ITMI20120276A1 - Reattore per la generazione di energia mediante reazioni lenr (low energy nuclear reactions) tra idrogeno e metalli di transizione e relativo metodo di generazione dell¿energia - Google Patents
Reattore per la generazione di energia mediante reazioni lenr (low energy nuclear reactions) tra idrogeno e metalli di transizione e relativo metodo di generazione dell¿energia Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
L’invenzione riguarda il settore della produzione di energia mediante reazioni nucleari attivate per interazione tra l’idrogeno e metalli di transizione.
In particolare, la presente invenzione concerne un reattore per la generazione di energia tramite reazioni LENR (Low Energy Nuclear Reactions) condotte su strati superficiali di metalli di transizione su cui sono fatti adsorbire isotopi di idrogeno.
Inoltre, la presente invenzione riguarda un metodo per la generazione di energia che utilizza un reattore di tipo suddetto.
Arte nota
Come à ̈ ben noto, l’approvvigionamento di energia costituisce un problema sempre più rilevante dovuto alla sempre minore disponibilità di combustibili fossili {principalmente petrolio) e all’inquinamento ambientale che deriva dal loro utilizzo.
E' necessario quindi reperire fonti energetiche che siano non inquinanti, non dannose per la salute, economicamente competitive con i combustibili fossili (petrolio) e reperibili con facilità oltre che abbondanti in natura.
Negli ultimi decenni molte fonti di energia alternative al petrolio sono state esplorate, sperimentate e talvolta utilizzate su scala industriale per supplire o quantomeno affiancare l’utilizzo dei combustibili fossili.
Una fonte di energia alternativa ai combustibili fossili tuttora oggetto di studio à ̈ costituita dall’energia prodotta da reazioni nucleari che si attivano sulla superficie di metalli di transizione su cui vengono fatti assorbire idrogeno o suoi isotopi. Tale fenomeno à ̈ noto nell’ambiente scientifico con la sigla LENRs (Low Energy Nuclear Reactions) in quanto tutti i dati sperimentali portano a concludere che la quantità di energia sviluppata non può che derivare da interazioni a livello nucleare fra l’idrogeno o suoi isotopi e il metallo. E’ altresì noto neH’ambiente scientifico che tale fenomenologia può costituire in principio una fonte di energia particolarmente vantaggiosa sia in termini di facilità di reperimento e abbondanza del combustibile sia in termini di maggiore sicurezza di utilizzo (ad esempio rispetto alla fissione nucleare) e di ridotto impatto ambientale.
I primi studi sulla fusione nucleare a freddo, in quanto tale, sono dovuti a Fleischmann e Pons e sono stati divulgati nel 1989 (M. Fleischmann, S.J. Pons, Journal of Electroanal. Chem, 261, 301 (1989)). Una domanda di brevetto internazionale (WO 90/ 10935) Ã ̈ pure stata depositata da questi due scienziati ricercatori.
II fenomeno da essi considerato à ̈ il caricamento di deuterio da parte di elettrodi di palladio o titanio. Durante tale caricamento si riscontra una generazione di energia termica inattesa che viene attribuita ad una reazione di fusione nucleare tra gli atomi di deuterio per formare elio.
Successivi esperimenti hanno mostrato che immagazzinando idrogeno o suoi isotopi nel reticolo cristallino di alcuni metalli facenti parte del gruppo dei metalli di transizione si può arrivare in certe condizioni ad ottenere una produzione anomala di energia termica quando la concentrazione di idrogeno o suoi isotopi supera i valori tipici deirequilibrio termodinamico.
Il risultato di questi esperimenti sono confluiti nella messa a punto di alcuni metodi e reattori per la produzione di energia mediante reazioni LENR di isotopi di idrogeno i quali sono descritti ad esempio nelle domande di brevetto WO 95/20816 e WO 2010/058288.
Nonostante gli sforzi finora profusi, la realizzazione di un reattore nel quale le reazioni LENR possano essere implementate in modo ripetitivo ed affidabile e con capacità di produrre energia in maniera efficiente per gli usi attuali {ad esempio di tipo civile, industriale o domestico) incontra ancora notevoli ostacoli di natura tecnica. Tali ostacoli derivano per lo più dalla difficoltà di controllare in maniera adeguata i parametri che determinano la reazione nucleare il che comporta, fra l’altro, anche una ridotta efficienza del processo di produzione di energia.
La domanda WO 01/29844 a nome della Richiedente descrive un metodo ed una relativa apparecchiatura per generare energia termica tramite una reazione nucleare a bassa temperatura e propone fra l’altro di monitorare la temperatura di reazione nucleare mediante un sensore di temperatura collegato ad un modulo di controllo il quale agisce in retroazione sull’intensità e sulla frequenza di impulsi di corrente applicati al materiale reattivo per innescare le reazioni esoenergetiche. Tale monitoraggio viene effettuato con lo scopo primario di regolare la generazione di energia mantenendo una temperatura di reazione sostanzialmente costante.
Sebbene il sistema di controllo e modulazione della reazione nucleare sopra menzionato sia in principio soddisfacente, à ̈ sempre sentita l’esigenza di migliorare la modulazione e il controllo delle reazioni nucleari al fine di ottenere una efficienza di generazione e di recupero di energia adeguata per ogni esigenza ad esempio di uso civile e/o industriale, il tutto in maniera semplice e a costi non elevati.
Scopo principale della presente invenzione à ̈ dunque quello di mettere a disposizione un’apparecchiatura e relativo metodo per la generazione di energia mediante reazioni nucleari a bassa temperatura che presentino caratteristiche strutturali e funzionali tali da consentire un migliore controllo e modulazione della reazione nucleare nonché un miglioramento deH’efficienza di generazione e recupero dell’energia secondo le esigenze.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un’apparecchiatura e relativo metodo come sopra che comportino costi di realizzazione ed implementazione accettabili per un uso civile e/o industriale.
Sommario dell' invenzione
In accordo con la presente invenzione, tali scopi vengono raggiunti primariamente da un’apparecchiatura per la generazione di energia mediante reazioni nucleari a bassa temperatura comprendente un reattore per l’effettuazione di tali reazioni nucleari avente:
- una camera di generazione di energia contenente un materiale attivo in grado di adsorbire idrogeno e/o suoi isotopi, detto materiale attivo costituendo sede per l’effettuazione di dette reazioni nucleari,
- mezzi per il riscaldamento di detto materiale attivo disposti in detta camera di generazione,
- mezzi di innesco di dette reazioni nucleari,
- almeno un sensore di temperatura disposto in detta camera di generazione di energia per monitorare la temperatura dì reazione, l’apparecchiatura comprendendo inoltre un modulo di controllo per modulare l’applicazione di detti mezzi di innesco in funzione della temperatura rilevata da detto almeno un sensore di temperatura ed essendo caratterizzata dal fatto di comprendere ulteriormente:
- una camera esterna che racchiude la camera di generazione di energia, la camera esterna avendo almeno una porzione di parete realizzata in un materiale ad elevata conducibilità termica ed affacciata verso almeno una porzione di parete della camera di generazione anch’essa realizzata in un materiale ad elevata conducibilità termica, - mezzi di movimentazione per muovere detta camera esterna e/o detta camera di generazione fra una prima posizione in cui l’almeno una porzione di parete in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera di generazione e l’almeno una porzione di parete in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera esterna sono sostanzialmente in contatto fra di loro ed una seconda porzione in cui detta almeno una porzione di parete in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera di generazione e detta almeno una porzione di parete in materiale ad elevata conducibilità di detta camera esterna sono in reciproco massimo allontanamento fra di loro,
- eventualmente mezzi per applicare una pressione ridotta nellintercapedine fra detta camera di generazione e detta camera esterna.
Preferibilmente, i suddetti mezzi di movimentazione sono collegati a detta camera esterna, muovono la camera esterna rispetto alla camera di generazione fra detta prima posizione e detta seconda posizione e sono in comunicazione con detto modulo di controllo e da questo comandati in funzione della temperatura di reazione misurata da detto sensore di temperatura.
In tal modo, à ̈ stato trovato che à ̈ possibile modulare in maniera efficace e secondo le esigenze specifiche la quantità di energia termica prodotta nella camera di generazione ed in uscita dal reattore verso un opportuno sistema di recupero dell’energia termica per una sua eventuale conversione ad esempio in energia elettrica. In particolare, nella posizione di allontanamento fra le almeno una porzione di parete altamente termoconduttive della camera di generazione e della camera esterna si viene a creare una intercapedine eventualmente sotto vuoto e quindi a bassissima conducibilità termica che riduce il flusso di energia termica in uscita dal reattore verso il sistema di recupero ed eventuale conversione dell’energia termica. Viceversa, nella posizione di contatto fra le almeno una porzione di parete altamente conduttive della camera di generazione e della camera esterna viene garantita una portata ottimale (massima) del flusso di energia termica in uscita dal reattore verso il sistema di recupero ed eventuale conversione dell’energia termica.
Tenuto conto che l’energia prodotta nelle reazioni nucleari LENR per mezzo del suddetto materiale attivo e dell’idrogeno e/o suoi isotopi adsorbito/i su di esso à ̈ di solito molto abbondante e concentrata, la suddetta tecnica di movimentazione delle camere consente anche una significativa riduzione delle dimensioni del reattore, in particolare se di piccola potenza.
Preferibilmente, il materiale attivo à ̈ posto in prossimità di o contatto con l’almeno una porzione di parete altamente termoconduttiva della camera di generazione, vale a dire ad una distanza preferibilmente compresa fra 0 mm e 10 mm . Ciò favorisce il convogliamento dell’energia termica prodotta nella camera di generazione verso le zone affacciate ed altamente termoconduttive della camera di generazione e della camera esterna riducendo al contempo le possibili dispersioni di calore attraverso pareti o porzioni di parete a minore conducibilità termica della camera di generazione e della camera esterna.
Le dispersioni di calore possono essere ridotte ulteriormente praticando il vuoto per mezzo dei suddetti mezzi nell’intercapedine fra la camera di generazione e la camera esterna.
Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, il suddetto sensore di temperatura e i suddetti mezzi di riscaldamento sono formati o integrati entrambi su di un supporto inerte. Inoltre, il reattore comprende ulteriormente secondi mezzi di movimentazione collegati al supporto inerte per regolare la posizione del supporto inerte fra una prima posizione operativa di minimo distanziamento da detto materiale attivo e una seconda posizione operativa di massimo distanziamento da detto materiale attivo, detto distanziamento essendo preferibilmente compreso fra 0,1 mm (minimo) e 10 mm (massimo).
In tal modo, à ̈ possibile regolare vantaggiosamente il volume di gas (idrogeno e/o suoi isotopi) che si trova in prossimità o corrispondenza della zona attiva di reazione, dove stazionano gli atomi di idrogeno più attivi per la reazione nucleare (ioni H-) provenienti dalla superficie del materiale attivo, che in questo modo vengono più o meno confinati allo scopo di intensificare o deprimere l’entità della reazione stessa. Preferibilmente, tali secondi mezzi di movimentazione sono in comunicazione con il modulo di controllo e possono essere regolati da questo in funzione della temperatura di reazione rilevata dall’almeno un sensore di temperatura così da operare vantaggiosamente un ulteriore controllo e modulazione sulla reazione nucleare.
Con il termine "supporto inerte†s’intende un supporto non reattivo e dotato di adeguata resistenza nelle condizioni delle reazioni nucleari, in particolare a temperature comprese fra 100°C e 500°C. Ciò può essere conseguito realizzando il supporto con materiali dotati di per sé di tali caratteristiche oppure impiegando materiali non aventi di per sé le suddette caratteristiche ma opportunamente trattati in modo essere sostanzialmente “inerti†nel senso inteso dalla presente invenzione.
In accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione, il supporto à ̈ costituito da un substrato in materiale semiconduttore, in particolare silicio rivestito con uno strato di ossido di silicio (termico) sulla cui superficie sono formati o integrati detti mezzi di riscaldamento e detto almeno un sensore di temperatura, così da rendere il substrato inerte nelle condizioni della reazione nucleare e separare elettricamente i mezzi di riscaldamento e l’almeno un sensore di temperatura formati sul supporto dal silicio sottostante l’ossido.
Alternativamente, il supporto inerte può essere realizzato in un materiale ceramico quale allumina sinterizzata.
Il supporto inerte, ad esempio un substrato di silicio rivestito con uno strato superficiale di ossido, può essere in forma di piastrina, su cui sono integrati o formati superficialmente, sopra lo strato di ossido, detto almeno un sensore di temperatura e detti mezzi di riscaldamento. La suddetta piastrina ha uno spessore generalmente ridotto, preferibilmente compreso fra 0,2 mm e 0,8 mm.
Vantaggiosamente, detto almeno un sensore e detti mezzi di riscaldamento sono integrati su detto supporto in forma di uno strato sottile di un appropriato materiale avente proprietà tali da fungere contemporaneamente come riscaldatore e sensore di temperatura.
Materiali adatti a questo scopo sono in particolare metalli quali il nichel e il platino che sono in grado di generare calore quando attraversati da corrente elettrica per effetto Joule e hanno altresì proprietà di resistività variabili al variare della temperatura secondo una relazione sostanzialmente lineare. La determinazione della temperatura può dunque essere effettuata misurando la resistenza del metallo e confrontando tale resistenza con un riferimento (variazione di resistenza per unità di temperatura) previamente determinato in fase di calibrazione. La formazione dello strato sottile avente la funzione contemporanea di sensore e riscaldatore sul supporto inerte può essere effettuata vantaggiosamente mediante le normali tecniche in uso corrente per la microelettronica o per i MEMS che prevedono la deposizione di metalli con varie tecniche, in particolare sputtering, spraying, deposizione in fase vapore, deposito epitassiale.
Preferibilmente, lo spessore dello strato sottile costituente il sensore di temperatura e i mezzi di riscaldamento à ̈ compreso fra 50 nm e 1000 nm.
Grazie alle tecnologie attualmente in uso in microelettronica e MEMS à ̈ possibile realizzare contemporaneamente, su di un supporto inerte, ad esempio un substrato in silicio rivestito con uno strato del rispettivo ossido, riscaldatori e sensori di temperatura adatti all’uso in camere di reazione dove l’interazione tra idrogeno e metalli di transizione per l’attivazione di reazioni nucleari avviene a temperature tra 100 e 500 gradi centigradi. Tale realizzazione può essere conseguita a costi relativamente ridotti ed in forma compatta ed estremamente precisa.
Tali tecnologie comprendono in particolare tecniche di deposizione e tecniche fotolitografiche attualmente in uso in microelettronica e per i MEMS. Le tecniche di deposizione, quali ad esempio sputtering e CVD(Chemical Vapor Deposition) infatti consentono la deposizione di metalli di vario genere su svariati materiali, i semiconduttori principalmente, ad esempio per formare riscaldatori e resistori, in forma di strato molto sottile, anche di dimensioni nanometriche, con spessore controllato in modo molto preciso, ottenendo con ciò un risparmio nella quantità di metallo utilizzata. Tale risparmio risulta rilevante specialmente in una produzione in grande serie, tenuto conto dei costi generalmente elevati dei metalli impiegabili adatti e in particolare di alcuni di essi (ad esempio il platino). Con le tecniche fotolito grafiche à ̈ invece possibile definire la geometria sul piano degli strati sottili di metallo depositati in modo estremamente preciso.
Le suddette tecnologie consentono inoltre vantaggiosamente di ricavare da un unico substrato, ad esempio in silicio, una notevole pluralità di supporti funzionalizzati con riscaldatori e sensori in maniera agevole e con notevole precisione.
Inoltre, grazie alTimpiego di un supporto inerte quale un substrato in silicio rivestito di ossido, di per sé molto resistente alla temperatura, à ̈ possibile disporre i sensori di temperatura e gli elementi riscaldanti in prossimità del materiale attivo e cioà ̈ in prossimità della zona dove avvengono le reazioni nucleari senza che questo comporti rotture (cracks) o danneggiamenti sensibili.
In particolare, secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, il supporto inerte, ad esempio un substrato in silicio rivestito di ossido sulla superficie recante gli elementi riscaldanti e i sensori di temperatura, può essere disposto in prossimità del materiale attivo con gli elementi riscaldanti e i sensori di temperatura affacciati verso il materiale attivo.
Alternativamente, il supporto inerte può essere provvisto di una cavità per contenere il materiale attivo {ad esempio polveri del materiale attivo). Vantaggiosamente, tale cavità può essere isolata elettricamente ad esempio mediante rivestimento della stessa con uno strato di ossido di silicio in caso di impiego di un substrato in silicio in qualità di supporto.
Ciò consente vantaggiosamente un migliore controllo del procedimento di generazione dell’energia in particolare per quanto riguarda la rilevazione della temperatura di reazione, refficienza del riscaldamento del materiale attivo e la modulazione dei parametri di reazione per mezzo del modulo di controllo in funzione della temperatura di reazione rilevata dal sensore di temperatura.
Tale modulazione può riguardare in particolare l’operatività dei mezzi di innesco (ad esempio intensità e frequenza) per mantenere una temperatura di reazione sostanzialmente costante (e conseguentemente una potenza di produzione di energia anch’essa sostanzialmente costante) o per ottenere una maggiore o minore regolazione della amplificazione dell’energia in funzione di esigenze specifiche.
Secondo una forma particolarmente preferita di realizzazione dell’invenzione, il reattore comprende un supporto inerte superiore ed un supporto inerte inferiore fra i quali à ̈ interposto il materiale attivo, detti supporti inferiore e superiore avendo ciascuno almeno un sensore di temperatura e mezzi di riscaldamento formati o integrati su una rispettiva superficie affacciata verso il materiale attivo. Preferibilmente, uno dei suddetti supporti, ad esempio il supporto superiore à ̈ mobile fra detta prima posizione operativa di prossimità (o massimo avvicinamento) con detto materiale attivo e detta seconda posizione operativa di massimo distanziamento da detto materiale attivo, ciò per mezzo di detti primi mezzi di movimentazione, così da regolare il volume soprastante il materiale attivo.
Nel reattore secondo l’invenzione, il materiale attivo comprende un materiale metallico in grado di adsorbire idrogeno (e suoi isotopi) in quantità sufficientemente elevata per l’innesco di reazioni nucleari in predeterminate condizioni operative di per sé note nell’arte.
Materiale metallici adatti fanno parte del gruppo dei metalli di transizione e possono essere scelti dal gruppo comprendente: Se, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, lantanoidi, attinoidi, una lega fra due o più dei metalli elencati.
Preferibilmente, il materiale metallico à ̈ scelto dal gruppo comprendente nichel (Ni), palladio (Pd), platino (Pt), tungsteno (W), titanio (Ti), ferro (Fe), Cobalto (Co) e leghe fra due o più di tali metalli di transizione.
E' importante che i metalli di transizione utilizzati o loro leghe abbiano una struttura cristallina superficiale, preferibilmente con cluster cristallini di dimensioni micro e/o nanometriche, così da assicurare l’adsorbimento di una elevata quantità di idrogeno e la cattura di eventuali specie ioniche che possono venire fortemente attratte in livelli energetici profondi fino ad interagire con i nuclei del metallo.
Il materiale metallico preferibilmente a contatto con un supporto, o interposto tra due supporti, può avere qualsiasi forma, ad esempio può essere in forma di fogli, barrette, piastrine e simili o informa di polveri.
L’accoppiamento del materiale metallico con il supporto (o i supporti) può essere effettuato in diversi modi a seconda della tipologia del supporto e del materiale metallico impiegati e può comprendere in particolare una delle seguenti fasi:
- disporre almeno uno strato di polvere di un materiale metallico in una cavità di un supporto, detta polvere comprendendo cluster cristallini di dimensioni micro e/o nanometriche,
- disporre una piastrina metallica sopra il supporto o fra una coppia di supporti, detta piastrina avendo dimensioni inferiori a quelle del supporto (o dei supporti) ed essendo eventualmente rivestita sulla superficie esposta all’idrogeno con almeno uno strato di un materiale metallico contenente cluster cristallini di dimensioni micro e/o nanometriche, ad esempio mediante tecniche di deposizione.
La disposizione di polveri del materiale metallico nella cavità del substrato presenta il vantaggio di offrire una maggiore superficie per l’adsorbimento di idrogeno favorendo con ciò la reazione nucleare.
La formazione dell’almeno un sensore e dei mezzi di riscaldamento sul/ sui supporto/ i in forma di strato sottile può essere effettata mediante tecniche di deposizione convenzionali comunemente in uso in microelettronica fra le quali si menzionano a titolo indicativo e non limitativo le seguenti:
- sputtering,
- spraying,
- deposizione di vapori di metallo, vale a dire un procedimento comprendente l’evaporazione e la successiva condensazione sul substrato di una quantità prefissata del materiale metallico,
- deposito epitassiale.
L’apparecchiatura secondo l’invenzione comprende inoltre mezzi appropriati per l’alimentazione di idrogeno e/o suoi isotopi o per l’alimentazione di altri composti in grado di liberare idrogeno e/o suoi isotopi nella camera di generazione.
Preferibilmente, l’alimentazione di cui sopra viene effettuata impiegando idrogeno naturale, ossia idrogeno contenente deuterio con un’abbondanza isotopica sostanzialmente uguale a 0,015%, oppure idrogeno con diverso contenuto di deuterio.
Nel reattore secondo l’invenzione, i mezzi di innesco della reazione nucleare a bassa temperatura sono scelti preferibilmente dal gruppo comprendente:
- mezzi per creare uno shock termico nel materiale attivo, in particolare mediante flusso di idrogeno, mantenuto ad una temperatura predeterminata inferiore alla temperatura del materiale reattivo;
- mezzi per applicare impulsivamente un pacchetto di campi elettromagnetici, in particolare scelti fra un impulso in radiofrequenza di frequenza superiore a 1kHz;
- mezzi per creare una corrente elettrica impulsiva attraverso una porzione elettrostrittiva di detto materiale reattivo;
- mezzi per applicare impulsivamente un fascio di particelle elementari, in particolare elettroni;
- mezzi per applicare un campo magnetico impulsivo lungo detto materiale reattivo avente una porzione magnetostrittiva,
e loro combinazioni.
Vantaggiosamente, i mezzi di innesco sono in comunicazione con il modulo di controllo e comandati da quest’ultimo per modulare le reazioni nucleari e la conseguente generazione di energia. Ad esempio, i mezzi di innesco possono essere modulati dal modulo di controllo in frequenza ed intensità in funzione della temperatura di reazione misurata dal sensore per mantenere una temperatura di reazione sostanzialmente costante o per aumentare o diminuire ramplificazione di generazione dell’energia prodotta secondo necessità .
Il reattore secondo l’invenzione può comprendere ulteriormente mezzi per creare in corrispondenza del materiale attivo un campo scelto fra:
- un campo di induzione magnetica di intensità compresa fra 1 Gauss e 70000 Gauss;
- un campo elettrico di intensità compresa fra V/m e 300000 V/m.
In tal modo si favorisce il passaggio e lo stazionamento di ioni H- sul materiale attivo e il mantenimento di condizioni adatte alla prosecuzione delle reazioni nucleari innescate dai mezzi di innesco.
Vantaggiosamente, tali mezzi possono essere in comunicazione con il modulo di controllo e modulati da quest’ultimo in maniera analoga a quanto descritto sopra per i mezzi di innesco.
L’invenzione riguarda altresì un metodo per la generazione di energia che utilizza una apparecchiatura del tipo suddetto. In particolare il metodo comprende le fasi di:
- predisporre un materiale attivo in grado di adsorbire idrogeno e/o suoi isotopi per l’effettuazione di reazioni nucleari a bassa temperatura in detta camera di generazione dì energia,
- riscaldare detto materiale attivo mediante detti mezzi di riscaldamento fino al superamento di una temperatura predeterminata funzionale all’adsorbimento di idrogeno su detto materiale in concentrazione tali da consentire l’attivazione di reazioni nucleari,
- innescare dette reazioni nucleari mediante detti mezzi di innesco,
- monitorare la temperatura di reazione mediante detto almeno un sensore di temperatura,
- modulare almeno detti mezzi di innesco mediante detto modulo di controllo in funzione della temperatura rilevata da detto sensore di temperatura,
- regolare la distanza reciproca fra l’almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica della camera esterna e l’almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica della camera di generazione fra una prima posizione in cui detta almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica di detta camera di generazione e detta almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica di detta camera esterna sono sostanzialmente in contatto fra di loro ed una seconda porzione in cui detta almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica di detta camera di generazione e detta almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità di detta camera esterna sono in reciproco massimo allontanamento fra di loro,
eventualmente applicare una pressione ridotta neirintercapedine fra detta camera di generazione e detta camera esterna.
Preferibilmente, la distanza reciproca fra l’almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica della camera esterna e l’almeno una porzione di parete ad elevata conducibilità termica della camera di generazione à ̈ regolata in funzione della temperatura di reazione misurata da detto sensore di temperatura.
Secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, la modulazione dei mezzi di innesco viene effettuata in modo da mantenere una temperatura di reazione sostanzialmente costante o per aumentare o diminuire l’amplificazione di generazione dell’energia prodotta.
Secondo un’altra forma di realizzazione dell’invenzione, il suddetto almeno un sensore di temperatura e i suddetti mezzi di riscaldamento sono integrati insieme su di un substrato inerte e il metodo comprende ulteriormente la fase di regolare la posizione di detto substrato inerte fra una prima posizione di minimo distanziamento dal materiale attivo e una seconda posizione operativa di massimo distanziamento dal materiale (9) attivo. Tale distanziamento à ̈ preferibilmente compreso fra 0.1 mm (minimo) e 10 mm (massimo).
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’apparecchiatura e del metodo secondo la presente invenzione per la generazione di energia termica appariranno più evidenti dalla descrizione che segue di un esempio preferito di attuazione dato a titolo indicativo e non limitativo.
Breve descrizione delle figure
Nelle figure:
- la figura 1 mostra schematicamente in sezione laterale un’apparecchiatura o reattore per la generazione di energia secondo la presente invenzione,
- la figura 2 mostra schematicamente in sezione laterale un particolare del reattore di figura 1 da una angolazione sfalsata di 90° rispetto a quella della vista di figura 1 ,
- la figura 3 mostra un modulo di controllo e le sue interazioni con altri componenti dell’apparecchiatura illustrata in figura 1 ,
- la figura 4 mostra in esploso un particolare riguardante una coppia di supporti recanti ciascuno un riscaldatore e sensore di temperatura i quali sono realizzati secondo un’altra forma di realizzazione dell’invenzione e sono impiegabili nell’apparecchiatura mostrata in figura 1 .
Descrizione dettagliata
Con riferimento alle figure 1-3, un’apparecchiatura per la generazione di energia secondo la presente invenzione à ̈ globalmente indicato con il numero di riferimento 1 .
L’apparecchiatura 1 comprende un reattore 2 nel quale avviene una reazione nucleare secondo il metodo della presente invenzione.
II reattore 2 comprende una camera interna 3, detta anche camera di generazione, ed una camera esterna 4 che racchiude sostanzialmente la camera interna 3.
La camera di generazione 3 à ̈ delimitata inferiormente da una parete o piastra 5 inferiore e superiormente da una campana 6 accoppiata in modo ermetico alla parete inferiore 5 lungo una porzione perimetrale di estremità di quest’ultima. La campana 6 presenta una porzione 6a di sommità realizzata in materiale flessibile, vale a dire deformabile elasticamente, ad esempio un lamierino flessibile ondulato.
La camera di generazione 3 à ̈ preferibilmente realizzata in materiale metallico resistente a temperature fino ad almeno 500°C con il materiale formante la parete 5 inferiore che presenta inoltre migliori caratteristiche di conducibilità termica rispetto al materiale formante la campana 6.
Materiali metallici adatti per la parete inferiore 5 sono ad esempio rame, alluminio ecc. mentre un materiale metallico adatto per la campana à ̈ ad esempio acciaio.
La camera esterna 4 à ̈ delimitata inferiormente da una parete inferiore 16 e superiormente da una campana 17 accoppiata in modo ermetico alla parete inferiore 16 lungo una porzione perimetrale di estremità di quest’ultima con interposizione in detta porzione di estremità di un anello perimetrale 18 realizzato in un materiale flessibile, vale a dire deformabile elasticamente, ad esempio un anello di un metallo ondulato. La campana 17 presenta a sua volta una porzione 17a di sommità realizzata in materiale flessibile, vale a dire deformabile elasticamente, ad esempio un lamierino flessibile ondulato. Tale porzione 17a di sommità della camera esterna 4 à ̈ sostanzialmente assialmente allineata alla porzione di sommità 6a della camera interna 3.
La camera interna 3 contiene una coppia di supporti, precisamente una piastrina inferiore 7 ed una piastrina superiore 8, costituite da un materiale inerte o reso tale in superficie, in particolare silicio rivestito superficialmente con uno strato 7a o 8a di ossido di silicio.
Le piastrine 7,8 sono disposte perpendicolarmente fra di loro per poterle collegare elettricamente in modo più agevole dall’esterno del reattore 2 e su ciascuna di esse à ̈ formato uno strato sottile 10 di un appropriato metallo, in particolare nichel o platino, avente funzione contemporanea di riscaldatore e sensore di temperatura. Le piastrine 7,8 sono munite opportunamente di collegamenti elettrici (in particolare morsetti Il e cavi (passanti) di collegamento 15, 22 meglio descritti nel seguito) per il collegamento elettrico dei rispettivi strati metallici 10 sottili aventi ciascuno funzioni di riscaldatore e sensore di temperatura ad un modulo di controllo 12 esterno al reattore 2 (ad esempio un microcontrollore di per sé convenzionale). Tali collegamenti elettrici attraversano pertanto la camera di generazione 3 e la camera esterna 4 e sono collegati elettricamente al modulo di controllo 12. La formazione dello strato sottile può essere effettuata mediante tecnologie comunemente in uso in microelettronica e per la realizzazione di MEMS le quali assicurano una produzione in grande serie a costi ridotti ed una notevole precisione nella realizzazione delle piastrine funzionalizzate con riscaldatore e sensore di temperatura.
Tali tecnologie comprendono sostanzialmente tecniche di deposizione di vario tipo, come già citate in precedenza, che consentono la deposizione superficiale su supporto in silicio /ossido di silicio di strati sottili di metallo, anche di dimensioni nanometriche e tecniche fotolitografiche per determinare la forma geometrica desiderata per i riscaldatori e sensori di temperatura.
Ad esempio à ̈ possibile realizzare mediante tecniche di sputtering uno strato sottile di platino avente spessore pari a circa 250 nm e caratteristiche di variazione della resistenza per unità di temperatura come determinate in fase di calibrazione pari a circa 0,05 ohm/°C.
Fra le piastrine 7,8 à ̈ interposto un materiale attivo 9, vale a dire un materiale metallico come già definito in precedenza (costituito da uno o più metalli di transizione o loro leghe) in grado di adsorbire idrogeno e/o suoi isotopi in grosse quantità e su cui possono essere innescate e mantenute reazioni nucleari in predeterminate condizioni operative.
Più in particolare, nel presente esempio di realizzazione dell’invenzione, il materiale attivo 9 à ̈ mantenuto in sospensione fra la piastrina superiore 8 e la piastrina inferiore 7 e ad una certa distanza da esse mediante apposite mollette 51 di sospensione opportunamente fissate alla parete inferiore 5 della camera 3 di generazione mediante bracci 52, Inoltre, gli strati sottili 10 metallici aventi ciascuno funzione di riscaldatore e sensore di temperatura sono affacciati verso il materiale attivo 9, vale a dire che essi sono formati sulle rispettive superimi delle piastrine 7,8 affacciate verso il materiale attivo 9 e cioà ̈, nel caso specifico, sulla superficie superiore della piastrina inferiore 7 sopra lo strato 7a di ossido di silicio e sulla superficie inferiore della piastrina superiore 8 al di sotto dello strato 8a di ossido di silicio.
Nel presente esempio, la piastrina inferiore 7 à ̈ fissata alla parete inferiore 5 della camera 3 di generazione, ad esempio mediante incollaggio con collanti ad elevata conducibilità termica per ridurre al minimo la resistenza di trasmissione dell’energia termica prodotta nella camera di generazione 3 attraverso la parete 5 inferiore a maggiore conducibilità termica. La piastrina superiore 8 à ̈ invece sospesa mediante rispettivi cavi di collegamento flessibili 15 attraversanti nella direzione verticale la camera di generazione 3 e la camera esterna 4 per essere collegati all’esterno al modulo di controllo 12. Inoltre, la piastrina superiore 8 à ̈ mobile verticalmente attraverso appositi mezzi di movimentazione comprendenti un braccio 13 avente una prima porzione 13 a esterna al reattore 2 e collegata alla porzione si sommità 7 a della camera esterna 4 e una seconda porzione 13b attraversante verticalmente l’intercapedine 50 fra la camera di generazione 3 e la camera esterna 4 e collegata in maniera ermetica alle sue estremità sul lato esterno della porzione di sommità 6 a della camera di generazione 3 e sul lato interno della porzione di estremità 17 a della camera esterna 4. Il braccio 13 à ̈ inoltre collegato mediante la prima porzione 13a ad un motore 14 ed à ̈ comandato da quest’ultimo in modo da esercitare una forza di compressione prestabilita sulla porzione di sommità 17 a della camera esterna 4 e sulla porzione di sommità 6a della camera 3 di generazione cui corrisponde un avvicinamento della piastrina 8 superiore sospesa verso il materiale attivo 9. Il rilascio della compressione esercitata dal braccio 13 comandato dal motore 14 sulla camera interna 3 e sulla camera esterna 4 comporta invece il ritorno elastico della porzione di sommità 17 a della camera esterna 4 e della porzione di sommità 6 a della camera interna nella posizione di riposo cui corrisponde un allontanamento della piastrina superiore 8 dal materiale attivo 9. La forza di compressione può essere programmata in modo da essere variabile entro un intervallo predefinito cosicché la piastrina 8 risulta essere mobile fra una posizione di minimo distanziamento della piastrina superiore 8 dal materiale attivo 9 (cui corrisponde la massima compressione delle camere 3,4 da parte del braccio 13) e una posizione di massimo allontanamento della piastrina superiore 8 dal materiale 9 attivo (cui corrisponde l’assenza di compressione sulle camere 3,4 e una situazione di massimo volume di confinamento di ioni attivi e quindi di minima concentrazione per le reazioni nucleari sulla superficie del materiale 9 attivo).
Nella camera 3 di generazione sono inoltre presenti:
- mezzi per l’innesco di reazioni nucleari a bassa temperatura che in questo esempio sono costituiti da una pluralità di filamenti 19 realizzati in un materiale adatto a rilasciare impulsivamente elettroni se riscaldato in maniera appropriata (ad esempio filamenti in tungsteno ricoperti di metalli alcalini), detti filamenti essendo disposti su lati contrapposti e ad una predeterminata distanza dal materiale attivo 9;
- un sensore 20 per la rilevazione di radiazioni ionizzanti (quali raggi alfa e beta) e/o radiazioni elettromagnetiche quali raggi gamma, ciò per monitorare la sicurezza di esercizio del reattore 2 ma anche l’entità della reazione nucleare.
Fra la camera di generazione 3 e la camera esterna 4 sono inoltre previsti:
- una bobina 21 per generare un campo elettromagnetico in grado di favorire il passaggio e lo stazionamento di ioni H- prodotti con l’ausilio dei mezzi di innesco 19 sulla superficie del materiale attivo 9, - una pluralità di elementi passanti collegati ermeticamente alla camera interna 3 e alla camera esterna 4 per il passaggio di collegamenti (cavi) elettrici diretti all’esterno della camera di generazione 3 e della camera esterna 4, in particolare al modulo di controllo 12, e precisamente:
a) passanti 22 per il collegamento elettrico della piastrina inferiore 7 verso l’esterno, in particolare al modulo di controllo 12,
b) passanti 15 per il collegamento elettrico della piastrina superiore 8 verso l’esterno, in particolare al modulo di controllo 12, detti passanti essendo flessibili per tenere conto della mobilità verticale della piastrina superiore 8 come descritta sopra,
c) passanti 23 per il collegamento elettrico dei mezzi di innesco 19 verso l’esterno, in particolare al modulo di controllo 12,
d) passanti 24 per il collegamento del sensore 20 di rilevazione di raggi ionizzanti e/o radiazioni elettromagnetiche verso l’esterno,
- un tubo 25 di alimentazione di idrogeno (e/o suoi isotopi) o di una sostanza in grado di rilasciare idrogeno airintemo della camera di generazione 3, il tubo di alimentazione 25 essendo collegato sul lato esterno alla camera di generazione 3 e alla camera esterna 4 in modo da garantire l’ermeticità di tali camere ed essendo inoltre provvisto di una valvola 26 di regolazione di flusso,
- passanti 27 collegati ermeticamente alla camera esterna 4 per il collegamento elettrico della bobina 2 1 all’esterno del reattore 2 ed in particolare al modulo di controllo 12.
Tornando ora alla camera esterna 4, vi à ̈ da dire che la parete inferiore 16 presenta una porzione 16a centrale sostanzialmente piastriforme realizzata in un materiale ad elevata conducibilità termica, ad esempio rame ed affacciata alla parete inferiore 5 a maggiore conducibilità termica della camera 3 di generazione e una porzione periferica 16b ad estensione perimetrale realizzata in un materiale a minore conducibilità termica, ad esempio acciaio.
La porzione periferica 16b à ̈ accoppiata lateralmente alla rispettiva porzione 16a sostanzialmente centrale della parete inferiore 16 e superiormente all’anello 18 in materiale flessibile. Vantaggiosamente, la camera esterna 4 à ̈ collegata a secondi mezzi di movimentazione 28 comandati da un motore 29 per muovere la camera esterna 4 rispetto a detta camera 3 di generazione e precisamente la parete inferiore 16 fra una posizione di massimo avvicinamento ottenuta avvicinando la parete inferiore 16 alla parete inferiore 5 con contemporanea compressione dell’anello flessibile 18 fino al contatto sostanziale della porzione centrale 16a della parete 16 inferiore della camera esterna 4 con la parete inferiore 5 della camera 3 di generazione e una posizione di massimo allontanamento fra la parte inferiore 5 della camera di generazione 3 e la parete inferiore 16 della camera esterna 4 con formazione di una intercapedine 50 fra dette pareti 5,16 conseguente al rilascio della compressione suiranello flessibile 18.
Inoltre, la camera esterna 4 à ̈ provvista di un’apertura 30 per l’estrazione di aria al suo interno mediante appropriati mezzi, di per sé convenzionali, in grado di applicare una pressione ridotta (vuoto) airinterno della camera esterna 4 e in particolare nell’intercapedine 50 fra la camera esterna 4 e la camera interna 3 di generazione dell’energia. E’ inoltre prevista una valvola 31 di regolazione in corrispondenza dell’apertura 30. L’effettuazione del vuoto nella camera esterna 4 (cioà ̈ nell’intercapedine fra la camera esterna 4 e la camera 3 di generazione) consente vantaggiosamente di limitare al massimo le dispersioni di calore dalla camera 3 di generazione per convezione forzando con ciò l’energia termica (calore) prodotta nella camera 3 di generazione a fuoriuscire dal reattore 2 attraverso le pareti inferiori 5 e 16 della camera 3 di generazione e della camera esterna 4 rispettivamente .
Al fine di limitare al massimo anche la possibile dispersione per irrggiamento, la parte esterna della camera 3 interna può comprendere un appropriato materiale riflettente o può essere resa tale lavorando opportunamente il materiale utilizzato per la realizzazione della camera interna 3 in modo che sia riflettente (ad esempio acciaio lucidato a specchio).
Il metodo secondo l’invenzione mediante l’apparecchiatura 1 sopra descritta prevede innanzitutto la disposizione di un materiale attivo 9, già descritto sopra, all’interno della camera 3 di generazione fra le piastrine 7,8 e l’introduzione attraverso il tubo 25 di idrogeno (e/o suoi isotopi) o una sostanza in grado di rilasciare idrogeno (e/o suoi isotopi) in forma gassosa o ionica nella camera 3 di generazione. L’idrogeno viene quindi a contatto con il materiale 9 attivo nella camera 3 di generazione.
A questo punto, fornendo energia elettrica al riscaldatore 10, il materiale 9 attivo viene riscaldato per effetto Joule dai riscaldatori 10 delle piastrine 7,8 che risultano affacciati verso il materiale attivo 9 fino al superamento di una temperatura predeterminata.
Normalmente, fornendo una quantità predeterminata di energia proveniente da un alimentatore esterno (non mostrato) à ̈ possibile portare il reattore 2 nelle condizioni di temperatura, pressione, polarizzazione elettrica e quant’altro per concentrare idrogeno e/o suoi isotopi sul materiale attivo 9.
In particolare, il riscaldamento mediante il riscaldatore, a seconda del materiale attivo usato, 10 facilita l’adsorbimento di idrogeno sulla superficie del materiale 9 attivo il quale può essere ulteriormente favorito da una appropriata disposizione delle piastrine 7,8 contenenti ciascuna un riscaldatore 10 e del materiale attivo 9.
In sostanza, l’idrogeno e/o suoi isotopi vengono immagazzinati nel reticolo cristallino del metallo facente parte del materiale attivo 9 in condizioni sperimentali note nell’arte che facilitano la formazione di idruri per interazione fra l'idrogeno e il metallo, la formazione di tali idruri essendo ritenuta fondamentale per l'innesco di reazioni nucleari con conseguente produzione di energia termica in eccesso.
Quando la concentrazione di atomi di idrogeno (e/o suoi isotopi) all’interno della struttura cristallina del metallo supera valori predeterminati, di per sé noti nell'arte, la reazione nucleare viene innescata mediante l’azione impulsiva dei mezzi 19 di innesco.
Nel reattore 2 viene quindi generata energia termica in eccesso a causa della suddetta reazione nucleare e conseguentemente senza un opportuno controllo di questa reazione il materiale 9 attivo continuerebbe a riscaldarsi sempre più provocando una fusione delle parti componenti il reattore 2.
La presente invenzione propone pertanto una serie di controlli volti ad ottimizzare sia la generazione di energia termica nel reattore 2 sia il recupero della stessa dal reattore 2 per la conversione successiva ad esempio in energia elettrica.
Per quanto riguarda la generazione di energia, vi à ̈ da dire innanzitutto che man mano che aumenta il tasso di reazioni nucleari per effetto dell’assorbimento di idrogeno, l’aumento di temperatura viene rilevato dai riscaldatori/ sensori 10 integrati sulle piastrine 7,8 direttamente e vantaggiosamente nella zona di reazione, vale a dire in prossimità della superficie del materiale 9 attivo.
Il modulo 12 di controllo riceve dunque un segnale elettrico relativo alla misura della temperatura di reazione da parte del riscaldatore/ sensore 10 e può agire in retroazione sull’intensità e frequenza degli impulsi alimentati al reattore 2 mediante i mezzi di innesco 19 al fine di mantenere ad esempio una temperatura di reazione costante oppure per aumentare o diminuire l’amplificazione dell’energia prodotta secondo necessità .
Inoltre, ramplificazione dell’energia prodotta può essere ulteriormente controllata regolando il volume di gas (idrogeno e/o suoi isotopi) che si trova in prossimità o corrispondenza della zona attiva di reazione (volume di reazione) ciò mediante il modulo di controllo 12 che può agire in retroazione anche sui primi mezzi di movimentazione comprendenti il braccio 13 e l’associato motore 14 in modo da regolare la distanza della piastrina superiore 8 dal materiale attivo 9.
Inoltre, al fine di migliorare l’efficienza di generazione dell’energia termica, il modulo 12 di controllo può agire in retroazione anche sulla modulazione dei mezzi non impulsivi cooperanti con i mezzi di innesco per il mantenimento delle reazioni nucleari, detti mezzi essendo costituti nel presente esempio da una bobina 2 1 di generazione di un campo magnetico (in alternativa potrebbero essere mezzi per generare un campo elettrico).
Per quanto riguarda invece il recupero dell’energia termica prodotta nel reattore 2, vi à ̈ da dire che il flusso di tale energia termica da far asportare dal reattore 2 mediante un sistema di recupero (non mostrato) può essere opportunamente regolato modulando la distanza reciproca fra la porzione di parete 16a della parete 16 inferiore della camera esterna 4 e la parete inferiore 5 della camera 3 di generazione e quindi modulando di conseguenza l’intercapedine 50 a bassa conducibilità fra la porzione centrale 16a della parete inferiore 16 e la parete inferiore 5. Maggiore à ̈ il volume dell’intercapedine 50 minore sarà il flusso di energia termica diretto verso il sistema di recupero esterno al reattore 2 e viceversa. Vantaggiosamente, la modulazione della distanza reciproca fra la porzione di parete 16a della parete 16 inferiore della camera esterna 4 e la parete inferiore 5 della camera 3 di generazione e quindi la modulazione dell’intercapedine 50 può essere regolata dal modulo di controllo 12 che può agire sui secondi mezzi di movimentazione (braccio 28 e motore associato 29) della camera esterna 4 rispetto alla camera 3 di generazione in funzione ad esempio della temperatura di reazione rilevata dal sensore/ riscaldatore 10 e/o della temperatura rilevata da un appropriato sensore presente nel sistema di recupero dell’energia.
In figura 4 viene mostrato in esploso un particolare riguardante una coppia di supporti (piastrine) recanti ciascuno un riscaldatore e sensore di temperatura i quali sono realizzati secondo un’altra forma di realizzazione dell’invenzione e sono impiegabili nell’apparecchiatura mostrata in figura 1.
In questa forma di realizzazione, il materiale attivo 9 à ̈ costituito da polveri di un materiale metallico attivo come definito in precedenza e in questo caso la piastrina (supporto) inferiore 70 à ̈ munita dal lato affacciato verso la piastrina (supporto) superiore 80 di una cavità 71 aperta nella quale vengono disposte (o deposte) le polveri del materiale attivo 9. Qualora la piastrina inferiore 70 venga realizzata con silicio , à ̈ preferibile che la cavità 71 sia rivestita internamente con uno strato di ossido di silicio per isolare il materiale attivo 9 dal silicio impendendo con ciò eventuali reazioni collaterali fra il materiale metallico e il silicio.
La piastrina inferiore presenta inoltre uno strato sottile metallico 10 superficiale avente funzioni di riscaldatore/ sensore di temperatura disposto sulla superficie opposta a quella recante la cavità 7 1 sotto uno strato superficiale isolante di ossido di silicio (non mostrato) qualora la piastrina inferiore 70 venga realizzata con silicio.
La piastrina superiore 80 presenta invece sostanzialmente le stesse caratteristiche della piastrina superiore 8 sopra descritta per la precedente forma di realizzazione fra cui il fatto di avere formato sulla sua superfìcie inferiore sotto lo strato di ossido di silicio (se realizzata con silicio), uno strato sottile 10 di un metallo avente funzione di riscaldatore e sensore di temperatura che pertanto risulta essere affacciato vantaggiosamente verso le polveri del materiale attivo 9 contenute nella cavità 71 della piastrina inferiore 70.
Alla luce di quanto descritto sopra à ̈ evidente che l’apparecchiatura secondo l’invenzione trova vantaggiosa applicazione nella generazione di energia per uso civile ed industriale.
Dato l’enorme divario tra energia di tipo chimico prodotta con le apparecchiature di generazione convenzionali ed energia di tipo nucleare (nettamente superiore), con l’apparecchiatura secondo l’invenzione si possono realizzare generatori di energia particolarmente compatti, ecologici e operativamente sicuri in quanto non radioattivi.
Un ulteriore vantaggio conseguito dall’apparecchiatura secondo l'invenzione à ̈ dato dal fatto che la temperatura di processo può arrivare, se desiderato, a livelli piuttosto elevati e quindi il rendimento di un eventuale ciclo termodinamico di trasformazione del calore in lavoro può essere piuttosto elevato.
Claims (19)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (1) per la generazione di energia mediante reazioni nucleari a bassa temperatura comprendente un reattore (2) per l’effe ttuazione di tali reazioni nucleari avente: - una camera (3) di generazione di energia contenente un materiale (9) attivo in grado di adsorbire idrogeno e/o suoi isotopi, detto materiale attivo (9) costituendo sede per l’effettuazione di dette reazioni nucleari, - mezzi (10) per il riscaldamento di detto materiale attivo disposti in detta camera (3) di generazione, - mezzi (19) di innesco di dette reazioni nucleari, - almeno un sensore (10) di temperatura disposto in detta camera di generazione di energia per monitorare la temperatura di reazione, l’apparecchiatura comprendendo inoltre un modulo (12) di controllo per modulare l’applicazione di detti mezzi (19) di innesco in funzione della temperatura rilevata da detto almeno un sensore (10) di temperatura ed essendo caratterizzata dal fatto di comprendere ulteriormente: - una camera (4) esterna che racchiude la camera (3) di generazione di energia, la camera (4) esterna avendo almeno una porzione (16 a) di parete (16) realizzata in un materiale ad elevata conducibilità termica ed affacciata verso almeno una porzione di parete (5) della camera (3) di generazione anch’essa realizzata in un materiale ad elevata conducibilità termica, - mezzi (28,29) di movimentazione per muovere detta camera (4) esterna e/o detta camera (3) di generazione fra una prima posizione in cui l’almeno una porzione di parete (5) in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera (3) di generazione e l’almeno una porzione (16a) di parete (16) in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera (4) esterna sono sostanzialmente in contatto fra di loro ed una seconda porzione in cui detta almeno una porzione di parete (5) in materiale ad elevata conducibilità termica di detta camera (3) di generazione e detta almeno una porzione (16 a) di parete (16) in materiale ad elevata conducibilità di detta camera (4) esterna sono in reciproco massimo allontanamento fra di loro, - eventualmente mezzi per applicare una pressione ridotta neirintercapedine (50) fra detta camera (3) di generazione e detta camera (4) esterna.
- 2. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi (28,29) di movimentazione sono collegati a detta camera (4) esterna per muovere la camera (4) esterna rispetto alla camera (3) di generazione fra detta prima posizione e detta seconda posizione e sono in comunicazione con detto modulo (12) di controllo e da questo comandati in funzione della temperatura di reazione misurata da detto sensore (10) di temperatura.
- 3. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detto almeno un sensore (10) di temperatura e detti mezzi (10) di riscaldamento sono formati o integrati entrambi su di un supporto (7,70; 8,80) inerte, detto reattore (2) comprendendo ulteriormente secondi mezzi (13,14) di movimentazione collegati a detto supporto (7,70; 8,80) per regolare la posizione di detto supporto (7,70; 8,80) fra una prima posizione operativa di minimo distanziamento da detto materiale (9) attivo e una seconda posizione operativa di massimo distanziamento da detto materiale (9) attivo, detto distanziamento essendo preferibilmente compreso fra 0,1 mm (minimo) e 10 mm (massimo).
- 4. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 3 in cui detti secondi mezzi (13,14) di movimentazione sono in comunicazione con detto modulo (12) di controllo e regolati da questo in funzione della temperatura di reazione rilevata da detto sensore (10) di temperatura.
- 5. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detto supporto inerte (7;8) à ̈ costituito da un substrato in materiale semiconduttore, in particolare silicio rivestito con uno strato di ossido di silicio (termico) sulla cui superficie sono formati o integrati detti mezzi (10) di riscaldamento e detto almeno un sensore (10) di temperatura, o à ̈ costituito da un substrato in un materiale ceramico quale allumina sinterizzata.
- 6. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto supporto inerte (7;8) Ã ̈ un forma di una piastrina avente uno spessore compreso fra 0,2 mm e 0,8 mm.
- 7. Apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 4 a 6, in cui detto almeno un sensore (10) di temperatura e detti mezzi (10) di riscaldamento sono formati o integrati su detto supporto inerte in forma di uno strato sottile di un appropriato materiale avente proprietà tali da fungere contemporaneamente come riscaldatore e come sensore di temperatura.
- 8. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto materiale avente proprietà tali da fungere contemporaneamente come riscaldatore e come sensore di temperatura à ̈ un metallo scelto fra nichel e platino e detto strato sottile ha uno spessore compreso fra 50 nm e 1000 nm.
- 9. Apparecchiatura secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 4 a 8, in cui detto supporto inerte (7;8) à ̈ disposto in prossimità di detto materiale (9) attivo con detti mezzi (10) dì riscaldamento e detto almeno un sensore (10) di temperatura affacciati verso detto materiale (9) attivo.
- 10. Apparecchiatura secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto materiale (9) attivo à ̈ in forma di polveri e detto supporto inerte (70;80) à ̈ provvisto di una cavità (71) costituente sede di accoglimento di dette polveri del materiale (9) attivo.
- 11. Apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 4 a 9, in cui detto reattore (2) comprende un supporto inerte (8) superiore ed un supporto inerte (7) inferiore fra i quali à ̈ interposto detto materiale (9) attivo, detti supporti (7,8) inferiore e superiore avendo ciascuno almeno un sensore di temperatura e mezzi di riscaldamento formati o integrati su una rispettiva superficie affacciata verso il materiale (9) attivo.
- 12. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detto supporto inerte (8) superiore à ̈ mobile fra detta prima posizione operativa di minimo distanziamento da detto materiale (9) attivo e detta seconda posizione operativa di massimo distanziamento da detto materiale (9) attivo.
- 13. Apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti in cui detto materiale (9) attivo à ̈ scelto dal gruppo dei metalli di transizione o à ̈ una lega di due o più metalli di transizione.
- 14. Apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti in cui detti mezzi (19) di innesco sono modulati da detto modulo (12) di controllo in frequenza ed intensità in funzione della temperatura di reazione misurata da detto sensore (10) di temperatura per mantenere una temperatura di reazione sostanzialmente costante o per aumentare o diminuire ramplificazione di generazione dell’energia prodotta.
- 15. Apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti in cui detto reattore (2) comprende ulteriormente mezzi (21) per creare in corrispondenza del materiale reattivo un campo scelto fra: - un campo di induzione magnetica di intensità compresa fra 1 Gauss e 70000 Gauss; - un campo elettrico di intensità compresa fra V/m e 300000 V/m.
- 16. Metodo per la generazione di energia mediante una apparecchiatura (1) secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, il metodo comprendendo le fasi di: - predisporre un materiale (9) attivo in grado di adsorbire idrogeno e/o suoi isotopi per l’effettuazione di reazioni nucleari a bassa temperatura in detta camera (3) di generazione di energia, - riscaldare di detto materiale (9) attivo mediante detti mezzi di riscaldamento fino al superamento di una temperatura predeterminata funzionale all 'adsorbimento di idrogeno su detto materiale (9) in concentrazione tali da consentire l’attivazione di reazioni nucleari, - innescare dette reazioni nucleari mediante detti mezzi (19) di innesco, - monitorare la temperatura di reazione mediante detto almeno un sensore (10) di temperatura, - modulare almeno detti mezzi (19) di innesco mediante detto modulo (12) di controllo in funzione della temperatura rilevata da detto sensore (10) di temperatura, - regolare la distanza reciproca fra l’almeno una porzione (16a) di parete (16) ad elevata conducibilità termica della camera (4) esterna e l’almeno una porzione di parete (5) ad elevata condcibilità termica della camera (3) di generazione fra una prima posizione in cui detta almeno una porzione di parete (5) ad elevata conducibilità termica di detta camera (3) di generazione e detta almeno una porzione (16a) di parete (16) ad elevata conducibilità termica di detta camera (4) esterna sono sostanzialmente in contatto fra di loro ed una seconda porzione in cui detta almeno una porzione di parete (5) ad elevata conducibilità termica di detta camera (3) di generazione e detta almeno una porzione (16a) di parete (16) ad elevata conducibilità di detta camera (4) esterna sono in reciproco massimo allontanamento fra di loro, eventualmente applicare una pressione ridotta nell’intercapedine (50) fra detta camera (3) di generazione e detta camera (4) esterna.
- 17. Metodo secondo la rivendicazione 16, in cui la distanza reciproca fra l’almeno una porzione (16a) di parete (16) ad elevata conducibilità termica della camera (4) esterna e l’almeno una porzione di parete (5) ad elevata conducibilità termica della camera (3) di generazione à ̈ regolata in funzione della temperatura di reazione misurata da detto sensore (10) di temperatura.
- 18. Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui detta modulazione di almeno detti mezzi (19) di innesco viene effettuata in modo da mantenere una temperatura di reazione sostanzialmente costante o per aumentare o diminuire ramplificazione di generazione dell’energia prodotta.
- 19. Metodo secondo la rivendicazione 17 o 18, in cui detto sensore (10) di temperatura e detti mezzi (10) di riscaldamento sono integrati insieme su di un substrato (7;8) inerte e il metodo comprende ulteriormente la fase di regolare la posizione di detto substrato (7;8) fra una prima posizione di minimo distanziamento da detto materiale (9) attivo e una seconda posizione operativa di massimo distanziamento da detto materiale (9) attivo, detto distanziamento essendo preferibilmente compreso fra 0.1 mm (minimo) e 10 mm (massimo).
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