la generación de energía o apagar el convertidor de energía fotovoltaica 6 o todo el sistema de generación de energía de plasma, si las condiciones detectadas caen por encima o por debajo de un cierto nivel de umbral. Tales sistemas de monitoreo pueden incluir uno o más sensores para detectar uno o más parámetros del convertidor de energía fotovoltaica 6. Los parámetros ejemplificativos detectados pueden incluir temperatura, presión, corriente, frecuencia, potencia de salida, luminancia, eficiencia o cualquier combinación apropiada de los mismos.

El sistema de generación de energía puede también incluir uno o más concentradores con el fin de enfocar los fotones expulsados sobre un área más pequeña de las celdas fotovoltaicas. Al enfocar los fotones sobre un área más pequeña, los sistemas que incorporan tecnología fotovoltaica concentrada (CPV) pueden ser aptos para reducir el tamaño de las celdas fotovoltaicas. El concentrador puede incluir uno o más componentes ópticos (por ejemplo, espejos y/o lentes) orientados para concentrar los fotones y puede también incluir uno o más rastreadores para obtener un nivel deseado de concentración. En algunas formas de realización, los sistemas de enfriamiento activos o pasivos pueden ser usados con dispositivos de CPV, mientras que en otras formas de realización, ningún sistema de enfriamiento puede ser necesario. Los sistemas fotovoltaicos que incorporan tecnología de CPV pueden ser aptos para obtener eficiencias más altas que los sistemas fotovoltaicos estándares. En algunas formas de realización, los sistemas de CPV pueden ser usados en conjunción con celdas fotovoltaicas de multiunión.

En otras formas de realización, se puede usar tecnología de energía solar concentrada (CSP) para enfocar los fotones sobre un área más pequeña de las celdas fotovoltaicas, para convertir los fotones concentrados en calor. El concentrador puede incluir uno o más componentes ópticos (por ejemplo, espejos y/o lentes) orientados en una disposición apropiada entre sí (por ejemplo, canal parabólico o plato) y un receptor central para producir calor. El calor, frecuentemente en forma de vapor, puede ser utilizado directamente o puede ser convertido en energía mecánica o eléctrica usando cualquier convertidor apropiado o combinación de convertidores, incluso, por ejemplo, un motor de calor, tal como una máquina de vapor o turbina de vapor o gas y generador, motor de ciclo de Rankine o Brayton, un motor de Stirling, que puede ser conectado a un generador de energía eléctrica. Alternativa o adicionalmente, el calor puede ser usado para alimentar una reacción termoquímica. En algunas formas de realización ejemplificativas, los conductos parabólicos pueden enfocar los fotones usando espejos rectangulares curvos para enfocar los fotones en un tubo que discurre por el centro del conducto. El tubo puede contener un fluido fácilmente calentado que se convierte en vapor de agua cuando es calentado. Las formas de realización que utilizan tecnología de CSP pueden también incluir uno o más rastreadores para obtener un nivel de concentración deseado.

Se debe apreciar que el calor, así como el plasma, pueden ser producidos por la ignición del combustible para generar plasma. En formas de realización que utilizan la tecnología de CSP, este calor, además del calor generado por las celdas fotovoltaicas, puede ser usado directamente o puede ser convertido en energía mecánica o eléctrica usando cualquier convertidor apropiado o combinación de convertidores, incluso, por ejemplo, un motor de calor, tal como una máquina de vapor o generador y turbina de vapor o gas, un motor de ciclo de Rankine o Brayton o un motor de Stirling. En formas de realización en las cuales la energía fotónica es convertida directamente en energía eléctrica, este calor puede ser disipado, por ejemplo, por medio del uso de un sistema de enfriamiento o puede ser convertido en energía eléctrica en paralelo con las conversiones fotónicas - eléctricas que tienen lugar. Por ejemplo, el sistema de generación de energía puede incluir convertidores de energía fotónica a eléctrica y convertidores de energía térmica a eléctrica. Para la conversión de energía, cada celda puede ser interconectada con cualquier convertidor de energía térmica o energía de plasma a mecánica o eléctrica, tal como por ejemplo, un motor de calor, un sistema de turbina de vapor o gas, motor de Stirling o convertidor termiónico o termoelécrico.

Como se expone anteriormente, el sistema de generación de energía puede también incluir un sistema de regulación de temperatura. Por ejemplo, un sistema de enfriamiento puede retirar el calor producido por el sistema fotovoltaico y/o por la ignición del combustible para formar el plasma. Los sistemas de enfriamiento ejemplificativos pueden incluir un intercambiador de calor o un disipador de calor. En algunas formas de realización, una porción del calor puede ser transferido a otros componentes en el sistema de generación de energía, tales como, por ejemplo, un sistema de regeneración 14, un sistema de retirada, componentes configurados para propagar las reacciones químicas necesarias para regenerar combustible de los productos de reacción de plasma y/o electrodos para energizar el encendido de combustible para la creación de plasma.

Una vez que se genera energía eléctrica, ya sea directamente de las celdas fotovoltaicas o primero en energía térmica y luego en energía eléctrica, la energía eléctrica puede ser acondicionada. El sistema de generación de energía puede incluir una o más controladores/acondicionadores de energía de salida 7 acoplados operativamente al convertidor de energía fotovoltaica 6 para alterar la calidad de la energía generada, de tal manera que sea compatible con el equipo de carga eléctrica y/o dispositivo de almacenamiento interno o externo al cual se alimenta la energía. La calidad de la energía generada puede incluir, por ejemplo, corriente, tensión, frecuencia, ruido/coherencia o cualquier otra calidad apropiada. El controlador/acondicionador de energía de salida 7 puede ser ajustable con el fin de hacer variar el acondicionamiento de la energía, por ejemplo, para reflejar cambios en el equipo de carga eléctrica o la energía generada por el sistema. Los acondicionadores pueden efectuar una o más funciones, incluyendo, por ejemplo, regulación de voltaje, corrección del factor de potencia, supresión de ruido o protección de impulsos transitorios. En una forma de realización ejemplificativa, el acondicionador de energía de salida puede acondicionar la energía generada por el sistema de generación de energía a una forma de onda deseada, por ejemplo, 60 Hz de potencia de CA, para mantener una tensión más constante en cargas variables.

Una vez acondicionada, la energía generada se puede hacer pasar del controlador/acondicionador 7 a una carga y/o dispositivo de almacenamiento a través de terminales de salida 9. Cualquier número y disposición apropiados de controlador/acondicionadores y terminales de energía de salida pueden ser incorporados al sistema de generación de energía.

En algunas formas de realización, como se expone anteriormente, una porción de la energía emitida en las terminales de salida de energía 9 puede ser usada para alimentar una fuente de energía eléctrica, por ejemplo, proporcionando energía de alrededor de 5-10 V, 10,000-40,000 de A DC. Los convertidores de energía fotovoltaica pueden emitir energía de DC de baja tensión, alta corriente. En algunas formas de realización, se puede usar un supercapacitor o una batería para iniciar la ignición del combustible para generar plasma al suministrar la energía para la ignición inicial, de tal manera que se proporciona energía para encendidos subsecuentes por el acondicionador de energía de salida, que a su vez puede ser energizado por el convertidor de energía fotovoltaica 6. Los componentes y disposición específicos del sistema fotovoltaico dependerán, por lo menos en parte, de cómo se usará la energía, una vez convertida.

Un convertidor de energía fotovoltaica 6 y sistema de generación de energía puede ser autónomo, interactivo con el servicio o puede ser conectado a una red eléctrica. El sistema fotovoltaico puede operar interconectado con o independiente de una red de suministro eléctrico y puede estar conectado a otras fuentes de energía y/o sistemas de almacenamiento de energía. Por ejemplo, en algunas formas de realización, el convertidor de energía fotovoltaica 6 puede estar conectado a una red eléctrica u otra carga, pero puede también ser apto para almacenar energía o suministrar activamente energía al sistema de reacción de plasma. Los sistemas fotovoltaicos de la presente divulgación pueden ser diseñados para proporcionar servicio de alimentación de DC y/o AC.

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica incluyen comúnmente un inversor para convertir y acondicionar la energía de DC producida por la matriz fotovoltaicc a energía de corriente alterna, consistente con los requisitos de calidad de voltaje y energía de la red eléctrica. Las terminales positivas y negativas de los módulos y/o matrices fotovoltaicas pueden ser conectadas eléctricamente a un inversor para integración a una red de energía eléctrica. El inversor puede también ser configurado para detener automáticamente el flujo de energía a la red eléctrica cuando la red eléctrica no está energizada. En esta disposición, puede existir una interfaz bidireccional entre los circuitos de salida de corriente alterna del sistema fotovoltaico y la red de servicios eléctricos, por ejemplo, en un panel de distribución, como se muestra en la figura 3. Esto puede permitir que la energía de AC producida por el sistema fotovoltaico alimente cargas eléctricas en el sitio o retroalimente la red eléctrica, por ejemplo, cuando la salida del sistema fotovoltaico es mayor que la demanda de carga en el sitio. Cuando las cargas eléctricas son mayores que la salida del sistema fotovoltaico, el resto de la energía requerida por las cargas puede ser recibido de la red. Este elemento de seguridad es necesario en muchos sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica, para impedir que el sistema fotovoltaico continúe funcionando y retroalimente a la red cuando la red eléctrica está apagada, por ejemplo, para el servicio o reparación.

En formas de realización conectadas a la red eléctrica, los fotones pueden ser convertidos en energía eléctrica, como se expone anteriormente. La totalidad de la energía eléctrica generada puede ser suministrada a la red eléctrica o la energía puede ser suministrada a la red eléctrica y a una o más de una carga externa, un dispositivo de almacenamiento en el sistema de generación de energía o a otros componentes activos dentro del sistema de generación de energía o cualquier combinación apropiada de los mismos. Adicionalmente, la energía eléctrica puede ser suministrada a diferentes lugares, dependiendo de un número de factores, por ejemplo, las condiciones de operación, demandas de energía, condiciones ambientales, etc.

En algunas formas de realización, un sistema conectado a la red eléctrica puede incluir un dispositivo de almacenamiento de energía y en otras formas de realización, un sistema conectado a la red eléctrica puede no incluir un dispositivo de almacenamiento de energía. Si es incluido en un sistema de red eléctrica, un dispositivo de almacenamiento puede ser, por ejemplo, un capacitor, un transformador de alta corriente, una batería, un volante de inercia o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de energía apropiado o combinación de los mismos. El dispositivo de almacenamiento puede ser incluido en el sistema de generación de energía, por ejemplo, para almacenar la energía generada por el convertidor de energía fotovoltaica 6 para uso posterior por el sistema, para uso posterior por otro dispositivo (por ejemplo, una carga externa) o para amortiguar cualquier intermitencia. El sistema de generación de energía y el convertidor de energía fotovoltaica 6 pueden estar configurados para volver a cargar o llenar el dispositivo de almacenamiento, que puede a continuación ser retirado una vez lleno y puede ser conectado a un dispositivo separado para suministrar energía. El sistema de generación de energía puede incluir opcionalmente un dispositivo de almacenamiento configurado para aceptar y almacenar algo de la energía generada para uso posterior por el sistema de generación de energía, por ejemplo, como una fuente de alimentación de reserva. Adicionalmente, en formas de realización conectadas a la red eléctrica, el sistema de generación de energía puede recibir energía de la red eléctrica además de o en lugar de suministrar energía a la red eléctrica, como se muestra en la figura 4.

En formas de realización independientes, el sistema de generación de energía fotovoltaica puede estar diseñado para operar independientemente de una red eléctrica. Tales sistemas pueden ser diseñados y configurados para suministrar energía de AC, DC o tanto AC como DC a cargas eléctricas. Las formas de realización autónomas pueden ser alimentadas por una matriz fotovoltaica solamente o pueden ser complementadas por una fuente de energía auxiliar para crear un sistema fotovoltaico híbrido, como se muestra en la figura 4. Para un sistema autónomo, en lugar de conectarse a la red, un sistema híbrido puede incluir un generador de energía, por ejemplo, un generador de motor, como una fuente de alimentación auxiliar. En un sistema acoplado-directo, la salida de DC de un módulo fotovoltaico o matriz puede ser conectada directamente a una carga de DC. Así, algunos sistemas de acoplamiento directo pueden no incluir ningún dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (por ejemplo, batería), como se muestra en la figura 5. Alternativamente, como se muestra en la figura 6A, los sistemas de acoplamiento directo pueden incluir un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica, por ejemplo, para almacenar energía generada por el convertidor de energía fotovoltaica 6 para uso posterior por el sistema, por una carga externa o para amortiguar cualquier intermitencia. En sistemas de acoplamiento directo, la impedancia de la carga eléctrica puede necesitar hacerse coincidir con la salida de energía máxima de la matriz fotovoltaica para un desempeño óptimo y puede incluir componentes de acondicionamiento apropiados. En algunas formas de realización, se puede usar un MPPT entre la matriz y la carga para promover una mejor utilización de la salida de energía máxima de la matriz disponible. En otras formas de realización en las cuales se alimentan cargas de DC y AC o en las cuales solo se alimentan cargas de AC, los sistemas autónomos pueden incluir dispositivos de almacenamiento de energía (por ejemplo, baterías), como se muestra en las figuras 6A y 6B.

En formas de realización independientes, los fotones del plasma pueden ser convertidos en energía eléctrica, como se expone anteriormente. Toda la energía eléctrica generada puede ser suministrada a uno o más de un dispositivo de almacenamiento, una carga externa u otros componentes dentro del sistema de generación de energía o cualquier combinación apropiada de los mismos, cuyas formas de realización ejemplificativas se muestran en las figuras 7 y 8.

Los dispositivos de almacenamiento ejemplificativos pueden incluir, por ejemplo, un capacitor, un transformador de alta corriente, una batería, un volante de inercia o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de energía apropiado o combinación de los mismos. El dispositivo de almacenamiento puede ser incluido en el sistema de generación de energía, por ejemplo, para almacenar energía generada por el convertidor de energía fotovoltaica 6 para uso posterior por el sistema, para uso posterior por otro dispositivo (por ejemplo, una carga externa) o para amortiguar cualquier intermitencia. El sistema de generación de energía y convertidor de energía fotovoltaica 6 pueden ser configurados para volver a cargar o llenar el dispositivo de almacenamiento, que puede a continuación ser retirado una vez lleno y conectado a un dispositivo separado para suministrar energía. El sistema de generación de energía puede incluir opcionalmente un dispositivo de almacenamiento configurado para aceptar y almacenar algo de la energía generada por el sistema para uso posterior por el sistema de generación de energía, por ejemplo, como una fuente de alimentación de reserva.

Cualquier convertidor de energía fotovoltaica apropiado para convertir fotones en energía ya sea en energía eléctrica o energía térmica, tales como los descritos anteriormente, puede ser utilizado en conjunción con cualquiera de los sistemas de generación de energía de generación de plasma apropiados descritos en la presente memoria. Por ejemplo, cualquier celda monocristalina, policristalina y amorfa, de cadena/cinta de silicio, multiunión (incluso, por ejemplo, invertida, vertical, reticulado no coincidente, reticulado coincidente, grupo III-V), homounión, heterounión, p-i-n, película delgada, sensibilizada por colorante o fotovoltaica orgánica o combinación de celdas fotovoltaicas, puede ser incluida en los sistemas de generación de energía de plasma ejemplificativos de la presente divulgación.

Por ejemplo, un sistema de generación de energía puede incluir una pluralidad de electrodos 1002 configurados para suministrar energía a un combustible 1003 para encender el combustible y producir un plasma, una fuente de energía eléctrica 1004 configurada para suministrar energía eléctrica a la pluralidad de electrodos 1002 y por lo menos un convertidor de energía fotovoltaica 1006 colocado para recibir por lo menos una pluralidad de fotones de plasma, como se muestra en la forma de realización de la figura 9. Este sistema puede también incluir un acondicionador de energía de salida 1007 acoplado operativamente al convertidor de energía fotovoltaica 1006 (mediante el conector de energía 1008 de la figura 12) y un terminal de energía de salida 1009 acoplado operativamente al acondicionador de energía de salida 1007, como se muestra en la forma de realización de la figura 10.

Otro sistema de generación de energía ejemplificativo puede incluir una fuente de energía eléctrica 1004 de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 o de por lo menos aproximadamente 5,000 kW y una pluralidad de electrodos 1002 acoplados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica 1004. El sistema puede también incluir una región de carga de combustible 1017 configurada para recibir un combustible sólido 1003 y la pluralidad de electrodos 1002 pueden estar configurados para suministrar energía eléctrica al combustible sólido 1003 para producir un plasma. El sistema puede también incluir un convertidor de energía fotovoltaica 1006 colocado para recibir una pluralidad de fotones de plasma.

En una forma de realización, un sistema de generación de energía 1020 puede incluir una fuente de energía eléctrica 1004 configurada para suministrar energía de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2. Una pluralidad de electrodos 1002 pueden estar configurados para rodear por lo menos parcialmente un combustible 1003 y los electrodos 1002 pueden estar conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica 1004 y configurados para recibir una corriente para encender el combustible 1003. Por lo menos uno de la pluralidad de electrodos puede ser amovible. El sistema de generación de energía puede también incluir un mecanismo de alimentación 1005 para mover el combustible y un convertidor de energía fotovoltaica 1006 configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible a una forma diferente de energía, como se muestra en las formas de realización ejemplificativas de las figuras 11 y 12.

En otra forma de realización ejemplificativa, un sistema de generación de energía 1020 puede incluir una fuente de energía eléctrica 1004 configurada para suministrar energía de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2. La fuente de energía puede ser conectada eléctricamente a una pluralidad de electrodos 1002 y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos 1002 puede incluir un mecanismo de compresión 1002a, como se muestra en las formas de realización de las figuras 9 y 10. La pluralidad de electrodos 1002 pueden rodear la región de carga de combustible 1017 configurada para recibir combustible, de tal manera que el mecanismo de compresión del por lo menos un electrodo es orientado hacia la región de carga de combustible. Los electrodos 1002a pueden estar configurados para suministrar energía al combustible 1003 recibido en la región de carga de combustible 1017 para encender el combustible. El sistema de generación de energía 1020 puede también incluir un mecanismo de alimentación 1005 (figura 10) para mover el combustible 1003 a la región de carga de combustible 1017 y un convertidor de energía fotovoltaica 1006 configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible en una forma de energía no fotónica.

En una forma de realización, un sistema de generación de energía 1020 puede incluir una pluralidad de electrodos 1002 que rodean una región de carga de combustible 1017. Los electrodos 1002 pueden ser configurados para encender el combustible 1003 colocado en la región de carga de combustible 1017. El sistema de generación de energía puede también incluir un mecanismo de alimentación 1005 para mover el combustible 1003 a la región de carga de combustible 1017, un convertidor de energía fotovoltaica 1006 configurado para convertir los fotones generados de la ignición del combustible en una forma de energía no fotónica, un sistema de retirada de 1013 para retirar un producto secundario del combustible encendido y un sistema de regeneración 1014 acoplado operativamente al sistema de retirada de 1013 para reciclar el producto secundario retirado del combustible encendido en combustible reciclado, como se muestra en las formas de realización de las figuras 11 y 12.

Otros sistemas de generación de energía ejemplificativos de acuerdo con la presente divulgación pueden incluir una fuente de energía eléctrica 1004 configurada para suministrar energía de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2. Una pluralidad de electrodos espaciados entre sí 1002 pueden ser conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica 1004 y pueden rodear una región de carga de combustible 1017. La región de carga de combustible 1017 puede estar configurada para recibir un combustible 1003 y la pluralidad de electrodos 1002 pueden estar configurados para suministrar energía al combustible para encender el combustible 1003 cuando es recibido en la región de carga de combustible 1017. El sistema de generación de energía puede también incluir un mecanismo de alimentación 1005 para mover el combustible a la región de carga de combustible 1017, un convertidor de energía fotovoltaica 1006 configurado para convertir una pluralidad de fotones generados de la ignición del combustible a una forma de energía no fotónica, un sensor 1025 configurado para medir por lo menos un parámetro asociado con el sistema de generación de energía y un controlador 1030 configurado para controlar por lo menos un proceso asociado a la sistema de generación de energía, como se muestra en las figuras 11 y 12.

En otra forma de realización, un sistema de generación de energía puede incluir una fuente de energía eléctrica 1004 configurada para suministrar energía de por lo menos aproximadamente 5000 kW o de por lo menos aproximadamente 2000 A/cm2 y una pluralidad de electrodos espaciados 1002 conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica 1004. La pluralidad de electrodos 1002 pueden rodear una región de carga de combustible 1017 y puede ser configurada para suministrar energía al combustible 1003 para encender el combustible cuando es recibido en la región de carga de combustible 1017. La presión en la región de carga de combustible 1017 puede ser un vacío parcial. El sistema de generación de energía puede también incluir un mecanismo de alimentación 1005 para mover el combustible 1003 a la región de carga de combustible 1017 y un convertidor de energía fotovoltaica 1006 configurado para convertir una pluralidad de fotones generados de la ignición del combustible a una forma de energía no fotónica.

Los sistemas de generación de energía fotovoltaica ejemplificativos descritos en la presente memoria pueden funcionar interconectados con o independientes de una red de energía eléctrica y pueden estar conectados a otras fuentes de energía y/o sistemas de almacenamiento de energía. También pueden incluir cualesquier componentes apropiados, incluso, por ejemplo, uno o más de un convertidor de energía de CA a CD (tal como un inversor o microinversor), unidad de acondicionamiento de energía, sensor de temperatura, batería, cargador, controlador del sistema y/o batería, condensador, sistema de enfriamiento 1011/1012 (por ejemplo, disipador térmico, intercambiador de calor 1010), barras de líneas de distribución, medidor inteligente para medir la producción de energía, medidor unidireccional y/o bidireccional, monitor (por ejemplo, para frecuencia o tensión), concentrador (por ejemplo, lentes de refracción como lentes de Fresnel, platos reflectantes como parabólicos o Cassegrain o elementos ópticos de guía de luz) o cualquier combinación apropiada de los mismos. Los sistemas fotovoltaicos pueden también incluir elementos físicos (hardware) de equilibrio del sistema (BOS), incluso, por ejemplo, cableado, fusibles, sobrecorriente, protección contra sobretensiones y dispositivos de desconexión y/u otro equipo de procesamiento apropiado.

Además, los sistemas de generación de energía fotovoltaica colocan celdas fotovoltaicas en proximidad a las reacciones de encendido que generan plasma. Así, los sistemas de generación de energía ejemplificativos pueden incluir cualquier sistema de limpieza apropiado, como se describe anteriormente, con el fin de retirar cualesquier desechos o residuos que se pueden acumular en las celdas fotovoltaicas y/u otros componentes que pueden impedir a algunos de los fotones de ser absorbidos por los elementos fotovoltaicos o pueden dañar los elementos fotovoltaicos.

Adicionalmente, los convertidores de energía fotovoltaicos pueden ser montados para capturar los fotones emitidos mientras que disminuyen los efectos de cualesquier ondas de choque o partículas que pueden ser expulsadas durante la explosión que genera plasma. Por ejemplo, los elementos fotovoltaicos pueden estar separados sobre o alrededor de deflectores configurados para romper las ondas de choque. Se pueden aplicar celdas fotovoltaicas de película delgada a sustratos más resistentes, por ejemplo, vidrio, polímero, metal o combinaciones de los mismos. En algunas formas de realización, los convertidores de energía fotovoltaica pueden ser montados de manera amovible y se pueden ajustar reastreadores u otros sensores para ajustar el ángulo y/o colocar los elementos fotovoltaicos de acuerdo con los parámetros de explosión, con el fin de disminuir los daños provocados por la reacción. En algunas formas de realización, se pueden colocar paneles transparentes o pantallas de malla frente a los elementos fotovoltaicos, con el fin de actuar como un regulador y/o deflector. Los elementos fotovoltaicos pueden incluir recubrimientos protectores. Los sistemas de enfriamiento pueden disipar y/o redirigir el calor generado durante las reacciones. Así, los convertidores de energía fotovoltaica pueden estar dispuestos dentro de los sistemas de generación de energía con el fin de promover la captura de fotones, mientras que protegen las celdas fotovoltaicas de las reacciones de ignición del combustible y reacciones del plasma. Alternativamente, en algunas formas de realización, las reacciones pueden estar contenidas, de tal manera que la explosión no afecta negativamente a las celdas fotovoltaicas. Por ejemplo, la reacción puede ocurrir en un recipiente transparente separado 1001 (ya sea a una presión de, por encima de o por debajo de la presión atmosférica, tal como en un recipiente al vacío) y las celdas fotovoltaicas 1006 pueden ser aplicadas a una pared externa del recipiente y/o pueden ser montadas justo fuera del recipiente 1001. Los convertidores de energía fotovoltaica 1006 pueden estar dispuestos de cualquier manera apropiada en cualquiera de los sistemas de generación de energía apropiados divulgados y pueden ser incorporados con cualesquier componentes apropiados y configuraciones de componentes. La figura 13a ilustra una forma de realización en la cual la región de carga de combustible 1017 está montada separada de los convertidores de energía fotovoltaica 1006 y las reacciones ocurren en una región separada de los convertidores de energía fotovoltaica 1006, mientras que la forma de realización de la figura 13B muestra las reacciones que ocurren en la misma región como las reacciones (por ejemplo, dentro o fuera del recipiente de 1001).

En una forma de realización del convertidor de energía, los fotones de plasma son incidentes sobre un material fotoeléctrico que es sensible a la longitud de onda de la emisión espontánea o luz del láser, de tal manera que los electrones son expulsados y recolectados en una rejilla o electrodo. El material fotoeléctrico tales como bario, tungsteno, metales puros (por ejemplo Cu, Sm), Ba, Cs2Te, K2CsSb, LaB6, Sb -álcali, GaAs sirve como fotocátodo (electrodo positivo), como se proporciona en las siguientes referencias: M. D. Van Loy, "Measurements of barium photocathode quantum yields at four excimer wavelengths", Appl. Phys. Letts., Vol. 63, No. 4, (1993), pp. 476-478; S. D. Moustaizis, C. Fotakis, J. P Girardeau-Montaut, "Laser photocathode development for high-current electron source", Proc. SPIE, Vol. 1552, pp. 50-56, Short-wavelength radiation sources, Phillip Sprangle, Ed.; D. H. Dowell, S. Z. Bethel, K. D. Friddell, "Results from the average power laser experiment photocathode injector test", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, Vol. 356, (1995), pp. 167-176; A. T Young, B. D'Etat, G. C. Stutzin, K. N. Leung, W. B. Kunkel, "Nanosecond-length electron pulses from a laser-excited photocathode", Rev. Sci. Instrum., Vol. 61, No. 1, (1990), pp. 650-652; Q. Minquan, et al., "Investigation of photocathode driven by a laser", Qiangjiguang Yu Lizishu/High Power Laser and Particle Beams", Nucl. Soc. China, Vol. 9, No. 2, May (1997), pp.

185-191. El colector de electrones puede servir como ánodo (electrodo negativo). El circuito eléctrico completado entre estos electrodos a través de una carga es de tal manera que la tensión desarrollada entre los electrodos impulsa una corriente. Así, la energía eléctrica es alimentada y disipada en la carga.

Otra aplicación de la presente divulgación es una fuente de luz. La energía óptica es de la ignición del combustible sólido de la divulgación. La fuente de luz comprende por lo menos una pared transparente o semitransparente de la celda 1 mostrada en las figuras 1 y 2A-2B. La pared transparente o semitransparente puede ser recubierta con un fósforo para convertir la energía, incluyendo la luz a una banda de longitud de onda deseada. La ignición puede ocurrir a una frecuencia suficiente, de tal manera que la luz aparece como constante. En una forma de realización, el plasma formado por la ignición de combustible sólido produce una alta salida a longitudes de onda cortas. La energía óptica significativa puede estar en de EUV y región de rayos X suave. La fuente de luz de longitud de onda corta puede ser utilizada para fotolitografía.

J. Sección de engranes

Haciendo referencia a la celda de SF-CIHT representada en la figura 2A, los conjuntos de engranes tradicionales son diseñados típicamente para transferir energía mecánica de un engrane a otro. Mientras que estos engranes incluyen una gama de configuraciones, en general no están diseñados para absorber ondas de choque o calor. Algunas aplicaciones, tales como, por ejemplo, como se describen anteriormente requieren engranes que se mueven y también sostienen altos impactos y transferencias de calor. Los engranes y métodos descritos a continuación superan por lo menos algunas de las limitaciones de la técnica previa y son apropiados para su uso con los sistemas y métodos descritos anteriormente.

Los engranes de la presente divulgación son configurados para su uso con procesos que implican conducción eléctrica ondas de presión o transferencia de calor. Por ejemplo, se pueden aplicar corrientes que varían de aproximadamente 2,000 a aproximadamente 100,000 amperios y tensiones que varían de aproximadamente 1 a aproximadamente 100,000 voltios a uno o más engranes, como se describe anteriormente. Se pueden producir ondas de presión, transferencia de calor y producción de iones y/o plasma. En algunas formas de realización, los engranes de la presente divulgación pueden ser configurados para funcionar con un combustible sólido, tal como un polvo de combustible sólido.

Como se representa en la figura 14, el sistema 10 puede ser configurado para producir energía como se describe anteriormente. El sistema 10 puede incluir un suministro de combustible 20 configurado para suministrar un combustible 30 a uno o más engranes 40, como se indica por la flecha que representa un flujo de combustible 50. Uno o más engranes 40 pueden también ser acoplados a una o más fuentes de alimentación 60 configuradas para proporcionar energía a uno o más engranes 40.

Como se explica anteriormente, el combustible 30 puede ser suministrado a uno o más engranes 40 en conjunción con un suministro de energía eléctrica a uno o más engranes 40. Puede ocurrir una reacción, mediante la cual se producen cantidades de por lo menos fotones, que comprenden calor y luz 70, presión 80 o iones 90. Aunque algunos de los productos de la reacción pueden ser convertidos posteriormente en energía eléctrica, los engranes 40 deben ser configurados para conducir la electricidad suministrada por la fuente de alimentación 60 y soportar calor y luz 70, presión 80 o iones 90 producidos por la reacción. Los engranes 40 y los métodos descritos en la presente memoria pueden funcionar con el sistema 10.

Como se representa en la figura 14, el sistema 10 puede incluir dos engranes 40. En otras formas de realización, se pueden usar uno o más de dos engranes 40. Los engranes 40 también son mostrados ambos giratorios. En otras formas de realización, se podría usar una configuración de cremallera y piñón. Además, el engrane 40 puede incluir un tipo de engrane estriado, helicoidal, biselado, de gusano u otro tipo de engrane.

El engrane 40 puede funcionar con una gama de combustibles 30 y con una gama de flujos de combustible 50. Por ejemplo, el combustible 30 puede incluir una forma sólida, líquida o gaseosa. Como se explica anteriormente, estos combustibles pueden incluir una fuente de combustible de agua o a base de agua.

Los engranes 40 pueden también ser formados a partir de uno o más materiales apropiados, incluso componentes conductores y no conductores. Por ejemplo, por lo menos parte del engrane 40 podría incluir un metal puro, una aleación de metal o un material cerámico. Varios materiales y configuraciones pueden permitir que el engrane 40 funcione con fluctuaciones en presión, calor y medio ambiente circundante.

Como se representa en la figura 15, el engrane 40 puede incluir uno o más dientes 100. Puede existir un hueco 110 entre dos dientes adyacentes 100. Los dientes 100 y el hueco 110 pueden ser de cualquier forma o dimensión apropiada, como se explica a continuación con mayor detalle. El engrane 40 puede también incluir una o más aberturas 120 configuradas para recibir un eje (no representado) configurado para proporcionar o emitir movimiento rotacional. Además, el engrane 40 puede incluir uno o más de otros elementos (no representados) para proporcionar, monitorear o controlar el movimiento rotacional. Por ejemplo, el engrane 40 puede incluir varios rodamientos, casquillos u otros elementos mecánicos.

Como se representa en la figura 16, el engrane 40 puede incluir uno o más materiales. Aunque tanto los dientes 100 como el hueco 110 son mostrados con un primer material 130 y un segundo material 140, uno o más dientes 100 o el hueco 110 pueden o pueden no incluir dos o más materiales. Varios materiales que pueden ser usados por lo menos en parte para formar el engrane 40 incluyen Cu, Ag, Ti, W, Mo, TiC, WC y otros elementos apropiados que presentan conductividad, dureza, ductilidad apropiada u otras propiedades deseables.

En algunas formas de realización, el primer material 130 puede ser más eléctricamente conductor que el segundo material 140. Por ejemplo, el primer material 130 puede tener un valor de resistencia más baja que el segundo material 140. El primer material 130 puede incluir un material diferente al segundo material 140 o puede ser formado usando un proceso diferente que el segundo material 140. El primer material 130 puede ser conductor, mientras que el segundo material 140 puede ser aislante. Otras configuraciones de materiales 130, 140 son posibles.

En funcionamiento, se apreciará que cada uno de los engranes 40, 40' mostrados en la figura 17 pueden girar uno con respecto al otro. Tal rotación puede atrapar el combustible 30 entre el hueco 110 del engrane 40 y los dientes 100' del engrane 40'. La energía eléctrica aplicada a los engranes 40, 40' puede pasar a través de primer material 130 del hueco 110, a través del combustible 30 y a través del primer material 130' de los dientes 100'. Debido a la diferencia en conductividad del primer material 130 y el segundo material circundante 140, la corriente fluirá preferentemente a través de una porción pequeña del combustible 30. Tal flujo preferencial provocará una reacción localizada, en la que cualquier producto liberado se originará de la región definida por una superficie del primer material 130, 130'.

En otras formas de realización, los materiales 130, 140 pueden tener propiedades diferentes. Por ejemplo, un material puede ser más duro, más resistente a un impulso de presión, más resistente a la corrosión, etc., en comparación con el otro material.

En algunos aspectos, la geometría de los dientes 100, el hueco 110 o ambos pueden ser configurados para proporcionar una reacción localizada. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 18A - 21B, los dientes 100 pueden tener varias configuraciones. También se apreciará que el hueco 110 podría ser configurado similarmente para proporcionar una geometría específica para una reacción localizada.

Las figuras 18A, 19A, 20A y 21A ilustran vistas de perfil lateral de los dientes 100, de acuerdo con varias formas de realización. Las figuras 18B, 19B, 20B y 21B ilustran vistas laterales de los dientes correspondientes 100 mostrados en las figuras 18A, 19A, 20A y 21A. En particular, la figura 18A muestra los dientes 100 con una superficie superior 150, dos superficies laterales 170 y dos superficies inclinadas 160 colocadas entre la superficie superior 150 y la superficie lateral 170. La figura 18b muestra que las superficies 150, 160, 170 se extienden completamente desde un primer lado 180 de los dientes 100 a un segundo lado 190 de los dientes 100.

La figura 19A ilustra los dientes 100 con una superficie superior 200 y una superficie lateral 210 que se extiende desde una superficie media 220. Similar a la superficie superior 150, la superficie superior 200 proporciona un área de contacto reducida con una superficie adyacente (no representada). La superficie superior 200 se extiende a lo largo de parte de la región entre las paredes laterales 170 en una dimensión y se extiende completamente entre la primera superficie 180 y la segunda superficie 190. Esta configuración es representada en la figura 19B, similar a la vista lateral representada en la figura 18B.

Mientras que la figura 20A es similar a la figura 18A, la vista lateral mostrada en la figura 20B es diferente de la mostrada en la figura 18B. Específicamente, la superficie 150' no se extiende completamente desde la primera superficie 180 a la segunda superficie 190, parte de las superficies inclinadas 160' se extienden desde la primera superficie 180 a la segunda superficie 190 y las superficies laterales 170' se extienden completamente desde la primera superficie 180 a la segunda superficie 190. Asimismo, la figura 21A muestra una forma de realización, en la que la superficie superior 200' se extiende sólo parcialmente desde el primer lado 180 al segundo lado 190.

Las superficies mostradas en las figuras 18A -21B son planas y lineales, pero pueden ser arqueadas e incluir otros elementos de superficie. Estas superficies pueden también ser recubiertas y pueden contener proyecciones, indentaciones o desviaciones.

En la forma de realización mostrada en la figura 22A, los dientes 100 incluyen una superficie angular 220 colocada a un ángulo theta en relación con un plano normal 240. El hueco 110' puede también incluir una superficie angular 230 colocada a un ángulo phi en relación con el plano normal 240. Aunque se muestra con ambas superficies 220, 230, una superficie puede ser sustancialmente paralela al plano normal 240.

Las superficies 220, 230 pueden funcionar proporcionando compresión adicional o concentración del combustible 30 (no representado) en un sitio específico entre los dientes 100 y el hueco 110'. Como se muestra en la figura 22A, una primera región o región selecta 250 en el lado izquierdo del hueco 110' puede tener una concentración más alta de combustible o el combustible puede experimentar mayor compresión en comparación con una segunda región 260 en el lado derecho del hueco 110'. En otras formas de realización, la primera región 250 puede ser colocada de manera variada alrededor de los dientes 100, el hueco 110' o una combinación tanto de los dientes 100 como del hueco 110'. Por ejemplo, como se muestra en la figura 22B, los dientes 100 puede incluir una superficie arqueada 270 y el hueco 110' puede incluir una superficie arqueada 280. Las superficies arqueadas 270, 280 pueden ser configuradas para proporcionar la región selecta 250 aproximadamente centrada dentro del hueco 110', con las segundas regiones 260 colocadas ya sea sobre un lado u otro. Además, por lo menos una de las superficies 270, 280 se puede extender a través de los dientes 100 y el hueco 110', como se muestra con diferentes superficies en las figuras 18A-19B. En otras formas de realización, por lo menos una de las superficies 270, 280 se puede extender parcialmente a través de los dientes 100 y el hueco 110', como se muestra con diferentes superficies en las figuras 20A-21B.

Como se muestra en la figura 22B, la interdigitación de los engranes 40, 40' puede dar como resultado una forma de reloj de arena o forma pinchada. El material inmediatamente adyacente al cuello o parte central del vidrio de reloj (región 280) puede ser formado por un material altamente estable o endurecido que puede ser un aislante tal como una cerámica. Por ejemplo, las regiones centrales de las superficies 270, 280 pueden ser estabilizadas o endurecidas. El material adyacente a las porciones sin parte central o de bulbo de los engranes 40, 40' pueden comprender materiales que presentan propiedades más conductoras, tal como un metal, por ejemplo, un metal de transición, de transición interna, de tierras raras, del grupo 13, grupo 14 y grupo 15 o una aleación de por lo menos dos de tales metales. La porción de parte central de las superficies 270, 280 puede comprimir la región selecta 280 y la corriente puede pasar entre las regiones sin parte central o de bulbo para ser concentrada en la región de parte central. Mediante esto, la densidad de corriente puede ser incrementada en la región selecta 280 que comprende la parte central, de tal manera que se obtiene el umbral de detonación. La parte central puede ser protegida de los daños provocados de la reacción por la resistencia a la erosión del material de parte central que comprende el material endurecido. Las regiones sin parte central o de bulbo que consisten en un conductor están en contacto con una región de combustible no seleccionada, en la que el combustible intermedio entre los productos de reacción y estas superficies de engrane correspondientes puede proteger estas superficies de la erosión por la reacción y sus productos.

Otras variantes de la configuración de reloj de arena incluyen la forma de realización mostrada en la figura 22C. Como se muestra, el engrane 40 incluye una cámara de 286 rodeada por un material conductor 282, tal como un metal. El engrane 40 también incluye un material de superficie 284 configurado para soportar la formación de plasma. En algunas formas de realización, el material 284 puede incluir una cerámica. Asimismo, el engrane 40' puede incluir una cámara 286' rodeada por material conductor 282' y que incluye el material de superficie 284'.

En funcionamiento, los engranes 40, 40' en la figura 22C se pueden mover para alinearse sustancialmente como se muestra. A continuación, con el combustible (no representado) comprimido dentro de las cámaras 286, 286', se puede aplicar una corriente longitudinalmente a través de las cámaras 286, 286' del engrane 40 al engrane 40'. En particular, la corriente puede fluir a través del combustible en la cámara 286, más allá material del material de superficie 284, más allá del material de superficie 284' y a la cámara 286'. El combustible sin reaccionar puede permanecer dentro de las cámaras 286, 286' con el fin de proteger por lo menos parcialmente los materiales conductores 282, 282' de los productos de reacción. Además, los materiales de superficie 284, 284' pueden ser configurados para soportar los productos de reacción más efectivamente que los materiales 282, 282'. Consecuentemente, los engranes 40, 40' mostrados en la figura 22C pueden tener una vida de trabajo más larga que los engranes 40, 40' formados por solamente los materiales 282, 282'.

En algunas formas de realización, el engrane 40 puede necesitar enfriamiento para disipar el calor generado por una reacción. Así, el engrane 40 puede incluir uno o más conductos configurados para recibir un refrigerante. El refrigerante puede consistir en agua u otro líquido, tal como solvente o metales líquidos conocidos por un experto en la materia. Estos conductos pueden ser configurados para alta transferencia de calor. Por ejemplo, un conducto 290 puede incluir un área superficial grande para ayudar a la transferencia de calor, como se muestra en la figura 23A. En otras formas de realización, múltiples conductos 300, 310 pueden ser formados dentro de una estructura interna del engrane 40, como se muestra en la figura 23B.

Uno o más engranes 40, 40' pueden también incluir un sistema de movimiento 320, 320', como se muestra en la figura 24. El sistema de movimiento 320, 320' puede ser configurado para mover uno o más engranes 40, 40'. Por ejemplo, el sistema de movimiento 320 puede hace mover el engrane 40 a la izquierda o a la derecha como se muestra en la figura 24. Tal movimiento hacia o a lo lejos del engrane 40' puede comprimir o concentrar el combustible 30 (no representado) colocado entre el engrane 40 y el engrane 40'. También se contempla que el sistema de movimiento 320 puede incluir un amortiguador, tal como un muelle, configurado para absorber algo del choque producido por la reacción. Otros dispositivos y sistemas podrían también ser configurados para mejorar el funcionamiento o la vida del engrane.

En otra forma de realización, uno o más engranes 40 son móviles mediante un mecanismo sujetado, tal como por ejemplo, una biela de movimiento alternativo conectada y accionada por un cigüeñal. Esto puede ser similar a un sistema y método de un sistema de pistón de un motor de combustión interna. Por ejemplo, a medida que porciones de electrodo opuestas de los engranes 40, 40' giran a la posición coincidente opuesta, los electrodos opuestos son impulsados conjuntamente en compresión. Se pueden separar después del encendido por el mecanismo sujetado. Los electrodos opuestos pueden ser de cualquier forma deseada y pueden ser electrificados selectivamente para provocar que por lo menos algo del combustible 30 sufra mayor compresión en la región seleccionada o que la densidad de corriente sea mayor en la región seleccionada. Los electrodos opuestos pueden formar una coraza semiesférica que comprime el combustible con la mayor compresión en el centro (ver figura 22B). La densidad de corriente más alta puede también estar en el centro para obtener selectivamente el umbral para la denotación en la región central. El plasma expansible puede fluir hacia afuera de la porción abierta de la coraza semiesférica. En otra forma de realización, los electrodos opuestos pueden adoptar la forma de reloj de arena, en la que la región seleccionada puede comprender la parte central o cuello del reloj de arena (ver figura 22C).

También se contempla que el sistema 10 puede incluir otros componentes para funcionar de manera similar a los engranes 40. Por ejemplo, en algunas formas de realización, el sistema 10 podría incluir uno o más elementos de soporte 400 (figura 25). También se contempla que uno o más engranes 40, elementos 400 o componentes similares podrían ser usados en combinación en un solo sistema o partes de cada componente utilizado dentro de un sistema.

Como se muestra en la figura 25, un primer elemento de soporte 410 puede ser colocado en general adyacente a un segundo elemento de soporte 420, con el eje 430 alineado coaxialmente con el eje 440. También mostrado por las flechas en la figura 25, cuando se ve desde arriba, el primer elemento de soporte 410 puede girar en un sentido contrario a las manecillas del reloj y el segundo elemento de soporte 420 puede girar en el sentido de las manecillas del reloj. Además, el primer elemento de soporte 410 puede ser acoplado a un primer eje 430 y el segundo elemento de soporte 420 puede ser acoplado a un segundo eje 440. Uno o más elementos de soporte 400 pueden ser acoplados de manera variada para permitir el movimiento rotacional. Por ejemplo, un elemento de soporte 400 puede girar mientras que otro puede permanecer estacionario. Uno o más elementos de soporte 400 pueden también moverse en una base periódica, continuamente o ser controlados para moverse a una o más diferentes velocidades.

Similar a los engranes 40 descritos anteriormente, los elementos de soporte 400 pueden estar configurados para permitir que ocurra una reacción como se describe en la presente memoria. Los elementos de soporte 400 pueden incluir uno o más elementos de contacto, descritos a continuación, configurados para permitir que ocurra una reacción. La reacción puede ser iniciada mediante la aplicación de una alta corriente eléctrica. Por ejemplo, una corriente eléctrica podría ser aplicada a través de dos elementos de contacto en proximidad estrecha entre sí. Tal “contacto” puede no incluir contacto físico entre los elementos, pero debe ser lo suficientemente cercano para permitir un flujo de corriente eléctrica de un elemento de contacto a otro. Esta corriente puede fluir a través de un combustible descrito en la presente memoria, tal como, por ejemplo, un polvo que comprende un metal y un óxido de metal. Similar a los engranes 40 descritos anteriormente, por lo menos parte del elemento de soporte 400 puede ser conductor.

La figura 26 representa unos ejes 430, 440, de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. En esta forma de realización, el eje 430 es alineado coaxialmente con y se extiende a través de por lo menos una parte del 440. Tal configuración podría permitir la rotación relativa entre los elementos de soporte 410, 420. La figura 26 también muestra elementos de soporte 410, 420 con uno o más elementos de contacto 450. Como se describe anteriormente, los elementos de contacto 450 pueden estar configurados para interactuar entre sí u otra estructura, para proporcionar una región en la que puede ocurrir una reacción descrita en la presente memoria. La interacción puede incluir contacto físico, contacto estrecho en un elemento que está ubicado respecto al otro mediante una distancia configurada para permitir un flujo de corriente de un elemento al otro. Por ejemplo, un primer elemento de contacto 452 puede estar en la proximidad de un segundo elemento de contacto 454 y se puede aplicar un voltaje a través de los elementos 452, 454 suficiente para hacer pasar una corriente a través del combustible, para crear una reacción enérgica. La liberación de energía de tal reacción puede desviar el elemento de soporte 410 y/o elemento de soporte 420, como se muestra por las flechas en la figura 26. Tal desviación puede proporcionar un mecanismo de absorción de energía para absorber algo de la energía liberada por la reacción.

La figura 27 muestra elementos de soporte 400, de acuerdo con otra forma de realización ejemplificativa que incluye uno o más acopladores 460. El acoplador 460 puede incluir una gama de dispositivos o sistemas configurados para permitir el movimiento del uno o más elementos de soporte 400. Por ejemplo, el acoplador 460 puede incluir un engrane, polea u otro dispositivo configurado para transmitir movimiento rotacional al eje 430. En particular, el acoplador 460 puede ser acoplado a un motor (no representado), tal como un motor eléctrico, mecánico u otro tipo de motor configurado para producir movimiento. El acoplador 460 puede también incluir un embrague, interruptor automático o mecanismo similar para controlar el movimiento rotacional del elemento de soporte 400. El acoplador 462 puede también incluir un amortiguador activo o pasivo para absorber por lo menos algo de las fuerzas aplicadas al elemento de soporte 410, eje 430 o primer elemento de contacto 452. Las fuerzas aplicadas al primer elemento de soporte 410 o primer eje 430 pueden dar como resultado el movimiento ya sea de uno u otro componente, como se muestra por la flecha 432. Tal movimiento vertical podría ocurrir si las reacciones energéticas entre los elementos de contacto 450 aplican fuerzas significativas al elemento de soporte 410. Un sistema de amortiguación activo puede incluir un procesador (no representado) configurado para permitir tal movimiento o proporcionar una fuerza antagonista para reducir parcialmente tal movimiento. Un sistema de amortiguación pasivo podría incluir un muelle, elastómero u otro dispositivo configurado para absorber algo de las fuerzas aplicadas.

Como se muestra, un primer acoplador 462 es acoplado mecánicamente al primer eje 430 y un segundo acoplador 464 es acoplado mecánicamente al segundo eje 440. Uno o más de dos acopladores 460 pueden ser usados con los elementos de soporte 400. También se contempla que uno o más acopladores 460 pueden ser colocados entre los ejes 430, 440 y elementos de soporte correspondientes 410, 420. Además, un tercer acoplador 466 puede ser colocado entre los elementos de soporte 400. El tercer acoplador 466 puede incluir un rodamiento de empuje o dispositivo similar configurado para permitir el movimiento rotacional de uno o más elementos de soporte 400 bajo altas cargas de compresión. Si se presentan reacciones altamente energéticas, los elementos de soporte 400 pueden ser colocados bajo altas cargas de compresión con el fin de contrarrestar los efectos de las grandes fuerzas aplicadas a los elementos de soporte 400. Consecuentemente, los acopladores 462, 464 pueden transmitir las cargas de compresión a los ejes 430, 440 y elementos de soporte 410, 420.

La figura 28 ilustra otra forma de realización de elementos de soporte 400, por lo cual los ejes 430, 440 están fuera del eje. Como se muestra, los elementos de soporte 410, 420 no son paralelos entre sí, sino que son colocados a un ángulo, de tal manera que la distancia entre los elementos de contacto es menor en el lado derecho y mayor en el lado izquierdo. Tal asimetría permite que los elementos de contacto (no representados) interactúen más fácilmente entre sí por propósitos de crear una reacción en el lado derecho, mientras que se permite que la región del lado izquierdo esté en general libre de cualquier reacción similar.

En otra forma de realización, los elementos de soporte 410, 420 pueden ser dispuestos como se muestra en la figura 29. En la presente memoria, los ejes 430, 440 están descentrados y paralelos entre sí. Tal disposición puede permitir que los elementos de soporte 410, 420 se traslapen, como se muestra en una región central 444. Una reacción puede ocurrir dentro de la región 444, otra vez con alta liberación de energía. Las fuerzas generadas por la reacción pueden ser absorbidas parcialmente por la flexión de los elementos de soporte 410, 420 y/o los mecanismos descritos anteriormente en la figura 27. Un acoplador (no representado) usado en conjunción con los ejes 430, 440 como se muestra en la figura 29, puede incluir un rodamiento de empuje radial para operar con las fuerzas laterales generadas en los ejes 430, 440.

Los elementos de soporte 400 pueden también ser suministrados con combustible usando uno o más suministros de combustible 20, como se muestra en la figura 30. El suministro de combustible 20, como se describe anteriormente, puede proporcionar varios tipos de combustible descritos en la presente memoria a regiones selectas de uno o más elementos de soporte 400. También se pueden proporcionar uno o más elementos de operación 470. El elemento de operación 470 puede ser configurado para por lo menos uno de monitorear, limpiar, controlar o regenerar por lo menos parcialmente el elemento de soporte 400. Por ejemplo, el elemento de operación 470 podría incluir una cámara que opera en una longitud de onda visual, infrarroja, de ultrasonido u otra longitud de onda para inspeccionar el elemento de soporte 400. Tal inspección podría proporcionar un sistema de alerta prematuro al sistema de alerta 10 que el elemento de soporte 400 no está operando apropiadamente, requiere mantenimiento o es probable que falle. El elemento 470 podría también incluir un cepillo, boquilla, raspador u otro dispositivo configurado para limpiar por lo menos parcialmente el elemento de soporte 400. El elemento de operación 470 puede controlar la velocidad del elemento de soporte 400 o una fuerza aplicada al elemento de soporte 400 o ponerse en operación como un freno. El elemento 470 puede también incluir dispositivos para regenerar por lo menos parcialmente el elemento de soporte 400. Por ejemplo, el elemento 470 podría incluir dispositivos para volver a aplicar una superficie al elemento de soporte 400 o someter al elemento de soporte 400 a calentamiento o enfriamiento, para permitir la reparación parcial del elemento de soporte 400. El elemento 470 podría ser configurado para aplicar un recubrimiento protector sobre el elemento 400, que puede ser seguido por una etapa de calentamiento o enfriamiento para fijar y fraguar el recubrimiento. También se podría efectuar mantenimiento de rutina usando el elemento de operación 470.

La operación de uno o más elementos de soporte 400 requiere la presencia y operación de uno o más elementos de contacto 450, que se describen a continuación en detalle. Similarmente a los dientes 100 y huecos 110 del engrane 40, como se describe anteriormente, los elementos de contacto 450 son configurados para interactuar para proporcionar una región para una reacción que implica combustible 30. Similar a lo anterior, uno o más elementos de soporte 400 pueden también ser acoplados a una o más fuentes de alimentación 60 configuradas para proporcionar energía a uno o más elementos de soporte 400.

En algunas formas de realización, el elemento de soporte 400 puede ser en general circular, como se muestra en la figura 31A, que muestra una superficie inferior 480 del elemento de soporte 410. El elemento 400 puede también ser de cualquier forma o dimensión apropiada. La superficie 480 puede incluir uno o más primeros elementos de contacto 452. Como se muestra, los elementos de contacto 452 pueden ser colocados en general alrededor de la periferia de la superficie 480. En otras formas de realización, uno o más elementos de contacto 452 pueden ser colocados de manera variada a través de la superficie 480. En otras formas de realización, como se muestra en la figura 31B, el elemento de soporte 410 puede incluir uno o más elementos de soporte 490 que se extienden en general del eje 430. Los elementos de soporte 490 pueden ser de cualquier forma, tamaño o configuración apropiada para proporcionar soporte a uno o más primeros elementos de contacto 452. En otras formas de realización, los elementos de contacto 450 pueden ser colocados sobre una superficie estacionaria.

Las figuras 32A-32D muestran vistas laterales en corte de elementos de contacto 452, 454, de acuerdo con una forma de realización, que se mueven entre sí. Como se muestra, el elemento de contacto 452, acoplado al elemento de soporte 410 (no representado), se mueve a la derecha y el elemento de contacto 454, acoplado al elemento de soporte 420 (no representado), se mueve a la izquierda. En otras formas de realización, solamente un elemento de contacto 450 se podría mover y el otro puede permanecer estacionario. Inicialmente, como se muestra en la figura 32A, el primer elemento de contacto 452 es colocado por encima y a la izquierda del segundo elemento de contacto 454. El primer contacto elemento 452 se mueve a la derecha y el segundo elemento de contacto 454 se mueve a la izquierda, de tal manera que una región inferior del primer elemento de contacto 452 es traída en proximidad estrecha a o se pone en contacto físicamente con una región superior del segundo elemento de contacto 454. Como se explica a continuación, esta proximidad (por ejemplo, contacto estrecho) o contacto físico puede permitir que ocurra una reacción. En otra forma de realización, uno o más elementos de contacto 452, 454 pueden interactuar entre sí simultáneamente, como se muestra en la figura 33.

La figura 34 ilustra una vista en corte ampliada del elemento de contacto 450. Como se describe anteriormente, el elemento de contacto 450 puede ser acoplado de manera variada a o de una parte del elemento de soporte 400. El elemento de contacto 450 puede también incluir uno o más lúmenes 500. Uno o más lúmenes podrían proporcionar enfriamiento al elemento de contacto 450, alimentar combustible o disminuir el peso del elemento de contacto 450. Como se describe anteriormente para el conducto 290, uno o más lúmenes 500 podrían incluir un área superficial grande para ayudar a la transferencia de calor. Los elementos de contacto 450 pueden también incluir una o más regiones de contacto 510. La región de contacto 510 puede incluir un material diferente al del elemento de contacto 450. La región de contacto 510 podría también ser formada mediante un proceso diferente al del elemento de contacto 450. Aunque no se muestra, otras partes del elemento de contacto 450 podrían incluir una o más regiones de contacto 510.

El elemento de contacto 450 puede también incluir un borde delantero 512 y un borde posterior 514. Aunque se muestran como curvos, uno o más bordes del elemento 450 pueden ser lineales (por ejemplo, ver figura 36A-36C). El elemento de contacto 450 puede ser de cualquier forma y tamaño apropiados, dependiendo por ejemplo de los requisitos estructurales necesarios por las condiciones de reacción. Además, el elemento de contacto 450 puede ser acoplado de manera variada al elemento de soporte 400 (no representado). El acoplamiento puede ser mediante un pegado físico (por ejemplo, soldadura, adhesivos), acoplamiento mecánico (por ejemplo, remaches, pernos, etc.) u otros mecanismos de acoplamiento. También se contempla que uno o más elementos de contacto formen una sola pieza con uno o más elementos de soporte 400. Tal construcción de una pieza, similar a álabes en una turbina, puede proporcionar ventajas de manufactura, ventajas de peso, tolerancia mejorada a las condiciones de reacción y facilitar los requisitos de mantenimiento. También son posibles construcciones híbridas, combinadas y otras construcciones. Similarmente a como se describe anteriormente para el engrane 40, el elemento de contacto 450 puede ser conductor y puede incluir uno o más materiales conductores (no representados). Tal conductividad puede incluir conductividad general o rutas o regiones específicas del elemento 450 pueden ser conductoras. Diferentes secciones del elemento 450 puede también tener diferentes conductividades.

En algunas formas de realización, tales como con los elementos de soporte 400, como se muestra en la figura 25, puede ser necesaria la desviación de uno o más elementos de contacto 450. Por ejemplo, para permitir que una reacción tenga lugar dentro de una región seleccionada entre uno o más elementos de soporte 400. Con el fin de desviar el elemento de contacto 450, se puede usar un elemento de desviación 520. El elemento de desviación 520 puede ser colocado para desviar por lo menos parcialmente uno o más elementos de contacto 450. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 35A-35D, el elemento de desviación 520 puede ser colocado para alterar el movimiento del elemento de contacto 452. Como se muestra en la figura 35A, el elemento de contacto 452 se puede mover a la derecha. A continuación, cuando está en contacto con el elemento de deflexión 520 (figura 35B), el elemento de contacto 452 también se puede mover en una dirección hacia abajo, de tal manera que el elemento de contacto 452 se pone en contacto con elemento de contacto 454. Una vez que los dos elementos 452, 454 están en contacto (figura 35C), puede ocurrir una reacción mediante la aplicación de una corriente a través de los elementos 452, 454. Después de la reacción, el elemento de contacto 452 puede hacer mover más allá el elemento de desviación 520 y moverse en una dirección hacia arriba, como se muestra en la figura 35D.

A continuación se describe en detalle una reacción con los elementos de contacto 452, 454 y el combustible, de acuerdo con algunas formas de realización. Como se muestra en las figuras 36A-36C, una capa de combustible 530 puede ser colocada en general entre el primer elemento de contacto 452 y segundo elemento de contacto 454. La capa de combustible 530 se puede extender por lo menos parcialmente a través de la región de contacto 510 del primer elemento de contacto 452 y/o segundo elemento de contacto 454. La capa de combustible 530 puede comprender varios materiales, incluso el combustible 20 y puede ser depositada utilizando varios dispositivos y métodos, como se describe en la presente memoria. La capa de combustible 530 puede también ser colocada en general entre los elementos de contacto 452, 454 ya que el contacto físico ya sea con uno u otro o ambos elementos puede no ser necesario (figura 36A).

Después de la colocación apropiada de la capa de combustible 530 entre los elementos de contacto 452, 454, se puede aplicar una corriente a través de los elementos de contacto 452, 454. Parte de o todos los elementos de contacto 452, 454 pueden ser conductores, similar a los descritos anteriormente para el engrane 40. Por ejemplo, uno o más materiales conductores pueden estar previstos dentro o alrededor de los elementos de contacto 452, 454. El voltaje y corriente aplicados son descritos en la presente memoria y pueden ser dependientes del tipo de combustible 20 contenido con la capa de combustible 530. Después de la aplicación de corriente, puede ocurrir una reacción de alta energía, que mueve los elementos de contacto 452, 454 (figura 36B). La extensión de cualquier movimiento dependerá de una diversidad serie de factores, incluyendo, por ejemplo, la potencia y energía liberada por la reacción, forma, tamaño y material de los elementos de contacto y cualquier estructura de soporte.

Como se muestra en la figura 36C, después de la reacción, los elementos de contacto 452, 454 se pueden mover uno hacia el otro. El movimiento puede ser altamente amortiguado, dependiendo de las estructuras y dispositivos asociados, como se explica anteriormente con respecto a la figura 27. En algunos aspectos, se puede presentar algo de movimiento oscilante.

Mientras que las formas de realización descritas anteriormente incluyen movimiento rotacional entre los elementos de contacto 450, también se contempla que se pueden utilizar otros tipos de movimiento. Por ejemplo, se puede usar un movimiento de vaivén (o movimiento alternativo). Las figuras 37A-37C muestran un ejemplo de movimiento alternativo, en el que el elemento de contacto 452 es acoplado a un péndulo 540. En operación, el péndulo 540 se mueve hacia atrás y adelante sobre el segundo elemento de contacto 454. Antes de que los elementos de contacto 452, 454 interactúen entre sí, la capa de combustible 530 puede ser colocada en general entre los elementos 452, 454 (figura 37A). Cuando el primer elemento de contacto 452 es colocado aproximadamente adyacente a o sobre el segundo elemento de contacto 454 (figura 37B), se puede aplicar una corriente a través de los elementos de contacto 452, 454. La liberación de energía resultante puede forzar el primer elemento de contacto 452 para oscilar a lo lejos del segundo contacto elemento 454 (figura 37C), con algo de la energía liberada siendo absorbida por el péndulo 540 y el movimiento del elemento de contacto 452. El péndulo 540 puede a continuación oscilar hacia atrás otra vez y el ciclo puede ser repetido.

En otra forma de realización, los elementos de contacto se pueden mover en una dirección lineal entre sí. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 38A-38C, el primer elemento de contacto 452 puede ser colocado dentro de un pasaje 550 configurado para recibir el primer elemento de contacto 452. Una abertura 552 del pasaje 550 puede ser colocada adyacente al segundo elemento de contacto 454, de tal manera que los elementos de contacto 452, 454 se pueden mover hacia o a lo lejos entre sí en un movimiento en general lineal. Como se muestra en la figura 38A, el elemento de contacto 452 se puede mover hacia la capa de combustible 530 colocada en el segundo elemento de contacto 454. Una corriente podría ser aplicada al primer elemento de contacto 452 mediante una pared 554 del pasaje 550 o mediante otro mecanismo, para hacer reaccionar la capa de combustible 530 (figura 38B). La reacción podría a continuación impulsar el primer elemento de contacto 452 a lo lejos del segundo elemento de contacto 454 y hacia arriba dentro del pasaje 550 (figura 38C).

Varios sistemas para diferentes movimientos entre los elementos de contacto 450 pueden ser combinados con uno o más elementos descritos anteriormente. Por ejemplo, las formas de realización de disco, péndulo o pasaje descritas anteriormente podrían incluir uno o más elementos descritos y mostrados en la figura 27. Por ejemplo, un muelle (no representado) podría ser colocado dentro del pasaje 550 de la forma de realización de pasaje (figuras 38A-38C) para proporcionar una fuerza de amortiguación al primer elemento de contacto 452. En otro ejemplo, un acoplador (no representado) podría ser colocado en el extremo superior del péndulo 540 para controlar por lo menos parcialmente el movimiento, velocidad, fuerza recibida o fuerza ejercida sobre el primer elemento de contacto 452 en aquella forma de realización (figuras 37A-37C).

Las varias formas de realización descritas en la presente memoria podrían también se combinadas con una o más celdas fotovoltaicas, como se describe en la presente memoria. Con el fin de mejorar el desempeño de una celda fotovoltaica 570 o dispositivo similar, se pueden utilizar varios componentes para reducir el impacto o efecto de la energía liberada por las reacciones descritas en la presente memoria. Por ejemplo, como se muestra en la figura 39, una membrana protectora 560 podría ser colocada por lo menos parcialmente entre uno o ambos elementos de contacto 452, 454 y celda fotovoltaica 570. La membrana 560 puede ser configurada para difundir parcialmente una onda de choque, desviar algunas partículas creadas por la reacción o proporcionar por lo menos una barrera parcial para proporcionar protección adicional para la celda 570. La membrana 560 puede estar formada por un material continuo y puede ser transparente. En algunas formas de realización, la membrana 560 podría filtrar una o más longitudes de onda. La membrana 560 podría ser acoplada directamente a la celda 570 o podría ser colocada a una distancia de la celda 570.

En otras formas de realización, se pueden proporcionar una serie de barreras 580. Las barreras pueden ser colocadas en general entre el sitio de una reacción entre los elementos 452, 454 y la celda 570. Las barreras 580 podrían ser dispuestas de manera variada y pueden ser colocadas a lo largo de un radio similar o en capas de diferentes radios para ayudar o proporcionar protección para la celda 570. Por ejemplo, las barreras 580 pueden incluir una serie de deflectores, elementos de jaula u otros objetos para dirigir o difundir una onda de choque para proteger la celda 570. En todavía otras formas de realización, una o más operaciones o estructuras de membrana 570 o barreras 580 podrían ser incorporadas a una sola estructura o ser formadas como parte de la celda 570.

K. Aplicación de ventilador axial energizado por celda de SF-CIHT

La conversión fotovoltaica de energía óptica emitida de la reacción hidrino representa un nuevo mercado para la industria solar bien establecida. Una fuente adicional de energía renovable que comprende una industria significativa se refiere a la energía eólica, en la que se utilizan molinos de viento para generar electricidad. Uno de los factores determinantes de los parques eólicos es que cambian el clima de regiones ambientales significativas al cambiar los patrones de viento. Los parques eólicos pueden cambiar los climas locales. En una forma de realización del generador de SF-CIHT, se usan molinos de viento para alterar el clima de una manera deseable. En una forma de realización, una pluralidad de molinos de viento es cada uno impulsado por un generador de SF-CIHT para soplar el aire de alta mar húmedo a la tierra, que se condensa y precipita sobre la tierra árida para volverla no árida.

Una fuente adicional de energía renovable que comprende una industria significativa se refiere a la energía eólica, en la que se utilizan molinos de viento para generar electricidad. Uno de los factores determinantes de los parques eólicos es que cambian el clima de regiones ambientales significativas a los patrones del viento. Los parques eólicos pueden cambiar los climas locales. En una forma de realización del generador de SF-CIHT, se usan molinos de viento para alterar el clima de manera deseable. En una forma de realización, una pluralidad de molinos de viento es cada uno impulsado por un generador de SF-CIHT para soplar aire de alta mar húmero sobre la tierra, que se condensa y precipita sobre la tierra árida para volverla no árida. La cantidad de agua que se puede mover sobre la tierra puede ser calculada de la ecuación de energía de una turbina eólica. La energía cinética del viento a través de un molino de viento es proporcionada por

P = 1/2pAu3 (202)

donde p es la densidad del aire (1.3 kg/m3), A es el área barrida por los álabes hélices y u es la velocidad del viento cuando energiza la turbina. La velocidad u es también la velocidad del viento que la turbina puede producir sobre el área A cuando es energizada por la potencia P aplicada por el generador de SF-CIHT, donde el factor de desempeño del ventilador axial correspondiente es tomado como 1/2 para una estimación del orden de magnitud. Actualmente, están disponibles los molinos de viento comerciales que presentan diámetros de álabe de 164 m que producen 7 MW de potencia. Así, la velocidad del viento es

La masa de aire movido por unidad de tiempo dm/dt es proporcionada por

dm/dt = pAu = 2.2 x 105 Kg/s (204)

La cantidad de H2O es 3% de la masa del aire soplado o dm/dt (H2O) = 6.6 x 103 Kg/s.

Un acre de tierra es de 4047 m2 (43,560 pies cuadrados) o 4 x 107 cm2. La lluvia de 1 cm de profundidad requiere 4 x 107 cm3 o 4 x 104 Kg de H2O. Dada la velocidad de movimiento del H2O, esta cantidad de agua puede ser suministrada cada

4 A'104 kg de H20

6 s/4040 m 2 (acre)

6.6X103 kg/s

Así, en una semana 4 x 107 metros cuadrados (100,000 acres) se pueden hacer florecer. Un parque eólico que comprende 150 molinos de viento irrigará 6 hectáreas (15 millones de acres). Como una aplicación benéfica alternativa en regiones propensas a huracanes, un estudio realizado por la Stanford University [http://www.youtube.com/watch?v=M7uRtxl8j2U] ha demostrado que los molinos de viento pasivos (generadores de energía) pueden disminuir los fuertes vientos de un huracán y disipar la tormenta antes que se forme. Esta aplicación puede ser tomada acentuada en gran medida por la alimentación de molinos de viento con generadores de SF-CIHT para provocar que el viento sople en dirección opuesta. Así, la capacidad de un parque eólico usado en esta aplicación puede ser reducir extensamente.

XI. Experimental

A. Resultados de prueba de celda de SF-CIHT ejemplifícateos en energía y regeneración de combustible sólido

En una prueba experimental, la muestra consistía en un conductor de tamiz de níquel de 1 cm2 recubierto con un recubrimiento vaciado de cinta delgado (< 1 mm de espesor) de NiOOH, 11% en peso de carbono y 27% en peso de polvo de Ni. El material fue confinado entre los dos electrodos de cobre de una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 y sometido a una corta ráfaga de energía eléctrica de alta corriente de baja tensión. El voltaje de 60 Hz aplicado fue de alrededor de 8 V pico y la corriente pico fue de aproximadamente 20,000 A. Después de aproximadamente 0.14 ms con una entrada de energía de aproximadamente 46 J, el material se vaporizó en aproximadamente 1 ms. Varios calibres de alambre fueron probados para determinar si 8 voltios eran suficientes para provocar un fenómeno de alambre que explota, con capacitores de alta capacitancia, cargados con multikilovoltios, de alta energía, que fueron puestos en corto circuito. Solo el calentamiento resistivo conocido a rojo brillante y calentamiento a fusión en el caso de un alambre de Au de 0.25 mm de diámetro fueron observados.

La energía calculada termodinámicamente para vaporizar sólo los 350 mg de NiOOH y 50 mg de metal de Ni fue de 3.22 kJ o 9.20 kJ/g de NiOOH. Debido a que la energía de descomposición de NiOOH es esencialmente cero, este experimento demostró una liberación de energía grande. La ráfaga inició después que se aplicó una energía total insignificante de 40 J. La ráfaga provocó que 3.22 KJ de energía térmica sea liberada en 3 ms, correspondiente a 1,100,000 W (1.1 MW) de energía térmica. Dadas las dimensiones de la muestra de área de 1 cm2 y < 1 mm de espesor, la densidad de energía volumétrica estuvo en exceso de 11 x 109 W/l térmico. Del ajuste del espectro visible registrado con un espectrómetro visible Ocean Optics a la curva de radiación de cuerpo negro, la temperatura del gas fue de 5500 K.

Considérese que la energía térmica calculada para obtener la vaporización observada de sólo los 350 mg de NiOOH y 50 mg de los componentes de malla de Ni de la mezcla de reacción es de 3.22 kJ. Los moles de H2 en 350 mg de combustible sólido de NiOOH son de 2 mmoles. Sobre la base de la entalpía calculada de 50 MJ/mol de H2 (1/4) para la reacción hidrino de H2 a H2(1/4) con una estequiometría de 2/3 de1H va al catalizador de HOH catalizador y 1/3 a hidrino H2 (1/4), la energía teórica máxima correspondiente de la formación de H2 (1/4) es de 33 kJ; así que, aproximadamente 10% del hidrógeno disponible fue convertido a H2 (1/4). El rendimiento de la reacción de hidrino correspondiente es de 64.4 umoles de H2 (1/4).

Otra forma de realización del combustible sólido consistía en 100 mg de polvo de Co y 20 mg de MgCh que estaba hidratado. Los reactivos fueron comprimidos a un gránulo y encendidos con la soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 al someter el gránulo a una corta ráfaga de energía eléctrica de baja tensión, de alta corriente. El voltaje de 60 Hz aplicado fue de aproximadamente 8 V pico y la corriente pico fue de aproximadamente 20,000 A. La ráfaga ocurrió en una guantera llena con argón y liberó un estimado de 3 kJ de energía de plasma. Las partículas del plasma se condensaron como un nanopolvo. El producto fue hidratado con 10 mg de H2O y la ignición fue repetida. La ráfaga repetida del combustible sólido regenerado fue más poderosa que la primera, liberando aproximadamente 5 Kj de energía. En otra forma de realización, Ag reemplazo a Co.

B. Calorimetría de combustible sólido de la celda de SF-CIHT

Se llevó a cabo la calorimetría usando un calorímetro de Parr 1341 de encamisado llano con una opción de termómetro de calorímetro Parr 6774 sobre un gránulo de combustible sólido. Una cámara de combustión de oxígeno Parr 1108 del calorímetro fue modificada para permitir la iniciación de la reacción química con alta corriente. Los electrodos de ignición e varilla de cobre que consistían en cilindros de cobre de 1.3 cm (1/2 pulgada) de diámetro externo (OD) por 30 cm (12 pulgadas) de longitud fueron alimentados a través de la cámara sellada que contiene un gránulo de grafito (~ 1000 mg, L x W x H = 0.46 cm (0.18") x 1.5 cm (0.6") x 0.76 cm (0.3") como carga resistiva testigo para la calibración de la capacidad calorífica del calorímetro o un gránulo de combustible sólido, en la que los extremos tenían una abrazadera de cobre que confinó estrechamente cada muestra. El baño de agua del calorímetro fue cargado con 2,000 g de agua DI (según el manual de Parr). La fuente de energía para calibración e ignición del gránulo de combustible sólido fue una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 que suministró una corta ráfaga de energía eléctrica en forma de una baja tensión a 60 Hz de aproximadamente 8 V RMS y alta corriente de alrededor de 15,000 a 20,000 A. La energía de entrada de la calibración e ignición del combustible sólido fue dada como el producto de la tensión y la corriente integrada en el tiempo de la entrada. La tensión fue medida mediante un sistema de adquisición de datos (DAS) que consiste en una PC con un módulo de adquisición de datos USB-6210 de National Instruments y LabVIEW VI. La corriente fue también medida mediante el mismo DAS usando una bobina de Rogowski (Modelo CWT600LF con un cable de 700 mm) que era exacto a 0.3% como la fuente de señal. Se obtuvieron datos de entrada de V e I a 10 KS/s y se usó un atenuador de tensión para traer la tensión de entrada analógica dentro del intervalo de /- 10 V del USB-6210.

Se determinó que la capacidad calorífica calibrada del calorímetro y el aparato de electrodo era 12,000 J/°C utilizando el gránulo de grafito con una entrada de energía de 995 J por la soldadura por puntos. La muestra de combustible sólido que comprende Cu (45 mg)+ CuO (15 mg)+ H2O (15 mg) que fue sellada en una bandeja de DSC de aluminio (70 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D:6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)) fue encendido con una tensión de 60 Hz pico aplicada de 3 V y una corriente máxima de alrededor de 11,220 A. La energía de entrada medida de la tensión y corriente con el tiempo fue de 46 J para encender la muestra, como se indica por una proyección de disrupción en las formas de onda con un total de 899 J de entrada por el impulso de energía de la soldadora por puntos y la energía de salida total calculada para la respuesta térmica de calorimetría a la energía liberado del combustible sólido encendido utilizando la capacidad térmica calibrada fue de 3,035.7 J. Al restar la energía de entrada, la energía neta fue de 2,136.7 J para la muestra de 0.075 g. En experimentos testigo con H2O, la bandeja de alúmina no sufrió una reacción diferente de aquella que convirtió en vapor la ráfaga. XRD tampoco mostró ninguna formación de óxido de aluminio. Así, la energía de reacción química teórica fue cero y el combustible sólido produjo 28,500 J/g de exceso de energía en la formación de hidrinos.

C. Conversión de energía fotovoltaica

La muestra de combustible sólido que comprende Cu (45 mg)+ CuO (15 mg)+ H2O (15 mg) que fue sellado en una bandeja de DSC de aluminio (70 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)) fue encendida con una tensión de 60 Hz pico aplicada de 3-6 V y una corriente máxima de alrededor de 10,000-15,000 A. El espectro visible fue registrado con un espectrómetro visible de Ocean Optics (Ocean Optics Jaz, con detector ILX511b, filtro de OFLV-3, lente L2, ranura de 5 um, 350 -1000 nm). El espectro encaja a un cuerpo negro de aproximadamente 6000K. La temperatura de cuerpo negro del sol es de 5800 K. Debido a que el sol y el plasma de SF-CIHT están ambos a 5800 K-6000 K (figura 40) y el sol es un cuerpo negro estándar de 1000 W/m2 en la tierra, una celda solar sirvió como medidor de energía. La densidad de energía óptica del plasma a una distancia dada del centro de ignición a una celda solar fue calculada sobre la base de la respuesta de densidad de energía de celda solar relativa a la fuente de plasma en relación con aquella del sol. A continuación, la energía óptica total de la fuente de plasma fue calculada al multiplicar la densidad de energía y el área angular sólida de una cubierta esférica sobre la cual la densidad fue determinada.

Tomando la energía de la luz del sol de 1000 W/m2 como una fuente de luz estándar, se determinó la eficiencia de un panel solar monocristalino. Utilizando la energía registrada en un panel solar monocristalino, también como su área y duración del evento de encendido de 20 |is determinada en 150,000 cuadros por segundo de video de alta velocidad, se determinó que la densidad de energía del plasma era de 6 x 106 W/m2. La energía óptica del plasma fue confirmada con el espectrómetro de Ocean Optics. La distancia de separación de la entrada del cable de fibra óptica desde el centro del plasma que dio como resultado que la intensidad espectral coincida con aquella de una fuente de luz de energía de fuente puntual estándar. Entonces, la potencia de la fuente de plasma fue proporcionada por la corrección de la energía estándar por la distancia de separación elevada al cuadrado. Las distancias de separación típicas fueron tan grandes como de 700 cm.

Al multiplicar la densidad de energía por el área esférica de ángulo sólido al radio de 25 cm (10 pulgadas), la distancia entre el centro de encendido y el panel solar, se determinó que la energía óptica total del plasma era de 0.8 m2 X 6 X 106 W/m2 = 4.8 X 106 W de energía óptica. La energía total proporcionada por la potencia total, multiplicada por la duración de la ráfaga de 20 |is fue de (4.8 x 106 W) (20 X 10'6 s) = 96 J. La energía típica medida calorimétricamente liberada por la detonación del combustible sólido fue de aproximadamente 1000 J. La menor cantidad de energía óptica grabada fue considerada debido al tiempo de respuesta lento de una celda solar monocristalina que perjudica la emisión de encendido rápido. La celda de GaAs puede ser más apropiada.

La temperatura del cuerpo negro de 5800 K del sol y aquella del plasma de ignición son aproximadamente las mismas, debido a que el mecanismo de calentamiento es el mismo en ambos casos, la catálisis de H a hidrino. La temperatura de los explosivos de alta potencia es también tan alta como de 5500 K como se esperaba, debido a que la fuente de la alta temperatura es la formación de hidrinos. Debido a que las celdas solares han sido optimizadas para convertir la radiación del cuerpo negro de 5800 K a electricidad, la conversión fotovoltaica usando celdas solares es un medio apropiado de conversión de energía del generador de SF-CIHT, como se confirma por estas pruebas.

Se llevaron a cabo una serie de igniciones sobre gránulos de combustible sólido, cada uno comprende 100 mg de Cu 30 mg de agua desionizada selladas en una bandeja de DSC de aluminio (75 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Los gránulos fueron adheridos a una franja de metal de cobre a una separación de 1.9 cm y la franja fue formada alrededor del disco de rodillo de una soldadora de costura de National Electric Welding Machines (100 kVA Modelo # 100AOPT SPCT 24) y encendidas con un voltaje de 60 Hz pico aplicado de alrededor de 4-8 V y una corriente máxima de alrededor de 10,000 - 35,000 A. La velocidad de rotación fue ajustada, de tal manera que las denotaciones ocurrieron cuando el rodillo hizo mover cada gránulo a la posición central de punto muerto de la soldadora de costura a una frecuencia de detonación de 1 Hz. Los destellos de luz brillantes fueron convertidos a electricidad con un convertidor fotovoltaico y la electricidad fue disipada en una matriz de diodos emisores de luz (LED).

Un bastidor de metal de tres lados con paredes Lexan fijadas fue montado alrededor de los discos de la soldadora por costura, de tal manera que la separación más cercana de las paredes del recinto rectangular desde los discos de soldadora era de aproximadamente 15 cm. Un panel solar de 30 W, 12 V fue fijado a cada una de las tres paredes del recinto. Cada panel consistía en celdas policristalinas de alta eficiencia de 15 cm (6 pulgadas), vidrio templado de bajo contenido de hierro y película EVA con lámina posterior de TPT para encapsular las celdas con un bastidor de aleación de aluminio anodizada (Tipo 6063-T5) (UL solar, http://www.ulsolar.com /30_Watt_12_Volt_multicrystalline_solar_panel_p/stp030p.htm). Otras especificaciones del panel solar fueron: Celda (silicio policristalino): 156 mm x 39 mm; Número de celdas y conexiones: 36 (4 x 9); Dimensión de módulo: 66.5 cm (26.2 pulgadas) x 41 cm (16.2 pulgadas) x 2.5 cm (0.98 pulgadas); Peso: 3.7 Kg (8 libras). Las características eléctricas fueron potencia a STC: 30 watts; voltaje de potencia máxima (Vpm): 17.3 voltios; corriente de potencia máxima (MIP): 1.77 Amp; Voltaje de circuito abierto (Voc): 21.9 voltios; Corriente de cortocircuito (Isc): 1.93 Amp; Tolerancia: ± 5%; Condiciones de prueba estándar: Temperatura 25°C, Irradiancia 1000 W/m2, AM = 1.5; voltaje máximo del sistema: 600 V DC; serie nominal del fusible: 10 Amp; Coeficiente de temperatura Isc: 0.06%/K, Voc: -0.36%/K, Pmax: -0.5%/K; Temperatura de operación: -40°C a 85°C; Humedad de almacenamiento: 90%; Tipo de Terminal de salida: Caja de conexiones; Cable: 2.7 metros (9 pies), 3000mm.

Los paneles solares fueron conectados a una matriz de LED. La matriz de LED consistía en un dispositivo de Luz de Le D Genssi 4x4 todo terreno, luz a prueba de agua de 27 W 12 V 6000 K (punto de 30 grados) http://www.amazon.com/Genssi-Light-Waterproof-6000 K-Degree/dp/B005WWLQ8G/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid= 1396219947&sr=8-1&keywords=B005WWLQ8G, una banda de luz de LED flexible de 5 metros (16.4 pies) de LEDwholesalers con 300xSMD3528 y parte posterior adhesiva, 12 volts, blanca, 2026WH (24 W en total), http://www.amazon.com/LEDwholesalers-flexible-LED-Strip-300xSMD3528/dp/B002Q8V8DM/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1396220045&sr=8-1&keywords=B002Q8V8DM y una bombilla de luz blanca de luz LED Landscape Fountain Pond submarina de 9 W, 12 V http://www.amazon.com/Underwater-Light-Landscape-Fountain-White/dp/B00AQWVHJU/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1396220111&sr=8-1&keywords=B00AQWVHJU. La energía de salida colectiva de los tres paneles solares fue de 90 W bajo condiciones de estado estable de 1 sol.

La serie de detonaciones secuenciales a 1 Hz mantuvieron la matriz de LED a operación esencialmente continua a plena salida de luz. Considere el balance de energía de la colección de tres paneles solares de cada una de las detonaciones de gránulo de combustible sólido. La salida de los LED de alrededor de 60 W por alrededor de 1 segundo aunque la ráfaga fue aún mucho más corta, 100 |is. El material fotovoltaico policristalino tuvo un tiempo de respuesta y potencia máxima que no fue apropiado para una ráfaga corta de multimegavatios. Sin embargo, la celda sirve como integrador de alrededor de 60 J de energía durante un intervalo de tiempo 1 s. Se determinó que la reflexión de la luz en el Lexan era de 50% y las celdas policristalinas fueron aproximadamente 10% eficientes para convertir luz de 5800 K a electricidad. La corrección de 60 J por la reflexión y eficiencia de 10% corresponde a 1200 J. La energía óptica correspondiente en el evento de 100 |is es de 12 MW. La energía medida calorimétricamente de la bomba independiente liberada por la detonación de cada gránulo fue de aproximadamente 1000 J. Se determinó que el tiempo de detonación era de 100 |is mediante detección rápida con un fotodiodo. Así, se determinó que la energía era de alrededor de 10 MW. La densidad de energía de la energía óptica determinada por un espectrómetro visible era de más de 1 MW/m2 a una distancia mayor de aproximadamente 200 cm. Se determinó que la densidad de energía óptica era consistente con la radiación esperada para un cuerpo negro a 6000 K, de acuerdo con la ley de Stefan-Boltzmann. El convertidor fotovoltaico da un balance de energía razonable en comparación con el resultado de energía calorimétrico y espectroscópico.

D. Conversión de energía plasmadinámica

Se añadieron 0.05 ml (50 mg) de H2O a 20 mg ya sea de Co3O4 o CuO que fue sellado en una bandeja de DSC de aluminio (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Utilizando una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75, cada muestra fue encendida con una corriente de entre 15,000 a 25,000 A a alrededor de 8 V RMS aplicado a los electrodos de ignición que comprendían cilindros de cobre de 1.6 cm (5/8 pulgadas) de diámetro exterior (OD) por 7.6 cm (3 pulgadas) de longitud, en los que los extremos planos confinaban la muestra. Se observó una ráfaga de energía grande que vaporiza cada muestra como un plasma expansible altamente ionizado energético. El electrodo de PDC imantado fue formado como un bucle abierto con un diámetro de 2.5 cm (1 pulgada) que fue colocado circunferencialmente alrededor de los electrodos de encendido, en el plano de la muestra de combustible. Debido a que la corriente era axial, el campo magnético de la alta corriente era radial, paralelo al contorno del electrodo de PDC de bucle. El contraelectrodo de PDC sin imantar fue paralelo a los electrodos de ignición y la dirección de la alta corriente; así, las líneas de campo magnético radiales eran perpendiculares a este electrodo de PDC. El contraelectrodo de PDC se extendió 6.35 cm (2.5 pulgadas) por encima y por debajo del plano de la muestra. La tensión de PDC fue medida a través de un resistor de 0.1 ohms estándar. La tensión de los electrodos de PDC enseguida del encendido correspondiente fue de 25 V.

E. Calorimetría de barrido diferencial (DSC) de combustibles sólidos

Unos combustibles sólidos fueron probados en cuanto a exceso de energía sobre el máximo teórico usando un calorímetro de barrido diferencial Setaram DSC 131, usando crisoles recubiertos con Au, con los resultados representativos mostrados en la tabla 7.

TABLA 7. Resultados ejemplares de prueba DSC

F. Identificación espectroscópica de hidrino molecular

Se añadieron 0.05 ml (50 mg) de H2O a 20 mg ya sea de Co3O4 o CuO que fue sellado en una bandeja de DSC de aluminio (crisol de aluminio 30 pl, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampado, no apretada (Setaram, S08/HBB37409)) y se enciende con una corriente de entre 15,000 a 25,000 A a alrededor de 8 V RMS utilizando una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75. Se observó una ráfaga de energía grande que vaporiza las muestras, cada una como un plasma expansible, altamente ionizado, energético. Una placa testigo de lámina de MoCu (50-50 en %, AMETEK, 0.051 cm (0.020 pulgadas) de espesor) fue colocada a 9 cm (3.5 pulgadas) desde el centro de la muestra encendida, de tal manera que el plasma expansible era incidente sobre la superficie para incrustar moléculas de H2 (1/4) a la superficie.

Utilizando un dispositivo Thermo Scientific DXR SmartRaman con un láser de diodo de 780 nm en modo de macro, se observó un pico de absorción amplio de 40 cm-1 sobre la lámina de MoCu tras la exposición a plasma que contiene H2(1/4). El pico no fue observado en la aleación virgen y la intensidad del pico se incrementó con la intensidad del plasma e intensidad del láser incrementados. Debido a que no se conoce que ningún otro elemento o compuesto conocido pueda absorber una sola línea del infrarrojo cercano de 40 cm-1 (0.005 eV) a 1.33 eV (la energía del láser de 780 nm menos 1950 cm-1) H2 (1/4) fue considerado. El pico de absorción que inicia a 1950 cm-1 coincidió con la energía rotacional de espacio libre de H2 (1/4) (0.2414 eV) a cuatro cifras significativas y el ancho de 40 cm-1 coincide con la división de energía de acoplamiento orbital-nuclear [Mills GUTCP ].

El pico de absorción que coincide con la energía rotacional de H2 (1/4) es un pico real y no puede ser explicado por ninguna especie conocida. La excitación de la rotación de hidrino puede provocar el pico de absorción por un efecto de Raman inverso (IRE). En la presente memoria, el continuo provocado por el láser es absorbido y desplazado a la frecuencia del láser, en la que el continuo es lo suficientemente fuerte para mantener la población de estado excitado rotacional para permitir la contribución de energía antiStokes. Típicamente, la potencia del láser es muy alta para un IRE, pero se encontró que la superficie de MoCu provoca dispersión de Raman mejorada en la superficie (SERS). La absorción fue asignada a un efecto de Raman inverso (IRE) para la energía rotacional de H2 (1/4) para la transición de J' = 1 a J'' = 0. Este resultado muestra que H2 (1/4) es un rotor libre que es el caso con H2 en la matriz de silicio. Los resultados en las láminas de MoCu expuestas a plasma coinciden con aquellos observados previamente en la celda de CIHT, como son informados en la publicación previa de Mills: R. Mills, J. Lotoski, J. Kong, G Chu, J. He, J. Trevey, High-Power-Density Catalyst Induced Hydrino Transition (CIHT) Electrochemical Cell (2014).

La RMN 1H de MAS, espectroscopia de emisión de excitación de haz de electrones, espectroscopia Raman y espectroscopia de emisión de fotoluminiscencia fueron efectuadas en muestras de productos de reacción que comprenden electrolito de CIHT, electrodos de CIHT y una mezcla de KCl-KOH de rarefactor de compuesto inorgánico colocada en el recipiente sellado de celdas de CIHT cerradas.

La RMN de MAS del hidrino molecular atrapado en una matriz prótica representa un medio para aprovechar las características únicas de hidrino molecular para su identificación mediante su interacción con la matriz. Una consideración única con respecto del espectro de RMN son los posibles estados cuánticos de hidrino molecular. Similar a los estados excitados de H2, los hidrinos moleculares H2(1/p) tienen estados con l = 0, 1, 2,..., p -1 . Incluso el estado cuántico l = 0 tiene un momento cuadrupolar relativamente grande y adicionalmente, el momento angular orbital correspondiente de estados l t 0 da lugar a un momento magnético [Mills GUT] que podría provocar un desplazamiento de matriz campo arriba. Este efecto es especialmente favorecido cuando la matriz comprende un H intercambiable, tal como una matriz que presenta aguas de hidratación o una matriz sólida de hidróxido alcalino en la que una interacción local con H2(1/p) influencia una población más grande debido al intercambio rápido. El rarefactor de celda CIHT KOH-KCl mostró un desplazamiento del componente activo de RMN de MAS de la matriz (KOH) de 4.4 ppm a aproximadamente -4 a -5 ppm, después de exposición a la atmósfera al interior de la celda de CIHT sellada. Por ejemplo, el espectro de r Mn de m As del rarefactor de KOH-KCl (1:1) inicial, el mismo rarefactor de KOH-KCl (1:1) de celda de ClHT que comprenden [MoNi/LiOH-LiBr/NiO] y [CoCu (permeación de H)/LiOH-LiBr/NiO] que emitió 2.5 Wh, 80 mA, con una ganancia de 125% y 6.49 Wh, 15o mA, a ganancia de 186%, respectivamente, mostró que el pico campo abajo conocido de la matriz de OH se desplazó de aproximadamente 4 ppm a la región campo arriba de alrededor de -4 ppm. El hidrino molecular producido por la celda de CIHT desplazó la matriz de positiva a significativamente campo arriba. Los diferentes números cuánticos l posibles para el estado p = 4 pueden dar lugar a diferentes desplazamientos de matriz campo arriba, consistente con observaciones de múltiples de tales picos en la región de -4 ppm. El pico de RMN de MAS de la matriz de KOH desplazada campo arriba por la formación de un complejo con hidrino molecular puede ser agudo cuando el ion de hidróxido desplazado campo arriba (OH') actúa como rotor libre, consistente con observaciones previas. Los resultados de RMN de MAS son consistentes con espectros de ToF-SIMS de ion positivo previos que mostraron grupos de multímero de compuestos de matriz con dihidrógeno como parte de la estructura, M:H2 (M = KOH o K2CO3). Específicamente, los espectros de ion positivo rarefactores de celda de CIHT previos que comprenden KOH y K2CO3, tales como K2CO3-KQ (30:70% en peso) mostraron K+(H2:KOH)n y K+(H2:K2CO3)n consistente con H2(1/p) como un complejo en la estructura [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research].

Se buscó la identificación directa de hidrino molecular por sus energías ro-vibracionales extraordinariamente altas características usando espectroscopia de Raman. Otra característica distintiva es que las reglas de selección para hidrino molecular son diferentes de aquellas del hidrógeno molecular ordinario. Similarmente a los estados excitados de H2, los hidrinos moleculares tienen estados con l = 0, 1, 2, ..., p -1, en los que los campos de protón esferoidales de prolato de H2(1/p); p = 1, 2, 3, ..., 137 tienen componentes angulares armónicos esféricos de número cuántico l en relación con el eje semimayor [Mills GUT]. Las transiciones entre estos estados armónicos esferoidales de prolato son permisivas de transiciones rotacionales AJ = 0, ±1 durante una transición vibracional pura sin una transición electrónica, como se observa para estados excitados de H2. Los tiempos de vida de los estados angulares son suficientemente largos, de tal manera que H2(1/p) puede sufrir de manera única una transición ro-vibracional pura que presenta la regla de selección AJ = 0, ±1.

El estado de hidrino molecular ro-vibracional emisor puede ser excitado por una colisión de electrones de alta energía o por un láser, en la que, debido a la energía rotacional de los estados rotacionales excitados de p2 (J 1) 0.01509 eV [GUT Mills] no pueden ser poblados como una población termodinámica estadística a temperaturas ambientes, debido a que la energía térmica correspondiente es menor de 0.02 eV. Así, la distribución de población de estado ro-vibracional refleja la probabilidad de excitación de la fuente externa. Además, debido a la energía vibracional treinta y cinco veces más alta de p20.515 eV con respecto a la energía rotacional, se espera que solo primer nivel, u = 1 sea excitado por la fuente externa. Los estados de hidrino molecular pueden sufrir cambios de número cuántico l a temperatura ambiente y el estado cuántico J pueden ser cambiado durante la irradiación de haz de electrones o haz de láser ya que la energía es térmica. Así, el estado inicial puede ser cualquiera de l = 0, 1,2, 3, independientemente del número cuántico J. Así, las transiciones rotacionales y ro-vibracionales son Raman e IR activas con las ramas R, Q, P siendo permitidas en las que el momento angular es conservado entre los cambios de estado rotacionales y electrónicos. Permitido por el cambio en el número cuántico l, la transición vibracional de desexcitación u = 1 --> u = 0 con una conversión hacia arriba de energía rotacional (J' - J'' = -1), una conversión hacia abajo (J' - J'' = 1) y ningún cambio (J' - J'' = 0) da surgimiento a las ramas P, R y Q, respectivamente. Se predice que el pico de Q-rama correspondiente a la transición vibracional pura u = 1 --> u = 0 es el más intenso con una disminución rápida en intensidad para la serie P y R de picos de transición de orden superior, en el que, debido a la energía disponible de conversión interna, se esperan más picos de intensidad más alta para la rama P con relación con la rama R. Se espera que una influencia de la matriz provoque un desplazamiento de energía vibracional de la de un vibrador libre y se anticipa que una barrera de energía rotacional de matriz de surgimiento a aproximadamente el mismo desplazamiento de energía a cada uno de los picos ramales P y R manifestadas como una intercepción no cero de la separación de energía lineal de la serie de picos rotacionales.

Se informó previamente [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research] de que la emisión ro-vibracional de H2 (1/4) atrapado en el reticulado cristalino de rarefactores de gas de celda de CIHT fue excitada por un cañón de electrones de 6 keV incidente con una corriente de haz de 8 |im en el intervalo de presión de 5 x 10-6 Torr y registrado por espectroscopia UV sin ventanas. Mediante el mismo método H2 (1/4) atrapado en el reticulado cristalino metálico de MoCu fue observado por espectroscopia de emisión de excitación de haz de electrones. Un ejemplo del espectro ro-vibracional resuelto de H2 (1/4) (la llamada banda de 260 nm) registrado del ánodo de MoCu de la celda de CIHT [MoCu (50/50) (permeación de H)/LiOH+ LiBr/NiO] que emitió 5.97 Wh, 80 mA, a ganancia de 190% mostró el pico máximo a 258 nm, con posiciones representativas de los picos a 227, 238, 250, 263, 277 y 293 nm, que presentan un espaciamiento igual de 0.2491 eV. Los resultados están en muy buen acuerdo con los valores predichos para H2 (1/4) para las transiciones de matriz-desplazada vibracional y transiciones rotacionales de rotor libre de u = 1 —> u = 0 y Q(0), R(0), R(1), P(1), P(2) y P(3), respectivamente, donde Q(0) es identificable como el pico más intenso de la serie. El ancho del pico (FWHM) fue de 4 nm. Ampliando las transiciones ro-vibracionales de H2 (1/4) en relación con H2 ordinario en un reticulado cristalino, se espera que las energías implicadas sean extraordinarias, siendo dieciséis veces más altas y se acoplan significativamente a bandas de fonones del reticulado, dando como resultado la ampliación de resonancia. La banda de 260 nm no fue observada en el material de partida de MoCu. La banda de 260 nm fue observada como un espectro de fluorescencia de Raman de segundo orden de cristales de KOH'KCl que sirvieron como rarefactor de gas de H2 (1/4) cuando son sellados en celdas de CIHT como se previamente anteriormente [R. Mills, X Yu, Y. Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research]. La banda de 260 nm fue también observada en el ánodo de CoCu.

El H2 (1/4) fue confirmado usando espectroscopia de Raman, en la que debido a la gran diferencia de energía entre orto y para, se esperaba que este último dominara la población. Dado que el para es par, la regla de selección típica para transiciones rotacionales puras es AJ = ± 2 para números pares. Sin embargo, el acoplamiento del momento angular orbital-rotacional da surgimiento a un cambio en el número cuántico l con la conservación del momento angular del fotón que excita el nivel rotacional, en la que la energía del fotón resonante es desplazada en frecuencia por la energía hiperfina orbital-nuclear en relación con la transición en ausencia del cambio de número cuántico. Además, para l t 0, los núcleos son alineados a lo largo del eje internuclear, como se proporciona en el capítulo 12 de la referencia [GUT Mills]. La regla de selección rotacional para espectros de Stokes definidos como estado inicial menos estado final es AJ = J' - J'' = -1, la regla de selección del momento angular orbital es Al = ± 1 y la transición se convierte en permitida por la conservación del momento angular durante el acoplamiento de las excitaciones del momento angular rotacional y orbital [Mills GUT]. Además, no se espera ninguna dependencia de la intensidad sobre el spin nuclear.

Usando un dispositivo Thermo Scientific DXR SmartRaman con un láser de diodo de 780 nm en el modo de macro, se observó un pico de absorción amplio de 40 cirr1 en los ánodos de permeación de hidrógeno de MoCu después de la producción de exceso de electricidad. El pico no fue observado en la aleación virgen y la intensidad del pico aumentó con el exceso de energía y la intensidad del láser incrementados. Además, estuvo presente pre- y postsonificación, indicando que los únicos elementos posibles para considerar como la fuente fueron Mo, Cu, H y O, como se confirma mediante SEM-EDX. Las permutaciones de los compuestos testigo no reprodujeron el pico. El pico fue también observado en celdas que presentan ánodos de Mo, CoCu y MoNiAl, tal como la celda de [CoCu (permeación de H)/L¡OH‘L¡Br/N¡O] que emitió 6.49 Wh, 150 mA, con una ganancia del 186% y la celda [MoNiAl (45.5/45.5/9% en peso)/LiOH‘LiBr/NiO] que emitió 2.40 Wh, 80 mA, a ganancia de 176%. En experimentos separados, el gas reunido de KOH'KCl de estas celdas dio una serie de picos de fluorescencia o fotoluminiscencia muy intensos que fueron asignados a la ro-vibración de H2 (1/4). Debido a que no se conoce que ningún otro elemento o compuesto pueda absorber una sola línea cel infrarrojo cercano 40 cm-1 (0.005 eV) a 1.33 eV (la energía del láser de 780 nm menos 2000 cm-1) H2 (1/4) fue considerado. El pico de absorción que empieza a 1950 cm-1 coincidió con la energía rotacional de espacio libre de H2 (1/4) (0.2414 eV) a cuatro cifras significativas y el ancho de 40 cm-1 coincide con la división de energía de acoplamiento orbital-nuclear [Mills GUT].

El pico de absorción que coincide con la energía rotacional de H2 (1/4) es un pico real y no puede ser explicado por ninguna especie conocida. La excitación de la rotación de hidrino puede provocar el pico de absorción mediante dos mecanismos. En el primero, la luz de Stokes es absorbida por el reticulado debido a una fuerte interacción del hidrino giratorio como una inclusión de reticulado. Esto es semejante a una ampliación de resonancia observada con la banda del haz de electrones de 260 nm. El segundo comprende un efecto de Raman inverso conocido. En la presente memoria, el continuo provocado por el láser es absorbido y desplazado a la frecuencia del láser, en el que el continuo es lo suficientemente fuerte para mantener la población de estado excitado rotacional para permitir la contribución de energía antiStokes. Normalmente, la energía del láser es muy alta para un IRE, pero el hidrino molecular puede ser un caso especial debido a su número cuántico l no cero y reglas de selecciones correspondientes. Además, se anticipa que MoCu provoque una dispersión de Raman mejorada en la superficie (SERS), debido a las dimensiones pequeñas de las fronteras de grano de Mo y Cu de la mezcla de metales. Así, los resultados son discutidos a partir del contexto del último mecanismo.

La absorción fue asignada a un efecto de Raman inverso (IRE) para la energía rotacional de1H2 (1/4) para la transición J' = 1 a J” = 0 [Mills GUT]. Este resultado demostró que H2 (1/4) es un rotor libre que es el caso con H2 en matriz de silicio. Además, debido a que H2 (1/4) puede formar complejos con hidróxido, como se muestra por RMN de MAS y ToF-SIMs y se observa un desplazamiento de matriz con el espectro de emisión de excitación de haz de electrones y el espectro de fotoluminiscencia debido a la influencia del medio ambiente local en el sitio de (1/4) H2 en el reticulado, se anticipa que el IRE se desplace también con diferentes matrices y también con la presión [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research]. Asimismo, los picos de Raman de H2 como como una inclusión de matriz se desplazan con la presión. Se observaron varias instancias por la selección espectral de Raman de metales y compuestos inorgánicos. Ti y Nb mostraron un pico de absorción pequeño de alrededor de 20 conteos empezando en 1950 cm-1. Al mostró un pico mucho más grande. Instancias de compuestos inorgánicos incluyeron LiOH y LiOH-LiBr que mostraron el pico a 2308 cm-1 y 2608 cm-1, respectivamente. La molienda con bolas de LiOH-LiBr provocó una reacción que intensificó extensamente el pico de IRE y lo desplazó para estar centrado a 2308 cm-1 como LiOH, también como formar un pico centrado a 1990 cm-1. Se observó un pico de absorción especialmente fuerte a 2447 cm-1 de Ca(OH)2 que forma H2O. Este último puede servir como catalizador para formar H2 (1/4) tras la deshidratación de Ca(OH)2 a 512°C o mediante reacción con CO2. Estas son reacciones tipo de combustible sólido para formar hidrinos como se informa previamente [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research]. LiOH y Ca(OH)2 ambos mostraron un pico de IRE de H2 (1/4) y el LiOH es formado comercialmente de Ca(OH)2 mediante reacción con Li2CO3. Así, se provocó que la mezcla de Ca(OH)2+ Li2CO3 reaccione por molino de bolas y se observó un pico de IRE de H2 (1/4) muy intenso centrado a 1997 cm-1.

Una lámina de indio fue expuesta por un minuto al producto de gas después de cada ignición de una serie de encendidos de gránulos de combustible sólido. Cincuenta gránulos de combustible sólido fueron encendidos secuencialmente en una atmósfera de argón, cada una comprende 100 mg de Cu+ 30 mg de agua desionizada sellada en una bandeja de DSC de aluminio (70 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D: 6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Cada ignición del gránulo de combustible sólido fue efectuada usando una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 que suministró una corta ráfaga de energía eléctrica en forma de una baja tensión a 60 Hz de alrededor de 8 V RMS y alta corriente de aproximadamente 15,000 a 20,000 A. Usando un dispositivo Thermo Scientific DXR SmartRaman con un láser de diodo de 780 nm en modo macro, se observó un pico de IRE de 1950 cm-1. El pico que no fue observado en la muestra virgen fue asignado a la rotación de H2 (1/4).

Se informa previamente de H2 (1/4) como el producto de reacciones de combustible sólido [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research; R. Mills, J. Lotoski, W. Good, J. He, “Solid Fuels that Form Ho H Catalyst”, (2014)]. Se demostró que la energía liberada por la formación de hidrinos, de acuerdo con las ecuaciones (6-9) da lugar a H-de alta energía cinética. Utilizando combustible sólido de Li+ LiNH2+ disociador de Ru-AhO3 que puede formar H y catalizador de HOH mediante descomposición de Al(OH)3 y reacción de Li con H2O y LiNH2, los iones que llegan antes de m/e = 1 se observaron mediante ToF-SIMS que confirmaron la liberación de energía de la ecuación (9) se manifiesta como H' de alta energía cinética. Otros iones, tales como oxígeno (m/e = 16) no mostraron ningún pico prematuro. La relación entre el tiempo de vuelo T, m la masa y la tensión de aceleración V es

donde A es una constante que depende de la distancia de vuelo del ion. Del pico prematuro observado a m/e = 0.968 con un voltaje de aceleración de 3 kV, la energía cinética impartida a la especie H de la reacción de hidrino es de aproximadamente 204 eV que es una coincidencia con la reacción catalítica de HOH proporcionada por las ecuaciones (6-9). El mismo espectro prematuro fue observado en el modo positivo correspondiente a H+, pero la intensidad fue más baja.

Se llevó a cabo XPS sobre el combustible sólido. Las XPS de LiHBr formados por la reacción de Li, LiBr, LiNH2, R-Ni disociador (que comprende aproximadamente 2% en peso de Al(OH)3) y 1 atm de H2, mostraron un pico a 494.5 eV y 495.6 eV para espectros de XPS en productos de reacción de dos diferentes ejecuciones que no podrían ser asignados a cualesquier elementos conocidos. Na, Sn y Zn que son las únicas posibilidades fueron fáciles de eliminar sobre la base de la ausencia de cualesquier otros picos correspondientes de estos elementos, debido a que solamente se observaron picos de Li, Br, C y O. El pico coincidió con la energía de la doble ionización teóricamente permitida [R. Mills, X Yu, Y. Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, "Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research] de hidrino molecular H2 (1/4). El hidrino molecular fue confirmado adicionalmente como producto mediante espectroscopia de Raman y de FTIR. El espectro de Raman del producto de combustible sólido de LiHBr mostró un pico de absorción de efecto de Raman inverso de H2 (1/4) centrado a 1994 cm-1. El espectro de FTIR del producto de combustible sólido de LiHBr mostró un nuevo pico agudo a 1988 cirr1 que es una coincidencia cercana a la energía de rotor libre de H2 (1/4). Además, la RMN de MAS mostró un pico de desplazamiento de campo arriba fuerte consistente con aquel mostrado para otras muestras de rarefactor de k OH’KCI (1:1) de celda de CIHT, tal como uno de una celda de CIHT que comprende [Mo/LiOH’UBr/NiO] que emite 2.5 Wh, 80 mA, a ganancia de 125% que mostró picos de matriz desplazados campo arriba a -4.04 -4.38 ppm y uno de una celda de CIHT que comprende [CoCu(permeación de H)/LiOH‘LiBr/NiO] que emite 6.49 Wh, 150 mA , a ganancia de 186% que mostró picos de matriz desplazados campo arriba a -4.09 y -4.34 ppm.

También se llevó a cabo XPS en los ánodos de celdas de CIHT, tales como [MoCu (permeación de H)/LiOH‘ LiBr/NiO] (1.56 Wh, 50 mA, a ganancia de 189%) y [MoNi (permeación de H)/LiOH‘LiBr/NiO] (1.53 Wh, 50 mA, a 190%). También se observó el pico de 496 eV. El pico fue asignado a H2 (1/4) debido a que las otras posibilidades fueron eliminadas. Específicamente, en cada caso, el pico de 496 eV no podría ser asociado con Mo 1s, ya que su intensidad sería mucho más pequeña que los picos 3p de Mo y la energía sería más alta que aquella observada y no podría ser asignada a KLL de Na, debido a que no hay Is de Na en el espectro.

Usando un espectrómetro de XPS Scienta 300, se llevó a cabo XPS en la Lehigh University sobre el rarefactor de metal de indio que mostró un pico de IRE de 1940 cm-1 fuerte enseguida de la exposición a los gases del encendido del combustible sólido que comprende 100 mg de Cu+ 30 mg de agua desionizada, sellado en una bandeja de DSC de aluminio (70 mg) (crisol de aluminio de 30 |il, D:6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Se observó un pico de 496 eV que no pudo ser asignado a cualquier elemento conocido que fue asignado a H2 (1/4).

Otra técnica transversal de confirmación exitosa en la búsqueda de espectros de hidrino implicó el uso del espectrómetro de Raman, en el que la ro-vibración de H2 (1/4) que coincide con la banda de haz de electrones de 260 nm fue observada como fluorescencia de segundo orden. El gas de las celdas [10 placas bipolares, Mo/LiOH-LiBr-MgO/NiO] (2550.5 Wh, 1.7 A, 9.5 V, a ganancia de 234%), [MoCu/LiOH-LiBr/NiO] (3.5 Wh, 80 mA, a ganancia de 120%), [MoNi/LiOH-LiBr/NiO] (1.8 Wh, 80 mA, a 140%) fue reunido con KOH-KCl (50-50%) y [CoCu (permeación de H)/LiOH-LiBr/NiO] (6.49 Wh, 150 mA, a ganancia de 186%) y los espectros Raman fueron registrados en los rarefactores usando el espectrómetro de Aramis Raman Horiba Jobin Yvon LabRAM con un láser de 325 nm de HeCd en modo de microscopio con una ampliación de 40X. En cada caso, se observó una serie intensa de picos de Raman espaciados de igual energía de 1000 cm-1 (0.1234 eV) en la región de 8000 cm-1 a 18,000 cm-1. La conversión del espectro de Raman al espectro de fluorescencia o fotoluminiscencia reveló una coincidencia, ya que el espectro ro-vibracional de segundo orden de H2 (1/4) que corresponde a la banda de 260 nm se observó primero mediante excitación de haz de electrones [R. Mills, X Yu, Y Lu, G Chu, J. He, J. Lotoski, “Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell”, (2014), International Journal or Energy Research]. Las asignaciones pico a las ramas Q, R y P para los espectros son Q(0), R(0), R(1), R(2), R(3), R(4), P(1), P(2), P(3), P(4), P(5) y P(6) observadas a 12,199, 11,207, 10,191, 9141, 8100, 13,183, 14,168, 15,121, 16,064, 16,993 y 17,892 cm-1, respectivamente. Se consideró que la excitación era por la emisión de He y Cd de EUV y UV de alta energía del láser, en la que los elementos ópticos del láser son transparentes a por lo menos 170 nm y la rejilla (sistema de longitud focal de 460 mm de 2400g/mm de Labram Aramis con CCD de pixeles 1024 X de 26 |im2) es dispersiva y tiene su eficiencia máxima en el lado de longitud de onda más corta del intervalo espectral, el mismo intervalo como la banda de 260 nm. Por ejemplo, el cadmio tiene una línea muy intensa a 214.4 nm (5.8 eV) que coincide con la energía de excitación ro-vibracional de H2 (1/4) en la matriz de KCl, sobre la base de los datos de excitación del haz de electrones. El CCD es también más sensible a 500 nm, la región del segundo orden de la banda de 260 nm centrada a 520 nm.

Las bandas de fotoluminiscencia fueron también correlacionadas con los picos de RMN desplazados campo arriba. Por ejemplo, el rarefactor de KOH-KCl (1:1) de celdas de CIHT de ánodo de MoNi que comprenden [MoNi/LiOH-LiBr/NiO] que presenta picos de matriz desplazados campo arriba a -4.04 y -4.38 y ppm y el rarefactor de KOH-KCl (1:1) de celdas de CIHT de ánodo de permeación de H, CoCu que comprenden [CoCu (permeación de H)/LiOH-LiBr/NiO] que presentan picos de matriz desplazados campo arriba a -4,09 y -4,34 ppm mostraron la serie de picos de fotoluminiscencia correspondientes al haz de electrones de 260 nm.

Un espectro de Raman fue efectuado en una muestra de rarefactor de 1 g de KOH'KCl (1:1) que fue mantenida 5 cm (2 pulgadas) a lo lejos del centro de 15 iniciaciones consecutivas de 15 gránulos de combustible sólido separados, cada una comprendiendo CuO (30 mg)+ Cu (10 mg)+ H2O (14.5 mg) que fue sellada en una bandeja de DSC de aluminio (crisol de aluminio 30 |il, D:6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D: 6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Cada muestra de combustible sólido fue encendida con una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 que suministra una corta ráfaga de energía eléctrica de alta corriente de baja tensión. La tensión aplicada de 60 Hz fue de aproximadamente 8 V pico y la corriente pico fue de aproximadamente 20,000 A. La muestra de rarefactor estaba contenida en un crisol de alúmina que estaba cubierto con una malla de alambre de polímero atada alrededor del crisol. La malla impidió que cualquier producto de reacción sólido entre a la muestra, mientras que permite que el gas pase. Las quince muestras de combustible sólido separadas fueron rápidamente encendidas sucesivamente y la muestra de rarefactor que acumuló 15 exposiciones fue transferida a la guantera de Ar, en la que fue mezclada homogéneamente usando un mortero y mano de mortero. Usando el espectrómetro de Aramis Raman Horiba Jobin Yvon LabRAM con un láser de 325 nm de HeCd en modo de microscopio con una ampliación de 40X, se observó la serie de picos de Raman espaciados de igual energía de 1000 cm'1 que coincidieron con la emisión rotacional de segundo orden de H2 (1/4) dentro de la transición de u = 1 --> u = 0. Específicamente, los picos de ramificación Q, R y P, Q(0), R(0), R(1), R(2), P(1), P(2), P(3), P(4) y P(5), fueron observados a 12,194, 11,239, 10,147, 13,268, 14,189, 15,127, 16,065, 17,020 y 17,907 cm-1, respectivamente, que confirmaron el hidrono molecular H2 (1/4) como la fuente de la ráfaga energética del combustible sólido encendido.

El rarefactor de hidrino KOH:KCl (1:1) fue calentado a 250°C durante 15 minutos y enfriado enfrió (control), luego colocado en un crisol y expuesto a 50 encendidos secuenciales de gránulos de combustible sólido en una atmósfera de argón a temperatura ambiente. Cincuenta gránulos de combustible sólido fueron encendidos secuencialmente en una atmósfera de argón, cada una comprende 100 mg de Cu+ 30 mg de agua desionizada selladas en una bandeja de DSC de aluminio (70 mg) (crisol de aluminio 30 |il, D:6.7x3 (Setaram, S08/HBB37408) y cubierta de aluminio D:6,7, estampada, hermética (Setaram, S08/HBB37409)). Cada ignición del gránulo de combustible sólido fue efectuada usando una soldadora por puntos Taylor-Winfield modelo ND-24-75 que suministra una corta ráfaga de energía eléctrica en forma de una baja tensión de 60 Hz de alrededor de 8 V RMS y alta corriente de alrededor de 15,000 a 20.000 A. Los espectros de Raman fueron registrados en el rarefactor usando el espectrómetro de Raman Horiba Jobin Yvon LabRAM Aramis con un láser de 325 nm de HeCd en modo de microscopio con una ampliación de 40X. Se observó un incremento intenso en la serie de picos de Raman espaciados de igual energía 1000 cm-1 (0.1234 eV) en la región de 8000 cm-1 a 18,000 cm-1 que fue asignado al espectro ro-vibracional de segundo orden de H2 (1/4).

En general, los resultados de la Raman, tales como la observación del pico de efecto de Raman inverso de Raman 0.241 eV (1940 cm-1) y la banda de fotoluminiscencia de Raman espaciada de 0.2414 eV que coincidió con el espectro de haz de electrones de 260 nm es una fuerte confirmación de hidrino molecular que presenta una distancia internuclear que es 1/4 de aquella del H2. La evidencia en el último caso es fundamentada adicionalmente al estar en una región que no tiene picos de primer orden conocidos o posible asignación de picos de matriz en acuerdo de cuatro cifras significativo con predicciones teóricas.

Se llevó a cabo la espectroscopia EUV sobre una muestra de combustible sólido que comprende un conductor de tamiz de níquel de 0.08 cm2 recubierto con un recubrimiento de colada de cinta delgada (<1 mm de espesor) de NiOOH, 11% en peso de carbono y 27% en peso de polvo de Ni contenido en una cámara de vacío evacuada a 5 X10-4 Torr. El material fue confinado entre los dos electrodos de cobre de una soldadora por puntos de 75 KVA, Acme Electric Welder Company modelo 3-42-75, de tal manera que el plano horizontal de la muestra fue alineado con los elementos ópticos de un espectrómetro de EUV, como se confirma por un láser de alineación. La muestra fue sometida a una ráfaga corta de baja tensión de energía eléctrica de alta corriente. El voltaje de 60 Hz aplicado fue de 8 V máximo y la corriente máxima fue de aproximadamente 20,000 A. El espectro de EUV fue registrado utilizando un espectrómetro de EUV de incidencia rasante McPherson (Modelo 248/310G) equipado con una rejilla de 600 g/mm recubierta con platino y un filtro de aluminio (Al) (800 nm de espesor, Luxel Corporation) para bloquear la luz visible. El ángulo de incidencia fue de 87°. La resolución de longitud de onda con un ancho de ranura de entrada de 100 |im fue de alrededor de 0.15 nm en el centro de la CCD y 0.5 nm en los límites de la ventana del intervalo de longitud de onda de 50 nm. La distancia de la fuente de plasma que es el combustible sólido encendido a la entrada del espectrómetro fue de 70 cm. La luz de EUV fue detectada por un detector de CCD (Andor iDus) enfriado a -60°C. El detector de CCD fue centrado a 35 nm. Se observó radiación continua en la región de 10 a 40 nm. Se confirmó que la ventana de Al estaba intacta después del registro del espectro de la ráfaga. La ráfaga fuera de la ventana de cuarzo que corta cualquier luz visible de EUV al hacer pasar la luz visible mostró un espectro plano que confirma que el espectro continuo de longitud de onda corto no fue debido a la luz visible dispersada que pasó el filtro de Al. Un espectro de descarga de pizca de helio de alta tensión mostró solamente líneas atómicas y de ion de He que fueron usadas para calibrar la longitud de onda del espectro. Así, se confirmó que la luz de alta energía era una señal real. La radiación de energía de alrededor de 125 eV no es posible debido a la aceleración de campo, debido a que la tensión máxima aplicada fue menor de 8 V; además, ninguna reacción química conocida puede liberar más de unos pocos eV. La molécula de H2O naciente puede servir como catalizador al aceptar 81.6 eV (m = 3) para formar un intermedio que decae con la emisión de una banda continua que presenta un corte de energía de 92. 13.6 eV = 122.4 eV y un corte de longitud de onda corto de

(ecuaciones (32-33)). La banda de radiación continua en la región de 10 nm y que avanza a longitudes de onda más largas coincidió con la transición teóricamente predicha de H al estado de hidrino H(1/4) de acuerdo con las ecuaciones (43-47).

G. Fuente de energía de plasma de arco de agua a base de la catálisis de H mediante catalizador de HOH

El sistema de plasma de arco de H2O comprendía un capacitor de almacenamiento de energía conectado entre un electrodo de placa de base de cobre y varilla y un electrodo cilíndrico de cobre externo concéntrico que contenía agua, en el que la varilla del electrodo de placa de base y varilla estaba por debajo de la columna de agua. La varilla fue incrustada a una funda aislante de nailon en la sección de electrodo cilíndrica y un bloque de nailon entre la placa base y el cilindro. Una columna de agua del grifo fue colocada entre el electrodo de varilla central y el electrodo externo cilíndrico y circunferencial. Un banco de capacitores que comprende seis capacitores (115 nF, ± 10% 20 kV CD, modelo M104A203B000) conectado en paralelo por dos placas de cobre con un conductor conectado a tierra y el otro conductor conectado a la placa base de la celda de arco de agua. El banco de capacitores fue cargado por una fuente de alimentación de alta tensión (Universal Voltronics, 20 kV DC, modelo 1650R2) por medio de una conexión que presenta un resistor de 1 Mohm y descargado por un interruptor de aire atmosférico que comprendía electrodos de acero inoxidable. La alta tensión estaba en el intervalo de aproximadamente -8 kV a -14 kV. Los parámetros ejemplifícateos para 4 ml de H2O en la celda abierta que fue probada fueron: una capacitancia de aproximadamente 0.68 |iF, una resistencia intrínseca de aproximadamente 0.3 Q, un diámetro interior del electrodo cilíndrico (ID) y profundidad de 1.3 cm (0.5 pulgadas) y 6.35 cm (2.5 pulgadas), respectivamente, una diámetro externo de varilla (OD) de 0.63 cm (1/4 pulgada), una distancia entre el electrodo cilíndrico y varilla central de 0.32 cm (1/8"), una tensión de carga de alrededor de - 8 kV a - 14 kV y la constante de tiempo del circuito de alrededor de 0.2 |is. La ignición de H2O para formar hidrinos a una alta velocidad fue obtenida por la descarga de arco de agua disparada, en la que el arco provocó la formación de hidrógeno atómico y el catalizador de HOH que reaccionó para formar hidrinos con la liberación de alta energía. La alta energía fue evidente por la producción de una expulsión supersónica de todo el contenido de H2O a 3 metros (10 pies) de alto en el laboratorio, en la que el penacho expulsado impactó el techo.

Se llevó a cabo calorimetría usando un calorímetro de encamisado normal Parr 1341 llano con un termómetro digital de canal doble de registro de datos Parr 6775A y una cámara de combustión de oxígeno Parr 1108 que fue modificada para permitir la iniciación de la reacción química con alta corriente. Conductores de electrodos de ignición de varilla de cobre que comprendían cilindros de cobre de 0.635 cm (1/4 pulgada) de diámetro externo (OD) fueron alimentados a través de la cámara sellada y conectados a los electrodos de celda de arco. La celda de plasma de arco de H2O fue colocada en el interior de la celda de bomba Parr sumergida bajo 200 g de agua añadida al interior con el resto del volumen lleno con aire. El baño de agua del calorímetro fue cargado con 1,800 g de agua del grifo (el H2O total fue de 2,000 según el manual de Parr) y la celda de la bomba fue sumergida en este depósito de agua. La tensión de carga del capacitor fue medida mediante una sonda de alta tensión (CPS HVP-2520252-00-0012 calibrada dentro de 0.02% de una sonda de referencia NIST) y es mostrada por un multímetro digital Fluke 45 calibrado rastreable NIST La tensión de carga del capacitor medida con el dispositivo Fluke fue confirmada mediante una sonda de alta tensión (Tektronix 6015) y mostrada por un osciloscopio. La energía de entrada al plasma de celda de arco de agua fue calculado por

donde C es la capacitancia de la banco de capacitores y V es la tensión antes de la descarga de los capacitores. La temperatura del baño fue medida por una sonda de termistor, que fue sumergida en agua.

La capacidad calorífica del calorímetro fue calibrada mediante calentamiento del baño con un resistor (10 Ohm) y una fuente de alimentación constante de CD. También fue calibrado con el mismo resistor y la corriente de descarga del banco de capacitores.

Se determinó que la capacidad calorífica del calorímetro era de 10300 J/K. En el presente experimento, la energía de entrada fue de alrededor de 500 J con C = 0.68 uF y V = -12 kV por 10 descargas. La energía de salida correspondiente fue de alrededor de 800 J.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de generación de energía (1020), que comprende:

una fuente de energía eléctrica (4) configurada para suministrar energía y corriente, en el que la energía es de por lo menos aproximadamente 5,000 kW o la densidad de corriente es de por lo menos aproximadamente 2,000 A/cm2;

una pluralidad de electrodos espaciados (103, 106), en el que la pluralidad de electrodos (103, 106) rodean por lo menos parcialmente un combustible (1003), están conectados eléctricamente a la fuente de energía eléctrica (4), están configurados para recibir una corriente para encender el combustible (1003), y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos (103, 106) es movible y por lo menos uno de la pluralidad de electrodos (103, 106) incluye un mecanismo de compresión (2a) para comprimir el combustible (1003);

una región de carga de combustible (1017) configurada para recibir el combustible (1003), en el que la región de carga de combustible (1017) está rodeada por la pluralidad de electrodos (103, 106) de manera que el mecanismo de compresión (2a) del por lo menos un electrodo (103, 106) está orientado hacia la región de carga de combustible (1017), y en el que la pluralidad de electrodos (103, 106) están configurados para suministrar energía al combustible (1003) que se recibe en la región de carga de combustible (1017) para encender el combustible;

un mecanismo de alimentación (1005) para mover el combustible (1003); y

un convertidor de energía fotovoltaica (106a) configurado para convertir los fotones generados a partir del encendido del combustible (1003) en una forma diferente de energía.

2. Sistema de generación de energía según la reivindicación 1,

en el que el mecanismo de alimentación (1005) está adaptado para mover el combustible (1003) a la región de carga de combustible (1017);

y

en el que el sistema de generación de energía (1020) comprende además:

un sistema de retirada (1013) para retirar un producto secundario del combustible encendido; y

un sistema de regeneración (1014) acoplado de manera funcional al sistema de retirada (1013) para reciclar el producto secundario retirado del combustible encendido en combustible reciclado.