ES2956539T3

ES2956539T3 - Método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de atmósfera gaseosa y aparato para su realización

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Publication number: ES2956539T3
Application number: ES21164315T
Authority: ES
Original assignee: Sun2h Ag
Current assignee: Sun2h Ag
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2023-12-22
Anticipated expiration: 2041-03-23
Also published as: EP4063008B1; EP4063008A1; EP4063008C0

Abstract

Se reivindican un dispositivo (1) y un método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio gaseoso (3). El dispositivo incorpora una cámara de vacío de reacción (2), diseñada para permitir suministrar en su interior un medio gaseoso (3), al menos un radiador térmico (4), del cual al menos una línea espectral de emisión de un medio (5), en el rango de temperatura de 350°C a 1500°C corresponde al menos parcialmente a la línea espectral de absorción de las moléculas del medio gaseoso (3). Al menos parte del volumen de la cámara de vacío (2) está situada en la zona de visibilidad óptica del radiador (4) y es un volumen de reacción (7) para el medio gaseoso (3), en cuyo volumen de reacción, como Como resultado de las oscilaciones de resonancia de las moléculas del medio gaseoso (3), excitadas por el radiador (4), se produce al menos una disociación parcial del medio gaseoso (3). El dispositivo incorpora además un sistema (8) de extracción de al menos un producto de disociación de moléculas del medio gaseoso (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de atmósfera gaseosa y aparato para su realización

La invención se refiere a un dispositivo y a un método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas. La invención reivindicada se puede utilizar, por ejemplo, para la disociación de vapor de agua en hidrógeno y oxígeno o para la disociación de dióxido de carbono en oxígeno y carbono.

Técnica anterior

Los países de todo el mundo están buscando activamente nuevas formas de hacer un uso beneficioso de dos de los materiales más comúnmente disponibles: dióxido de carbono y agua, a partir de los cuales, entre otras cosas, se generan oxígeno e hidrógeno.

El hidrógeno tiene un papel clave que desempeñar en la prevención del calentamiento global y en la industria energética del futuro, particularmente "hidrógeno verde" producido sin emisiones de dióxido de carbono. Uno de los problemas claves asociados con el cambio climático en la tierra es el problema del incremento de los niveles de CO²en la atmósfera, que resulta en la necesidad de desarrollar métodos alternativos para reducir los niveles de CO²en la atmósfera, de manera correspondiente de buscar medios de descomponer dicho CO².

Se han descrito varios métodos para producir hidrógeno, por ejemplo, gasificación de carbón, reformado de metano con vapor, gasificación de biomasa. Un inconveniente de estos métodos es que el gas dióxido de carbono se produce como un subproducto. Se conoce un método de electrólisis del agua para producir hidrógeno y oxígeno, pero el alto consumo de potencia de electrólisis es una limitación grave. Ya se han descrito varios métodos diseñados para solucionar los inconvenientes de electrólisis.

Los documentos US7125480 y US6669827 describen sistemas y métodos para la foto disociación ultra rápida de una molécula de agua a temperaturas relativamente bajas (típicamente de agua que es suministrada para reducir el pH. Además, para eliminar la posibilidad de recombinación inmediata de los productos de disociación, se utiliza radiólisis, en donde los componentes H y O disociados son bombardeados con radiación de ionización a una radio frecuencia diseñada para suprimir la recombinación de dichos componentes.

El documento EA002240 B1 divulga un proceso para producir hidrógeno a partir de agua, cuyo proceso incluye: el calentamiento del agua hasta la temperatura de disociación de la misma, para producir una mezcla de reacción de agua disociada que contiene oxígeno gaseoso e hidrógeno gaseoso; la generación, en la mezcla de reacción, de un vórtice, que somete esta mezcla de reacción a la acción de fuerzas centrífugas, de tal manera que ocurre estratificación radial del hidrógeno gaseosos y del oxígeno gaseoso en el volumen interno del reactor mencionado anteriormente; y la extracción de hidrógeno gaseoso a partir de esta mezcla de reacción. Este método proporciona el calentamiento de la mezcla, hasta temperaturas de disociación del agua de entre aproximadamente 1800 °C y aproximadamente 3000 °C, que lo convierte en un proceso comparativamente demandante de energía.

El documento US4071608 describe el uso de energía solar para generar vapor de agua y la disociación térmica siguiente de moléculas de dicho vapor de agua, después de lo cual, el hidrógeno y el oxígeno que resultan de la disociación son separados utilizando fuerza centrífuga. En el método propuesto, partes significativas de hidrógeno y de oxígeno, que resultan de la disociación, se recombinan entre sí para formar vapor de agua, lo que reduce significativamente la eficiencia de este método.

El documento US738419 divulga la disociación de vapor de agua pasando (la misma) a través de plasma. Sin embargo, este método requiere una configuración compleja del equipo de proceso.

El documento US 2011/052451 A1 se refiere a un método para generar hidrógeno utilizando energía térmica. El método incluye concentrar energía solar sobre un elemento de absorción para calentar el elemento de absorción hasta aproximadamente 2.000 1C o más. El elemento de absorción está en contacto térmico con un depósito de agua. El agua está a una presión de, por ejemplo, aproximadamente 760 Torr o menos, y al menos una porción del agua se disocia sobre la base del calor desde el elemento de absorción. El hidrógeno y el oxígeno se enfrían para evitar sustancialmente la recombinación. Después del enfriamiento, el gas hidrógeno y el gas oxígeno son presurizados y entonces separados utilizando una membrana selectiva de tamaño.

El documento US 4342 738 A describe un método de producción de hidrógeno y de oxígeno como combustibles potenciales, a partir de agua. El proceso emplea como fuente de energía, luz solar, que se separa en su porción infrarroja y su porción de luz ultravioleta. Éstas se concentran, y en una primera etapa, se utiliza la porción infrarroja para calentar el agua, bajo presión hasta un vapor sobrecalentado, que está en contacto con un catalizador de descomposición de vapor en una cámara, que se somete a luz ultravioleta concentrada. El resultado es la separación del agua por una combinación de energía térmica y efecto fotolítico en sus elementos componentes, hidrógeno y oxígeno, que pueden recogerse individualmente y utilizarse como fuentes de combustible.

Existe todavía una demanda para el desarrollo de métodos rentables alternativos para la disociación de un medio de gas utilizando otros tipos más eficientes de energía, que son, por ejemplo, un producto no deseado en muchos procesos de producción.

La invención propuesta hace posible evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, proporcionando un método rentable alternativo para la disociación de un medio de gas, haciendo un uso más eficiente de la energía utilizada para disociar el medio de gas, cuya energía puede ser, por ejemplo, energía de radiación solar u otras formas de energía térmica, que son un producto no deseado de muchos procesos de producción.

Divulgación de la invención

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas como se establece en las reivindicaciones independientes 1 y 5 así como a una aplicación del método reivindicado para proporcionar con una eficiencia de utilización incrementada, comparada con la técnica anterior, de esta energía para la disociación de un medio de gas, mientras que al mismo tiempo se reduce la recombinación de productos de disociación del medio de gas.

Este problema se soluciona utilizando el dispositivo y el método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas, de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la presente invención se presentan en las reivindicaciones dependientes.

Es un hecho conocido que los gases emiten y absorben energía, en la forma de fotones, solamente en ciertas frecuencias. La absorción y emisión de energía ocurre a frecuencias que resuenan con la frecuencia de oscilación de átomos en una molécula, [un principio] que se utiliza, por ejemplo, en espectroscopia infrarroja. También es un hecho conocido que si se absorbe una cantidad suficiente de energía, se puede disociar una molécula, en otras palabras, se rompe la energía de enlace entre átomos en una molécula.

Para que la energía de oscilación, suficiente para disociación, se acumule en una molécula y no pase a moléculas adyacentes de un gas o un vapor al colisionar con las mismas, es vital reducir al mínimo al mínimo las colisiones entre estas moléculas, en otras palabras, establecer una presión enrarecida del gas o del vapor. Por esta razón, el dispositivo reivindicado, para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas, tiene una cámara de vacío de reacción diseñada para permitir que se suministre un medio de gas allí y para mantener una presión allí, que está por debajo de la presión atmosférica. Sobre la base de los resultados de experimentos realizados, se ha establecido que el proceso de disociación de moléculas de medio de gas ocurre más eficientemente cuando tal medio de gas enrarecido es sometido a irradiación objetiva por frecuencias de resonancia de un radiador, en un rango de temperatura de entre 350 °C y 1500 °C, que corresponde a un rango de longitud de onda de 4,65 -1,64 micras. Con esta finalidad, la invención propuesta utiliza al menos un radiador, del cual al menos una línea espectral de emisión de un medio, en el rango de temperatura indicado, corresponde al menos parcialmente a la línea espectral de absorción de las moléculas del medio de gas. Un espectro de absorción selectivo de un medio de gas consta de una pluralidad de líneas que forman bandas de absorción, conocidas también como líneas de absorción espectral de moléculas de un medio de gas, separadas por secciones ("ventanas"), dentro de las cuales, efectivamente, se concentra la energía del radiador no absorbida. La absorción de energía térmica desde el radiador, en las líneas espectrales de absorción de las moléculas de medio de gas, tiene lugar con una intensidad que es cientos de veces mayor que en las ventanas del espectro. Es un hecho conocido que las líneas espectrales de absorción se forman cuando la radiación pasa a través de un medio de gas comparativamente frío. Por lo tanto, irradiar un medio de gas a presión atmosférica baja en una cámara de vacío de reacción, utilizando energías que corresponden a las líneas espectrales de absorción de moléculas del medio de gas, favorece la transferencia máxima de energía desde el radiador hasta el medio de gas, sin la necesidad de irradiar el medio de gas, y también las paredes de la cámara de vacío de reacción, utilizando energías que corresponden a las ventanas del espectro mencionadas anteriormente, siendo gastadas dichas energías solamente en el calentamiento 'parásito' de las paredes de la cámara de vacío de reacción. Para permitir la realización de la disociación de un medio de gas, al menos una parte del volumen de la cámara de vacío, que es el volumen de reacción para el medio de gas, debe posicionarse en la zona de la visibilidad óptica del reactor, en donde la disociación del medio de gas ocurre en el volumen de reacción como un resultado de oscilaciones de resonancia de las moléculas del medio de gas, excitadas por el reactor. Los productos intermedios y/o finales de la disociación de las moléculas del medio de gas son extraídos desde la cámara de extracción por un sistema de extracción. Una característica importante del dispositivo reivindicado es la reducción significativa en recombinación de productos de disociación de las moléculas del medio de gas dentro de la cámara de vacío, en virtud del establecimiento de una presión más baja del medio de gas, es decir, una presión que es menor que la presión atmosférica. Esto se puede conseguir por cualquier método conocido, por ejemplo conectando una bomba de evacuación, que permite mantener la presión del medio de gas en un rango entre 10-5 mbares y 500 mbares, preferiblemente en un rango entre 10-3 mbares y 50 mbares. El establecimiento de un medio de gas enrarecido en la cámara de vacío de reacción hace posible acumular, dentro de las moléculas del medio de gas, energía de oscilación absorbida desde el radiador, siendo dicha energía acumulada suficiente para la disociación de moléculas del medio de gas reduciendo al mínimo las colisiones entre moléculas individuales del medio de gas.

Cualquier gas que se somete a disociación en las condiciones mencionadas anteriormente se puede utilizar como el medio de gas que es sometido a disociación, por ejemplo CO². De esta manera, en el caso de disociación de CO², este medio de gas se descompone en oxígeno y carbono, en donde el carbono se precipitará como un depósito sobre el fondo de la cámara de vacío de reacción, desde donde se puede extraer dicho carbono, por ejemplo, a lo largo de un canal en forma de embudo, mientras que el oxígeno será extraído a lo largo de un canal de extracción de gas separado. La presente invención será revisada a continuación aplicada a la disociación de vapor de agua como el medio de gas, en donde, los productos finales de la disociación del vapor de agua son oxígeno e hidrógeno.

De acuerdo con una de las realizaciones de la invención reivindicada, el dispositivo tiene, además, un sistema para la separación de productos de disociación de un medio de gas.

En el caso de disociación de vapor de agua, se pueden utilizar líneas de absorción que tienen longitudes de ondas de 2,68 y 2,73 μm como ejemplos de líneas espectrales de absorción de moléculas de vapor de agua. Estas frecuencias de resonancia de oscilaciones de átomos en una molécula de agua, de acuerdo con la Ley de Wien, corresponden al valor máximo de radiación a temperaturas de aproximadamente 790 °C y 810 °C. Por lo tanto, de acuerdo con una de las realizaciones de la invención propuesta, para irradiar vapor de agua presente en una cámara de reacción a estas longitudes de onda, se puede utilizar cualquier cuerpo sólido caliente como un medio radiador, cuyo valor máximo de radiación térmica está posicionado en proximidad estrecha a las líneas de emisión a temperaturas de 790 °C y 810 °C, mientras que un filtro óptico, que permite principalmente el paso de la radiación que corresponde al menos a una línea espectral de absorción mencionada anteriormente de vapor de agua, está posicionado entre el medio radiador y el volumen de reacción.

En la realización preferida de la invención, el radiador tiene un depósito lleno con el medio caliente del radiador, que incluye un medio con la misma composición química que el medio de gas suministrado a la cámara de vacío de radiación, en este caso vapor de agua. Además, el volumen de reacción está al menos parcialmente posicionado en la zona de visibilidad óptica del medio caliente del radiador. En esta realización de la invención, no es necesario posicionar el filtro óptico, que permite principalmente el paso de radiación correspondiente al menos a una línea espectral de absorción mencionada anteriormente de medio de gas, puesto que el vapor de agua contenido en el depósito del radiador, cuyo vapor de agua está calentado hasta una temperatura de 800 °C, 900 °C o 1000 1C, tiene, en efecto, las mismas líneas de emisión espectral que las líneas de absorción de las moléculas de vapor de agua en la cámara de vacío de reacción. Por lo tanto, prácticamente toda la energía, que se utiliza para calentar el vapor de agua en el depósito del radiador, es irradiada, en efecto, a las mismas frecuencias a las que el vapor de agua en la cámara de vacío de reacción absorbe más efectivamente energía. La disociación del vapor de agua en oxígeno e hidrógeno tiene lugar en la cámara de vacío, como resultado de estas oscilaciones de la resonancia de las moléculas de vapor de agua, excitadas por el radiador, en la cámara de vacío.

Para incrementar la densidad de la energía que alcanza el volumen de reacción, de acuerdo con otra realización de la invención, un dispositivo de enfoque está instalado para la finalidad de enfocar la radiación desde el radiador dentro del volumen de reacción. Una lente o un sistema de lentes, o un espejo o un sistema de espejo, o una combinación de ellos, se puede utilizar como el dispositivo de enfoque. De acuerdo con una de las realizaciones, el dispositivo de enfoque está posicionado entre el radiador y el volumen de reacción.

De acuerdo con otra realización de la invención propuesta, la radiación desde el medio del reactor es una radiación en haz, cuyo eje óptico pasa a través del volumen de reacción, en donde está posicionado un reflector cóncavo sobre este eje óptico, sobre el lado opuesto, con relación al volumen de reacción, desde el medio del radiador, dicho reflector que concentra radiación desde el medio de radiador dentro del volumen de reacción. Esta disposición hace posible, además de enfocar radiación con el dispositivo de enfoque mencionado anteriormente, o sin el mismo, concentrar radiación desde el medio de radiación dentro del volumen de reacción, que tiene incrementado el grado de disociación de moléculas del medio de gas presente en el volumen de reacción, así como prevenir un calentamiento adiciona de las paredes de la cámara de vacío de reacción.

De acuerdo con otra realización de la invención, ambos sistemas, para extracción y separación de los productos de disociación, están en la forma de electrodos tubulares huecos separados espacialmente unos de los otros en una cámara de vacío, dichos electrodos que están conectados hasta los canales de extracción de gas, que están a una presión más baja que la presión que la presión en la cámara de vacío de reacción. Para asegurar la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas, por ejemplo, vapor de agua, se conecta una fuente de tensión de corriente continua hasta los electrodos huecos. Además, se evacua hidrógeno a través de un electrodo tubular, a cuyo electrodo se aplica una tensión de corriente continua negativa, relativa al otro electrodo, mientras se evacua oxígeno a través del otro electrodo tubular, al cuyo electrodo se aplica una tensión positiva, relativa al otro electrodo. Además, en el curso de la disociación del medio de gas, específicamente vapor de agua, se rompe el enlace químico entre las moléculas de agua y se forman iones de hidrógeno cargados positivamente y grupos OH cargados negativamente, siendo atraídos siendo iones y grupos, respectivamente, a los electrodos cargados negativamente y a los electrodos cargados positivamente, transfiriendo de esta manera cargas correspondientes a estos electrodos. Esto hace posible, junto con la disociación de vapor de agua, generar simultáneamente electricidad sobre los electrodos.

Otra realización de la invención reivindicada hace posible polarizar las moléculas de un medio de has en un volumen de reacción, durante la disociación de dichas moléculas, utilizando electrodos adicionales de alta tensión posicionado a lo largo de ambos lados del volumen de reacción y conectados hasta una fuente de alta tensión de corriente continua. La polarización de las moléculas del medio de gas hace posible orientar estas moléculas de una manera correspondiente, con relación a los electrodos de alta tensión, cuyo campo eléctrico está codireccional con el campo eléctrico de los electrodos tubulares huecos, incrementando la eficiencia del proceso de disociación del medio de gas y disminuyendo el proceso por el que productos de disociación se combinan entre sí.

De acuerdo con otra realización, la cámara de vacío de reacción está equipada con un sistema de refrigeración, haciendo posible la extracción de vapor no disociado, que se puede condensar sobre las paredes de la cámara. Preferiblemente, la refrigeración se realiza utilizando un flujo de agua, que circula a través de los elementos tubulares, que tiene contacto de transmisión de calor con las paredes de la cámara de vacío. Como resultado de la refrigeración de las paredes de la cámara de vacío, el medio de gas que no es sometido a disociación, en este caso vapor de agua, se condensa sobre las paredes internas de la cámara, circula hacia abajo por dichas paredes dentro de la parte inferior de la cámara y se puede extraer, o bien por separado, o junto con el medio evacuado por la bomba manteniendo una presión reducida en la cámara de vacío. De esta manera, la refrigeración de las paredes de la cámara de vacío ayuda a establecer y mantener una presión adicional reducida, es decir, un vacío adicional en la cámara de vacío.

De acuerdo con otra realización de la invención propuesta, el depósito del radiador, lleno con medio caliente del radiador, tiene un medio para calentar el medio caliente del radiador. Éste puede ser o bien radiación solar o un elemento calefactor. Como un medio de calefacción, también es posible utilizar un suministro de energía térmica generada durante el funcionamiento de un motor de combustión interna, o un sistema de calefacción que funcionan pasando una corriente eléctrica a través de un elemento calefactor, así como cualquier energía térmica. Preferiblemente, el depósito del radiador tiene los medios para presurizar el medio calentado por el radiador hasta una presión por encima de la presión atmosférica, preferiblemente entre 5 y 100 atmósferas, y más preferiblemente entre 10 y 50 atmósferas. La elevación de la presión del medio calentado por el radiador incrementa significativamente el poder radiante del medio caliente.

Otra realización de la invención, que utiliza un depósito del radiador lleno con un medio calentado por el radiador, que contiene un medio con la misma composición química que el medio de gas suministrado a la cámara de vacío de reacción, implica el posicionamiento de un medio para la inyección del medio calentador por el radiador en la cámara de vacío de reacción, cuyo medio conecta el depósito del radiador al volumen de la cámara de vacío de reacción. En esta realización, el dispositivo de inyección se utiliza como un medio de suministro de un flujo de medio de gas a la cámara de vacío de reacción, en donde el medio calentado por el radiador es el medio de gas que se somete a disociación en la cámara de vacío de reacción. La abertura de paso del dispositivo de inyección se selecciona en un rango de entre 50 μm y 1000 μm, preferiblemente entre 100 mm y 500 mm. Esto permite simplificar significativamente el diseño del dispositivo, al mismo tiempo que se utiliza un medio, como el medio calentado por el radiador, que tiene la misma composición que el medio de gas que es sometido a disociación en la cámara de vacío.

En cada una de las realizaciones mencionadas anteriormente de la invención, es posible posicionar una cámara de vacío de reacción, rodeada por una pluralidad de al menos dos radiadores (no mostrados), haciendo posible incrementar la eficiencia de disociación del medio de gas en virtud del incremento múltiple en la potencia de la radiación térmica suministrada en el volumen de reacción desde varios radiadores al mismo tiempo.

También se reivindica un método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas, cuyo método incluye la provisión de un medio de gas, el suministro del mismo en un volumen de reacción de al menos una cámara de vacío. Donde dicho medio de gas es sometido a la influencia de un radiador al menos cuya línea espectral de emisión, en el rango de temperatura de 350 °C a 1500 °C, corresponde al menos parcialmente a la línea espectral de absorción de moléculas del medio de gas. Durante el proceso de disociación de moléculas del medio de gas, se extrae el menos un producto de disociación. El presente método puede utilizar las realizaciones descritas anteriormente del dispositivo para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas.

En una realización preferida del método, el medio calentado por el radiador, que contiene un medio con la misma composición química que el medio de gas suministrado a la cámara de vacío de reacción, es suministrado a un radiador equipado con un depósito. Un requisito previo para la implementación del proceso es el posicionamiento del volumen de reacción al menos parcialmente en la zona de visibilidad óptica del medio calentado por el radiador, que se mantiene a una temperatura de 350 °C a 1500 °C.

El método reivindicado hace posible realizar el proceso de disociación de, por ejemplo, dióxido de carbono o vapor de agua o igualmente de cualquier otro medio de gas que es capaz de disociación en las condiciones indicadas del medio de gas.

De acuerdo con otra realización del método, en la etapa en la que al menos un producto de disociación está siendo extraído, se realiza la separación de al menos un producto de disociación con la ayuda de electrodos tubulares huecos separados espacialmente unos de los otros en la cámara de vacío, siendo conectados dichos electrodos a canales de extracción de gas, que están a una presión más baja que la presión en la cámara de vacío de reacción. Al mismo tiempo, se conecta una fuente de tensión de corriente continua hasta los electrodos huecos para asegurar la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas.

El dispositivo y el método reivindicados se pueden utilizar en una de las siguientes aplicaciones: para so en estaciones de repostaje / carga autónoma para recibir, almacenar y llevar / cargar con hidrógeno y electricidad; para uso en concentradores solares, en los que el calor solar calienta un medio de radiador, cuyo medio de radiación se utilizar, a su vez, para la disociación de agua, resultando la liberación de hidrógeno, para almacenamiento de energía y/o conversión de la misma en electricidad; en motores de combustión interna y vehículos eléctricos, para la conversión del exceso de calor para el calentamiento de un medio de radiador y en último término para producir hidrógeno; en estaciones de potencia de generación de electricidad, que funcionan con varios tipos de combustibles; en el funcionamiento de células de combustible de óxido sólido a alta temperatura, incluyendo el reciclado de calor y de vapor de agua generador; para el reciclado de calor en varios procesos de producción; para producir hidrógeno; para producir negro de carbono y oxígeno a partir de dióxido de carbono; para convertir energía eléctrica en energía radiante de un medio de radiador y finalmente para producir hidrógeno a partir de vapor de agua y de esta manera almacenar energía en la forma de hidrógeno liberado.

Breve descripción de las figuras

Las figuras ilustran lo siguiente:

La figura 1 es un diagrama funcional básico del dispositivo reivindicado.

La figura 2 es una vista funcional básica de una de las realizaciones del dispositivo reivindicado.

La figura 3 es una ilustración esquemática de la sección transversal de la cámara de vacío de reacción de acuerdo con una de las reivindicaciones del dispositivo reivindicado.

La figura 4 es una ilustración esquemática de la sección transversal de un electrodo tubular.

La figura 5 es una ilustración esquemática de la sección transversal de un electrodo tubular que contiene un electrodo de alta tensión.

La figura 6 ilustra un diagrama funcional básico de una realización alternativa del dispositivo reivindicado con composición idéntica del medio de gas y del medio calentado por el radiador.

Implementación de la invención

La figura 1 es un diagrama funcional básico que ilustra el funcionamiento del dispositivo para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas. El dispositivo es una cámara de vacío de reacción 2, en la que, a través de un canal de entrada 9, se suministra un medio de gas 3, que debe ser sometido a disociación. El suministro de un flujo de medio de gas está designado teóricamente por la flecha 6 en la figura 1. Un radiador 4, que irradia energía térmica en el rango de 350 °C a 1500 °C, se ilustra teóricamente en la sección derecha de la cámara 2. La energía térmica irradiada por el radiador 4 de ilustra teóricamente como una línea ondulada 11 en la figura 1. Un requisito previo es que al menos una línea espectral de emisión del radiador 4, en el rango de temperatura de 350 °C a 1500 °C, corresponda al menos parcialmente a la línea espectral de absorción de las moléculas del medio de gas presentes en la cámara de vacío 2. Otro requisito previo es el posicionamiento de al menos una parte del volumen de la cámara de vacío 2, que contiene el medio de gas 3, en la zona de visibilidad óptica del radiador 4. Esta área en la zona de visibilidad óptica está designada teóricamente por la línea 7 en la figura 1, no obstante, en la realización preferida de la invención, el volumen de reacción 7 se expande para llenar virtualmente todo el volumen interno de la cámara de vacío de reacción 2, en la que entra la radiación 11 del radiador 4. En el volumen de reacción 7, en virtud de las oscilaciones de la resonancia de moléculas del medio de gas 3, excitadas por el radiador 4, como se ha descrito anteriormente, se produce la disociación del medio de gas en productos individuales de disociación, siendo extraídos dichos productos de disociación desde la cámara 2 por un sistema 8 para extraer al menos un producto de disociación, cuyo sistema se muestra teóricamente en la figura 1. La figura 2 ilustra una de las realizaciones posibles del dispositivo para convertir energía térmica en energía de disociación de molécula de un medio de gas. El dispositivo 1 incorpora una cámara de vacío de reacción 2, que tiene una carcasa cilíndrica impermeable al gas fabricada de acero. La cámara 2 puede ser de una forma diferente y las paredes de la cámara pueden ser de un material diferente. Un canal de entrada 9 está previsto en la parte central de la pared cilindrica de la cámara 2 para el suministro del medio de gas 3 a la cámara 2. La dirección de suministro del medio de gas al canal de entrada 9 se ilustra esquemáticamente por la flecha 6. El orificio de salida del canal de entrada 9, dicho orificio de salida que está posicionado sobre el lado interior de la cámara 2, tiene un diámetro de 200 mm. El orificio de salida puede tener un diámetro de entre 50 y 1000 mm. Adicionalmente, el orificio de salida puede estar en la forma de un atomizador, o una tobera divergente. La cámara de vacío 2 está diseñada con la capacidad de mantener en el interior una presión atmosférica baja, en un rango entre 10-5 mbares y 500 mbares, preferiblemente en un rango entre 10-3 mbares y 50 mbares, por medio de una bomba de evacuación (no mostrada) conectada hasta la cámara 2. El sistema 8, para la extracción de al menos un producto de disociación de moléculas del medio de gas 3, está posicionado en la parte inferior de la cámara 2. El sistema de extracción 8 puede estar colocado en cualquier posición en la cámara 2 y dicha posición se determina por los productos de disociación de moléculas del medio de gas 3. Por ejemplo, cuando se disocia dióxido de carbono en oxígeno y carbono, el carbono que es precipitado como un depósito en la parte inferior de la cámara 2 puede ser extraído fuera del sistema para la extracción de carbono, al mismo tiempo que el sistema para la extracción de oxígeno podría estar posicionado en la parte superior de la cámara (no mostrada). Por lo tanto, el funcionamiento del dispositivo se mostrará utilizando el ejemplo de disociación de vapor de agua. Un sistema 10, para separar productos de disociación del medio de gas 3, está conectado en serie al sistema de extracción 8, en cuyo sistema de separación se separa una mezcla de hidrógeno y oxígeno utilizando métodos conocidos para separar una fracción de gas de otra, por ejemplo sometiendo dicha mezcla a la acción de fuerzas centrífugas. El sistema de separación 10 se ilustra esquemáticamente en la figura 1 y es opcional para el dispositivo reivindicado.

El radiador 4, que tiene un medio de radiación 5, se ilustra esquemáticamente en la sección derecha de la figura 2. El medio de radiación caliente 5 irradia energía térmica, en el rango de 350 °C a 1500 °C, en un flujo designado en la figura 2 como una línea de trazos 11, que se extiende en la dirección de la cámara 2, a través de un filtro óptico 12, a lo largo del eje del flujo de radiación 15. El filtro óptico 12 está instalado en la parte izquierda del radiador, entre el propio radiador y la cámara 2, y está fabricado de zafiro (AhOs), dicho filtro óptico podría ser, por ejemplo, un filtro pasabanda adecuado suministrado por la compañía Edmunds Optics. Un dispositivo de enfoque 14 está instalado en la parte extrema derecha de la cámara 2, en su pared, coaxialmente al eje de flujo de radiación 5 del radiador 4, para enfocar la radiación 11 del radiador 4 hacia el volumen de reacción 7. El dispositivo de enfoque 14 es una lente fabricada a partir de un material que permite que al menos una línea espectral de radiación del radiador, en el rango de 350 °C a 1500 °C, pase a través de ella, coincidiendo dicha línea espectral de emisión al menos parcialmente con la línea espectral de absorción de las moléculas del medio de gas 3. El material del dispositivo de enfoque 14 puede ser el mismo que el material del filtro óptico 12. La presencia del dispositivo de enfoque 14 es opcional. Para intensificar adicionalmente la irradiación del volumen de reacción 7 utilizando la radiación 11 del radiador 4, un reflector cóncavo 16, que concentra la radiación 11 en el volumen de reacción 7, está posicionado sobre el eje óptico 15, sobre el lado opuesto, con relación al volumen de reacción 7, del radiador 4. El reflector cóncavo 16 está posicionado concéntricamente con relación al eje de flujo de radiación óptica 15 del radiador 4, cuya radiación pasa, a su vez, a través del volumen de reacción 7. La presencia del reflector cóncavo 16 es opcional.

De acuerdo con la presente invención, el radiador 4 tiene un depósito lleno con un medio 5 calentado por el radiador, que contiene un medio con la misma composición química que el medio de gas 3 suministrado a la cámara de vacío de reacción 2. Además, el volumen de reacción 7 está posicionado al menos parcialmente en la zona de visibilidad óptica del medio 4 calentado por el radiador. Esta realización de la invención corresponde a la realización ilustrada en la figura 2, con la excepción del filtro óptico 12, cuya presencia no está anticipada por esta realización de la invención (no mostrada), puesto que el medio 5 calentado por el radiador tiene virtualmente las mismas líneas espectrales de emisión que las líneas espectrales de absorción de las moléculas del medio de gas 3. Si se utiliza vapor de agua como el medio de gas 3 o 5 calentado por el radiador, prácticamente toda la energía utilizada para calentar el vapor de agua en el depósito del radiador 4, por ejemplo la energía solar (no mostrada en la figura 2), es irradiada, en efecto, a las mismas frecuencias a la que el vapor de agua en la cámara de vacío de radiación 2 absorbe energía de la manera más eficiente. Como resultado de estas oscilaciones de la resonancia de moléculas de vapor de agua, excitadas por el radiador 4, el vapor de agua se somete a disociación en la cámara de vacío 2, en oxígeno e hidrógeno, que son extraídos por el sistema de extracción 8 y posteriormente separados en oxígeno e hidrógeno por el sistema 8 para separar los productos de disociación.

Alternativamente, un medio, que tiene la misma composición química que el medio de gas 3 suministrado a la cámara de vacío de reacción 2, puede utilizarse como el medio 5 calentado por el radiador, dicho medio que contiene adicionalmente un gas inerte, por ejemplo argón.

La figura 3 es una ilustración esquemática de la sección transversal de la cámara de vacío de reacción 2 de acuerdo con una de las reivindicaciones del dispositivo reivindicado. Para facilitar la interpretación, no se muestran el radiador y el sistema para la extracción de productos de disociación del medio de gas. A diferencia de la cámara 2 ilustrada en la figura 2, dos electrodos tubulares huecos 18 y 19 están previstos en la parte central de la pared lateral cilíndrica de la cámara 2 y están posicionados en el mismo plano transversal que el canal de entrada 9 del medio de gas y perpendicularmente a dicho canal de entrada, en posiciones diametralmente opuestas unas con relación a las otras, estando conectados cada uno de dichos electrodos tubulares huecos a los canales de extracción de gas 20 y 21, respectivamente. La presión en los canales de extracción de gas 20 y 21 se mantiene a un nivel que es menor que la presión en la cámara de vacío de reacción 2, para crear flujos correspondientes para la extracción de productos de disociación del medio de gas desde la cámara 2. El posicionamiento preferido de las partes extremas de los electrodos 18 y 19 en la cámara 2 es a lo largo de cualquier lado del volumen de reacción 7. El canal de entrada 9 del medio de gas está posicionado en un plano que pasa a través de la sección transversal de la cámara 2 y los centros de las secciones extremas de los electrodos 18 y 19, para suministrar el medio de gas hasta un área del volumen de reacción 7, que está localizado entre los electrodos. Como resultado, el medio de gas 3 suministrado desde el canal de entrada 9, entra directamente dentro del volumen de reacción 7, que es donde tiene lugar la disociación de las moléculas del medo de gas 3, y de una manera correspondiente la separación y la extracción de los productos de disociación, junto con los electrodos tubulares 18, 19. Un aislado eléctrico 17 (no mostrado) está posicionado entre las paredes de la cámara 2 y cada uno de los electrodos tubulares 18, 19, en donde el primer electrodo tubular 18 está conectado al terminal positivo de la fuente de corriente continua 22. mientras que el segundo electrodo 19 está conectado al terminal negativo de la fuente de corriente continua 22. La diferencia en cargas de los electrodos 18 y 19 asegura la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas 3. Si se utiliza vapor de agua como el medio de gas, entonces se evacuará oxígeno a través del primer electrodo tubular 18, que está cargado positivamente, mientras que se evacuará hidrógeno a través del segundo electrodo tubular 19, que está cargado negativamente. Además, los productos de disociación, que se forman como resultado del proceso de disociación (iones cargados) transferirán su carga a los electrodos cargados de forma correspondiente, haciendo posible, simultáneamente con el proceso de disociación, generar energía eléctrica en los electrodos. En la figura 3, un reflector cóncavo 16 está posicionado en la parte extrema izquierda de la cámara 2, mientras que un dispositivo de enfoque 4 está posicionado en la parte extrema derecha de la cámara 2, siendo dicho dispositivo de enfoque una lente convergente fabricada de un material que permite el paso de la radiación desde un radiador, dentro del rango de temperatura reivindicado indicado anteriormente. Para refrigerar la cámara 2, los canales 13 está previstos en sus paredes, en donde dichos canales llevan refrigerante en una espiral alrededor de la circunferencia de las paredes de la cámara 2, con la finalidad de refrigerar la cámara.

La figura 4 es una ilustración esquemática de la sección transversal del electrodo tubular 19 con el canal de extracción de gas 21 y la parte extrema superior del electrodo, cuya parte extrema superior es redonda en la sección transversal y está posicionada perpendicularmente al canal de extracción de gas 21. La superficie extrema de la parte extrema del electrodo está provista con una pluralidad de taladros 19a, que se estrechan hacia el canal de extracción de gas 21. Esto hace posible, por una parte, incrementar significativamente el área de la superficie de trabajo del electrodo y, por otra parte, en virtud de proyecciones en punta formadas las secciones de borde de los taladros 19a estrechados, proporcionan un incremento localizado en potencial eléctrico sobre la parte extrema del electrodo tubular 19.

El otro electrodo tubular 18 (no mostrado) es del mismo diseño. De acuerdo con esta realización de la invención, ambos sistemas para extracción y separación de los productos de disociación de un medio de gas están en la forma de los electrodos tubulares huecos descritos anteriormente.

La figura 5 es una ilustración esquemática de una realización alternativa del electrodo 19, que contiene un canal de extracción de gas 21. De acuerdo con esta realización, a diferencia de la realización ilustrada en la figura 4, un electrodo cilíndrico adicional está instalado en el canal de extracción de gas 21, coaxialmente al mismo, y con un intersticio relativo al interior de la superficie extrema de la parte extrema del electrodo 19, formando dicho electrodo cilíndrico adicional un electrodo de alta tensión 23, que está diseñado para estar aislado eléctricamente del propio electrodo 19. Mientras que el electrodo tubular 19 está él mismo conectado a una fuente de corriente continua 22 (no mostrada), el electrodo de alta tensión 23 está conectado igualmente a una fuente de alta tensión de la misma polaridad (no mostrada), que hace posible incrementar la eficiencia de la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas.

La figura 6 es un diagrama funcional básico, que ilustra el funcionamiento de una realización alternativa del dispositivo reivindicado, en donde las composiciones del medio de gas 3 y del medio calentado por el radiador 5 son las mismas. De acuerdo con esta realización, se puede utilizar la cámara de vacío de reacción ilustrada en la figura 3, en cuya cámara de vacío de reacción, sin embargo, el canal de entrada de medio de gas 9 no está posicionado en la pared lateral de la carcasa de la cámara 2, como se muestra en la figura 3. En su lugar, el canal de entrada 9 está en la forma de un orificio en el dispositivo de enfoque 14 ilustrado en la figura 3, teniendo dicho orificio de 50 a 1000 |jm de diámetro. En dicha figura 3, el dispositivo de enfoque 14 es una parte de la pared de separación entre el volumen interno de la cámara de vacío 2 y el depósito del radiador 4. De esta manera, el radiador 4 se apoya contra la cámara de vacío 2. El dispositivo de enfoque 14 está en la forma de una lente convergente fabricada de zafiro o de fluoruro de calcio, que permite que la radiación pase a través de ella en el rango de 350 °C a 1500 °C.

Alternativamente, como se indica en la figura 6, en lugar del dispositivo de enfoque 14, es posible utilizar el filtro óptico 12, que permite también que pase a través de la misma radiación desde el medio de gas, calentado en el depósito del radiador 4, en el rango de temperatura mencionado anteriormente. Un dispositivo 26 para presurizar el medio 5 calentado por el radiador está conectado al depósito del radiador 4 a través de un orificio de entrada 27 del depósito. El medio 5 calentado por el radiador, en esta realización de la invención, es idéntico, en términos de su composición, al medio de gas 3 y es suministrado al dispositivo de presurización 16 en la forma de un flujo de un medio de gas 6. El movimiento del medio caliente 5, desde el dispositivo de presurización 26 dentro del calentador y desde el calentador dentro de la cámara de vacío 2, se ilustra teóricamente por flechas en la figura 6. Una bomba de carga, o cualquier otro dispositivo capaz de incrementar la presión en el depósito del radiador 4, puede utilizarse como el dispositivo de presurización 26. El dispositivo de presurización 26 incrementa una presión elevada en el depósito del radiador 4, en el rango de 2 a 100 bares. El medio de gas, suministrado a presión en el depósito del radiador 4, es calentado. El calentamiento del medio de gas en el depósito del radiador 4 puede realizarse o bien utilizando un dispositivo de calentamiento 25 separado, tal como un radiador hertziano de alta frecuencia o un radiador eléctrico, o alternativamente, una fuente externa de energía térmica, por ejemplo células de combustible sólido de alta temperatura, que incluyen para el reciclado de emisores de calor y de vapor de agua, puede utilizarse como el dispositivo de calefacción, así como radiación solar, energía térmica generada durante el funcionamiento de un motor de combustión interna o cuando se realiza cualquier proceso que implica generación excesiva de calor.

En experimentos realizados para la finalidad de implementar el método, de acuerdo con una de las realizaciones de la invención reivindicada, se ha utilizado un dispositivo que corresponde al ilustrado en la figura 6. El medio de gas 5, en este caso vapor de agua, fue calentado en el depósito del radiador 4 por el dispositivo de calefacción 25, que está en la forma de una bobina de calentamiento fabricada de nicromo, hasta una temperatura de 900 °C y se mantuvo la presión a un nivel de aproximadamente 20 atmósferas. La radiación térmica de este medio de gas, calentado a presión, que pasa a través del dispositivo de enfoque (la lente de enfoque fabricada de zafiro) 14, fue concentrada en el volumen de radiación 7, y habiendo sido reflejada desde el reflector cóncavo 16 revestido con oro y pulido, fue enfocada de nuevo dentro del volumen de reacción 7. Se observó disociación de vapor de agua en el volumen de reacción, tanto con el reflector 16 como sin el reflector, por lo que la presencia del reflector cóncavo 16 es opcional. Un orificio de 100 micras de diámetro en el dispositivo de enfoque fue utilizado como el canal de entrada 9. Como una alternativa al posicionamiento del canal de entrada 9 del medio de gas en el dispositivo de enfoque 14, como se ilustra en la figura 6, el canal de entrada 9 puede estar posicionado en la pared de separación, entre el radiador 4 y la cámara 2, fuera del dispositivo de enfoque 14 (o mostrado), o puede alimentarse a través del canal tubular que conecta el depósito del radiador 4 con el volumen interno de la cámara 2, cerca del volumen de reacción 7 (no mostrado). De acuerdo con esta realización del dispositivo reivindicado, el flujo 6 de medio de gas, que pasa a través del dispositivo de presurización 26, entra en el depósito del radiador 4 a alta presión y desde allí, a través del canal de entrada 9, dentro de la cavidad interna de la cámara de vacío de reacción 2. La disociación del medio de gas 3 tiene lugar en el volumen de reacción 7, como resultado de ser sometido a radiación desde el mismo medio de gas, estando, sin embargo, a una presión alta en el depósito del radiador 4. Un requisito previo para la implementación del proceso de disociación de un medio de gas es el posicionamiento del volumen de reacción 7 al menos parcialmente en la zona de visibilidad óptica del medio de gas que está siendo calentado en el depósito del radiador 4. Los productos de disociación del medio de gas son extraídos desde el volumen de reacción a través de electrodos tubulares 18 y 19, como se representa en la realización ilustrada en la figura 6.

Designaciones de referencia

1 Dispositivo para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas 2 Cámara de vacío de reacción

3 Medio de gasificación

4 Radiador

5 Medio calentado por el radiadores

6 Flujo del medio de gas 3

7 Volumen de reacción

8 Sistema para la extracción de productos de disociación del medio de gas 3

9 Canal de entrada del medio de gas 3

10 Sistema para la separación de los productos de disociación del medio de gas 3

11 Radiación del radiador 4

12 Filtro óptico

13 Sistema para la refrigeración de la cámara de vacío de reacción

14 Dispositivo de enfoque

15 Eje del flujo de radiación del radiador 4

16 Reflector cóncavo

17 Aislados del electrodo tubular

18 Primer electrodo tubular

19 Segundo electrodo tubular

19a Taladros en la parte extrema del electrodo tubular

20 Canal de extracción de gas del primer electrodo tubular 18

21 Canal de extracción de gas del segundo electrodo tubular 19

22 Fuente de tensión de corriente continua

23 Electrodo de alta tensión

25 Dispositivo para calentar el medio caliente 5

26 Dispositivo para presurizar el medio 5 calentado por el radiador

27 Orificio de entrada del depósito del radiador 4.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Método para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas (3), cuyo método incluye

A) provisión de un medio de gas (3),

B) suministrar el medio de gas (3) a un volumen de la cámara de vacío del reactor (2) para mantener allí una presión atmosférica baja en un rango entre 10-5 mbares y 500 mbares,

C) suministrar un medio (5) calentado por el radiador hasta un radiador térmico (4) con un depósito, dicho medio (5) calentado por el radiador que contiene un medio con la misma composición química que el medio de gas (3) suministrado a la cámara de vacío del reactor (2), en donde al menos una parte del volumen de la cámara de vacío (2) está posicionada en una zona de visibilidad óptica del radiador térmico (4) y es un volumen de reacción (7) para el medio de gas (3), en donde el medio (5) calentado por el radiador se mantiene a una temperatura de 350 °C a 1500 °C;

D) someter el medio de gas (3) en el volumen de reacción (7) a la influencia del radiador térmico (4), del cual al menos una línea espectral de emisión de un medio de gas (3) corresponde a la línea espectral de absorción de las moléculas del medio de gas (3), en donde en el volumen de reacción (7), como resultado de las oscilaciones de resonancia de moléculas del medio de gas (3), excitadas por el radiador térmico (4), tiene lugar una disociación al menos parcial del medio de gas (3);

E) extraer al menos un producto de la disociación de moléculas del medio de gas (3).

2. - Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el medio de gas (3) es vapor de agua.

3. - Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el medio de gas (3) es dióxido de carbono.

4. - Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, de acuerdo con el cual en la etapa E), cuando se extrae al menos un producto de disociación, se separa al menos un producto de disociación con la ayuda de electrodos tubulares huecos (18, 19), separados espacialmente unos de los otros en la cámara de vacío del reactor (2) y conectados a los canales de extracción de gas (20, 21), que están a una presión más baja que la presión en la cámara de vacío del reactor (2), en donde una fuente de tensión de corriente continua (22), diseñada para mantener la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas (3), está conectada a los electrodos tubulares huecos (18, 19).

5. - Dispositivo (1) para convertir energía térmica en energía de disociación de moléculas de un medio de gas (3) configurado para implementar un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, cuyo dispositivo comprende:

- una cámara de vacío del reactor (2), diseñada para permitir que sea suministrado un medio de gas (3) allí, en donde la cámara de vacío (2) está diseñada con capacidad para mantener allí una presión atmosférica baja en un rango entre 10'5 mbares y 500 mbares,

- al menos un radiador térmico (4), que tiene un depósito lleno con un medio (5) calentado por el radiador (5), en donde el medio (5) calentado por el radiador y el medio de gas (3) son un elemento seleccionado a partir del grupo de vapor de agua, dióxido de carbono, vapor de agua que contiene un gas inerte, en donde el radiador está adaptado para mantener el medio (5) caliente a una temperatura de 350 °C a 1500 °C, en donde al menos una parte del volumen de la cámara de vacío (2) está posicionada en una zona de visibilidad óptica del radiador térmico (4) y es un volumen de reacción (7) para el medio de gas (3), y en donde al menos una línea espectral de emisión del medio (5) calentado por el radiador corresponde a la línea espectral de absorción de las moléculas del medio de gas (3),

- en donde en el volumen de reacción (7), como resultado de las oscilaciones de resonancia de moléculas del medio de gas (3), excitadas por el radiador térmico (4), tiene lugar la disociación al menos parcial del medio de gas (3),

- un sistema (8) para la extracción de al menos un producto de disociación de moléculas del medio de gas (3).

6. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, que incluye adicionalmente un sistema (10) para separar productos de disociación de moléculas del medio de gas (3).

7. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 6, que incluye adicionalmente un filtro óptico (12) posicionado entre el radiador térmico (4) y el volumen de reacción (7), y cuyo filtro permite el paso principalmente de una radiación, que corresponde al menos a una línea espectral de absorción del medio de gas (3), en el rango de temperatura de radiación del medio (5) calentado por el radiador, calentado a una temperatura de entre 350 °C y 1500°C.

8. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que un dispositivo de enfoque (14), diseñado para enfocar radiación desde el medio caliente (5) del radiador (4) dentro del volumen de reacción (7), está instalado entre el radiador térmico (4) y el volumen de reacción (7).

9. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la radiación desde el medio (5) calentado por el radiador es una radiación de haz, cuyo eje óptico (15) pasa a través del volumen de reacción (7), en donde un reflector cóncavo (16) está posicionado sobre su eje óptico (15), sobre el lado opuesto, con relación al volumen de reacción (7), desde el medio caliente (5) del radiador térmico (4), concentrando dicho reflector cóncavo radiación (11) desde el medio caliente (5) del radiador térmico (4), dentro del volumen de reacción (7).

10. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que ambos sistemas para la extracción (8) y la separación (10) de productos de disociación están en la forma de electrodos tubulares huecos (18, 19), separados espacialmente unos de los otros en la cámara de vacío (2) y conectados a canales (20, 21) para la extracción de gas, cuyos canales están a una presión más baja que la presión en la cámara de vacío del reactor (2), en donde una fuente de tensión de corriente continua (22), diseñada para mantener la separación electrostática de los productos de disociación del medio de gas (3), está conectada a los electrodos tubulares huecos (18, 19).

11. - Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que están previstos electrodos de alta tensión (23) localizados en la proximidad estrecha a los electrodos huecos (18, 19) cargados de forma correspondiente, o dentro de dichos electrodos, y a los que está conectada una fuente de alta tensión de tensión de corriente continua, diseñada para mantener la polarización de las moléculas del medio de gas (3) en el volumen de reacción (7), mientras las moléculas son sometidas a disociación.

12. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 11, en donde la cámara de vacío del reactor (2) está equipada con un sistema de refrigeración (13).

13. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 12, en donde el depósito tiene un dispositivo (25) para calentar el medio (5) calentado por el radiador y un dispositivo para presurizar el medio (5) calentado por el radiador hasta una presión por encima de la presión atmosférica.

14. - Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 13, en donde el depósito del radiador (4) está equipado con un medio (9) para inyectar el medio (5) calentado por el radiador dentro de la cámara de vacío del reactor (2), como un medio de alimentación de un flujo del medio de gas (3) dentro de la cámara de vacío del reactor (2).

15. - Aplicación del método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para una de las siguientes finalidades:

- para uso en estaciones autónomas de repostaje / carga para recibir, almacenar y llevar / cargar con hidrógeno y electricidad,

- para uso en concentradores solares para convertir calor solar en hidrógeno, para almacenar energía y/o convertirla en electricidad,

- en motores de combustión interna y vehículos eléctricos, para la conversión del exceso de calor en hidrógeno,

- en estaciones de potencia de generación de electricidad, que funcionan con varios tipos de combustibles, - para el reciclado de calor en varios procesos de producción,

- para producir hidrógeno,

- para producir negro de carbono y oxígeno a partir de dióxido de carbono,

- para convertir energía eléctrica en hidrógeno y almacenar energía en la forma de hidrógeno,

- en el funcionamiento de células de combustible de óxido sólido a alta temperatura, incluyendo para el reciclado de calor y de vapor de agua generados.