JP2009161437A - 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途 - Google Patents

無機水素化合物、分離方法及び燃料用途 Download PDF

Info

Publication number
JP2009161437A
JP2009161437A JP2009048666A JP2009048666A JP2009161437A JP 2009161437 A JP2009161437 A JP 2009161437A JP 2009048666 A JP2009048666 A JP 2009048666A JP 2009048666 A JP2009048666 A JP 2009048666A JP 2009161437 A JP2009161437 A JP 2009161437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
binding energy
hydrino
compound
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009048666A
Other languages
English (en)
Inventor
Randell L Mills
エル ミルズ，ランデル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brilliant Light Power Inc
Original Assignee
BlackLight Power Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BlackLight Power Inc filed Critical BlackLight Power Inc
Publication of JP2009161437A publication Critical patent/JP2009161437A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B4/00—Hydrogen isotopes; Inorganic compounds thereof prepared by isotope exchange, e.g. NH3 + D2 → NH2D + HD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きい水素化物イオンを含む新規な化合物を提供する。
【解決手段】対応する通常の水素種よりも大きい結合エネルギーを有するか、又は、結合エネルギーが不安定であるか或いは観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種を有した化合物が提供される。この化合物は又、前記結合エネルギー増加水素種とは異なる、１つ以上のその他の元素、分子、或いはイオンを有する。この化合物の一つの群は、Ｈn、Ｈn -及びＨn +から成る群から選択される結合エネルギー増加水素種を含み、ｎは１〜３の整数である。この化合物の用途としては、バッテリー、燃料電池、切断物質、熱電子カソード、光学フィルタ、光ファイバケーブル、マグネット、エッチング剤、半導体製造におけるドーパント、装薬、及びアイソトープ純化方法における使用などがある。
【選択図】図１

Description

本発明は結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きい水素化物イオン（以後、「Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）水素化物イオン」という）から成る物質の新規な組成に関する。
目次
Ｉ．序論
１．発明の分野
２．発明の背景
２．１ Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）
２．２ 水素化物イオン類
ＩＩ．発明の要約
ＩＩＩ．図面の簡単な説明
ＩＶ．発明の詳細な説明
１．水素化物イオン
１．１ 軌道球半径、ｒｎの決定
１．２ 結合エネルギー
１．３ ヒドリノ水素化物イオン
２．水素化物反応容器（リアクター）
２．１ 電解セル水素化物反応容器
２．２ ガスセル水素化物反応容器
２．３ ガス放電セル水素化物反応容器
２．４ プラズマトーチセル水素化物反応容器
３．結合エネルギー増加水素化合物の純化
４．同位元素の分離方法
５．結合エネルギー増加水素化合物の同定
６．Ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ（ジヒドリノ）
６．１ ジヒドリノガス同定
７．その他の結合エネルギー増加水素化合物
８．ヒドリノ水素化物ゲッタ
９．ヒドリノ水素化物燃料電池
１０．ヒドリノ水素化物バッテリー
１１．ヒドリノ水素化物爆薬及びロケット燃料
１２．その他の触媒
１３．実験結果
１３．１ ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ及びヒドリノ水素化物イオンの同定
１３．１．１ ＸＰＳによるヒドリノ原子及びジヒドリノ分子同定の実験方法
１３．１．２ 結果及び考察
１３．１．３ ＸＰＳによるヒドリノ水素化物イオン同定の実験方法
１３．１．３．１ 炭素電極試料
１３．１．３．２ 電解セルからの結晶試料
１３．１．４ 結果及び考察
１３．２ 質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．２．１ 試料の収集及び調製
１３．２．１．１ 電解セル試料
１３．２．２．２ ガスセル試料
１３．２．２．３ ガス放電セル試料
１３．２．２．４ プラズマトーチ試料
１３．２．２ 質量スペクトル分析
１３．２．３ 結果及び考察
１３．３ 質量スペクトル分析によるジヒドリノ分子の同定
１３．３．１ 試料の収集及び調製
１３．３．１．１ 中空カソード電解試料
１３．３．１．２ 対照水素試料
１３．３．１．３ 再結合器からの電解ガス
１３．３．１．４ ガス試料
１３．３．２ 質量スペクトル分析
１３．３．３ 結果及び考察
１３．４ ヒドリノ水素化物化合物の分解熱量測定を伴うガスクロマトグラフィーによるヒドリノ水素化物化合物及びジヒドリノの同定
１３．４．１ ガスクロマトグラフ法
１３．４．１．１ 対照試料
１３．４．１．２ プラズマトーチ試料
１３．４．１．３ 被覆カソード試料
１３．４．１．４ ガス放電セル試料
１３．４．２ 断熱熱量測定法
１３．４．３ ヒドリノ水素化物化合物の分解反応エンタルピー及びガスクロマトグラフィーの結果と考察
１３．４．３．１ エンタルピー測定結果
１３．４．３．２ ガスクロマトグラフィーの結果
１３．４．４ 考察
１３．５ ＸＲＤ（Ｘ線回折スペクトル分析）によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．５．１ 実験方法
１３．５．１．１ 溢れ（スピルオーバー：Ｓｐｉｌｌｏｖｅｒ）触媒試料
１３．５．１．２ 電解セル試料
１３．５．１．３ ガスセル試料
１３．５．２ 結果及び考察
１３．６ 極端紫外線スペクトル分析によるヒドリノ、ヒドリノ水素化物化合物及びジヒドリノ分子イオン生成の同定
１３．６．１ 実験方法
１３．６．２ 結果及び考察
１３．７ 飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．７．１ 試料収集及び調製
１３．７．２ 飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）
１３．７．３ 飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）を確認するためのＸＰＳ
１３．７．４ 結果及び考察
１３．８ フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．８．１ 試料収集及び調製
１３．８．２ フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）スペクトル分析
１３．８．３ 結果及び考察
１３．９ ラマンスペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．９．１ 試料収集及び調製
１３．９．２ ラマンスペクトル分析
１３．９．２．１ ニッケル線試料
１３．９．２．２ 結晶試料
１３．９．３ 結果及び考察
１３．１０ プロトン核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．１０．１ 試料収集及び調製
１３．１０．２ プロトン核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析
１３．１０．３ 結果及び考察
１３．１１ エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．１１．１ 試料収集及び調製
１３．１１．２ エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）
１３．１１．３ 結果及び考察
１３．１２ 熱重量測定分析及び示差熱分析（ＴＧＡ／ＤＴＡ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．１２．１ 試料収集及び調製
１３．１２．２ 熱重量測定分析（ＴＧＡ）及び示差熱分析（ＤＴＡ）
１３．１２．３ 結果及び考察
１３．１３ ３９Ｋ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
１３．１３．１ 試料収集及び調製
１３．１３．２ ３９Ｋ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析
１３．１３．３ 結果及び考察
Ｉ．序論
１．発明の分野
本発明は結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きい水素化物イオン（以後、「Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）水素化物イオン」という）から成る物質の新規な組成に関する。新規な水素化物イオンはプロトンなどのカチオンと結合して新規な化合物を生成する。
２．発明の背景
２．１ Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）
下記式で表される結合エネルギー
Figure 2009161437
 （上式中、ｐは１より大きな整数であり、好ましくは２〜２００）を有する水素原子がミルズ，アール（Ｍｉｌｌｓ,Ｒ．）の「古典量子力学の大統一理論（Ｔｈｅ Ｇｒａｎｄ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｃｌａｓｓｉｃａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）」１９９６年版（以後「‘９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴ」という）（ブラックライト パワー インコーポレイテッド（ＢｌａｃｋＬｉｇｈｔ
Ｐｏｗｅｒ, Ｉｎｃ．）グレート バレー コーポレイト センター、４１ グレート バレー パークウェイ マルバーン、ピーエー
１９３５５（Ｇｒｅａｔ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｃｅｎｔｅｒ, ４１ Ｇｒｅａｔ Ｖａｌｌｅｙ Ｐａｒｋｗａｙ, Ｍａｌｖｅｒｎ, ＰＡ １９３５５））、及び先願ＰＣＴ／ＵＳ９６／０７９４９、ＰＣＴ／ＵＳ９４／０２２１９、ＰＣＴ／ＵＳ９１／８４９６、ＰＣＴ／ＵＳ９０／１９９８に開示されている。これらの開示のすべて（以後「Ｍｉｌｌｓ（ミルズ）先行公報」という）を参照して本明細書の一部とする。原子、イオン又は分子の結合エネルギーはイオン化エネルギーとしても知られ、原子、イオン又は分子から１個の電子を除くのに必要なエネルギーである。
上記（１）式の結合エネルギーを有する水素原子を以後「Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）原子」又は「Ｈｙｄｒｉｎｏ（ヒドリノ）」いう。半径がａH／ｐ（ａHは通常の水素原子の半径、ｐは整数）であるヒドリノをＨ［ａH／ｐ］と命名する。半径ａHの水素原子を以後「通常の水素原子」又は「正常な水素原子」という。通常の原子状水素はその結合エネルギー１３．６ｅＶで特徴付けられる。
ヒドリノは通常の水素原子と、ほぼ
ｍ・２７．２１ｅＶ（ｍは整数） （２）
の正味の反応エンタルピーを有する触媒との反応によって生成する。
この触媒作用は水素原子の大きさ、ｒn＝ｎａHで通約可能なように減少するエネルギーを放出する。例えば、Ｈ（ｎ＝１）のＨ（ｎ＝１／２）への触媒作用は４０．８ｅＶを放出し、水素原子の半径がａHから１／２・ａHに減少する。このような触媒作用の系はカリウムを含む。カリウムの二次イオン化エネルギーは３１．６３ｅＶであり、Ｋ+がＫに還元されるとき４．３４ｅＶを放出する。したがって、Ｋ+からＫ2+及びＫ+からＫの反応の組合せでは、正味の反応エンタルピーは２７．２８ｅＶであり、これは式（２）のｍ＝１と等価である。
Figure 2009161437
 総合反応は次式で与えられる。
Figure 2009161437
 触媒作用時に放出されるエネルギーは触媒へのエネルギー損失よりもはるかに大きい。放出されたエネルギーは通常の化学反応に対比して大きい。例えば、水素と酸素ガスが燃焼して水を生成する場合、
Figure 2009161437
 水の既知な生成エンタルピーは水素原子当たり、ΔＨf＝−２８６ｋＪ／ｍｏｌ、すなわち１．４８ｅＶである。これに比べ、触媒作用を受けるそれぞれの水素原子（ｎ＝１）は正味４０．８ｅＶを放出する。その上、さらなる触媒的遷移、
Figure 2009161437
 などが起こる。触媒作用が始まると、ヒドリノはプロセス中で更に「不均化」と呼ばれる自己触媒作用を行なう。このメカニズムは無機化学イオンの触媒作用と類似である。しかしながら、ヒドリノ触媒作用は、無機化学イオン触媒よりもエンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより良く整合するので、高次な反応速度を有するはずである。
２．２ 水素化物イオン類
水素化物イオンはプロトンに結合した区別できない２個の電子から成る。アルカリ及びアルカリ土類水素化物は水と激しく反応して水素ガスを放出し、水素ガスは水との反応熱で発火して空気中で燃焼する。一般に金属水素化物は始原金属の融点よりはるかに低い温度での加熱で分解する。
ＩＩ．発明の要約
次に記す種から成る新規な化合物を提供する；
（ａ）結合エネルギーが、（ｉ）対応する通常の水素化学種の結合エネルギーよりも大きいか、或は
（ｉｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーが熱エネルギー以下であるか又は負であるために、対応する通常の水素種が不安定であるか又は観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい結合エネルギーを有する、１つ以上の中性、正、或は負の水素種（以後、「結合エネルギー増加水素種」という）、及び（ｂ）１つ以上のその他の元素。本発明の化合物を以後「結合エネルギー増加水素化合物」という。
この関係において「その他の元素」とは結合エネルギー増加水素種のほかの元素を意味する。したがって、その他の元素は通常の水素種、或は水素のほかの任意な元素である。化合物の１グループでは、他の元素及び結合エネルギー増加水素種は中性である。化合物のほかのグループでは、他の元素及び結合エネルギー増加水素種は帯電している。他の元素が平衡電荷を供給して中性な化合物を生成する。前者の化合物群は分子結合及び共有結合で特徴付けられ、後者の群はイオン結合によって特徴付けられる。
結合エネルギー増加水素種は１個以上のヒドリノ原子と１つ以上の電子、ヒドリノ原子、１つ以上の上述した結合エネルギー増加水素種を含む化合物との反応、及び１つ以上のほかの原子、分子又は結合エネルギー増加水素種のほかのイオンとの反応によって生成される。
本発明の一実施例では、化合物はＨn、Ｈn -、Ｈn +（ｎは１〜３の整数）から成る群から選択される１つ以上の結合エネルギー増加水素種を含む。
本発明の好ましい実施例に拠れば、（ａ）結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きな水素化物イオン（「結合エネルギー増加水素化物イオン」、すなわち「ヒドリノ水素化物イオン」）、（ｂ）結合エネルギーが約１３．６ｅＶより大きな水素原子（「結合エネルギー増加水素原子」、すなわち「ヒドリノ」）、（ｃ）第１結合エネルギーが約１５．５ｅＶより大きな水素分子（「結合エネルギー増加水素分子」、すなわち「Ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ（ジヒドリノ）」）と、（ｄ）
結合エネルギーが約１６．４ｅＶより大きな水素分子イオン（「結合エネルギー増加水素分子イオン」、すなわち「Ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ（ジヒドリノ）分子イオン」）とから成る群から選択された１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る化合物が提供される。
本発明の化合物は通常の水素原子から成る同じ化合物（かかる水素化合物が存在すれば）から区別される一つ以上の特異な性質を有する。特異な性質には、例えば、（ａ）特異な化学量論性性、（ｂ）特異な化学構造、（ｃ）１つ以上の異常な化学特性、例えば導電性、融点沸点、密度、屈折率など、（ｄ）他の元素又は化合物との特異な反応性、（ｅ）室温及び室温以上での安定性、（ｆ）空気及び／又は水中での安定性が含まれる。通常の水素化合物から結合エネルギー増加水素原子を含有する化合物を区別する方法には、１．）元素分析、２．）溶解度、３．）反応性、４．）融点、５．）沸点、６．）温度との関数としての蒸気圧、７．）屈折率、８．）Ｘ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）、９．）ガスクロマトグラフィー、１０．）Ｘ線回折（ＸＲＤ）、１１．）熱量測定、１２．）赤外線スペクトル分析（ＩＲ）、１３．）ラマンスペクトル分析、１４．）メスバウアースペクトル分析、１５．）極端紫外線（ＥＵＶ）放射吸収スペクトル分析、１６．）
紫外線（ＵＶ）放射吸収スペクトル分析、１７．）可視放射吸収スペクトル分析、１８．）核磁気共鳴スペクトル分析、１９．）加熱試料のガス相質量スペクトル分析（固体プローブ四極磁気セクタ質量スペクトル分析、２０．）飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）、２１．）
エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）、２２．） 熱重量測定分析（ＴＧＡ）、２３．）示差熱分析（ＤＴＡ）、２４．）走査型示差熱量計（ＤＳＣ）が含まれる。
本発明に拠れば、結合エネルギーが０．８ｅＶよりも大きな水素化物イオン（Ｈ-）が提供される。結合が約３,７,１１,１７,２３,２９,３６,４３,４９,５５,６１,６６,６９,７１及び７２ｅＶの水素化物イオンが提供される。新規な水素化物イオンからなる組成物も提供される。
新規な水素化物イオンの結合エネルギーは次式で与えられる。
Figure 2009161437
 本発明の水素化物イオンは電子とヒドリノ、すなわち結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／ｎ2（ｎ＝１／ｐ、ｐは１より大きな整数）である水素原子との反応で生じる。得られる水素化物イオンを「ヒドリノ水素化物イオン」と呼称し、以後Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）又はＨ-（１／ｐ）と命名する。
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物イオンは通常の水素原子核と結合エネルギーが０．８ｅＶである２個の電子とから成る通常の水素化物イオンから区別される。後者を以後「通常の水素化物イオン」又は「正常な水素化物イオン」と呼ぶ。ヒドリノ水素化物イオンは水素原子核及び上記式（７）に拠る結合エネルギーで区別することができない２個の電子から成る。
ヒドリノ水素化物イオン、Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）（ｐは整数）の結合エネルギーをｐの関数として表Ｉに示す。
Figure 2009161437
 １つ以上のヒドリノ水素化物イオンと１つ以上のほかの元素とから成る新規な化合物を提供する。かかる化合物を「ヒドリノ水素化物化合物」と呼ぶ。
通常の水素種は次の結合エネルギーによって特徴付けられる；
（ａ）水素化物イオン、０．７５４ｅＶ（通常の水素化物イオン）、（ｂ）水素原子（通常の水素原子）、１３．６ｅＶ、（ｃ）２原子水素分子、１５．４６ｅＶ（通常の水素分子）、（ｄ）水素分子イオン、１６．４ｅＶ（通常の水素分子イオン）、（ｅ）Ｈ3 +、２２．６ｅＶ（通常の三水素分子イオン）。本明細書では水素の形態に関し,「通常」又は「正常」は同義である。
本発明のさらなる好ましい実施例に拠れば、（ａ）結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数を表し、好ましくは２〜２００の整数）である水素原子、（ｂ）結合エネルギーが約、
Figure 2009161437
 である水素化物イオン（Ｈ-）、（ｃ）Ｈ4 +（１／ｐ）、（ｄ）結合エネルギーが２２．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数を表し、好ましくは２〜２００）であるＴｒｉｈｙｄｒｉｎｏ（トリヒドリノ）分子イオンＨ3 +（１／ｐ）、（ｅ）結合エネルギーが１５．５ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数を表し、好ましくは２〜２００）であるジヒドリノ、（ｆ）結合エネルギーが１６．４ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数を表し、好ましくは２〜２００）であるジヒドリノ分子イオンから成る群から選択された１つ以上の結合エネルギー増加水素種からなる化合物が提供される。本文脈中の「約」は計算された結合エネルギーの値の±１０％を意味する。
本発明の化合物は、好ましくは純度が５０原子％である。より好ましくは、化合物の純度は９０原子％よりも高い。最も好ましくは、化合物の純度は９８％原子％よりも高い。
発明の一実施例に拠れば、化合物は負に荷電した結合エネルギー増加水素種を含み、更にプロトン、或はＨ3 +などの１つ以上のカチオンから成る。
本発明の化合物は、結合エネルギー増加水素種に加え、更に１種類以上の正常な水素原子及び／又は正常な水素分子から成る。
化合物は化学構造式、ＭＨ、ＭＨ2、或はＭ2Ｈ2を有し、Ｍはアルカリカチオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学構造式ＭＨnのこともあり、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学構造式ＭＨＸの化合物でもよく、Ｍはアルカリカチオン、Ｘはハロゲン原子、分子などの中性原子の１つ、分子、或はハロゲンアニオンなどの負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式ＭＨＸを有することもあり、Ｍはアルカリ土類金属、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式ＭＨＸを有することもあり、Ｍはアルカリ土類金属、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式がＭ2ＨＸのこともあり、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式ＭＨnのこともあり、ｎは１〜５の整数、Ｍはアルカリカチオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2Ｈnでもよく、ｎは１〜４の整数、Ｍはアルカリ土類金属、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2ＸＨnでもよく、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2Ｘ2Ｈnでもよく、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2Ｘ3Ｈのこともあり、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式がＭ2ＸＨnのこともあり、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2ＸＸ'Ｈでもよく、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｘ'は負に荷電した二価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式がＭＭ'Ｈnでもよく、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＭ'ＸＨnのこともあり、ｎは１又は２の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物の化学式はＭＭ'ＸＨでもよく、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物の化学式はＭＭ'ＸＸ'Ｈでもよく、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘ及びＸ'は負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素原子である。
化合物は化学式がＨnＳのこともあり、ｎは１又は２、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＸＸ'Ｈnのこともあり、ｎは１〜５の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価又は二価のアニオン、Ｘ'はＳｉ、Ａｌ、Ｎｉ、遷移元素、内部遷移元素、或は希土類元素であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＡｌＨnでもよく、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物の化学式がＭＨnのこともあり、ｎは１〜６の整数、Ｍは遷移元素、内部遷移元素、希土類元素、或はＮｉであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物の化学式がＭＮｉＨnのこともあり、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン、ケイ素、或はアルミニウムであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＸＨnのこともあり、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン、ケイ素、アルミニウム、Ｘは遷移元素、内部遷移元素、或は希土類元素カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物の化学式がＭＸＡｌＸ'Ｈnのこともあり、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'は負に荷電した一価又は負に帯電した二価のアニオンのいずれかであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＴｉＨnでもよく、ｎは１〜４の整数であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＡｌ2Ｈnのこともあり、ｎは１〜４の整数であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式［ＫＨmＫＣＯ3］nでもよく、ｍ及びｎはそれぞれが整数であり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式［ＫＨmＫＮＯ3］n +ｎＸ-のこともあり、ｍ及びｎはそれぞれが整数、Ｘは負に荷電した一価のアニオンであり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式［ＫＨＫＮＯ3］nでもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式［ＫＨＫＯＨ］nでもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
カチオン又はアニオンを含む化合物は化学式［ＭＨmＭ′Ｘ］nを有してもよく、ｍ及びｎはそれぞれが整数、Ｍ及びＭ'はそれぞれアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価又は二価のアニオンであり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
カチオン又はアニオンを含む化合物は化学式［ＭＨmＭ′Ｘ′］n +ｎＸ-を有してもよく、ｍ及びｎはそれぞれが整数、Ｍ及びＭ'はそれぞれアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'は負に荷電した一価又は二価のアニオンであり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式ＭＸＳｉＸ'Ｈnのこともあり、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'は負に帯電した一価アニオンか二価アニオンのいずれかであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式ＭＳｉＨnでもよく、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ4nのこともあり、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ4nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ3nでもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ3nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ3nＯmのこともあり、ｎ及びｍは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ3nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉxＨ4x-2yＯyであってもよく、ｘ及びｙはそれそれ整数であり、化合物の水素含有部Ｈ4x-2yは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉxＨ4xＯyであってもよく、ｘ及びｙはそれそれ整数であり、化合物の水素含有部Ｈ4xは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ4n・Ｈ2Ｏでもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ4nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ2n+2でもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ2n+2は１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉxＨ2x+2Ｏyでもよく、ｘ及びｙはそれそれ整数であり、化合物の水素含有部Ｈ2x+2は１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨ4n-2Ｏでもよく、ｎは整数であり、化合物の水素含有部Ｈ4n-2は１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＳｉ4nＨ10nＯnでもよく、ｎは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈ10nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＳｉ4nＨ10nＯn+1でもよく、ｎは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈ10nは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭqＳｉnＨmＯpでもよく、ｑ、ｎ、ｍ及びｐは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭqＳｉnＨmでもよく、ｑ、ｎ及びｍは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨmＯpでもよく、ｎ、ｍ及びｐは整数、化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉnＨmでもよく、ｎ及びｍは整数であり、化合物の水素含有部Ｈｍは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＳｉＨnでもよく、ｎは１〜８の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉ2Ｈnでもよく、ｎは１〜８の整数であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉＨnでもよく、ｎは１〜８の整数であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＳｉＯ2Ｈnでもよく、ｎは１〜６の整数であり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＳｉＯ2Ｈnでもよく、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭＳｉ2Ｈnでもよく、ｎは１〜１４の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
化合物は化学式がＭ2ＳｉＨnでもよく、ｎは１〜８の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、化合物の水素含有部Ｈnは１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る。
ＭＨＸ、Ｍ2ＨＸ、Ｍ2ＸＨn、Ｍ2Ｘ2Ｈn、Ｍ2Ｘ3Ｈ、Ｍ2ＸＸ'Ｈ、ＭＭ'ＸＨn、ＭＭ'ＸＸ'Ｈ、ＭＸＸ'Ｈn、ＭＸＡｌＸ'Ｈnにおいて、負に帯電した一価アニオンはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、或は硝酸イオンである。
ＭＨＸ、Ｍ2ＸＨn、Ｍ2ＸＸ'Ｈ、ＭＭ'ＸＨ、ＭＸＸ'Ｈn、ＭＸＡｌＸ'Ｈnにおいて、負に帯電した二価アニオンは炭酸イオン、酸化物、或は硫酸イオンである。
ＭＸＳｉＸ'Ｈn、ＭＳｉＨn、ＳｉnＨ4n、ＳｉnＨ3n、ＳｉnＨ3nＯm、ＳｉxＨ4x-2yＯy、ＳｉxＨ４xＯy、ＳｉnＨ4m・Ｈ2Ｏ、ＳｉnＨ2n+2、ＳｉxＨ2x+2Ｏy、ＳｉnＨ4n-2Ｏ、ＭＳｉ4nＨ10nＯn、ＭＳｉ4nＨ10nＯn+1、ＭqＳｉnＨmＯp、ＭqＳｉnＨm、ＳｉnＨmＯp、ＳｉnＨm、ＭＳｉＨn、Ｓｉ2Ｈn、ＳｉＨn、ＳｉＯ2Ｈn、ＭＳｉＯ2Ｈn、ＭＳｉ2Ｈn、Ｍ2ＳｉＨnにおいて、化学量論性、熱安定性などの観察された特性及び／又は酸素との反応性などの反応性は水素含有部が通常の水素Ｈだけである対応する通常の化合物とは異なる。観察された特異な特性は結合エネルギー増加水素種に依存する。
これらの化合物の用途には、バッテリー、燃料電池、切断物質、軽量高強度構造体材料及び合成繊維、熱電子発生器のカソード、光ルミネセンス化合物、耐腐食被膜、耐熱被膜、照明用リン光体、光学被膜、光ファイバ、極端紫外線レーザ媒体、光ファイバケーブル、磁石及びコンピュータ磁気記憶媒体、エッチング剤、マスキング剤、半導体製作のドーパント、燃料、爆薬、発射薬が含まれる。結合エネルギー増加水素化合物は化学合成処理方法及び精製方法に有用である。結合エネルギー増加水素イオンは高電圧電解セルの電解質負イオンとしての用途がある。結合エネルギー増加水素種が特異な同位体と結合を形成する際の選択性は元素の所望同位体を純化（精製）する手段を提供する。
本発明のほかの態様に拠れば、ジヒドリノがプロトンとヒドリノ水素化物イオンとの反応、或はヒドリノ水素化物イオンの熱分解、或は結合エネルギー増加水素化合物の熱分解又は化学分解によって生じる。
結合エネルギー増加水素化物イオンの１種類以上から成る化合物を合成する方法を提供する。かかる化合物を以後「ヒドリノ水素化物化合物」と呼ぶ。この方法は原子状水素を反応の正味のエンタルピー、約ｍ／２・２７ｅＶ（ｍは１より大きく、好ましくは４００以下の整数）を有する触媒と反応させて、結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数で、好ましくは２〜２００の整数）である結合エネルギー増加水素原子を産生することから成る。結合エネルギー増加水素原子は電子と反応して、結合エネルギー増加水素化物イオンを生成する。結合エネルギー増加水素化物イオンは１種類以上のカチオンと反応して、１種類以上の結合エネルギー増加水素化物イオンから成る化合物を生成する。
本発明は本発明になるヒドリノ水素化物化合物などの結合エネルギー増加水素化合物を生成するための反応容器をも指向する。かかる反応容器を以後「ヒドリノ水素化物反応容器」と呼ぶ。このヒドリノ水素化物反応容器はヒドリノ類及び電子源を作るセルから成る。反応容器は結合エネルギーが上記（７）式の水素化物イオンを産生する。ヒドリノ類を作るセルは例えば、電解セル、ガスセル、ガス放電セル又はプラズマトーチセルの形態をとる。これらのセルはそれぞれ、原子状水素源、ヒドリノを作るための１種類以上の固体、溶融、液体又はガス状の触媒、水素と触媒とを反応させてヒドリノを作る容器から成る。本明細書で使用し、かつ標記の発明で考察する用語「水素」は、特に断わらない限り、プロチウム（1Ｈ）のほかに重水素及びトリチウムを含む。電子源からの電子はヒドリノと接触して反応し、ヒドリノ水素化物イオンを生成する。
本明細書で「ヒドリノ水素化物反応容器」として記述した反応容器はヒドリノ水素化物イオン及び化合物のほかに、本発明になるその他の結合エネルギー増加水素化合物の生成も可能である。したがって、「ヒドリノ水素化物反応容器」の命名は生成された結合エネルギー増加水素化合物の性質を基準に限定されると理解すべきでない。
電解セルでは、ヒドリノは次のいずれかと接触によって還元されて（すなわち、電子を獲得して）ヒドリノ水素化物イオンを生成する；１．）カソード、２．）セルを構成する還元物質、３．）反応容器構成物のいずれか、又は４．）セルの操作に外因的な還元物質（例えば、外部からセルに加えられた消耗還元物質）。（上記の２〜４項を以後、まとめて「ヒドリノ還元物質」という。）ガスセルでは、ヒドリノはヒドリノ還元物質によってヒドリノ水素化物イオンに還元される。ガス放電セルの場合には、ヒドリノは１．）カソードとの接触、２．）プラズマ電子による還元、又は３．）ヒドリノ還元物質との接触、によってヒドリノ水素化物イオンに還元される。プラズマトーチセルでは、ヒドリノは１．）プラズマ電子による還元、又は２．）ヒドリノ還元物質との接触、によってヒドリノ水素化物イオンに還元される。一実施例では、ヒドリノ水素化物イオン還元物質から成る電子源はヒドリノ原子が存在する場合においてのみ有効である。
本発明になる一態様に拠れば、新規な化合物がヒドリノ水素化物イオンとカチオンから生成される。電解セルでは、カチオンはセルのカソード又はアノード物質の酸化種、添加還元物質のカチオン、或は電解質（液）カチオン（触媒を構成するカチオンなど）のいずれかである。電解質のカチオンは触媒のカチオンのこともある。ガスセルでは、カチオンはセルの材料の酸化種、原子状水素を生成する分子状水素解離物質から成るカチオン、添加還元物質から成るカチオン、或はセルに存在するカチオン（触媒を構成するカチオンなど）である。放電セルでは、カチオンはセルのカソード又はアノード物質の酸化種、添加還元物質のカチオン、或はセルに存在するカチオン（触媒を構成するカチオンなど）のいずれかである。プラズマトーチセルでは、カチオンはセル材料の酸化種、添加還元物質のカチオン、或はセルに存在するカチオン（触媒を構成するカチオンなど）のいずれかである。
バッテリーが提供され、バッテリーはカソード及び酸化物質を含むカソード室、アノード及び還元物質を含むアノード室、カソード室とアノード室との間の回路を完成する塩橋、とから成る。結合エネルギー増加水素化合物はバッテリーのカソード側半反応の酸化物質として働く。酸化物質が結合エネルギー増加水素化合物であってもよい。カチオン又は原子Ｍ(n-1)+の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下であるようにヒドリノ水素化合物イオンに結合したカチオンＭn+（ｎは整数）は酸化物質として働く。別の選択肢として、ヒドリノ水素化物イオンは所与のカチオンにつき、ヒドリノ水素化物イオンがカチオンによって酸化されないように選択される。したがって、酸化物質Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nはカチオンＭn+（ｎは整数）とその結合エネルギーがＭ(n-1)+の結合エネルギーよりも大きいように選択されたヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きい整数）から構成される。安定なカチオン−ヒドリノ水素化物アニオン化合物を選択することで、還元ポテンシャルがカチオンと酸化物質のアニオンとの結合エネルギーによって決まるバッテリーの酸化物質が提供される。
バッテリーの酸化物質は、例えば還元されたジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、
Figure 2009161437
 の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ′）の結合エネルギー以下であるように、ヒドリノ水素化物イオンに結合したジヒドリノ分子イオンから成る結合エネルギー増加水素化合物である。かかる酸化物質の１つが化合物、
Figure 2009161437
 である（ジヒドリノ分子イオンのｐは２、ヒドリノ水素化物イオンのｐ'は１３,１４,１５,１６,１７,１８又は１９）。別の選択肢として、Ｈｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2又はＦｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4の場合、Ｈｅ+及びＦｅ3+の結合エネルギーがそれぞれ５４．４ｅＶ及び５４．８ｅＶであるので、ヒドリノ水素化物イオンのｐは１１〜２０でもよい。したがって、Ｈｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2の場合には、水素化物イオンはＨｅ+（５４．４ｅＶ）よりも高い結合エネルギーを持つように選択される。Ｆｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4の場合、水素化物イオンはＦｅ3+（５４．８ｅＶ）よりも高い結合エネルギーを持つように選択される。
バッテリーの一実施例では、ヒドリノ水素化物イオンは塩橋を経由してカソード室からアノード室へ移動することで、バッテリーの運転中に回路を完成する。塩橋はアニオン導電性膜及び／又はアニオン導電体を構成する。塩橋が、例えば、アニオン導電性膜及び／又はアニオン導電体で構成されることもある。塩橋はゼオライト、ランタノイドホウ酸塩（ＭＢ6など、Ｍはランタノイド）、或はヒドリノ水素化物アニオンの小サイズを基準にしてアニオン導体として選択されたアルカリ土類ホウ酸塩（ＭＢ6など、Ｍはアルカリ土類）から形成される。
バッテリーは任意に再充填（リチャージ）可能なように作成される。再充填可能なバッテリーの実施例に拠れば、カソード室は還元された酸化物質を含有し、アノード室は酸化された還元物質を含有する。バッテリーは移動して回路を完成するヒドリノ水素化物イオンなどのイオンから更に構成される。バッテリーを再充填可能にするために、結合エネルギー増加水素化合物から成る酸化物質は、適当な電圧をバッテリーに印加することで再生されて、所望の酸化物質を生成することができなければならない。代表的な適正電圧は約１ボルトから約１００ボルトである。酸化物質Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nは所望の電圧で生成した所望のカチオンからなり、カチオンＭ(n-1)+からＭn+を生成するｎ次イオン化エネルギーＩＰn（ｎは整数）がヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きい整数）の結合エネルギー以下であるように選択される。
還元された酸化物質は、例えば金属鉄であり、ヒドリノ水素化物イオン源を有する酸化された還元物質は、例えばカリウムヒドリノ水素化物（Ｋ+Ｈ-（１／ｐ））である。適正な電圧を印加することで、還元された酸化物質（Ｆｅ）を所望の酸化状態（Ｆｅ4+）に酸化して、酸化物質〔Ｆｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4、ヒドリノ水素化物イオンのｐは１１〜２０の整数〕を生成する。適正な電圧の印加で、酸化された還元物質（Ｋ+）をも所望の酸化状態（Ｋ）に還元して、還元物質（金属カリウム）が生成する。ヒドリノ水素化物イオンはアノード室から塩橋を経由してカソード室に移動することによって回路を完成する。
バッテリーの実施例では、カソード室はカソードとして機能する。
ヒドリノ水素化物イオンを供給する結合エネルギー増加水素化合物は電気分解によって物質の所望する組成物の合成に利用することができる。ヒドリノ水素化物イオンは高電圧電解セルの電解質の負イオンとして働く場合もある。ジントル相ケイ化物及びシランなどの所望の化合物が、アニオン、電解質、或は電解溶液を分解することなく、電気分解を利用して合成されうる。ヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーはセルの運転中に生成するいかなる通常の種よりも大きい。セルは、ヒドリノ水素化物イオンを分解することなく、所望の生成物を生成する所望の電圧で運転することができる。所望の生成物がカチオンＭn+（ｎは整数）である場合、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）はその結合エネルギーがＭ(n-1)+の結合エネルギーよりも大きいように選択される。所望の電圧で生成した所望のカチオンはカチオンＭ(n-1)+からＭn+（ｎは整数）を生成するｎ次のイオン化エネルギーＩＰn（ｎは整数）がヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下であるように選択される。別の選択肢として、ヒドリノ水素化物イオンは所望のカチオンにつき、カチオンによって酸化されないように選択される。例えば、Ｈｅ2+又はＦｅ4+の場合、ヒドリノ水素化物イオンのｐは、Ｈｅ+及びＦｅ3+の結合エネルギーがそれぞれ５４．４ｅＶ及び５４．８ｅＶであるので、１１〜２０である。したがって、所望の化合物がＨｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2である場合、水素化物イオンはＨｅ+（５４．４ｅＶ）よりも高い結合エネルギーをもつように選択される。所望の化合物がＦｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4の場合、水素化物イオンはＦｅ3+（５４．８ｅＶ）よりも高い結合エネルギーをもつように選択される。ヒドリノ水素化物イオンは、電解質が運転中に分解しないで、所望の生成物を生成するように選択される。
本発明の燃料電池は酸化物質源、酸化物質源と通じてカソード室に収納されたカソード、アノード室の中のアノード、カソード室とアノード室との間で回路を完成する塩橋とから構成される。酸化物質は酸化物質源からのヒドリノでもよい。ヒドリノは反応してカソード側の半反応でヒドリノ水素化物イオンを生成する。結合エネルギー増加水素化合物がヒドリノを供給する。ヒドリノは結合エネルギー増加水素化合物の熱分解又は化学分解によって、酸化物質源からカソードに供給されてもよい。別法として、酸化物質源は本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル、或はプラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器でもよい。燃料電池の代替酸化物質は結合エネルギー増加水素化合物から成る。例えば、カチオン又は原子Ｍ(n-1)+の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下であるようにヒドリノ水素化合物イオンに結合したカチオンＭn+（ｎは整数）は酸化物質として作用する。酸化物質源、Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nなどは本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル、或はプラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器でもよい。
燃料電池の１実施例では、カソード室はカソードとして機能する。
本発明の別の実施例に拠れば、結合エネルギー増加水素化合物の１種類以上から成る燃料が提供される。
発明の別の態様に拠れば、次の反応物質の少なくとも１つの熱分解又は化学反応によってエネルギーが放出される；（１）結合エネルギー増加水素化合物、（２）ヒドリノ、或は（３）ジヒドリノ。分解反応又は化学反応は、（ａ）反応物質と異なる化学量論性を持つ結合エネルギー増加水素化合物、（ｂ）化学量論性が同じで、反応物質の対応する種より高結合エネルギーを持つ１種類以上の結合エネルギー増加種からなる結合エネルギー増加水素化合物、（ｃ）ヒドリノ、（ｄ）反応物質ジヒドリノよりも高結合エネルギーを有するジヒドリノ、或は（ｅ）
反応物質ヒドリノよりも高結合エネルギーを有するヒドリノ、の少なくとも１種を生成する。反応物質及び生成物として代表的な結合エネルギー増加水素化合物には、「実験結果」のセクション及び「そのほかの結合エネルギー増加化合物」のセクションに示した化合物が含まれる。
発明の別に実施例は結合エネルギーが約０．６５ｅＶのヒドリノイオンを含む結合エネルギー増加水素化合物である。
本発明の別の実施例では、結合エネルギーが約０．６５ｅＶの水素化物イオンを含む化合物を製造する方法を提供する。この方法はエネルギー増加水素原子を供給すること、エネルギー増加水素原子と第１の還元物質とを反応させること、これによって結合エネルギーが０．８ｅＶよりも大きな１つ以上の安定な水素化物イオン及び１つ以上の非反応性原子状水素を生成すること、とから成る。この方法は、更に、非反応性原子状水素を収集すること、非反応性原子状水素を第２の還元物質と反応させること、これによって結合エネルギーが約０．６５ｅＶである水素化物イオンを含む安定な水素化物イオンを生成すること、とから成る。第１の還元物質は高い仕事関数、すなわち非反応性水素との正の反応自由エネルギーを有する。第１の還元物質は金属、タングステンなどのアルカリ又はアルカリ土類以外の金属である。第２還元物質はプラズマ又はアルカリ又はアルカリ土類金属から成る。
発明の別の実施例はエネルギーの爆発的な放出方法である。結合エネルギーが約０．６５ｅＶである水素化物イオンを含む結合エネルギー増加水素化合物をプロトンと反応させて、１次結合エネルギーが約８,９２８ｅＶである分子状水素を生成する。プロトンは酸又は超酸によって供給される。酸又は超酸は、例えばＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3、ＨＦとＳｂＦ5との反応生成物、ＨＣｌとＡｌ2Ｃｌ6との反応生成物、Ｈ2ＳＯ3ＦとＳｂＦ5との反応生成物、Ｈ2ＳＯ4とＳＯ2との反応生成物、及びこれらの組合せから成る。酸又は超酸プロトンの反応は水素化物イオン又は水素化物化合物と酸又は超酸との急速な混合によって開始する。急速な混合は、例えば水素化物イオン又は水素化物イオン化合物及び酸又は超酸に近接した通常の爆薬のデトネーションによって達成することができる。
本発明のほかの実施例は結合エネルギーが約０．６５ｅＶである水素化物イオンを含有する結合エネルギー増加水素化合物の熱分解からなるエネルギーの爆発的放出方法である。化合物の分解が１次結合エネルギー約８,９２８ｅＶである水素分子を生成する。熱分解反応は、例えば水素化物イオン化合物に近接した通常の爆薬のデトネーションによって達成することができる。熱分解は、例えば水素化物イオン化合物の衝撃加熱によっても達成することができる。衝撃加熱は、例えば水素化物イオン化合物を先端に付けた発射体を、衝撃でデトネーションを引起こす条件下で、衝突させることによって達成することができる。
結合エネルギー増加水素化合物のほかの用途は、出発材料よりも好ましくは異なる高電圧を有する、熱電子カソードの製作におけるドーパントとしての用途である。例えば、出発材料はタングステン、モリブデン、或はこれらの酸化物である。ドープした熱電子カソードの好適な実施例では、ドーパントはヒドリノ水素化物イオンである。金属などの材料にイオン注入、エピタキシ、真空蒸着によってヒドリノ水素化物イオンをドープして優れた熱電子カソードを作出することができる。特異なｐ−ヒドリノ水素化物イオン（Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）、ｎは整数）が、ドーピング後における電圧など、所望の特性を付与するために選ばれる。
結合エネルギー増加水素化合物のその他の用途は、出発材料に比べそれぞれ異なるバンドギャップを有するドープした半導体の製作におけるドーパント又はドーパント成分としての用途である。例えば、出発材料は通常の半導体、通常のドープした半導体、或はシリコン、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、ヒ素、りん、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、第ＩＩＩ族元素、第ＩＶ族元素、あるいは第Ｖ族元素などの通常のドーパントである。ドープした半導体の好ましい実施例では、ドーパント又はドーパント成分はヒドリノ水素化物イオンである。シリコンなどの材料にイオン注入、エピタキシ、真空蒸着でヒドリノ水素化物イオンをドープして優れたドープ半導体を作出することができる。特異なｐ−ヒドリノ水素化物イオン（Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）、ｎは整数）が、ドーピング後におけるバンドギャップなど、所望の特性を付与するために選ばれる。
同位体の分離方法は所望の元素を含有する同位体混合物の元素又は化合物を結合エネルギー増加水素種と不足状態で反応させるステップから成る。反応生成物の結合エネルギーは所望の元素の同位体に依存する。したがって反応では、所望の同位体中に濃縮した所望の元素を含有する新化合物と少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種とが主に生成する。或は反応では、所望しない同位体の中に濃縮した所望の元素を含有する新化合物と少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種とが主に生成する。１つ以上の結合エネルギー増加水素種と同位体に濃縮した所望の元素からなる化合物が純化される。これが元素の濃縮同位体を得る手段である。或は、１つ以上の結合エネルギー増加水素種から成る化合物と同位体に濃縮した所望しない元素とを除いて、元素の所望の濃縮同位体を得る。
元素の同位体を分離する方法は、結合エネルギー増加水素種と結合エネルギー増加水素種を基準にして所望同位体のモル過剰から成る同位体元素混合物とを反応させて、所望同位体に濃縮した化合物を生成させること及び、
この所望の同位体に濃縮された化合物を純化すること、とから成る。
一つ以上の化合物に存在する元素の同位体を分離する方法は、結合エネルギー増加水素種と結合エネルギー増加水素種を基準にして所望同位体のモル過剰を含む同位体混合物から成る化合物とを反応させて、所望同位体に濃縮した化合物を生成させること及び、この所望の同位体に濃縮された化合物を純化すること、とから成る。
元素同位体を分離する方法は、結合エネルギー増加水素種と結合エネルギー増加水素種を基準にして所望でない同位体のモル過剰から成る同位体元素混合物とを反応させて、所望でない同位体に濃縮した化合物を生成させること及び、この所望でない同位体に濃縮された化合物を除くこと、とから成る。
一つ以上の化合物に存在する元素同位体を分離する方法は、結合エネルギー増加水素種と結合エネルギー増加水素種を基準にして所望でない同位体のモル過剰を含む同位体混合物から成る化合物とを反応させて、所望でない同位体に濃縮した化合物を生成させること及び、この所望でない同位体に濃縮された化合物を除くこと、とから成る。
同位体を分離する方法の１実施例では、結合エネルギー増加水素種はヒドリノ水素化物イオンである。
その他の目的、態様及び本発明の特徴は、操作方法及び関連要素の機能とともに、添付図面を参照して以下の説明及び付属する特許請求の範囲を考察することで明らかになると思われる。これらの総ては本明細書の一部をなすものであり、明細書中の参照数字は種々の図における対応部分を示すものである。
米国特許第４５１２９６６号明細書 米国特許第３３００３４５号明細書 米国特許第３８１２１９２号明細書 米国特許第４２６５７２０号明細書 米国特許第３３７７２６５号明細書 米国特許第３３５９４２２号明細書 米国特許第４９８６８８７号明細書 米国特許第４３５３８７１号明細書
MILLS, R. L. et. al,Dihydrino Molecule Identification Fusion Technology, January 1994, Vol 25,pages 103-119
ＩＩＩ．図面の簡単な説明
図１は本発明になる水素化物反応容器の模式図である。 図２は本発明になる電解セル水素化物反応容器の模式図である。 図３は本発明になるガスセル水素化物反応容器の模式図である。 図４は本発明になる実験用ガスセル水素化物反応容器の模式図である。 図５は本発明になるガス放電セル水素化物反応容器の模式図である。 図６は本発明になる実験用ガス放電セル水素化物反応容器の模式図である。 図７は本発明になるプラズマトーチセル水素化物反応容器の模式図である。 図８は本発明になる別のプラズマトーチセル水素化物反応容器の模式図である。 図９は本発明になる燃料電池の模式図である。 図９Ａは本発明になるバッテリーの模式図である。 図１０は対照ガラス状炭素棒のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜１２００ｅＶ結合エネルギー領域である。 図１１は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3電解質（液）の電解後のガラス状炭素棒カソード（試料＃１）のサーベースペクトル、同定された１次元素である。 図１２は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3電解質の電解後のガラス状炭素棒カソード（試料＃１）の低結合エネルギー領域（０〜２８５ｅＶ）である。 図１３は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3電解質の電解後のガラス状炭素棒カソード（試料＃１）のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の５５〜７０ｅＶ結合エネルギー領域である。 図１４は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3電解質の電解後のガラス状炭素棒カソード（試料＃２）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７０ｅＶ結合エネルギー領域である。 図１５は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3電解質の電解及び貯蔵３か月後のガラス質炭素棒カソード（試料＃３）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７０ｅＶ結合エネルギー領域である。 図１６は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セルから電解質を濾過することによって調製した結晶（試料＃４）のサーベースペクトル、同定された１次元素である。 図１７は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セルから電解質を濾過することによって調製した結晶（試料＃４）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域である。 図１８は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セルからの電解質を酸性にし、酸性にした溶液を室温放置で結晶が生成するまで濃縮することによって調製した結晶（試料＃５）のサーベースペクトル、同定された１次元素である。 図１９は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セルからの電解質を酸性にし、酸性にした溶液を室温放置で結晶が生成するまで濃縮することによって調製した結晶（試料＃５）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域である。 図２０はサーマコア インコーポレイテッド（Ｔｈｅｒｍａｃｏｒｅ Ｉｎｃ．）が運転したＫ2ＣＯ3電解セルから電解質を沈澱が生成し始めるまで濃縮することによって調製した結晶（試料＃６）のサーベースペクトル、同定された１次元素である。 図２１はサーマコア インコーポレイテッドが運転したＫ2ＣＯ3電解セルから電解質を沈澱が生成し始めるまで濃縮することによって調製した結晶（試料＃６）の同定された１次元素を伴う高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域である。 図２２は試料＃４、試料＃５、試料＃６及び試料＃７に関する高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域の重畳である。 図２３は試料＃８、試料＃９及び試料＃９Ａの底部から頂部の順に積重ねた高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）（０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域）である。 図２４はＬｉＮＯ3で１Ｍにし、ＨＮＯ3で酸性にしたＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質からの結晶（電解セル試料＃３）の試料ヒータ温度２００℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２５ＡはＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質から濾過した結晶（電解セル試料＃４）の試料ヒータ温度１８５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２５ＢはＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質から濾過した結晶（電解セル試料＃４）の試料ヒータ温度２２５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２５ＣはＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質から濾過した結晶（電解セル試料＃４）の試料ヒ−タ温度２３４℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物及びシラン断片（フラグメント）ピークの割当である。 図２５ＤはＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質から濾過した結晶（電解セル試料＃４）の試料ヒータ温度２４９℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主要成分ヒドリノ水素化物シラン化合物、シロキサン化合物及びシラン断片ピーク（フラグメントピーク）の割当である。 図２６Ａは結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッドによって運転されたＫ2ＣＯ3電解セルからの酸性電解質から、結晶皿の外端で生成した黄白色結晶（電解セル試料＃５）の試料ヒータ温度２２０℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２６Ｂは結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッドによって運転されたＫ2ＣＯ3電解セルからの酸性電解質から、結晶皿の外端で生成した黄白色結晶（電解セル試料＃５）の試料ヒータ温度２７５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２６Ｃは結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッドによって運転されたＫ2ＣＯ3電解セルからの酸性電解質から、結晶皿の外端で生成した黄白色結晶（電解セル試料＃６）の試料ヒータ温度２１２℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２６Ｄは結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッドによって運転されたＫ2ＣＯ3電解セルの酸性電解質から、結晶皿の外端で生成した黄白色結晶（電解セル試料＃６）の試料ヒータ温度１４７℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物及びシラン断片ピークの割当である。 図２７はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃１）蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）で、試料は質量範囲ｍ／ｅ＝７５〜１００で走査しながら試料を温度９０〜１２０℃に動力学的に加熱したものである。 図２８Ａは図２７に示した試料の後に続く合計時間が７５秒であった繰返し走査での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２８Ｂは試料温度２００℃で４分後に走査した図２７に示した試料の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図２９はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃２）の試料温度２２５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図３０ＡはＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の頂部の暗黒色帯から調製した結晶（ガスセル試料＃３Ａ）の試料ヒータ温度２５３℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物及びシラン断片ピークの割当である。 図３０ＢはＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の頂部の暗黒色帯から調製した結晶（ガスセル試料＃３Ｂ）の試料ヒータ温度２１６℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物、シロキサン化合物及びシラン断片ピークの割当である。 図３１は図３０Ａ及び３０Ｂに示したスペクトルの直後にとったヨウ素の純結晶蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）である。 図３２はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の胴体からの結晶（ガスセル試料＃４）の試料ヒータ温度２２６℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図３３はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器から調製し、再結晶した結晶（ガスセル試料＃４）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜７５ｅＶ結合エネルギー領域で、図３２に示した質量スペクトルに対応するものである。 図３４ＡはＲｂＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃５）の試料温度２０５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図３４ＢはＲｂＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃５）の試料ヒータ温度２０１℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物、シロキサン化合物及びシラン断片ピークの割当ある。 図３４ＣはＲｂＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード、Ｗフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃５）の試料ヒータ温度２３５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）、主成分ヒドリノ水素化物シラン化合物、シロキサン化合物及びシラン断片ピークの割当である。 図３５はＫＩ触媒及びＮｉ電極からなるガス放電セルヒドリノ水素化物反応容器からの結晶の試料ヒータ温度２２５℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。 図３６はプラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器からの結晶の試料ヒータ温度２５０℃での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）、主成分アルミニウムヒドリノ水素化物化合物及び断片のピークの割当である。 図３７は電解セル、ガスセル、ガス放電セル、及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器からの結晶の質量スペクトルを記録した後に採った水素（ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、水（ｍ／ｅ＝１８、ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、炭酸ガス（ｍ／ｅ＝４４及びｍ／ｅ＝１２）、炭化水素断片ＣＨ3 +（ｍ／ｅ＝１５）、炭素（ｍ／ｅ＝１２）の時間の関数としての質量スペクトルである。 図３８は質量スペクトル分析器にオンライン接続したＫ2ＣＯ3電解セルのＮｉチューブカソードからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）である。 図３９はＫ2ＣＯ3電解セルからの非再結合性ガスからなるＭＩＴ試料の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）である。 図４０は加熱プラチナフィラメント及びフィラメントで加熱された石英ボート内のＫＮＯ3粉末を含むカルヴェ（Ｃａｌｖｅｔ）電池における水素の触媒作用中及びヘリウムへの応答中の時間に対する出力である。 図４１Ａは真空にしたステンレススチール試料ビンに収集した水素の触媒作用後、ペンシルベニア州立大学（ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａＳｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）カルヴェ電池からのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）である。 図４１Ｂは真空にしたステンレススチール試料ビンに低い試料圧力で収集した水素の触媒作用後、ペンシルベニア州立大学のカルヴェ電池からのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）である。 図４２は真空にしたステンレススチール試料ビンに収集した水素の触媒作用後、ペンシルベニア州立大学のカルヴェ電池からのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）である。 図４３は新品のニッケル線と結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、６．３×１０8Ｊを産生したＮａ2ＣＯ3電解セル及びＫ2ＣＯ3電解セルからのカソードとの断熱熱量計を用いたヒドリノ水素化物化合物分解反応のエンタルピー測定結果である。 図４４はプラズマトーチマニホルドから収集した試料の、試料を４００℃に加熱したときに放出されたガスの、ガスクロマトグラフ分析（カラム長６０ｍ）である。 図４５は高純度水素のガスクロマトグラフ分析（カラム長６０ｍ）である。 図４６は真空容器中で加熱したＫ2ＣＯ3電解セルからのニッケル線カソードの熱分解ガスのガスクロマトグラフ分析（カラム長６０ｍ）である。 図４７は反応ガスが１００％ＣｕＯ再結合器を経由して流れ、オンラインで接続したガスクロマトグラフで試料採取した場合の触媒（ＫＩ）による水素放出ガスのガスクロマトグラフ分析（カラム長６０ｍ）である。 図４８は水素がイオン水素スピルオーバー触媒物質〔１％Ｐｔ担持グラファイトカーボン５重量％含有グラフォイル（Ｇｒａｆｏｉｌ）上の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）４０重量％〕を溢流する前のＸ線回折（ＸＲＤ）データである。 図４９は水素がイオン水素スピルオーバー触媒材料〔１％Ｐｔ担持グラファイトカーボン５重量％含有Ｇｒａｆｏｉｌ上の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）４０重量％〕を溢流した後のＸ線回折（ＸＲＤ）データである。 図５０はＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の保存ニッケルカソードからの結晶（試料＃１Ａ）のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンである。 図５１はサーマコア インコーポレイテッドが運転したＫ2ＣＯ3電解セルからの電解質を沈澱が生成し始めるまで濃縮して調製した結晶（試料＃２）のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンである。 図５２は放電セル光源、窓なし極端紫外線（ＥＵＶ）スペクトル分析の極端紫外線（ＥＵＶ）分光器及びヒドリノ、ヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ水素化物化合物、及びジヒドリノ分子イオンの生成及び遷移の観察に用いた質量スペクトル分析器を含む装置の模式図である。 図５３は通常の水素及び触媒貯蔵器から加熱によって気化したＫＮＯ3触媒での水素触媒作用につき記録したＥＵＶスペクトル（２０〜７５ｎｍ）である。 図５４はプラズマ放電によるニッケルフォーム金属カソードから気化したＫＩ触媒での水素触媒作用につき記録したＥＵＶスペクトル（９０〜９３ｎｍ）である。 図５５はアノードとして作用した５方向（ファイブウェイ）ステンレススチールクロス放電セル、ステンレススチール中空カソード及び加熱によって触媒貯蔵器から中空カソードのプラズマ中に直接気化したＫＩ触媒での水素触媒作用につき記録したＥＵＶスペクトル（８９〜９３ｎｍ）で、４対照（無触媒）試験の上に重ねたものである。 図５６はプラズマ放電によって中空銅カソードから気化したＫＩ触媒での水素触媒作用につき記録したＥＵＶスペクトル（９０〜９２．２ｎｍ）である。 図５７は中空ステンレススチールカソードを有しアノードとして働いた５方向ステンレススチールクロスから成る放電セルにプラズマ放電により励起した通常水素につき記録したＥＵＶスペクトル（２０〜１２０ｎｍ）である。 図５８はアノードとして作用した５方向ステンレススチールクロスと中空ステンレススチールカソードとから成る放電セルで遷移を励起した触媒貯蔵器から、加熱によって気化したＫＩ触媒で合成されたヒドリノ水素化物化合物につき記録したＥＵＶスペクトル（２０〜１２０ｎｍ）である。 図５９はＫＩ触媒がプラズマ放電によってセルの壁から気化し、放電プラズマプロトンと反応してヒドリノを生成する水素触媒作用につき記録したＥＵＶスペクトル（１２０〜１２４．５ｎｍ）である。 図６０はＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８及び試料＃１０の下から上の順で積重ねたＴＯＦＳＩＭＳスペクトルｍ／ｅ＝９４〜９９である。 図６１ＡはＴＯＦＳＩＭＳ試料＃２、試料＃４、試料＃１、試料＃６及び試料＃８の下から上の順で積重ねたＴＯＦＳＩＭＳスペクトルｍ／ｅ＝０〜５０である。 図６１ＢはＴＯＦＳＩＭＳ試料＃９、試料＃１０、試料＃１１及び試料＃１２の下から上の順で積重ねたＴＯＦＳＩＭＳスペクトルｍ／ｅ＝０〜５０である。 図６２はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器のキャップから調製した結晶の試料ヒータ温度１５７℃での蒸気の積重ね質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）で、ＩＰ＝３０ｅＶ、ＩＰ＝７０ｅＶ及びＩＰ＝１５０ｅＶの上から下の順で積重ねたものである。 図６３は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、６．３×１０8Ｊを産生した既に記述したセルからのＫ2ＣＯ3電解質３００ｃｃを回転気化器で沈澱が生成し始めるまで５０℃で回転気化器（ロータリーエバポレーター）を使用して濃縮して調製した結晶（ＸＰＳ試料＃７、ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）の蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）で、試料ヒータ温度１００℃及びＩＰ＝７０ｅＶでのものである。 図６４は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、６．３×１０8Ｊを産生した既に記述したＫ2ＣＯ3電解セルからの電解質を回転気化器で濃縮し室温に放置して結晶を生成させて調製した結晶（ＸＰＳ試料＃７）のサーベースペクトル、同定された１次元素である。 図６５はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ＸＰＳ試料＃１３）のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の結合エネルギー６７５ｅＶ〜７６５ｅＶ領域、同定されたＦｅ２ｐ1及びＦｅ２ｐ3ピークである。 図６６はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器のキャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ＸＰＳ試料＃１４）の結合エネルギー０〜１１０ｅＶ領域のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）である。 図６７はＫＩ（ＸＰＳ試料＃１５）の結合エネルギー０〜８０ｅＶ領域のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）である。 図６８は標準炭酸カリウムのＦＴＩＲスペクトルをディジタル的に除いた試料＃１のＦＴＩＲスペクトルである。 図６９は試料＃１のＦＴＩＲスペクトルと標準炭酸カリウムのＦＴＩＲスペクトルとの重合せＦＴＩＲスペクトルである。 図７０は試料＃４のＦＴＩＲスペクトルである。 図７１は、１．）結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッド運転のＫ2ＣＯ3電解セルのカソードから取り外し、蒸留水で洗浄し乾燥したニッケル線、２．）ブラックライトパワー インコーポレイテッド運転の対照Ｎａ2ＣＯ3電解セルのカソードから取り外し、蒸留水で洗浄し乾燥したニッケル線、３．）試料＃２及び試料＃３の電解セルに用いたのと同じニッケル線（ＮＩ２００ ０．０１９７’’、ＨＴＮ３６ＮＯＡＧ１、Ａｌ ワイヤー テック インコーポレイテッド（Ａｌ Ｗｉｒｅ Ｔｅｃｈ．Ｉｎｃ．）、との積重ねラマンスペクトルである。 図７２は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セルから回転気化器を用いて電解質を濃縮し、室温に放置して結晶を生成さて調製した結晶（試料＃４）のラマンスペクトルである。 図７３はサーマコア インコーポレイテッド運転のＫ2ＣＯ3電解セルからの電解質を沈澱が生成し始めるまで濃縮して調製した結晶（試料＃１）のマジックアングル固体ＮＭＲスペクトルである。 図７４は試料＃１２の結合エネルギー０〜１６０ｅＶ領域でのサーベーＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）、同定された１次元素及びジヒドリノのピークである。 図７５は、１．）９９．９９９％ＫＮＯ3からなる標準（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃１）、２．）結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッド運転のＫ2ＣＯ3電解セルの酸性電解質から結晶皿の外端に生成した黄白色結晶からの結晶（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）、との積重ねＴＧＡの結果である。 図７６は、１．）９９．９９９％ＫＮＯ3からなる標準（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃１）、２．）結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー、１．６×１０9Ｊを産生したサーマコア インコーポレイテッド運転のＫ2ＣＯ3電解セルの酸性電解質から結晶皿の外端に生成した黄白色結晶からの結晶（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）、との積重ねＤＴＡの結果である。
ＩＶ．発明の詳細な説明
結合エネルギーが約０．８ｅＶよりも大きな水素化物イオン、すなわちヒドリノ水素化物イオンの生成は安定性が向上した又は水中での反応性が低いアルカリ水素化物及びアルカリ土類水素化物の製造を可能にする。加えて、ヒドリノ水素化物イオンで極めて安定な金属水素化物を製造することが出来る。
結合エネルギー増加水素種は或る特定なカチオンと極めて強い結合を形成し、切断物質（例えば、ダイヤモンド代替物）、構築物材料及び新規な無機ポリマーなどの合成繊維など、多くの用途を持つ特異な特性を有する。かかるヒドリノ水素化物イオンは質量が小さいので、これらの材料はほかのアニオンを含む現材料よりも軽量である。
結合エネルギー増加水素種には、熱電子発生器のカソード、光ルミネセンス化合物（例えば、ジントル（Ｚｉｎｔｌ）相ケイ化物及び結合エネルギー増加水素種を含むシラン）の生成、耐蝕被膜、耐熱被膜、照明用リン光体、光学被膜、光学フィルタ（例えば、特異な連続体（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）放射及び結合エネルギー増加水素種の吸収バンドに由来する）、極端紫外線レーザの媒体（例えば、高次に正に荷電したカチオンを有する化合物として）、光フアイバケーブル（例えば、低減衰の電磁放射、高屈折媒体材料など）、磁石及びコンピュータの磁気記憶媒体（例えば、鉄、ニッケル、クロムなどの強磁性カチオンを有する化合物として）、化学合成処理法、精製方法などの多くの用途がある。特異なｐ−ヒドリノイオン（Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）、ｐは整数）はドーピング後の電圧など所望の特性を付与するのに選択される。
結合エネルギー増加水素化合物の生成に繋がる反応は化学エッチングプロセス、例えばコンピュータ用チップ製造の半導体エッチング、に有用である。ヒドリノ水素化物イオンは半導体材料の伝導エネルギー及び価電子帯を変えるための半導体ドーパントとして有用である。ヒドリノ水素化物イオンはイオン注入、ビームエピタキシ又は真空蒸着によって半導体材料中に組込まれうる。特異なｐ−ヒドリノイオン（Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）、ｐは整数）はドーピング後のバンドギャップなど所望の特性を付与するのに選択されうる。
ヒドリノ水素化物化合物は半導体のマスク剤として有用である。ヒドリノ種終端（水素終端に対し）シリコンが用いられうる。
高度に安定なヒドリノ水素化物イオンは高電圧電解セルの電解質の負イオンとして利用される。さらなる用途では、極安定なヒドリノ水素化物イオンは燃料電池又はバッテリーのカソード側の反応生成物として、現状のバッテリー及び燃料電池の通常のカソード生成物に比較し、顕著な改善を提起する。上記（８）式のヒドリノ水素化物反応は更に多くのエネルギーを放出する。
バッテリー類の製作において、ヒドリノ水素化物イオンは更に進歩したバッテリーとして利用される。酸化物質化合物として、高度に酸化されたカチオンとヒドリノ水素化物イオンとから成るヒドリノ水素化物化合物から構成されるバッテリー（ヒドリノ水素化物バッテリー）は、従来のバッテリーに比べ、軽量、高電圧、高出力、より大きなエネルギー密度を有する。１実施例では、ヒドリノ水素化物バッテリーは通常バッテリーの約１００倍のセル電圧を有する。ヒドリノ水素化物バッテリーの抵抗は通常バッテリーよりも低い。したがって、発明になるバッテリーの出力は通常のバッテリーの１０,０００倍以上である。更に、ヒドリノ水素化物バッテリーはキログラム当たり１００,０００ワット−時以上のエネルギー密度を有することができる。最も進歩した通常のバッテリーでは、エネルギー密度はキログラム当たり２００ワット−時以下である。
結合エネルギー増加水素化合物、特にヒドリノ水素化物化合物の反応の急速な運動特性及び極端な発熱特性のために、その他の用途には軍用品、爆薬、発射体及び固形燃料が含まれる。
ヒドリノ原子と水素化物イオンとが特定な同位体と結合を形成する選択性は結合エネルギーの差に基づくものであり、元素の所望同位体を純化する手段を提供する。
１．水素化物イオン
ヒドリノ原子Ｈ［ａH／ｐ］は電子と反応して、式（８）に示すように、対応するヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）を生成する。水素化物イオンはそれぞれが核と「電子１」及び「電子２」とからなる２電子原子の特殊な場合である。２電子原子の結合エネルギーの導出は‘９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴに記述がある。水素化物結合エネルギー導出の概要は数式番号（＃．＃＃＃）の形式に従い、‘９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴに記載の番号に対応する。
水素化物イオンはＺ＝＋１のプロトンに結合した区別できない２個の電子からなる。それぞれの電子は遠心力を受け、釣り合う向心力（個々の電子上の）は電子と核との間の電気的な力によって生じる。更に、磁気力が２電子間に存在し電子の対を引起こす。
１．１ 軌道球半径、ｒ n の決定
水素化物イオンを形成する第２電子の水素原子への結合を考える。第２電子は、第１電子の半径の外側で電場がゼロであるので、電気的中心力を受けない。しかし、第２電子は電子１に由来する磁気力を受け、電子１とスピン対を生じる。こうして、電子１は遠心力として作用する電子２の反応力を受ける。力の釣合い方程式は２個の結合した電子に作用する合計の力を一緒にして等置することで決定される。対になった電子の軌道球に関する力の釣合い方程式は質量上の力と荷電密度を等置して決定することができる。両方の電子の遠心力は式（７．１）と式（７．２）で与えられ、質量は２ｍeである。電場は電荷の端に沿って並ぶ。両方の電子は同じ半径で対になっているので、電子１の電荷密度で終わる電場ラインの数は電子２の電荷密度で終わる電場ラインの数に等しい。電気力は電場ラインの数に比例するので、電子と核との間の電気的向心力、Ｆele、は式（１２）で与えられる。
Figure 2009161437
 上式中、ε0は自由空間の透過率である。２個の対になった電子上の外側の磁気力は式（７．１５）の負で与えられ、質量は２ｍeである。電子１及び電子２の外側の遠心力と磁気力は電気力によって釣合い、式（１３）で与えられる。
Figure 2009161437
 上式中Ｚ＝１。ｒ2で解いて、
Figure 2009161437
 すなわち、電子２の最終半径、ｒ2は式（１４）で与えられ、これは電子１の最終半径ｒ1でもある。
１．２ 結合エネルギー
イオン化に際し電子２は無限大へ移動する。核運動量の保存によって決定された電磁放射の吸収に関する選択規則によって、プロトンの吸収は反平行スピン対電子のスピン軸が平行になるようにする。不対エネルギー、Ｅunpairing（ｍａｇｎｅｔｉｃ）は式（７．３０）と式（１４）の２倍とで与えられる。なぜならば、磁気エネルギーは、式（１．１２２〜１．１２９）に由来するので、磁場の二乗に比例するからである。磁気斥力はスピン軸の平行配位のためにイオン化する電子の上に存在する。電子２を電子１の半径より無限小に大きい半径に移動させるエネルギーはゼロである。この場合、電子２に作用する唯一つの力は磁気力である。エネルギー保存則により、電子２を無限大に移動させ水素化物イオンをイオン化させるポテンシャルエネルギー変化は式（１３）の磁気力から計算することが出来る。磁気仕事量、Ｅmagworkはｒ2から無限大までの磁気力の負の積分である（式（１３）の右辺第２項）。
Figure 2009161437
 式中のｒ2は式（１４）で与えられる。積分の結果は次の（１６）式で与えられる。
Figure 2009161437
 上記式中、ｓ＝１／２。電子２を無限大に移動させることによって、電子１は半径ｒ1＝ａHに移動し、対応する磁気エネルギー、Ｅelecton1final（ｍａｇｎｅｔｉｃ）は式（７．３０）で与えられる。逆二乗中心力であるこの場合では、結合エネルギーはポテンシャルエネルギーの負の１／２である〔ファウル（Ｆｏｗｌｅｓ, Ｇ．Ｒ．）,「解析力学〔Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ〕」、第３版、Ｈｏｌｔ, Ｒｉｎｅｈａｒｔ及びＷｉｎｓｔｏｎ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ, （１９７７）, ｐｐ．１５４〜１５６．〕。したがって、結合エネルギーは磁気仕事量の負の１／２から二つの磁気エネルギーの項を引くことで与えられる。ここで、ｍeは電子の換算質量μeであり、電子２と式（１．１６４）の１／２で与えられる核との間の電気力学磁気力による式（１．１６７）で与えられる。ファクタ１／２は式（１３）の結果から得られる。
Figure 2009161437
 通常の水素化物イオンＨ-（ｎ＝１）の結合エネルギーは式（１７）に拠れば０．７５４０２ｅＶである。実験値はディーン（Ｄｅａｎ）によって与えられ、０．７５４２０９ｅＶであり〔Ｊｏｈｎ
Ａ．Ｄｅａｎ編、「ランジェの化学ハンドブック（Ｌａｎｇｅ'ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、第１３版、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ
Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ, Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ,（１９８５）,ｐ．３〜１０〕、これは波長λ＝１６４４ｎｍに相当する。したがって、両方の数値は結合エネルギー約０．８ｅＶに近似である。
１．３ ヒドリノ水素化物イオン
ヒドリノ原子Ｈ（１／２）は安定なヒドリノ水素化物イオン、すなわちＨ-（ｎ＝１／２）を生成することが出来る。ヒドリノ原子の中心力は水素原子の中心力の２倍であり、式（１３）から得られ、ヒドリノイオンＨ-（ｎ＝１／２）の半径は通常水素の水素化物イオンＨ-（ｎ＝１）の半径の１／２であり、式（１４）で与えられる。
Figure 2009161437
 エネルギーは式（１７）と式（１８）から得られ、
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／２）の結合エネルギーは、式（１９）によれば３．０４７ｅＶであり、これは波長λ＝４０７ｎｍに相当する。一般的に、ヒドリノ原子Ｈ（ｎ＝１／ｐ）（ｐは整数）の中心力は水素原子のｐ倍である。したがって、力の釣合い方程式は（２０）式で与えられる。
Figure 2009161437
 式中、ｒ＞ｒ1につき力はゼロであるので、Ｚ＝１である。ｒ2につき解くと、
Figure 2009161437
 式（２１）からヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）（ｐは整数）の半径は式（１４）で与えられる原子状水素の水素化物Ｈ-（ｎ＝１）の半径の１／ｐである。エネルギーは式（２０）と式（２１）とから得られ、
Figure 2009161437
 表Ｉ（前掲）に、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）の結合エネルギーを式（２２）に拠るｐの関数として示す。
２．ヒドリノ反応容器
本発明の１実施例は図１に示した水素化物反応容器を含み、反応容器は触媒混合物５４を収容する容器５２からなる。触媒混合物５４は水素供給路４２を経由して供給された原子状水素供給源５６と触媒供給路４１を経由して供給された触媒５８とからなる。触媒５８は正味の反応エンタルピー、約ｍ／２・２７．２１ｅＶ（ｍは整数で、好ましくは４００以下の整数）を有する。触媒作用は供給源５６からの原子状水素が触媒５８と反応してヒドリノを生成することを含む。水素化物反応容器は更に、ヒドリノが電子と接触してヒドリノをヒドリノ水素化物イオンに還元するための電子供給源７０を含む。
水素の供給源は、水素ガス、水、通常の水素化物、或は金属−水素溶液である。水は、例えば熱解離又は電解によって解離されて水素原子を生成する。本発明の１実施例に拠れば、分子状水素は分子状水素解離触媒によって原子状水素に解離される。かかる解離触媒には、例えばパラジウム及び白金などの貴金属、モリブデン及びタングステンなどの耐高温金属、ニッケル及びチタンなどの遷移金属、ニオブ及びジルコニウムなどの内部遷移金属及びＭｉｌｌｓ先行公報にリストされたその他の物質が含まれる。
本発明の別の実施例では、図３及び５にそれぞれ示したガスセル水素化物反応容器又はガス放電セル水素化物反応容器を用い、プロトン供給源が水素分子を水素原子に解離する。
本発明のヒドリノ水素化物反応容器のすべてにおいて、ヒドリノを生成する手段は電気化学的、化学的、光化学的、熱的、フリーラジカル的、ソニック的又は核的な反応、或は非弾性プロトン又は粒子散乱反応のうちの１つ又は２種類以上である。後の２つの場合では、図１に示すように、ヒドリノ反応容器は非弾性散乱反応としての反応に供給する粒子供給源及び／又はプロトン供給源７５からなる。ヒドリノ水素化物反応容器の１実施例では、触媒はＭｉｌｌｓ先行公報の表（例えば、ＰＣＴ／ＵＳ９０／０１９９８の表４及びＰＣＴ／ＵＳ９４／０２２１９の２５〜４６,８０〜１０８ページ）に記載された溶融、液体、ガス状又は固体状の電気的触媒イオン又はイオン対を含む。
触媒反応がガス相で起きる場合には、触媒を常圧以下、好ましくは１０ミリトル〜１００トルに維持する。原子状及び／又は水素反応物質は常圧以下、好ましくは１０ミリトル〜１００トルに維持される。
本発明のそれぞれのヒドリノ水素化物反応容器（電解セル水素化物反応容器、ガスセル水素化物反応容器、ガス放電水素化物反応容器及びプラズマトーチセル水素化物反応容器）は原子状水素供給源と、ヒドリノを発生する固体触媒、溶融触媒、液体触媒又はガス触媒の少なくとも１つと、原子状水素及び触媒を収容する容器、とからなる。ヒドリノを生成する方法及び装置は、有効な触媒一覧及び水素原子供給源を含め、Ｍｉｌｌｓ先行公報に記述がある。ヒドリノを同定する方法論も記述されている。こうして生成したヒドリノは電子と反応してヒドリノ水素化物イオンを生成する。ヒドリノをヒドリノ水素化物イオンに還元する方法には、例えば、次のような方法がある；電解セル水素化物反応容器におけるカソードでの還元、ガスセル水素化物反応容器における反応物質による化学的還元、ガス放電セル水素化物反応容器におけるプラズマ電子又はガス放電セルのカソードによる還元、プラズマトーチ水素化物反応容器におけるプラズマ電子による還元。
２．１ 電解セル水素化物反応容器
本発明の電解セル水素化物反応容器を図２に示す。電流は、電圧の印加によって、容器１０１に収容された電解液１０２を経由して流れる。電圧は電源１１０で作動する電力制御器１０８によってアノード１０４とカソード１０６に印加される。電解液１０２はヒドリノ原子を生成する触媒を含有する。
電解セル水素化物反応容器の１実施例に拠れば、カソード１０６はニッケルカソード１０６で形成され、アノード１０４は白金めっきチタン又はニッケルから成る。約０．５Ｍの水溶性Ｋ2ＣＯ3電解液（Ｋ+／Ｋ+触媒）を含む電解液１０２を電気分解する。セルは電圧範囲１．４〜３ボルトで運転される。本発明の１実施例では、電解液１０２は溶融状である。
ヒドリノ原子はカソード１０６で電解質１０２の触媒とカソード１０６で発生した水素原子との接触によって生成する。電解セル水素化物反応容器の装置は更に、セル内で発生したヒドリノと接触してヒドリノ水素化物イオンを生成する電子供給源から成る。ヒドリノは電解セル内でヒドリノ水素化物イオンに還元される（すなわち、電子を獲得する）。還元はヒドリノと、１．）カソード１０６、２．）セル容器１０１を構成する還元物質、３．）アノード１０４又は電解質１０２などと命名されたいずれかの反応容器構成要素、或いは４．）セルの運転外因性還元物質１６０（すなわち、外部供給源からセルに添加された消耗還元物質）、とのいずれかとの接触によって起きる。これら還元物質はいずれもヒドリノをヒドリノ水素化物イオンに還元するための電子源を含む。
化合物はヒドリノ水素化物イオンとカチオンとの間で電解セルを形成する。カチオンは、例えばカソード又はアノード物質の酸化種、添加還元物質のカチオン、或いは電解質のカチオン（触媒を形成するカチオンなど）から成る。
２．２ ガスセル水素化物反応容器
本発明の他の実施例に拠れば、ヒドリノ水素化物イオンを生成する反応容器２０７は水素ガスセル水素化物反応容器の形式を採る。本発明のガスセル水素化物反応容器を図３に示す。図４に示した実験用ガスセル水素化物反応容器の構造及び運転が後述する「質量スペクトル分析によるヒドリノ化合物の同定」のセクション（ガスセル試料）に記述されている。両方のセルでは、還元物質ヒドリノが電気化学反応及び／又は不均化反応によって供給される。触媒作用はガス相で起きる。
図３の反応容器は真空又は常圧を超える圧力を収容できる室２００を持つ反応容器から成る。室２００に通じる水素供給源２２１は水素供給路２４２を経由して水素を室に送り込む。制御器２２２が位置していて、圧力及び水素供給路２４２を経由して容器に流入する水素を制御する。圧力センサ２２３が容器の圧力をモニタする。真空ポンプ２５６が真空ライン２５７を介して室を真空にするのに使用される。装置は更に、ヒドリノと接触してヒドリノ水素化物イオンを生成する電子供給源から成る。
ヒドリノ原子を発生させる触媒２５０は触媒貯蔵器２９５に置かれる。ガス相における触媒はＭｉｌｌｓ先行公報に記述された電気触媒イオン及びイオン対から成る。反応容器２０７はガス状触媒を触媒貯蔵器２９５から反応室２００へ通過させる触媒供給路２４１を有する。別法では、触媒は耐化学品開放容器、ボートなどの反応容器内に置かれる。
反応容器２０７中の分子状水素又は原子状水素の分圧は、触媒分圧と同様、好ましくは１０ミリトルから１００トルに維持される。最も好ましくは、反応容器２０７中の水素分圧を約２００ミリトルに維持する。
分子状水素は容器内で解離物質によって原子状水素に解離する。解離物質には、例えば白金又はパラジウムなどの貴金属、ニッケル及びチタンなどの遷移金属、ニオブ及びジルコニウムなどの内部遷移金属、タングステン又はモリブデンなどの耐熱性金属が含まれる。解離物質は水素触媒作用（ヒドリノ発生）で放出された熱で昇温状態に維持され、反応容器内でヒドリノの還元が起きる。解離物質は温度制御手段２３０によって昇温状態に維持することもでき、温度制御手段は図３の断面図に示すように加熱コイルの形状を持つ。加熱コイルは電源２２５によって動力を供給される。
分子状水素は光子源２０５で提供されるＵＶ光などの電磁放射の適用によって原子状水素に解離する。
分子状水素は電源２８５で動作する加熱フィラメント又はグリッド２８０によっても原子状水素に解離する。
水素の解離は解離水素原子が溶融、液体、ガス状又は固体状の触媒と接触してヒドリノ原子を生成するように起きる。触媒の蒸気圧は電源２７２によって動力を供給された触媒貯蔵器ヒータ２９８で触媒貯蔵器２９５の温度を制御することによって所望の圧力に維持される。触媒が反応容器内のボートに収容されているときには、触媒蒸気圧はボートの電力供給を調節して触媒ボートの温度を制御することによって所望の値に維持される。
ガスセル水素化物反応容器によるヒドリノの生成速度はガス相における触媒量の制御及び／又は原子状の水素濃度の制御によって制御することができる。ヒドリノ水素化物イオンの生成速度はヒドリノの生成速度の制御によるなど、ヒドリノ濃度の制御によって制御することができる。容器室２００におけるガス状触媒の濃度は室２００に存在する揮発性触媒の初期量を制御することによって制御しうる。容器室２００におけるガス状触媒の濃度は触媒貯蔵器ヒータ２９８の調整、或いは触媒が反応容器内のボートに収容されているときは触媒ボートヒータを調節して、触媒温度を制御することによっても制御することができる。室２００における揮発性触媒２５０の蒸気圧は触媒貯蔵器２９５の温度、或いは触媒ボートの温度によって決定される。これは触媒貯層、触媒ボート、それぞれが反応容器２０７よりも冷たいからである。反応容器２０７の温度は、水素触媒作用（ヒドリノ生成）及びヒドリノ還元によって放出される熱で触媒貯蔵器２９５よりも高い運転温度に維持される。反応容器の温度は図３の断面図に示した加熱コイル２３０などの温度制御手段によっても維持することができる。加熱コイル２３０は電源２２５によって動力供給される。反応温度は更に、水素解離及び触媒作用などの反応速度を制御する。
好ましい運転温度は反応容器２０７を構成する材質の性質に部分的に依存する。ステンレススチール合金反応容器２０７の温度は２００〜１２００℃に維持するのが好適である。モリブデン反応容器２０７の温度は、好ましくは２００〜１８００℃に維持する。タングステン反応容器２０７の温度は２００〜３０００℃に維持するのが好適である。石英又はセラミック反応容器２０７の温度は２００〜１８００℃に維持するのが好適である。
容器室２００内の原子状水素の濃度は水素解離物質が生成した原子状水素量によって制御される。分子状水素の解離速度は表面積、温度及び解離物質の選択を調整して制御することができる。原子状水素の濃度は原子状水素源２８０が供給する原子状水素量によっても制御することができる。原子上水素の濃度は流量制御器２２２及び圧力センサ２２３で制御される水素源２２１が供給する分子状水素量によって更に制御することができる。反応速度は触媒作用による紫外線（ＵＶ）放射、ヒドリノ水素化物イオン及び化合物の放射強度を検出する窓なし紫外線放射スペクトル分析でモニタする。
ガスセル水素化物反応容器は更に、生成したヒドリノと接触してヒドリノ水素化物イオンを生成する電子源２６０から成る。図３に示すガスセル水素化物反応容器では、ヒドリノは反応容器２０７から成る還元物質と接触してヒドリノ水素化物イオンに還元される。別法では、ヒドリノは光子源２０５、触媒２５０、触媒貯蔵器２９５、触媒貯蔵器ヒータ２９８、加熱フィラメントグリッド２８０、圧力センサ２２３、水素源２２１、流量制御器２２２、真空ポンプ２５６、真空ライン２５７、触媒供給路２４１、或いは水素供給路２４２などの任意の反応容器構成要素と接触してヒドリノ水素化物イオンに還元される。ヒドリノはセルの運転の外因性還性物質（すなわち、外部から添加された消耗還元物質）と接触することによっても還元される。電子源２６０はかかる還元物質である。
ヒドリノ水素化物アニオン及びカチオンからなる化合物はガスセルで生成される。ヒドリノ水素化物化合物を生成するカチオンはセル物質のカチオン、原子状水素を生成する分子状水素解離物質からなるカチオン、或はセル内に存在するカチオン（触媒のカチオンなど）から成る。
ガスセル水素化物反応容器の別の実施例では、反応容器の容器は内燃機関、ロケットエンジン又はガスタービンの燃焼室である。ガス状触媒は炭化水素の燃焼中に炭化水素の熱分解によって生成した水素原子からヒドリノを生成する。炭化水素燃料又は炭化水素含有燃料は触媒を含有する。触媒は燃焼中に気化する（ガス状になる）。別の実施例では、触媒はルビジウム又はカリウムの熱的に安定な塩、例えばＲｂＦ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、Ｒｂ2Ｓ2、ＲｂＯＨ、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｒｂ3ＰＯ4、及びＫＦ、ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ、Ｋ2Ｓ2、ＫＯＨ、Ｋ2ＳＯ4、Ｋ2ＣＯ3、Ｋ3ＰＯ4、Ｋ2ＧｅＦ4である。電気触媒イオンのその他の対イオン、すなわち対には、湿り剤又は乳化剤などの有機アニオンが含まれる。
水素原子を発生する内燃機関を利用する本発明の別の実施例では、炭化水素燃料又は炭化水素含有燃料は更に、水及び乳化電気触媒イオン又は対などの触媒の溶媒和物源から成る。熱分解中、水は触媒作用を受けるさらなる水素源として働く。水はシリンダー又はピストンヘッドなどの表面上で熱的又は触媒的に水素イオンに解離する。表面は水を水素と酸素に解離する物質からなる。水の解離物質は元素、化合物、合金、或いは遷移元素又は内部遷移元素の混合物、鉄、白金、パラジウム、ジルコニウム、バナジウム、ニッケル、チタン、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ
、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｖｂ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、活性炭（炭素）、あるいはＣｓ内位添加炭素（グラファイト）から成る。
熱分解によって水素原子を発生させる内燃機関を利用する本発明の別の実施例では、気化した触媒は触媒供給路２４１を経由して触媒貯蔵器２９５から容器室２００内に引き込む。室はエンジンのシリンダーに相当する。これは各エンジンサイクルごとに生じる。エンジンサイクル当たり使用される触媒２５０の量は触媒の蒸気圧及び触媒貯蔵器２９５のガス置換容積で決まる。触媒の蒸気圧は貯蔵器ヒータ２９８で触媒貯蔵器２９５の温度を制御して制御することができる。ヒドリノと接触するヒドリノ還元性物質などの電子源が結果的にヒドリノ水素化物イオンを生成する。
２．３ ガス放電セル水素化物反応容器
本発明のガス放電セル水素化物反応容器を図５に、実験用ガス放電セル水素化物反応容器を図６に示す。図６に示した実験用ガス放電セル水素化物反応容器の構造及び運転は後述の「質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクション（放電電池試料）」に記述がある。
図５のガス放電セル水素化物反応容器は室３００を持つ水素同位体ガス充填グロー放電真空容器３１３から成るガス放電セル３０７を含む。水素源３２２が水素供給路３４２を経由して制御弁３２５を介し室３００内に水素を供給する。Ｍｉｌｌｓ先行公報（例えば、ＰＣＴ／ＵＳ９０／０１９９８の表４及びＰＣＴ／ＵＳ９４／０２２１９のページ２５〜４６, ８０〜１０８）に記載の化合物などのヒドリノ発生触媒を触媒貯蔵器３９５に収容する。電圧及び電流源３３０がカソード３０５とアノード３２０間を通して電流を流す。電流は可逆的である。
ガス放電セル水素化物反応容器の１実施例では、容器３１３の壁が導電性でありアノードとして働く。別の実施例では、カソード３０５は中空なニッケル、アルミニウム、銅などの中空カソード、或いはステンレススチール製中空カソードである。
カソード３０５はヒドリノを発生させる触媒で被覆してもよい。ヒドリノ生成の触媒作用はカソード表面で起きる。ヒドリノを発生させる水素原子を生成するために、分子状水素をカソードで解離する。このためにカソードは水素解離物質で形成される。別法として、分子状水素は放電によって解離する。
本発明のほかの実施例に拠れば、ヒドリノを発生させる触媒はガス状である。例えば、ガス状の触媒を供給する触媒の気化に放電が用いられる。別法として、ガス状触媒は放電電流によって生成する。例えば、ガス状触媒はＫ+／Ｋ+を生成するカリウム金属、Ｒｂ+を生成するルビジウム金属、或いはＴｉ2+を生成するチタン金属の放電によって供給される。ガス状触媒と反応するガス状水素原子は分子状水素ガスの放電によって供給され、触媒作用はガス相で起きる。
触媒作用がガス相で起こるガス放電セル水素化物反応容器の別の実施例は制御可能なガス状触媒を用いる。ヒドリノへ変換するためのガス状水素原子は分子状水素の放電によって供給される。ガス放電セル３０７は触媒貯蔵器３９５から反応室３００までガス状触媒３５０を通すための触媒供給路３４１を有する。触媒貯蔵器３９５は電源３７２を有する触媒貯蔵器ヒータ３９２によって加熱されて、ガス状触媒を反応室３００に供給する。触媒の蒸気圧は動力源３７２の手段でヒータ３９２を調節することで触媒貯蔵器３９５の温度を制御して制御することができる。反応容器は更に選択排気弁３０１から成る。
触媒作用がガス相で起こるガス放電セル水素化物反応容器の別の実施例は制御可能なガス状触媒を用いる。ガス状水素原子は分子状水素の放電によって供給される。ガス放電セル内に位置するタングステン又はセラミック製ボートなどの耐化学品（反応容器の運転中に反応又は劣化しない）開放容器に触媒を収納する。触媒ボート中の触媒は関連する動力源の手段を用いるボートヒータで加熱されて、ガス状触媒を反応室に供給する。別法として、グローガス放電セルを昇温して運転して、ボート中の触媒をガス相中に昇華、沸騰又は気化させる。触媒蒸気圧はヒータの動力源を調節することによってボート又は放電電池の温度を制御して制御することができる。
ガス放電セルは触媒を連続的に供給して室温で運転することができる。別法として、触媒のセル内での凝縮を防止するために、温度を触媒供給源、触媒貯蔵器３９５又は触媒ボートの温度以上に維持する。例えば、ステンレススチール合金セルの温度は０〜１２００℃に、モリブデンセルの温度は０〜１８００℃に、タングステンセルの温度は０〜３０００℃に、ガラス、石英又はセラミックセルの温度は０〜１８００℃に維持する。放電電圧は１０００から５０,０００ボルトの範囲である。電流は１μＡから１Ａの範囲、好ましくは約１ｍＡである。
ガス放電セル装置は、ヒドリノ水素化物イオンを発生させるために、ヒドリノと接触する電子源を含む。ヒドリノはカソード３０５、放電のプラズマ電子、或いは容器３１３と接触してヒドリノ水素化物イオンに還元される。ヒドリノはアノード３２０、触媒３５０、ヒータ３９２、触媒貯蔵器３９５、選択排気弁３０１、制御弁３２５、水素源３２２、水素供給路３４２、或いは触媒供給路３４１などの反応容器構成要素と接触することでも還元される。その他の変更に拠れば、ヒドリノはセル運転の外因性還元物質３６０（外部から電池に添加された消耗還元物質）によって還元される。
ヒドリノ水素化物アニオンとカチオンとから成る化合物がガス放電セルで生成する。ヒドリノ水素化物化合物を生成するカチオンはカソード又はアノードを構成する金属の酸化種、添加酸化物質のカチオン、或いは電池内に存在するカチオン（触媒のカチオンなど）から成る。
ガス放電セル装置の１実施例では、カリウム又はルビジウムヒドリノ水素化物がガス放電セル３０７内で合成される。触媒貯蔵器３９５はＫＩ又はＲｂＩ触媒を収容する。ガス放電セル内の触媒蒸気圧はヒータ３９２で制御する。触媒貯蔵器３９５はヒータ３９２で加熱されて触媒蒸気圧をカソード３０５の近傍に、好ましくは圧力範囲１０ミリトルから１００トル、より好ましくは約２００ｍトルに維持する。別の実施例では、ガス放電セル３０７のカソード３０５及びアノード３２０をＫＩ又はＲｂＩ触媒で被覆する。触媒はセルの運転中に気化する。供給源３２２からの水素の供給を制御弁３２５で調節して水素を供給し、水素圧を１０ミリトルから１００トルの範囲に維持する。
ガス放電セル水素化物反応容器の装置の１実施例では、触媒作用は触媒を正味エンタルピー、約２７．２ｅＶで用いる水素ガス放電セル内で起こる。触媒（例えば、カリウムイオン）は放電によって気化する。放電は反応物質水素原子も生成する。カリウムイオンを使用する触媒作用は結果的に極端紫外線（ＵＶ）光子を放出する。遷移、
Figure 2009161437
 に加え、ＰＣＴ／ＵＳ９６／０７９４９の「エネルギー状態の不均化」のセクションに記載の不均化反応が９１２Å及び３０４Åでの極端ＵＶのさらなる放出を引起こす。極端ＵＶ光子が水素をイオン化して、可視光を含む水素の正規スペクトルの放射をもたらす。したがって、触媒からの極端ＵＶ放射は極端ＵＶの可視波長への変換で示されるので、間接的に観察することができる。同時に、ヒドリノが電子と反応して連続体吸収及び前掲の表１に示した放射線を持つヒドリノ水素化物イオンを生成する。これらの線は触媒作用及び結合エネルギー増加水素化合物を同定する放射スペクトル分析で観察することができる。
２．４ プラズマトーチセル水素化物反応容器
本発明のプラズマトーチセル水素化物反応容器を図７に示す。プラズマトーチ７０２はマニホルド７０６によって封入された水素同位体プラズマ７０４を供給する。水素供給源７３８からの水素及びプラズマガス供給源７１２からのプラズマガスが、ヒドリノを生成する触媒７１４とともに、トーチ７０２に供給される。プラズマは、例えばアルゴンから成る。触媒はＭｉｌｌｓ先行公報（例えば、ＰＣＴ／ＵＳ９０／０１９９８の表４及びＰＣＴ／ＵＳ９４／０２２１９のページ２５〜４６,８０〜１０８）記載の任意の化合物から成る。触媒は触媒貯蔵器７１６に収納される。貯蔵器はマグネチック攪拌棒モータ７２０によって駆動するマグネチック攪拌棒７１８などの機械的撹拌器を具備する。触媒は通路７２８を経由してプラズマトーチ７０２に供給される。
水素は水素通路７２６によってトーチ７０２に供給される。別法では、水素及び触媒の両方が通路７２８を経由して供給される。プラズマガスはプラズマガス通路７２６によってトーチに供給される。別法では、プラズマガス及び触媒の両方が通路７２８を経由して供給される。
水素は水素供給源７３８から触媒貯蔵器７１６へ通路７４２を介して流入する。水素流は水素流制御器７４４及び弁７４６によって制御される。プラズマガスはプラズマガス供給源７１２から通路７３２を経由して流れる。プラズマガス流はプラズマガス制御器７３４及び弁７３６によって制御される。プラズマガスと水素の混合物は通路７２６を経由してトーチに、通路７２５を経由して触媒貯蔵器７１６に供給される。混合物は水素−プラズマガスミキサ及び混合流制御器７２１によって制御される。水素及びプラズマガス混合物は機械的撹拌によって微粒子としてガス流中に分散した触媒粒子のキャリアガスとして働く。エーロゾル化した触媒と混合物の水素ガスはプラズマトーチ７０２に流入し、プラズマ７０４中でガス状水素原子と揮発した触媒イオン（ＫＩからのＫ+イオンなど）になる。プラズマはマイクロ波発生装置７２４によって動力を供給され、マイクロ波は同調可能マイクロ波キャビティー７２２で同調する。触媒作用はガス相で起きる。
プラズマトーチ内のガス状触媒の量は触媒が機械的撹拌でエールゾル化する速度を制御することで制御される。ガス状触媒の量はキャリアガスの流速を制御することによっても制御され、キャリアガスは水素とプラズマ混合物（例えば水素とアルゴン）を含む。プラズマトーチへのガス状水素の量は水素の流速及び混合物中のプラズマガスと水素の比を制御することで制御される。水素の流速及び水素−プラズマガスミキサと混合流制御器７２１へのプラズマガスの流速は流速制御器７３４と７４４、弁７３６と７４６とによって制御される。ミキサ制御器７２１はトーチ及び触媒貯蔵器への水素−プラズマ混合物を制御する。触媒作用の速度はマイクロ波発生装置７２４でプラズマの温度を制御することで制御される。
ヒドリノ原子及びヒドリノ水素化物イオンはプラズマ７０４中で生成する。ヒドリノ水素化物化合物はマニホルド７０６上へ低温ポンプ（クライオポンプ）されるか、或いは通路７４８を経由してヒドリノ水素化物化合物トラップ７０８へ流入する。トラップ７０８は真空ポンプ７１０と真空ライン７５０及び弁７５２を介して通じている。トラップ７０８への流れは真空ポンプ７１０、真空ライン７５０及び真空弁７５２で制御される圧力勾配に影響される。
図８に示したプラズマトーチセル水素化物反応容器の別の実施例では、１つ以上のプラズマトーチ８０２又はマニホルド８０６がガス状触媒を触媒貯蔵器８５８からプラズマ８０４へ通過させる触媒供給路８５６を有する。触媒貯蔵器８５８の触媒は動力源８６８を有する触媒貯蔵器ヒータ８６６によって過熱されて、ガス状触媒をプラズマ８０４に供給する。触媒の蒸気圧はヒータ８６６をその動力源８６８で調節して、触媒貯蔵器８５８の温度を制御することで制御される。図８のその他の構成要素は図７の対応する構成要素の構造及び機能と同じである。換言すれば、図８の構成要素８１２は図７のプラズマガス供給源７１２に対応するプラズマガス供給源であり、図８の構成要素８３８は図７の水素供給源７３８に対応する水素供給源などである。
プラズマトーチセル水素化物反応容器のほかの実施例では、マニホルド内に位置したセラミックボートなどの耐化学品開放容器が触媒を収容する。プラズマトーチマニホルドは昇温状態で運転されるセルを形成し、ボート中の触媒をガス相中に昇華、沸騰又は気化させる。別法として、触媒ボート中の触媒は動力源を有するボートヒータで加熱されて、プラズマにガス状触媒を供給する。触媒の蒸気圧はセルヒータでセルの温度を制御すること、或いは関連する動力源を有するボートヒータを調節してボートの温度を制御することで制御する。
プラズマトーチセル反応容器内のプラズマ温度は５,０００〜３０,０００℃の範囲に維持するのが得策である。セルは触媒を連続供給することによって室温で運転することができる。別法として、触媒がセル内で凝縮するのを防止するために、セル温度を触媒源、触媒貯蔵器７５８又は触媒ボートの温度よりも高く維持する。運転温度は電池を構成する材料に性質に部分的に依存する。ステンレススチール合金電解セルの温度は０〜１２００℃が好適である。モリブデン電解セルの温度は０〜１８００度が好ましい。タングステン電解セルの温度は０〜３０００℃が好適である。ガラス、石英又はセラミックセルの温度は０〜１８００度が好ましい。マニホルド７０６が大気中に開放されている場合は、セルの圧力は大気圧である。
プラズマトーチ水素化物反応容器の例示的なプラズマガスはアルゴンである。例示的エールゾル流速は分当たり０．８標準リットル（０．８ｓｌｍ）水素及び０．１５ｓｌｍアルゴンである。例示的なアルゴンプラズマの流速は５ｓｌｍである。例示的な順入力は１０００Ｗ、例示的な反射力は１０〜２０Ｗである。
プラズマトーチ水素化物反応容器の他の実施例では、機械的触媒撹拌器（マグネチック攪拌棒７１８及びマグネチック攪拌棒モータ７２０）はアスピレーター、アトマイザー又は噴霧器で置換され、水などの液体媒体に分散又は溶解した触媒７１４のエアロゾルを生成する。媒体は触媒貯蔵器７１６に収容される。或いは、アスピレーター、アトマイザー又は噴霧器が触媒を直接プラズマ７０４に噴射する。噴霧又はアトマイズした触媒は水素などのキャリアガスによってプラズマ７０４内に運ばれる。
プラズマトーチ水素化反応容器は更に、ヒドリノ水素化物イオンを発生するためにヒドリノと接触する電子源を有する。プラズマトーチセルでは、ヒドリノは、１．）マニホルド７０６、２．）プラズマ電子、又は４．）プラズマトーチ７０２、触媒供給路７５６又は触媒貯蔵器７５８など任意の反応容器構成要素、又は５．）セル運転の外因性還元物質（外部から添加された消耗還元物質）、と接触してヒドリノ水素化物イオンに還元される。
ヒドリノ水素化物アニオン及びカチオンから成る化合物はガスセル内で生成する。ヒドリノ水素化物化合物を生成するカチオンはトーチ又はマニホルドを形成する物質の酸化種のカチオン、添加還元物質のカチオン、或はプラズマに存在するカチオン（触媒のカチオンなど）から成る。
３．結合エネルギー増加水素化合物の純化
水素化物反応容器で生成した結合エネルギー水素化合物は次の操作後の反応容器に残存する触媒から単離、純化（精製）される。電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセル水素化物反応容器の場合、結合エネルギー増加水素化合物は物理的な収集、沈澱及び再結晶、或は遠心分離によって得られる。結合エネルギー増加水素化合物は後に説明する手段によって更に純化される。
結合エネルギー増加水素化合物の単離及び純化の方法を以下に説明する。電解セル水素化物反応容器の場合、水を蒸発させて電解質から除去して固形の混合物を得る。結合エネルギー増加水素化合物を含有する触媒を、触媒を優先的に溶解するが結合エネルギー増加水素化合物を溶解しない適当な溶媒、例えば水などに懸濁させる。溶媒を濾過して不溶な結合エネルギー増加水素化合物を集める。
結合エネルギー増加水素化合物の単離及び純化の別の方法に拠れば、残存する触媒を溶解し、触媒を優先的に溶解するが結合エネルギー増加水素化合物を溶解しない適宜な溶媒中に結合エネルギー増加水素化合物を懸濁させる。次に、結合エネルギー増加水素化合物の結晶をセル表面に成長させる。次に、溶媒を棄て、結合エネルギー増加水素化合物の結晶を収集する。
結合エネルギー増加水素化合物は、触媒又は結合エネルギー増加水素化合物の異なるカチオン交換、或は触媒のアニオン交換によって、例えばカリウム塩触媒として触媒から純化することもできる。このイオン交換は触媒又はその他の存在するイオンに対する結合エネルギー増加水素化合物の溶解度の差を変化させる。別法では、有機溶媒及び有機溶媒／水溶液混合物などの溶媒中の溶解度差を活用して、結合エネルギー増加水素化合物を沈澱、再結晶する。結合エネルギー増加水素化合物の触媒からの単離及び純化に関する更に別の方法では、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、或は高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などの液体クロマトグラフィーを利用する。
結合エネルギー増加水素化合物は蒸留、昇華、或は１０μトルから１トル等の減圧下における低温ポンプ（クライオポンプ）などでも純化することができる。化合物の混合物を加熱した低温トラップを有する真空容器内に入れる。低温トラップはコールドフィンガー、すなわち温度勾配を持つ容器の断面から成る。混合物を加熱する。混合物成分の相対的揮発度によって、結合エネルギー増加水素化合物を昇華物又は残渣として集める。結合エネルギー増加水素化合物が混合物のほかの成分よりも揮発性であれば、結合エネルギー増加水素化合物は低温トラップに集められる。結合エネルギー増加水素化合物の揮発性が低ければ、他の混合物成分が低温トラップに集められ、結合エネルギー増加水素化合物を残渣として収集する。
カリウム塩などの触媒から結合エネルギー増加水素化合物を純化するかかる１方法は蒸留又は昇華からなる。カリウム塩などの触媒が蒸留又は昇華によって除かれ、結合エネルギー増加水素化合物の結晶が残る。このように、水素化物反応容器の生成物を水などの溶媒に溶解させ、溶液を濾過して粒子またな混入物を除去する。次に、触媒のアニオンを交換して触媒に対する結合エネルギー増加水素化合物の沸点差を増加させる。例えば、炭酸塩又はヨウ化物を硝酸塩に交換して触媒の沸点を下げることができる。炭酸塩触媒アニオンの場合には、硝酸を加えて炭酸塩を硝酸塩に置換する。ヨウ化物触媒アニオンの場合には、硝酸塩がＨ2Ｏ2と硝酸でヨウ化物をヨウ素に酸化して置換して硝酸塩を生じる。亜硝酸塩は硝酸の添加だけでヨウ化物イオンを置換する。この方法の最終段階では、変換された触媒塩を昇華させ、残存する結合エネルギー増加水素化合物の結晶を収集する。
結合エネルギー増加水素化合物をカリウム塩などの触媒から純化する方法の他の実施例は蒸留、昇華、或は低温ポンプ（クライオポンプ）から成り、結合エネルギー増加水素化合物は触媒よりも高い蒸気圧を有する。結合エネルギー増加水素化合物結晶を蒸留又は昇華して収集する。触媒のアニオンを交換して沸点を上昇させることによって分離がよくなる。
結合エネルギー増加水素化合物を単離する方法のほかの実施例では、触媒アニオンの置換を行って得られた化合物の融点を下げる。結合エネルギー増加水素化合物から成る混合物を融解させる。結合エネルギー増加水素化合物は融解物中に不溶であり、融解物から沈澱する。融解を減圧下で行なって、カリウム硝酸塩などのアニオン交換された触媒生成物を一部昇華させる。結合エネルギー増加水素化合物から成る混合物の沈澱を、触媒は溶解するが結合エネルギー増加水素化合物結晶を溶解しない水などの適切な溶媒の最小量で、溶解させる。或は、結合エネルギー増加水素化合物を溶解混合物から沈澱させる。次に、混合物を濾過して結合エネルギー増加水素化合物の結晶を得る。
結合エネルギー増加水素化合物を純化する１つのアプローチは沈澱及び再結晶からなる。このような１方法では、結合エネルギー増加水素化合物を結合エネルギー増加水素化合物と濃度が約１０Ｍ以上まで沈澱しない１種類以上のカリウム、リチウム又はナトリウムのヨウ化物とを含有するヨウ化物溶液から再結晶させる。こうして、結合エネルギー増加水素化合物が優先的に沈澱する。炭酸塩溶液の場合には、ヨウ化物はヨウ化水素酸（ＨＩ）による中和で生成させることができる。
結合エネルギー増加水素化合物をヨウ化カリウム触媒から純化する、かかる１実施例に拠れば、ガスセル、ガス放電セル又はプラズマトーチ水素化物反応容器からＫＩ触媒を洗い出して濾過する。次に、水の添加又は蒸発濃縮によって濾液濃度を約５Ｍに調節する。放置して結合エネルギー増加水素化合物の結晶を生成させる。次に、沈澱を濾過する。実施例の１つでは、結合エネルギー増加水素化合物を硝酸、塩酸、ヨウ化水素酸又は硫酸などを加えて酸性溶液（例えばｐＨ範囲６〜１）から沈澱させる。
純化の他の実施例では、結合エネルギー増加水素化合物を共沈するアニオン、カチオン又は化合物を加えて水溶混合液から沈澱させる。例えば、可溶性硫酸塩、リン酸塩又は硝酸塩の化合物を加えて、結合エネルギー増加水素化合物を優先的に沈澱させる。結合エネルギー増加水素化合物はつぎのステップによりＫ2ＣＯ3電解セルの電解質から単離する。電解セルからのＫ2ＣＯ3電解質を、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、或はＭｇ（ＮＯ3）2のカチオンなどのヒドリノ水素化物イオン又は結合エネルギー増加水素化合物を沈澱するカチオン中、約１Ｍにする。更に加えて又はその代わりに、電解質をＨＮＯ3などの酸で酸性にする。溶液を沈澱が生成するまで濃縮する。溶液を濾過して結晶を得る。別法として、溶液を結晶皿で蒸発させて、結合エネルギー増加水素化合物をその他の化合物から分離する。この場合、結晶は物理的に分離することができる。
結合エネルギー増加水素種は遷移又は希土類カチオンなどの不対電子を有するカチオンと結合して、常磁性又は強磁性化合物を生成する。分離の１実施例では、混合物を磁石（例えば、電磁石）上に移動させる結晶形磁気分離によって、結合エネルギー増加水素化合物を不純物から分離する。結合エネルギー増加水素化合物が磁石に付着する。次に、結晶を物理的、或は洗い流して取り出す。後者の場合には、洗浄液を蒸発させて除去する。電磁分離の場合には、電磁石を不活性化して結合エネルギー増加水素化合物結晶を収集する。
分離の別の実施例では、結合エネルギー増加水素化合物は混合物を荷電コレクタ（例えば、コンデンサープレート）上を移動させる結晶形静電分離によって不純物から分離される。結合エネルギー増加水素化合物はコレクタに付着する。次に、結晶を物理的、或は洗い流して取り出す。後者の場合、洗浄液を蒸発させて除去する。静電分離の場合には、荷電コレクタを不活性化して結合エネルギー増加水素化合物結晶を収集する。
結合エネルギー増加水素化合物は本明細書に例示した方法によって単離、純化されるので実質的に純粋である。換言すれば、単離された物質は５０原子％を超える上記化合物から成る。
単離されたヒドリノ水素化物イオンのカチオンは、加熱及び所望カチオン含有溶液の濃縮又は交換クロマトグラフィーの反応によって、別の所望するカチオン（例えばＫ+をＬｉ+で置換）で置換することができる。
カチオン及びアニオンを除去純化して所望の結合エネルギー増加水素化合物を得る方法には、バイラー（Ｂａｉｌａｒ）の方法〔「総合無機化学（Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、編集委員、Ｊ．Ｃ．Ｂａｉｌａｒ, Ｈ．Ｊ．Ｅｍｅｌｅｕｓ, Ｒ．Ｎｙｈｏｌｍ, Ａ．Ｆ．Ｔｒｏｔｍａｎ−Ｄｉｃｋｅｎｓｏｎ, Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ〕が含まれ、その５２８〜５２９ページは参照して本明細書の一部とする。
４．同位体の分離方法
ヒドリノ原子及び水素化物イオンが、結合エネルギーの微分に基づく特定同位体と結合を生成する、選択性が元素の所望の同位体を純化する手段を提供する。本明細書で使用する用語「同位体」は参照して本明細書の一部としたウィースト（Ｒ．Ｃ．Ｗｅａｓｔ）編、「化学及び物理のＣＲＣハンドブック（ＣＲＣ
Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）」、５８版 （ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ．（１９７７）、ｐｐ．Ｂ−２７０〜Ｂ３５４）に記載の任意の同位体をいう。微分結合エネルギーは同位体の核モーメントの差から生じ、十分な差を伴って分離することができる。
元素の同位体を分離する方法は次の方法から成る；１．）結合エネルギー増加水素種を基準にしてモル過剰の所望同位体からなる同位体元素混合物を結合エネルギー増加水素種と反応させて、所望同位体に濃縮し、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から成る化合物を生成させること、２．）所望の同位体に濃縮した上記の化合物を純化すること。１つ以上の化合物に存在する元素の同位体を分離する方法は、１．）結合エネルギー増加水素種を基準にしてモル過剰の所望同位体を含む同位体元素混合物から成る化合物を結合エネルギー増加水素種と反応させて、所望同位体に濃縮し、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から成る化合物を生成させることと、２．）所望の同位体に濃縮した上記の化合物を純化すること、とから成る。結合エネルギー増加水素種の反応物質源には、本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器及び結合エネルギー増加水素化合物が含まれる。結合エネルギー増加水素種は結合エネルギー増加水素化物イオンでもよい。少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種及び所望の同位体濃縮元素から成る化合物は結合エネルギー増加水素種を含む化合物を純化する本明細書の方法によって純化される。純化された化合物は更に反応して、プラズマ放電などの分解反応又はプラズマトーチ反応、或は結合エネルギー増加水素種の置換反応によって異なる同位体濃縮化合物又は元素を生成する。当業者によって用いられる反応及び純化のステップは所望の同位体濃縮元素又は化合物の所望純度を得るために必要な回数だけ反復することができる。
例えば、ヒドリノ水素化物ガスセルはＫＩ触媒で運転される。結合エネルギー増加水素化合物、39ＫＨnは基本的に41ＫＨnの生成を伴わないで生成する（ｎは整数）。触媒と39ＫＨnとを水に溶解し、39ＫＨnを沈澱させて39Ｋに同位体濃縮した化合物を生成する。
元素の同位体を分離するほかの方法は１．）結合エネルギー増加水素種に関しモル過剰の所望でない同位体からなる同位体元素混合物を結合エネルギー増加水素種と反応させて、所望でない同位体に濃縮し、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から成る化合物を生成させることと、２．）所望でない同位体に濃縮した上記の化合物を除去すること、とから成る。１つ以上の化合物に存在する元素の同位体を分離する別の方法は１．）
結合エネルギー増加水素種に関しモル過剰の所望でない同位体を含む同位体元素混合物から成る化合物を結合エネルギー増加水素種と反応させて、所望でない同位体に濃縮し、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から成る化合物を生成させることと、２．）所望でない同位体に濃縮した上記の化合物を除去すること、とから成る。結合エネルギー増加水素種の反応物源には、本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器及び結合エネルギー増加水素化合物が含まれる。結合エネルギー増加水素種は結合エネルギー増加水素化物イオンでもよい。所望でない同位体に濃縮され、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から成る同位体元素化合物が本明細書の方法によって反応混合物から除去されて結合エネルギー増加水素種を含む化合物に純化される。別の方法では、所望の同位体に濃縮され、かつ少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種から構成されていない同位体化合物が反応生成混合物から純化される。所望同位体に純化された同位体化合物は更に反応して、分解反応又は置換反応によって異なる濃縮同位体化合物又は元素を生成する。当業者によって用いられる反応及び純化のステップは所望の同位体濃縮元素又は化合物の所望純度を得るために必要な回数だけ反復することができる。
例えば、ヒドリノ水素化物ガスセルはＫＩ触媒で運転される。結合エネルギー増加水素化合物、39ＫＨnは基本的に41ＫＨnの生成を伴わないで生成する（ｎは整数）。触媒と39ＫＨnとを水に溶解し、39ＫＨnを沈澱させて41Ｋに同位体濃縮された溶液中に化合物を生成する。
微分結合エネルギーは同位体の核モーメントの差から生じ、十分な差を伴って分離することができる。この機構は低温で促進される。こうして、結合エネルギー増加水素化合物の生成及び低温での分離を行なうことで分離を促進することができる。
５．結合エネルギー増加水素化合物の同定
結合エネルギー増加水素化合物は次に示す種々の方法で同定することができる；１．）元素分析、２．）溶解度、３．）反応性、４．）融点、５．）沸点、６．）温度の関数としての蒸気圧、７．）屈折率、８．）Ｘ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）、９．）ガスクロマトグラフィー、１０．）Ｘ線回折（ＸＲＤ）、１１．）熱量分析法、１２．）赤外線スペクトル分析（ＩＲ）、１３．）ラマンスペクトル分析、１４．）メスバウアースペクトル分析、１５．）極端紫外線（ＥＵＶ）放射吸収スペクトル分析、１６．）紫外線（ＵＶ）放射吸収スペクトル分析、１７．）可視光放射吸収スペクトル分析、１８．）核磁気共鳴スペクトル分析、１９．）加熱試料のガス相質量スペクトル分析（固体プローブ四極磁気セクタ質量スペクトル分析）、２０．）飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）、２１．）エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）、２２．）熱重量測定分析（ＴＧＡ）、２３．）示差熱分析（ＤＴＡ）、２４．）差動走査熱量分析（ＤＳＣ）。
ＸＰＳはその固有の結合エネルギーによって化合物の各結合エネルギー増加水素種の性質を同定する。ＴＯＦＳＩＭＳ及びＥＳＩＴＯＦＭＳなどの高解像質量スペクトル分析はその特有の高解像質量に基づき、結合エネルギー増加水素化合物の絶対的同定を与える。それぞれのヒドリノ水素化物化合物のＸＲＤパターンは特有であり、その絶対的同定を与える。励起結合エネルギー増加水素化合物の紫外線（ＵＶ）及び可視光放射スペクトル分析はヒドリノ水素化物イオンに独特な連続体線及び／又は各化合物の結合エネルギー増加水素種に特有な放射線の存在によって結合エネルギー増加水素化合物を特異的に同定する。結合エネルギー増加水素化合物のスペクトル分析による同定は極端紫外線（ＥＵＶ）及び紫外線（ＵＶ）放射スペクトル分析及び気化させた純化結晶の質量スペクトル分析を行なうことで得られる。結合エネルギー増加水素化合物の励起放射が観察され、励起源はプラズマ放電である。質量スペクトルが気化した化合物を同定するオンライン質量スペクトル分析器によって記録される。スペクトル分析でヒドリノを生成する水素の触媒作用を同定し、ヒドリノ水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素化合物を同定するための、現場での方法はオンラインＥＵＶ及びＵＶスペクトル分析と本発明のヒドリノ水素化物反応容器の質量スペクトル分析である。水素の触媒作用の放射スペクトル及びヒドリノ水素化物の生成、励起に起因する放射を記録する。
結合エネルギー増加水素化合物は「実験結果」のセクションに説明する方法によってその性質を同定することができる。
６．Ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ（ジヒドリノ）
ジヒドリノの理論的な導入は’９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴに紹介されている。２個のヒドリノ原子Ｈ［ａH／ｐ］が反応してジヒドリノ、
Figure 2009161437
 と呼ばれる２原子分子を生成する。
Figure 2009161437
 上式中、ｐは整数。ジヒドリノは合計エネルギー、
Figure 2009161437
 を有する水素分子から成る。
Figure 2009161437
 上式中２ｃ'は核間距離、ａ0はボーアの半径を表す。このように、ジヒドリノの相対的核間距離（大きさ）は分数である。０次変分に起因する補正を考慮しないで、結合解離エネルギー、
Figure 2009161437
 はそれぞれが式（１）の負で与えられる２個のヒドリノ原子のエネルギーと式（２４）で与えられるジヒドリノ分子の合計エネルギーとの間の差で与えられる（結合解離エネルギーは結合を破壊するエネルギーとして定義される。）。
Figure 2009161437
 ０次変分を考慮したジヒドリノ分子イオンの１次結合エネルギー、ＢＥ1は約
Figure 2009161437
 であり、上式中ｐは１より大きな整数を表し、好ましくは２〜２００である。０次変分に起因する補正を考慮しないで、結合解離エネルギー、
Figure 2009161437
 は式（１）で与えられる対応するヒドリノ原子の結合エネルギーの負と式（２６）で与えられる
Figure 2009161437
 との差である。
Figure 2009161437
 ジヒドリノ分子の１次結合エネルギーＢＥ1、
Figure 2009161437
 は式（２６）から式（２４）を引いて求められる。
Figure 2009161437
 二次結合エネルギーＢＥ2は式（２６）の負で与えられる。０次変分を考慮したジヒドリノ分子イオンの１次結合エネルギー、ＢＥ1は約
Figure 2009161437
 であり、上式中ｐは１より大きな整数を表し、好ましくは２〜２００である。ジヒドリノ及びジヒドリノイオンは’９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴ、ＰＣＴ／ＵＳ９６／０７９４９及びＰＣＴ／ＵＳ９４／０２２１９にさらなる記述がある。
ジヒドリノ分子はジヒドリノ分子イオンと反応してヒドリノ原子Ｈ（１／ｐ）及びプロトン３個（原子番号１の核３個）と２個の電子からなる結合エネルギー増加分子イオンＨ3 +（１／ｐ）を生成する（整数ｐはヒドリノ、ジヒドリノ分子、ジヒドリノ分子イオンのｐに対応する）。分子イオンＨ3 +（１／ｐ）を以後「Ｔｒｉｈｙｄｒｉｎｏ（トリヒドリノ）分子イオン」と呼称する。反応は次の（３２）式で与えられる。
Figure 2009161437
 Ｈ4 +（１／ｐ）は、後述の「質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物の同定」及び「質量スペクトル分析によるジヒドリノ分子の同定」のセクションで論証するように、質量スペクトル分析器で結合エネルギー増加水素化合物の破断によって生成したジヒドリノ分子及びジヒドリノ分子イオンなどのジヒドリノ分子及び分子イオンが存在することの印である。
ジヒドリノ分子、
Figure 2009161437
 もプロトンと反応して、トリヒドリノ分子イオン、Ｈ3 +（１／ｐ）を生成する。反応は次の（３３）式で与えられる。
Figure 2009161437
 トリヒドリノ分子イオンの結合エネルギー、ＢＥは約
Figure 2009161437
 であり、上式中ｐは１以上の整数を表し、好ましくは２〜２００である。
ヒドリノ水素化物イオンからジヒドリノガスを合成する方法はヒドリノ水素化物イオン含有化合物をプロトン源と反応させることから成る。プロトンは、例えば酸のプロトン、ガス放電セルのプラズマのプロトン、或は金属水素化物からのプロトンである。ヒドリノ水素化物イオン、Ｈ-（１／ｐ）とプロトンとの反応は次式のとおりである。
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物化合物からジヒドリノガスを発生させる１つの方法は化合物を熱分解することである。例えば、カリウムヒドリノ水素化物塩を金属カリウムとジヒドリノガスが生成するまで過熱する。ヒドリノ水素化物化合物、Ｍ+Ｈ-（１／ｐ）の熱分解反応の１例は、
Figure 2009161437
 で表され、式中Ｍ+はカチオンである。
ヒドリノはプロトンと反応してジヒドリノイオンを生成し、ジヒドリノイオンは更に電子と反応してジヒドリノ分子を生成する。
Figure 2009161437
 ヒドリノ原子とプロトンとの反応エネルギーはジヒドリノイオンの結合エネルギー（式（２８））の負で与えられる。電子によるジヒドリノイオンの還元で与えられたエネルギーは１次結合エネルギー（式（３０））の負である。これらの反応はＵＶ照射を放射する。ＵＶスペクトル分析は放射された照射をモニタする方法である。
ジヒドリノガスを生成する反応は式（３７）で与えられる。反応物質であるプロトン源は、例えば金属水素化物（ニッケル水素化物などの遷移金属）及びガス放電セルである。金属水素化物プロトン源の場合には、ヒドリノ原子は触媒電解質と水素化物を生成する金属カソードから成る電解セルで生成する。プロトンを含む金属水素化物を経由するヒドリノ原子の透過が式（３７）によるジヒドリノの合成をもたらす。得られたＤｉｈｅｄｒｏｎガスは１端をシールした真空の中空カソードの内部から集められる。式（３７）によって生成したジヒドリノはカソードの空洞に拡散して集められる。ヒドリノもカソードを通って拡散し、カソードの水素化物のプロトンと反応する。
ガス放電セルプロトン源の場合には、ヒドリノは触媒が気相中に存在する水素ガス放電セルで生成する。ガス放電セルによるヒドリノ原子のイオン化がガス相でヒドリノと反応して式（３７）によってジヒドリノ分子を生成するプロトンを供給する。ジヒドリノガスはガスクロマトグラフィー又は正常水素をＣｕＯ再結合器などの再結合器で燃焼させて純化することができる。
本発明のほかの実施例に拠れば、ジヒドリノは結合エネルギー増加水素化合物からジヒドリノガスを放出する化合物の熱分解反応によって合成することができる。ジヒドリノは結合エネルギー増加水素化合物から化合物の化学分解反応によっても合成することができる。例えば、化合物をＬｉ+などのカチオンとＮｉＨ6との反応によって化学的に分解して次の方法によってジヒドリノガスを放出させる；１．）Ｎｉ電極で０．５７ＭＫ2ＣＯ3電解セルを１年間など長期間運転する、２．）電解質をＬｉＮＯ3中約１Ｍに調製してＨＮＯ3で酸性にする、３．）溶液を蒸発乾固する、４．）得られた固体混合物を溶融するまで過熱する、５．）ＮｉＨ6などの結合エネルギー増加水素化合物がＮｉＯ、ジヒドリノガス、リチウムヒドリノ水素化物に分解して溶液が黒変するまで加熱する、６．）ジヒドリノガスを収集する、７．）ガスクロマトグラフィー、ガス相ＸＰＳ、ラマンスペクトル分析などの方法でジヒドリノを同定する。
６．１ ジヒドリノガスの同定
ジヒドリノガスは質量スペクトル分析器で高次イオン化質量２として同定される。ジヒドリノもまた質量スペクトル分析で、低圧で分割するｍ／ｅ＝４ピーク及びｍ／ｅ＝２の存在によって同定される。ジヒドリノガスのピークは、１００％Ｈ2／Ｏ2再結合器（例えば、ＣｕＯ再結合器）を通過した後、低温でのガスクロマトグラフ時に正常水素と異なる滞留時間で生じる。
Figure 2009161437
 の場合、ジヒドリノガスは高解像磁気セクタ質量スペクトル分析器における分割ｍ／ｅ＝２ピーク、ガス相ＸＰＳにおける６２．２ｅＶピーク、ラマンスペクトル分析における正常分子状水素の４倍の振動エネルギーを有するピーク、として同定される。誘導ラマンスペクトル分析の場合には、ＹＡＧレーザ励起を用いて、低温ポンプ（クライオポンプ）スペクトル分析段階で液化したジヒドリノ、
Figure 2009161437
 の振動に由来するラマンストークス線及び反ストークス線を観察する。さらなる同定方法には、液化した段階でのジヒドリノのＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）が含まれる。ジヒドリノの同定は更に、表３に示した特有な結合エネルギーによるＸＰＳによって同定することができる。表３では、ジヒドリノはジヒドリノと少なくとも１つのほかの元素から成る化合物中に存在する。ジヒドリノは「実験結果」のセクションにおいてその性質を同定する。
７．その他の結合エネルギー増加水素化合物。
本発明のさらなる実施例では、ヒドリノ水素化物イオンはアルカリ又はアルカリ土類カチオンなど、周期律表の任意の正に帯電した原子、或はプロトンと反応又は結合する。ヒドリノ水素化物イオンは任意の有機分子、無機分子、化合物、金属、非金属、或は半導体とも反応又は結合して、有機分子、無機分子、化合物、金属、非金属、或は半導体を生成する。更に、ヒドリノ水素化物イオンはＨ3 +、Ｈ3 +（１／ｐ）、Ｈ4 +（１／ｐ）又はジヒドリノ分子イオン
Figure 2009161437
 と反応又は結合することができる。ジヒドリノ分子イオンはヒドリノ水素化物イオンと結合することができ、還元されたジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 の結合エネルギーが化合物のヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下となる。
ヒドリノ水素化物イオンと反応する反応物質には、中性原子、負又は正に帯電した原子状又は分子状イオン及び遊離基が含まれる。ヒドリノ水素化物含有化合物を生成する１実施例では、ヒドリノ水素化物イオンを金属と反応させる。こうして、電解セル水素化物反応容器の１実施例では、運転時に生成したヒドリノ、ヒドリノ水素化物イオン又はジヒドリノがカソードと反応して化合物を生成し、ガスセル水素化物反応容器の１実施例では、運転時に生成したヒドリノ、ヒドリノ水素化物イオン又はジヒドリノが解離物質又は原子状水素源と反応して化合物を生成する。金属−ヒドリノ水素化物物質がこうして生成する。
本発明の化合物の例示的な種類には、次の化合物が含まれる。本発明のそれぞれの化合物はヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子である少なくとも１種類の水素種Ｈを含み、或は化合物が２種類以上の水素種Ｈを含む場合には、かかる水素種の少なくとも１種がヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子であり、かつ／又は化合物の２種類以上の水素種がジヒドリノ分子イオン（水素２個）及び／又はジヒドリノ分子（水素２個）の形態で化合物中に存在する。本発明の化合物は更に、１種類以上の結合エネルギー増加水素種に加えて、通常の水素原子（複数個を含む）及び通常の水素分子（複数個を含む）から成る。一般的に、次に例示する化合物のかかる通常の水素原子（複数個を含む）及び通常の水素分子（複数個を含む）を本明細書では「水素」と呼ぶ。
Ｈ-（１／ｐ）Ｈ3 +；ＭＨ、ＭＨ2及びＭ2Ｈ2、Ｍはアルカリカチオン（Ｍ2Ｈ2の場合、アルカリカチオンは異なっていてもよい）、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＨn ｎ＝１〜２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＨＸ、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは中性原子又は分子又はハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＨＸ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＨＸ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ原子；Ｍ2ＨＸ、Ｍはアルカリカチオン（アルカリカチオンは異なっていてもよい）、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＨn ｎ＝１〜５、Ｍはアルカリカチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子更に通常の水素原子、通常の水素分子から成ることもある；Ｍ2Ｈn ｎ＝１〜４、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子、通常の水素分子から成ることもある（アルカリ土類カチオンは異なっていてもよい）；Ｍ2ＸＨn ｎ＝１〜３、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子、通常の水素分子から成ることもある（アルカリ土類カチオンは異なっていてもよい）；Ｍ2Ｘ2Ｈn ｎ＝１〜２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子、通常の水素分子から成ることもある（アルカリ土類カチオンは異なっていてもよい）；Ｍ2Ｘ3Ｈ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子（アルカリ土類カチオンは異なることもある）；Ｍ2ＸＨn ｎ＝１〜２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある（アルカリ土類カチオンは異なっていてもよい）；Ｍ2ＸＸ'Ｈ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｘ'は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子（アルカリ土類カチオンは異なることもある）；ＭＭ' Ｈn ｎ＝１〜３、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子及び通常の水素分子から成ることもある；ＭＭ' ＸＨn ｎ＝１〜２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；ＭＭ' ＸＨ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘは炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＭＭ' ＸＸ'Ｈ、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ'はアルカリ金属カチオン、Ｘ及びＸ'はそれぞれハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈはヒドリノ水素化物イオン又はヒドリノ原子；ＨnＳ ｎ＝１〜２、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；ＭＳｉＨn ｎ＝１〜６、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＸＳｉＨn ｎ＝１〜５、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、ＳｉはＡｌ、Ｎｉ、遷移元素、内部遷移元素又は希土類元素で置換することができる、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン又は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＡｌＨn ｎ＝１〜６、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類金属カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＨn ｎ＝１〜６、Ｍはニッケルなどの遷移元素、内部遷移元素又は希土類元素のカチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＮｉＨn ｎ＝１〜６、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン、ケイ素又はアルミニウム、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもあり、ニッケルは他の遷移金属、内部遷移金属又は希土類カチオンで置換されることもある；ＴｉＨn ｎ＝１〜４、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；Ａｌ2Ｈn
ｎ＝１〜４、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＸＡｌＸ'Ｈn ｎ１〜２、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'はそれぞれハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン又は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもあり、Ｓｉなどの他のカチオンがＡｌを置換することができる；［ＫＨmＫＣＯ3］n ｍ,ｎは整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＫＨＫＯＨ］n ｎは整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＫＨmＫＮＯ3］n +ｎＸ- ｍ,ｎは整数、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＫＨＫＮＯ3］n
ｎは整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＭＨmＭ′Ｘ］n ｍ,ｎは整数、Ｍ及びＭ'はそれぞれアルカリ又はアルカリ土類カチオンである中性化合物又はアニオン又はカチオンからなり、Ｘはハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン又は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＭＨmＭ′Ｘ′］n +ｎＸ- ｍ,ｎは整数、Ｍ及びＭ'はそれぞれアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'はそれぞれハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン又は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある；［ＭＨmＭ′Ｘ′］n -ｎＭ′′+ ｍ,ｎは整数、Ｍ,Ｍ'及びＭ''はそれぞれアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ'はそれぞれハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素塩イオン、硝酸塩イオンなどの１価の負に帯電したアニオン又は炭酸塩イオン、硫酸塩イオンなどの２価の負に帯電したアニオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子から成ることもある。
結合エネルギー増加水素化合物（ＭＨn ｎ＝１〜８など）から成る好ましい金属には、第ＶＩＢ族（Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ）及び第ＩＢ族（Ｃｕ,Ａｇ,Ａｕ）の元素が含まれる。化合物は金属の純化に有用である。純化は蒸気圧の高い結合エネルギー増加水素化合物の生成を介して行われる。それぞれの化合物は低温ポンプ（クライオポンプ）で単離する。
ポリマー（分子量１００,０００ドルトンまで）を形成することができる例示のシラン、シロキサン及びケイ酸塩は、それぞれの観測特性が通常の水素Ｈだけを含有する通常の化合物の観測特性と異なる特有の特性を有する。結合エネルギー増加水素種に従属する観測特性には、化学量論性、昇温時の安定性及び空気中における安定性が含まれる。化合物を例示すると、Ｍ2ＳｉＨn ｎ＝１〜８、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン（カチオンは異なることもある）、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；Ｓｉ2Ｈn
ｎ＝１〜８、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉＨn ｎ＝１〜８、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨ4n ｎ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨ3n ｎ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨ4nＯ ｍ,ｎ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉxＨ4x-2yＯy ｘ,ｙ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉxＨ4xＯy ｘ,ｙ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨ4n・Ｈ2Ｏ ｎ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨ4n+2 ｎ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉxＨ2x+2Ｏy ｘ,ｙ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＳｉ4nＨ10nＯn ｎ＝整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＳｉ4nＨ10nＯn+1 ｎ＝整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭqＳｉnＨmＯp
ｑ,ｎ,ｍ,ｐ＝整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭqＳｉnＨm ｑ,ｎ,ｍ＝整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨmＯp ｎ,ｍ,ｐ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉnＨmｎ,ｍ＝整数、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＳｉＯ2Ｈn
ｎ＝１〜６、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＳｉＯ2Ｈn
ｎ＝１〜６、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；ＭＳｉ2Ｈn
ｎ＝１〜１４、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；Ｍ2ＳｉＨn ｎ＝１〜８、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｈは１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもある；及びＨが１種類以上のヒドリノ水素化物イオン、ヒドリノ原子、ジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子、更に通常の水素原子又は通常の水素分子から成ることもあるポリアルキルシロキサン。
本発明の換算次元の超伝導体に関する実施例では、ヒドリノ、ジヒドリノ及び／又は水素化物イオンは電子源と反応又は結合する。電子源はアルカリ、アルカリ土類、遷移金属、内部遷移金属、希土類、ランタノイドなどの周期律表の正に帯電した任意の原子、或は‘９６ＭｉｌｌｓＧＵＴ（ページ２５５〜２６４、これは参照して本明細書の一部とする）に記載の格子で説明された構造を形成するアクチノイドカチオンである。
結合エネルギー増加水素化合物は酸化又は還元されて「ヒドリノ水素化物バッテリー」のセクションに記述するバッテリーに電圧を印加することによってその他の化合物を生成する。その他の化合物はカソード及び／又はアノードでの反応を介して生成する。
別の方法では、結合エネルギー増加化合物は電解セル、ガスセル、ガス放電セル、或はプラズマトーチセルの少なくとも１つからのヒドリノ原子が珪素と反応することで生成し、水素末端ケイ素に対しヒドリノ原子などで終端する珪素を生成する。例えば、ケイ素を電解セル内に入れ、電解セルで生じたヒドリノが珪素と反応して結合エネルギー増加水素種終端ケイ素を生成する。ケイ素のターミネータとしての化学種は固体電子回路製造のマスキング剤として働く。
結合エネルギー増加水素化合物のほかの用途は、出発材料に比べバンドギャップが異なるドープ半導体の製作における、ドーパント又はドーパント化合物としての用途である。例えば、出発材料は通常の半導体、通常のドープ半導体、或はケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、ヒ素、燐、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、第ＩＩＩ族元素、第ＩＶ族元素又は第Ｖ族元素などの通常のドーパントである。ドープ半導体の好ましい実施例では、ドーパント又はドーパント化合物はヒドリノ水素化物イオンである。珪素などの材料はイオン注入、エピタキシ又は真空蒸着などによってドープされて、優れたドープ半導体を形成する。当業者が用いるイオン注入、エピタキシ及び真空蒸着の装置及び方法は次の文献に記述がある（これらの文献は参照して本明細書の一部とした）。ファデイ・コマロフ（Ｆａｄｅｉ
Ｋｏｍａｒｏｖ）、「金属のイオンビーム修飾（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ）」（Ｇｏｒｄｏｎ ａｎｄ Ｂｒｅａｃｈ
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ, Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ, １９９２, 特にｐｐ．１〜３７．）；エマヌエル・リミニ（Ｅｍａｎｕｅｌ Ｒｉｍｉｎｉ）、「イオン注入：装置製作の基本（Ｉｏｎ
Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ: Ｂａｓｉｃｓ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）」（Ｋｌｕｗｅｒ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ, Ｂｏｓｔｏｎ, １９９５, 特にｐｐ．３３〜２５２; ３１５〜３４８; １７３〜２１２．）；ジーグラー（Ｊ．Ｆ．Ｚｉｅｇｌｅｒ） 著、「イオン注入の科学と技術 （Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 第２版」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ, Ｉｎｃ．, Ｂｏｓｔｏｎ, １９８８, 特にｐｐ．２１９〜３７７．）。特異なｐヒドリノ水素化物イオン〔Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）、ｐは整数〕がドーピング後のバンドギャップなどの所望する特性を付与するために選択される。
結合エネルギー増加水素化合物は熱電子カソード材料と反応して材料のフェルミエネルギーを低下させる。これが熱電子発生器に非ドープ出発材料の電圧よりも高い電圧を付与する。例えば、出発材料はタングステン、モリブデン又はそれらの酸化物である。ドープ熱電子カソードの好ましい実施例では、ドーパントはヒドリノ水素化物イオンである。イオン注入、エピタキシ、又は真空蒸着などによって金属などの材料にヒドリノ水素化物イオンをドープして、優れた熱電子カソードが作出される。当業者が用いるイオン注入、エピタキシ及び真空蒸着の装置及び方法は次の文献に記述されている（これらの文献は参照して本明細書の一部とした）。ファデイ・コマロフ（Ｆａｄｅｉ
Ｋｏｍａｒｏｖ）、「金属のイオンビーム修飾（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ）」（Ｇｏｒｄｏｎ ａｎｄ Ｂｒｅａｃｈ
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ, Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ, １９９２, 特にｐｐ．１〜３７．）；エマヌエル・リミニ（Ｅｍａｎｕｅｌ Ｒｉｍｉｎｉ）、「イオン注入：装置製作の基本（Ｉｏｎ
Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ: Ｂａｓｉｃｓ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）」（Ｋｌｕｗｅｒ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ, Ｂｏｓｔｏｎ, １９９５, 特にｐｐ．３３〜２５２; ３１５〜３４８; １７３〜２１２．） ；ジーグラー（Ｊ．Ｆ．Ｚｉｅｇｌｅｒ） 著、「イオン注入の科学と技術 （Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 」第２版、（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ, Ｉｎｃ．, Ｂｏｓｔｏｎ, １９８８, 特にｐｐ．２１９〜３７７．）。
８．ヒドリノ水素化物ゲッタ
本発明の種々の反応容器はそれぞれ、原子状水素源、１種類以上の固体、溶融、液体又はガス状の触媒、原子状水素及び触媒を収容する触媒容器、電子源、とから構成される。反応容器は更にゲッタを構成し、ゲッタはヒドリノ原子がセル構成要素と反応してヒドリノ水素化物化合物を生成するのを防止するスカベンジャーとして機能する。ゲッタはヒドリノとセル構成要素との反応を逆転するのに用いられ、ヒドリノ水素化物イオンの置換カチオンを含有するヒドリノ水素化物化合物を生成する。
ゲッタはアルカリ又はアルカリ土類金属などの低仕事関数の金属から成ることもある。別の選択肢として、ゲッタは電子及びカチオン源から成る。例えば、電子及びカチオン源には、１．）電子及びプロトンを提供する放電セル又はプラズマトーチセルのプラズマ、２．）電子及びプロトンを提供する遷移元素又は希土類元素金属水素化物などの金属水素化物、３．）プロトンを供給する酸がある。
ゲッタの別の実施例では、セルの構成要素は電解又はプラズマエッチングにより高温で再生される金属、或は仕事関数が高く、かつヒドリノとの反応に抵抗して別のヒドリノ水素化物化合物を生成する金属から成る。
またゲッタの別の実施例では、セルはヒドリノ又はヒドリノ水素化物イオンと反応して、セル構成要素としての母材に受容されるか勝る（例えば、機能寿命が長く、より弾性な）物質組成を生成する材料で構成される。例えば、ヒドリノ水素化物反応容器のセルは１種類以上の次の材料１．）本明細書に開示する化合物など、耐酸化性の材料、２．）ヒドリノによって酸化され保護層（例えば、さらなる酸化を防止するアニオン不透過層）を形成する材料、３．）物理的に安定で触媒作用材料に不溶で拡散せず、かつ／又はヒドリノ水素化物反応容器のセルの運転温度で気化しない保護層を形成する材料、で構成、裏張り又は被覆することもある。
ＮｉＨn及びＷＨn（ｎは整数）などの結合エネルギー増加水素金属化合物は、後述の「実験結果」のセクションに示したように、ヒドリノ水素化物反応容器の運転中に生成する。本発明の１実施例では、ゲッタはニッケル又はタングステンなどの金属から構成され、これら金属が分解してヒドリノ水酸化物反応容器の所望する構成要素の金属表面（例えば、セル壁又は水素解離器）を再生する化合物を生成する。例えば、ヒドリノ水素化物反応容器のセルは金属で構成されるか、或は真空蒸着などで金属化した石英、セラミックから構成される。この場合、電解セルはゲッタを含む。
結合エネルギー増加水素化合物が触媒の蒸気圧よりも低い蒸気圧を有する場合には、ゲッタはセルと通じる低温トラップである。ゲッタがセル温度と触媒貯蔵器の温度との間の中間温度に維持されるとき、低温トラップは結合エネルギー増加水素化合物を凝縮させる。低温トラップでは、触媒はほとんど凝縮しないか、或は全く凝縮しない。ガスセル水素化物反応容器の低温トラップ２５５から成るゲッタを図３に例示する。
結合エネルギー増加水素化合物が触媒の蒸気圧よりも高い蒸気圧を有する場合には、セルはセルと通じる過熱された触媒貯蔵器を具備する。貯蔵器は気化した触媒をセルに供給する。定期的に触媒貯蔵器を、結合エネルギー増加水素化合物をほとんど、或は全く凝縮しないで、触媒を凝縮させる温度に維持する。結合エネルギー増加水素化合物はセルの昇温でガス相を維持し、真空ポンプ又は低温ポンプ（クライオポンプ）などのポンプによって除去される。ガスセル水素化物反応容器のポンプ２５６を図３に例示する。
ゲッタはガスセルヒドリノ水素化物反応容器と共に用い、結合エネルギー増加水素化合物を生成する連続化学反応容器を形成することもできる。反応容器でこのように生成した結合エネルギー増加水素化合物は触媒よりも高い蒸気圧を持つ。この場合、セルは気化した触媒を連続的にセルに供給する加熱触媒貯層を持つ。化合物と触媒は運転中に連続してゲッタに低温ポンプ（クライオポンプ）される。低温ポンプ（クライオポンプ）された物質を集め、結合エネルギー増加水素化合物を既に説明した方法で触媒から純化する。
上述のように、ヒドリノ水素化物イオンは遷移又は希土類カチオンなどの不対電子を持つカチオンと結合して、常磁性体又は強磁性体の化合物を生成する。ガスセル水素化物反応容器の１実施例では、ヒドリノ水素化物ゲッタは磁石を含み、これによって磁性ヒドリノ水素化物化合物を磁気ゲッタに付着させてガス相から除去する。
ヒドリノ水素化物イオンの電子は生成物イオン化ヒドリノより高い結合エネルギーレベルのヒドリノ原子で除去することができる。イオン化ヒドリノ水素化物イオンは更に触媒作用及び不均化を受けて、更にエネルギーを放出する。徐々にヒドリノ水素化物イオン生成物は最も安定なヒドリノ水素化物、イオンＨ-（ｎ＝１／１６）となる。ヒドリノ水素化物化合物を加え、或は除去することによって、セルが発生する動力及びエネルギーを制御することができる。したがって、ゲッタはヒドリノ水素化物化合物の蒸気圧制御器の形態をとり、セルが発生する動力及びエネルギーを制御する。このようなヒドリノ水素化物化合物蒸気圧制御器には、蒸気圧がポンプ速度で決まるポンプが含まれる。ヒドリノ水素化物化合物の蒸気圧制御器には、低温トラップも含まれ、低温トラップの温度がヒドリノ水素化物化合物の蒸気圧を決定する。ヒドリノ水素化物化合物蒸気圧制御器のさらなる実施例は一定温度の低温トラップへの流量制限から成り、トラップへの流速が定常状態のヒドリノ水素化物化合物の蒸気圧を決定する。流量制限の例示には、調節可能な石英、ジルコニウム又はタングステンプラグが含まれる。図４に示すプラグ４０は分子状又は原子状水素源としての水素を透過する。
９．ヒドリノ水素化物燃料電池
燃料電池又はバッテリーのカソード反応の生成物として、極めて安定なヒドリノ水素化物イオンは現状の燃料電池又はバッテリーの通常のカソード生成物より著しい改善をもたらす。これはヒドリノ水素化物の式（８）の反応が放出する大きなエネルギーに起因する。
図９に示す本発明の燃料電池４００は酸化物質源４３０、酸化物質源４３０に通じるカソード室４０１に収納されたカソード４０５、アノード室４０２のアノード４１０、カソード室４０１とアノード室４０２との間に回路を完成する塩橋４２０及び電気負荷４２５から成る。酸化物質は酸化物質源４３０からのヒドリノである。ヒドリノは反応して、カソード反応（式（３８））としてヒドリノ水素化物イオンを生成する。結合エネルギー増加水素化合物がヒドリノを供給することができる。ヒドリノは結合エネルギー増加水素化合物の化学分解又は熱分解によって、酸化物質源４３０からカソードに供給される。ヒドリノは結合エネルギー増加水素化合物と化合物の結合エネルギー増加水素種を置換する元素との反応によっても得られる。別の方法として、酸化物質源４３０は本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル、或はプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器である。燃料電池４００の別の酸化物質は結合エネルギー増加水素化合物から成る。例えば、カチオン又は原子Ｍ(n-1)+の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下でヒドリノ水素化物イオンに結合したカチオンＭn+（ｎは整数）は酸化物質として働く。Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nなどの酸化物質源４３０は、本発明の電解セル、ガスセル、ガス放電セル、或はプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器である。
燃料電池のその他の実施例では、ヒドリノ源４３０はヒドリノ通路４６０を介して容器４００と通じている。ヒドリノ源４３０は本発明に拠るヒドリノ生成セル、すなわち電解セル、ガスセル、ガス放電セル又はプラズマトーチセルである。ヒドリノはヒドリノ通路４６０を経由して供給される。
導入されたヒドリノ、Ｈ［ａH／ｐ］は燃料電池のカソード４０５で電子と反応して、ヒドリノ水素化物イオン、Ｈ-（１／ｐ）を生成する。還元物質がアノード４１０と反応して、負荷４２５を経由してカソード４０５に流入する電子を供給し、適切なカチオンが塩橋４２０を経由してアノード室４０２からカソード室４０１へ移動することで回路が完成する。別の方法では、ヒドリノ水素化物イオンなどの適切なアニオンがカソード室４０１からアノード室４０２へ塩橋４２０を経由して移動することで回路が完成する。還元物質は亜鉛などの電気化学還元物質である。１実施例では、還元物質は高い酸化電位を有し、カソードは銅である。セルのカソード反応は、
Figure 2009161437
 アノード反応は、
還元物質→還元性物質+ ＋ ｅ- （３９）
電池の総合反応は、
Ｈ［ａH／ｐ］＋還元物質→還元物質+＋Ｈ-（１／ｐ） （４０）
燃料電池の１実施例では、カソード室４０１がカソードとして機能する。この実施例では、カソードはヒドリノゲッタとして機能する。
１０．ヒドリノ水素化物バッテリー
本発明に拠るバッテリーを図９Ａに示す。バッテリー４００'では、結合エネルギー増加水素化合物が酸化物質であり、バッテリーのカソード反応の酸化物質を構成する。酸化物質は、例えば、還元されたジヒドリノ分子イオン、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ′）の結合エネルギー以下でヒドリノ水素化物イオンに結合したジヒドリノ分子イオンから成る結合エネルギー増加水素化合物である。かかる酸化物質の１つが化合物、
Figure 2009161437
 であり、ジヒドリノ分子イオンのｐは２、ヒドリノ水素化物イオンのｐ'は１３,１４,１５,１６,１７,１８又は１９である。
別の酸化物質はカチオン又は原子Ｍ(n-1)+の結合エネルギーがヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下でヒドリノ水素化物イオンに結合したカチオンＭn+（ｎは整数）から成る化合物である。カチオンは表２−１のカチオンから選択される。カチオンＭ(n-1)+からカチオンＭn+（ｎは整数）を生成するｎ次イオン化エネルギーＩＰnなどの元素のイオン化エネルギー（ｅＶ）〔デコック（Ｒ．Ｌ．ＤｅＫｏｃｋ）及びグレイ（Ｈ．Ｂ．Ｇｒａｙ）「化学構造と結合（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）」、 Ｔｈｅ Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｃｕｍｍｉｎｇｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ, Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ, ＣＡ, （１９８０）, ｐｐ．７６〜７７、この文献は参照して本明細書の一部とする〕はヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）の結合エネルギー以下である。別の選択肢として、ヒドリノ水素化物イオンは所与のカチオンにつき、ヒドリノ水素化物イオンがカチオンによって酸化されないように選択される。このように、酸化物質Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nは、カチオンＭn+（ｎは整数）とその結合エネルギーがＭ(n-1)+の結合エネルギーよりも大きくなるように選択されたヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きな整数）から成る。例えば、Ｈｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2又はＦｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4の場合では、Ｈｅ+及びＦｅ3+の結合エネルギーがそれぞれ５４．４ｅＶ及び５４．８ｅＶであるので、ヒドリノ水素化物イオンのｐは１１〜２０である。したがって、Ｈｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2の場合、水素化物イオンはＨｅ+ （５４．４ｅＶ）よりも高い結合エネルギーを持つように選択される。Ｆｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4の場合、水素化物イオンはＦｅ3+（５４．８ｅＶ）よりも高い結合エネルギーを持つように選択される。安定なカチオン−ヒドリノ水素化物アニオン化合物を選択することによって、バッテリーの酸化物質が供給され、還元電位はカチオン及び酸化物質のアニオンの結合エネルギーで決まる。
バッテリーのほかの実施例では、ヒドリノ水素化物イオンが塩橋４２０'を経由してカソード室４０１'からアノード室４０２'へ移動することによって、バッテリーの運転時に回路が完成する。塩橋は、例えばアニオン導電膜及び／又はアニオン導体である。塩橋はゼオライト、ランタノイド臭化物（ＭＢ6など、Ｍはランタノイド）、或はヒドリノ水素化物アニオンの小さなサイズを基準にしてアニオン導体として選択されるアルカリ土類臭化物（ＭＢ6など、Ｍはアルカリ土類）から形成することもできる。
バッテリーはオプションとして充電が可能である。充電可能バッテリーの実施例に拠れば、カソード室４０１'は還元された酸化物質を含み、アノード室は酸化された還元性質を含む。バッテリーは更に、移動して回路を完成するイオンを含む。バッテリーの充電を可能にするために、結合エネルギー増加水素化合物から成る酸化物質はバッテリーに適切な電圧を印加することで生成し、所望の酸化物質になることが可能でなければならない。代表的な適正印加電圧は約１〜１００ボルトである。酸化物質Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nは、カチオンＭ(n-1)+からカチオンＭn+を生成するｎ次イオン化エネルギーＩＰn（ｎは整数）がヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きな整数）の結合エネルギー以下であるように選択された、所望の電圧で生成した所望のカチオンから成る。
充電可能なバッテリーのほかの実施例に拠れば、酸化された還元物資は結合エネルギー増加水素化合物などのヒドリノ水素化物イオン源を含む。適切な電圧の印加が還元された酸化物質を所望の酸化状態に酸化して、バッテリーの酸化物質を生成し、酸化された還元物質を所望の酸化状態に酸化して、還元物質を生成する。ヒドリノ水素化物イオンが塩橋４２０'を経由してアノード室４０２'からカソード室４０１'へ移動することで回路が完成する。塩橋４２０'はアニオン導電膜又はアニオン導体で形成される。還元された酸化物質は、例えば鉄金属であり、ヒドリノ水素化物イオン源を有する酸化された還元物質は、例えばカリウムヒドリノ水素化物（Ｋ+Ｈ-（１／ｐ））である。適切な電圧の印加が還元された酸化物質（Ｆｅ）を所望の酸化状態（Ｆｅ4+）に酸化して、酸化物質（Ｆｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4、ヒドリノ水素化物イオンのｐは１１〜２０の整数）を生成する。また、適切な電圧の印加が酸化された還元物質（Ｋ+）を所望の酸化状態（Ｋ）に還元して、還元物質（カリウム金属）を生成する。ヒドリノ水素化物イオンが塩橋４２０'を経由してアノード室４０２'からカソード室４０１'へ移動することで回路が完成する。
バッテリーの実施例では、還元物質はプロトン源を含み、プロトンは、塩橋４２０'を経由してアノード室４０２'からカソード室４０１'へ移動することで回路が完成する。塩橋はプロトン導電膜及び／又はＳｒＣｅ0.9Ｙ0.08Ｎｂ0.02Ｏ2.97及びＳｒＣｅＯ0.95Ｙｂ0.05Ｏ3−αなどのＳｒＣｅＯ3を基礎にした固体ペブロスカイト型プロトン導体などのプロトン導体である。プロトン源には、水素原子、分子及び／又は結合エネルギー増加水素化合物などのプロトン、水、分子状水素、水酸化物、通常の水素化物イオン、水酸化アンモニウム及びＨＸ（Ｘ-はハロゲンイオン）が含まれる。例えば、プロトン源からなる還元物質の酸化はプロトンとバッテリー運転時に排気されるガスを発生する。
充電可能なバッテリーのほかの実施例では、電圧の印加が還元された酸化物質を所望の酸化状態に酸化して酸化物質を生成し、酸化された還元物質を所望の酸化状態に還元して還元物質を生成する。プロトンはカソード室４０１'からアノード室４０２'へプロトン導電膜及び／又はプロトン導体などの塩橋４２０'を経由して移動することで回路が完成する。
バッテリーの実施例では、還元物質及び／又は酸化物質はバッテリーの内部抵抗又は外部ヒータ４５０'によって供給される熱で融解する。ヒドリノ水素化物イオン及び／又は融解したバッテリー反応物質が塩橋４２０'を経由して移動することで回路を完成させる。
バッテリーのほかの実施例では、カソード室４０１'及び／又はカソード４０５'は次の材料の少なくとも１つで形成、裏張り、或は被覆される；１．）結合エネルギー増加水素化合物などの酸化に耐える材料、２．）酸化物質で酸化されて保護被膜、例えば、さらなる酸化を防止するアニオン不透過膜（カソード層は導電性）を形成する材料、３．）物理的に安定で酸化物質に不溶性で、かつ／又は酸化物質中に拡散しない（カソード層は導電性）保護膜を形成する材料。
腐食を防止するために、酸化物質からなる結合エネルギー増加水素化合物を真空中に及び／又は磁気的、静電的に懸濁させて、酸化物質がカソード室４０１'を酸化しないようにする。別の方法では、電流が必要でないときに、酸化物質を懸濁及び／又は回路から電気的に隔離する。酸化物質はコンデンサー又は絶縁体によってカソード室壁から隔離することができる。
ヒドリノ水素化物イオンは本明細書で説明した方法によって純化し、リサイクルすることができる。
バッテリーの１実施例では、カソード室４０１'はカソードとして機能する。
高電圧バッテリーは上述のバッテリーセルのｎ整数個を直列に構成し、直列の複合セルの電圧は約ｎＸ６０ボルトである。
１１．ヒドリノ水素化物爆薬及びロケット燃料
式（７）から安定なヒドリノ水素化物イオンはパラメータｐ≦２４であることが予想される。ヒドリノ水素化物イオンを生成するヒドリノ原子の還元によるエネルギー放出は最大値を通過し、一方ジヒドリノ分子の合計エネルギーの大きさ（式（２４））はｐの関数として連続的に増加する。したがって、ｐが２４に近づくにつれて、プロトンとの反応で
Figure 2009161437
 を生成するＨ-（ｎ＝１／ｐ）の反応は低い活性化エネルギーを有し、標準的な化学反応の千倍のエネルギーを放出する。
Figure 2009161437
 を生成する２Ｈ-（ｎ＝１／ｐ）の反応はヒドリノ水素化物化合物の熱分解で起きる（式（３６））。例えば、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 （１次結合エネルギー約８,９２８ｅＶを持つ）を生成するヒドリノ水酸化物イオンＨ-（ｎ＝１／２４）（結合エネルギー約０．６５３５ｅＶを持つ）とプロトンとの反応及びエネルギーは、
Figure 2009161437
 であり、反応エネルギーは式（７）と式（２４） との和である（これは生成物ジヒドリノの合計エネルギーから反応物質ヒドリノ水素化物イオンの合計エネルギーを減じたもの）。
さらなる例として、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 を生成するＨ-（ｎ＝１／２４）の熱分解反応は、
Figure 2009161437
 上式中、Ｍ+はヒドリノ水素化物イオンのカチオン、Ｍは還元されたカチオン、反応エネルギーは本質的に式（７）の２倍と式（２４）との和である（これは生成物ジヒドリノの合計エネルギーから２つの反応物質ヒドリノ水素化物イオンの合計エネルギーを減じたもの）。
ヒドリノ水素化物化合物の１つの用途は爆薬である。化合物のヒドリノ水素化物イオンはプロトンと反応してジヒドリノを生成する（式（４１））。別の選択肢として、ヒドリノ水素化物化合物は分解してジヒドリノを生成する（式（４２））。これらの反応は爆発力を放出する。
プロトンの爆発反応では、酸（ＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4又はＨＮＯ3）又は超酸（ＨＦ＋ＳｂＦ5; ＨＣｌ＋Ａｌ2Ｃｌ6; Ｈ2ＳＯ3Ｆ＋ＳｂＦ5; 又はＨ2ＳＯ4＋ＳＯ2（ｇ））などのプロトン源が用いられる。爆発は化合物を含有するヒドリノ水素化物イオンと酸又は超酸とを急速に混合することで開始する。急速な混合はヒドリノ水素化物化合物の近傍で通常の爆薬を発火させて達成することができる。
爆発反応を起すヒドリノ水素化物化合物の急激な熱分解では、分解はヒドリノ水素化物化合物の近傍で通常の爆薬を発火又はヒドリノ水素化物化合物の衝撃加熱によって引起こされる。例えば、銃弾は衝撃加熱による衝撃で発火するヒドリノ水素化物化合物を先端に取付ける。
好ましい１実施例では、爆薬のヒドリノ水素化物イオンのカチオンはその低質量のためにリチウムイオン（Ｌｉ+）である。
ヒドリノ水素化物化合物の他の用途は固体、液体、或はガス状ロケット燃料としての利用である。ロケットの発射力はジヒドリノを生成するヒドリノ水素化物イオンとプロトンとの反応（式（４１））、或はジヒドリノを生成するヒドリノ水素化物イオンの熱分解（式（４２））によって供給される。前者の場合、プロトン源がヒドリノ水素化物イオン含有化合物とプロトン源との効果的な混合によってロケット発射反応を開始させる。混合は通常のロケット燃料の反応開始によって行われる。後者の場合には、ロケット燃料の反応はヒドリノ水素化物含有化合物又は結合エネルギー増加水素化合物の急速な熱分解から成る。熱分解は通常のロケット燃料反応の開始又は衝撃過熱によって引起こされる。ロケット燃料の好ましい１実施例では、ヒドリノ水素化物イオンのカチオンはその低質量に起因してリチウムイオン（Ｌｉ+）である。
式（７）の特殊なｐのヒドリノ水素化物イオンを含有する化合物の純化及び単離の１方法は種々のヒドリノ原子に関する電子親和力の違いを探索することである。第１ステップでは、ヒドリノ原子をアルカリ又はアルカリ土類金属以外の金属などの物質組成物と反応させる。アルカリ又はアルカリ土類金属は、所与のｐのＨ-（ｎ＝１／ｐ）を生成するＨ［ａH／ｐ］（ｐは整数）と反応しないことを除く安定な水素化物イオンを生成するヒドリノ原子すべてを還元する。これは物質組成物の仕事関数が高すぎるか、或は反応の自由エネルギーが正であるからである。第２ステップでは、非反応性ヒドリノ原子を集め、プラズマ又はＨ-（ｎ＝１／２４）を含むＨ-（ｎ＝１／ｐ）を生成するアルカリ又はアルカリ土類金属などの電子源と反応させる。ここで、式（７）の大きな整数ｐのヒドリノ原子は、安定なヒドリノ水素化物イオンを生成しないので、非反応性である。例えば、ヒドリノの原子ビームを第１ステップでタングステンから成る容器内に貫通させ、ｐ≦２３のヒドリノ水素化物イオンを生成させ、２３より大きなｐの非反応性ヒドリノを第２段階へ通過させる。第２ステップでは、ｐ＝２４だけにつき、安定なアルカリ又はアルカリ土類水素化物が生成される。Ｈ-（ｎ＝１／２４）を含むヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）を本明細書で「ヒドリノ水素化物反応容器」につき説明した方法で化合物として収集する。
式（７）の特殊なｐのヒドリノ水素化物イオンを含有する化合物の純化及び単離の別の戦略はイオンサイクロン共鳴スペクトル分析による方法である。１実施例では、式（７）の所望のｐに関するヒドリノ水素化物イオンをイオンサイクロン共鳴装置に捕獲し、そのサイクロン周波数を励起して収集するイオンを放出させる。
１２．その他の触媒
本発明の１実施例に拠れば、通常の水素化物イオン及びヒドリノ水素化物イオンと反応して結合エネルギー増加水素化物イオンを生成する触媒が提供される。更に、２電子原子又はイオンと反応して結合エネルギー増加２電子原子又はイオンを生成する触媒が提供される。３電子原子又はイオンと反応して結合エネルギー増加３電子原子又はイオンを生成する触媒も提供される。これらすべての場合において、反応容器は固体、融解、液体又はガス体の触媒；反応物質水素化物イオン又は２電子、３電子原子又はイオンを含む容器；及び触媒から成る。触媒作用は反応物質と触媒との反応によって起きる。結合エネルギー増加水素化物イオンは既に定義したヒドリノ水素化物イオンである。結合エネルギー増加２又は、３電子原子及びイオンは既知の対応する原子又はイオン種よりも高い結合エネルギーを有するイオンである。
所望するｐのヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）は式（８）に従って、対応するヒドリノの還元によって合成することができる。別の方法では、ヒドリノ水素化物イオンは結合エネルギーの増加状態へ遷移する触媒作用を受け、所望のヒドリノ水素化物イオンを生成する。かかる触媒はそれぞれ式（７）で与えられた生成物及び反応物質ヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーの差にほぼ等価な正味のエンタルピーを有する。例えば、次の（４３）式の反応の触媒は約（４４）式で表されるエンタルピーを有す。
Figure 2009161437
Figure 2009161437
 上式中、ｍ、ｐは整数、それぞれの結合エネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ）は式（７）で与えられる。その他の触媒は整数ｍだけの中心力増加に対応する反応物質ヒドリノ水素化物イオンのポテンシャルエネルギーの初期増加量に等価な正味エンタルピーを持つ。例えば、次の（４５）式の反応の触媒は約（４６）式で表されるエンタルピーを有す。
Figure 2009161437
 ｐ及びｍは整数。
Figure 2009161437
 上式中、πはパイ、ｅは素電荷、ε0は真空誘電率、ｒは（２１）式で与えられるＨ-（ｎ＝１／ｐ）の半径を表す。
任意の原子、イオン、分子、或は分子状イオンを結合エネルギー増加状態へ遷移させる触媒は整数ｍだけの中心力増加に対応する反応物質のポテンシャルエネルギーの初期増加量に等価な正味エンタルピーを持つ。例えば、Ｚ≧２の任意の２電子原子が次の（４７）式で与えられる整数ｍだけ増加した最終中心力を持つ結合エネルギー増加状態へ反応するための触媒はほぼ（４８）式で与えられるエンタルピーを持つ。
２電子原子（Ｚ）→２電子原子（Ｚ＋ｍ）
（４７）
Ｚは原子のプロトン数、ｍは整数。
Figure 2009161437
 上式中、ｒは'９６ＭｉｌｌｓＧＵＴの式（７．１９）で与えられる２電子原子の半径。半径は
Figure 2009161437
 上式中、ａ0はボーアの半径。最終中心力がｍだけ増加した結合エネルギー状態へリチウムを反応させる触媒はほぼ（５０）式で表されるエンタルピーを持つ。
Figure 2009161437
 上式中、ｒ3は'９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴの（１０．１３）式で与えられるリチウムの第３電子の半径であり、半径は、
Figure 2009161437
 である。Ｚ＞３の任意の３電子原子が整数ｍだけ増加した最終中心力を持つ結合エネルギー増加状態へ反応させるための触媒のエンタルピーはほぼ、
Figure 2009161437
 上式中、ｒ3は'９６Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴの（１０．３７）式で与えられる３電子原子の第３電子の半径であり、半径は、
Figure 2009161437
 上式中、ｒ1は式（４９）で与えられる電子１及び電子２の半径。
１３．実験結果
１３．１ ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ、ヒドリノ水素化物イオンの同定
ＸＰＳは原子の各電子の結合エネルギー、Ｅbを測定することができる。エネルギーＥhvの光子源が試料からイオンをイオン化するのに用いられる。イオン化した電子はエネルギーＥkineticを放出する。
Ｅkinetic＝Ｅhv−Ｅb−Ｅr （５４）
Ｅｒは無視することができる反跳エネルギーを表す。放出された電子の運動エネルギーは検出器をヒットさせるのに必要な磁場強度の測定によって測定することができる。Ｅkinetic及びＥhvは実験的に知られ、各原子の結合エネルギーＥbの計算に用いられる。したがって、ＸＰＳは議論の余地なく原子を同定することができる。
結合エネルギー増加水素化物化合物は「その他の結合エネルギー増加化合物」のセクションに挙げてある。種々のヒドリノ水素化物イオン及びヒドリノの結合エネルギーはそれぞれ式（７）及び式（１）で得られる。ＸＰＳはｎ＝１／２からｎ＝１／１６までのヒドリノ水素化物イオン、Ｅb＝３ｅＶ〜７３ｅＶ、ｎ＝１／２からｎ＝１／４のヒドリノ、Ｅb＝５４．４ｅＶ〜２１７．６ｅＶ、及びｎ＝１／２からｎ＝１／４のジヒドリノ分子、Ｅb＝６２．３ｅＶ〜２４８ｅＶ、の生成を確認するために用いた。ヒドリノ原子及びジヒドリノ分子の場合、この範囲はエネルギーの最低の大きさである。この範囲のピークが最も多数であると予想される。ヒドリノ水素化物イオンの場合、ｎ＝１／１６が最も安定なヒドリノ水素化物イオンである。したがって、エネルギー範囲がＥb＝３ｅＶ〜７３ｅＶのＸＰＳはこれらの安定な状態を検出する。ＸＰＳはカソードによるこれらピークへのバックグランド干渉のない表面上で行なった。炭素は図１０に示すように、０ｅＶ〜２８７ｅＶまで本質的にバックグランド干渉はゼロである。したがって、炭素カソードの場合、ｎ＝１／２からｎ＝１／１６のヒドリノ水素化物イオン、ｎ＝１／２からｎ＝１／４のヒドリノ及びｎ＝１／２からｎ＝１／４のジヒドリノのピークには干渉はなかった。
式（７）に拠るヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーを表１に、（１）式に拠るヒドリノ結合エネルギーを表２に、式（３１）に拠るジヒドリノ分子の結合エネルギーを表３に示す。
Figure 2009161437
Figure 2009161437
 １３．１．１ ＸＰＳによるヒドリノ原子及びジヒドリノ分子の同定の実験方法
ゼッテルモイヤー（Ｚｅｔｔｌｅｍｏｙｅｒ）表面研究センター、シンクレアー（Ｓｉｎｃｌａｉｒ）ラボラトリー、レハイ大学（Ｌｅｈｉｇｈ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）が炭酸カリウム水溶液の電解に使用した炭素カソードにつき一連のＸＰＳ分析を行い、ヒドリノ及びジヒドリノ結合エネルギーのピークを同定した。この場合、試料を完全に洗浄して水溶性ヒドリノ水素化物化合物を除去した。高品質のスペクトルが３００〜０ｅＶの結合エネルギー範囲にわたって得られた。このエネルギー領域は、Ｈ（ｎ＝１／２）の結合エネルギー５４．４ｅＶの近似位置である５５ｅＶ周りの領域、Ｈ（ｎ＝１／３）の結合エネルギー１２２．４ｅＶの近似位置である１２３ｅＶ周りの領域、Ｈ（ｎ＝１／４）の結合エネルギー２１７．６ｅＶの近似位置である２１８ｅＶ周りの領域、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 の結合エネルギー６２．３ｅＶの近似位置である６３ｅＶ周りの領域、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 の結合エネルギー１３９．５ｅＶの近似位置である１４０ｅＶ周りの領域、ジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 の結合エネルギー２４８ｅＶの近似位置である２５０ｅＶ周りの領域と共に、Ｃ２ｐ領域を完全に網羅した。
試料＃１：カソード及びアノードはそれぞれ５ｃｍ×２ｍｍ径の高純度ガラス状炭素棒で構成した。電解質は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3（Ｐｕｒａｔｒｏｎｉｃ ９９．９９９％）で構成した。電解は２．７５Ｖで３週間行なった。カソードをセルから取り出し、すぐに蒸留水で完全に洗浄し、窒素で乾燥した。適当寸法の１片を電極から切り出し、試料スタブに載せ、真空系に置いた。
１３．１．２ 結果及び考察
対照ガラス状炭素棒のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜１２００ｅＶ結合エネルギー領域を図１０に示す。試料＃１の測定スペクトルを図１１に示す。図に１次電子を同定してある。同定されていないピークの殆どは二次ピーク又は１次元素に関連した損失特徴である。図１２は試料＃１の低結合エネルギー範囲（０〜２８５ｅＶ）を示す。図１２に示したのは結合エネルギー５４ｅＶでのヒドリノ原子Ｈ（ｎ＝１／２）のピーク、結合エネルギー１２２．５ｅＶでのヒドリノ原子Ｈ（ｎ＝１／３）のピーク、結合エネルギー２１８ｅＶでのヒドリノ原子Ｈ（ｎ＝１／４）のピークである。これらの標識したブロードのピークは、それぞれヒドリノ（ｎ＝１／２）５４．４ｅＶ、（ｎ＝１／３）１２２．４ｅＶ、（ｎ＝１／４）２１７．６ｅＶにつき予測された結合エネルギーの近傍であるので、興味があるピークである。一致は注目に値するが、５４ｅＶ、１２２．５ｅＶ、２１８ｅＶの特徴を各々のヒドリノ、Ｈ（ｎ＝１／２）、Ｈ（ｎ＝１／３）、Ｈ（ｎ＝１／４）に割当てる以前に、可能性があるその他の解釈を排除する必要があった。以下に記すように、これらの可能性がある解釈を排除した。
５４ｅＶ近傍にピークを与える可能性がある元素は次の３カテゴリーに分けることができる：１．）主な表面構成要素の一つ、すなわち炭素（Ｃ）又はカリウム（Ｋ）に関連した微細構造又は損失特徴、２．）５４ｅＶ近傍に１次ピークを持つ元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）、３．）５４ｅＶ近傍に２次ピークを持つ元素、すなわち鉄（Ｆｅ）。微細構造又は損失特徴の場合、図１０に示した純炭素のＸＰＳスペクトルにおいて示されるように炭素関連の微細構造又は損失特徴が存在しないので、炭素は排除される。カリウムは５４ｅＶの特徴の形が図１４に示した反跳特徴と明らかに異なるので排除される。リチウム（Ｌｉ）及び鉄（Ｆｅ）はこれらの元素に関する他のピークが存在しないので排除される。これらの元素に関する一部のピークは約５４ｅＶよりも更に大きな強度で現れる（例えば、Ｆｅの７１０ｅＶ及び７２３ｅＶのピークはサーベー走査に見られず、２３ｅＶの酸素のピークは小さすぎてＬｉＯに帰属させることができない）。これらのＸＰＳの結果は５４ｅＶでのブロードのピークをヒドリノ、Ｈ（ｎ＝１／２）へ割当てることに矛盾しない。
１２２．４ｅＶ近傍にピークを与える可能性のある元素は２カテゴリーに分けることができる：主な表面構成要素の一つ、すなわち炭素（Ｃ）に関連した微細構造又は損失特徴；１２２．４ｅＶ近傍に２次ピークを持つ元素、すなわち銅（Ｃｕ）及びヨウ素（Ｉ）。微細構造又は損失特徴の場合、図１０に示した純炭素のＸＰＳスペクトルに示されるように炭素関連の微細構造又は損失特徴が存在しないので、炭素は排除される。１２２．４ｅＶ近傍に１次又は２次ピークを持つ元素の場合、これらの元素に関する他のピークが存在しないので排除される。これらの元素に関する一部のピークは約１２２．４ｅＶのピークよりも更に大きな強度で現れる（例えば、Ｉの６２０ｅＶ及び６３１ｅＶのピーク、Ｃｕの９３１ｅＶ及び９５１ｅＶのピークがサーベー走査に見られない）。これらのＸＰＳの結果は１２２．５ｅＶでのブロードのピークをヒドリノ、Ｈ（ｎ＝１／３）へ割当てることに矛盾しない。
２１７．６ｅＶ近傍にピークを与える可能性のある元素は２カテゴリーに分けることができる：主な表面構成要素の１つ、すなわち炭素（Ｃ）に関連した微細構造又は損失特徴；主な表面の汚染物質の１つ、すなわち塩素（Ｃｌ）に関連した微細構造又は損失特徴。微細構造又は損失特徴の場合、図１０に示した純炭素のＸＰＳスペクトルに示されるように炭素関連の微細構造又は損失特徴は存在しないので、炭素は排除される。２１７．６ｅＶ近傍に１次ピークを持つ元素の場合、この領域における塩素の結合エネルギーが２１７．６ｅＶと符合しない１９９ｅＶ及び２０１ｅＶであるので考えられない。更に、平坦な基底線が塩素の反跳ピークへの割当と矛盾する。これらのＸＰＳの結果は２１８でのブロードのピークをＨ（ｎ＝１／４）へ割当てることに矛盾しない。
図１３はジヒドリノ
Figure 2009161437
 分子の結合エネルギー６３ｅＶでのピークをＮａピーク上の肩として示す。図１２はジヒドリノ
Figure 2009161437
 分子の結合エネルギー１４０ｅＶでのピーク及びジヒドリノ
Figure 2009161437
 分子の結合エネルギー２４９ｅＶでのピークを示す。一致は注目に値するが、６３ｅＶ、１４０ｅＶ、２４９ｅＶの特徴をそれぞれのジヒドリノ、
Figure 2009161437
 に割当てる以前に、可能性があるその他の解釈を排除する必要があった。
６３ｅＶの近傍でピークを与える可能性がある元素の実質的な唯一の候補はＴｉである。しかしながら、Ｔｉのピークは１つも存在しない。１４０ｅＶのピークの場合、実質的な候補となる元素はＺｎとＰｂである。これらの元素は、両元素と等価、もしくは更に大きな強度の他のピーク（例えば、Ｐｂの４１３ｅＶ及び４３５ｅＶ、Ｚｎの１０２１ｅＶ及び１０４４ｅＶ）がないので、除かれる。２４９ｅＶのピークの場合、実質的な唯一の候補はＲｂである。この元素は、この元素と等価、もしくは更に大きな強度の他のピーク（例えば、Ｒｂの２４０、１１１及び１１２でのピーク）が見られないので、排除される。
ＸＰＳの結果は６３ｅＶ肩部での
Figure 2009161437
 への割当、１４０ｅＶでの割れたピークの
Figure 2009161437
 への割当及び２４９ｅＶでの割れたピークの
Figure 2009161437
 への割当に矛盾しない。これらの結果は表３に示した式（３１）で与えられる予想結合エネルギーと一致する。
ヒドリノ原子及びジヒドリノ分子はヒドリノ水素化物イオンと結合して、ＮｉＨn（ｎは整数）などの化合物を生成する。このことは「飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションで実証され、新規な化学を提起する。ヒドリノ及びジヒドリノピークの存在はこのような結合を形成するこの試料上に白金及びパラジウムを存在させることで強調される。ピークの異常な呼吸、結合エネルギーのずれ、ピークの割れがこの種の多元素への結合と一致する。
１３．１．３ ＸＰＳによるヒドリノ水素化イオン同定の実験方法
Ｚｅｔｔｌｅｍｏｙｅｒ表面研究センター、Ｓｉｎｃｌａｉｒラボラトリー、Ｌｅｈｉｇｈ大学が炭酸カリウム水溶液の電解に使用した炭素カソード及び結晶試料につき一連のＸＰＳ分析を行い、ヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーのピークを同定した。高い品質のピークが結合エネルギー０〜３００ｅＶにわたって得られた。このエネルギー領域はＣ２ｐ領域及びヒドリノ水素化物イオン結合エネルギー３ｅＶ（Ｈ-（ｎ＝１／２））から７３ｅＶ（Ｈ-（ｎ＝１／１６））までの周り領域を完全に網羅する。（一部の場合、３ｅＶ周りの領域は試料の電荷によりピークを得ることが困難であった）。試料＃２及び＃３を次のように調製した。
１３．１．３．１ 炭素電極試料
試料＃２：カソード及びアノード共に５ｃｍ×２ｍｍ径の高純度ガラス状炭素棒で構成した。電解質は０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3（Ｐｕｒａｔｒｏｎｉｃ ９９．９９９％）で構成した。電解は２．７５Ｖで３週間行なった。カソードをセルから取り出し、すぐに蒸留水で洗浄して窒素で乾燥した。適当寸法の１片を電極から切り出し、試料スタブに載せ、真空系に置いた。
試料＃３：試料＃２の電極の残りの部分をプラスチック袋に密封して３ヶ月間保存した。この時点で適当な大きさの１片を電極から切り出し、試料スタブに載せ、真空系に置き、ＸＰＳ走査を行った。
１３．１．３．２ 電解セルからの結晶試料
ヒドリノ水素化物化合物は触媒Ｋ+／Ｋ+に相当するＫ2ＣＯ3水溶液の電解中に合成した。電解セルは１０ガロン（３３インチ×１５インチ）Ｎａｌｇｅｎｅタンク（Ｍｏｄｅｌ＃ ５４１００−００１０）で構成した。長さ４インチ×１／２インチ径の端子ボルト２本を蓋に固定し、蓋を貫通させて検量ヒータのコードを挿入した。電解セルの組立を図２に示す。
カソードは次の要素で構成した：１．）０．５インチの孔が孔の中心から０．７５インチ間隔で全表面に渡って開いた多孔質（メッシュ）支持体として機能する５ガロンポリエチレンバケツ、２．）径が０．５ｍｍの清浄な冷間引抜ニッケル線５０００ｍ（ＮＩ
２００ ０．０１９７''、ＨＴＮ３６ＮＯＡＧＩ、Ａ１ Ｗｉｒｅ Ｔｅｃｈ, Ｉｎｃ．）。ニッケル線をメッシュ支持体の外周に３３ｍ長さの１５０区画として均一に巻きつけた。１５０区画のそれぞれの端を撚ってケーブル当たり５０区画のケーブル３個を作成した。ケーブルをカソード端子ポストにボルト止めされた端子コネクタに圧締めした。腐食を防止するために接点をエポキシで被覆した。
アノードは白金鍍金チタンアノードの１５列で構成した（１０配列：１００Ｕシリーズ３０００で鍍金した１．６''側面に固定された３／４''×７''心棒１本を有する１．６''×８''のＥｎｇｅｌｈａｒｄ製Ｐｔ／Ｔｉメッシュ、５配列：１端の内部に固定し、１００Ｕ
Ｐｔシリーズ３０００で鍍金した３／４''×７''心棒１本を有する１''径×８''長のＥｎｇｅｌｈａｒｄ製チタンチューブ）。３／４''幅のタブを各アノードの心棒の１端に、アノードに対し直角に曲げて作成した。１／４''の孔を各タブの中心に開けた。タブを円周周りに等距離を隔てて１２．２５''径のポリエチレンディスク（Ｒｕｂｂｅｒｍａｉｄ Ｍｏｄｅｌ＃ＪＮ２−２６６９）にボルト締めした。このようにして、ディスクから吊り下げたアノード１５個を持つ配列を製作した。アノードを１／４''ポリエチレンボルトでボルト締めした。各アノードタブとディスクとの間にサンドウィッチにして、平らにしたニッケル円筒をタブとディスクにボルト締めした。円筒は７．５ｃｍ×９ｃｍ長×０．１２５ｍｍ肉厚のニッケル箔で作成した。円筒はディスクを横断し、それぞれの他方の端を約１０本のＡＷＧ／６００
Ｖ銅線に圧締めした。結合点を収縮チューブ及びエポキシでシールした。導線を２個の端子コネクタ内に圧締めし、アノード端子にボルト締めした。腐食を防止するために結合点をエポキシで被覆した。
組立の前に、アノード配列を３Ｍ ＨＣｌで５分間清浄にして蒸留水ですすいだ。カソードを０．５７Ｍ
Ｋ2ＣＯ3／３％Ｈ2Ｏ2のタンクに６時間入れて清浄にしてから蒸留水ですすいだ。アノードをカソードの外部と中心との間の支持体に載せ、電極アセンブリを電解質含有タンクの中に入れた。電源をバッテリーケーブルで端子に接続した。
電解質溶液は２８Ｌの０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3（Ａｌｆａ Ｋ2ＣＯ3 ９９±％）で構成した。
検量ヒータはニクロムヒータジャケット付５７．６オーム１００ワットＩｎｃｏｌｌｏｙ
８００から成り、アノード配列のポリエチレンディスクから吊り下げた。Ｉｎｖａｒ定電力（供給±０．１％、Ｍｏｄｅｌ＃ＴＰ
３６−１８）で動力供給した。電圧（±０．１％）及び電流（±０．１％）をＦｌｕｋｅ
８６００Ａデジタルマルチメータで記録した。
定電流供給源（±０．０２％、Ｋｅｐｃｏ
Ｍｏｄｅｌ ＃ＡＴＥ ６−１００Ｍ）からの定電流２０アンペアで電解を行った。
電圧（±０．１％）をＦｌｕｋｅ
８６００Ａデジタルマルチメータで記録した。電流（±０．５％）をＯｈｉｏ Ｓｅｍｉｔｒｏｎｉｃｓ ＣＴＡ １０１電流変換器で読み取った。
温度（±０．１℃）をタンクの蓋とアノード配列ディスクの１／４''孔から挿入したＫ型熱伝対を用いて、Ｏｍｅｇａ
ＨＨ２１マイクロプロセッサ温度計で記録した。温度勾配が存在する可能性を除くために、タンク全体にわたって温度測定を行った。熱伝対の検出内（±０．１℃）で位置による変化はなかった。
常温を超える温度上昇〔ΔＴ＝Ｔ（電解のみ）−Ｔ（ブランク）〕と電解仕事量を毎日記録した。加熱効率は内部抵抗ヒータのオンオフ調整と、ヒータのある無し間の差からセル定数を推定することによって、「オンザフライ（ｏｎ
ｔｈｅ ｆｌｙ）」で決定した。ヒータ出力２０ワットを７２時間ごとに電解セルに加え、２４時間放置して定常状態を達成させた。電解仕事量及びヒータ出力と共に常温を超える温度上昇〔ΔＴ2＝Ｔ（電解＋ヒータ）−Ｔ（ブランク）〕を記録した。
温度測定のすべてで、１０ガロン（３３''×１５''）Ｎａｌｇｅｎｅ蓋付タンク（Ｍｏｄｅｌ ＃５４１００−００１０）において、２８Ｌの水でブランクを構成した。攪拌器は１ｃｍ径×４３ｃｍ長のガラス棒の一端に０．８ｃｍ×２．５ｃｍのテフロン半月パドルを固定して使用した。他方の端は可変速攪拌モータ（Ｔａｌｂｏｙｓ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製Ｍｏｄｅｌ ＃１０７５Ｃ）に接続した。攪拌棒を２５０ＲＰＭで回転させた。
ブランク（非電解セル）を撹拌してガススパージャー電解セルにおける撹拌をシミュレートした。撹拌による熱１ワットでブランクセルの運転が常温を０．２℃超える結果となった。
ブランクの温度（±０．１℃）をタンクの蓋の１／４''孔を通して挿入したマイクロプロセッサ温度計（Ｏｍｅｇａ
ＨＨ２１シリーズ）で記録した。
結合エネルギー増加水素化物化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生した電解セルがブラックライト パワー
インコーポレイテッド（ＢｌａｃｋＬｉｇｈｔ Ｐｏｗｅｒ, Ｉｎｃ．）（Ｍａｌｖｅｒｎ, ＰＡ）（以後、ＢＬＰ電解セルと呼ぶ）によって運転された。セルは本明細書に記述したものと同等であった。セルの記述はＭｉｌｌｓらにも記載があるが〔Ｒ．Ｍｉｌｌｓ, Ｗ．Ｇｏｏｄ, 及びＲ．Ｓｈａｕｂａｃｈ、 Ｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ．２５、１０３（１９９４）〕、彼らのセルは付加的な中央カソードを欠いている。
サーマコア インコーポレイテッド（Ｔｈｅｒｍａｃｏｒｅ Ｉｎｃ．）（Ｌａｎｃａｓｔｅｒ, ＰＡ）社はＭｉｌｌｓらが記述した電解セル〔Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、 Ｗ．Ｇｏｏｄ及びＲ．Ｓｈａｕｂａｃｈ、 Ｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ．２５、１０３（１９９４）〕を運転した（以後、サーマコア（Ｔｈｅｒｍａｃｏｒｅ）電解セルと呼ぶ）。この電解セルは結合エネルギー増加水素化物化合物の生成エンタルピー１．６×１０9Ｊを産生し、これはある時間にわたって電解電圧と電流の積で与えられる全入力エンタルピーを８以上のファクターで超えるものであった。
電解質から結晶を試料＃４、＃５、＃６、＃７、＃８及び＃９Ａとして採取した。
試料＃４：「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述したＢＬＰ電解セルの電解質Ｋ2ＣＯ3を、Ｗｈａｔｍａｎ １１０ｍｍ濾紙（Ｃａｔ．Ｎｏ．１４５０
１１０）で濾過して試料を調製し、白色結晶を得た。試料をポリエチレン支持体に載せてＸＰＳを行った。質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃４）及び（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃５）も得た。
試料＃５：ＢＰＬ電解セルからの電解質Ｋ2ＣＯ3をＨＮＯ3で酸性にし、この酸性溶液を室温に放置した状態で黄白色結晶が生成するまで濃縮した。試料をポリエチレン支持体に載せてＸＰＳを行った。類似試料の質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃３）、ＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃６）及びＴＧＡ／ＤＴＡ（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）も得た。
試料＃６：「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述したサーマコア電解セルの電解質Ｋ2ＣＯ3を、黄白色結晶が生成し始めるまで濃縮して試料を調製した。試料をポリエチレン支持体に載せてＸＰＳを行った。ＸＲＤ
（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）、ＦＴＩＲ（ＦＴＩＲ試料＃１）、ＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）、ＥＳＩＴＯＦＭＳ （ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２）も行った。
試料＃７：回転蒸発器を用いてＢＰＬ電解セルからの電解質Ｋ2ＣＯ3、３００ｃｃを５０℃で沈澱が生成し始めるまで濃縮して試料を調製した。体積は約５０ｃｃであった。追加の電解質を５０℃で結晶が消滅するまで加えた。次に、飽和溶液を２５℃で密閉した丸底フラスコ内に３週間放置して、３週間にわたって結晶を成長させた。収量は１ｇであった。試料をポリエチレン支持体に載せて結晶のＸＰＳスペクトルを得た。ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）、39Ｋ ＮＭＲ（39Ｋ ＮＭＲ試料１）、ラマンスペクトル分析（ラマン試料＃４）及びＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）も行った。
試料＃８：ＢＰＬ電解セルからの電解質Ｋ2ＣＯ3、１００ｃｃをＨ2ＳＯ4で酸性にして試料を調製した。溶液を２５０ｍｌビーカー中に常温で３ヶ月放置した。移動相として常圧水蒸気、固定相としてビーカーのＰｙｒｅｘシリカを含む薄層クロマトグラフィーと同じ機構によってビーカー壁に白色結晶が生成した。結晶を集めて、ＸＰＳを行った。ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）も行った。
試料＃９：「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述したものと同等なアイダホ
ナショナル エンジニアリング ラボラトリーズ（Ｉｄａｈｏ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）（ＩＮＥＬ）で６ヶ月運転したＫ2ＣＯ3電解セルのカソードを２８Ｌの０．６Ｍ
Ｋ2ＣＯ3／１０％Ｈ2Ｏ内に置いた。溶液２００ｃｃをＨＮＯ3で酸性にした。溶液を１００ｃｃまでに濃縮して、大きな透明五角形結晶が生成するまで１週間放置した。結晶を濾過し、ＸＰＳを行った。
試料＃９Ａ：「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述したものと同等なアイダホ
ナショナル エンジニアリング ラボラトリーズ（ＩＮＥＬ）で６ヶ月運転したＫ2ＣＯ3電解セルのカソードを２８Ｌの０．６Ｍ Ｋ2ＣＯ3／１０％Ｈ2Ｏ内に置いた。溶液の２００ｃｃをＨＮＯ3で酸性にした。溶液を２５０ｍｌビーカー内に常温で３ヶ月放置した。移動相として常圧水蒸気、固定相としてビーカーのＰｙｒｅｘシリカを含む薄層クロマトグラフィーと同じ機構によってビーカー壁に白色の団塊状結晶が生成した。結晶を集めて、ＸＰＳを行った。ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１２）も行った。
１３．１．４ 結果及び考察
３ヶ月間の保存前（試料＃２）と保存後（試料＃３）の電解質０．５７Ｍ Ｋ2ＣＯ3を電気分解した後のガラス状炭素棒カソードの低結合エネルギー範囲（０〜７５ｅＶ）を図１４及び図１５にそれぞれ示す。電解後、直ちに走査した試料につき、カリウムのピークＫ及び酸素のピークＯの位置を図１４に同定した。３ヶ月保存した後の同じ電極の高解像ＸＰＳを図１５に示す。ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）のｐ＝２からｐ＝１２までのピーク、カリウムのピークＫ、ナトリウムのピークＮａ、酸素のピークＯ（このピークはカリウムのピークより小さいはずであるので、その寄与は少ない）を図１５に同定した。（ヒドリノ水素化物のさらなるｐ＝１６までのピークをサーベー走査で６５ｅＶ〜７３ｅＶ領域まで同定した（示していない））。ヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギー予想位置でのピークは顕著に増加していたが、１８及び３４でのカリウムのピークは相対的に著しく減少していた。ナトリウムの１０７２ｅＶ及び４９５ｅＶでのピーク（サーベー走査；図に示していない）、６４ｅＶ、３１ｅＶ（図１５）でのピークも保存によって発現した。保存に伴うヒドリノ水素化物イオンのピークが増強する機構は支配的なナトリウムヒドリノ水素化物の電極バルクからの結晶成長である。（保存ニッケルカソードについての結晶成長のＸ線回折は、「ＸＲＤによるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションに示したように、既知な化合物に割当てることができないピークを示した）。保存に伴うこれらの変化は、変化がすべてに起こるのであれば、酸化により不純物のピークは広がり、強度は減少するので、ヒドリノ水素化物イオンに割当てたピーク源として不純物を実質的に排除する。
電解質から純粋なヒドリノ水素化物化合物を単離することはＸＰＳ試料から不純物を除去する手段であり、ヒドリノ水素化物イオンのピークへの代替割当として不純物を付随的に技能的に排除する。試料＃４、＃５及び＃６はＫ2ＣＯ3電解質から純化した。サーベー走査を同定された１次元素と共にそれぞれ図１６,１８及び２０に示す。６４及び３１ｅＶでのナトリウム、１８及び３４ｅＶでのカリウム、２３ｅＶでの酸素を例外として、低結合エネルギー領域のピークに割り付けることができるサーベー走査には、不純物は存在しない。したがって、この領域におけるほかのピークは新規な化合物に由来するピークであるはずである。
ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）のｐ＝２からｐ＝１６までのピーク及び酸素のピークＯをそれぞれの試料＃４、＃５及び＃６につき図１７,１９及び２１に同定してある。更に、試料＃４及び試料＃５のナトリウムのピークＮａが図１７及び１９にそれぞれ同定されている。試料＃５及び＃６のカリウムのピークＫは図１９及び２１にそれぞれ同定されている。０．５７Ｍ
Ｋ2ＣＯ3電解質からの結晶（試料＃４、＃５、＃６及び＃７）の低結合エネルギー領域（０〜７５ｅＶ）ＸＰＳスペクトルを図２２上に重ねて示す。これは異なる試料からのヒドリノ水素化物イオンのピークの対応関係が優れていることを示す。これらのピークは、電解質としてＫ2ＣＯ3を置換したＮａ2ＣＯ3を除く符合する試料のＸＰＳの場合には存在しなかった。試料＃５及び＃６の結晶は黄色であった。この黄色は近ＵＶにおけるＨ-（ｎ＝１／２）の連続体吸収、４０７ｎｍ連続体によると思われる。
試料＃５の酸化過程にｐＨを３から９に反復的に増加させた。このとき炭酸ガスの放出を伴って酸を追加して添加した。ｐＨの増加（溶質による塩基の放出）は溶液の温度と濃度に依存した。この観察は「飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションに挙げたＫＨＫＨＣＯ3などのヒドリノ水素化物化合物からのＨＣＯ3 -の放出と一致する。この観察に一致する反応はＨＣＯ3 -又はＣＯ3 2-のＮＯ3 -置換反応である。
このデータはＸＰＳピークが不純物に割当けられなかったヒドリノ水素化物イオンの同定を与える。数種類のピークが図１７に示したように、Ｈ-（ｎ＝１／４）、Ｈ-（ｎ＝１／５）、Ｈ-（ｎ＝１／８）、Ｈ-（ｎ＝１／１０）及びＨ-（ｎ＝１／１１）などに分割する。この分割は同じヒドリノ水素化物イオンから成る数種の化合物が存在することを示し、更に「時間飛行型２次イオン質量分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションに挙げた化合物の、Ｋ2Ｈ2及びＮａ2Ｈ2などの二量体を含む、
Figure 2009161437
 などの架橋構造の可能性を示す。図１８は水溶性ニッケル化合物を示す（Ｎｉは試料＃５のサーベー走査に存在する）。更に、試料＃５の０〜７５ｅＶの走査に
Figure 2009161437
 のピークを示してある（図１９）。ＸＰＳ及びＴＯＦＳＩＭＳの結果は結合エネルギー増加金属水素化物化合物ＭＨn（ｎは整数、Ｍは金属、Ｈは結合エネルギー増加水素種を表す）の同定に一致する。例えば、ＮｉＨ6の構造を次に示す。
Figure 2009161437
 Ｋ2ＣＯ3電解セルの保存炭素カソード（試料＃３）及びＫ2ＣＯ3電解質からの結晶（試料＃４）に関するＸＰＳの大きなナトリウムピークは、ヒドリノ水素化物化合物がカリウムよりナトリウムで優先的に生成することを示す。図１５、１９及び２１に示したヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／８）の結合エネルギー３６．１ｅＶでのピークは広がっている。これはこれらのＸＰＳ走査でヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／８）のピークに重なる３３ｅＶでのカリウムの損失特徴の寄与による。データは更に、ヒドリノ水素化物イオンの分布が時間と共に連続して状態を低下させる傾向にあることを示す。式（７）から最も安定なヒドリノ水素化物イオンはＨ-（ｎ＝１／１６）であり、これはある時間にわたって好都合な生成物であると予想される。高次結合エネルギーのヒドリノ水素化物イオン状態は検出されなかった。
試料８、＃９及び＃９Ａの順序で下から上の積重ねた高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）（０〜７５ｅＶ結合エネルギー）を図２３に示す。ｐ
＝３からｐ＝１６までのＨｉｄｒｉｎｏ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）が観察された。それぞれの場合、ヒドリノ水素化物イオンのピークの強度が出発物質に比較して増強するのが観察された。試料＃９のスペクトルはヒドリノ水素化物化合物が沈澱の後の硝酸による酸性化で純化されたことを確認するものである。試料＃８及び試料＃９Ａのスペクトルはヒドリノ水素化物化合物が移動相として常圧水蒸気、固定相としてビーカーのＰｙｒｅｘシリカを含む薄層クロマトグラフィーと同じ機構で純化されたことを確認している。
１３．２ 質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定
２８Ｌの電解質Ｋ2ＣＯ3 ＢＬＰ電解セルの元素分析は電解質カリウム含量が初期の５６％重量組成から３３％重量組成の間で減少したことを実証した。測定ｐＨは９．８５であった。一方、運転初期のｐＨは１１．５であった。サーマコア電解セルのｐＨはもともと０．５７Ｍ
Ｋ2ＣＯ3濃度に相当する１１．５であったことが元素分析で確認された。連続１５ヶ月にわたるエネルギー生産運転の後のｐＨ測定値は９．０４であり、電解質の乾燥及び重量測定から、９０％を超える電解質がセルから損失したことが観察された。両セルの場合におけるカリウムの損失は揮発性カリウムヒドリノ水素化物の生成が原因であった。これによってヒドリノが水素原子の触媒作用によって生成し、この水素原子が水と反応してヒドリノ水素化物化合物と酸素を生成する。反応は次の式で表される。
Figure 2009161437
 この反応はＫＨＣＯ3及びヒドリノ水素化物化合物がＫＨＣＯ3含有量の３０％過剰（原子％、１．３対１）であった過剰水素含有量を基準にして支配的にＫＨ（１／ｐ）n（ｎは整数）を含むので、ブラックライト パワー インコーポレイテッドのセルの電解質の元素分析（ガルブレイス ラボラトリーズ（Ｇａｌｂｒａｉｔｈ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ））と一致する。ＫＨ（１／ｐ）n（ｎは整数）の揮発性が次第にカリウムの欠失を起す。
揮発性ヒドリノ水素化物化合物の検出に質量スペクトル分析を用いる可能性を開発した。質量スペクトル分析で電解質セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器から加熱された結晶の蒸気を生成させることによって、多くのヒドリノ水素化物化合物を同定した。すべての場合において、それぞれのヒドリノ水素化物反応容器から単離し、質量スペクトル分析に使用した結晶のＸＰＳによって、ヒドリノ水素化物イオンのピークが観察された。例えば、図２５Ａ〜２５Ｄに示した質量スペクトルを持つ電解セル水素化物反応容器から単離した結晶のＸＰＳを図１７に示す。図２４に示した質量スペクトルを持つ結晶として、類似な操作で電解セル水素化物反応容器から単離した結晶のＸＰＳを図１９に示す。
１３．２．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物の調製反応は式（８）で与えられる。反応してヒドリノ水素化物イオンを生成するヒドリノ原子は、１．）電解セル水素化物反応容器、２．）ガスセルヒドリノ水素化物反応容器、３．）ガス放電セルヒドリノ水素化物反応容器、又は４．）プラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器によって生成させることができる。これらの各反応容器を用いて質量スペクトル分析の結晶試料を調製した。生成したヒドリノ水素化物化合物を沈澱及び再結晶化によって直接収集し、又は溶液から純化した。電解試料の１つの場合には、Ｋ2ＣＯ3電解質をＬｉＮＯ3中１Ｍにし、結晶を沈澱させる前にＨＮＯ3で酸性にした。別の２つの電解試料では、結晶化皿に結晶を沈澱させる前に、Ｋ2ＣＯ3電解質をＨＮＯ3で酸性にした。
１３．２．１．１ 電解試料
遷移触媒Ｋ+／Ｋ+に相当するＫ2ＣＯ3水溶液の電気分解時にヒドリノ水素化物化合物を調製した。セルの説明は「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述がある。セルの組立てを図２に示す。
電解質から以下のように結晶試料を得た。
１．）Ｎａ2ＣＯ3置換Ｋ2ＣＯ3を除き、以下の３及び４の実験セルと同等な対照電解セルを６ヶ月間Ｉｄａｈｏ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（ＩＮＥＬ）で運転した。 Ｎａ2ＣＯ3電解質を結晶が生成するまで蒸発させて濃縮した。結晶をブラックライト パワー インコーポレイテッドで質量スペクトル分析により分析した。
２．） Ｋ2ＣＯ3から成るさらなる対照をＩＮＥＬ Ｋ2ＣＯ3電解セル（Ａｌｆａ Ｋ2ＣＯ3 ９９±％）の電解質として使用した。
３．）結晶試料を次のように調製した。１．）ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3電解質にＬｉＮＯ3を加え、最終濃度を１Ｍにした。２．）溶液をＨＮＯ3で酸性にした。３．）酸性にした溶液を室温に放置して黄白色結晶が生成するまで濃縮した。ＸＰＳ及び質量スペクトルを得た。類似試料のＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃５）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃６）、ＴＧＡ／ＤＴＡ（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）を行なった。
４．） ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3電解質をＷｈａｔｍａｎ １１０ｍｍ濾紙（Ｃａｔ．Ｎｏ．１４５０
１１０） で濾過して結晶試料を調製した。質量スペクトル分析に加え、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃４）及びＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃５）も行った。
５．）及び６．）サーマコア電解セルの電解質から次のようにして２種類の結晶試料を調製した。１．）
Ｋ2ＣＯ3電解質４００ｃｃをＨＮＯ3で酸性にした。２．） 酸性にした溶液を１０ｃｃまで濃縮した。３．）濃縮した溶液を結晶皿に置いた。４．）室温で結晶を徐々に生成させた。結晶皿の外側の端に黄白色結晶が生成した。質量スペクトル分析に加え、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１０）、ＸＲＤ（ＸＲＤ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）及びＦＴＩＲ（ＦＴＩＲ試料＃４）も行った。
１３．２．２．２ガスセル試料
タングステンフィラメント及び触媒としてＫＩを具備した蒸気相ガスセル中で式（３〜５）及びガス相で起きたヒドリノ水素化物イオンの還元（式（８））に拠って、ヒドリノ水素化物化合物を調製した。ルビジウムの第２イオン化エネルギーが２７．２８ｅＶであるので、ＲｂＩも触媒として用いた。この場合、触媒反応は次の（５８）及び（５９）及び、全体の反応式（６０）式で与えられる。
Figure 2009161437
 図４に示した高温実験用ガスセルを用いてヒドリノ水素化物化合物を産生した。ヒドリノ原子はカリウム又はルビジウムイオン及び水素原子をガス相で用いる水素触媒作用によって生成した。反応の後にセルを脱イオン水ですすいだ。すすいだ液を濾過し、濃縮して、ヒドリノ水素化物化合物結晶を沈澱させた。
図４に示した実験用ガスセルヒドリノ水素化物反応容器は５００ｍｍ長及び５０ｍｍ径の石英チューブ２の形状を持つ石英セルで構成した。石英セルが反応容器を形成した。セルの１端を狭窄して５０ｃｍ3の触媒貯層３に固着した。セルの他方の端をＣｏｎｆｌａｔ型高真空フランジに接続し、高真空フランジを同じＣｏｎｆｌａｔ型フランジを持つＰｙｒｅｘキャップ５に噛み合わせた。高真空シールはＶｉｔｏｎ
Ｏリング及びステンレススチール製クランプで維持した。Ｐｙｒｅｘキャップ５はガス入り口ライン２５及びガス出口ライン２１に接続するガラス−金属チューブ５本、電気リード６の入り口２個、つり棒２６のポート２３を包含した。対の電気リードの１端をタングステンフィラメント１に接続した。他方の端は特注製の定電力制御器で制御されるＳｏｒｅｎｓｅｎ
ＤＣＳ ８０−１３電源９に接続した。つり棒２６は石英プラグ４を持ち上げるのに適合していて、触媒貯層３をセルの反応容器２から分離した。
Ｈ2ガスを水素制御弁１３で制御される超高純度水素の圧縮ガスボンベ１１から入り口２５を経由してセルに供給した。ヘリウムガスをヘリウム制御弁１５で制御される超高純度ヘリウムの圧縮ガスボンベ１２から同じ入り口２５を経由してセルに供給した。ヘリウム及び水素のセルへの流量は更に質量流量制御器１０、質量流量制御弁３０、入り口弁２９、及び質量流量制御器バイパス弁３１によって制御される。弁３１を閉じてセルを充満させた。過剰ガスを真空ポンプ弁２７及び出口弁２８で制御され、圧力１０-4ｔｏｒｒを達成することができる分子ドラッグポンプ８によって、ガス出口２１を経由して排除した。圧力を０〜１０００ｔｏｒｒ
Ｂａｒａｔｏｎ圧力ゲージ及び０〜１００ｔｏｒｒ Ｂａｒａｔｏｎ圧力ゲージ７で測定した。フィラメント１は径０．３８１ｍｍ、長さ２００ｃｍであった。フィラメントをセラミック支持体に吊り、加熱時にその形状を維持した。電源９を用いてフィラメントを抵抗加熱した。電源はフィラメントに一定な電力を送達することができた。バンドヒータ２０を用いて触媒貯層３を独立に加熱し、定電力供給源で電力を供給した。石英セルの全体はＺｉｃａｒ
ＡＬ−３０絶縁体１４から成る絶縁パッケージ内に包んだ。数本のＫ型熱伝対を絶縁体に設置してセル及び絶縁体の主要な温度を測定した。熱伝対を多チャンネルコンピュータデータ収集システムで読み取った。
質量制御器１０を介して水素又は対照ヘリウムの２ｔｏｒｒ以下の全圧の流量状態でセルを運転した。フィラメントをその抵抗で計算した温度約１０００〜１４００℃に加熱した。こうして石英チューブ内に「ホットゾーン」と水素ガスの原子化を創出した。触媒貯層を温度７００℃に加熱して、触媒の蒸気圧を確立した。触媒貯層３を反応容器２から分離する石英プラグ４をつり棒２６を用いてはずし、つり棒をポート２３から約２ｃｍスライドさせた。これで気化した触媒が原子状水素を含む「ホットゾーン」に導入され、触媒反応を開始した。
上述のように数本の熱伝対を外部絶縁体の線形温度勾配を測定するために設置した。触媒弁を閉じ、実験範囲にわたって、幾つかの既知な入力につき、勾配を測定した。タンク１２から供給され、弁１５、２９、３０及び３１及び流量制御器１０で制御されたヘリウムをキャリブレーション中にセルに流通させた。ヘリウムの圧力及び流速は実験時の水素の圧力及び流速と同じであった。熱勾配を入力に対して直線的に比例するように決定した。実験の勾配（触媒弁開／水素流通）をキャリブレーションの勾配と比較することで、その勾配を生じる要求電力を決定ができた。この方法で、セルで熱量測定を行い、既知の入力で熱出力を測定した。データをＭａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータデータ収集システム（ＰｏｗｅｒＣｏｍｐｕｔｉｎｇ
ＰｏｗｅｒＣｅｎｔｅｒ Ｐｒｏ １８０）及びＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ, Ｉｎｃ．ＮＩ−ＤＡＱ ＰＣＩ−ＭＩＯ−１６ＸＥ−５０データ収集ボードに記録した。
ガス状遷移触媒（Ｋ+／Ｋ+）を有するガスエネルギーセルからの触媒作用エンタルピーをセルの運転温度で気化したヨウ化カリウム（ＫＩ）の存在下、低圧水素で観察した。結合エネルギー増加水素化物化合物の生成エンタルピーが約１５ワットの定常状態の出力をもたらし、水素が熱タングステンフィラメント上を流通したときに、約２００ｍｔｏｒｒのＫＩを含む石英反応容器から観察された。しかしながら、ヘリウムを熱タングステンフィラメントに通したとき、又は水素をセルにＫＩが存在しない状態で熱タングステンフィラメントに通したときには、過剰エンタルピーは観察されなかった。別の実験では、ガス状遷移触媒（Ｒｂ+）としてＲｂＩでＫＩを置換した。
他の実験では、図４に示す実験用ガスセルヒドリノ水素化物反応容器は石英セル２の内部に挿入したＮｉファイバーマット（Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｔａｎｄａｒｄ製Ｆｉｂｒｅｘ、３０．２ｇ）で構成した。Ｎｉマットをタングステンフィラメント１に代わるＨ2解離器として使用した。セル２及び触媒貯蔵器３をそれぞれ独立に、Ｚｉｃａｒ
ＡＬ−３０絶縁体１４に代わりかつ１２００℃まで運転することができる、分割型クラムシェル炉筒（Ｔｈｅ Ｍｅｌｌｅｎ
Ｃｏｍｐａｎｙ）に収納した。セル及び触媒貯層をそれぞれのヒータで独立に過熱して、触媒蒸気圧及び反応温度を独立的に制御した。Ｈ2の圧力を流速０．５ｃｍ3／ｍｉｎで２ｔｏｒｒに維持した。Ｎｉマットを９００℃、ＫＩ触媒を７００℃に１００時間維持した。
セルのキャップ又はセルから次の結晶試料が得られた。
１．）及び２．）二通りのＫＩ触媒運転から次の方法で試料を調製した：１．）優先的に低温ポンプ（クライオポンプ）されたセルキャップからのヒドリノ水素化物化合物をすすぐこと、２．）溶液を濾過して金属などの非水溶性化合物を除去すること、３．）溶液を５０℃で沈澱が生成し始めるまで濃縮すること、４．）室温に放置して黄赤褐色結晶を生成させること、５．）ＸＰＳ及び質量スペクトルを得る前に結晶を濾過、乾燥すること。
３Ａ．）及び３Ｂ．）セル運転時に低温ポンプ（クライオポンプ）されたセル頂部からの結晶の暗色帯をすすいで結晶試料を調製した。質量スペクトルを得る前に結晶を濾過、乾燥した。
４．）結晶試料を次の方法で調製した：１．）ＫＩ触媒及びセルからのヒドリノ水素化物化合物を水溶性化合物すべてが溶解する充分量の水ですすぐこと、２．）溶液を濾過して金属などの非水溶性化合物を除去すること、３．）溶液を５０℃で沈澱が生成し始めるまで濃縮すること、４．）室温に放置して白色結晶を生成させること、５．）ＸＰＳ及び質量スペクトルを得る前に結晶を濾過、乾燥すること。セルから単離した結晶及び質量スペクトル分析に用いた結晶を蒸留水中で再結晶化して、ＸＰＳのための高純度結晶を得た。
５．）ＲｂＩ触媒運転から次の方法で試料を調製した：１．）優先的に低温ポンプ（クライオポンプ）されたセルキャップからのヒドリノ水素化物化合物をすすぐこと、２．）溶液を濾過して金属などの非水溶性化合物を除去すること、３．）溶液を５０℃で沈澱が生成し始めるまで濃縮すること、４．）室温に放置して黄色結晶を生成させること、５．）ＸＰＳ及び質量スペクトルを得る前に結晶を濾過、乾燥すること。
１３．２．２．３ガス放電セル試料
ヒドリノ水素化物化合物は遷移触媒が蒸気相中に存在するガス放電セルで生成することができる。遷移反応は熱プラズマ流によって電極から気化した触媒によりガス相で起こる。ガス相水素原子が放電によって発生する。
ガス放電セル５０７（Ｓａｒｇｅｎｔ−Ｗｅｌｃｈ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏ．Ｃａｔ．Ｎｏ．Ｓ
６８７５５ ２５ワット、１１５ＶＡＣ、５０ ６０Ｈｚ）から成る図６の実験用ガス放電装置を用いて、ヒドリノ水素化物化合物を発生させた。水素供給源５８０が水素ガスを、水素ガス供給ライン５４４を経由して、水素ガス供給ライン弁５５０へ供給した。共通の水素供給ライン／真空ライン５４２が弁５５０をガス放電セル５０７に接続させ、セルに水素を供給した。ライン５４２は真空ライン５４３を介する真空ポンプ５７０と真空ライン弁５６０とに分岐した。更に装置はライン５４２の圧力をモニタする圧力ゲージ５４０を包含した。ライン５４２からの試料採取ライン５４５が試料採取ライン弁５３５を介して試料採取ポート５３０へガスを供給した。ライン５４２、５４３、５４４及び５４５はＳｗａｇｅｌｏｃｋコネクタを使用して密封連結したステンレススチールチューブから成る。
水素供給ライン弁５５０と試料採取ライン弁５３５を閉じ、真空ライン弁５６０を開けて、真空ポンプ５７０、真空ライン５４３及び共通の水素供給ライン／真空ライン５４２を使って放電室５００を真空にした。試料採取ライン弁５３５と真空ライン弁５６０を閉じ、水素供給ライン弁５５０を開いて、水素供給源５８０、水素供給ライン５４４及び共通の水素供給ライン／真空ライン５４２を使ってガス放電セル５０７に圧力制御した水素を充満させた。水素供給ライン弁５５０と真空ライン弁５６０を閉じ、試料採取ライン弁５３５を開けて、試料採取ポート５３０及び試料採取ライン５４５を使って、ガスクロマトグラフィー及び質量スペクトル分析などの方法による調査用ガス試料を採取した。
ガス放電セル５０７は１０''フリントガラス容器（内径１／２''）５０１から成り、容器室５００を画定している。容器室５００は低圧水素中でアーク放電を発生させる中空カソード５１０及びアノード５２０を包含した。カソード及びアノードから成るセル電極（高さ１／２''、径１／４''）をステンレススチールリード線で電源５９０に接続し、ガス放電セルの頂部及び底部端を貫通させた。１０ｍｔｏｒｒから１００ｔｏｒｒの範囲の水素圧、１０ｍＡ以下の電流でセルを運転した。ヒドリノ水素化物化合物の合成中、アノード５２０及びカソード５１０をカリウムハライド触媒（例えば、ＫＩ）などのカリウム塩で被覆した。セルを共通の水素供給ライン／真空ライン５４２から切り離し、電極を触媒の飽和水溶液又はアルコール溶液で湿らせることで、触媒をガス放電セル５０７の内部に導入した。セル室５００をオーブン内で乾燥すること、ガス放電セル５０７を図６に示すように共通の水素供給ライン／真空ライン５４２に接続すること、及びガス放電セル５０７に真空をかけることで、溶媒を除去した。
図６の装置を用いるヒドリノ水素化物化合物の合成は次のステップから成る：（１）触媒溶液をガス放電セル５０７の内部に入れ、乾燥して電極５１０及び５２０上に触媒被膜を生成させる。（２）ガス放電セルを数時間１０〜３０ｍｔｏｒｒで真空にして、汚染ガス及び溶媒残渣を除去する。（３）ガス放電セルを数ｍｔｏｒｒから１００ｔｏｒｒの水素で満たし、少なくとも０．５時間アーク放電をかける。
次の方法によって前述の装置から試料を調製した：１．）セルからの触媒を水溶性化合物すべてが溶解する十分量の水ですすぐこと、２．）溶液を濾過して金属などの非水溶性化合物を除去すること、３．）溶液を５０℃で沈澱が生成し始めるまで濃縮すること、４．）室温に放置して結晶を生成させること、５．）ＸＰＳ及び質量スペクトルを得る前に結晶を濾過、乾燥すること。
１３．２．２．４ プラズマトーチ試料
ヒドリノ水素化物化合物は図７に示す実験用プラズマトーチセル水素化物反応容器で、触媒７１４としてＫＩを用いて合成した。触媒貯蔵器７１６に触媒を収容した。ヒドリノを生成する水素触媒反応（式（３）〜（５）及びヒドリノ水素化物イオンの還元（式（８））はガス相で起きた。触媒を熱プラズマ中にエアロゾル化させた。
運転中、水素は水素源７３８から触媒貯蔵器７１６に通路７４２及び通路７２５を経由して流入し、水素の流量は水素流量制御器７４４及び弁７４６で制御した。アルゴンプラズマガスはプラズマガス供給源７１２から通路７３２及び７２６を経由して直接プラズマトーチに、通路７３２及び７２５を経由して触媒貯蔵器７１６に流入し、プラズマガスの流量はプラズマガス流量制御器７３４及び弁７３６で制御した。通路７２６を経由してトーチに、通路７２５を経由して触媒貯蔵器７１６に供給されたプラズマガスと水素との混合ガスは水素−プラズマガス混合器及び混合ガス制御器７２１で制御した。プラズマガスと水素との混合ガスは、物理的撹拌によってガス流中に微粒子として分散した触媒粒子のキャリアガスの役割をした。物理的な撹拌は磁気攪拌棒７１８及び磁気攪拌モータ７２０で構成した。エアロゾル化した触媒及び混合ガスの水素ガスはプラズマトーチ７０２に流入し、プラズマ７０４中でガス状水素原子及び気化した触媒イオン（ＫＩからのＫ+イオン）になった。プラズマはマイクロ波発生器７２４（Ａｓｔｅｘ Ｍｏｄｅｌ Ｓ１５００Ｉ）で動力を供給した。同調可能マイクロ波キャビティー７２２でマイクロ波を同調した。
ガス状触媒の量は、触媒が物理的撹拌でエアロゾル化される速度及びキャリアガスの流速を制御することで制御し、キャリアガスは水素／アルゴン混合ガスを用いた。ガス状水素原子の量は水素の流速及び混合ガスのプラズマに対する水素の比を制御することによって制御した。水素の流速、プラズマガスの流速、トーチへの直接の混合ガス及び触媒貯層への混合ガスは流束制御器７３４及び７４４、弁７３６及び７４６、及び水素−プラズマガス混合器及び混合ガス流量制御器７２１で制御した。エアロゾルの流速は分当たり０．８標準Ｌ（ｓｌｍ）水素及び０．１５ｓｌｍアルゴンとした。アルゴンプラズマの流速は５ｓｌｍとした。触媒作用の速度もマイクロ波発生器７２４でプラズマの温度を制御することで制御した。順入力は１０００Ｗ、反射電力は１０〜２０Ｗであった。
ヒドリノ原子及びヒドリノ水素化物イオンがプラズマ７０４において生成した。ヒドリノ水素化物化合物はマニホルド７０６上に低温ポンプ（クライオポンプ）され、通路７４８を経由してトラップ７０８に流入した。トラップ７０８への流れは真空ポンプ７１０、真空ライン７５０及び真空弁７５２により制御された圧力勾配でもたらされた。
ヒドリノ水素化物化合物の試料はマニホルド及びヒドリノ水素化物化合物のトラップから直接収集した。
１３．２．２ 質量スペクトル分析
電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器からの結晶に関する質量スペクトル分析はブラックライト
パワー インコーポレイテッドで行なわれた。ＨＯＶＡＣ Ｄｒｉ−２ Ｔｕｒｂｏ ６０ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｙｓｔｅｍを伴うＤｙｃｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ １０００四極質量スペクトル分析器Ｍｏｄｅｌ
＃Ｄ２００ＭＰを用いた。約５ｍｇの試料を含む内径４ｍｍのフリットキャピラリーチューブの１端を０．２５インチＳｗａｇｅｌｏｃｋユニオンとプラグ（Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ
Ｃｏ．, Ｓｏｌｏｎ, ＯＨ）で密封した。他端をＤｙｃｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ
１０００四極質量スペクトル分析器（Ｍｏｄｅｌ ＃Ｄ２００ＭＰ, Ａｍｅｔｅｋ,
Ｉｎｃ．, Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ, ＰＡ）の試料採取ポートに直接接続した。質量スペクトル分析器を加熱テープで１１５℃の一定温度に維持した。試料採取ポート及び弁を加熱テープで１２５℃の一定温度に維持した。ニクロム線ヒータでキャピラリーの周りを巻いてキャピラリーを加熱した。領域ｍ／ｅ＝０〜２２０における異なる試料温度で、イオン化エネルギー７０ｅＶ（例外は表示した）での質量スペクトルを得た。又は領域ｍ／ｅ＝０〜１１０にわたって、高解像走査を行なった。結晶の質量スペクトルを得た後に、水素（ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、水（ｍ／ｅ＝１８、ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、二酸化炭素（ｍ／ｅ＝４４及びｍ／ｅ＝１２）、炭化水素断片（フラグメント）ＣＨ3 +（ｍ／ｅ＝１５）、及び炭素（ｍ／ｅ＝１２）の質量スペクトルを時間の関数として記録した。
１３．２．３ 結果及び考察
すべての試料において、質量範囲ｍ／ｅ＝１〜２２０で検出された通常ピークだけが空気の微量の汚染物質と一致した。ピークの同定を元素組成と比較した。すべての質量スペクトル分析試料につきＸ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）を行なって、ヒドリノ水素化物イオンのピークを同定し、元素組成を決定した。すべての場合において、ヒドリノ水素化物イオンのピークが観察された。電解セル試料＃３、＃５及び＃６、ガスセル試料＃１、＃２及び＃５は黄色であった。この黄色は近紫外線におけるＨ-（ｎ＝１／２）の連続体吸収４０７ｎｍ連続体に起因すると思われる。ガスセル試料＃１、＃２及び＃５の場合には、この割当はＨ-（ｎ＝１／２）の結合エネルギー３ｅＶで大きなピークを示したＸＰＳによって支持された（表１）。
各試料の元素組成の決定にＸＰＳを利用した。カリウムに加え、カリウム触媒を使用して生成した幾つかの試料には、検出可能なナトリウムが含まれていた。プラズマトーチからの試料には、石英からのＳｉＯ2及びＡｌ、プラズマトーチのアルミナが含まれていた。
プラズマトーチ試料に関する以下の考察を除き、触媒反応からの試料のすべてにつき同様の質量スペクトルを撮った。電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器から観察された表４に示す化合物の代表的な種類であるガスセル試料＃１及び＃２など幾つかの試料につき、断片（フラグメント）の割当に関する考察を以下に示す。更に、プラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器で生成した例外的な化合物を図３６に標識して示した。
Ｎａ2ＣＯ3電解セルの電解質からの結晶 （電解セル試料＃１） 蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を試料ヒータ温度２２５℃で記録した。検出された通常のピークだけが微量の空気汚染物質と一致した。異常なピークは観察されなかった。
Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器に使用したＫ2ＣＯ3からの結晶 （電解セル試料＃２） 蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を試料ヒータ温度２２５℃で記録した。検出された通常のピークだけが微量の空気汚染物質と一致した。異常なピークは観察されなかった。
ＬｉＮＯ3で１ＭにしてＨＮＯ3で酸性にしたＫ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質からの結晶 （電解セル試料＃３） 蒸気の試料ヒータ温度２００℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２４に示す。断片ピーク（フラグメントピーク）の対応するｍ／ｅに続きヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。スペクトルは温度２００℃以上で観察された最大質量ｍ／ｅ＝９６まで温度の関数として増加する質量ピークを含んでいた。
Figure 2009161437
 Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の電解質から濾過した結晶 （電解セル試料＃４） 蒸気の試料ヒータ温度１８５℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２５Ａに示す。試料ヒータ温度２２５℃での電解セル試料＃４の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２５Ｂに示す。断片のピークの対応するｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。試料ヒータ温度２３４℃での電解セル試料＃４の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を、ヒドリノ水素化シラン化合物の主な成分及びシラン断片ピークの割当とともに図２５Ｃに示す。試料ヒータ温度２４９℃での電解セル試料＃４の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を、ヒドリノ水素化シラン及びシロキサン化合物の主な成分及びシラン断片ピークの割当とともに図２５Ｄに示す。図２５Ｃ及び図２５Ｄに示したのはＳｉＯ2（ｍ／ｅ＝６０） （ジシランＳｉ2Ｈ4はほかに示したシランからの断片として示され、ｍ／ｅ＝６０ピークから成る）及び断片ＳｉＯＨ6（ｍ／ｅ＝５０）を誘発したヒドリノ水素化物化合物ＮａＳｉＯ2Ｈ6 （ｍ／ｅ＝８９）である。ＮａＳｉＯ2Ｈ6
（ｍ／ｅ＝８９）の構造を下に示す。
Figure 2009161437
 サーマコアＫ2ＣＯ3電解セルの酸性電解質から結晶皿の外側端に生成した黄白色結晶（試料＃５）蒸気の試料ヒータ温度２２０℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２６Ａに、試料ヒータ温度２７５℃でのスペクトルを図２６Ｂに示す。電解セル試料＃６からの蒸気の試料ヒータ温度２１２℃での質量スペクトルを図２６Ｃに示す。断片のピークの対応するｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。試料ヒータ温度１４７℃での電解セル試料＃６の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を、ヒドリノ水素化シラン化合物の主な成分及びシラン断片ピークの割当とともに図２６Ｄに示す。
図２７はＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離され、低温ポンプ（クライオポンプ）された結晶（ガスセル試料＃１）蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を示す。質量範囲ｍ／ｅ＝７５〜１００℃で走査を撮りながら、試料を９０〜１２０℃に動的に加熱した。断片のピークの対応するｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。
Ｍ＋１ピークを含む系列ｍ／ｅ＝９０〜８３を伴うヒドリノ水素化物化合物ＮａＳｉＯ2Ｈ6
（ｍ／ｅ＝８９）及び断片Ｋ2ＯＨ（ｍ／ｅ＝９５）を伴うヒドリノ水素化物化合物ＨＫ2ＯＨ （ｍ／ｅ＝９６）が動的過熱で大量に出現した。図２８Ａに示したのは図２７に示した試料の後に続く各走査の合計時間が７５秒であった繰返し走査での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。したがって、領域ｍ／ｅ＝２４〜６０を再走査するのに加熱の後に約３０〜７５秒の時間間隔を要した。資料温度は１２０℃であった。図２８Ｂに示したのは、試料温度２００℃で４分後に走査した図２７に示した試料の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。断片のピークの対応するｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。
図２８Ａ〜２８Ｂを図２７に比較することで、Ｍ＋１ピークを含む系列ｍ／ｅ＝９０〜８３を伴うヒドリノ水素化ケイ酸塩化合物ＮａＳｉＯ2Ｈ6
（ｍ／ｅ＝８９）が断片ＳｉＯ2 （ｍ／ｅ＝６０）、系列ｍ／ｅ＝６６〜６０を伴うＳｉＯ2Ｈ6、Ｍ＋１ピークを含む系列ｍ／ｅ＝５１〜４４を伴うＳｉＯＨ6を誘発したことが示された。シロキサンＳｉ2Ｈ6Ｏ（ｍ／ｅ＝７８）が観察された。観察されたヒドリノ水素化シラン化合物はＳｉ3Ｈ12 ｍ／ｅ＝９６のＭ＋１ピーク、ＳＩ3Ｈ8（ｍ／ｅ＝９２）、Ｍ＋１ピークを含む系列ｍ／ｅ＝５８〜５１を伴うＮａＳｉＨ6、Ｍ＋１ピークを含む系列ｍ／ｅ＝７４〜６７を伴うＫＳｉＨ6、系列ｍ／ｅ＝６４〜５６を伴うＳＩ2Ｈ8であった。シラン化合物はＳｉ2Ｈ4（ｍ／ｅ＝６０）、ＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）、ＳｉＨ6（ｍ／ｅ＝３４）、ＳｉＨ4（ｍ／ｅ＝３２）及びＳｉＨ2（ｍ／ｅ＝３０）のシランピークを誘発した。
高温で存在するのは、ＫＯＨ（ｍ／ｅ＝５６）を誘発した断片Ｋ2ＯＨ（ｍ／ｅ＝９５） を伴うヒドリノ水素化物化合物ＨＫ2ＯＨ（ｍ／ｅ＝９６）、実質的なＫＯ（ｍ／ｅ＝５５）ピーク、断片ＫＨ
（ｍ／ｅ＝４０）を伴うＫＨ2（ｍ／ｅ＝４１）及びＫ（ｍ／ｅ＝３９）であった。更に、次のカリウムヒドリノ水素化物化合物が観察された：ＫＨ2（ｍ／ｅ＝４１）を含む断片系列（ｍ／ｅ＝４４〜３９）を伴うＫＨ5（ｍ／ｅ＝４４）、ＫＨ（ｍ／ｅ＝４０）及びＫ（ｍ／ｅ＝３９）；（ｍ／ｅ＝２２）で二重にイオン化したピークＫ+Ｈ5 +；（ｍ／ｅ＝２１）で二重にイオン化したピークＫ+Ｈ3 +；断片を伴うＫ2Ｈ（１／ｐ）n（ｎは１〜５）及び系列（ｍ／ｅ＝８３〜７８）の化合物。
図２８Ａ〜２８Ｂに現れた次のナトリウムヒドリノ水素化物化合物が高温で観察された：断片Ｎａ2ＯＨ （ｍ／ｅ＝６３）、ＮａＯＨ（ｍ／ｅ＝４０）、ＮａＯ（ｍ／ｅ＝３９）及びＮａＨ（ｍ／ｅ＝２４）を伴うＨＮａ2ＯＨ（ｍ／ｅ＝６４）；断片Ｎａ2Ｈ（ｍ／ｅ＝４７）、Ｎａ2（ｍ／ｅ＝４６）、ＮａＨ2（ｍ／ｅ＝２５）及びＮａＨ（ｍ／ｅ＝２４）を伴うＮａ2Ｈ2（ｍ／ｅ＝４８）；断片ＮａＨ2（ｍ／ｅ＝２５）及びＮａＨ （ｍ／ｅ＝２４）をともなうＮａＨ3（ｍ／ｅ＝２６）。
試料ヒータ温度２４３℃でガスセル試料＃１の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を撮った。シラン及びシロキサンヒドリノ水素化物化合物に割当てられる主なピークが観察された。存在するのはジシランヒドリノ水素化物化合物類似物、シロキサンを伴うＳｉ2Ｈ8（ｍ／ｅ＝６４）、Ｓｉ2Ｈ6Ｏ（ｍ／ｅ＝７８）、シロキサンを伴うトリシランヒドリノ水素化物化合物類似物Ｓｉ3Ｈ12（ｍ／ｅ＝９６）、Ｓｉ3Ｈ10Ｏ（ｍ／ｅ＝１１０）及びテトラシランヒドリノ水素化物化合物Ｓｉ4Ｈ16（ｍ／ｅ＝１２８）であった。低質量シランのピーク、Ｓｉ2Ｈ4（ｍ／ｅ＝６０）、ＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）、ＳｉＨ4 （ｍ／ｅ＝３２）、ＳｉＨ2（ｍ／ｅ＝３０）も見られた。
図２９に示したのは、ＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントから成るガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）された結晶（ガスセル試料＃２）蒸気の試料温度２２５℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）である。断片のピークの対応するｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主な成分の起原ピークの割当を表４に示す。
ＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントから成るガスセルヒドリノ水素化物反応容器頂部の暗色帯から調製した結晶の試料ヒータ温度２５３℃（ガスセル試料＃３Ａ）及び試料ヒータ温度２１６℃（ガスセル試料＃３Ｂ）での蒸気の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を図３０Ａ及び図３０Ｂ
２それぞれ示す。ヒドリノ水素化物化合物の主な成分の割当て及びシラン断片のピークを示してある。断片ピークの対応ｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主成分の標準的な始原ピーク（親ピーク）割当てを表４に示す。
図３０Ａに示したガスセル試料＃３Ａのスペクトルでは約ｍ／ｅ＝６４及びｍ／ｅ＝１２８に主なピークがある。ヨウ素がこの位置にピークを有する。したがって、ヨウ素触媒の質量スペクトルは同じ条件の下で得られた。ピークの割当てが図３１に示したヨウ素の質量スペクトルが図３０Ａに示したガスセル試料＃３Ａのスペクトルと符合していないことを根拠にヨウ素を除外した。例えば、ｍ／ｅ＝６４で二重にイオン化した原子状ヨウ素のピークはｍ／ｅ＝１２８で一重にイオン化したピークに比べ、ガスセル試料＃３Ａの質量スペクトルに対応ピークの高さ比のように高さ比が逆である。後者のスペクトルはヨウ素スペクトルに観察されないシランピークなどのほかのピークも持つ。図３０Ａのｍ／ｅ＝６４及びｍ／ｅ＝１２８のピークはシランヒドリノ水素化物化合物に割当てられる。化学量論性は独特で、正常なシランの化学式はアルカンの化学式と同じであるが、一方ヒドリノ水素化シランの化学式はＳｉnＨ4nであり、これは独特な架橋水素結合を示唆する。通常のシランＳｉＨ4及びＳｉ2Ｈ4だけが２５℃でかぎりなく安定である。通常の高級シランは分解して水素、モノシラン及びジシランを生成し、中間体としてＳｉＨ2の可能性を示唆する。 また、通常のシラン化合物は酸素と激しく反応する〔コットン（Ｆ．Ａ．Ｃｏｔｔｏｎ）、ウィルキンソン（Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ）、「最新無機化学（Ａｄｖａｎｃｅｄ
Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、第４版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ & Ｓｏｎｓ, Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ, ｐｐ．３８３〜３８４〕。提示した試料が空気中で水溶液から濾過されることは尋常でない。試料はｍ／ｅ＝１６〜１８で水ファミリーとして示された水を含有し、ジシランヒドリノ水素化物化合物類似物ＳＩ2Ｈ8は結合水を持ち、得られた化合物Ｓｉ2Ｈ8Ｈ2Ｏが系列ｍ／ｅ＝８２〜７２で連続的にすべての水を失ってＳｉ2Ｏ（ｍ／ｅ＝７２）を生成する。テトラシランヒドリノ水素化物化合物Ｓｉ4Ｈ16 （ｍ／ｅ＝１２８）、ヘキサシランヒドリノ水素化物化合物Ｓｉ6Ｈ24（ｍ／ｅ＝１９２）も対応する断片のピークを伴って見られる。低質量シランの断片、ＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）、ＳｉＨ4 （ｍ／ｅ＝３２）及びＳｉＨ2（ｍ／ｅ＝３０）のピークも見られる。図３０Ｂに示したガスセル試料＃３Ｂのスペクトルもｍ／ｅ＝６４及びｍ／ｅ＝１２８でシランヒドリノ水素化物化合物に割当てられた主要ピークを持つ。存在するのはシロキサンを伴うジシランヒドリノ水素化物化合物類似物Ｓｉ2Ｈ8
（ｍ／ｅ＝６４）、Ｓｉ2Ｈ6Ｏ（ｍ／ｅ＝７８）、シロキサンを伴うトリシランヒドリノ水素化物化合物類似物Ｓｉ3Ｈ12（ｍ／ｅ＝９６）、Ｓｉ3Ｈ10Ｏ（ｍ／ｅ＝１１０）、シロキサンを伴うテトラシランヒドリノ水素化物化合物Ｓｉ4Ｈ16（ｍ／ｅ＝１２８）、Ｓｉ4Ｈ14Ｏ（ｍ／ｅ＝１４２）である。低質量シランの断片、ＳｉＨ8 （ｍ／ｅ＝３６）、ＳｉＨ4 （ｍ／ｅ＝３２）及びＳｉＨ2（ｍ／ｅ＝３０）のピークも見られる。
ＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントから成るガスセルヒドリノ水素化物反応容器本体からの結晶（ガスセル試料＃４）蒸気の試料ヒータ温度２２６℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図３２に示す。断片ピークの対応ｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主成分の標準的な始原ピーク（親ピーク）割当てを表４に示す。
図３２に示した質量スペクトルに対応する、ＫＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントから成るガスセルヒドリノ水素化物反応容器から調製された再結晶した結晶（ガスセル試料＃４）の高解像Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の結合エネルギー０〜７５ｅＶ領域を図３３に示す。サーベー走査は再結晶した結晶が純粋なカリウム化合物の結晶であることを示した。ガスセルから純粋なヒドリノ水素化物化合物を単離することはＸＰＳ試料から不純物を排除する手段であり、不純物をヒドリノ水素化物イオンへのピーク代替割当として付随的に排除する。サーベー走査では低結合エネルギー領域のピークに割当てることができる不純物は存在しない。カリウムの１８ｅＶ及び３４ｅＶ、酸素の２３ｅＶを除き、低結合エネルギー領域の他のピークを既知元素に割当ることはできない。したがって、この領域のほかのピークは新規な化合物に由来するはずである。ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）のｐ＝３からｐ＝１６までのピーク、カリウムのピークＫ及び酸素のピークＯが図３３に同定されている。図２２に纏めた電解セルから単離された結晶に関する結果との一致は優れたものである。
ＲｂＩ触媒、ステンレススチールフィラメントリード及びＷフィラメントからなるガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃キャップから単離し、低温ポンプ（クライオポンプ）した結晶（ガスセル試料＃５）蒸気の試料温度２０５℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図３４Ａに示す。断片ピークの対応ｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主成分の始原ピーク（親ピーク）割当てを表４に示す。ガスセル試料＃５の試料温度２０１℃及び試料温度２３５℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）をそれぞれ図３４Ｂ及び図３４Ｃに示す。ヒドリノ水素化シラン及びシロキサン化合物の主な成分の割当て及びシラン断片のピークを示してある。
ＫＩ触媒及びＮｉ電極からなるガス放電セルヒドリノ水素化物反応容器からの結晶蒸気の試料ヒータ温度２２５℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図３５に示す。断片ピークの対応ｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の主成分の始原ピーク（親ピーク）割当てを表４に示す。ＫＩをＮａＩで置換した場合、結晶は得られなかった。
プラズマトーチセルヒドリノ水素化物反応容器からの結晶蒸気の試料ヒータ温度２５０℃での質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を、アルミニウムヒドリノ水素化物化合物の主要成分及び断片のピークの割当とともに図３６に示す。断片ピークの対応ｍ／ｅを伴うヒドリノ水素化物化合物の他の共通主成分の始原ピーク（親ピーク）割当てを表４に示す。
断片ＡｌＨ（ｍ／ｅ＝２８）及びＡｌ（ｍ／ｅ＝２７）を伴うヒドリノ水素化物化合物ＡｌＨ2 （ｍ／ｅ＝２９）に由来するｍ／ｅ＝２８ピーク上に例外的な肩が存在した。アルミニウムヒドリノ水素化物化合物も系列（ｍ／ｅ＝５８〜５４）を伴う二量体Ａｌ2Ｈ2として存在する。ＫＩをＮａＩで置換した場合、ヒドリノ水素化物化合物のピークは観察されなかった。
ＮａＳｉＯ2Ｈ6の存在はプラズマトーチ試料が表８に示すようにＳｉＯ2支配であることを示したＸＰＳによる元素分析と一致する。この始原は運転中に食刻されたトーチの石英であった。石英の食刻はガスセルヒドリノ水素化物反応容器の運転中にも観察された。
電解セル、ガスセル、ガス放電セル及びプラズマトーチセルのヒドリノ水素化物反応容器からの結晶に関する質量スペクトルの記録に続いて撮った、水素（ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、水（ｍ／ｅ＝１８、ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１）、二酸化炭素（ｍ／ｅ＝４４及びｍ／ｅ＝１２）、炭化水素断片ＣＨ3 +（ｍ／ｅ＝１５）及び炭素（ｍ／ｅ＝１２）の時間の関数としての質量スペクトルを図３７に示す。スペクトルは、水素を分光器に注入しなかったにもかかわらず、ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１のイオン電流強度がｍ／ｅ＝１８のイオン電流強度よりも高い水素のスペクトルであったにもかかわらず分析計に水素は入射されなかった。始原は炭化水素に合致しない。始原は「その他の結合エネルギー増加水素化合物」のセクションに示した結合エネルギー増加水素化合物に割当てられる。イオン化エネルギーはＩＰ＝７０ｅＶからＩＰ＝１５０ｅＶに増加した。イオン電流ｍ／ｅ＝２及びｍ／ｅ＝１８は増加し、一方ｍ／ｅ＝１イオン電流は減少していて、より安定な水素型分子イオン（ジヒドリノ分子イオン）が生成したことを示す。ジヒドリノ分子イオンはジヒドリノ分子と反応してＨ4 +（１／ｐ）を生成する（式（３２））。Ｈ4 +（１／ｐ）は、図２６Ｄ（Ｋ2ＣＯ3触媒電解セル）、図３０Ａ（ＫＩ触媒ガスセル）、図３４Ｂ及び図３４Ｃ（ＲｂＩ触媒ガスセル）、図３５（ＫＩ触媒ガス放電セル）に示したように、質量スペクトル分析器で結合エネルギー増加水素化合物の破断によって生成したものを含む、ジヒドリノ分子及び分子イオンの存在の印としての役目を果たす。
１３．３ 質量スペクトル分析によるジヒドリノ分子の同定
ジヒドリノ分子の１次イオン化エネルギー、ＩＰ1は、
Figure 2009161437
 ＩＰ1＝６７．２７ｅＶ（式（２９）のｐ＝２）であり、一方、通常の分子状水素の１次イオン化エネルギーは１５．４６ｅＶである。したがって、この２種のイオン化エネルギー間の大きな違いに基づいて
Figure 2009161437
 から
Figure 2009161437
 を識別するために質量スペクトル分析を利用する可能性を探索した。ジヒドリノは通常の水素のイオン化ポテンシャルよりもイオン化ポテンシャルが高い質量帯電比２（ｍ／ｅ＝２）を有する種として質量スペクトル分析によって、イオン電流を電子銃エネルギーの関数として記録することで同定した。
１３．３．１ 試料収集及び調製
１３．３．１．１ 中空カソード電解試料
炭酸カリウム水溶液電解セル及び炭酸ナトリウム水溶液電解セルの真空中空ニッケルカソード中に水素ガスを集めた。それぞれのカソードの１端を密封し、他方の端を質量スペクトル分析器にオンライン接続した。
白金バスケットアノード及び１７０ｃｍ長ニッケルチューブカソード（Ｎｉ２００チューブ、外径０．０６２５インチ、内径０．０４２０インチ、公称肉厚０．０１０インチ、ＭｉｃｒｏＧｒｏｕｐ
Ｉｎｃ．, Ｍｅｄｗａｙ, ＭＡ）を具備した３５０ｍｌ真空ジャケット付デュアー瓶（Ｐｏｐｅ
Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ, Ｉｎｃ．, Ｍｅｎｏｍｏｎｅｅ Ｆａｌｌｓ, ＷＩ）内で、炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液のどちらかの電気分解を行った。カソードを径２．０ｃｍの３．０ｃｍ長さの螺旋に巻いた。カソードの１端を０．０６２５インチＳｗａｇｅｌｏｃｋユニオンとプラグ（Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ
Ｃｏ．, Ｓｏｌｏｎ, ＯＨ）によって電解質上で密封した。他方の端をＤｙｃｏｒ
Ｓｙｓｔｅｍ １０００四極質量スペクトル分析器（Ｍｏｄｅｌ Ｄ２００ＭＰ, Ａｍｅｔｅｋ Ｉｎｃ．, Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ, ＰＡ）の試料ポート上のニードル弁に直接接続した。
１３．３．１．２ 対照水素試料
対照水素ガスは超高純度のものを使用した（ＭＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）。
１３．３．１．３ 再結合器からの電解ガス
炭酸カリウム水溶液の電気分解中に、ＭＩＴ Ｌｉｎｃｏｌｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓは発生ガスのエンタルピーに換算した入力基準で、ある場合には出力／入力比が１０を超える１〜５ワットの過剰出力を長期間観察した〔ハルデマン（Ｈａｌｄｅｍａｎ．Ｃ．Ｗ．）、サヴォーユ（Ｓａｖｏｙｅ．Ｇ．Ｗ．）、アイスラー（Ｉｓｅｌｅｒ．Ｇ．Ｗ．）、クラーク（Ｃｌａｒｋ．Ｈ．Ｒ．）、ＭＩＴ
Ｌｉｎｃｏｌｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｅｘｃｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｅｌｌ Ｆｉｎａｌ ｒｅｐｏｒｔ ＡＣＣ Ｐｒｏｊｅｃｔ １７４ （３） 、Ａｐｒｉｌ
２５, １９９５〕。これらの場合、出力は入力積分ボルト−アンペア入力の１．５〜４倍であった。ファラデー効率を水の直接置換により容積で測定した。電解ガスを複数回、処理ガスの容積が変化しなくなるまで、酸化銅再結合器とＢｕｒｒｅｌｌ吸収管アナライザを通過させた。処理ガスをＢｌａｃｋＬｉｇｈｔ
Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ, Ｍａｌｖｅｒｎ, ＰＡに送り、質量スペクトル分析器で分析した。
１３．３．１．４ ガスセル試料
ペンシルバーニア州立大学化学工学部（Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｓｔａｔｅ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ）がヒドリノ生成に伴う熱生成をＣａｌｖｅｔ熱量計で決定した。反応熱測定に用いた機器は円筒熱流束熱量計（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．, Ｍｏｄｅｌ ＣＡ−１００−１）で構成した。円筒熱量計の壁は２セットの熱電接合器から成る熱電堆構造物を包含した。接合器の１つを熱量計の内壁に温度Ｔiで熱接触させ、接合器の第２のセットを強制対流オーブンで一定に維持した温度Ｔeで熱量計外壁に熱接触させた。熱量計セル内に熱が発生すると、熱量計はこの熱の一定割合を周囲のヒートシンクに輻射移送する。熱が流れるので温度勾配（Ｔi−Ｔe）が２セットの熱電堆の間に生じる。この温度勾配が電力検量曲線に対する線形電圧に対比される電圧を発生して、反応出力を与える。熱量計は精密抵抗器及び固定電流源により触媒運転の反応出力を代表する出力レベルで検量した。Ｃａｌｖｅｔ熱量計の検量恒数は試験条件の範囲にわたって水素流に対し敏感でなかった。腐食防止のために、熱量計内部にかん合する３０４ステンレス鋼から機械加工した円筒反応容器を用いて反応させた。等温反応系を維持し、基底線の安定性を改善するために、熱量計を２５０度で操作される市販の強制対流オーブン内に設置した。また、熱量計と反応容器をＤｕｒｏｋ
（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ Ｇｙｐｓｕｍ Ｃｏ．）及びガラス繊維で構築した立方体絶縁箱の中に収納して、オーブンの熱振動を更に抑制した。この装置及び方法の更に完全な説明はフィリップスが記述している〔ブラッドフォード（Ｂｒａｄｆｏｒｄ．Ｍ．Ｃ．）、フィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ．Ｊ．）、クランカー（Ｋｌａｎｃｈａｒ）、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．、６６, （１）, Ｊａｎｕａｒｙ, （１９９５）, ｐｐ．１７１〜１７５〕。
２０ｃｍ3のＣａｌｖｅｔセルに０．２５ｍｍ白金線フィラメントの加熱コイル部分、長さ約１８ｃｍ及びフィラメントで加熱されるフィラメントコイルの内にかん合した石英ボート内のＫＮＯ3粉末２００ｍｇを収容した。
熱量計試験は例外的な結果を生み出した〔フィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ．Ｊ．）、スミス（Ｓｍｉｔｈ．Ｊ．）、クルツ（Ｋｕｒｔｚ．Ｓ．）、「ガス相触媒ヒドリノ生成の熱量計調査に関する報告、１９９６年１０月〜１２月最終報告（Ｒｅｐｏｒｔ
Ｏｎ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ Ｏｆ Ｇａｓ−Ｐｈａｓｅ ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｈｙｄｒｉｎｏ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ, ｆｉｎａｌ ｒｅｐｏｒｔ ｆｏｒ Ｐｅｒｉｏｄ Ｏｃｔｏｂｅｒ−Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９６）」、Ｊａｎｕａｒｙ １, １９９７〕。別々の３トライアルでは、セルに水素約１０-3モルを投与して、１０〜２０Ｋジュールが０．５ワットの率で発生した。これは水素１０7Ｊ／ｍｏｌの発生に等価であり、標準水素燃焼で予想される水素２．５×１０5Ｊ／ｍｏｌに比較される。したがって、合計の発生熱量は１００倍も大きく、通常の化学では解釈できないと思われるが、結果は水素の触媒作用と完全に一致する。触媒作用は分子状水素が熱白金フィラメントにより解離し、原子状水素がフィラメントで加熱され気化した石英ボート内のＫＮＯ3からのガス状Ｋ+／Ｋ+触媒と接触したときに起きた。
熱量計試験に続き、Ｃａｌｖｅｔセルからのガスを真空にしたステンレス鋼試料瓶に集め、ＢｌａｃｋＬｉｇｈｔ
Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ, Ｍａｌｖｅｒｎ, ＰＡに送り、そこで質量スペクトル分析で分析した。
１３．３．２ 質量スペクトル分析
質量スペクトル分析はＨＯＶＡＣ Ｄｒｉ−２ Ｔｕｒｂｏ ６０ Ｖａｃｕｕｍ
Ｓｙｓｔｅｍを装着したＤｙｃｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ １０００四極質量スペクトル分析器Ｍｏｄｅｌ＃Ｄ２００ＭＰで行った。イオン化エネルギーを±１ｅＶ以内に検量した。
１端を密封し他方の端を質量スペクトル分析器にオンライン接続したニッケルチューブカソードに浸透したガスの質量スペクトルを、炭酸カリウム電解セル及び炭酸ナトリウム電解セルについて得た。質量スペクトル分析器のイオン化ポテンシャル（ＩＰ）を変化させながら、ピークｍ／ｅ＝１及びｍ／ｅ＝２の強度を記録した。質量スペクトル分析器内の試料ガス圧力を質量スペクトル分析器のニードル弁を調節して、それぞれの実験につき同じに保持した。質量ｍ／ｅ＝２００までの全範囲を、ｍ／ｅ＝１及びｍ／ｅ＝２の決定に続きＩＰ＝７０ｅＶで測定した。
１３．３．３ 結果及び考察
質量スペクトル分析器にオンライン接続した密閉ニッケルチューブカソードからのガスのイオン化ポテンシャルを変化させた炭酸カリウム運転及び炭酸ナトリウム運転の質量スペクトル分析（ｍ／ｅ＝２）の結果をそれぞれ表５及び６に示す。炭酸ナトリウムの対照では、信号強度はＩＰで本質的に一定である。これに反し、炭酸カリウム電解セルからのガスの場合では、ｍ／ｅ＝２信号はイオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加するとき、顕著に増加する。分子状水素よりもイオン化ポテンシャルがはるかに大きな種が３０〜７０ｅＶの間のどこかに存在する。高イオン化質量の２つの種がジヒドリノ分子
Figure 2009161437
 に割当てられた。
Figure 2009161437
Figure 2009161437
 質量スペクトル分析器にオンライン接続したＫ2ＣＯ3電解セルのＮｉチューブカソードからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）を図３８に示す。この範囲の外にピークは観察されなかった。イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加したので、ｍ／ｅ＝４のピークは観察された。Ｋ2ＣＯ3をＮａ2ＣＯ3で置換した場合、或は高純度水素ガスの質量スペクトルの場合に、ｍ／ｅ＝４は観察されなかった。ピークｍ／ｅ＝４を与える唯一の既知な元素は電解セル中に存在しないヘリウムであり、カソードは質量スペクトル分析器にオンライン接続されていて高い真空下にあった。ヘリウムはヘリウム水素混合物で常に存在するｍ／ｅ＝５のピークが存在しないことからも排除されるが、図３８に観察されていない。データから、ヒドリノは式（３５）に拠ってニッケル水素化物中に生成する。ジヒドリノ分子は水素よりもニッケル中で高い拡散速度を有する。ジヒドリノはｍ／ｅ＝４質量ピークを生じる。この反応は式（３２）にしたがう。
Figure 2009161437
 Ｈ4 +（１／ｐ）はジヒドリノ分子の存在を表す印の働きをする。
Ｋ2ＣＯ3電解セルからの非再結合性ガスから成るＭＩＴ試料の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）を図３９に示す。イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加したので、Ｈ4 +（１／ｐ）に割当てられるｍ／ｅ＝４ピークが観察された。このピークはジヒドリノ分子の存在を表す印の働きをする。
水素の触媒作用中の時間に対する出力及び加熱白金フィラメントとフィラメントで加熱された石英ボート内のＫＮＯ3粉末を含むＣａｌｖｅｔセルにおけるヘリウムへの応答を図４０に示す。示した時間間隔の間に水素がエネルギー２．２×１０5Ｊを生成したのに対し、ヘリウムに対する熱量計の応答（示しオフセット）は極僅かな負に続いて極僅かな正で、無応答へ平衡した。閉じたセルの中に存在するすべての水素が燃焼すれば、放出されるエネルギーは２つの時間増分（ΔＴ＝１７分）の間での出力曲線の下の面積に等しい。燃焼は最も発熱的な通常反応が起きる。２０ｃｍ3Ｃａｌｖｅｔセルに加えられた水素１０-3モルが２×１０8Ｊ／ｍｏｌを発生し、通常の水素燃焼で予想される２．５×１０5Ｊ／ｍｏｌと対比された。通常の化学で説明できない大きなエンタルピーは水素の触媒作用に起因する。
真空にしたステンレススチール製試料瓶に集めた水素の触媒作用に続くペンシルベニア州立大学Ｃａｌｖｅｔセルからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）を図４１Ａに示す。イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加したので、ｍ／ｅ＝４のピークが観察され、Ｈ4 +（１／ｐ）に割当てられた。このピークはジヒドリノ分子の存在を表す印の働きをする。ポンプ輸送によって圧力が減少したので、図４１Ｂに示すようにｍ／ｅ＝２ピークは割れた。この場合、イオン化ポテンシャルへのｍ／ｅ＝２の応答は顕著に増加した。試料を導入し、イオン化ポテンシャルが３０ｅＶから７０ｅＶへ変化したので、イオン電流が２×１０-10から１×１０-8へ増加するのが観察された。ｍ／ｅ＝２ピークの割れ及びイオン電流のイオン化ポテンシャルへの顕著な応答はジヒドリノのさらなる印である。
真空にしたステンレススチール製試料瓶に集めた水素の触媒作用に続くペンシルベニア州立大学Ｃａｌｖｅｔセルからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を図４２に示す。図４２に示したように種々のジヒドリノ水素化物化合物が同定された。ジヒドリノ及びヒドリノ水素化物化合物の生成はエンタルピーが水素の触媒作用に割当られることをを確認するものである。
Ｈ4 +（１／ｐ）へ割当てられたｍ／ｅ＝４のピークが、「質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定」及び「飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクション（例えば、図６２）に示したように、ヒドリノ水素化物化合物の質量スペクトル分析に観察された。更に、ｍ／ｅ＝４のピークが「ヒドリノ水素化物化合物の分解熱量測定を伴うガスクロマトグラフィーによるヒドリノ化合物及びジヒドリノの同定」のセクションに示したように、ジヒドリノからなる試料のガスクロマトグラフ分析に続く質量スペクトル分析に観察された。
１３．４ ヒドリノ水素化物化合物の分解熱量測定を伴うガスクロマトグラフィーによるヒドリノ化合物及びジヒドリノの同定
結合エネルギー増加水素化合物は「その他の結合エネルギー増加水素化合物」のセクションに挙げてある。「ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ及びヒドリノ水素化物イオンの同定」のセクションに記述したＫ2ＣＯ3電解セルの濾過電解質（Ｗｈａｔｍａｎ
１１０ｍｍ濾紙（Ｃａｔ．Ｎｏ．１４５０ １１０） 使用）からＮｉＯが徐々に生成、沈澱するのが観察された。ＸＰＳは、図１８に示すようにニッケルと「飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションに示したＮｉＨn（ｎは整数）などの化合物を含むＫ2ＣＯ3電解セルの電解質から単離した結晶を含む。Ｎｉ（ＯＨ）2及びＮｉＣＯ3は測定したｐＨ９．８５では極めて不溶性であるので、可溶性ニッケル化合物からにＮｉＯの始原はＮｉＨnなどの化合物のＮｉＯＨへの分解であると思われる。これは等量原子パーセントのＬｉＮＯ3を加え、電解質をＨＮＯ3で酸性にしてカリウム硝酸塩を生成させることで試験した。溶液を乾涸し、１２０℃で加熱融解させることでＮｉＯが生成した。固形化した融解物を水に溶かして、ＮｉＯを濾過して除去した。溶液を結晶が５０℃で出現するまで濃縮した。白色結晶が室温に放置した溶液から生成した。濾過して結晶を得た。結晶を蒸留水で再結晶し、「質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションに記述した方法で質量スペクトル分析を行なった。質量範囲ｍ／ｅ＝１〜２２０及びｍ／ｅ＝１〜１２０を走査した。質量スペクトルはＬｉＮＯ3で１Ｍにし、ＨＮＯ3で酸性にしたＫ2ＣＯ3電解セル電解質からの結晶（表４に示した始原ピーク（親ピーク）の同定とともに図２４に示した質量スペクトル分析電解セル試料＃３）のスペクトルと同じであったが、その他に次に挙げる新規なヒドリノ水素化物化合物のピークが存在した；Ｓｉ3Ｈ10Ｏ（ｍ／ｅ＝１１０）、Ｓｉ2Ｈ8（ｍ／ｅ＝６４）、ＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）、ＳｉＨ2（ｍ／ｅ−３０）。更に、これらの結晶のＸ線回折は「ＸＲＤによるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクション（ＸＲＤ試料＃４）に示した既知な化合物に割当てることができないピークを示した。ＴＯＦＳＩＭＳも行なった。結果は表２０及び２１に示したＴＯＦＳＩＭＳ試料＃６の結果と類似であった。
ＮｉＨｎ（ｎは整数）のアルミニウム類似物が図３６に示したようにプラズマトーチの中で生成した。これらは適切な条件下で分解すると予想され、水素がこれらの水素含有ヒドリノ水素化物化合物から放出されると思われる。分子状水素のオルト及びパラ型は、試料中に存在する水素を同定する最も確信のおける手段である特異的な保持時間により、低温クロマトグラフィーで容易に分離することができる。ガスクロマトグラフィーによる同定を伴うヒドリノ水素化物化合物の熱分解によってジヒドリノ分子を放出する可能性を探った。
ジヒドリノ分子はプロトンとヒドリノ原子との反応によって式（３７）にしたがって合成される。ガス放電セル水素化物反応容器がイオン化水素原子（プロトン）及びヒドリノ原子の供給源である。水素原子の触媒作用は電極から気化した触媒と熱プラズマ流内でガス相において起きる。ガス相の水素原子は放電によっても発生する。したがって、ガスクロマトグラフィーによる同定を伴うガス放電セルの中でジヒドリノを合成する可能性を探った。
結合エネルギー増加水素の分子内距離は通常水素に比べ分数（１／整数）である。分子状水素のオルト及びパラ型は低温クロマトグラフィーで容易に分離することができる。水素原子とジヒドリノとの大きさに基づき、
Figure 2009161437
をほかのヒドリノ分子同様、
Figure 2009161437
 から、それぞれ識別するために極低温でのガスクロマトグラフィーを用いる可能性を探った。
１３．４．１ ガスクロマトグラフィーの方法
熱伝導率検出器及び６０ｍ、内径０．３２ｍｍフユーズトシリカＲｔ−アルミナＰＬＯＴカラム（Ｒｅｓｔｅｋ, Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ, ＰＡ）を装着したＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ
５８９０ Ｓｅｒｉｅｓ ＩＩガスクロマトグラフィーを用いてガス試料を分析した。それぞれの試験の前にカラムを２００℃で１８〜７２時間、調整した。試料をＮｅキャリアガス、−１９６℃で試験した。６０ｍカラムをキャリアガス圧力３．４ｐｓｉ、次の流速で操作した；キャリア２．０ｍｌ／ｍｉｎ、補助ガス３．４ｍｌ／ｍｉｎ、基準ガス３．５ｍｌ／ｍｉｎ、合計流束８．９ｍｌ／ｍｉｎ。スプリット比は１０．０ｍｌ／ｍｉｎであった。
１３．４．１．１ 対照試料
対照水素ガスは超高純度水素ガスを使用した（ＭＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）。
１３．４．１．２ プラズマトーチ試料
「プラズマトーチ試料」のセクションに記述した方法によってＫＩ触媒を有するプラズマトーチヒドリノ水素化物反応容器内でヒドリノ水素化物化合物を発生させた。試料１０ｍｇを、一方の端を密閉し他方の開口端をＷｅｌｃｈ
Ｄｕｏ Ｓｅａｌモデル１４０２メカニカル真空ポンプとスペクトル口に接続したＴにＳｗａｇｅｌｏｃｋTM締め具で接続した内径４ｍｍ、長さ２５ｍｍの石英チューブに入れた。装置を２５〜５０ｍｔｏｒｒの真空にした。ヒドリノ水素化物化合物の熱分解で水素を発生させた。試料を収容した真空石英室を外部ニクロム線ヒータで加熱した。ニクロムヒータのトランス電圧を変えることによって、試料を１００℃増分で加熱した。試料から放出されたガスを隔壁ポートから５００μｌガスタイト注射器で採取し、直ちにガスクロマトグラフに注入した。
１３．４．１．３ 被覆カソード試料
ジヒドリノ分子をヒドリノ水素化物化合物の熱分解によって真空室内で発生させた。ヒドリノ水素化物化合物源は結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０8Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セル（ＢＬＰ電解セル）の０．５ｍｍ径ニッケル線の被膜であった。ニッケル線を乾燥し、約８００℃に過熱した。加熱はカソードに電流を流すことによって真空石英室内で行なった。試料を取り出し、ガスクロマトグラフィーで分析した。
炭酸カリウム電解層からの６０ｍニッケル線カソードを外径７ｍｍ、長さ３０ｃｍの中空石英チューブの周囲に巻きつけ、長さ４０ｃｍ、外径１２ｍｍの石英チューブ内に挿入した。大きな方の石英チューブの両端をＳｗａｇｅｌｏｃｋTM締め具で密封し、ステンレススチール製ＮｕｐｒｏTM“Ｈ”シリーズベロー弁でＷｅｌｃｈ Ｄｕｏ Ｓｅａｌモデル１４０２メカニカル真空ポンプに接続した。熱電対真空ゲージチューブ及びゴム製隔壁をポンプの装置側に取付けた。ニッケル線カソードをＳｗａｇｅｌｏｃｋTM締め具で２２０Ｖ直流トランスのリードに接続した。ニッケル線を含む装置を２５〜５０ｍｔｏｒｒまで真空にした。トランス電圧を変えることによって、ニッケル線を温度範囲に加熱した。加熱ニッケル線から放出されたガスを取付けた隔壁ポートから５００μｌガスタイト注射器で採取し、直ちにガスクロマトグラフに注入した。熱分解しなかった結合エネルギー増加水素化合物の白色結晶を真空チューブの冷端に低温ポンプ（クライオポンプ）した。これはこれら化合物を純化する本発明の方法の代表例である。
加熱ニッケル線カソードからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）をガスクロマトグラフィーの記録に続いて取った。
１３．４．１．４ ガス放電セル試料
ヒドリノを生成する水素触媒作用は熱プラズマ流によって電極から気化したＫＩ触媒によりガス相で起こった。ガス相の水素原子は放電によって発生させた。ジヒドリノ分子は「ガス放電セル試料」のセクションに記述したガス放電セルを用いて次の方法で合成した；（１）触媒溶液をランプ内に入れ、乾燥させて電極上に被膜を生成させる、（２）系を数時間１０〜３０ｍｔｏｒｒに真空にして汚染ガスと残留溶媒を除去する、（３）放電チューブを２〜３ｔｏｒｒの水素で満たし、少なくとも０．５時間アーク放電を行なう。クロマトグラフカラムを液体窒素中に漬け、ガスクロマトグラフの熱伝導率検出器に接続した。１００％ＣｕＯ再結合器を経由してガスを流通させ、三方弁を用いてオンラインガスクロマトで分析した。
質量スペクトル分析器にオンラインで接続しているＫＩ放電チューブからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）をガスクロマトグラフの記録に続いて撮った。
１３．４．２ 断熱熱量測定法
蒸留水１２Ｌを含む絶縁容器中に吊るした上述の分解装置から成る断熱熱熱量計で被覆カソード試料の分解反応エンタルピーを測定した。水の温度上昇を分解反応のエンタルピーの決定に用いた。それぞれの実験の前に水を室温で１時間、安定させた。連続パドルスターラーを予め決定したＲＰＭで設定し、測定可能なエネルギーを入力することなく水の温度勾配を除いた。水温を２本のＫ型熱電対で測定した。冷接合温度を用いて室温変化をモニタした。データ点を１／１０秒ごとに採り、１０秒ごとに平均してコンピュータＤＡＳで記録した。光学高温計で確認した抵抗測定で決定した温度８００℃のニッケル線で実験を行なった。対照例では、６００ワットの電気入力がニッケル線をこの温度に維持するのに標準的に必要であった。フィラメントへの入力をコンピュータへアナログ出力するＣｌａｒｋｅ
Ｈｅｓｓボルト−アンペア−ワットメータである時間にわたって記録した。熱量計の電力バランスは
Figure 2009161437
 で与えられ、式中Ｐinputはワットメータで測定した電力、ｍは水の質量（１２,０００ｇ）、Ｃpは水の比熱（４．１８４Ｊ／ｇ℃）、ｄＴ／ｄｔは水温の変化率、Ｐlossは水貯蔵器周囲への電力損失（断熱からの偏差）で試験の温度範囲での測定では無視できる、ＰDはヒドリノ水素化物化合物の分解反応から放出された動力を表す。
温度上昇を全入力エンタルピーに対しプロットした。水の質量として１２,０００ｇ及び水の比熱４．１８４Ｊ／ｇ℃を用いると、理論勾配は０．０２０℃／ｋＪであった。実験には、結合エネルギー増加水素化合物の生成エンタルピー６．３×１０８Ｊを産生したＫ2ＣＯ3電解セル（ＢＬＰ電解セル）からの長さ６０ｍの未洗浄ニッケル線カソードを含めた。対照は水素ガス水素化物ニッケル線（Ｎｉ
２００ ０．０１９７''、ＨＴＮ３６ＮＯＡＧ１,Ａ１ Ｗｉｒｅ
Ｔｅｃｈ．, Ｉｎｃ．）及び同等Ｎａ2ＣＯ3電解セルからのカソード線で構成した。
１３．４．３ ヒドリノ水素化物化合物の分解反応エンタルピー及びガスクロマトグラフィーの結果
１３．４．３．１ エンタルピー測定結果
断熱熱量計で測定したＨｙｄｉｎｏ水素化物化合物の分解反応エンタルピーの測定結果を図４３及び表７に示す。Ｎａ2ＣＯ3電解セルからのニッケル線及び未使用水素化物ニッケル線は理論勾配（０．０２０℃／ｋＪ）と同じ積分投入エンタルピーに対する水温上昇の勾配を創出した。Ｋ2ＣＯ3セルからの各ニッケル線カソードは理論勾配から著しくずれた結果を生じ、ニッケル線を８００℃に維持するためには、表４に示すように、はるかに少ない入力を要した。この結果はヒドリノ水素化物化合物の分解反応が極めて発熱反応であることを示す。最良の場合では、エンタルピー、１ＭＪ（２５℃×１２,０００ｇ Ｘ４．１８４Ｊ／ｇ℃−２５０ｋＪ）が３０分にわたって放出された（２５℃×１２,０００ｇ Ｘ４．１８４Ｊ／ｇ℃／６９３Ｗ）。
Figure 2009161437
 １３．４．３．２ ガスクロマトグラフィーの結果
正常な水素のガスクロマトグラフはパラ及びオルト水素につき、それぞれ１２．５分及び１３．５分の保持時間を示した。ヒドリノ水素化物化合物トラップ（濾紙）から収集したプラズマトーチ試料では、温度範囲１００〜９００℃で増分１００℃の加熱によって放出されたガスのガスクロマトグラフ分析はいかなる温度での水素放出も示さなかった。トーチマニホルドから収集したプラズマトーチ試料では、温度範囲１００〜９００℃での増分１００℃の加熱によって放出されたガスのガスクロマトグラフ分析は４００℃及び５００℃での水素放出を示した。プラズマトーチマニホルドから収集した試料の試料温度を４００℃に加熱したときの、ガスのガスクロマトグラフを図４４に示す。プラズマトーチ試料の元素分析をＥＤＳ及びＸＰＳで確定した。ＸＰＳによって検出された元素濃度を表８に示す。
Figure 2009161437
 トーチマニホルドから収集した試料のＸＰＳでは、ヨウ素に対するカリウムの比が５倍であったことが注目された。一方、この比はＫＩでは１．２、ヒドリノ水素化物化合物トラップから収集した試料（濾紙）では１．２であった。トーチマニホルドから収集した試料のＥＤＳ及びＸＰＳは元素組成に関し、ＳｉＯ２及びＫＩが支配的で、アルミニウム、ケイ素、ナトリウム及びマグネシウムが少量であることを示した。トーチマニホルドから収集した試料の質量スペクトルを図３６に示す。図３６はヒドリノ水素化物化合物が元素組成と一致することを実証する。温度範囲４００〜５００℃で水素を保存、放出する既知な元素は同定されていない。データはプラズマトーチからの結晶が水素を含有し、従来の既知な化合物と本質的に異なっていることを示す。これらの結果は従来の解釈の外の本発明になる結合エネルギー増加水素化合物に対応し、それを特定するものである。
高純度水素のガスクロマトグラフ分析（カラム６０ｍ）を図４５に示す。加熱ニッケル線カソードのガスクロマトグラフ分析の結果を図４６に示す。この結果は水素分子の新しい形態が通常の水素ピークの移動時間と対比されるが明らかに異なる移動時間を持つピークの存在に基づいて検出されたことを示す。加熱ニッケル線カソードからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）をガスクロマトグラフの記録に続き撮った。イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加したので、ｍ／ｅ＝４のピークが観察され、これは図４１Ａに示したものと同等であった。ガスクロマトグラフでは、ヘリウムは観察されなかった。ピークｍ／ｅ＝４はＨ4 +（１／ｐ）に割当てられた。反応は式（３２）にしたがう。Ｈ4 +（１／ｐ）はジヒドリノ分子の存在を示す印である。
図４７は
Figure 2009161437
 に割当てられたピークを示す。この結果は通常水素のピークの移動時間と明らかに異なる移動時間で再結合器と反応しなかったピークが存在することを根拠にして、ヒドリノ分子の新しい形態が検出されたことを示す。図４７に示した結果の前及び後での対照水素の試験は１００％ＣｕＯ再結合器による再結合に由来するピークを示さなかった。質量スペクトル分析器にオンライン接続したＫＩ放電チューブからのガスの質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）をガスクロマトグラフの記録に続いて撮った。イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加したので、ｍ／ｅ＝４のピークが観察され、これは図４１Ａに示したものと同等であった。反応は式（３２）にしたがう。Ｈ4 +（１／ｐ）はジヒドリノ分子の存在を示す印である。圧力がポンプ輸送によって減少したので、ｍ／ｅ＝２ピークの割れは図４１Ｂに示したものと同等であった。割れたピークｍ／ｅ＝２及びイオン化ポテンシャルへのイオン電流の顕著な応答はジヒドリノのさらなる印である。
１３．４．４ 考察
結合エネルギー増加水素化合物の分解反応の熱量測定結果は従来の化学で説明することができない。新規な反応性に加え、他の試験が結合エネルギー増加水素化合物を確認する。「電解セルからの結晶試料」のセクションに記述したＫ2ＣＯ3 ＢＬＰ電解セルのカソードを濯がないでセルから取り出し、プラスチック袋に１年保存した。ニッケル線から白緑色結晶を物理的に収集した。元素分析、ＸＰＳ、質量スペクトル分析及びＸＲＤを行なった。元素分析は「質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクションで考察した。結果は式（５５〜５７）で与えられる反応に一致した。ＸＰＳの結果はヒドリノ水素化物イオンの存在を示した。質量スペクトルは図２４に示した電解セル試料＃３の質量スペクトル分析のスペクトルと類似であった。ヒドリノ水素化物化合物が観察された。Ｘ線回折パターンで観察されたピークは、「ＸＲＤ（Ｘ線回折スペクトル分析）によるヒドリノ水素化物化合物の同定」のセクション（ＸＲＤ試料＃１Ａ）に示したように、いかなる既知化合物にも割当てることができなかった。従来の化学で説明できない熱及びジヒドリノが、本明細書に示したように、熱量測定による熱分解及びガスクロマトグラフでそれぞれ観察された。
加えて、サーマコアＫ2ＣＯ3電解セルのカソード上の物質が新規なラマンピーク（ラマン試料＃１）などの新しい分光特徴と共に、新規な熱分解化学を示した。サーマコアＫ2ＣＯ3電解セルからのＫ2ＣＯ3電解質など、Ｋ2ＣＯ3電解質からの試料は広範囲にわたって分光特性に関する新規な特徴を示した（ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤ（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）、ＦＴＩＲ（ＦＴＩＲ試料＃１）、ＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）、ＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２））。新規な反応性がＨＮＯ3で処理した電極試料につき観察された。サーマコアＫ2ＣＯ3電解セルの酸性電解質から再結晶皿の外端に生成した黄白色結晶は二酸化硫黄と反応して硫化マグネシウムを含む硫化化合物を生成した。反応はＸＰＳで同定された。この試料も広範囲にわたって分光特性の新規な特徴を示した（質量スペクトル分析（質量スペクトル分析電解セル試料＃５及び＃６）、ＸＲＤ（ＸＲＤ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）、ＦＴＩＲ（ＦＴＩＲ試料＃４））。
ＸＰＳ、ＴＯＦＳＩＭＳ及び質量スペクトル分析の調査結果はＢＬＰ、サーマコアのカソードからの結晶は電解質からの結晶と同様に、空気中で二酸化硫黄と反応して硫化物を生成することを確認する。反応は二酸化硫黄の硫化物への還元を伴う対応するヒドリノ水素化物シロキサンを生成するシランの酸化と考えられる。シランの２つのケイ素−ケイ素架橋水素種が酸素原子で置換されるものと思われる。類似な反応は通常のシランで起こる〔コットン（Ａ．Ｃｏｔｔｏｎ）、ウィルキンソン（Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ）「最新無機化学（Ａｄｖａｎｃｅｄ
Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、第４版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ & Ｓｏｎｓ, Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ, ｐｐ．３８５〜３８６〕。
新規な反応性のさらなる例として、サーマコア電解セルのカソードからのニッケル線を０．６Ｍ
Ｋ2ＣＯ3／３％ Ｈ2Ｏ水溶液 と反応させた。反応は激しく、強い発熱性であった。これらの結果は、従来の化学では説明することができない、本発明になる結合エネルギー増加化合物に相当し、かつ同定するものである。後者の結果は結合エネルギー増加化合物の固体燃料への応用を確認する。
１３．５ ＸＲＤ（Ｘ線回折スペクトル分析）によるヒドリノ水素化物化合物の同定
ＸＲＤは結晶原子によるＸ線の散乱を測定し、結晶構造についての情報を与える回折パターンを生成する。既知の化合物はそれらの特徴的な回折パターンによって同定され得る。ＸＲＤは、ＰＣＴ／ＵＳ９６／０７９４９の５７〜６２頁に記載されるように、イオン状水素溢れ（スピルオーバー）触媒物質［１％Ｐｔ担持グラファイト状カーボン５重量％含有グラフォイル（Ｇｒａｆｏｉｌ）上の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）４０重量％］の組成の同定のために、水素がその触媒に供給される前及び後に用いられた。エンタルピーバランスによって証明されるように、水素が触媒の試験に供された際に、熱量測定が行われた。反応の新規生成物はＸＲＤを用いて検討された。ＸＲＤは又、貯蔵されたカソード上に成長し、及び電解セルからの結晶試料のセクションにて記載したＫ2ＣＯ3電解セルの電解液から分離された結晶上にて得られた。
１３．５．１ 試験方法
１３．５．１．１ 溢れ（スピルオーバー：Ｓｐｉｌｌｏｖｅｒ）触媒試料
触媒は熱量測定によって確認された。触媒作用（生成熱）によって解放されたエンタルピーは、イオン水素スピルオーバー触媒物質［１％Ｐｔ担持グラファイトカーボン５重量％含有グラフォイル（Ｇｒａｆｏｉｌ）上の硝酸カリウム（ＫＮＯ3）４０重量％］の存在下の水素流から確認された。これは熱測定、つまり熱の電気的出力信号へのサーモパイル変換、即ち、カルベット（Ｃａｌｖｅｔ）熱量測定によってなされた。１．５Ｗより大きい反応の定常状態エンタルピーが、２０ｃｃの触媒上の水素流にて測定された。しかし、触媒混合物上のヘリウム流ではエンタルピーは測定されなかった。セルに入る全ての水素が水になる反応から予測されるものより高いエンタルピー比が、再現可能に測定され、測定された総エネルギーバランスは、セル中の全ての触媒作用物質が「既知」の化学反応によって最も低いエネルギー状態に変換された場合に予測されるものより８倍以上大きかった。この運転（測定）に続いて、触媒物質はセルから除去され、空気中に曝された。ＸＲＤはその実施の前及び後に行われた。
１３．２．１．２ 電解セル試料
ヒドリノ水素化物化合物は遷移触媒Ｋ+／Ｋ+に相当するＫ2ＣＯ3の水溶液の電気分解を通して調製された。このセルの説明は、電解セルからの結晶試料のセクションに与えられる。そのセルの一式は図２に示される。結晶はカソード又は電解液から得られた。
試料＃１Ａ：Ｋ2ＣＯ3ＢＬＰ電解セルのカソードをすすがないようにセルから取り外し、プラスチックの袋に一年間保存された。白緑色結晶が、ニッケル線（ワイヤー）から物理的に集められた。元素分析、ＸＰＳ、質量スペクトル分析、及びＸＲＤを実施した。
試料＃１Ｂ：試料＃１Ａと同一の、アイダホ ナショナル エンジニアリング ラボラトリーズ（ＩＮＥＬ）における、６ヶ月間のＫ2ＣＯ3電解セル運転のカソードを２８リットルの０．６ＭＫ2ＣＯ3／１０％Ｈ2Ｏ2に入れた。激しい発熱反応が起こり、溶液の１時間を越える沸騰を引き起こした。溶液の一部（１アリコート）をロータリーエバポレーターを用いて５０℃において１０倍に濃縮した。室温に静置すると沈殿物が生成した。結晶を濾過し、ＸＲＤを実施した。
試料＃２：サーマコア電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液を、黄白色結晶がちょうど生成するまで濃縮することによって試料を調製した。元素分析、ＸＰＳ、質量スペクトル分析、ＴＯＦＳＩＭ、ＦＴＩＲ、ＮＭＲ、及びＸＲＤを、対応するセクションにて説明したように実施した。
試料＃３Ａ及び＃３Ｂ：各試料を、試料＃２の結晶から、１）サーマコア電解セルのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性化し、２）酸性化された溶液を１０ｃｃに濃縮し、３）濃縮された溶液を結晶化皿上に置き、及び４）室温に静置してゆっくりと結晶を生成させることによって調製した。黄白色結晶が、結晶皿の外縁上に生成した（黄色い色は、近紫外線（ＵＶ）、４０７ｎｍ連続体（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）におけるＨ-（ｎ＝１／２）の連続体吸収によるものであろう）。この結晶は試料＃３Ａを構成した。明確な針状物が中央に生成した。この結晶は試料＃３Ｂを構成した。結晶を慎重に分離したが、しかし、試料＃３Ａ結晶での試料＃３Ｂのいくらかの汚染が、若干起こった可能性がある。
ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１０）、質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃５及び＃６）、ＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）、及びＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃４）をも得た。
試料＃４：Ｋ2ＣＯ3ＢＬＰ電解セルはＬｉＮＯ3中１Ｍとされ、又ＨＮＯ3で酸性化された。溶液を乾燥し、又熱して１２０℃で溶融し、ＮｉＯを生成した。凝固された溶融物を、Ｈ2Ｏ中に溶かし、ＮｉＯを濾過によって除去した。５０℃にて溶液を結晶がちょうど現れるまで濃縮した。室温にて静置した溶液から白色結晶が生成した。結晶を濾過により得、更に、蒸留水を用いて再結晶することによってＫＮＯ3から精製（純化）した。
１３．５．１．３ ガスセル試料
試料＃５：ヒドリノ水素化物化合物を、タングステンフィラメントとＫＩを触媒とした蒸気相ガスセル中で調製した。図４に示す高温ガスセルを、ヒドリノ水素化物化合物を生成するのに用いた。このガスセルにおいて、ヒドリノ原子は、カリウムイオンを用いた水素の触媒作用から、又質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定のセクションのガスセル試料について説明したような、気相における水素原子から生成する。試料を、１）優先的に全ての水溶性化合物が溶解する十分量の水と共にクライオポンプにかけ、セルのキャップからヒドリノ水素化物化合物をすすぎ、２）溶液を濾過して、金属などの水に不溶性の化合物を除去し、３）５０℃溶液において沈殿物が丁度生成するまで溶液を濃縮し、４）室温にて静置し、黄赤ぎみ茶色結晶を生成させ、４）結晶を濾過及び乾燥し、その後ＸＰＳ、質量スペクトル、及びＸＲＤを得た。
１３．５．２ 結果及び考察
スピルオーバー触媒試料のＸＲＤパターンをペンシルバニア州立大学（Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ
Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）にて得た。水素をスピルオーバー触媒に供給する前のＸＲＤパターンを図４８に示す。全てのピークは同定可能であり、出発触媒物質に対応する。水素の触媒作用の後のＸＲＤパターンを図４９に示す。同定されたピークは、カリウム金属と酸素の既知の反応生成物、並びに炭素の既知のピークに対応する。更に、新規な、同定されていないピークが繰り返し（再現的に）観察された。帰属の同定がない１３゜２θにおける新規ピークは、ヒドリノ水素化カリウム（カリウムヒドリノ水素化物）に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。
Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器の保存ニッケルカソードからの結晶のＸＲＤパターンは（試料＃１Ａ）、ＩＣラボラトリーズ（ＩＣ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）において得られ、図５０に示される。同定可能なピークはＫＨＣＯ3に対応した。更に、そのスペクトルは、データベース中の５０，０００種の既知化合物の如何なるパターンにも適合しない一群のピークを含んでいた。Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器のカソードからの結晶の、同定されていないＸＲＤピークの２−θ及びｄ−間隔を表９に示す。表９に示す、帰属の同定がなされていない新規ピークは、ヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。
更に、結晶の元素分析は、ガルブレイス ラボラトリーズにて得られた。それは、ＫＨＣＯ3を含む試料に矛盾しなかったが、しかし、原子状水素のパーセンテージは３０％超過した。質量スペクトルは、図２４に示す電解セル試料＃３の質量スペクトル分析と同様であった。ＸＰＳは、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（ｎ＝１／ｐ）のｐ＝２からｐ＝１６までのピークを含み、それは部分的にＫＨＣＯ3の優勢スペクトルによってマスクされていた。これらの結果は、Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器による、Ｋ2ＣＯ3からのＫＨＣＯ3とヒドリノ水素化物化合物の生成、及びヒドリノと水の反応（式（５５）〜（５７））に矛盾しない。
Figure 2009161437
 試料＃１Ｂについて、ＸＲＤパターンは同定可能なＫＨＣＯ3のピーク群に対応した。更に、そのスペクトルは、表１０に示す２−θ値及びｄ−間隔における、同定されていないピーク群を含んでいた。帰属の同定がなされていない表１０の新規ピーク群は、０．６ＭＫ2ＣＯ3／１０％Ｈ2Ｏ2での反応によってカソードから分離されたヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。
Figure 2009161437
 Ｋ2ＣＯ3サーマコア電解セルからの電解液を、沈殿物が丁度生成するまで濃縮することによって調製した結晶のＸＲＤパターンは（試料＃２）、ＩＣラボラトリーズにて得られ、図５１に示される。同定可能なピーク群はＫ4Ｈ2（ＣＯ3）3・１．５Ｈ2Ｏ及びＫ2ＣＯ3・１．５Ｈ2Ｏの混合物に対応した。更に、そのスペクトルは、データベース中の５０，０００種の既知化合物のいずれのパターンにも適合しない一群のピークを含んでいた。Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器のカソードからの結晶の、同定されていないＸＲＤピーク群の２−θ及びｄ−間隔を表１１に示す。帰属の同定がなされていない表１１に示す新規ピーク群は、ヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。
更に、結晶の元素分析をガルブレイスラボラトリーズにおいて得た。これは、Ｋ4Ｈ2（ＣＯ3）3・１．５Ｈ2Ｏ及びＫ2ＣＯ3・１．５Ｈ2Ｏの混合物を含む試料に矛盾しなかったが、しかし、原子状水素のパーセンテージは、その化合物が１００％Ｋ4Ｈ2（ＣＯ3）3・１．５Ｈ2Ｏであると考えたとしても超過していた。ＸＰＳ（図２１）、ＴＯＦＳＩＭＳ（表１３及び１４）、ＦＴＩＲ（図６８）、及びＮＭＲ（図７３）は、ヒドリノ水素化物化合物に矛盾しなかった。
Figure 2009161437
 試料＃３Ａに対して、ＸＲＤパターンは同定可能なＫＮＯ3のピーク群に対応した。更に、そのスペクトルは、表１２に示す２−θ及びｄ−間隔における同定されていないピーク群を含んでいた。表１２の帰属が同定されていない新規ピーク群は、ヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。ヒドリノ水素化物イオンを含むその化合物の帰属は、表２１に示すこれら結晶のＸＰＳによって確認された。
Figure 2009161437
 試料＃３Ｂについて、ＸＲＤパターンはＫＮＯ3の同定可能なピーク群に対応した。更に、そのスペクトルは、２−θ値２０．２及び２２．０において、試料＃３Ａの結晶のわずかな汚染に帰属した非常に小さな同定されていないピークを含んでいた。ＫＮＯ3のピーク群に加えて、試料＃３Ａ及び＃３ＢのＸＰＳスペクトルは、図１９のヒドリノ水素化物イオンに帰属する同様のピークを含んでいた。しかし、それらの強度は、試料＃３ＡのＸＰＳスペクトルの場合、試料＃３Ｂのスペクトルと比べて顕著に大きかった。
試料＃４について、ＸＲＤパターンはＫＮＯ3の同定可能なピーク群に対応した。更に、そのスペクトルは、２−θ値４０．３及びｄ−間隔２．２３７、及び２−θ値６２．５及びｄ−間隔１．４８５において、同定されていないピーク群を含んでいた。帰属が同定がなされていない新規ピーク群は、ヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。ヒドリノ水素化物化合物の帰属はＸＰＳによって確認された。これらの結晶について得られたスペクトルは、図１９に示す同様のヒドリノ水素化物イオンＸＰＳピーク群を有していた。又、質量スペクトル分析を、質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定のセクションにて与えられた方法によって実施した。質量範囲、ｍ／ｅ＝１〜２２０、及びｍ／ｅ＝１〜１２０を走査した。質量スペクトルは、次の新しいヒドリノ水素化物化合物ピーク群が存在した以外は、表４に示される親ピーク同定と共に、図２に示す電解セル試料＃３の質量スペクトル分析と等しかった：Ｓｉ3Ｈ10Ｏ（ｍ／ｅ＝１００）、Ｓｉ2Ｈ8（ｍ／ｅ＝６４）、ＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）、及びＳｉＨ2（ｍ／ｅ＝３０）。
試料＃５について、ＸＲＤスペクトルは、２−θ値２１．２９１及びｄ−間隔４．１６９９において最大の幅広（ブロード）ピークと、２−θ値２９．４７９及びｄ−間隔３．０２７７における鋭く（シャープ）強いピークを含んでいた。帰属の同定のなされていない新規ピーク群は、ヒドリノ水素化物化合物に対応し、これを同定し、又本発明に従うものである。ヒドリノ水素化物イオンを含む化合物の帰属は、ＸＰＳによって確認された。結晶の黄赤ぎみ茶色の起源は、近紫外線、４０７ｎｍ連続体におけるＨ-（ｎ＝１／２）の連続体吸収に帰属する。この帰属は、Ｈ-（ｎ＝１／２）の結合エネルギー、３ｅＶ（表１）における大きいピークを示すＸＰＳの結果によって支持される。又、質量スペクトル分析を、質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定のセクションにおいて与えられるようにして実施した。質量スペクトルは図２８Ａ〜図２８Ｂ及び２９に示し、又ピーク帰属は表４に示す。ヒドリノ水素化物化合物が観察された。
１３．６ 極端紫外線スペクトル分析によるヒドリノ、ヒドリノ水素化物化合物、及びジヒドリノ分子イオン生成の同定
水素の触媒作用は、水素原子からヒドリノを生成する遷移からの極端紫外線（ＥＵＶ）放射（９１２Å）によって検出した。対象の基礎反応は式（３）〜（５）によって与えられる。対応する極端ＵＶ光子（フォトン）は：
Figure 2009161437
 となる。
ヒドリノは、励起エネルギー及び／又はイオン化エネルギーがｍ×２７．２ｅＶであるので、触媒として働きうる（式（２））。例えば、イオン化されたヒドリノＨ［ａH／２］によるＨ［ａH／２］の触媒作用を通して、式（２）において２７．２１ｅＶ、ｍ＝１の吸収に対する式は、
Figure 2009161437
 となる。
又、全反応は、
Figure 2009161437
 となる。
対応する極端ＵＶ光子は：
Figure 2009161437
 である。
同一の遷移は又カリウムイオンによっても触媒されうる。
Figure 2009161437
 プロトンとヒドリノ原子との、式（３７）で与えられる反応の第一段階に従ってヒドリノ分子イオンＨ* 2［２ｃ′＝ａ0］+を生成する反応は、ＥＵＶスペクトル分析によって検出された。ヒドリノ原子Ｈ（１／ｐ）とプロトンの反応に相当する、対応する極端ＵＶ光子は、
Figure 2009161437
 である。
ジヒドリノ分子イオンの放射は、回転遷移とのカップリングによって分裂されうる。’９６ミルズＧＵＴ（Ｍｉｌｌｓ ＧＵＴ）の水素−タイプ分子イオンの振動のセクションにおいて与えられた振動を含む回転波長は、
Figure 2009161437
 である。
表１に示されるヒドリノ水素化物イオン結合エネルギーの範囲における遷移を伴ったヒドリノ水素化物化合物、及び対応する連続体（ｃｏｎｔｉｎｕａ）もまた、ＥＵＶスペクトル分析によって検出された。反応は、図５２に示すガス放電セル中で起こった。検出対象の放射の極端に短い波長による、「透明な」光学は存在しない。従って、試料若しくは研究対象種の源が、紫外線（ＵＶ）分光器の格子（グレーティング）及び検出器としての同一真空容器に連結される窓なし（ウィンドウレス）構成を用いた。窓なしＥＵＶスペクトル分析は、針穴（ピンホール）光入口（インレット）及び出口（アウトレット）を有した別個にポンプにかけられた連結部によってセルと連結された極端紫外分光器を用いて実施された。セルは、質量流量制御器（ｍａｓｓ
ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）にて一定水素圧に維持した水素流条件下で運転された。ガス反応の極端ＵＶスペクトルの研究に用いられた装置を図５２に示す。これは、次の４つの主要な構成要素を有する：ガス放電セル９０７、ＵＶ分光器９９１、質量スペクトル分析器９９４、及び別個にポンプにかけられた連結器９７６。
１３．６．１ 実験方法
ガス放電セル光源、窓なしＥＵＶスペクトル分析のための極端紫外線（ＥＵＶ）分光器、及びヒドリノ、ヒドリノ水素化物イオン、結合エネルギー増加水素化合物、及びジヒドリノ分子イオン生成及び遷移の観察のために用いられた質量スペクトル分析器の構成図を図５２に示す。図５２の装置の「Ａ」と指示された区分の各要素は、構造及び作用において、図６の同様の番号を割り振られた５００番台の各要素に対応する。図６の装置の構成はガス放電セルのセクションにて上述して説明されている。図５２の装置は下記の変更を含む。
図５２の装置は更に、セル９０７中の水素圧力を、別個のポンピングで２トール（ｔｏｒｒ）に維持する水素質量流量制御器９３４を有する。図５２のガス放電セル９０７は更に、ＫＮＯ3又はＫＩ触媒のための触媒貯蔵器９７１を有し、その触媒はその触媒貯蔵器から、加熱器駆動源（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）９７３を用いた触媒加熱器（ヒーター）９７２によって加熱することによって気化される。図５２の装置は更に、線（ライン）９９２及びバルブ９９３によってＥＵＶ分光器９９１に連結されたＨＯＶＡＣ
Ｄｒｉ−２ ターボ ６０を備えた、ダイコルシステム１０００クエイドラポール質量スペクトル分析器（Ｄｙｃｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ １０００ Ｑｕａｄｒａｐｏｌｅ Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ） モデル＃Ｄ２００ＭＰである、質量スペクトル分析装置９９５を有する。ＥＵＶ分光器９９１は、マクファーソン（ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ）極端ＵＶ領域分光器、７０７０ＶＵＶチャンネル電子増加器を備えたモデル２３４／３０２ＶＭ（０．２メートル真空紫外線分光器）であった。走査間隔は０．０１ｎｍ、入口（インレット）及び出口（アウトレット）スリットは３０〜５０μｍ、及び検出器電圧は２４００ボルトであった。ＥＵＶ分光器９９１は、線（ライン）９８５及びバルブ９８７によってターボ分子ポンプ９８８に連結された。分光器は、ターボ分子ポンプ９８８によって連続的に１０-5〜１０-6トールに排気された。ここで、圧力は、冷陰極圧力ゲージ９８６によって読まれた。ＥＵＶ分光器は、ＥＵＶ分光器の開口に、直径２ｍｍの針穴（ピンホール）入口（インレット）９７４及び直径２ｍｍのピンホール（針穴）出口（アウトレット）を介した光路を与える連結器９７６によって、ガス放電セル光源９０７に連結された。連結器９７６は、ターボ分子ポンプ９８８によって別個に１０-4トールまでポンプされた。ここで、圧力は冷陰極圧力ゲージ９８２によって読まれた。ターボ分子ポンプ９８４は線（ライン）９８１及びバルブ９８３によって連結器９７６に連結された。
ＫＮＯ3の場合、触媒貯蔵器温度は４５０〜５００℃であった。ＫＩの場合、触媒貯蔵器温度は７００〜８００℃であった。カソード９２０及びアノード９１０はニッケルであった。一回の運転において、カソード９２０はＫＩ触媒で被覆されたニッケルフォーム（泡）金属であった。他の実験に対しては、１）カソードがＫＩ触媒で被覆された中空（ｈｏｌｌｏｗ）銅カソードであり、導体セル９０１がアノードであった、２）カソードが直径１／８インチのステンレススチールチューブ中空カソードであり、導体セル９０１がアノードであり、そしてＫＩ触媒は、触媒貯蔵器を７００〜８００℃に加熱することによって直接カソードの中央に気化された、又は３）カソード及びアノードがニッケルであり、ＫＩ触媒はプラズマ放電によってＫＩ被覆されたセル壁から気化された。
蒸気相遷移反応は、ガス放電セル９０７内で連続的に行われ、極端ＵＶ放射束がその中で生成された。水素はタンク９８０からバルブ９５０を介して供給され、質量流量制御器９３４によって総圧力１〜２トールに制御された流量条件のもとでセルは作動された。セル９０７が作動された２トールの圧力は、ＵＶ分光器９９１を運転するには著しく許容圧力を越えていた。従って、別個のポンピングを備えた連結器９７６が、セル９０７から分光器９９１への「窓」として働いた。光路入口ピンホール９７４を介して流れた水素は、ポンプ９８４及び９８８によって連続的に吸い出された。触媒は、触媒貯蔵器９７１を加熱することによって部分的に気化されるか、又はプラズマ放電によってカソード９２０から気化された。水素原子はプラズマ放電によって生成された。水素触媒作用はガス相における触媒イオンと水素原子の接触を伴って起こった。触媒作用の後、原子状ヒドリノの不均化の結果、直接的な光子の放射が起こり、若しくは放射は続く反応によって起こりジヒドリノ分子イオンを生成し、又ヒドリノ水素化物イオン及び化合物の生成によって放射は起こった。更に、放射は、プラズマによる結合エネルギー増加水素種及び化合物の励起によって起こった。
１３．６．２ 結果及び考察
水素のみ、及び加熱することによって触媒貯蔵器から気化されたＫＮＯ3触媒での水素触媒作用に対し記録されたＥＵＶスペクトル（２０〜７５ｎｍ）を図５３に示す。触媒の存在下での４５．６ｎｍにおける幅広（ブロード）ピークは、式（４）にて与えられるカリウム電子の再結合反応に帰属する。予測された波長は４５．６ｎｍであり観測されたものと合致する。そのピークの幅広い（ブロードな）性質は、電子移動反動を伴った予測された連続体遷移に特徴的である。２０〜４０ｎｍにおける幅広ピーク（ブロードピーク）は、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／８）−Ｈ-（１／１２）を含む化合物の連続体スペクトルに帰属し、５４〜６５ｎｍにおける幅広ピークは、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／６）を含む化合物の連続体スペクトルに帰属する。
プラズマ放電によってニッケル泡（ｆｏａｍ）金属カソードから気化されたＫＩ触媒での水素触媒作用に対し記録されたＥＵＶスペクトル（９０〜９３ｎｍ）を図５４に示す。アノードとして機能する５方向（ファイブウェイ）ステンレススチールクロスガス放電セル、ステンレススチール中空カソード、及び加熱することによって触媒貯蔵器から中空カソードのプラズマの中に直接気化されたＫＩ触媒での水素触媒作用に対し記録されたＥＵＶスペクトル（８９〜９３ｎｍ）を図５５に示し、これは４つの対照測定（触媒なし）上に重ねられている。図５３に示されるような水素のみのスペクトル中には存在しない、いくつかのピークが観測される。これらのピークは、Ｋ+／Ｋ+による水素の触媒作用に帰属し（式（３）〜（５）、式（６４））、ここで約６００ｃｍ-1の線分割は、触媒を構成するガス状ＫＩダイマーとの振動のカップリングに帰属する（エス，ダッツ（Ｓ．Ｄａｔｚ）、ダブリュー，ティー，スミス（Ｗ．Ｔ．Ｓｍｉｔｈ）、イー，エイチ，テイラー（Ｅ．Ｈ．Ｔａｙｌｏｒ）、ジャーナル
オブ ケミカル フィジクス（Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ）、Ｖｏｌ．３４、Ｎｏ．２（１９６１）、ｐｐ．５５８−５６４）。振動のカップリングによる水素触媒作用に対応する９１．７５ｎｍ線の分割は、図５６に示されるプラズマ放電による中空銅カソードから気化されたＫＩ触媒での水素触媒作用に対して記録されたＥＵＶスペクトル（９０〜９０．２ｎｍ）と、図５４に示されるスペクトルとを比較することによって証明される。水素の触媒作用によって供給された十分な振動エネルギーによって、ダイマーは解離すると予測される。図５５の８９ｎｍにおける幅広特性は、０．３４ｅＶのＫＩダイマー解離エネルギーを代表するものであろう。式（３）に従う触媒作用の間に振動の励起が起こり、式（６４）によって与えられる、反応に対する、より短波長放射、又は遷移が同時にＫＩダイマーの振動モードを励起する場合にはより長い波長の放射を与える。回転カップリング並びに振動カップリングもまた図５５中に見られる。
図５４、５５及び５６に示される線スペクトルに加えて、水素の触媒作用は、ＥＵＶスペクトル分析にて、放電による寄与を除去することによって観測され得る通常水素の励起を通してエネルギーを解放すると予測された。触媒作用反応は、放電によって供給される水素原子及びガス状触媒を必要とする。プラズマをＯＦＦとする時間設定はオシロスコープを用いて測定し、１００μ秒より小さくした。水素原子の半減期は、異なる時間規模（タイムスケール）で、約１秒であり（エヌ，ヴィ，シドウィック（Ｎ．Ｖ．Ｓｉｄｇｗｉｃｋ）、化学元素及びその化合物（Ｔｈｅ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）Ｖｏｌｕｍｅ Ｉ、Ｏｘｆｏｒｄ、Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ Ｐｒｅｓｓ（１９５０）、ｐ．１７）、又、放電パワーの終了後のステンレススチールカソードからの水素原子の半減期は、更に長い（数秒から数分）。触媒圧力は一定であった。プラズマによって直接引き起こされるバックグランド放射を除去するために、放電は、ＯＦＦ時間１０ミリ秒から５秒まで、及びＯＮ時間１０ミリ秒から１０秒によりゲート（ｇａｔｅ）した。ガス放電セルは、ステンレススチール中空カソードと共に、アノードとして機能する５方向ステンレススチールクロスを有する。ＫＩ触媒は、加熱することによって触媒貯蔵器から中空カソードのプラズマ内に直接気化された。
図５５に示されるものと同様のＥＵＶスペクトルを得た。約９２ｎｍにおける、ゲートされたＥＵＶ走査の間、触媒なしのダークカウント（計数）（ゲートされたプラズマ：ＯＦＦ）は２０±２であった；ここで、触媒ありの場合の計数は約７０であった。従って、水素の触媒作用、不均化、及びヒドリノ水素化物イオン及び化合物反応にて解放されたエネルギーは、線放射及び通常水素の励起による放射として現れる。水素放射を励起したヒドリノ化学の半減期は、駆動源がＯＦＦとされた後の時間における放射崩壊を記録することによって決定された。ステンレススチール中空カソードを用い、一定の触媒蒸気圧力での半減期は約５から１０秒であると決定された。
通常水素、及びプラズマ放電によって励起されたヒドリノ水素化物化合物に対して記録されたＥＵＶスペクトル（２０〜１２０ｎｍ）を図５７及び図５８にそれぞれ示す。自由空間中のヒドリノ水素化物結合エネルギーの位置を図５８に示す。放電の低温条件下にて、ヒドリノ水素化物イオンは一つ以上のカチオンに結合し、プラズマ放電によって励起され、測定されたスペクトルを放射する中性ヒドリノ水素化物化合物を生成する。ガス放電セルは、中空ステンレススチールカソードと共に、アノードとして機能する５方向ステンレススチールクロスを有する。ヒドリノ水素化物化合物を生成する反応の場合、ＫＩ触媒は、加熱することによって触媒貯蔵器から中空カソードのプラズマ内に直接気化された。図５７に示される標準水素の放電と比べて、図５８に示される水素を伴ったヒドリノ水素化物化合物のスペクトルは、λ＝１１０．４ｎｍにおける付加的な特徴、並びに、標準水素の放電のスペクトルには存在しない、より短波長（λ＜８０ｎｍ）における他の特徴を有する。これらの特徴は、表１にて与えられ、図５８に示されるヒドリノ水素化物イオン結合エネルギーの領域中に発生する。一群の放射特徴が、Ｈ-（１／４）１１０．３８ｎｍからＨ-（１／１１）２２．３４ｎｍに対する、計算された自由ヒドリノ水素化物結合エネルギーの領域内に観測された。観測された特徴は、図５８に示されるそれぞれの自由イオンの特徴より、若干短波長において発生した。これは、安定化合物の生成に矛盾しない。最も安定なヒドリノ水素化物イオン及び対応する化合物の生成に矛盾しない、より短波長の線強度は時間を越えて増加する。ＥＵＶピーク群は水素に帰属され得ず、又そのエネルギーは、ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ及びヒドリノ水素化物イオンの同定のセクションにて示されたヒドリノ水素化物化合物に帰属するエネルギーに適合する。従って、これらのＥＵＶピーク群は、表１に示されるヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーの領域中の遷移を有するヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／４）〜Ｈ-（１／１１）を含む化合物に帰属する。
ガス状ヒドリノ水素化物化合物の質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１００）が、ＥＵＶスペクトルの代わりに記録された。表４に示される親ピーク同定と共に、ＫＩ触媒及びＮｉ電極を有し、試料加熱器温度２２５℃のガス放電セルヒドリノ水素化物反応容器からの結晶からの蒸気の、図３５に示されれる質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）は、結果を代表するものである。有意なｍ／ｅ＝４ピークが、水素のみの放電からなる対照には存在しなたった質量スペクトル中に観測された。ヘリウムの５８４Å放射はＥＵＶスペクトルには観測されなかった。ｍ／ｅ＝４ピークは、ジヒドリノ分子の存在の表示として役立つＨ4 +（１／ｐ）に帰属された。
ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ、及びヒドリノ水素化物イオンの同定のセクション、及び質量スペクトルによるヒドリノ水素化物化合物の同定のセクションにてそれぞれ与えられたＸＰＳ及び質量スペクトル分析の結果、及びここで得られたＥＵＶスペクトル分析及び質量スペクトル分析の結果はヒドリノ水素化物化合物を確証する。
放電プラズマプロトンと反応した、ヒドリノを生成する水素の触媒作用に対して記録されたＥＵＶスペクトル（１２０〜１２４．５ｎｍ）を図５９に示す。ＫＩ触媒は、ニッケル電極におけるプラズマ放電によって水晶セルの壁から気化された。ピーク群は式（７０）によって与えられる反応による放射に帰属される。ＥＵＶ放射ライン（線）の０．０３ｅＶ（４２μｍ）分割は、式（７１）にて与えられたＨ* 2［２ｃ′＝ａ0］+の、Ｊ＋１からＪの回転遷移に帰属され、ここで、反応物の遷移エネルギーは回転モードを励起でき、これによって回転エネルギーは反応エネルギーと共に放射され、より短波長へのシフトを引き起こし、又は分子イオンが、より長波長への放射のシフトと共に励起された回転レベルにおいて生成し得る。予想された回転エネルギーの分割及びピークの位置の一致は良好である。
１３．７ ヒドリノ水素化物化合物の飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）
飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）は、おおきなダイナミックレンジにわたる電荷対質量比（例えばｍ／ｅ＝１〜６００）の質量スペクトルを非常に高精度（例えば±０．００５ａｍｕ）で測定する方法である。真空中で荷電イオンによって分析試料を衝撃することにより、存在する化合物をイオン化して分子イオンを形成させる。ついで質量を高分解能飛行時間分析器によって測定する。
１３．７．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を調製する反応は式（８）により与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子は、ＴＯＦＳＩＭＳ用の結晶試料を調製するのに使用した電解セル水素化物反応容器及びガスセルヒドリノ水素化物反応容器によって生成することができる。両方ともヒドリノ水素化物化合物を直接収集し、もしくは電解セルの場合は溶液から精製した。１つの例では、Ｋ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にした後、結晶皿で結晶を析出させた。
試料＃１：サーマコア電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液を丁度黄白色の結晶が生成するまで濃縮して試料を調製した。リーハイ大学で試料をポリエチレン支持上に装着することによってＸＰＳも得た。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃２）、ＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃１）、ＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）及びＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトル（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２）についても得た。
試料＃２：ＫＨＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃３：１）サーマコア電解セルからの４００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にし、２）酸性にした溶液を１０ｃｃの容積に濃縮し、３）濃縮溶液を結晶皿に入れ、そして４）結晶がゆっくり生成するように室温で静置することにより試料を調製した。黄白色の結晶が結晶皿の外縁部に生成した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１０）、質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃５及び＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）及びＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃４）も得た。
試料＃４：ＫＮＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃５：Ｋ2ＣＯ3ＢＬＰ電解セルをワットマン１１０ｍｍ濾紙（カタログＮｏ．１４５０１１０）で濾過して、白色結晶を得ることにより試料を調製した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃４）及び、質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃４）も得た。
試料＃６：ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にし、酸性にした溶液を黄白色結晶が生成するまで室温で静置することにより試料を調製した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃５）及び同様な試料の質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃３）、ＴＧＡ／ＤＴＡ（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）も実施した。
試料＃７：Ｎａ2ＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃８：ＢＬＰ電解セルからの３００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液を５０℃でロータリーエバポレーターを使用して丁度沈殿物が生成されるまで濃縮することにより試料を調製した。量は約５０ｃｃであった。追加の電解液を５０℃で加熱しながら結晶が消えるまで加えた。ついで飽和溶液を密閉した丸底フラスコに２５℃で３週間静置することにより結晶を３週間にわたって成長させた。収量は１ｇであった。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃７）、39ＫＮＭＲ（39ＫＮＭＲ試料＃１）、ラマンスペクトル分析（ラマン試料＃４）及びＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）も得た。
試料＃９：ＫＩ触媒及びニッケル繊維マット解離器（外部メレンヒーターによって８００℃に加熱した）を含むガスセルヒドリノ水素化物反応容器の頂部に約１００℃でクライオポンプ送した結晶の赤／オレンジバンドを集めることによって試料を調製した。ＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトル（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）もＥＳＩＴＯＦＭＳセクションに示すように得た。
試料＃１０：ＫＩ触媒及びニッケル繊維マット解離器（外部メレンヒーターによって８００℃に加熱した）を含むガスセルヒドリノ水素化物反応容器の頂部に約１２０℃でクライオポンプ送した結晶の黄色バンドを集めることによって試料を調製した。
試料＃１１：ＢＬＰ電解セルからの１００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液をＨ2ＳＯ4で酸性にして試料を調製した。溶液は２５０ｍｌビーカーに室温で開放下に３週間静置した。大気の水蒸気を移動相とし、ビーカーのパイレックスシリカを固定相とした薄層クロマトグラフィーと同等の機構により、ビーカーの壁面に微細な白色結晶が生成した。結晶は集めてＴＯＦＳＩＭＳを実施した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃８）も実施した。
試料＃１２：電解セルセクションからの結晶試料で述べたのと同じアイダホ・ナショナル・エンジニアリング・ラボラトリーズ（ＩＮＥＬ）で６ヵ月運転したＫ2ＣＯ3電解セルのカソードを２８リットルの０．６ＭＫ2ＣＯ3／１０％Ｈ2Ｏ2に入れた。その溶液２００ｃｃをＨＮＯ3で酸性にした。溶液は２５０ｍｌビーカーに室温で開放下に３週間静置した。大気の水蒸気を移動相とし、ビーカーのパイレックスシリカを固定相とした薄層クロマトグラフィーと同等の機構により、ビーカーの壁面に白色の結節状結晶が生成した。結晶は集めてＴＯＦＳＩＭＳを実施した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃９）も実施した。
試料＃１３：ＫＩ触媒、ステンレス鋼フィラメントリード及びＷフィラメントを含むガスセルヒドリノ水素化物反応容器より分離したクライオポンプ送された結晶から試料を調整した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１４）も実施した。
１３．７．２ 飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）
試料をチャールズ・エバンズ・イースト社にＴＯＦＳＩＭＳ分析のために送った。粉体試料を両面粘着テープの表面に振りかけた。測定器はフィジカル・エレクトロニクス社のＰＨＩ−エバンズＴＦＳ−２０００であった。一次イオンビームは１．５ｋＶ収束の一次イオンビーム電圧を有する69Ｇａ+液体金属イオン銃とした。公称分析領域は（１２μｍ）2、（１８μｍ）2及び（２５μｍ）2であった。電荷中和をアクティブとした。ポスト加速電圧は８０００Ｖであった。コントラストダイアグラムはゼロであった。エネルギースリットは何も用いなかった。銃アパチャーは４であった。スパッタリングせずに試料を分析し、ついで再度分析を繰り返す前に試料を３０秒間、４０μｍのラスタでスパッタ洗浄して炭化水素を除去した。ポジティブ及びネガティブＳＩＭＳスペクトルを各試料について３つの位置で得た。質量スペクトルを検出された二次イオン数（Ｙ軸）とイオンの電荷対質量比（Ｘ軸）に対比してプロットした。
１３．７．３ 飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）を確認するＸＰＳ
ＴＯＦＳＩＭＳデータを確証するためにＸＰＳを実施した。ＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル分析）によるヒドリノ、ジヒドリノ及びヒドリノ水素化物イオンの同定のセクションの電解セルからの結晶試料で述べたように試料を調製し測定した。試料はつぎの通りである。
ＸＰＳ試料＃１０：１）サーマコア電解セルからの４００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にし、２）酸性にした溶液を１０ｃｃの容積に濃縮し、３）濃縮溶液を結晶皿に入れ、そして４）結晶がゆっくり生成するように室温で静置することにより試料を調製した。黄白色の結晶が結晶皿の外縁部に生成した。試料をポリエチレン支持上に装着してＸＰＳを実施した。その同じＴＯＦＳＩＭＳ試料をＴＯＦＳＩＭＳ試料３とした。
ＸＰＳ試料＃１１：ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3をＨＩで酸性にし、酸性にした溶液を１０Ｍに濃縮することにより試料を調製した。室温で１週間静置することにより白色結晶が生成した。試料をポリエチレン支持上に装着することによりＸＰＳ測定スペクトルを得た。
ＸＰＳ試料＃１２：１）ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にし、２）酸性にした溶液を８５℃で加熱して乾燥し、３）乾燥した固体を更に１７０℃に加熱して、ＮｉＯと反応した融成物を生成物として生成させ、４）融成物を水に溶解し、５）溶液を濾過してＮｉＯを除去し、６）室温で静置して結晶を生成させ、そして７）結晶を再結晶化することにより試料を調製した。試料をポリエチレン支持上に装着することによりＸＰＳ測定スペクトルを得た。
ＸＰＳ試料＃１３：ＫＩ触媒、ステンレス鋼フィラメントリード及びＷフィラメントを含むガスセルヒドリノ水素化物反応容器の４０℃のキャップより分離したクライオポンプ送された結晶から試料を調整した。すなわち、１）優先的にクライオポンプ送された電解セルのキャップからのヒドリノ水素化物化合物を洗浄し、２）溶液を濾過して金属などの非水溶解性化合物を除去し、３）丁度沈殿が形成されるまで溶液を５０℃で濃縮し、４）室温で静置することにより黄色ぽく赤っぽい茶色の結晶を生成させ、そして５）結晶を濾過し乾燥することにより試料を調製した。その後、ＸＰＳ及び質量スペクトル（ガスセル試料＃１）を得た。
ＸＰＳ試料＃１４：ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１３からなる。
ＸＰＳ試料＃１５：純度９９．９９９％のＫＩからなる。
１３．７．４ 結果及び考察
表１３〜１６及び１８〜３３でＭ＋２ピークをヒドリノ水素化カリウム化合物として指定した場合には、Ｍ＋２の強度は対応する41Ｋピークに対し予測される強度を著しく上回っており、また質量は正しかった。例えばＫＨＫＯＨ2に指定されるピークの強度は、ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８及びＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１０に対する図６０に示されるように、Ｋ2ＯＨに指定されるピークの強度とほぼ同等かもしくはそれよりも大きかった。
表１３〜１６及び１８〜３３に示される、１つ以上のアイソトープを持つ元素を含んだ化合物もしくはフラグメントのピークについては、軽い方のアイソトープのみが得られる（52ＣＲと同定されたクロムの場合を除く）。いずれの場合も、他のアイソトープに対応するピークがほぼ正確な自然存在量に対応する強度で観察されたことは意義深い（例えば58Ｎｉ、60Ｎｉ及び61Ｎｉ；63Ｃｕ及び65Ｃｕ；50Ｃｒ、52Ｃｒ、53Ｃｒ及び54Ｃｒ；64Ｚｎ、66Ｚｎ、67Ｚｎ及び68Ｚｎ；92Ｍｏ、94Ｍｏ、95Ｍｏ、96Ｍｏ、97Ｍｏ、98Ｍｏ及び100Ｍｏ）。
カリウムの場合、39Ｋヒドリノ水素化カリウム化合物ピークが、対応の41Ｋピークに比べて自然存在量を大きく上回る強度で観察された。39ＫＨ2 +及びＫ3Ｈ2ＮＯ3などいくつかの場合には、41Ｋピークは存在せず、もしくは準安定ニュートラルが存在した。例えば39ＫＨ2 +の場合、対応の41Ｋピークは存在しなかった。しかし、ｍ／ｅ＝４１．３６でピークが観察されており、それは41Ｋ種（41ＫＨ2 +）がニュートラル準安定物であることを示す消失イオンの説明になろう。
もっとありそうな別な説明は、39Ｋ及び41Ｋは交換を受けており、ある種のヒドリノ水素化物化合物に対しては、39Ｋヒドリノ水素化物化合物の結合エネルギーが41Ｋ化合物の結合エネルギーを実質的に熱エネルギー以上で超えるということである。ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃２、＃４、＃１、＃６及び＃８についての最低から最高への順のｍ／ｅ＝０〜５０の積層ＴＯＦＳＩＭＳスペクトルを図６１Ａに示し、ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃９、＃１０、＃１１及び＃１２についての最低から最高への順のｍ／ｅ＝０〜５０の積層ＴＯＦＳＩＭＳスペクトルを図６１Ｂに示した。図６１Ａのトップ２つのスペクトルは自然の39Ｋ／41Ｋ比を示す対照例である。図６１Ａ及び６１Ｂの残りのスペクトルは41ＫＨ2 +非存在下での39ＫＨ2 +の存在を示す。
ヒドリノ原子及び水素化物イオンが結合エネルギーの差に基づいて特定のアイソトープと結合を作るという選択性は、電解セル及びガスセルヒドリノ水素化物反応容器の両者からの結晶（数種の方法によって精製した）についてのＴＯＦＳＩＭＳスペクトル中に41ＫＨ2 +が不存在で39ＫＨ2 +が存在することが実験的に観察されたことの説明になる。軌道核結合（ｏｒｂｉｔａｌ−ｎｕｃｌｅａｒ
ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に起因した結合エネルギーの差を示す既知の分子はオルト及びパラ水素である。絶対零度においてパラＨ2の結合エネルギーは１０３．２３９ｋｃａｌ／ｍｏｌｅであり、これに対しオルトＨ2の結合エネルギーは１０２．９００ｋｃａｌ／ｍｏｌｅである。重水素の場合には、パラＤ2の結合エネルギーは１０４．８７７ｋｃａｌ／ｍｏｌｅであり、オルトＤ2の結合エネルギーは１０５．０４８ｋｃａｌ／ｍｏｌｅである［エイチ．ダブリュー．ウーリイー、アール．ビイー．スコット、エフ．ジイー．ブリックウエッデ、ジャーナル・リサーチ・ナショナル・ビューロー・スタンダード、Ｖｏｌ．４１、（１９４８）、ｐ３７９］。重水素を水素と比較すると、重水素の質量が大きいので（’９６ミルズＧＵＴで示されるようにゼロオーダーの振動エネルギーを変化することにより結合エネルギーに影響を与える）、重水素の結合エネルギーは大きい。その結合エネルギーは結合における軌道核結合の効果が質量が２倍になる効果に匹敵することを示しており、結合エネルギーに対する軌道核結合の寄与は水素の場合よりも大きい。後者の結果は水素アイソトープの磁気モーメントと核スピン量子数における違いに起因する。水素に対しては核スピン量子数はＩ＝１／２であり、核磁気モーメントはμp＝２．７９２６８μNであり、ここにμNは核磁子である。重水素に対してはＩ＝１であり、μD＝０．８５７３８７μNである。パラ対オルト水素の結合エネルギーの差は０．３３９ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ、すなわち０．０１５ｅＶである。３／２ｋＴで与えられる理想気体の室温での熱エネルギーは０．０３８ｅＶであり、ここにｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。したがって、室温では軌道核結合は取るに足らない。しかしながら、軌道核結合は電子−核間距離の４乗の逆数の関数であり、その分子の全エネルギーに対する効果は結合長さが減少すると重要になる。ジヒドリノ分子Ｈ* 2［ｎ＝１／ｐ］の核間距離２ｃ’は、
Figure 2009161437
 であり、通常の水素の１／ｐ倍である。上昇した温度での結合に対する軌道核結合相互作用の効果は、ジヒドリノ分子の分数量子数とオルト対パラ比との相互関係を介して観察される。触媒（ＫＩ）による水素放電によって形成されるジヒドリノの場合、図４７に示すように、
Figure 2009161437
 のみが観察された。この場合、反応ガスを１００％ＣｕＯ再結合手段を流し、オンラインガスクラマトグラフによってサンプリングした。かくして、ｐ≧３では結合エネルギーに対する軌道核結合の効果は、ボルツマン分布を唯一パラにだけもたらすような熱エネルギー超える。
同じ効果はカリウムアイソトープに予測される。39Ｋに対しては核スピン量子数はＩ＝３／２であり、核磁気モーメントはμ＝０．３９０９７μNである。41Ｋに対してはＩ＝３／２、μ＝０．２１４５９μNである［ロバート・シイー．ウイースト、ＣＲＣ化学物理ハンドブック、５８版、ＣＲＣプレス、フロリダ州ウエストパームビーチ、（１９７７）、ｐＥ−６９］。カリウムアイソトープの質量は実質的に同じであるが、しかし、39Ｋの核磁気モーメントは41Ｋの約２倍である。したがって、ヒドリノ水素化物イオンを含む結合エネルギー増加水素種がカリウムと結合を形成する場合、39Ｋ化合物がエネルギー的に有利である。結合形成は軌道核結合によって生じ、その軌道核結合は本質的であり、結合エネルギー増加水素種の分数量子数の関数である結合長さに強く依存するであろう。比較として、電子スピンによる磁束Ｂs及び電子の軌道核運動量による磁束Ｂoの方向に対し（ここにヒドリノ原子の半径はａH／ｎである）、プロトンの磁気モーメントμpの配向を平行から非平行に回転する磁気エネルギーは’９６ミルズのＧＵＴ［ミルズ，アール．「古典量子力学の大統一理論」１９９６年９月版、ブラックライト・パワーＩｎｃ、ペンシルバニア州１９３５５、マルベルン、グレートバリーパークウエイ４１、グレートバリーコーポレートセンター、１００〜１０１頁］に示されており、平行から非平行配列への遷移の全エネルギーΔＥS/NO/N totalはつぎで与えられる。
Figure 2009161437
 ここにｒ1+は電子及びプロトンの磁気モーメントの平行配列に対応し、ｒ1-は電子及びプロトンの磁気モーメントの非平行配列に対応し、ａHは水素原子のボーア半径であり、ａ0はボーア半径である。分数量子数のｎ＝１、ｌ＝０からｎ＝５、ｌ＝４への増加で、エネルギーは２５００超の因子により増大する。比較として、通常の水素分子における最小の電子−核間距離はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 式（７２）及び（７３）によれば、比較しうる電子−核間距離を与えるｎ＝３、ｌ＝２で、かつ２個の電子及び２個のプロトンの条件で、通常の分子状水素の軌道核結合エネルギーの評価値として約０．０１ｅＶを与えるが、これは観測値と一致している。かくして、十分に短い核間距離を持つ結合エネルギー増加水素種を少なくとも１個含むカリウム化合物の場合、結合エネルギーの差は熱エネルギーを上回り、化合物は39Ｋアイソトープでリッチになる。ヒドリノ水素化物化合物ＫＨnの場合、ヒドリノ原子及び水素化物イオンが結合エネルギーの差に基づいて39Ｋとの結合を形成するという選択性は、図６１Ａ及び６１Ｂに示されるＴＯＦＳＩＭＳスペクトル中に41ＫＨ2 +が不存在で39ＫＨ2 +が存在することが実験的に観察されたことの説明になる。
静止モードで取った試料＃１についてのポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表１３に示す。
Figure 2009161437
 ポジティブイオンスペクトルはＫ+によって占められており、Ｎａ+も存在していた。カリウムを含む他のピークは、ＫＣ+、ＫxＯy +、ＫxＯＨ+、ＫＣＯ+、Ｋ2 +、及び一連のＫ［Ｋ2ＣＯ3］n + ｍ／ｅ＝（３９＋１３８ｎ）に対応する１３８のインターバルを有するピークを含んでいた。金属の検出は痕跡量であった。
表１３で与えられるピークＮａＳｉ7Ｈ30（ｍ／ｅ＝２４９）はフラグメントＮａＳｉＨ6（ｍ／ｅ＝５７）及びＳｉ6Ｈ24（ｍ／ｅ＝１９２）を生じうる。これらのフラグメント及び類似化合物はヒドリノ水素化物化合物の質量スペクトル分析による同定のセクションに示す。
Figure 2009161437
 表１３のＳｉ5Ｈ11Ｏ（ｍ／ｅ＝１６７）のピークに対する一般構造式はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 ＫＮＯ2のＴＯＦＳＩＭＳによる観察は、ＸＰＳにおける硝酸塩及び亜硝酸塩窒素の存在によって更に確証する。（対応の試料は表１７に要約したＸＰＳ試料＃６及びＸＰＳ試料＃７である。）硝酸塩及び亜硝酸塩フラグメントは試料＃１のネガティブＴＯＦＳＩＭＳにも観察された。アイダホ・ナショナル・エンジニアリング・ラボラトリーズでＫ2ＣＯ3をＮａ2ＣＯ3に代えて６ヵ月運転した同じ槽からの結晶についてのＸＰＳには窒素は全く観察されなかった。
静止モードで取った試料＃１についてのネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表１４に示す。
Figure 2009161437
 ネガティブイオンスペクトルは酸素ピークによって占められていた。他の顕著なピークはＯＨ-、ＨＣＯ3 -及びＣＯ3 -であった。塩化物ピークも非常に小さな他のハロゲンのピークとともに存在していた。試料＃１及び試料＃３（表１４及び表１６を参照）両者についてチャールズ・エバンズにより提出されたネガティブスペクトルの結果は、”２０５ｍ／ｚでのピークは未同定になっている”。ここにｍ／ｅ＝２０５ピークはＳｉ6Ｈ21Ｏ（ｍ／ｅ（観察値）＝２０５．０３、ｍ／ｅ（理論値）＝２０５．０２０８）と指定され、ポジティブスペクトルで観察されたｍ／ｅ＝２２１ピークから酸素を引いたものである。
Figure 2009161437
 静止モードで取った試料＃３についてのポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表１５に示す。
Figure 2009161437
 試料＃３のポジティブイオンスペクトルは試料＃１のポジティブイオンスペクトルに類似していた。スペクトルはＫ+によって占められており、Ｎａ+も存在していた。カリウムを含む他のピークは、ＫＣ+、ＫxＯy +、ＫxＯＨ+、ＫＣＯ+及びＫ2 +を含んでいた。消失した共通フラグメントはＣ（ｍ／ｅ＝１２．００００）、Ｏ（ｍ／ｅ＝１５．９９４９１）、ＣＯ（ｍ／ｅ＝２７．９９４９１）及びＣＯ2（ｍ／ｅ＝４３．９８９８２）であった。金属の検出は痕跡量であった。ＫxＯＨ+／ＫxＯ+比は試料＃１のスペクトルで高く、これに対しＮａ+／Ｋ+比は試料＃３のスペクトルで高かった。試料＃３のスペクトルはＫ2ＮＯ2 +及びＫ2ＮＯ3 +も含み、これに対し試料＃１のスペクトルはＫＮＯ2 +も含んでいた。１３８のインターバルを有する一連のピークも３９、１７７及び３１５（［Ｋ+１３８ｎ］+）で観察されたが、それらの強度は試料＃３で低かった。［Ｋ+１３８ｎ］+の一連のフラグメントピークは、ヒドリノ水素化物で架橋された［ＫＨＣＯ3Ｈ-（１／ｐ）Ｋ+］n
ｎ＝１，２，３，４，・・・のような一般式を有する重炭酸カリウム化合物、及びＫ［Ｋ2ＣＯ3］n +Ｈ-（１／ｐ） ｎ＝１，２，３，４，・・・のような一般式を有する炭酸カリウム化合物に指定される。一般構造式はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 炭酸カリウムの多量体（ｍｕｌｔｉｍｅｒ）に結合したＫ+を含むポジティブイオンピークは、真空中で比較例ＫＨＣＯ3（試料＃２）をＧａ+で衝撃することによっても形成される。しかし、データはヒドリノ水素化物イオンとの結合によって形成された炭酸カリウム多量体を含む安定化合物の同定を支持している。ＴＯＦＳＩＭＳ＃１をＨＮＯ3でｐＨ＝２に酸性にし、煮沸して乾燥することによりＴＯＦＳＩＭＳ＃３を調製した。通常Ｋ2ＣＯ3は存在せず、試料はＫＮＯ3が１００％となろう。試料＃３のＴＯＦＳＩＭＳスペクトルは、試料＃１のスペクトルと炭酸塩を硝酸塩で置換して形成した化合物のフラグメントのスペクトルとの組合せのスペクトルであった。この反応に対する一般構造式はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 一般式Ｋ［Ｋ2ＣＯ3］n +Ｈ-（１／ｐ） ｎ＝１，２，３，４，・・・を有するヒドリノ水素化物で架橋された炭酸カリウムのＴＯＦＳＩＭＳによる観察は、Ｋ2ＣＯ3電解セルから分離された結晶（試料はＨＮＯ3で酸性にした）のＸＰＳに炭酸塩の炭素（Ｃ１ｓ＝又は≒２８９．５ｅＶ）が存在することによって更に確証される。（そのＸＰＳ結果は表１７に要約したＸＰＳ試料＃５（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃６）及びＸＰＳ試料＃１０（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）である。）Ｋ2ＣＯ3電解液を酸性にして試料＃６を調製する間、追加の酸を加える度に繰り返しｐＨが３から９へ二酸化炭素の放出をともなって上昇した。この観察と一致する反応は式（７６）で与えられるＣＯ3 2-に対するＮＯ3 -の置換反応である。既知の化学的性質への同定の指定がないＴＯＦＳＩＭＳで観察された新規な非反応性炭酸カリウム化合物は、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。
静止モードで取った試料＃３についてのネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表１６に示す。
Figure 2009161437
 ネガティブイオンスペクトルは試料＃１のネガティブスペクトルの場合と同様、酸素ピークによって占められていた。しかし、試料＃３のスペクトルではハロゲンピークの代わりにＮＯ2 -及びＮＯ3 -ピークが観察された。更に試料＃３のスペクトルでもっと強い強度のピークはＫＮyＯz -（ＫＮＯ3 -、ＫＮＯ4 -、ＫＮ2Ｏ4 -、ＫＮ2Ｏ5 -及びＫＮ2Ｏ6 -）であった。
シランピークも観察された。表１６に与えられたＮａＳｉ3Ｈ14（ｍ／ｅ＝１２１）ピークはフラグメントＮａＳｉＨ6（ｍ／ｅ＝５７）及びＳｉ2Ｈ8（ｍ／ｅ＝６４）を生じる。これらのフラグメント及び類似化合物はヒドリノ水素化物化合物の質量スペクトル分析による同定のセクションに示す。
Figure 2009161437
 質量スペクトル分析及びＴＯＦＳＩＭＳは相補的である。ここに実施された前者の方法は揮発性のヒドリノ水素化物化合物を検出する。ＴＯＦＳＩＭＳの測定は、揮発性の化合物はポンプ除去されるが、非揮発性の化合物は検出されるような超高真空で行う。試料＃３のＴＯＦＳＩＭＳは電解セル試料＃５及び電解セル試料＃６の質量スペクトルに対応する。試料ヒーター温度２２０℃のＫ2ＣＯ3サーマコア電解セルの酸性にした電解液（電解セル試料＃５）より結晶皿の外縁部に形成された黄白色結晶からの蒸気について行った質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２６Ａに示し、試料ヒーター温度が２７５℃の場合を図２６Ｂに示す。試料ヒーター温度が２１２℃の電解セル試料＃６からの蒸気についての質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜１１０）を図２６Ｃに示す。主要ヒドリノ水素化物化合物の親ピークの指定を対応のフラグメントピークのｍ／ｅとともに表１４に示す。試料ヒーター温度が１４７℃の電解セル試料＃６からの蒸気についての質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）を、主要ヒドリノ水素化物シラン化合物及びシランフラグメントピークの指定とともに図２６Ｄに示す。シランヒドリノ水素化物化合物についても表１５及び１６に示すようにＴＯＦＳＩＭＳにより観察して確証した。
確証は質量スペクトル分析器のイオン化能力（ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を変えることにより更に範囲を広げることができる。例えばＴＯＦＳＩＭＳは、表１４及び１６に示すように、ヒドリノ水素化物化合物ＫＨ3（ｍ／ｅ＝４２）を同定する。イオン化エネルギーを増大することによりＫＨ3（ｍ／ｅ＝４２）を生じ、ＫＨ5として指定されるピーク（ｍ／ｅ＝４４）は、ＫＩ触媒、ステンレス鋼フィラメントリード及びＷフィラメントを含む試料ヒーター温度１５７℃のガスセルヒドリノ水素化物反応容器のキャップにより調製された結晶からの蒸気について行った質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜２００）に観察される。（試料はヒドリノ水素化物化合物の質量スペクトル分析による同定のガスセル下試料のセクションで述べたように調製した。）イオン化能力を変えた（ＩＰ＝３０ｅＶ、ＩＰ＝７０ｅＶ、ＩＰ＝１５０ｅＶ）ときの質量スペクトルを図６２に示す。シランＳｉ2Ｈ4はｍ／ｅ＝６４ピークに指定され、シランＳｉ4Ｈ16はｍ／ｅ＝１２８ピークに指定される。ヒドリノ水素化ナトリウムＮａ2Ｈ2はｍ／ｅ＝４８ピークに指定される。構造はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 対応のヒドリノ水素化カリウム化合物Ｋ2Ｈ2は表１６に与えるＴＯＦＳＩＭＳによって、並びに図３０Ａ、３０Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２６Ｄ、３４Ｂ及び３４Ｃによって観察される。構造はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物化合物に対応する図６２に示したピークは全てイオン化能力に従い増大している。イオン化エネルギーを７０ｅＶから１５０ｅＶに増すと、ｍ／ｅ＝４４ピークは強度が増大し、また大きなｍ／ｅ＝４２ピークが観察された。二酸化炭素はｍ／ｅ＝４４ピークを有するが、ｍ／ｅ＝４２ピークを持たない。ｍ／ｅ＝４４ピークはＫＨ5に指定された。ｍ／ｅ＝４２ピークはつぎに続くより高いイオン化エネルギーでの切断反応によって生じるＫＨ3に指定された。
Figure 2009161437
 ＩＰ＝７０ｅＶでは存在しないがＩＰ＝１５０ｅＶで存在するｍ／ｅ＝４２ピーク、ＩＰ＝７０ｅＶ及びＩＰ＝１５０ｅＶで存在するｍ／ｅ＝４４ピークは、ＫＨ3及びＫＨ5の指標となり同定する。
試料ヒーター温度１００℃のＢＬＰ電解セルからの３００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液を５０℃でロータリーエバポレーターを使用して丁度沈殿物が生成されるまで濃縮することにより調製した結晶（ＸＰＳ試料＃７、ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）からの蒸気について行った質量スペクトル（ｍ／ｅ＝０〜５０）を図６３に示す。イオン化エネルギーを３０ｅＶから７０ｅＶに増加すると、観察されたｍ／ｅ＝４４ピークと同じ強度のｍ／ｅ＝２２ピークが観察された。二酸化炭素はｍ／ｅ＝４４ピークと二重イオン化されたＣＯ2（ｍ／ｅ＝４４）に対応するｍ／ｅ＝２２ピークを生じる。しかしながら、二酸化炭素のｍ／ｅ＝２２ピークはｍ／ｅ＝４４ピークの約０．５２％である［カリフォルニア州９４０８６、サニーベイル、エヌ．マシダアベニュー３２５、ユーズ・テクノラジーＩｎｃ．によりＵＴＩ−１００Ｃ−０２四極残存ガス分析器を用いてＶEE＝７０、ＶIE＝１５Ｖ、ＶFD＝−２０Ｖ、ＩE＝２．５ｍＡ及びレーザールーション・ポテンシオメーター＝５．００でデータを測定］。したがって、ｍ／ｅ＝２２ピークは二酸化炭素ではない。ｍ／ｅ＝４４ピークはＫＨ5に指定した。ｍ／ｅ＝２２ピークは、つぎに続くより高いイオン化エネルギーでのＫＨ5の切断反応によって生じる二重イオン化されたＫＨ5に指定した。
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物化合物が低い量子数ｐを有する１つもしくはそれ以上のヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）を含む場合には例外的な分岐比が可能であり、これにより二重イオン化ピークは単イオン化イオンピークと同様な強度になる。これはイオン化された第２電子の結合エネルギーがかなり低いことに起因する。ヒドリノ水素化物化合物ＫＨ5が式（７８）に与えられるようにＫＨ3に切断する場合、ＫＨ5は高い量子数ｐを有する２つのヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）を含むことをデータは示している。そのイオン化エネルギーは表１に示されるように高く、かくして切断が二重イオン化に対し有利である。ＩＰ＝７０ｅＶで存在しないがＩＰ＝１５０ｅＶでは存在するｍ／ｅ＝４２ピーク、並びにＩＰ＝７０ｅＶ及びＩＰ＝１５０ｅＶで存在するｍ／ｅ＝４４ピークは、二重イオン化ｍ／ｅ＝４４ピークの例外的な強度とともに、本発明のヒドリノ水素化物化合物ＫＨ5の指標となり同定する。
イオン化エネルギーが３０ｅＶから７０ｅＶに増加すると、ｍ／ｅ＝４ピークが観察された。式（３２）から反応がつぎのように起こる。
Figure 2009161437
 ヒドリノ分子及びマススペクトロメーターにおいて結合エネルギー増加水素化合物の断片化で生成したヒドリノ分子を含む分子イオンの存在に対する指標として、Ｈ4 +（１／ｐ）は役に立つ。ピーク及び指標の相関として示されるように、ＴＯＦＳＩＭＳ及びＭＳを一緒にすると、ここに与えた指定が驚異的に支持される。
ＴＯＦＳＩＭＳは準安定イオンに対し特異な指標を与えることにより構造を更に確認する能力を有する。各ポジティブスペクトル及び各比較例スペクトルの場合、質量領域ｍ／ｅ＝２３〜２４及び質量領域ｍ／ｅ＝３９〜４１で広い特徴が観察される。これらの特徴はニュートラルから準安定イオンが生成し、それぞれＮａ+及びＫ+に断片化することを示す。結果は比較例の場合、ヒドリノ水素化物化合物がＴＯＦＳＩＭＳの間に形成された中立物と異なった中立物を生成したことを示す。
ＸＰＳはヒドリノ水素化物イオンピークを示すのに加えて、ＴＯＦＳＩＭＳデータの確認も行う。例えば、ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１はＸＰＳ試料＃６にも対応する。ｐ＝２からｐ＝１６までのヒドリノ水素化物イオンピークのＨ-（ｎ＝１／ｐ）を図２１に示す。図２０に示した測定スペクトルは２つのＣ１ｓピークの存在により２つの型の炭素が存在することを示す。ピークは通常の炭酸カリウム及び高分子ヒドリノ水素化物架橋炭酸カリウムに指定される。
ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３はＸＰＳ試料＃５と同じである。図１８に示す調査スペクトルは、２つのＣ１ｓピークの存在による２つの形態の炭素が存在するばかりでなく、２つのＮ１ｓピークの存在による２つの形態の窒素が存在することを示している。窒素のピークは通常の硝酸カリウムとヒドリノ−水素化物−架橋硝酸カリウム重合体に当たる。炭素のピークは通常の炭酸カリウムとヒドリノ−水素化物−架橋炭酸カリウム重合体に当たる。
ＸＰＳはＴＯＦＳＩＭＳのデータを確認するために実施した。表１７には、各分離したピークの原子を含む２つの結合形態を示すＸＰＳ試料＃４〜＃７、＃１０〜＃１３の調査スペクトルにおける主の、すなわちオージェピークの分離を示した対応する図の０〜７０ｅＶ領域の高分解スペクトル（＃／＃）を備えた選択された調査スペクトルが示されている。０〜７０ｅＶ領域の高分解スペクトルにはヒドリノ水素化物イオンピークが含まれている。そして、表１７に記載され、かつ調査スペクトルに示されるヒドリノ水素化物化合物を構成する元素のピークにおけるいくつかのシフトは公知の化合物のそれより大きい。例えば、図６４に示されるＸＰＳ試料＃７におけるＸＰＳスペクトルは、カリウム、ナトリウム、及び酸素の異常なピークシフトを示している。図６４に示された結果は均一なあるいは特異な帯電によるものではない。酸素ＫＬＬのオージェピークを、ＸＰＳの試料＃６におけるＸＰＳ調査スペクトルのオージェピークに重ね合わせると、線数、それらの強度、及びピークシフトが変化する。このスペクトルは、一定の係数によってシフトされかつ評価されたものを除いて、同一の調査スペクトルを繰り返し重ね合わせたものではない。従って、均一な帯電は除外されている。特異な帯電は、炭素と酸素のピークが正常な形状のピークを有しているので、除外している。重要なピークに対する結合エネルギーの範囲（最小〜最大）は、文献［シー．ディー．ワグナー，ダブリュー．エム．リッグス，エル．イー．デービス，ジェー．エフ．モールダー，ジー．イー．ミューリレンベルグ（編集者）、Ｘ線光電子分光学ハンドブック、パーキン−エルマー
コープ．，エデン プレイリック，ミネソタ，（１９９７）］から、表１７の最終行に示した。指定の同定がない程度までシフトしたピークは、本発明によるヒドリノ水素化物イオンを含む化合物に対応し、かつ同定する。例えば、表２２及び２３に示されるポジティブ及びネガティブのＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）は、ＫＨＫＯＨ及びＫＨＫＯＨ2として同定された大きなピークを示した。図６４に示したＫ３ｐ、Ｋ３ｓ、Ｋ２ｐ3、Ｋ２ｐ1、及びＫ２ｓのＸＰＳピーク及びＯ１ｓのＸＰＳピークの異常なシフトはこれらの化合物に当たる。ＴＯＦＳＩＭＳ及びＸＰＳの結果は、架橋の或いは直線的なカリウム・ヒドリノ水素化物及びカリウム・ヒドリノ水酸化物の指定をサポートしている。更なる例として、ＮａＫＬ23Ｌ23のピークは、それぞれ、ＮａＳｉＨ6及びＮａ2Ｈ2のような電子寄与及び電子退避群の結合、包含と一致する高低結合エネルギーの両方に十分にシフトしていた。これらの化合物はここではＴＯＦＳＩＭＳによって与えられる。ＴＯＦＳＩＭＳ及びＸＰＳをともに実施することによって、ここに指定されたようなヒドリノ水素化物化合物は間違いなく確認される。
Figure 2009161437
 図６５には、同定されたＦｅ２Ｐ3及びＦｅ２ｐ1を有する、クライオポンプによる結晶体のＸ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）における６７５ｅＶ〜７６５ｅＶの結合エネルギー領域が示され、結晶体は、Ｋｌ触媒、ステンレス鋼フィラメント線、及びＷフィラメント（ＸＰＳ試料＃１３）からなる、上限４０℃のガスセルヒドリノ水酸化物反応容器から分離されたものである。ＸＰＳの試料＃１３のＦｅ２ｐ3とＦｅ２ｐ1のピークは２０ｅＶシフトされる。それに対し、公知の最大値は１４ｅＶである。ヒドリノ水素化鉄の存在は、ノースイースタン大学にて運転されているメスバウアー・スペクトル分析装置によって液体窒素温度で確認された。スペクトルの主信号はＦｅ2Ｏ3に当たる高スピン鉄（ＩＩＩ）の４極二重線と一致した。加えて、第２の化合物が、ヒドリノ水素化鉄に当たる、＋０．８ｍｍ／ｓｅｃ、＋０．４９ｍｍ／ｓｅｃ、−０．３５ｍｍ／ｓｅｃ、及び−０．７８ｍｍ／ｓｅｃで高精細に分離するメスバウアー・スペクトルにて観察された。
更に、ＸＰＳにおいて極端にシフトする変遷金属の例として、ＸＰＳ試料＃５のＮｉ２ｐ3とＮｉ２ｐ1のピークは２組のピークから構成されていた。第１組の結合エネルギーはＮｉＯ及びＮｉ（ＯＨ）2に対応するＮｉ２Ｐ3＝８５５．８ｅＶ及びＮｉ２ｐ1＝８６２．３ｅＶであった。同様な強度で並外れた第２組のピークの結合エネルギーはＮｉ２Ｐ3＝８７３．４ｅＶ及びＮｉ２ｐ1＝８８０．８ｅＶであった。示されたＮｉ２ｐ3の最大シフトはＫ2ＮｉＦ6に対応する８６１ｅＶであった。ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１６）によって観察された対応するヒドリノ水素化金属のピーク（ＭＨｎ、ここで、Ｍは金属、Ｈは結合エネルギー増加水素系）を表２０に示す。
極端にシフトするハロゲン化合物のピークの例として、ＸＰＳの試料＃１１のＩ３ｄ5及びＩ３ｄ3が２組のピークから構成されていた。第１組の結合エネルギーはＫＩに対応するＩ３ｄ5＝６１８．９ｅＶ及びＩ３ｄ3＝６３０．６ｅＶであった。第２組の極端なピークの結合エネルギーはＩ３ｄ5＝６４４．８ｅＶ及びＩ３ｄ3＝６５５．４ｅＶであった。Ｉ３ｄ5において示された最大シフトはＫＩＯ4に対応する６２４．２ｅＶである。アルカリ金属−ハロゲンヒドリノ水素化物化合物の一般的な構造は
Figure 2009161437
 である。本発明に従い、同定の指定がない、ＸＰＳにてシフトした新規なピークは、ヒドリノ水素化イオン含有化合物に対応し、かつこれを同定するものである。
Ｘ線回折スペクトル分析（ＸＲＤ）もＴＯＦＳＩＭＳの試料＃３において実施した。対応するＸＲＤの試料は＃３Ａであった。同定の指定がないピークは表１２に示すように観察された。
フーリエ変換赤外線スペクトル分析（ＦＴＩＲ）を実施した。ＴＯＦＳＩＭＳの試料＃１がＦＴＩＲ試料＃１に対応する。ヒドリノ水素化物化合物に当たるびピークが、３２９４、３０７７、２８８３、２５０５、２４５０、１６６０、１５００、１４５６、１４２３、１３００、１１５４、１０２３、８４６、７６１、及び６６９ｃｍ-1で観察された。ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３はＦＴＩＲ試料＃４に対応する。ヒドリノ水素化物化合物に当たるピークが２３６２ｃｍ-1及び２３３６ｃｍ-1で観察された。
表１８に、静的モードにおいて実施された試料＃５のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表１８は、静的モードにおいて実施された試料＃５のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 スパッタリングの前後の両方で陽イオンスペクトルにて観察された主ピークはＮａ+、Ｎａx（ＮＯ3）y +、ＮａxＯy +、及びＮａxＮyＯz +であった。ナトリウムのピークがカリウムのピークより優位であった。Ｎａ（ｍ／ｅ＝２２．９８９８）及びＫ（ｍ／ｅ＝３８．９６３７１）に対するポジティブＴＯＦＳＩＭＳスペクトルにおけるカウントはそれぞれ３×１０6及び３０００であった。炭酸塩の主ピークあるいはフラグメントは観察されなかった。示された金属は少量であった。
表１９に、静的モードにおいて実施された試料＃５のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 スパッタリングの前後の両方で陰イオンスペクトルにて観察された主ピークは大きな亜硝酸塩のピーク、硝酸塩のピーク、ハロゲンのピーク、ＮａxＯy -、及びＮａxＮｙＯz -であった。炭酸塩の主ピークあるいはフラグメントは観察されなかった。
ポジティブ及びネガティブのＴＯＦＳＩＭＳはＮａＮＯ2＞ＮａＮＯ3を含む大部分の化合物及びフラグメントと一致する。この化合物は当初０．５７ＭのＫ2ＣＯ3の電解液からろ過された。ＮａＯＨの溶解度は４２0℃ｇ／１００ｃｃ（１０．５Ｍ）である。ＮａＮＯ2の溶解度は８１．５15℃ｇ／１００ｃｃ（１１．８Ｍ）、そして、ＮａＮＯ3の溶解度は９２．１25℃ｇ／１００ｃｃ（１０．８Ｍ）である。それに対して、Ｋ2ＣＯ3の溶解度は１１２25℃ｇ／１００ｃｃ（８．１Ｍ）、そして、ＫＨＣＯ3の溶解度は２２．４cold waterｇ／１００ｃｃ（２．２Ｍ）である。これらは、[アール．シー．ウィースト， 編集者， シーアールシー化学・物理ハンドブック， ５８版， シーアールシープレス，（１９７７），ページ，Ｂ−１４３及びＢ−１６１]による。このように、沈殿物としてのＮａＮＯ2及びＮａＮＯ3は予期していない。この溶解度の結果によって、ＫＨＣＯ3より融けにくい架橋ヒドリノ水素化亜硝酸塩及び硝酸塩化合物の指定が裏付けられる。
ほとんどの化合物及びフラグメントがＮａＮＯ2＞ＮａＮＯ3を含有するというＴＯＦＳＩＭＳによる観察結果はＸＰＳ（表１７にて要約されたＸＰＳの試料＃４）の亜硝酸塩及び硝酸塩窒素の存在によって更に確認される。硝酸塩（４０７．０ｅＶ）より大きい亜硝酸塩（４０３．２ｅＶ）としてのＸＰＳのＮａ１ｓピーク及びＮ１ｓピークによってほとんどの種類がＮａＮＯ2＞ＮａＮＯ3であることが確認される。ＴＯＦＳＩＭＳ及びＸＰＳの結果によって、架橋もしくは線状ヒドリノ水素化物亜硝酸塩及び硝酸塩化合物、及び架橋もしくは線状ヒドリノ水素化水酸化物及び酸化化合物の指定が裏付けられる。ナトリウム硝酸塩ヒドリノ水酸化化合物の一般的な構造は等式（７６）にて示される構造においてカリウムをナトリウムと置換したものである。水酸化ヒドリノ水素化物化合物の一般的な構造は
Figure 2009161437
 である。アイダホ ナショナル エンジニアリング ラボラトリーズにて６ヶ月間操作された同一のセルからの結晶体におけるＸＰＳでは、窒素は観察されなかった。ここで、Ｎａ2ＣＯ3はＫ2ＣＯ3と置換された。又、質量スペクトルも空気汚染によるもの以外のピークを示さなかった（電解質セル質量スペクトル分析の試料＃１）。硝酸塩及び亜硝酸塩の原料は空気窒素酸化物とヒドリノ水素化物化合物の反応生成物によって生ずる。又、ヒドリノ水素化物化合物も空気の二酸化硫黄と反応することが観察された。
又、シランも観察された。表１９に示されるＳｉ3Ｈ17（ｍ／ｅ＝１０１）のピークはＳｉ4Ｈ16（ｍ／ｅ＝１２８）のピークＭ＋１からケイ素原子を消失することによって形成できる。これらのフラグメント及び同様な化合物は質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定に係るセクションにて示される。
Figure 2009161437
 表２０に、静的モードにおいて実施された試料＃６のポジティブの飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表２０は、静的モードにおいて実施された試料＃６のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）４１Ｋからの３９ＫＨ２ ＋の干渉は４１Ｋ／３９Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝４．２×１０６／８．５×１０６＝４９．４％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
スパッタリング前に得られた陽イオンスペクトルはＫ+が優勢を占めた。ＫＯＨx +、ＫxＯy、及びＫxＮyＯz +のピークが観察された。ＫxＮyＯz +≧１４０ｍ／ｚは[Ｋ2Ｏ＋ｎ・ＫＮＯ3]+、[Ｋ2Ｏ2＋ｎ・ＫＮＯ3]-、[Ｋ＋ｎ・ＫＮＯ3]+、及び［ＫＮＯ2＋ｎ・ＫＮＯ3]+に対応する。スパッタリングの後に優勢を示るピークはＫx +及びＫxＯy +であった。硝酸塩のピークの強度はスパッタリングの後で弱くなった。ニッケル及び水酸化ニッケルのピークは実在した。示された銅及び水酸化銅は微量であった。
表２１に、静的モードにおいて実施された試料＃６のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 スパッタリング前の陰イオンスペクトルには強い硝酸塩ピーク（ＮＯ2 -及びＮＯ3 -）及び酸素ピーク（Ｏ-及びＯＨ-）が含まれていた。又、ＣxＫy -、Ｆ-、及びＣｌ-、ＫＮＯ3−及びＫＮＯ4 -に含まれた他の元素でも観察された。このスペクトルにおけるいくつかの連続したピークは、[ｎ・ＫＮＯ3＋ＫＮＯ4]-、［ｎ・ＫＮＯ3＋ＫＮＯ2］-、及び[ｎ・ＫＮＯ3＋ＮＯ3]-に対応していた。スパッタリング後のスペクトルは酸素ピーク及び硝酸塩ピークによって優位を占められていた。ＫＮＯ3 -、ＫＮＯ4 -、ＫＮ2Ｏ4 -、及びＫＮ2Ｏ5 -ばかりでなくＣxＫy -、Ｆ-、及びＣｌ-も観察された。［ｎ・ＫＮＯ3＋ＮＯ3］-のピークの強度はスパッタリング後に弱まった。
又、ヒドリノ水素化物化合物もＴＯＦＳＩＭＳの観察結果を確認したＸＰＳ及び質量スペクトル分析によって観察された。図１６及び図１７に示されたＸＰＳスペクトル、及び表４に示された指定を有する図２５Ａ〜２５Ｄに示された質量スペクトルはＴＯＦＳＩＭＳの試料＃５に対応する。図１８及び図１９に示されたＸＰＳスペクトル、及び表４に示された指定を有する図２４に示された質量スペクトルはＴＯＦＳＩＭＳの試料＃６に対応する。
ポジティブ及びネガティブのＴＯＦＳＩＭＳはＫＮＯ3＞ＫＮＯ2を含むほとんどの化合物及びフラグメントと一致している。ほとんどの化合物及びフラグメントがＫＮＯ3＞ＫＮＯ2を含むというＴＯＦＳＩＭＳによる観察結果は更にＸＰＳにおける亜硝酸塩及び硝酸塩窒素の存在によって確認される（表１７にてまとめられたＸＰＳ試料＃５）。Ｋ３ｐ、Ｋ３ｓ、Ｋ２ｐ3、Ｋ２ｐ1、及びＫ２ｓのＸＰＳピーク、及び、亜硝酸塩（４０２．５ｅＶ）より大きい硝酸塩（４０６．５ｅＶ）としてのＮ１ｓのＸＰＳピークによってほとんどの種類のものがＫＮＯ3＞ＫＮＯ2として確認される。ＴＯＦＳＩＭＳ及びＸＰＳの結果によって架橋あるいは線状ヒドリノ水素化物亜硝酸塩及び硝酸塩化合物、及び架橋あるいは線状ヒドリノ水素化水酸化物及び水酸化化合物の指定が裏付けられる。
試料＃６を調製するためＫ2ＣＯ3の電解物を酸性化している間に、付加される酸が加えられる度に二酸化炭素が放出され、ｐＨが反復的に３から９に大きくなった。ｐＨの増大（滴定剤による塩基の放出）は溶液の温度と濃度に左右された。この観察結果と一致する反応は式（７６）に示されるようなＣＯ3 2-に対するＮＯ3 -の置換反応である。Ｋ[Ｋ2ＣＯ3]ピークは、ＴＯＦＳＩＭＳの試料＃３の場合にも存在した架橋カリウム炭酸塩ヒドリノ水素化物化合物の安定性を示している。
表２２に、静的モードにおいて実施された試料＃８のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表２２は、静的モードにおいて実施された試料＃８のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）４１Ｋからの３９ＫＨ２ ＋の干渉は４１Ｋ／３９Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝４．３×１０６／７．７×１０６＝５５．８％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
陽イオンスペクトルはＫ+によって優勢を占められ、Ｎａ+も存在した。カリウムを含む他のピークはＫＣ+、ＫxＯy +、ＫxＯＨ+、ＫＣＯ+、Ｋ2 +、及び、Ｋ[Ｋ2ＣＯ3]n +ｍ／ｅ＝３９＋１３８ｎ）に対応した１３８の間隔を有する一連のピークを含んでいた。
表２３に、静的モードにおいて実施された試料＃８のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表２３は、静的モードにおいて実施された試料＃８のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 陰イオンスペクトルは酸素のピークが優勢を占めた。他の重要なピークはＯＨ-、ＨＣＯ3 -、及びＣＯ3 -であった。塩化化合物のピークも他のハロゲンの非常に小さいピークと共に存在した。
表２３に示されたピークＮａＳｉ5Ｈ22（ｍ／ｅ＝２０１）によってフラグメントＮａＳｉＨ6（ｍ／ｅ＝５７）及びＳｉ4Ｈ16（ｍ／ｅ＝１２８）を発生させることができる。これらのフラグメント及び同様な化合物が、質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物の同定に係るセクションに示されている。
Figure 2009161437
 表２４に、静的モードにおいて実施された試料＃９のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表２４は、静的モードにおいて実施された試料＃９のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）４１Ｋからの３９ＫＨ２ ＋の干渉は４１Ｋ／３９Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝２．４×１０６／３．６×１０６＝６６．７％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃９の陽イオンスペクトルは、ＴＯＦＳＩＭＳの試料＃９のスペクトルが本質的にＦｅ+ピークを有していないことを除いて、下記に記載したＴＯＦＳＩＭＳの試料＃１０のそれと同一である。
表２５に、静的モードにおいて実施された試料＃９のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 ＴＯＦＳＩＭＳの試料＃９の陰イオンスペクトルは下記に要約されたＴＯＦＳＩＭＳの試料＃１０のそれとほとんど同一である。
表２６に、静的モードにおいて実施された試料＃１０のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表２６は、静的モードにおいて実施された試料＃１０のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）４１Ｋからの３９ＫＨ２ ＋の干渉は４１Ｋ／３９Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝２．８×１０６／４．０×１０６＝７０．０％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
スパッタ・クリーニングの前に得られた陽イオンモードスペクトルでは次の比較的強度のある無機イオンが示された。即ち、Ｎａ+、Ｋ+、Ｆｅ+、Ｃｕ+、Ｚｎ+、Ｋ2 +、Ａｇ+、Ｋ2Ｃｌ+、ＫＩ+、ＫＮａＩ+、Ｐｂ+、及びＫ[ＫＩ]n +である。他の無機元素にはＬｉ、Ｂ、及びＳｉが含まれていた。スパッタ・クリーニングの後で、Ａｇ+、及びＰｂ+は急激に減少した。これは銀及び鉛の化合物が表面上にのみ存在していることを示していた。試料がセルでクライオポンプの作用を受けたという結果に加えて、この結果は化合物が揮発性であることを示している。
表２７に、静的モードにおいて実施された試料＃１０のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 スパッタ・クリーニングの前に得られたネガティブモードのイオンスペクトルでは、次の比較的強度のある無機イオンが示された。即ち、Ｏ-、ＯＨ-、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｉ-、ＫＩ-、Ｐｂ-、Ｉ2 -、ＮａＩ2 -、ＣｕＩ2 -、ＰｂＩn -、ＡｇＩ2 -、ＫＩ3 -、ＣｕＫＩ3 -、ＡｇＫＩ3 -、[ＮａＩ2＋（ＫＩ）n]-、及び[Ｉ＋（ＫＩ）n]-である。臭化カリも比較的弱い強度で観察された。スパッタ・クリーニングの後、このスペクトルは、銀含有イオンが存在しない他は、全く同じである。
表２８に、静的モードにおいて実施された試料＃１１のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 表２９に、静的モードにおいて実施された試料＃１１のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 ポジティブ及びネガティブのスペクトルでは硫酸カリウムのイオン特性が優勢を占めた。これは、いくつかのイオンが１７４ｍ／ｚ
ｄｏからＫ2ＳＯ4まで増加する高質量範囲における有力な証拠であった。他の観察された種類としては、Ｌｉ+、Ｂ+、Ｎａ+、Ｓｉ+、Ｃｌ-、Ｉ-、ＰＯ2 -、及びＰＯ3 -であった。ヒドリノ水素化物シロキサン列ＳｉnＨ2n+2±1Ｏm -がネガティブのスペクトルで観察された。
ＸＲＤ（Ｃｕ Ｋα1（λ＝１．５４０５９））もＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１１で実施した。ＸＲＤのパターンはＫ2ＳＯ4の同一とみなしうるピークに対応していた。加えて、スペクトルは、２−シータの値が１７．７１、１８．４９、３２．３９、３９．１８、４２．１８、及び４４．２９で、非同定の強度のピークを含んでいた。指定を同定しない新規のピークは、本発明に従ったヒドリノ水素化物化合物に対応し、かつこれを同定するものである。
表３０に、静的モードにおいて実施された試料＃１２のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表３０は、静的モードにおいて実施された試料＃１２のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）４１Ｋからの３９ＫＨ２ ＋の干渉は４１Ｋ／３９Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝０．８２×１０６／１．１５×１０６＝７１．３％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
陽イオンスペクトルではＫ+が優勢を占め、Ｎａ+も存在した。カリウムを含む他のピークにはＫxＨyＯz +、ＫxＮyＯz +、及びＫwＨxＰyＯzが含まれていた。スパッタ・クリーニングによってリン酸塩のピークの強度が減少したが、他方で、ＫxＨyＯz +イオンの強度が著しく大きくなり、かつＫxＮyＯz +イオンはなだらかな増加となった。観察された他の無機元素にはＬｉ、Ｂ、及びＳｉが含まれていた。
表３１に、静的モードにおいて実施された試料＃１２のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 陰イオンスペクトルは陽イオンスペクトルと同様な傾向を示し、スパッタ・クリーニング前には強度のより大きいリン酸塩が観察された。陰スペクトルにて検知された他のイオンはＣｌ-、及びＩ-であった。
表３２に、静的モードにおいて実施された試料＃１３のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表３２は、静的モードにおいて実施された試料＃１３のポジティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 上記表中、ａ）41Ｋからの39ＫＨ2 +の干渉は41Ｋ／39Ｋ比を自然存在比と比較することによって除去した（観察＝５３０２／２００４２１＝２６．５％、自然存在比＝６．８８／９３．１＝７．４％）。
陽イオンスペクトルでは、Ｃｒ+、次にＮａ+が優勢を占めていた。又、Ａｌ+、Ｆｅ+、Ｎｉ+、Ｃｕ+、Ｍｏ+、Ｓｉ+、Ｌｉ+、Ｋ+、及びＮＯx +も存在した。
表３２に示していないが、観察されたより弱いイオンにはＭｏxＯyＨz及びＣｒxＯxＨyがある。実質的に各ｍ／ｅ＞１５０で存在するシラン及びシロキサンが観察された。代表的ないくつかのシラン及びシロキサンも示される。又、ｍ／ｅ＝７３、１４７、２０７、２２１、及び２８１ではポリジメチルシロキサン・イオンも観察された。これらのイオンを発生した化合物はヒドリノ水素化物反応容器内、或いは反応生成物間における後続の反応で発生したのに相違ない。というのは、この試料はこれらの化合物のいずれの原料でもないからである。スパッタ・クリーニングによってシラン、シロキサン、ポリジメチルシロキサン、及びＮＯx +のピークが消失した。
表３３に、静的モードにおいて実施された試料＃１３のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
下記表３３は、静的モードにおいて実施された試料＃１３のネガティブ飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）あるいは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を示す。
Figure 2009161437
 ネガティブモード・イオンスペクトルでは次の無機イオンが示された。即ち、Ｏ-、ＯＨ-、Ｆ-（僅少）、ＮＯx -、硫黄含有イオン（Ｓ-、ＳＨ-、ＳＯx -、ＨＳＯ4 -）、Ｃｌ-、Ｉ-、Ｉ2 -、及びモリブデン含有イオン（僅少）（ＭｏＯ3 -、及びＨｍｏＯ4 -）である。実質的に各ｍ／ｅ＞１５０で存在するシラン及びシロキサンフラグメントが観察された。化学式ＮａＳｉ7Ｈ14Ｏ（ＮａＳｉ2Ｈ6Ｏ）ｎ-＝０〜２のシロキサンイオンは高質量レンジのネガティブスペクトルが支配的であった。表３３に示したＮａＳｉ7Ｈ14Ｏ-の構造は、
Figure 2009161437
 である。ここで示されるシランナトリウム或いはシロキサンイオンのフラグメントは、対応するセクションにて示されたＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２のエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトルにおけるＮａＳｉＨ2ピークの原因かもしれない。
非常に大きなＫＨ3 +ピーク（１００，０００カウント）が存在したが、これはＫＨ3が揮発性であることを確認するものであり、なぜならば、ＫＨ3はガスセルヒドリノ水素化物反応容器における反応生成物をクライオポンプの作用を介して得られたからである。このｍ／ｅ＝４２ピークは、図６２に示したような同様のガスセル試料に対する質量スペクトル分析器のイオン化電位の関数として観察されたｍ／ｅ＝４２ピークを確認するものである。ＫＨn、ＫＨ5 2+の他のイオン、ｍ／ｅ＝２２が、図６３に示されるような電解セル試料の場合に観察される。両方の結果は飛行時間二次イオン質量スペクトル分析（ＴＯＦＳＩＭＳ）によるヒドリノ水素化物化合物の同定のセクションに記載されている。
ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１３（ＸＰＳ試料＃１４）のＸ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）における０〜１１０ｅＶ結合エネルギー領域を図６６に示す。ＫＩ（ＸＰＳ試料＃１５）のＸ線光電子スペクトル分析（ＸＰＳ）における０ｅＶ〜８０ｅＶの結合エネルギー領域を図６７に示す。図６６を図６７と比較すると、ｐ＝３からｐ＝１６においてヒドリノ水素化物イオンピークＨ-（ｎ＝１／ｐ）が観察された。（ＸＰＳ試料＃１４）のＸＰＳ調査スペクトルは、珪素、酸素、ヨー素、硫黄、アルミニウム、及びクロムと一致した。モリブデン、銅、ニッケル、及び鉄のピークも少し見られた。ＴＯＦＳＩＭＳによって見られた他の元素はＸＰＳの検知限界以下であった。カリウムはＸＰＳの検知限界では観察されなかった。
ＸＰＳの珪素ピークはＴＯＦＳＩＭＳのスペクトルにて観察されたヒドリノ水素化物シラン及びシロキサン化合物を確認するものである。更にＸＰＳは、ＴＯＦＳＩＭＳスペクトルにて、ほとんどの化合物がクロムヒドリノ水素化物のようなヒドリノ水素化物金属であったことを、確認するものである。ヒドリノ水素化物及び酸素イオンを有する金属が存在することは金属ヒドリノ水素化物が時間経過とともに酸化し始めることを示している。（ヒドリノ水素化物金属のような）観察された金属は、これらの金属が単独では揮発性を持たない温度でクライオポンプが作用した。更に、試料のそれぞれの主元素の場合、主元素のピーク前後あるいは異常なＸＰＳピークが、図６６に示されたようなヒドリノ水素化物イオンの結合エネルギーにて見られた。これは、ヒドリノ水素化物イオンが主元素に結合してＭＨn（ここで、表３２に示したように、Ｍは金属であり、ｎは整数である）のような化合物を形成することによるものかもしれない。更なる例として、図２２及び図６４に示したようなＸＰＳ試料＃７のカリウム３ｐ及び酸素２ｓが、結合エネルギー（２２．８ｅＶ）でヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／６）の位置へシフトするのは図６０に示されたようなＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）にて見られたＫＨＫＯＨの存在によるのかもしれない。ＸＰＳ及びＴＯＦＳＩＭＳによってヒドリノ水素化物の存在が確認された。このＴＯＦＳＩＭＳのデータは特にヒドリノ水素化物金属の同位体ピークの存在が正当なものであることを更に証するものであった。
１３．８ ヒドリノ水素化物化合物のフーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）スペクトル分析による同定
赤外線スペクトル分析は化合物の結合原子もしくはイオンの振動数を測定するものである。その手法は結合及び結合群が固有の振動数で振動するという事実に基づく。化合物は赤外線に露出されると、許容された振動モードの赤外線振動数に合致した赤外線振動数を選択的に吸収する。したがって化合物の赤外線吸収スペクトルにより、どの振動であるか、したがってどんな官能基が構造に存在するかが明らかになる。かくして試料中の既知の可能な化合物の官能基に一致しない新規な振動数は結合エネルギー増加化合物に対する指標となる。
１３．８．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を調製する反応は式（８）で与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを生成するヒドリノ原子は、ＦＴＩＲスペクトル分析用の結晶試料を調製するのに使用した電解セル水素化物反応容器によって製造することができる。ヒドリノ水素化物化合物を直接収集し、もしくはＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にした後、結晶皿上で結晶を析出させることにより溶液から精製した。
試料＃１：サーマコア電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液を丁度黄白色の結晶が形成されるまで濃縮して試料＃１を調製した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ＃１）、ＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）及びＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトル（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２）も得た。
試料＃２：ＫＨＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃３：Ｋ2ＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃４：１）サーモコア電解セルからの４００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にし、２）酸性にした溶液を１０ｃｃの容積に濃縮し、３）濃縮溶液を結晶皿に入れ、そして４）結晶がゆっくり生成するように室温で静置することにより試料を調製した。黄白色の結晶が結晶皿の外縁部に生成した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１０）、質量スペクトル（質量スペクトル分析電解セル試料＃５及び＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）及びＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）も得た。
試料＃５：ＫＮＯ3を９９．９９９％含む比較例。
１３．８．２ フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）スペクトル分析
試料をカリフォルニア州マウンテンビューのサーフェス・サイエンス・ラボラトリーズ社にＦＴＩＲ分析のために送った。各物質の試料を赤外線送信基板に移し、ニックプランＦＴＩＲ顕微鏡が付いたニコレット・マグナ５５０ＦＴＩＲスペクトルメーターを用いてＦＴＩＲ分析した。試料走査数は５００であった。バックグラウンド走査数は５００であった。分解能は８．０００であった。試料ゲインは４．０であった。ミラー速度は１．８９８８であった。アパチャーは１５０．００であった。
１３．８．３ 結果及び考察
重炭酸カリウム（試料＃２）及び炭酸カリウム（試料＃３）のＦＴＩＲスペクトルを試料＃１のＦＴＩＲスペクトルと比較した。重炭酸塩及び炭酸塩の混合物のスペクトルは、２つの比較例のスペクトルをデジタル的に加えることにより作成した。２つの標準単独及び混合標準を試料＃１のＦＴＩＲスペクトルと比較した。比較から、試料＃１は炭酸カリウムを含むが重炭酸カリウムを含まないことが分かった。第２の成分は重炭酸カリウム以外の重炭酸塩であろう。炭酸カリウムのスペクトルを試料＃１のスペクトルからデジタル的に抽出した。抽出したスペクトルを図６８に示す。１４００〜１６００ｃｍ-1領域のバンドを含む数個のバンドが観察された。いくつかの有機窒素化合物（例えばアクリルアミド、ピロリディノン）は１６６０ｃｍ-1領域に強いバンドを持つ。しかし、検知可能なＣ−Ｈバンドの欠如及び７００〜１１００ｃｍ-1領域のバンドは無機物質を示唆している。ヒドリノ水素化物化合物を指定するピークは３２９４、３０７７、２８８３、１１００ｃｍ-1、２４５０、１６６０、１５００、１４５６、１４２３、１３００、１１５４、１０２３、８４６、７６１及び６６９ｃｍ-1で観察された。同定の指定がない新規なピークは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。ＦＴＩＲ結果は、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）及びＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）によって、対応するセクションで述べるように確証した。
試料＃１の重なったＦＴＩＲスペクトル及び比較例炭酸カリウムのＦＴＩＲスペクトルを図６９に示した。試料＃１のピークは７００〜２５００ｃｍ-1領域で炭酸カリウムのピークに極めて近似しているが、低振動数方向に約５０ｃｍ-1シフトしている。このシフトはカリウム（Ｋ2ＣＯ3）のルビジウム（Ｒｂ2ＣＯ3）による置換で観察されるシフトに、それらのＩＲスペクトルの比較で示されるように似ている［エム．エッチ．ブルッカー、ジェイ．ビー．ベイツ、スペクトロケミカ・アクタ、ＶＯｌ．３０Ａ（１９４）、ｐ２２１１〜２２２０］。試料＃１のシフトはヒドリノ水素化物イオンを含む架橋構造に炭酸カリウムと同種の官能基を有するヒドリノ水素化物化合物に指定される。構造はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 試料＃４のＦＴＩＲスペクトルを図７０に示す。ＫＮＯ3の赤外線バンドの振動数は表３４に示す［ケー．ブイホス（Ｂｕｉｊｓ）、シー．ジェイ．エイチ．シュッテ、スペクトロケミカ・アクタ、（１９６２）Ｖｏｌ．１８、ｐ３０７〜３１３］。試料＃４の赤外線スペクトルバンドは、試料＃４の主成分をＫＮＯ3と同定するＫＮＯ3のバンドと２つの点を除いて一致する。ヒドリノ水素化物化合物を指定するピークは２３６２ｃｍ-1及び２３３６ｃｍ-1で観察された。ＫＮＯ3を９９．９９９％含む比較例（試料＃５）のＦＴＩＲスペクトルに試料＃４のＦＴＩＲスペクトルを重ねることにより新規なピークが確認された。このピークは試料＃４のＦＴＩＲスペクトルにのみ現れていた。同定の指定がない新規なピークは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。ＦＴＩＲ結果は、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃１０）、質量スペクトル分析（質量スペクトル分析電解セル試料＃５及び＃６）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）及びＸＲＤ（ＸＲＤ試料＃３Ａ及び＃３Ｂ）によって、対応するセクションで述べるように確証した。
Figure 2009161437
 １３．９ ヒドリノ水素化物化合物のラマンスペクトル分析による同定
ラマンスペクトル分析は、化合物の結合原子又はイオンの振動数を測定するものである。振動数は結合種の結合強度及び質量の関数である。ヒドリノ及びヒドリノ水素化物イオンはともに水素原子と質量が等価であるので、例えばニッケルなどのようなある元素に結合した水素のスペクトルに比べて新規なピークは異なった結合強度を示す。異なった結合強度は水素種の電子の結合エネルギーが既知の結合エネルギーと異なっているときにのみ生じる。したがって、これらの新規な振動数は結合エネルギー増加水素化合物に対する指標となる。
１３．９．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を調製する反応は式（８）で与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子は、Ｋ2ＣＯ3電解セル水素化物反応容器によって生成することができる。カソードをヒドリノ水素化物化合物によって操作の間被覆し、カソードからのニッケルワイヤーをラマンスペクトル分析用の試料として使用した。同様なＮａ2ＣＯ3電解セルからの対照カソードワイヤー及びＫ2ＣＯ3電解セルで使用した同じニッケルワイヤーの試料を対照試料とした。追加の試料はＫ2ＣＯ3電解セルの電解液から得た。
１３．９．１．１ ニッケルワイヤー試料
試料＃１：蒸留水で洗浄し、乾燥したＫ2ＣＯ3サーマコア電解セルのカソードから除去したニッケルワイヤーに対しラマンスペクトル分析を実施した。
試料＃２：蒸留水で洗浄し、乾燥した対照Ｎａ2ＣＯ3サーマコア電解セル（ブラックライト・パワー社によって運転）のカソードから除去されたニッケルワイヤーに対しラマンスペクトル分析を実施した。電解セルは２年の運転の間に結合エネルギー増加水素化合物生成のエンタルピーを発生せず、電解セルセクションからの結晶試料で述べた電解セルと電解液としてのＫ2ＣＯ3をＮａ2ＣＯ3で置換したことを除き同じになった。
試料＃３：試料＃１及び試料＃２の電解セルで使用した同一ワイヤー（ＮＩ２０００．０１９７２”、ＨＴＮ３６ＮＯＡＧＩ、Ａｌワイヤー・テクノラジー社）についてラマンスペクトル分析を実施した。
１３．９．１．２ 結晶試料
試料＃４：ＢＬＰ電解セルからの３００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液を５０℃でロータリーエバポレーターを使用して丁度沈殿物が生成されるまで濃縮することにより試料を調製した。量は約５０ｃｃであった。追加の電解液を５０℃で加熱しながら結晶が消えるまで加えた。ついで飽和溶液を密閉した丸底フラスコに２５℃で３週間放置することにより結晶を３週間にわたって成長させた。収量は１ｇであった。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃７）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）、39ＫＮＭＲ（39ＫＮＭＲ試料＃１）及びＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）も実施した。
１３．９．２ ラマンスペクトル分析
試験試料及び対照試料をバージニア・テクノラジー環境触媒作用・物質試験室で盲験で分析した。ラマンスペクトルは液体窒素冷却ＣＣＤ（電荷結合素子）検知器（スペクトルム・ワン、スペックス社）を取り付けたスペックス５００Ｍスペクトロメーターにより得た。光波長５１４．５ｎｍを有するＡｒ+レーザー（モデル９５、レクセル社）を励起源として使用し、試料からの膨張性散乱を効果的に除くためにホログラフフィルター（スーパーノッチ・プラス、カイザー社）を採用した。スペクトルは循環状態で測定し、キャピラリー試料ホルダー（モデル１４９２、スペックス社）上のキャピラリーガラス管（外径０．８〜１．１ｍｍ、長さ９０ｍｍ、キンブル社）に試料を入れた。粉体試料のスペクトルをつぎの条件で得た：試料上のレーザーパワー１０ｍＷ、モノクロメータのスリット幅２０ｍｍ（解像度３ｃｍ-1に対応）、検知器の露出時間１０秒、走査回数平均３０回。ワイヤーは同じ試料ホルダーに直接入れた。ワイヤーからのラマン散乱は非常に弱いので、そのスペクトルの測定条件はつぎの通りとした：試料上のレーザーパワー１００ｍＷ、モノクロメータのスリット幅５０ｍｍ（解像度６ｃｍ-1に対応）、検知器の露出時間３０秒、走査回数平均６０回。
１３．９．３ 結果及び考察
１）蒸留水で洗浄し、乾燥したＫ2ＣＯ3サーマコア電解セルのカソードから除去されたニッケルワイヤー、２）蒸留水で洗浄し、乾燥した対照Ｎａ2ＣＯ3サーマコア電解セル（ブラックライト・パワー社によって運転）のカソードから除去されたニッケルワイヤー、及び３）試料＃１及び試料＃２の電解セルで使用した同一ニッケルワイヤー（ＮＩ２０００．０１９７”、ＨＴＮ３６ＮＯＡＧＩ、Ａｌワイヤー・テクノラジー社）についての積層ラマンスペクトルを図７１に示す。各スペクトルの同定可能なピークが示されている。更に試料＃１（Ｋ2ＣＯ3電解セルのカソード）はいくつかの同定できないピークを１１３４ｃｍ-1、１０９６ｃｍ-1、１０４７ｃｍ-1、１００４ｃｍ-1及び８２８ｃｍ-1に含んでいる。これらのピークはＫ2ＣＯ3又はＫＨＣＯ3の既知のラマンピークに対応しておらず［アイ．エイ．ゲーゲン、ジー．エイ．ニューマン、スペクトロケミカ・アクタ、Ｖｏｌ．４９Ａ、Ｎｏ．５／６（１９９３）、ｐ８５９〜８８７］、それぞれ表３５及び表３６に示される通りである。
Figure 2009161437
Figure 2009161437
 ラマンスペクトル分析に加えて、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、カロリメトリー及びガスクロマトグラフィー試験を対応セクションに示すように行った。対応のＸＲＤ試料は試料＃１とした。Ｋ2ＣＯ3電解セルヒドリノ水素化物反応容器（ＸＲＤ試料＃１Ａ）のカソードからの結晶についての同定されてないＸＲＤピークの２θ及びｄ間隔を表５及び図５０に示す。ヒドリノ水素化物化合物の分解反応エンタルピーを断熱カロリメーターで測定した測定結果を図４３及び表８に示す。結果はヒドリノ水素化物化合物の分解反応が非常に発熱的であることを示している。最良の場合、１ＭＪのエンタルピーが３０秒間にわたって放出された。高純度水素のガスクラマトグラフィー分析（６０ｍのカラム）を図４５に示す。Ｋ2ＣＯ3電解セルの加熱したニッケルワイヤーカソードについてのガスクラマトグラフィー分析結果を図４６に示す。結果は、普通の水素のピークと流出時間が匹敵するが明確に異なるピークの存在により、新しい形態の水素分子が検出されたことを示している。
試料＃４のラマンスペクトルを図７２に示す。ＫＨＣＯ3の既知のピーク及びＫ2ＣＯ3に指定されうる小さいピークに加えて、１６８５ｃｍ-1及び８３５ｃｍ-1に未知のピークが現れている。１６８５ｃｍ-1の未知のラマンピークはＮ−Ｈ結合領域に存在する。ＦＴＩＲ試料＃１も１４００〜１６００ｃｍ-1領域に未知のバンドを含んでいる。ＸＰＳでの研究によれば、ラマン試料＃４及びＦＴＩＲ試料＃１はＮ−Ｈバンドを含んでいない。前者のＮ１ｓ
ＸＰＳピークは３９３．６ｅＶにあり、後者のＮ１ｓ ＸＰＳピークは３９０ｅＶにある広いピークである。一方、Ｎ−Ｈバンドを含む化合物のＮ１ｓ ＸＰＳピークは約３９９ｅＶに見られ、既知の化合物に対する最低エネルギーのＮ１ｓ
ＸＰＳピークはいずれも約３９７ｅＶにある。
ラマン試料＃４の８３５ｃｍ-1ピークは架橋及び末端の金属−水素結合（ラマン試料＃１にも示されている）の領域に存在する。同定の指定がない新規なピークは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。
１３．１０ ヒドリノ水素化物化合物のプロトン核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析による同定
ＮＭＲは化合物のプロトンがプロトン、Ｈ3 +、水素原子又は水素化物イオンのいずれで存在するかを識別することができる。後の方の場合には、更に水素化物イオンがヒドリノ水素化物か否かを決定でき、またヒドリノ水素化物イオンの分子量子状態を決定することができる。プロトン磁気回転比γp／２πはつぎの通りである。
Figure 2009161437
 ＮＭＲの振動数ｆは式（８３）で与えられるプロトン磁気回転比と磁束Ｂの積である。
Figure 2009161437
 超伝導ＮＭＲ磁石に対する典型的な磁束は６．３５７Ｔである。式（８４）によれば、これはラジオ波振動数（ＲＦ）の２７０．６５５７５９１ＭＨｚに対応する。定常磁場でスペクトルを生じるために振動数を走査する。あるいは、普通タイプのＮＭＲスペクトロメータの例では、ラジオ波振動数を２７０．６１９６ＭＨｚ一定に保持し、印加する磁場Ｈｏ（Ｈｏ＝Ｂ／μｏ）を小さい範囲で変化させ、エネルギー吸収の振動数をＨｏの種々の値で記録する。あるいは、磁場をＲＦパルスで変化させる。スペクトルは典型的には走査して、増加するＨｏの関数として表示する。低いＨｏでエネルギーを吸収したプロトンはダウンフィールド（ｄｏｗｎｆｉｅｌｄ）吸収ピークを生じ、一方、高いＨｏでエネルギーを吸収したプロトンはアップフィールド（ｕｐｆｉｅｌｄ）吸収ピークを生じる。試料の化合物の電子は原子核で磁場に印加した値から少し逸脱させるような影響を与える。化学的環境がＮＭＲ効果を持たないような場合に対しては、２７０．６１９６ＭＨｚ一定に保持したラジオ波振動で共鳴したＨｏの値はつぎの通りである。
Figure 2009161437
 化学的環境がＮＭＲ効果を持つ場合には、Ｈｏの異なった値が共鳴のために要求される。この化学シフトは印加した磁場による核での電磁束変化（各ヒドリノ水素化物イオンの場合にはその半径の関数となる）に比例する。印加した磁束Ｂによる水素化物イオンの各電子の磁気モーメントの変化Δｍはつぎの通りである［パーセル，イー．「電気及び磁気」、マグローヒル、ニューヨーク、（１９６５）、ｐ３７０〜３８９］。
Figure 2009161437
 各電子の磁気モーメントの変化Δｍによる原子核での磁束Ｂの変化はミルズの式（１．１００）に従う［ミルズ，アール．「古典量子力学の大統一理論」１９９６年９月版（「’９６ミルズＧＵＴ」）］。
Figure 2009161437
 （ｒ＜ｒnにつき）ここに、μｏは真空の透磁率である。原子核における反磁性磁束（印加した磁場に対向する磁束）はその半径に逆比例することが式（８６〜８７）から出てくる。共鳴が起こるためには、印加した磁場の式（８５）による付与値からの変化ΔＨｏの補償が、ヒドリノ水素化物イオンの電子による磁場と同量かつ反対量で必要である。式（２１）によれば、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）半径の水素化物イオンＨ-（１／ｌ）の半径に対する比は整数の逆数である。化学シフトがないプロトンと比較して、ヒドリノ水素化物イオンＨ-（１／ｐ）のプロトンの共鳴ためのΔＨｏの水素化物イオンのそれに対する比は正の整数であることが式（８５〜８７）から出てくる（すなわち、ヒドリノ水素化物イオンの吸収ピークは、化学シフトがなくｐが整数であるプロトンと比較して、水素化物イオンに対し共鳴であるΔＨｏの値をｐ倍した値のΔＨｏで起こる）。しかしながら、水素化物イオンは濃縮物質中に独立して存在しない。ヒドリノ水素化物イオンはアルカリ及び他のカチオンと中性の化合物を形成して、通常のプロトンＮＭＲスペクトロメーターで検知しうる範囲に、著しくダウンフィールドのＮＭＲシフトがＮＭＲ信号を発生するように寄与する。更に、普通及び結合エネルギー増加水素種を含む化合物の結合エネルギーが増大した１つ又はそれ以上の水素種の存在による異常な化学シフトを普通の水素は持ちうる。かくして、プロトンＮＭＲを使用してヒドリノ水素化物イオン及び新規な化学シフトにより結合エネルギー増加水素化合物を同定する可能性を探求した。
１３．１０．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を調製するための反応は式（８）によって与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子は、ＮＭＲスペクトル分析用の結晶試料を生成するのに使用した電解セル水素化物反応容器によって調製することができる。
試料＃１：サーマコア電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液を丁度黄白色の結晶が形成されるまで濃縮して試料＃１を調製した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ＃１）、ＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃１）及びＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトル（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２）を得た。
試料＃２：Ｋ2ＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃３：ＫＨＣＯ3を９９％含む比較例。
１３．１０．２ プロトン核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析
試料をイリノイ州シャンペーンのスペクトラル・データ・サービス社へ送って、マジックアングル固体プロトンＮＭＲを実施した。データはニコレット１２８０コンピュータで操作される特注のスペクトル分析器によって得た。最終的なパルスは調整したヘンリーラジオ増幅器から発生させた。1ＨＮＭＲ振動数は２７０．６１９６ＭＨｚであった。１５°のパルス長に対応する２μ秒のパルス及び３秒のリサイクル遅延を使用した。窓は±３１ｋＨｚであった。スピン速度は４．５ｋＨｚであった。スキャン数は１０００であった。化学シフトを外部ＴＭＳと照合した。オフセットは１５２７．１２Ｈｚであった。磁束は６．３５７Ｔであった。
１３．１０．３ 結果及び考察
試料＃１のＮＭＲスペクトルを図７３に示す。ピークの指定を表３７に示す。Ｋ2ＣＯ3比較例の試料＃２のＮＭＲスペクトルは極めて弱かった。スペクトルは１．２０８ｐｐｍに水のピーク、５．６０４ｐｐｍにピーク、１３．ｐｐｍ及び１６．３ｐｐｍに非常に広い弱いピークを含んでいた。ＫＨＣＯ3比較例の試料＃３のＮＭＲスペクトルは５．１５０ｐｐｍに小さい肩を有する４．７４５ｐｐｍの大きなピーク、１３．２０３ｐｐｍに広いピーク、１．２ｐｐｍに小さいピークを含んでいた。
図７３に示し、表３７に指定したヒドリノ水素化物化合物のピークは対照に存在していない。ＮＭＲスペクトルは再現性があることが観察され、ヒドリノ水素化物化合物のピークはＫ2ＣＯ3電解セルから種々の方法によって作成した試料（例えばＴＯＦＳＩＭＳ試料＃３）のＮＭＲスペクトルに存在することが観察された。ピークは炭化水素に割り当てることができなかった。炭化水素はＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）及びＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃１）に基づくと試料＃１に存在しなかった。同定の指定がない新規なピークは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。ヒドリノ水素化物化合物の指定をＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤスペクトル（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）、ＦＴＩＲスペクトル（ＦＴＩＲ試料＃１）及びＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトル（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃２）によって対応するセクションで述べるように確証した。
Figure 2009161437
 １３．１１ ヒドリノ水素化物化合物のエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）による同定
エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＴＯＦＭＳ）は、大きなダイナミックレンジにわたる電荷対質量比（例えばｍ／ｅ＝１〜６００）の質量スペクトルを非常に高精度（例えば±０．００５ａｍｕ）で決定する方法である。実質的に各化合物のＭ＋１ピークが切断なしに観察された。分析試料はキャリアー溶液に溶解させる。溶液をエレクトロスプレー・チャンバーにポンプで挿入しイオン化する。イオンをパルス電圧で加速し、ついで各イオンの質量を高分解能飛行時間分析器で測定する。
１３．１１．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を作成する方法は式（８）に与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子はＥＳＩＴＯＦＭＳ用の結晶試料を調製するのに使用したガス電解セル水素化物反応容器によって生成することができる。ヒドリノ水素化物化合物は後続のクライオポンプによって反応チャンバーから直接集めた。
試料＃１：ガス電解セルヒドリノ水素化物反応容器（ＫＩ触媒、ステンレス鋼フィラメント線及びＷフィラメントを含み、これらは電解セルの運転中クライオポンプによって供給した）の頂部から結晶の暗色バンドを収集することによって試料を調製した。リーハイ大学でＸＰｓも実施した。
試料＃２：サーマコア電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液を丁度黄白色の結晶が生成されるまで濃縮して試料を調製した。リーハイ大学で試料をポリエチレン支持上に装着することによってＸＰＳも得た。ＥＳＩＴＯＦＭＳに加えて、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃６）、ＸＲＤ（ＸＲＤ試料＃２）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃１）、ＦＴＩＲ（ＦＴＩＲ試料＃１）及びＮＭＲ（ＮＭＲ試料＃１）についても、それぞれのセクションで述べるように実施した。
試料＃３：ＢＬＰ電解セルからの３００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液を５０℃でロータリーエバポレーターを使用して丁度沈殿物が生成されるまで濃縮することにより試料を調製した。量は約５０ｃｃであった。追加の電解液を５０℃で加熱しながら結晶が消えるまで加えた。ついで飽和溶液を密閉した丸底フラスコに２５℃で３週間放置することにより結晶を３週間にわたって成長させた。収量は１ｇであった。ＥＳＩＴＯＦＭＳに加えて、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃７）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）、39ＫＮＭＲ（39ＫＮＭＲ試料＃１）及びラマンスペクトル分析（ラマン試料＃４）についても実施した。
試料＃４：ＫＩ触媒及びニッケル繊維マット解離器（外部メーレンヒーターによって８００℃に加熱した）を含むガス電解セルヒドリノ水素化物反応容器の頂部に約１００℃でクライオポンプ送した結晶の赤／オレンジバンドを集めることによって試料を調製した。ＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ＃９）もＴＯＦＳＩＭＳセクションに示すように得た。
試料＃５：ＫＩ触媒及びニッケル繊維マット解離器（外部メーレンヒーターによって８００℃に加熱した）を含むガス電解セルヒドリノ水素化物反応容器の頂部に約１２０℃でクライオポンプ送した結晶の黄色バンドを集めることによって試料を調製した。ＴＯＦＳＩＭＳスペクトル（ＴＯＦＳＩＭＳ＃１０）もＴＯＦＳＩＭＳセクションに示すように得た。
試料＃６：Ｋ2ＣＯ3を９９％含む比較例。
試料＃７：ＫＩを９９．９９％含む比較例。
１３．１１．２ エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）
試料をパースペクテイブ・バイオシステムズ社（マサチューセッツ州フラミングハム）にＥＳＩＴＯＦＭＳ分析のために送った。標準エレクトロスプレーインターフェースを取りつけたマリナーＥＳＩ
ＴＯＦ装置によってデータを得た。試料を５μｌのループを持つループ注入装置を介して２０μｌ／分の流量で供給した。溶媒は水：アセトニトリル（５０：５０）で、酢酸を１％添加した。質量スペクトルは検出されたイオン数（Ｙ軸）対イオンの質量／電荷比（Ｘ軸）としてプロットする。
１３．１３．３ 結果及び考察
表３８〜４１でＭ＋２ピークをヒドリノ水素化カリウム化合物として指定した場合には、Ｍ＋２の強度は対応する41Ｋピークに対し予測される強度を著しく上回っていたが、質量は正確であった。例えばＫＨＫＯＨ2に指定されるピークの強度はＫ2ＯＨに対応する41Ｋピークの強度予測値の少なくとも２倍あった。39ＫＨ2 +の場合、41Ｋピークは存在せず、また準安定中立に対応するピークはｍ／ｅ＝４２．１４及びｍ／ｅ＝４２．２３で観察されており、41Ｋ種（41ＫＨ2 +）が中立準安定物であることを示す消失イオンを説明できる可能性がある。もっとありそうな別な説明は、39Ｋ及び41Ｋは交換を受けており、ある種のヒドリノ水素化物化合物に対しては、39Ｋヒドリノ水素化物化合物の結合エネルギーが39Ｋのより大きな核磁気モーメントにより、41Ｋ化合物の結合エネルギーを実質的に熱エネルギー以上で超えるということである。ヒドリノ原子及び水素化物イオンが結合エネルギーの差に基づいて特定のアイソトープと結合を作るという選択性は、対応セクションで示し考察したＴＯＦＳＩＭＳスペクトル中に41ＫＨ2 +が不存在で39ＫＨ2 +が存在することが実験的に観察されたことの説明を与える。ＥＳＩＴＯＦＭＳ及びＴＯＦＳＩＭＳを合わせて考えると、結合エネルギー増加水素化合物のアイソトープ選択性結合が確認される。
試料＃１についてのポジティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表３８に示す。
Figure 2009161437
 シランが観察された。表３８に与えられたＳｉ9Ｈ41（ｍ／ｅ＝２９３）ピークはＭ＋１ピークであり、ＳｉＨ8及びＳｉＨ32（ｍ／ｅ＝２５６）に切断する。
Figure 2009161437
 大きなｍ／ｅ＝３６ピークが四極質量スペクトルで観察された。ピークはＳｉＨ8に指定される。ジヒドリノピークがＸＰＳに、
Figure 2009161437
 に対応する１３９．５ｅＶで、及び
Figure 2009161437
 に対応する６３ｅＶで観察された。シリコンピークも観察された。ジヒドリノピークはＳｉＨ8、例えば
Figure 2009161437
 に指定される。ＳｉＨ8は試料＃１２のＸＰＳの場合にも観察された。試料＃１２についての測定Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）の０〜１６０ｅＶ結合エネルギー領域を、同定された１次エレメント及びジヒドリノピークとともに図７４に示す。ＰｂもしくはＺｎの１３９．５ｅＶピーク源としての可能性をＴＯＦＳＩＭＳによって除去した。鉛もしくは亜鉛のピークはＸＰＳの強度オーダー程度のＴＯＦＳＩＭＳ検出限界で全く観察されなかった。ＮａＳｉ2Ｈ14（ｍ／ｅ＝９３）ピークはＴＯＦＳＩＭＳで観察されなかった。このピークはフラグメントＮａＳｉＨ6（ｍ／ｅ＝５７）及びＳｉＨ8（ｍ／ｅ＝３６）を生じることができる。これらのフラグメント及び類似化合物を質量スペクトル分析によるヒドリノ水素化物化合物同定のセクションに示す。
Figure 2009161437
 試料＃２についてのポジティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表３９に示す。
Figure 2009161437
 試料＃２についてのネガティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表４０に示す。
Figure 2009161437
 表３９及び４０に示したポジティブ及びネガティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）試料＃２に対する結果は、試料＃３に対して得られた結果を代表していた。
試料＃４についてのポジティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）における親ピークとして指定されるヒドリノ水素化物化合物（ｍ／ｅ）もしくは対応フラグメント（ｍ／ｅ）を表４１に示す。
Figure 2009161437
 表４１に示したポジティブエレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル分析（ＥＳＩＴＯＦＭＳ）試料＃４に対する結果は、試料＃５に対して得られた結果を代表していた。
試験試料のＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトルは出発物質の対照試料よりも重量あたりの強度が大きいカリウムピークを有していた。重量パーセントが増大したカリウムは試料の主成分としてのカリウムヒドリノ水素化物化合物ＫＨn（ｎ＝１から５）（Ｋの重量％＞８８％）に指定される。試験試料の各ＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトルの41Ｋピークは自然同位体存在量から予測されるよりもずっと大きかった。無機ｍ／ｅ＝４１ピークをＫＨ2 +に指定された。炭酸カリウム対照及びヨウ化カリウムに対するＥＳＩＴＯＦＭＳスペクトルを試験試料の物質重量の１０倍でそれぞれ走査して得た。スペクトルは正常な41Ｋ／39Ｋ比を示した。したがって検出器の飽和は発生しなかった。更に確証するために、各試験及び対照試料の一連の希釈物（１０Ｘ、１００Ｘ及び１０００Ｘ）のスペクトルについて質量クロマトグラムを繰り返した。41Ｋ／39Ｋ比は希釈の関数として一定であった。ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃（表＃）及びＴＯＦＳＩＭＳ試料＃（表＃）間の対応を表４２に示す。
Figure 2009161437
 ヒドリノ水素化物化合物を両者の手法で同定した。ＥＳＩＴＯＦＭＳ及びＴＯＦＳＩＭＳは、ここにＫＨnのように指定したヒドリノ水素化物化合物を確証し互いに補強し、両者を合わせると驚異的な支持が与えられる。
１３．１２ ヒドリノ水素化物化合物の熱重量測定分析及び示差熱分析（ＴＧＡ／ＤＴＡ）による同定
熱重量測定分析 熱重量測定分析は試料の温度と質量間の動的関係を決定する方法である。試料の質量をその温度を雰囲気から高温（例えば１０００℃）に直線的に増加させながら連続的に記録する。得られた熱重量は定性及び定量の両情報を与える。熱重量の微分曲線（微分熱重量分析）は熱重量で検出されない追加の情報を感度を改善することによって与える。各化合物は特有な熱重量及び微分曲線を有している。温度上昇を伴なう時間の関数としての重量変化の対照と比較して新規な変化速度は、結合エネルギー増加水素化合物に対する指標となる。
示差熱分析 示差熱分析は化学系と不活性な比較化合物との間の温度差を両者の温度を一定速度で増加させながら測定することによって、化学系の吸収又は放出した熱を観察する方法である。温度／時間及び示差温度との間に得られるプロットは示差熱重量と呼ばれる。示差熱重量から種々の発熱及び吸熱過程を推定することができるので、研究下にある化合物の指紋として使用することができる。示差熱分析は化合物の純度（すなわち、試料中に化合物の混合物が存在するか否か）を決定するのにも使用することができる。
１３．１２．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化物イオン含有化合物を調製する反応は式（８）により与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子は、ＴＧＡ／ＤＴＡ用の結晶試料を調製するのに使用したＫ2ＣＯ3電解セル水素化物反応容器によって生成することができる。Ｋ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3で酸性にした後、結晶皿で結晶を析出させることにより、ヒドリノ水素化物化合物を溶液から生成した。
試料＃１：Ｋ2ＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
試料＃２：ＢＬＰ電解セルからのＫ2ＣＯ3電解液をＨＮＯ3により酸性にし、その酸性溶液を室温に放置して黄白色の結晶が形成されるまで濃縮することにより試料を調製した。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃５）、同様な試料の質量スペクトル分析（質量スペクトル分析電解セル試料＃３）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃６）及びＴＧＡ／ＤＴＡ（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）も実施した。
１３．１２．２ 熱重量測定分析（ＴＧＡ）及び示差熱分析（ＤＴＡ）
試験及び対照試料をティーエー・インストルメンツ社（ニューカッスル、ＤＥ）によって盲検で分析した。分析器は２０５０ＴＧＡ、Ｖ５．３Ｂで、モジュールはＴＡＧ１０００℃であった。プラチナ皿を使用して３．５〜３．７５ｇのサイズの各試料を操作した。方法はＴＧ−ＭＳとした。加熱速度は１０℃／分とした。質量スペクトルメーター（ＭＳ）へのキャリアーガスは流量１００ｍｌ／分の窒素ガスとした。サンプリング速度は２．０秒／ｐｔであった。
１３．１２．３ 結果及び考察
１）ＫＮＯ3を９９．９９９％含む比較例（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃１）、２）
Ｋ2ＣＯ3サーモコア電解セルの酸性電解液から結晶皿の外縁部に生成させた黄白色結晶からの結晶（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２）についての積層ＴＧＡ結果を図７５に示す。各ＴＧＡ測定の同定可能なピークが示されている。対照では６５６℃（６５分）及び７５２℃（７２．５分）に特徴が観察された。これらの特徴は試料＃２に対しても観察された。更に試料＃２は図７５に示される４５６℃（４５．５分）、７０８℃（６８分）及び７５９℃（７５分）に新規な特徴を含んでいた。
１）比較例（ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃１）、２）ＴＧＡ／ＤＴＡ試料＃２についての積層ＤＴＡ結果を図７６に示す。各ＤＴＡ測定の同定可能なピークが示されている。対照では１３６℃、３３７℃、７２３℃、９００℃及び９７２℃に特徴が観察された。１３６℃及び３３７℃の特徴は試料＃２に対しても観察された。しかし、３３３℃を超える温度では、新規な示差熱重量が試料＃２に対し観察された。新規な特徴は図７６に示される６９２℃、８５４℃及び９５７℃に現れた。
同定の指定がない新規なＴＧＡ及びＤＴＡピークは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化物化合物と対応させ同定する。
１３．１３ ヒドリノ水素化物化合物の 39 Ｋ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析による同定
39ＫＮＭＲは新しいカリウム化合物が既知の化合物との混合物の成分として存在するか否かを既知の化合物に対する新しい化合物の異なった化学シフトに基づいて識別することができる。39Ｋの交換が起こった場合、39ＫのＮＭＲピークの化学シフトは標準及び対象化合物の化学シフトの中間に観察されるであろう。ヒドリノ水素化物化合物をＸＰＳ、質量スペクトル分析及びＴＯＦＳＩＭＳのような方法により対応セクションに述べるように観察してきた。電解セルの場合、電解溶液は純粋なＫ2ＣＯ3であった。かくして、39ＫＮＭＲを使用して電解ヒドリノ水素化物反応容器の運転中に形成されるヒドリノ水素化カリウムを同定する可能性を探求した。同定は出発物質のＫ2ＣＯ3に対する39ＫＮＭＲ化学シフトに基づいて行った。
１３．１３．１ 試料の収集及び調製
ヒドリノ水素化カリウムイオン含有化合物を調製するための反応は式（３〜５）及び式（８）によって与えられる。反応によりヒドリノ水素化物イオンを形成するヒドリノ原子は、39ＫＮＭＲスペクトル分析用の結晶試料を調製するのに使用したＫ2ＣＯ3電解セル水素化物反応容器によって生成することができる。
試料＃１：ＢＬＰ電解セルからの３００ｃｃのＫ2ＣＯ3電解液を５０℃でロータリーエバポレーターを使用して丁度沈殿物が生成されるまで濃縮することにより試料を調製した。量は約５０ｃｃであった。追加の電解液を５０℃で加熱しながら結晶が消えるまで加えた。ついで、飽和溶液を密閉した丸底フラスコに２５℃で３週間放置することによって結晶を３週間にわたって成長させた。収量は１ｇであった。ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃７）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）、ラマンスペクトル分析（ラマン試料＃４）及びＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）も得た。
試料＃２：Ｋ2ＣＯ3を９９．９９９％含む比較例。
１３．１３．２ 39Ｋ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル分析
試料をイリノイ州シャンペーンのスペクトルラル・データ・サービス社に送って、テクマグ３６０−１装置上のＤ2Ｏ溶液中で39ＫＮＭＲを実施した。最終的なパルスはＡＴＭ増幅器から発生させた。39ＫＮＭＲ振動数は１６．９５４３ＭＨｚであった。４５°のパルス長に対応する３５μ秒のパルス及び１秒のリサイクル遅延を使用した。窓は±１ｋＨｚであった。スキャン数は１００であった。化学シフトをＫＢｒ（Ｄ2）と０．００ｐｐｍで照合した。オフセットは−１５０．４Ｈｚであった。
１３．１３．３ 結果及び考察
単一強度の39ＫＮＭＲピークが試料＃１及び試料＃２のスペクトルに観察された。結果をピーク指定とともに表４３に示す。出発物質の試料＃２に相対させると試料＃１に対し39ＫＮＭＲ化学シフトが観察され、これは典型的な39ＫＮＭＲ化学シフトと比べて顕著であった。試料＃１のスペクトル中の１つのピークの存在は交換が発生したことを示している。観察されたピークシフトを備えるためには新しいカリウム化合物の存在があった。39ＫＮＭＲ化学シフトは、本発明にしたがい、ヒドリノ水素化カリウムと対応させ同定する。ヒドリノ水素化カリウム化合物についての指定を、ＸＰＳ（ＸＰＳ試料＃７）、ＴＯＦＳＩＭＳ（ＴＯＦＳＩＭＳ試料＃８）、ラマンスペクトル分析（ラマン試料＃４）、質量スペクトル分析（図６３）及びＥＳＩＴＯＦＭＳ（ＥＳＩＴＯＦＭＳ試料＃３）により対応するセクションに述べるように確証した。
Figure 2009161437
以下の発明を提供する。
（１）（ａ）結合エネルギーが、（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きいか、或は(ii)対応する通常の水素種の結合エネルギーが熱エネルギー以下であるか又は負であるために、対応する通常の水素種が不安定であるか又は観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び
（ｂ）１つ以上のその他の元素、
を有することを特徴とする化合物。
（２）前記結合エネルギー増加水素種は、Ｈn、Ｈn -及びＨn +（ｎは１〜３の整数）から成る群から選択されることを特徴とする上記（１）の化合物。
（３）前記結合エネルギー増加水素種は、（ａ）結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きな水素化物イオン、（ｂ）結合エネルギーが約１３．６ｅＶより大きな水素原子、（ｃ）第１結合エネルギーが約１５．５ｅＶより大きな水素分子、及び（ｄ）結合エネルギーが約１６．４ｅＶより大きな分子水素イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（１）の化合物。
（４）前記結合エネルギー増加水素種は、結合エネルギーが約３、７、１１、１７、２３、２９、３６、４３、４９、５５、６１、６６、６９、７１又は７２ｅＶの水素化物イオンであることを特徴とする上記（３）の化合物。
（５）前記結合エネルギー増加水素種は、結合エネルギーが、次式、
Figure 2009161437
 で与えられる水素化物イオンであることを特徴とする上記（４）の化合物。
（６）前記結合エネルギー増加水素種は、
（ａ）結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2(ｐは整数)である水素原子、

（ｂ）結合エネルギーが、ほぼ次の式、
Figure 2009161437
 で与えられる結合エネルギー増加水素化物イオン（Ｈ-）、
（ｃ）結合エネルギー増加水素種Ｈ4 +（１／ｐ）、
（ｄ）結合エネルギーが約２２．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは整数）である結合エネルギー増加水素種トリヒドリノ（Ｔｒｉｈｙｄｒｉｎｏ）分子イオンＨ3 +（１／ｐ）、
（ｅ）結合エネルギーが約１５．５ｅＶ／（１／ｐ）2である結合エネルギー増加水素分子、及び
（ｆ） 結合エネルギーが約１６．４ｅＶ／（１／ｐ）2である結合エネルギー増加水素分子イオン、
から成る群から選択されることを特徴とする上記（１）の化合物。
（７）ｐは２〜２００であることを特徴とする上記（６）の化合物。
（８）前記化合物は、純度が５０原子％以上であることを特徴とする上記（１）の化合物。
（９）前記化合物は、純度が９０原子％以上であることを特徴とする上記（８）の化合物。
（１０）前記化合物は、純度が９８原子％以上であることを特徴とする上記（９）の化合物。
（１１）前記結合エネルギー増加水素種は、負であることを特徴とする上記（１）の化合物。
（１２）前記化合物は、1つ以上のカチオンを含むことを特徴とする上記（１１）の化合物。
（１３）前記カチオンは、プロトン、Ｈ3 +、Ｈ4 +（１／ｐ）、Ｈ3 +（１／ｐ）、又は下記式
Figure 2009161437
 であることを特徴とする上記（１２）の化合物。
（１４）前記その他の元素は、通常の水素原子又は通常の水素分子であることを特徴とする上記（１）の化合物。
（１５）前記化合物は、ＭＨ、ＭＨ2、及びＭ2Ｈ2から成る化学式群から選択される化学式を有しており、Ｍはアルカリカチオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（１６）前記化合物は化学式ＭＨnを有しており、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈは前記結合エネルギー増加水素化物イオン及び前記結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（１７）前記化合物は化学式ＭＨＸを有しており、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは中性原子の1つ、分子、又は負に荷電した一価のアニオン、Ｈは前記結合エネルギー増加水素化物イオン及び前記結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（１８）前記化合物は化学式ＭＨＸを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは前記結合エネルギー増加水素化物イオン及び前記結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（１９）前記化合物は化学式ＭＨＸを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、Ｈは前記結合エネルギー増加水素原子であることを特徴とする上記（３）の化合物。
（２０）前記化合物は化学式Ｍ2ＨＸを有しており、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（２１）前記化合物は化学式ＭＨnを有しており、ｎは１〜５の整数、Ｍはアルカリカチオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２２）前記化合物は化学式Ｍ2Ｈnを有しており、ｎは１〜４の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２３）前記化合物は化学式Ｍ2ＸＨnを有しており、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２４）前記化合物は化学式Ｍ2Ｘ2Ｈnを有しており、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２５）前記化合物は化学式Ｍ2Ｘ3Ｈを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（１）の化合物。
（２６）前記化合物は化学式Ｍ2ＸＨnを有しており、ｎは1又は２、Ｍアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２７）前記化合物は化学式Ｍ2ＸＸ’Ｈを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、Ｘ’は負に荷電した二価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（２８）前記化合物は化学式ＭＭ’Ｈnを有しており、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（２９）前記化合物は化学式ＭＭ’ＸＨnを有しており、ｎは1又は２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは負に荷電した一価のアニオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３０）前記化合物は化学式ＭＭ’ＸＨを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは負に荷電した二価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（３１）前記化合物は化学式ＭＭ’ＸＸ’Ｈを有しており、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘ及びＸ’は負に荷電した一価のアニオン、Ｈは結合エネルギー増加水素化物イオン及び結合エネルギー増加水素原子から成る群から選択されることを特徴とする上記（３）の化合物。
（３２）前記化合物は化学式ＨnＳを有しており、ｎは１又は２、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３３）前記化合物は化学式ＭＸＸ’Ｈnを有しており、ここで、
ｎは１〜５の整数であり、
Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、
Ｘは負に荷電した一価又は二価のアニオンであり、
Ｘ’はＳｉ、Ａｌ、Ｎｉ、遷移元素、内部遷移元素、及び希土類元素から成る群から選択され、そして
前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含む、ことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３４）前記化合物は化学式ＭＡｌＨnを有しており、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３５）前記化合物は化学式ＭＨnを有しており、ここで、 ｎは１〜６の整数であり、
Ｍは遷移元素、内部遷移元素、希土類元素、及びＮｉから成る群から選択され、そして、
前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含む、ことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３６）前記化合物は化学式ＭＮｉＨnを有しており、ここで、 ｎは１〜６の整数であり、
Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン、ケイ素、及びアルミニウムから成る群から選択され、そして、
前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３７）前記化合物は化学式ＭＸＨnを有しており、ここで、 ｎは１〜６の整数であり、
Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン、ケイ素、又はアルミニウムから成る群から選択され、
Ｘは遷移元素、内部遷移元素、及び希土類元素カチオンから成る群から選択され、そして
前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含む、ことを特徴とする上記（１）の化合物。
（３８）前記化合物は化学式ＭＸＡｌＸ’Ｈnを有しており、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ’は負に荷電した一価のアニオン又は負に帯電した二価のアニオンのいずれかであり、そして、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）又は（２）の化合物。
（３９）前記化合物は化学式ＴｉＨnを有しており、ｎは１〜４の整数であり、そして前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４０）前記化合物は化学式Ａｌ2Ｈnを有しており、ｎは１〜４の整数であり、そして前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４１）前記負に帯電した一価のアニオンは、ハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、及び硝酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（１７）、（１８）、（２０）、（２３）、（２４）、（２５）、（２７）、（２９）、（３１）、（３３）又は（３８）の化合物。
（４２）前記負に帯電した二価のアニオンは、炭酸イオン、酸化物及び硫酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（１９）、（２６）、（２７）、（３０）、（３３）又は（３８）の化合物。
（４３）前記化合物は化学式[ＫＨmＫＣＯ3]nを有しており、ｍ及びｎはそれぞれが整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４４）前記化合物は化学式[ＫＨmＫＮＯ3]n +ｎＸ-を有しており、ｍ及びｎはそれぞれが整数であり、Ｘは負に荷電した一価のアニオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈmは１つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４５）前記化合物は化学式[ＫＨＫＮＯ3]nを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈは１つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４６）前記化合物は化学式[ＫＨＫＯＨ]nを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈは１つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４７）前記化合物は化学式[ＭＨmＭ’Ｘ]nを有しており、ｍ及びｎはそれぞれが整数であり、Ｍ及びＭ’はそれぞれがアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、Ｘは負に荷電した一価又は二価のアニオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４８）前記化合物は化学式[ＭＨmＭ’Ｘ’]n +ｎＸ-を有しており、ｍ及びｎはそれぞれが整数であり、Ｍ及びＭ’はそれぞれがアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、Ｘ及びＸ’は負に荷電した一価又は二価のアニオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（４９）前記負に帯電した一価のアニオンは、ハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、及び硝酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（４４）、（４７）又は（４８）の化合物。
（５０）前記負に帯電した二価のアニオンは、炭酸イオン、酸化物及び硫酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（４７）又は（４８）の化合物。
（５１）前記化合物は化学式ＭＸＳｉＸ’Ｈnを有しており、ｎは１又は２、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオン、Ｘ及びＸ’は負に帯電した一価のアニオン又は負に帯電した二価のアニオンのいずれかであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５２）前記化合物は化学式ＭＳｉＨnを有しており、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５３）前記化合物は化学式ＳｉnＨ4nを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ4nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５４）前記化合物は化学式ＳｉnＨ3nを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ3nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５５）前記化合物は化学式ＳｉnＨ3nＯmを有しており、ｎ及びｍは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ3nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５６）前記化合物は化学式ＳｉxＨ4x-2yＯyを有しており、ｘ及びｙはそれぞれ整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ4x-2yは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５７）前記化合物は化学式ＳｉxＨ4xＯyを有しており、ｘ及びｙはそれぞれ整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ4xは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５８）前記化合物は化学式ＳｉnＨ4n・Ｈ2Ｏを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ4nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（５９）前記化合物は化学式ＳｉnＨ2n+2を有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ2n+2は1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６０）前記化合物は化学式ＳｉxＨ2x+2Ｏyを有しており、ｘ及びｙはそれぞれ整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ2x+2は1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６１）前記化合物は化学式ＳｉnＨ4n-2Ｏを有しており、ｎは整数であり、前記化合物の水素含有部Ｈ4n-2は1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６２）前記化合物は化学式ＭＳｉ4nＨ10nＯnを有しており、ｎは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈ10nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６３）前記化合物は化学式ＭＳｉ4nＨ10nＯn+1を有しており、ｎは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈ10nは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６４）前記化合物は化学式ＭqＳｉnＨmＯpを有しており、ｑ、ｎ、ｍ及びｐは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６５）前記化合物は化学式ＭqＳｉnＨmを有しており、ｑ、ｎ及びｍは整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６６）前記化合物は化学式ＳｉnＨmＯpを有しており、ｎ、ｍ及びｐは整数、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６７）前記化合物は化学式ＳｉnＨmを有しており、ｎ及びｍは整数、前記化合物の水素含有部Ｈmは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６８）前記化合物は化学式ＭＳｉＨnを有しており、ｎは１〜８の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（６９）前記化合物は化学式Ｓｉ2Ｈnを有しており、ｎは１〜８の整数、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７０）前記化合物は化学式ＳｉＨnを有しており、ｎは１〜８の整数、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７１）前記化合物は化学式ＳｉＯ2Ｈnを有しており、ｎは１〜６の整数、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７２）前記化合物は化学式ＭＳｉＯ2Ｈnを有しており、ｎは１〜６の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７３）前記化合物は化学式ＭＳｉ2Ｈnを有しており、ｎは１〜１４の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７４）前記化合物は化学式Ｍ2ＳｉＨnを有しており、ｎは１〜８の整数、Ｍはアルカリ又はアルカリ土類カチオンであり、前記化合物の水素含有部Ｈnは1つ以上の前記結合エネルギー増加水素種を含むことを特徴とする上記（１）の化合物。
（７５）前記負に帯電した一価のアニオンは、ハロゲンイオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、及び硝酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（５１）の化合物。
（７６）前記負に帯電した二価のアニオンは、炭酸イオン、酸化物、及び硫酸イオンから成る群から選択されることを特徴とする上記（５１）の化合物。
（７７）前記化合物は、水素含有部が通常の水素だけである対応する通常の化合物の特性とは異なる観察された特性を有し、前記観察された特性は、結合エネルギー増加水素種に依存することを特徴とする上記（１）の化合物。
（７８）前記観察された特性は、化学量論性、熱安定性及び反応性の少なくとも一つであることを特徴とする上記（７７）の化合物。
（７９）（ａ）結合エネルギーが、（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きいか、或は(ii)対応する通常の水素種の結合エネルギーが熱エネルギー以下であるか又は負であるために、対応する通常の水素種が不安定であるか又は観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び
（ｂ）１つ以上のその他の元素、
を有する化合物の調製方法であって、
（ａ）原子状水素を、少なくともｍ／２・２７ｅＶ（ｍは整数）の正味の反応エンタルピーを有する触媒と反応させて、結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは１より大きい整数）である原子状水素を産生する工程、
（ｂ）前記産生された原子状水素を電子と反応させて、結合エネルギーが０．８ｅＶより大きい水素化物イオンを生成する工程、及び、
（ｃ）前記生成された水素化物イオンを１種類以上のカチオンと反応させて、前記化合物を生成する工程、
を有することを特徴とする化合物の調製方法。
（８０）ｍは２〜４００であり、ｐは２〜２００であることを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（８１）プロトンを、結合エネルギー増加水素化物イオンを含む化合物と反応させる工程を有することを特徴とする結合エネルギー増加水素分子の調製方法。
（８２）結合エネルギー増加水素化物イオンを含む化合物を熱的に或いは化学的に分解する工程を有することを特徴とする結合エネルギー増加水素分子の調製方法。
（８３）前記工程（ｂ）は、カソードと、前記生成された原子状水素を還元するための還元物質とを有する電解セル内にて起こり、そして、前記工程（ｂ）は、前記生成された原子状水素を前記カソード或いは前記還元物質と接触させる工程を有することを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（８４）前記工程（ｂ）は、前記生成された原子状水素を還元するための還元物質を有するガスセル内にて起こり、そして、前記工程（ｂ）は、前記生成された原子状水素を前記還元物質と接触させる工程を有することを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（８５）前記工程（ｂ）は、カソードと、プラズマ電子と、前記生成された原子状水素を還元するための還元物質とを有するガス放電セル内にて起こり、そして、前記工程（ｂ）は、前記生成された原子状水素を、前記カソード、前記還元物質又は前記プラズマ電子と接触させる工程を有することを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（８６）前記還元物質は、セルの材料、セルの構成物、又はセルの操作とは無関係の還元物質から成る群から選択されることを特徴とする上記（８３）、（８４）又は（８５）の調製方法。
（８７）前記工程（ｃ）は電解セル内にて起こり、カチオンはセルカソード或いはアノードの酸化種、セルとは無関係の添加された還元物質のカチオン、又はセル内の電解質のカチオンであることを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（８８）前記電解質のカチオンは前記触媒のカチオンであることを特徴とする上記（８７）の調製方法。
（８９）前記工程（ｃ）はガスセル内にて起こり、カチオンはセル材料の酸化種、セルにて原子状水素を生成する分子状水素解離物質のカチオン、セルとは無関係の添加された還元物質のカチオン、又はセル内の触媒のカチオンであることを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（９０）前記工程（ｃ）はガス放電セル内にて起こり、カチオンはセルカソード或いはアノード物質の酸化種、セルとは無関係の添加された還元物質のカチオン、又はセル内の触媒のカチオンであることを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（９１）前記工程（ｃ）はプラズマトーチセル内にて起こり、カチオンはセル材料の酸化種、セルとは無関係の添加された還元物質のカチオン、又はセル内の触媒のカチオンであることを特徴とする上記（７９）の調製方法。
（９２）１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び
１つ以上のその他の元素、
を有することを特徴とするドーパント。
（９３）ドープされていないカソード出発材料とは異なる電圧を有することを特徴とする結合エネルギー増加水素化合物がドープされたドープド熱電子カソード。
（９４）ドープされていないカソード出発材料より高電圧を有することを特徴とする上記（９３）のドープド熱電子カソード。
（９５）ドープされていないカソード出発材料は金属であることを特徴とする上記（９３）のドープド熱電子カソード。
（９６）ドープされていないカソード出発材料は、タングステン、モリブデン、又はこれらの酸化物であることを特徴とする上記（９３）のドープド熱電子カソード。
（９７）前記化合物は結合エネルギー増加水素化物イオンを含むことを特徴とする上記（９３）のドープド熱電子カソード。
（９８）前記金属は、イオン注入、エピタキシ、又は真空蒸着によって結合エネルギー増加水素化物イオンがドープされ、熱電子カソードを形成することを特徴とする上記（９５）のドープド熱電子カソード。
（９９）ドープされていない半導体出発材料に対して変化したバンドギャップを有することを特徴とする結合エネルギー増加水素化合物がドープされた半導体。
（１００）前記ドープされていない半導体出発材料は、通常の半導体、通常のドープされた半導体、又は通常のドーパントであることを特徴とする上記（９９）のドープド半導体。
（１０１）前記半導体、通常のドープされた半導体、又は通常のドーパント出発材料は、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、ヒ素、りん、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、第III族元素、第IV族元素、又は第Ｖ族元素から成る群から選択されることを特徴とする上記（１００）のドープド半導体。
（１０２）前記ドーパント又はドーパント成分は、結合エネルギー増加水素化物イオンを含むことを特徴とする上記（１０１）のドープド半導体。
（１０３）前記半導体又はドーパント出発材料は、イオン注入、エピタキシ、又は真空蒸着によって結合エネルギー増加水素化物イオンがドープされたことを特徴とする上記（１０１）のドープド半導体。
（１０４）結合エネルギーが約０．６５ｅＶとされる１つ以上の結合エネルギー増加水素化合物イオン、及び１つ以上のその他の元素、を有することを特徴とする化合物。
（１０５）結合エネルギーが約０．６５ｅＶの水素化合物イオンを含む結合エネルギー増加水素化合物の調製方法であって、
結合エネルギー増加水素原子を供給する工程、
前記水素原子を第１の還元物質と反応させ、それによって結合エネルギーが０．８ｅＶよりも大きな１つ以上の安定な水素化物イオンと、1つ以上の非反応性原子状水素を生成する工程、
前記非反応性原子状水素を収集し、そして、前記非反応性原子状水素を第２の還元物質と反応させ、それによって結合エネルギーが約０．６５ｅＶである安定な水素化物イオンを生成する工程、及び
前記生成された水素化物イオンを１つ以上のカチオンと反応させ、それによって前記化合物を製造する工程、
の各工程を有することを特徴とする結合エネルギー増加水素化合物の調製方法。
（１０６）前記第１の還元物質は、高い仕事関数又は非反応性原子状水素との正の反応自由エネルギーを有することを特徴とする上記（１０５）の調製方法。
（１０７）前記第１の還元物質は、アルカリまたはアルカリ土類以外の金属であることを特徴とする上記（１０５）の調製方法。
（１０８）前記金属は、タングステンであることを特徴とする上記（１０５）の調製方法。
（１０９）前記第２の還元物質は、アルカリまたはアルカリ土類金属を含むことを特徴とする上記（１０５）の調製方法。
（１１０）前記第２の還元物質は、プラズマを含むことを特徴とする上記（１０５）の調製方法。
（１１１）結合エネルギーが約０．６５ｅＶである水素化物イオンを含む結合エネルギー増加水素化合物をプロトンと反応させ、それによって、第１の結合エネルギーが約８９２８ｅＶである分子状水素を生成する工程を有することを特徴とするエネルギーの爆発的な放出方法。
（１１２）前記プロトンは、酸又は超酸によって供給されることを特徴とする上記（１１１）の方法。
（１１３）前記酸又は超酸は、ＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3、ＨＦとＳｂＦ5との反応生成物、ＨＣｌとＡｌ2Ｃｌ6との反応生成物、Ｈ2ＳＯ3ＦとＳｂＦ5との反応生成物、又はＨ2ＳＯ4とＳＯ2との反応生成物、及びこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする上記（１１２）の方法。
（１１４）前記反応は、前記化合物と前記酸又は超酸との急速な混合によって開始されることを特徴とする上記（１１２）の方法。
（１１５）前記急速な混合は、前記化合物と前記酸又は超酸に近接した通常の爆薬のデトネーションによって達成されることを特徴とする上記（１１４）の方法。
（１１６）結合エネルギーが約０．６５ｅＶである水素化物イオンを含有する結合エネルギー増加水素化合物を熱分解し、それによって第１の結合エネルギーが約８９２８ｅＶである水素分子を生成する工程を有することを特徴とするエネルギーの爆発的な放出方法。
（１１７）前記熱分解工程は、前記化合物に近接した通常の爆薬のデトネーションによって達成されることを特徴とする上記（１１６）の方法。
（１１８）前記熱分解工程は、前記化合物の衝撃加熱によって達成されることを特徴とする上記（１１５）の方法。
（１１９）前記衝撃加熱は、前記化合物を先端に付けた発射体を、衝撃でデトネーションを引起こす条件下で、衝突させることによって達成されることを特徴とする上記（１１７）の方法。
（１２０）少なくとも１つの以下の反応物質、
（１）結合エネルギー増加水素化合物、
（２）結合エネルギー増加水素原子、及び
（３）結合エネルギー増加水素分子、
を熱分解或いは化学的に反応させ、それによって、
（ａ）反応物質結合エネルギー増加水素化合物とは異なる化学量論性を有した結合エネルギー増加水素化合物、
（ｂ）反応物質結合エネルギー増加水素化合物と同じ化学量論性を有するが、反応物質の対応する種より高結合エネルギーを持つ１種類以上の結合エネルギー増加種を含む結合エネルギー増加水素化合物、
（ｃ）結合エネルギー増加水素原子、
（ｄ）反応物質結合エネルギー増加水素分子よりも高結合エネルギーを有する結合エネルギー増加水素分子、又は、
（ｅ）反応物質結合エネルギー水素原子よりも高結合エネルギーを有する結合エネルギー増加水素原子、
の少なくとも１つを生成することを特徴とするエネルギーの放出方法。
（１２１）（ａ）結合エネルギーが、（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きいか、或は(ii)対応する通常の水素種の結合エネルギーが熱エネルギー以下であるか又は負であるために、対応する通常の水素種が不安定であるか又は観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び
（ｂ）１つ以上のその他の元素、
を有する化合物を調製するための反応容器であって、
電子源と、 結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（pは１より大きい整数）である結合エネルギー増加水素原子源と、
を含む容器を備え、それによって、前記電子源からの電子が、前記容器内の前記結合エネルギー増加水素原子源からの結合エネルギー増加水素原子と反応して前記化合物を製造することを特徴とする反応容器。
（１２２）前記結合エネルギー増加水素種は、結合エネルギーが約０．８ｅＶより大きな水素化物イオンであることを特徴とする上記（１２１）の反応容器。
（１２３）前記結合エネルギー増加水素原子源は、電解セル、ガスセル、ガス放電セル、及びプラズマトーチセルから成る群から選択された水素触媒セルであることを特徴とする上記（１２１）又は（１２２）の反応容器。
（１２４）前記水素触媒セルは、
原子状水素源と、
少なくともｍ／２・２７ｅＶ（ｍは整数）の正味の反応エンタルピーを有する１種類以上の固体、溶融、液体、又はガス状の触媒と、
を収容する第２の容器を有し、それによって、前記水素原子が前記第２の容器内の触媒と反応し、結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（pは１より大きい整数）である水素原子を産生することを特徴とする上記（１２３）の反応容器。
（１２５）カソードと、酸化物質として、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び１つ以上のその他の元素を含む化合物を収容したカソード室と、
アノードと、還元物質を収容したアノード室と、そして、
前記カソード室とアノード室との間の回路を完成する塩橋と、
を有することを特徴とするバッテリー。
（１２６）前記結合エネルギー増加水素種は、結合エネルギー増加水素化物イオンを含むことを特徴とする上記（１２５）のバッテリー。
（１２７）前記酸化物質は、カチオンＭ(n-1)+の結合エネルギーが結合エネルギー増加水素化物イオンの結合エネルギー以下であるように１つ以上の結合エネルギー増加水素化物イオンに結合されたカチオンＭn+（ｎは整数）を含むことことを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１２８）前記酸化物質は、カチオンと、前記水素化物イオンが前記カチオンによって酸化されないように選択されたけ結合エネルギー増加水素化物イオンとを含むことを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１２９）前記酸化物質は、化学式Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nによって表され、Ｍn+はカチオン、ｎは整数であり、Ｈ-（１／ｐ）は結合エネルギー水素化物イオンを表しており、ｐは１より大きい整数であり、水素化物イオンは、その結合エネルギーがカチオンＭ(n-1)+の結合エネルギーより大きいように選択されることを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１３０）前記酸化物質は、安定なカチオン−水素化物イオン化合物を含み、前記バッテリーのカソード半反応の還元ポテンシャルは、酸化物質のカチオンと水素化物イオンとの結合エネルギーによって決定されることを特徴とする上記（１２８）のバッテリー。
（１３１）前記酸化物質は、結合エネルギー増加水素化物イオンに結合された結合エネルギー増加水素分子イオンを含む結合エネルギー増加水素化合物であり、前記水素化物イオンは、その結合エネルギーが、還元された結合エネルギー増加水素分子イオンの結合エネルギーより大きいように選択されることを特徴とする上記（１３０）のバッテリー。
（１３２）前記酸化物質は、下記化学式、
Figure 2009161437
 によって表される化合物であり、下記式
Figure 2009161437
 は水素分子イオンを表し、Ｈ-（１／ｐ’）は結合エネルギー増加水素化物イオンを表し、ｐは２、ｐ’は１３、１４、１５、１６、１７、１８、又は１９から成る群から選択されることを特徴とする上記（１３１）のバッテリー。
（１３３）前記酸化物質は、化学式Ｈｅ2+（Ｈ-（１／ｐ））2を有しており、ｐは１１〜２０であることを特徴とする上記（１３０）のバッテリー。
（１３４）前記酸化物質は、化学式Ｆｅ4+（Ｈ-（１／ｐ））4を有しており、ｐは１１〜２０であることを特徴とする上記（１３０）のバッテリー。
（１３５）前記結合エネルギー増加水素化物イオンは、塩橋を経由してカソード室からアノード室へ移動することで、バッテリーの運転中に回路を完成することを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１３６）前記塩橋は、アニオン導電性膜又はアニオン導電体の少なくとも一つを有していることを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１３７）前記塩橋は、ゼオライト、ランタノイドホウ酸塩ＭＢ6（Ｍはランタノイド）、又は、アルカリ土類ホウ酸塩Ｍ’Ｂ6（Ｍ’はアルカリ土類）から形成されることを特徴とする上記（１３６）のバッテリー。
（１３８）前記カソード室は還元された酸化物質を含有し、前記アノード室は酸化された還元物質及び前記アノード室から前記カソード室へと移動して回路を完成することのできるイオンを含有し、それによって前記バッテリーを再充填可能にすることを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１３９）前記移動可能なイオンは、結合エネルギー増加水素化物イオンであることを特徴とする上記（１３８）のバッテリー。
（１４０）酸化物質化合物は、前記バッテリーに電圧を印加することによって生じ得ることを特徴とする上記（１３８）のバッテリー。
（１４１）前記電圧は、１セル当り約１Ｖ〜約１００Ｖであることを特徴とする上記（１４０）のバッテリー。
（１４２）前記酸化物質は、化学式Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nによって表され、Ｈ-（１／ｐ）は結合エネルギー増加水素化物イオンであり、ｐは１より大きい整数、Ｍn+は、カチオンＭ(n-1)+からカチオンＭn+を生成するｎ次のイオン化エネルギーＩＰn（ｎは整数）が水素化物イオンの結合エネルギー以下であるように選択されるカチオンであることを特徴とする上記（１３８）のバッテリー。
（１４３）前記還元された酸化物質は金属鉄であり、前記結合エネルギー増加水素化物イオンを含む酸化された還元物質は、カリウム水素化物（Ｋ+Ｈ-（１／ｐ）であり、Ｈ-（１／ｐ）は前記水素化物イオンを表し、ｐは１より大きい整数であることを特徴とする上記（１３８）のバッテリー。
（１４４）前記還元された酸化物質は、酸化状態（Ｆｅ4+）へと移行して酸化物質（Ｆｅ4+（Ｈ-（ｎ＝１／ｐ））4）を形成する（Ｆｅ）であり、Ｈ-（１／ｐ）は結合エネルギー増加水素化物イオンであり、ｐは１１〜２０の整数であり、そして、前記酸化された還元物質は、酸化状態（Ｋ）へと移行して還元物質金属カリウムを形成する（Ｋ+）であり、水素化物イオンは、適当な電圧を印加したとき前記塩橋を経由して前記アノード室から前記カソード室へと移動することによって回路を完成することを特徴とする上記（１４０）のバッテリー。
（１４５）前記カソード室はカソードとして機能することを特徴とする上記（１２６）のバッテリー。
（１４６）カソードと、
アノードと、
アニオンとして結合エネルギー増加水素化物イオンを有した電解質と、そして
前記電解質を含み前記カソード及びアノードと接触している電解溶液と、
を収容した容器を備えていることを特徴とする結合エネルギー増加水素化合物を調製するための高電圧電解セル。
（１４７）前記セルにて製造される結合エネルギー増加水素化合物は、ジントル相ケイ化物又はシランであり、前記化合物は、アニオン、電解質、又は電解溶液を分解することなく調製されることを特徴とする上記（１４６）の高電圧電解セル。
（１４８）前記結合エネルギー増加水素化物イオンを分解することなく、所望の電圧で運転することができることを特徴とする上記（１４６）の高電圧電解セル。
（１４９）生成された結合エネルギー増加水素化合物は、カチオンＭn+（ｎは整数）を含み、前記結合エネルギー増加水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きい整数）は、その結合エネルギーがカチオンＭ(n-1)+の結合エネルギーよりも大きいように選択されることを特徴とする上記（１４６）の高電圧電解セル。
（１５０）生成された結合エネルギー増加水素化合物は、カチオンＭ(n-1)+からＭn+（ｎは整数）を生成するｎ次のイオン化エネルギーＩＰn（ｎは整数）が結合エネルギー増加水素化物イオンＨ-（１／ｐ）（ｐは１より大きい整数）の結合エネルギー以下であるように選択された電圧で生成されるカチオンを含むことを特徴とする上記（１４６）の高電圧電解セル。
（１５１）生成された結合エネルギー増加水素化合物は、水素化物イオンが所望のカチオンにつき、カチオンによって酸化されないように選択された結合エネルギー増加水素化物イオンを含むことを特徴とする上記（１４６）の高電圧電解セル。
（１５２）前記カチオンはＨｅ2+又はＦｅ4+のいずれかであり、前記結合エネルギー増加水素化物イオンはＨ-（１／ｐ）（ｐは１１〜２０）であることを特徴とする上記（１５１）の高電圧電解セル。
（１５３）結合エネルギー増加水素原子を含む酸化物質の源、
前記酸化物質源と連通したカソード室に収納されたカソード、
アノード室の中のアノード、及び
前記カソード室と前記アノード室との間で回路を完成する塩橋、
を有することを特徴とする燃料電池。
（１５４）前記結合エネルギー増加水素原子は、カソード半反応として反応して結合エネルギー増加水素化物イオンを形成することを特徴とする上記（１５３）の燃料電池。
（１５５）前記酸化物質源は、１つ以上の中性、正、又は負の結合エネルギー増加水素種と、１つ以上のその他の元素とを含む結合エネルギー増加水素化合物であることを特徴とする上記（１５３）の燃料電池。
（１５６）前記結合エネルギー増加水素原子は、結合エネルギー増加水素化合物を熱的に又は化学的に分解することによって酸化物質源からカソードへ供給されることを特徴とする上記（１５５）の燃料電池。
（１５７）前記酸化物質源は、電解セル、ガスセル、ガス放電セル、及びプラズマトーチセルから成る群から選択されることを特徴とする上記（１５３）の燃料電池。
（１５８）前記結合エネルギー増加水素化合物は、カチオンＭ(n-1)+の結合エネルギーが結合エネルギー増加水素化物イオンの結合エネルギー以下であるように結合エネルギー増加水素化合物イオンに結合したカチオンＭn+（ｎは整数）を含むことを特徴とする上記（１５５）の燃料電池。
（１５９）前記酸化物質源は、化学式Ｍn+Ｈ-（１／ｐ）nによって表される結合エネルギー増加水素化合物であり、Ｍn+はカチオン、ｎは整数、Ｈ-（１／ｐ）は結合エネルギー増加水素化物イオンを表し、ｐは１より大きい整数であり、そして、前記水素化物イオンは、その結合エネルギーがカチオンＭ(n-1)+の結合エネルギーより大きいように選択されることを特徴とする上記（１５８）の燃料電池。
（１６０）前記カソード室はカソードであることを特徴とする上記（１５３）の燃料電池。
（１６１）更に、結合エネルギー増加水素化合物を含む燃料を有することを特徴とする上記（１５３）の燃料電池。
（１６２）結合エネルギー増加水素種を、所望の同位体に濃縮された化合物を生成するために、結合エネルギー増加水素種に対して過剰の所望同位体を含み且つ１つ以上の結合エネルギー増加水素種を含む元素同位体混合物と反応させる工程、及び
前記所望の同位体に濃縮された前記化合物を純化する工程、
を有することを特徴とする元素の同位体を分離する方法。
（１６３）結合エネルギー増加水素種を、所望の同位体に濃縮された化合物を生成するために、結合エネルギー増加水素種に対して過剰の所望同位体を含む同位体混合物を有し、且つ、１つ以上の結合エネルギー増加水素種を有した化合物と反応させる工程、及び
前記所望の同位体に濃縮された前記化合物を純化する工程、
を有することを特徴とする１つ以上の化合物中に存在する元素の同位体を分離する方法。
（１６４）結合エネルギー増加水素種を、不所望の同位体に濃縮された化合物を生成するために、結合エネルギー増加水素種に対して過剰の不所望同位体を含み且つ１つ以上の結合エネルギー増加水素種を含む元素同位体混合物と反応させる工程、及び
前記不所望の同位体に濃縮された前記化合物を除去する工程、
を有することを特徴とする元素の同位体を分離する方法。
（１６５）結合エネルギー増加水素種を、不所望の同位体に濃縮された化合物を生成するために、結合エネルギー増加水素種に対して過剰の不所望同位体を含む同位体混合物を有し、且つ１つ以上の結合エネルギー増加水素種を有する化合物と反応させる工程、及び
前記不所望の同位体に濃縮された前記化合物を除去する工程、を有することを特徴とする１つ以上の化合物中に存在する元素の同位体を分離する方法。
（１６６）前記結合エネルギー増加水素種は、結合エネルギー増加水素化物イオンであることを特徴とする上記（１６２）、（１６３）、（１６４）、又は（１６５）のいずれかの項に記載の同位体を分離する方法。

Claims (1)

  1. （ａ）結合エネルギーが、（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーよりも大きいか、或は(ii)対応する通常の水素種の結合エネルギーが熱エネルギー以下であるか又は負であるために、対応する通常の水素種が不安定であるか又は観察されない任意の水素種の結合エネルギーよりも大きい、１つ以上の中性、正、或は負の結合エネルギー増加水素種、及び
    （ｂ）１つ以上のその他の元素、
    を有する化合物の調製方法であって、
    （ａ）原子状水素を、少なくともｍ／２・２７ｅＶ（ｍは整数）の正味の反応エンタルピーを有する触媒と反応させて、結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）2（ｐは１より大きい整数）である原子状水素を産生する工程、
    （ｂ）前記産生された原子状水素を電子と反応させて、結合エネルギーが０．８ｅＶより大きい水素化物イオンを生成する工程、及び、
    （ｃ）前記生成された水素化物イオンを１種類以上のカチオンと反応させて、前記化合物を生成する工程、
    を有することを特徴とする化合物の調製方法。
JP2009048666A 1997-07-22 2009-03-02 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途 Pending JP2009161437A (ja)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5337897P 1997-07-22 1997-07-22
US60/053,378 1997-07-22
US6891397P 1997-12-29 1997-12-29
US60/068,913 1997-12-29
US929498A 1998-01-20 1998-01-20
US09/009,294 1998-01-20
US7400698P 1998-02-09 1998-02-09
US60/074,006 1998-02-09
US8064798P 1998-04-03 1998-04-03
US60/080,647 1998-04-03

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000504617A Division JP2001511429A (ja) 1997-07-22 1998-07-07 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009161437A true JP2009161437A (ja) 2009-07-23

Family

ID=27533332

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000504617A Pending JP2001511429A (ja) 1997-07-22 1998-07-07 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途
JP2009048666A Pending JP2009161437A (ja) 1997-07-22 2009-03-02 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000504617A Pending JP2001511429A (ja) 1997-07-22 1998-07-07 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途

Country Status (18)

Country Link
US (4) US20110104034A1 (ja)
EP (1) EP1031169A4 (ja)
JP (2) JP2001511429A (ja)
KR (2) KR20010022167A (ja)
CN (1) CN100466342C (ja)
AP (1) AP1525A (ja)
AU (1) AU736160B2 (ja)
BR (1) BR9811027A (ja)
CA (1) CA2293642C (ja)
EA (1) EA002888B1 (ja)
HK (1) HK1027909A1 (ja)
HU (1) HUP0004319A3 (ja)
ID (1) ID24377A (ja)
IL (1) IL134131A (ja)
OA (1) OA11311A (ja)
TW (1) TW593148B (ja)
UA (1) UA73075C2 (ja)
WO (1) WO1999005735A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017521827A (ja) * 2014-06-23 2017-08-03 ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ 流体含分が少なく、寿命が向上した薄膜バッテリー
US10566584B2 (en) 2014-06-23 2020-02-18 Schott Ag Electrical storage system with a sheet-like discrete element, sheet-like discrete element, method for producing same, and use thereof
US10673025B2 (en) 2014-12-01 2020-06-02 Schott Ag Electrical storage system comprising a sheet-type discrete element, discrete sheet-type element, method for the production thereof, and use thereof
KR102541231B1 (ko) * 2022-03-03 2023-06-14 신상용 지문 타입 패널 적층 구조를 갖는 수소 활성화/이온화 촉진장치

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL140956A0 (en) * 1998-08-03 2002-02-10 Mills Randell L Inorganic hydrogen and hydrogen polymer compounds and applications thereof
AU2002318885B2 (en) * 1998-08-03 2004-12-23 Randell L. Mills Inorganic Hydrogen and Hydrogen Polymer Compounds and Applications Thereof
US7188033B2 (en) 2003-07-21 2007-03-06 Blacklight Power Incorporated Method and system of computing and rendering the nature of the chemical bond of hydrogen-type molecules and molecular ions
GB2422718A (en) 2003-10-24 2006-08-02 Blacklight Power Inc Novel molecular hydrogen gas laser
WO2005116630A2 (en) 2004-05-17 2005-12-08 Blacklight Power, Inc. Method and system of computing and rendering the nature of the excited electronic states of atoms and atomic ions
DE102006034885A1 (de) 2006-07-25 2008-08-07 Daimlerchrysler Ag Wasserstoff- und Energiegewinnung durch thermische Umsetzung von Silanen
DE102006039869A1 (de) * 2006-08-03 2008-02-21 Daimler Ag Verfahren zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit Wasserstoff mittels Silanen oder Polysilanen
US9739422B2 (en) 2007-09-18 2017-08-22 Paul H. Smith, Jr. Hydrogen energy systems
US9123925B2 (en) * 2007-09-18 2015-09-01 Paul H. Smith, Jr. Hydrogen energy systems
SG10201510821PA (en) * 2008-07-30 2016-02-26 Blacklight Power Inc Heterogeneous hydrogen-catalyst reactor
US8082890B2 (en) * 2008-11-25 2011-12-27 Common Sense Technologies, LLC Method and apparatus for efficient generation of hydrogen
CA2746895C (en) * 2008-12-23 2015-11-24 Societe Bic. Hydrogen generator with aerogel catalyst
US8172928B2 (en) * 2009-01-15 2012-05-08 Honeywell International Inc. Fuel source for electrochemical cell
CN102549836A (zh) * 2009-08-07 2012-07-04 布莱克光电有限公司 多相氢-催化剂动力系统
EP3595066A3 (en) * 2010-03-18 2020-04-01 Blacklight Power, Inc. Electrochemical hydrogen-catalyst power system
TWI456828B (zh) * 2010-12-14 2014-10-11 Univ Nat Pingtung Sci & Tech 調控溫度之鋅空氣燃料電池裝置
TWI427856B (zh) * 2010-12-14 2014-02-21 Univ Nat Pingtung Sci & Tech 調控電解液之鋅空氣燃料電池裝置及其鋅空氣燃料電池單元
EP4181241A1 (en) * 2011-04-05 2023-05-17 Brilliant Light Power, Inc. H20 - based electrochemical hydrogen - catalyst power system
CN102709139B (zh) * 2012-05-23 2014-09-17 四川大学 一种用于输出单原子氢离子束的场发射离子源
KR101359333B1 (ko) * 2012-08-31 2014-02-12 한국전기연구원 다중 전극 셀 테스트 장치
US10790403B1 (en) 2013-03-14 2020-09-29 nVizix LLC Microfabricated vacuum photodiode arrays for solar power
ES2922848T3 (es) * 2013-09-05 2022-09-20 Penn State Res Found Bioelastómeros y aplicaciones de los mismos
CN106414312B (zh) * 2013-11-20 2018-10-12 辉光能源公司 动力生成系统和与该系统有关的方法
CN104759753B (zh) * 2015-03-30 2016-08-31 江苏大学 多系统自动化协调工作提高激光诱导空化强化的方法
US10920982B2 (en) * 2015-09-28 2021-02-16 Schlumberger Technology Corporation Burner monitoring and control systems
CN106673930A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 北京卫星环境工程研究所 碱性金属或其氢化物在低地球轨道作为化学推进剂的应用
US10300551B2 (en) 2016-11-14 2019-05-28 Matthew Fagan Metal analyzing plasma CNC cutting machine and associated methods
WO2021014706A1 (ja) * 2019-07-23 2021-01-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 薄膜の製造方法及び積層体
CN111595234B (zh) * 2020-04-24 2021-08-24 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种输电塔结构杆材屈服智能诊断装置及方法
US11450443B1 (en) * 2021-03-16 2022-09-20 Austin Lo Structured plasma cell energy converter for a nuclear reactor
CN114927253A (zh) * 2022-03-29 2022-08-19 哈尔滨工程大学 一种碳酸盐溶液溶解处理铀氧化物或乏燃料氧化物的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3300345A (en) * 1964-09-03 1967-01-24 Jr Ernest H Lyons Electrolytic cell for producing electricity and method of operating the cell
US3359422A (en) * 1954-10-28 1967-12-19 Gen Electric Arc discharge atomic particle source for the production of neutrons
US3377265A (en) * 1964-11-16 1968-04-09 Mobil Oil Corp Electrochemical electrode
US4265720A (en) * 1978-12-21 1981-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Storage material for hydrogen
US4353871A (en) * 1979-05-10 1982-10-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Hydrogen isotope separation
US4512966A (en) * 1983-12-02 1985-04-23 Ethyl Corporation Hydride production at moderate pressure
US4986887A (en) * 1989-03-31 1991-01-22 Sankar Das Gupta Process and apparatus for generating high density hydrogen in a matrix
JP2008275596A (ja) * 1993-06-11 2008-11-13 Black Light Power Inc エネルギー／物質変換方法及び構造

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1001589A (en) * 1907-10-12 1911-08-22 Henry Stafford Hatfield Electrolytic cell.
US2708656A (en) * 1944-12-19 1955-05-17 Fermi Enrico Neutronic reactor
US3816192A (en) * 1960-12-12 1974-06-11 Dow Chemical Co A process for preparing lithium aluminum hydride-aluminum hydride complexes
NL132907C (ja) * 1961-05-08 1900-01-01
BE619871A (ja) * 1961-07-06
US3448035A (en) * 1966-01-25 1969-06-03 Milton Roy Co Activated surfaces useful in the production of hydrogen
CH495060A (de) * 1967-05-02 1970-08-15 Battelle Memorial Inst Interna Akkumulator-Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff und Verfahren zu deren Herstellung
US3835019A (en) * 1969-03-06 1974-09-10 California Inst Of Techn Combined electrolytic hydrogen gas separator and generator for gas chromatographic systems
US3701632A (en) * 1970-03-05 1972-10-31 California Inst Of Techn Vapor phase detectors
US3755128A (en) * 1970-09-15 1973-08-28 Isotopes Inc Electrolysis system and method
US3814192A (en) * 1972-10-27 1974-06-04 Bell Telephone Labor Inc Apparatus for launching a soil burrowing mole
US3917520A (en) * 1974-11-20 1975-11-04 United Technologies Corp Electrolysis cell system and process for generating hydrogen and oxygen
US4155712A (en) * 1976-04-12 1979-05-22 Taschek Walter G Miniature hydrogen generator
US4098962A (en) * 1977-04-14 1978-07-04 Yardney Electric Corporation Metal-hydrogen secondary battery system
DE2804445A1 (de) * 1978-02-02 1979-08-09 Studiengesellschaft Kohle Mbh Verfahren zur herstellung von magnesiumhydriden
DE2806984C3 (de) * 1978-02-18 1980-09-25 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich Verfahren zum Herstellen von Wasserstoff und Sauerstoff sowie eine Elektrolysezelle zur Durchführung dieses Verfahrens
EP0055134B1 (en) * 1980-12-22 1986-04-02 Francois Patrick Cornish Hydrogen supply unit
DE3032712A1 (de) * 1980-08-30 1982-04-08 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Anzuendmittel mit verstaerkerladung
US4337126A (en) * 1980-10-27 1982-06-29 Diamond Shamrock Corporation Electrolysis of carbonates to produce hydroxides
US4327071A (en) * 1981-05-07 1982-04-27 Mine Safety Appliances Company Method of preparing potassium hydride
JPS6022070B2 (ja) * 1981-09-22 1985-05-30 ペルメレツク電極株式会社 酸性溶液電解用陰極及びその製造方法
FR2517663B1 (fr) * 1981-12-09 1985-08-09 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de traitement d'effluents aqueux contenant de l'eau tritiee, electrode utilisable dans un tel dispositif et son procede de preparation
US4737249A (en) * 1982-03-15 1988-04-12 Inco Alloys International, Inc. Electrolytic production of hydrogen
DE3216391A1 (de) * 1982-05-03 1983-11-03 Veba Oel AG, 4660 Gelsenkirchen-Buer Verfahren zur durchfuehrung chemischer reaktionen
US4488490A (en) * 1983-08-29 1984-12-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Percussion initiated spotting charge
US4923770A (en) * 1985-03-29 1990-05-08 The Standard Oil Company Amorphous metal alloy compositions for reversible hydrogen storage and electrodes made therefrom
DE3606316A1 (de) * 1986-02-27 1987-09-03 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren und vorrichtung zur dekontamination des abgases des brennstoffkreislaufs eines fusionsreaktors von tritium und/oder deuterium in chemisch gebundener form enthaltenden abgas-bestandteilen
US4694755A (en) * 1986-04-09 1987-09-22 Esperanza Y Cia, S.A. Shell for firing practice
US4808286A (en) * 1987-03-23 1989-02-28 Angelo Ii J F Apparatus and method for maximizing production of heat, gas, and electricity through the acceleration of hydrogen dissociation
US4968395A (en) * 1989-06-21 1990-11-06 Richard Pavelle Method and apparatus for increasing catalytic efficiency of electrodes
US5215729A (en) * 1990-06-22 1993-06-01 Buxbaum Robert E Composite metal membrane for hydrogen extraction
US6444137B1 (en) * 1990-07-31 2002-09-03 Applied Materials, Inc. Method for processing substrates using gaseous silicon scavenger
US5888414A (en) * 1991-06-27 1999-03-30 Applied Materials, Inc. Plasma reactor and processes using RF inductive coupling and scavenger temperature control
US5273635A (en) * 1992-06-04 1993-12-28 Thermacore, Inc. Electrolytic heater
US5318675A (en) * 1993-07-20 1994-06-07 Patterson James A Method for electrolysis of water to form metal hydride
US5372688A (en) * 1993-07-20 1994-12-13 Patterson; James A. System for electrolysis of liquid electrolyte
US5883005A (en) * 1994-03-25 1999-03-16 California Institute Of Technology Semiconductor etching by hyperthermal neutral beams
US5838760A (en) * 1995-01-12 1998-11-17 Kenneth G. Moses Method and apparatus for product x-radiation
US5593640A (en) * 1995-06-07 1997-01-14 Ball Corporation Portable hydrogen generator
AU1952397A (en) * 1996-01-23 1997-08-20 Malibu Research Associates, Inc. Dynamic plasma driven antenna
US6024935A (en) * 1996-01-26 2000-02-15 Blacklight Power, Inc. Lower-energy hydrogen methods and structures
US5789744A (en) * 1996-04-26 1998-08-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for the production of atomic ion species from plasma ion sources
US5969470A (en) * 1996-11-08 1999-10-19 Veeco Instruments, Inc. Charged particle source
US6151532A (en) * 1998-03-03 2000-11-21 Lam Research Corporation Method and apparatus for predicting plasma-process surface profiles
US6149829A (en) * 1998-03-17 2000-11-21 James W. Mitzel Plasma surface treatment method and resulting device
US6064154A (en) * 1998-06-10 2000-05-16 Raytheon Company Magnetron tuning using plasmas
KR100315123B1 (ko) * 2000-01-10 2001-11-29 김순택 전자빔 장치용 음극 물질
US6285254B1 (en) * 2000-01-14 2001-09-04 Teledyne Technologies Incorporated System and method for linearizing vacuum electronic amplification
US6690705B2 (en) * 2001-11-09 2004-02-10 Vector Enery Corporation Method and apparatus for excitation of chemical bonds
WO2003066516A2 (en) * 2001-11-14 2003-08-14 Blacklight Power, Inc. Hydrogen power, plasma, and reactor for lasing, and power conversion
US20040095705A1 (en) * 2001-11-28 2004-05-20 Mills Randell L. Plasma-to-electric power conversion
US20030129117A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-10 Mills Randell L. Synthesis and characterization of a highly stable amorphous silicon hydride as the product of a catalytic hydrogen plasma reaction
US20040118348A1 (en) * 2002-03-07 2004-06-24 Mills Randell L.. Microwave power cell, chemical reactor, and power converter
US20050202173A1 (en) * 2002-05-01 2005-09-15 Mills Randell L. Diamond synthesis
US7188033B2 (en) * 2003-07-21 2007-03-06 Blacklight Power Incorporated Method and system of computing and rendering the nature of the chemical bond of hydrogen-type molecules and molecular ions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3359422A (en) * 1954-10-28 1967-12-19 Gen Electric Arc discharge atomic particle source for the production of neutrons
US3300345A (en) * 1964-09-03 1967-01-24 Jr Ernest H Lyons Electrolytic cell for producing electricity and method of operating the cell
US3377265A (en) * 1964-11-16 1968-04-09 Mobil Oil Corp Electrochemical electrode
US4265720A (en) * 1978-12-21 1981-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Storage material for hydrogen
US4353871A (en) * 1979-05-10 1982-10-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Hydrogen isotope separation
US4512966A (en) * 1983-12-02 1985-04-23 Ethyl Corporation Hydride production at moderate pressure
US4986887A (en) * 1989-03-31 1991-01-22 Sankar Das Gupta Process and apparatus for generating high density hydrogen in a matrix
JP2008275596A (ja) * 1993-06-11 2008-11-13 Black Light Power Inc エネルギー／物質変換方法及び構造

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017521827A (ja) * 2014-06-23 2017-08-03 ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ 流体含分が少なく、寿命が向上した薄膜バッテリー
US10566584B2 (en) 2014-06-23 2020-02-18 Schott Ag Electrical storage system with a sheet-like discrete element, sheet-like discrete element, method for producing same, and use thereof
US10673025B2 (en) 2014-12-01 2020-06-02 Schott Ag Electrical storage system comprising a sheet-type discrete element, discrete sheet-type element, method for the production thereof, and use thereof
KR102541231B1 (ko) * 2022-03-03 2023-06-14 신상용 지문 타입 패널 적층 구조를 갖는 수소 활성화/이온화 촉진장치
WO2023167524A1 (ko) * 2022-03-03 2023-09-07 신상용 지문 타입 패널 적층 구조를 갖는 수소 활성화/이온화 촉진장치

Also Published As

Publication number Publication date
TW593148B (en) 2004-06-21
EP1031169A4 (en) 2000-10-18
US20090246112A1 (en) 2009-10-01
HK1027909A1 (en) 2001-01-23
CN100466342C (zh) 2009-03-04
IL134131A0 (en) 2001-04-30
EA200000148A1 (ru) 2000-12-25
AU736160B2 (en) 2001-07-26
CA2293642A1 (en) 1999-02-04
KR20010022165A (ko) 2001-03-15
HUP0004319A2 (hu) 2001-09-28
EA002888B1 (ru) 2002-10-31
IL134131A (en) 2005-08-31
AP2000001731A0 (en) 2000-03-31
UA73075C2 (uk) 2005-06-15
AP1525A (en) 2006-01-03
KR100604483B1 (ko) 2006-07-25
HUP0004319A3 (en) 2002-07-29
US20090130016A1 (en) 2009-05-21
CN1265230A (zh) 2000-08-30
AU8477298A (en) 1999-02-16
KR20010022167A (ko) 2001-03-15
ID24377A (id) 2000-07-13
OA11311A (en) 2003-10-27
US20110104034A1 (en) 2011-05-05
WO1999005735A1 (en) 1999-02-04
BR9811027A (pt) 2000-08-29
US20090136853A1 (en) 2009-05-28
JP2001511429A (ja) 2001-08-14
EP1031169A1 (en) 2000-08-30
CA2293642C (en) 2006-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009161437A (ja) 無機水素化合物、分離方法及び燃料用途
US20090148731A1 (en) Hydride battery and fuel cell
US20090123356A1 (en) Inorganic hydrogen compounds
US20090162709A1 (en) Inorganic-hydrogen-polymer and hydrogen-polymer compounds and applications thereof
US20190389723A1 (en) Hydrogen-catalyst reactor
JP2018027888A (ja) 水素触媒反応器
JP2019071276A (ja) Ｈ２ｏベース電気化学的水素−触媒パワーシステム
US20090142257A1 (en) Inorganic hydrogen compounds and applications thereof
US20090129992A1 (en) Reactor for Preparing Hydrogen Compounds
JP2015071536A5 (ja)
US20090148729A1 (en) Inorganic-hydrogen-polymer and hydrogen-polymer compounds and applications thereof
Mills Novel hydrogen compounds from a potassium carbonate electrolytic cell
Mills et al. Catalyst induced hydrino transition (CIHT) electrochemical cell
KR20060120033A (ko) 수소 저장 조성물 및 이것의 제조 방법
AU2002318885B2 (en) Inorganic Hydrogen and Hydrogen Polymer Compounds and Applications Thereof
Heller Boron and oxygen
Maschhoff et al. Reactions of evaporated lithium films on oxide and glass surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090515

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120704