IT202300007158A1 - Eco-sustainable energy generation system and process for industrial, domestic and transport use through controlled heterogeneous catalysis of decomposition of hydrogen peroxide at high concentration - Google Patents

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Description

Sistema e processo di generazione eco sostenibile di energia per uso industriale, domestico e dei trasporti tramite catalisi eterogenea controllata di decomposizione del perossido d'idrogeno ad elevata concentrazione Eco-sustainable energy generation system and process for industrial, domestic and transport use through controlled heterogeneous catalysis of decomposition of hydrogen peroxide at high concentration

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La scienza e i maggiori paesi industrializzati del mondo sono rivolti a bloccare l'eccessiva produzione di CO2 entro i prossimi decenni, utilizzando fonti alternative di energia pulite, come il solare, l'Idrogeno o l'eolico, fino a sospendere l'utilizzo di combustibili fossili come il carbone, il petrolio o il gas, preferendo il nucleare a fissione nonostante il problema delle scorie radioattive, scommettendo e investendo a rischio nel nucleare a fusione. La reazione cui facciamo riferimento per prodursi rapidamente ha bisogno di un letto catalizzatore, di solito composto di strutture a nido d'ape (letti catalitici a canali) in Argento, Platino o altri materiali catalizzanti oppure in ceramica porosa rivestita con cristalli di sostanze catalizzanti come ad esempio il Permanganato di Sodio o di Potassio. I letti catalizzatori oggi impiegati risentono di numerosi inconvenienti, che alia fine ne permettono l'impiego soltanto per impubi di breve periodo, dopo di che si deteriorano perch? durante il fenomeno di decomposizione del Perossido d'idrogeno i gas espulsi riescono per attrito ad asportare del materiale catalizzante, oppure gli inevitabili processi di ossidazione influiscono negativamente sulle prestazioni della catalisi e devono essere sostituiti. Questa tecnologia fu impiegata nelle turbopompe progettate per le V2 ai tempi della Seconda Guerra Mondiale per pressurizzare l'ossidante e il combustibile del razzo tedesco, oppure nelle variazioni di assetto dei veicoli orbitali e nelle sonde spaziali. Ad esempio i propulsori a Perossido d'idrogeno per la variazione di assetto dello Space Shuttle possedevano la vita utile poco pi? che sufficiente a generare i brevissimi impubi necessari alle manovre nello spazio. Per garantire l'applicazione in impianti di produzione di energia. Science and the major industrialized countries of the world are aimed at blocking the excessive production of CO2 within the next decades, using alternative sources of clean energy, such as solar, hydrogen or wind, to the point of suspending the use of fossil fuels such as coal, oil or gas, preferring nuclear fission despite the problem of radioactive waste, betting and investing at risk in nuclear fusion. The reaction we are referring to needs a catalyst bed to occur rapidly, usually composed of honeycomb structures (channel catalytic beds) in silver, platinum or other catalytic materials or in porous ceramic coated with crystals of catalytic substances such as sodium or potassium permanganate. The catalyst beds used today suffer from numerous drawbacks, which ultimately allow them to be used only for short-term impubes, after which they deteriorate because during the decomposition phenomenon of hydrogen peroxide, the expelled gases are able to remove some catalytic material through friction, or the inevitable oxidation processes negatively affect the catalysis performance and must be replaced. This technology was used in the turbopumps designed for the V2 during the Second World War to pressurize the oxidizer and fuel of the German rocket, or in the attitude variations of orbital vehicles and space probes. For example, the hydrogen peroxide thrusters for the attitude variation of the Space Shuttle had a useful life just barely sufficient to generate the very short impubi necessary for maneuvers in space. To ensure application in energy production plants.

questa tecnologia deve necessariamente assicurare ininterrottamente la catalisi del Perossido di Idrogeno ad alta concentrazione, controllo della velocit? e della temperatura di reazione, adeguata pressione di alimentazione e portata. Infatti, un incremento considerevole di temperatura (gi? a 298?K e 1 atm si liberano 2980 KJ/Kg con una temperatura adiabatica di reazione pari a circa 990?C) comporta un incremento della decomposizione del perossido di idrogeno, in altri termini la velocit? di reazione raddoppia per ogni 10?C rischiando di portare a una reazione a catena incontrollata culminante con l'esplosione, motivo per il quale nel catalizzatore/reattore ? previsto un circuito di raffreddamento. La relazione che lega la potenza liberata in fase liquida (in forma di calore) e la temperatura del liquido segue una legge esponenziale secondo (a formula di Arrhenius, con la quale si basa il sistema di mantenimento del reattore sotto la temperatura di fusione dei materiali che lo compongono. Ricordiamo che il Perossido di Idrogeno possiede capacit? ossidanti e riducenti allo stesso tempo, e perci? ? classificato come monopropellente (un solo litro ? in grado di generare istantaneamente 5000m<3 >di (O2 libero e vapore). Uno dei motivi per i quali si ? condotta una ricerca in tal senso e si richiede il deposito di questa domanda ? principalmente la completa eco sostenibilit? poich? detta reazione non crea combustione, ma avviene per catalisi e i prodotti di reazione sono esclusiva mente vapore acqueo e O2 quindi nel completo rispetto del nostro ecosistema. Il Perossido d'idrogeno ad aita concentrazione ? sicuro, non richiede particolari accorgimenti per il trasporto, ? gi? allo stato liquido a temperatura ambiente e quindi non richiede impianti criogenici come nel caso dell'Idrogeno. Pu? essere conservato in recipienti di Alluminio puro al 99.9% (cio? senza contaminanti che potrebbero accelerarne la decomposizione e quindi il deterioramento), altri materiali idonei sono il Teflon<?>, il Vitron<? >e l'HDPE. ? un prodotto industriale ampiamente utilizzato negli impianti di depurazione, disinfezione e trattamento di acque contaminate e in numerosi altri usi, anche domestici. Dal 2018 si assiste a una rapida crescita della domanda da parte dei mercato mondiale con un conseguente aumento d'impianti per la sua produzione, oltre a numerose ricerche rivolte a economizzare e ottimizzare la sua produzione. Inoltre il Perossido d'idrogeno richiede costi di produzione, incluso l'energia utilizzata, intorno a 35?/t This technology must necessarily ensure continuous catalysis of the hydrogen peroxide at high concentration, control of the reaction speed and temperature, adequate feed pressure and flow rate. In fact, a considerable increase in temperature (already at 298?K and 1 atm 2980 KJ/Kg are released with an adiabatic reaction temperature of approximately 990?C) leads to an increase in the decomposition of the hydrogen peroxide, in other words the reaction speed doubles for every 10?C risking leading to an uncontrolled chain reaction culminating in an explosion, which is why a cooling circuit is provided in the catalyst/reactor. The relationship between the power released in the liquid phase (in the form of heat) and the temperature of the liquid follows an exponential law according to the Arrhenius formula, which is the basis of the system for maintaining the reactor below the melting point of the materials it is composed of. We recall that hydrogen peroxide has oxidizing and reducing properties at the same time, and is therefore classified as a monopropellant (just one liter is capable of instantly generating 5000m<3 >of (free O2 and steam). One of the reasons why research in this direction was conducted and why this application is being filed is mainly complete eco-sustainability, since this reaction does not create combustion, but occurs through catalysis and the reaction products are exclusively water vapor and O2, thus fully respecting our ecosystem. Hydrogen peroxide at high concentrations is safe, does not require special precautions for transportation, is already in a liquid state at room temperature and therefore does not require cryogenic systems as in the case of hydrogen. It can be stored in containers made of 99.9% pure aluminum (i.e. without contaminants that could accelerate its decomposition and therefore deterioration), other suitable materials are Teflon<?>, Vitron<? >and HDPE. It is an industrial product widely used in purification, disinfection and treatment plants for contaminated water and in numerous other uses, including domestic ones. Since 2018, there has been a rapid growth in demand from the world market with a consequent increase in plants for its production, as well as numerous researches aimed at saving and optimizing its production. Furthermore, hydrogen peroxide requires production costs, including the energy used, of around 35?/t

Altre caratteristiche e vantaggi risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue una forma preferita di attuazione, con riferimento ai disegni annessi, dati a titolo di esempio non limitativo, in cui: Further features and advantages will be apparent from the detailed description that follows a preferred form of embodiment, with reference to the attached drawings, given by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 ? una sezione longitudinale dell'oggetto della figura 4, eseguita lungo un piano passante per l'asse verticale centrale; - figure 1 is a longitudinal section of the object in figure 4, taken along a plane passing through the central vertical axis;

- la figura 2 ? una vista prospettica ortogonale dell'esploso dei componenti principali eccetto i motori passo-passo; - Figure 2 is an orthogonal perspective view of the exploded view of the main components except the stepper motors;

- la figura 3 ? una sezione trasversale sul piano orizzontale passante appena sotto il dado centrale di assemblaggio; - figure 3 is a cross-section on the horizontal plane passing just below the central assembly nut;

- la figura 4 ? una vista prospettica ortogonale d'insieme; - figure 4 is an overall orthogonal perspective view;

- la figura 5 ? la vista a spaccato parziale di un sistema a cinque oggetti della figura 4 uno dei quali bordato con tratto inspessito, che rappresenta lo scopo del brevetto, ma non limitativo, di un sistema completo di produzione di calore ed energia elettrica; - figure 5 is a partial cross-section view of a system with five objects from figure 4, one of which is outlined with a thick line, which represents the scope of the patent, but is not limited to, a complete system for producing heat and electricity;

- la figura 6 ? una vista prospettica ortogonale del sistema di produzione di - calore ed energia elettrica visto dal letto dei catalizzatori; - Figure 6 is an orthogonal perspective view of the heat and power generation system seen from the catalyst bed;

- la figura 7 ? una vista prospettica ortogonale del sistema di produzione d? calore ed energia visto dai lato della voluta di espansione dei gas e del compressore centrifugo del reagente. - Figure 7 is an orthogonal perspective view of the heat and power generation system seen from the side of the gas expansion volute and the reactant centrifugal compressor.

- la figura 8 rappresenta l'applicazione dell'invenzione come alternativa totalmente eco sostenibile ai veicoli elettrici senza necessit? di dispendiose batter?e di accumulo. - Figure 8 represents the application of the invention as a totally eco-sustainable alternative to electric vehicles without the need for expensive storage batteries.

il sistema per catalisi eterogenea (vedi Fig. 4), oggetto dei presente Brevetto, permette una reazione esotermica continua, senza interruzione, della decomposizione della seguente reazione tramite catalizzatore a trasporto: The heterogeneous catalysis system (see Fig. 4), which is the subject of this Patent, allows a continuous, uninterrupted exothermic reaction of the decomposition of the following reaction via a transport catalyst:

Infatti, grazie alla creazione di un flusso laminare 19 del reagente 4 sulle superfici catalizzanti 19, costituita da una porzione di un nastro in Nichel di spessore non limitativamente suggerito tra 50 e 200 micron rivestito su una sola faccia di Argento metallico o Platino ad elevata rugosit? superficiale e avvolto in bobine 1 di 400ft (122m circa), e con l'ausilio di un trasduttore a ultrasuoni 14 (vedi esploso di fig. 2) per aumentare il numero di collisioni molecolari, viene assicurata la compieta reazione di decomposizione. In fact, thanks to the creation of a laminar flow 19 of the reagent 4 on the catalyzing surfaces 19, consisting of a portion of a Nickel tape of thickness not limited to the suggested range of 50 to 200 microns coated on one side only with metallic Silver or Platinum with high surface roughness and wound in coils 1 of 400ft (about 122m), and with the aid of an ultrasonic transducer 14 (see exploded view of fig. 2) to increase the number of molecular collisions, the complete decomposition reaction is ensured.

Gli altri elementi principali di questo innovativo sistema catalitico (vedi figure 1, 2, 3 e 4) sono: The other main elements of this innovative catalytic system (see figures 1, 2, 3 and 4) are:

Gii alloggiamenti 3 delle bobine necessarie a utilizzare un nastro in Nichel ricoperto di Argento o Platino metallico 2, con slitte 15 per l'inserimento nel corpo prismatico 11 che costituisce il reattore di reazione provvisto di profili di tenuta 16; The housings 3 of the coils necessary to use a Nickel tape covered with Silver or Platinum metal 2, with slides 15 for insertion into the prismatic body 11 which constitutes the reaction reactor equipped with sealing profiles 16;

Le bobine riceventi 2; The receiving coils 2;

I motori passo-passo per l'avanzamento dei nastro 45 (fig.2 e fig.4 a esempio); The stepper motors for the advancement of the tape 45 (fig.2 and fig.4 for example);

Le cavit? 4 dove fluisce il reagente (nel caso specifico H2O2), e 5 dove fluisce il refrigerante non limitativo al tipo R1234zd HFO (idrofluorolefine) non infiammabile a basso GWP. sono unite tramite il bullone formato dalla vite 18 e il dado 17 per ottenere un corpo unico con il reattore 11, e poste con precisione grazie alle Cavities 4 where the reagent flows (in this specific case H2O2), and 5 where the refrigerant flows, non-limiting to the R1234zd HFO (hydrofluorolefin) type, non-flammable with low GWP. are joined by the bolt formed by the screw 18 and the nut 17 to obtain a single body with the reactor 11, and positioned with precision thanks to the

spine 13 ; thorns 13 ;

Le guarnizioni di tenuta 12; The sealing gaskets 12;

I connettori 7 e 8, rispettivamente di entrata e uscita del fluido refrigerante; Il connettore 6 al reagente ad alta pressione che proviene dal compressore 37di fig.5; Connectors 7 and 8, respectively for the inlet and outlet of the refrigerant fluid; Connector 6 to the high pressure reagent coming from the compressor 37 of fig.5;

Lo scarico 9 del vapore acqueo e O2 ad alta pressione ? diretto alla turbina incaricata di trasformare l'energia della reazione [a] in movimento meccanico di rotazione; The exhaust 9 of high pressure water vapor and O2 is directed to the turbine responsible for transforming the energy of the reaction [a] into mechanical rotational motion;

Il materiale dei componenti ? obbligatoriamente l'alluminio puro ai 99.9%, cosi come i connettori, le tubazioni e le valvole a causa del forte potere ossidante che il Perossido d'idrogeno possiede nei confronti degli altri metalli. Le guarnizioni di tenuta andranno previste in Teflon<?>, The material of the components must be 99.9% pure aluminum, as well as the connectors, pipes and valves due to the strong oxidizing power that hydrogen peroxide has towards other metals. The sealing gaskets must be made of Teflon<?>,

li reagente entra attraverso il connettore 6 nella camera 4 ad alta pressione. La camera di sezione rettangolare 10 si restringe nello spessore non limitativamente a una dimensione di 250?750? creando un flusso laminare di reagente che fluisce da una parte a contatto con le super piane del reattore 11 entro il quale scorre il refrigerante nella cavit? 5, e dall'altra entra a contatto con la superficie speculare del nastro laminato d'Argento avvolto in bobine 1 che si avvolge sul rocchetto 2 a velocit? controllata dal driver dei motori passo-passo 45. Le molecole del flusso laminare del reagente sono agitate dal trasduttore a ultrasuoni 14 per incrementare le collisioni delle molecole e ottenere la completa decomposizione, aumentando il fattore sterico di tutto il reagente durante l'attraversamento del letto catalitico costituito appunto dal nastro laminato d'Argento 2 in continuo movimento controllato che offre sempre nuova superfice catalizzante integra. : The reagent enters through the connector 6 into the high pressure chamber 4. The rectangular section chamber 10 narrows in thickness not limited to a dimension of 250?750? creating a laminar flow of reagent that flows on one side in contact with the flat surfaces of the reactor 11 within which the coolant flows in the cavity 5, and on the other side comes into contact with the mirror surface of the laminated Silver tape wound in coils 1 that winds on the spool 2 at a speed controlled by the driver of the stepper motors 45. The molecules of the laminar flow of the reagent are agitated by the ultrasonic transducer 14 to increase the collisions of the molecules and obtain complete decomposition, increasing the steric factor of the entire reagent during the crossing of the catalytic bed constituted precisely by the laminated Silver tape 2 in continuous controlled movement that always offers new intact catalytic surface.

Il Perossido d'idrogeno entra dal condotto di alimentazione 34 e il compressore centrifugo 37 fornisce la pressione di lavoro diretta ai reattori affinch? i gas sviluppati durante la reazione inizino a espandersi ad alta velocit?, favoriti dalla depressione creata dalla velocit? preventivamente indotta alla turbina da un motore elettrico di avviamento 33, convogliati attraverso il condotto 9 nell'anello tubolare 38 per uscire dagli ugelli orientati 46 di sezione convergente-divergente contro le pale del primo stadio 40 della turbina, e attraverso lo statore 42 e le pale del secondo stadio 41 si espandono nella voluta a sezione crescente 28 spingendo in rotazione attraverso l'albero 43, il compressore di alimentazione 37 e l'alternatore 27 per proseguire nella cavit? 30 dello scambiatore di calore 36 per essere poi immessi nell'atmosfera. The hydrogen peroxide enters from the feed duct 34 and the centrifugal compressor 37 supplies the working pressure directly to the reactors so that the gases developed during the reaction begin to expand at high speed, aided by the depression created by the speed previously induced in the turbine by an electric starter motor 33, conveyed through the duct 9 into the tubular ring 38 to exit from the oriented nozzles 46 of convergent-divergent section against the blades of the first stage 40 of the turbine, and through the stator 42 and the blades of the second stage 41 they expand into the volute with increasing section 28 pushing in rotation through the shaft 43, the feed compressor 37 and the alternator 27 to continue into the cavity 30 of the heat exchanger 36 to then be released into the atmosphere.

Lo scopo dello scambiatore ? di abbassare la temperatura dei gas esausti e contemporaneamente fornire riscaldamento attraverso i canali di entrata e uscita, rispettivamente 31 e 32 del mezzo di scambio e utilizzo del calore (aria o acqua). Il motore di avviamento 33 ? collegato all'albero 43 dell'insieme turbina/compressore attraverso una frizione, ed ? utilizzato soltanto all'accensione del sistema per consentire al compressore 37 di portare l'alimentazione e la rotazione della turbina ai parametri ideali al processo di reazione esotermica che poi provveder? da sola alla fornitura dell'energia necessaria a tutto il sistema, creando una pressione negativa a valle dei reattori. Come illustrato nella figura 6, il sistema di forma indicativa, e pertanto non limitativa, si avvale di cinque gruppi catalizzatori da tre reattori ciascuno, che immette i gas, prodotti dalle quindici reazioni esotermiche cooperanti, nell'anello tubolare di raccolta 38 munito dei necessari ugelli direzionati verso le pale della turbina a due rotori con statore intermedio. Altre tipologie di turbine per fluidi gassosi sono contemplate e previste anche se non riportate nella presente domanda. Ogni gruppo reattore/catalizzatore ? collegato a esso tramite il proprio canale di uscita 25. The purpose of the exchanger is to lower the temperature of the exhaust gases and at the same time provide heating through the inlet and outlet channels, respectively 31 and 32 of the heat exchange and utilization medium (air or water). The starter motor 33 is connected to the shaft 43 of the turbine/compressor assembly through a clutch, and is used only when the system is switched on to allow the compressor 37 to bring the power supply and rotation of the turbine to the ideal parameters for the exothermic reaction process which will then provide the energy required for the entire system by itself, creating a negative pressure downstream of the reactors. As illustrated in figure 6, the system, of indicative and therefore non-limiting shape, uses five catalyst groups of three reactors each, which introduce the gases, produced by the fifteen cooperating exothermic reactions, into the tubular collection ring 38 equipped with the necessary nozzles directed towards the blades of the two-rotor turbine with intermediate stator. Other types of turbines for gaseous fluids are contemplated and foreseen even if not reported in this application. Each reactor/catalyst group is connected to it through its own outlet channel 25.

Ogni gruppo reattore/catalizzatore riceve l'alimentazione del Perossido d'idrogeno a elevata pressione attraverso i tubi 26 provenienti dall'anello di uscita 39 grazie al compressore centrifugo 37. Each reactor/catalyst group receives the high pressure hydrogen peroxide feed through the pipes 26 coming from the outlet ring 39 thanks to the centrifugal compressor 37.

Poich? la reazione dovr? mantenere condizioni di pressione, temperatura e portata ideali, ogni gruppo reattore/catalizzatore ? raffreddato mediante connessioni di entrata 21 e di uscita 35 dirette rispettivamente ai condotti di distribuzione ad anello 20 e 24, muniti di condotti principali di entrata 22 e di uscita 23 del fluido refrigerante la cui portata ? determinata istantaneamente per ciascun gruppo catalizzatore dalla temperatura di competenza rilevata. In ogni singolo reattore il nastro 2 si svolge e riavvolge fino a quando il sistema di automazione non rileva un esaurimento del catalizzatore tramite un opportuno sensore, non visualizzato nelle tavole allegate, che evidenziando un calo di pressione a valle del reattore segnala uno scostamento dai valori ottimali di rendimento. In questo caso le valvole chiudono il circuito relativo e un operatore o un braccio robotico estrarr? dalle guide 15 dell'unit? interessata l'alloggiamento 3 della bobina esaurita sostituendola con un nuovo nastro catalizzatore. La durata dei nastri catalizzatori 2 dipende da numerosi fattori, come la rugosit? e l'entit? della superficie coinvolta, lo spessore del rivestimento in Argento, la velocit? di scorrimento, la portata e la pressione di alimentazione, la temperatura di equilibrio della reazione e le caratteristiche del trasduttore a ultrasuoni, valori che rappresentano le variabili immesse nel microcontrollore programmato per gestire l'automazione di tutto il processo. Perci? al momento non si ? in grado di fornire un valore esatto, ma soltanto previsionale intorno alle 1500 ore. Per completezza ? suggerita un'applicazione rivolta al settore "automotive" che consente di alimentare un veicolo mediante la turbina a perossido di idrogeno e un alternatore coassiale al motore elettrico propulsivo del veicolo. Quest'ultimo tramite un convertitore di coppia pu? sfruttare non soltanto l'alimentazione generata dalla turbina, ma anche la stessa forza motrice rotazionale di essa, concorrendo ad aumentare il rendimento complessivo. Questo sistema, sfruttando l'effetto volano e la mancata richiesta di energia durante le decelerazioni del veicolo, prevede un funzionamento intermittente, che consente la trasformazione, proporzionalmente al carico, dell'energia meccanica in elettrica, ottenendo un evidente risparmio di reagente utilizzato nei reattori. In tale applicazione non sono pi? necessarie le batterie di accumulo, che richiedono una ricarica periodica a veicolo fermo, ma semplicemente una batteria di servizio leggermente pi? performante di quelle adesso previste in un veicolo a combustione, mantenuta in carica dalsistema. La batteria ? indispensabile in entrambe le applicazioni, produzione di energia e implementazione veicolare, poich? come gi? scritto in precedenza, per l'avvio iniziale del sistema, e solamente per tale condizione, ? richiesto che la turbina raggiunga la velocit? di rotazione di regime per consentire al compressore di portare l'alimentazione alla pressione di riferimento richiesta per condurre la reazione esotermica del perossido d'idrogeno. Tale condizione ? soddisfatta dal motore elettrico collegato all'albero principale, che operer? dapprima all'avviamento della reazione e successivamente al solo trasporto del veicolo disaccoppiandosi dall'albero della turbina, ricevendo poi l'energia elettrica tramite un invertitore, generata dalla turbina grazie al generatore ad essa solidale, come conseguenza della reazione di decomposizione del Perossido di idrogeno. Since the reaction must maintain ideal pressure, temperature and flow conditions, each reactor/catalyst group is cooled by inlet connections 21 and outlet connections 35 directed respectively to the ring distribution ducts 20 and 24, equipped with main inlet ducts 22 and outlet 23 of the refrigerant fluid whose flow rate is determined instantaneously for each catalyst group by the detected relevant temperature. In each individual reactor, the tape 2 unwinds and rewinds until the automation system detects that the catalyst is running out via a suitable sensor, not shown in the attached tables, which, by highlighting a drop in pressure downstream of the reactor, signals a deviation from the optimal performance values. In this case, the valves close the relevant circuit and an operator or a robotic arm will extract the exhausted coil housing 3 from the guides 15 of the unit concerned, replacing it with a new catalyst tape. The life of the catalyst tapes 2 depends on numerous factors, such as the roughness of the surface, the temperature of the reactor and the temperature of the reactor. and the size of the surface involved, the thickness of the silver coating, the flow rate, the flow rate and the supply pressure, the equilibrium temperature of the reaction and the characteristics of the ultrasonic transducer, values that represent the variables entered into the microcontroller programmed to manage the automation of the entire process. Therefore, at the moment it is not possible to provide an exact value, but only a forecast of around 1500 hours. For completeness, an application aimed at the "automotive" sector is suggested that allows a vehicle to be powered by a hydrogen peroxide turbine and a coaxial alternator to the vehicle's electric propulsion engine. The latter, via a torque converter, can exploit not only the power generated by the turbine, but also its rotational driving force, helping to increase the overall efficiency. This system, exploiting the flywheel effect and the lack of energy demand during vehicle deceleration, provides for intermittent operation, which allows the transformation, proportionally to the load, of mechanical energy into electrical energy, obtaining a clear saving of reagent used in the reactors. In this application, storage batteries are no longer necessary, which require periodic recharging when the vehicle is stationary, but simply a service battery with slightly higher performance than those currently provided for in a combustion vehicle, kept charged by the system. The battery is essential in both applications, energy production and vehicle implementation, since, as previously written, for the initial start-up of the system, and only for this condition, it is required that the turbine reaches the operating speed to allow the compressor to bring the supply to the reference pressure required to conduct the exothermic reaction of the hydrogen peroxide. This condition is satisfied by the electric motor connected to the main shaft, which will operate firstly to start the reaction and subsequently to simply transport the vehicle by decoupling from the turbine shaft, then receiving the electrical energy through an inverter, generated by the turbine thanks to the generator attached to it, as a consequence of the decomposition reaction of the hydrogen peroxide.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la generazione di energia tramite catalisi eterogenea controllata di decomposizione di perossido d?idrogeno ad elevata concentrazione, comprendente1. System for the generation of energy by controlled heterogeneous catalysis of decomposition of hydrogen peroxide at high concentration, comprising - almeno un corpo prismatico (15) costituente un reattore di reazione (11), - almeno un nastro catalizzatore (2) di nickel ricoperto su una sua faccia di argento, platino o altro metallo, il nastro catalizzatore (2) essendo inserito scorrevolmente nel corpo prismatico (11) svolgendosi da una bobina donatrice ed avvolgendosi su una bobina ricevente,- at least one prismatic body (15) constituting a reaction reactor (11), - at least one catalyst strip (2) of nickel coated on one of its faces with silver, platinum or other metal, the catalyst strip (2) being slidably inserted into the prismatic body (11) unwinding from a donor coil and winding onto a receiving coil, - l?almeno un corpo prismatico (15) comprendendo una prima cavit? (4) in cui fluisce perossido d?idrogeno come reagente ed una seconda cavit? (5) in cui fluisce un refrigerante, la prima cavit? (4) essendo configurata in modo tale che il reagente fluisca a contatto con la superficie del nastro catalizzatore (2) e con una parete della seconda cavit? (5) raffreddata dal refrigerante.- the at least one prismatic body (15) comprising a first cavity (4) in which hydrogen peroxide flows as a reagent and a second cavity (5) in which a refrigerant flows, the first cavity (4) being configured in such a way that the reagent flows in contact with the surface of the catalyst tape (2) and with a wall of the second cavity (5) cooled by the refrigerant. 2. Sistema per la generazione di energia secondo la rivendicazione 1, comprendente fino a tre corpi prismatici (15) e tre relative coppie di bobine donatrici/riceventi per tre rispettivi nastri catalizzatori.2. Power generation system according to claim 1, comprising up to three prismatic bodies (15) and three related pairs of donor/receiver coils for three respective catalyst ribbons. 3. Sistema per la generazione di energia secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui le bobine donatrici e riceventi sono comandate da un motore passo-passo micro-controllato da un software di gestione del sistema per l?avanzamento del nastro catalizzatore nei due sensi di marcia.3. Power generation system according to claim 1 or claim 2, wherein the donor and receiving coils are driven by a micro-controlled stepper motor by system management software for advancing the catalyst belt in both directions. 4. Sistema per la generazione di energia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un trasduttore ad ultrasuoni (14) inserito a contatto con la porzione di nastro catalizzatore compresa fra la bobina donatrice e la ricevente, il trasduttore ad ultrasuoni essendo atto ad aumentare il fattore sterico della reazione.4. A system for generating energy according to any of the preceding claims, comprising an ultrasonic transducer (14) inserted in contact with the portion of catalyst tape between the donor coil and the receiving coil, the ultrasonic transducer being adapted to increase the steric factor of the reaction. 5. Sistema per la generazione di energia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le bobine del nastro catalizzatore sono sigillate all?interno di un contenitore sigillato pressurizzato con elio per prevenire un deterioramento delle bobine stesse.5. A power generation system according to any preceding claim, wherein the catalyst tape coils are sealed inside a sealed container pressurized with helium to prevent deterioration of the coils. 6. Processo di generazione di energia tramite catalisi eterogenea controllata di decomposizione di perossido d?idrogeno ad elevata concentrazione, comprendente le fasi di:6. Energy generation process by controlled heterogeneous catalysis of decomposition of highly concentrated hydrogen peroxide, comprising the following steps: - predisporre un sistema di generazione di energia avente le caratteristiche di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5,- providing a power generation system having the characteristics of any of claims 1 to 5, - decomporre perossido di idrogeno ad alta concentrazione utilizzando dati di pressione, portata, temperatura del suddetto sistema di generazione di energia, rilevati a mezzo di corrispondenti sensori ed inviati in tempo reale a mezzo di microcontrollore, detto microcontrollore comandando, tramite software, valvole di flusso del reagente e del refrigerante per realizzare una completa reazione di decomposizione del perossido di idrogeno entro i parametri corretti predeterminati,- decompose hydrogen peroxide at high concentration using pressure, flow rate, temperature data from the aforementioned power generation system, detected by corresponding sensors and sent in real time to a microcontroller, said microcontroller controlling, via software, flow valves of the reagent and coolant to achieve a complete hydrogen peroxide decomposition reaction within the correct predetermined parameters, - indirizzare il flusso di gas ottenuto dalla reazione verso una turbina collegata ad un alternatore e sfruttare la sua elevata temperatura a mezzo di uno scambiatore di calore. - direct the gas flow obtained from the reaction towards a turbine connected to an alternator and exploit its high temperature by means of a heat exchanger.
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