JP2009505904A - 電力デバイスおよび酸素生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、NASA契約番号NNT04AA02Cの下の米国政府の機関との契約の下で、行われた。米国政府は、本発明に権利を有する。
本出願は、以下の出願に対する優先権を主張し、かつこれらの教示および開示を拡大する:仮特許出願第60/358,448号「Development of Photolytic Pulmonary Gas Exchange」(Bruce Monzykら,2002年2月20日出願);仮特許出願第60/388,977号「Photolytic Artificial Lung」(Bruce Monzykら,2002年6月14日出願);仮特許出願第60/393,049号「Photolytic Oxygenator with Carbon Dioxide Fixation and Separation」(Bruce Monzykら,2002年6月20日出願);およびPCT出願第PCT/US02/24277号「Photolytic Oxygenator with Carbon Dioxide Fixation and Separation」(Bruce Monzykら,2002年8月1日出願);仮特許出願第60/404,978号「Photolytic Oxygenator with Carbon Dioxide and/or Hydrogen Separation and Fixation」(Bruce Monzykら,2002年8月21日出願);PCT出願第PCT/US2003/026012号「Photolytic Oxygenator with Carbon Dioxide and/or Hydrogen Separation and Fixation」(Bruce Monzykら,2003年8月21日出願);および仮特許出願第60/713,079号「Closed Loop Oxygen Generation and Fuel Cell」(Paul E. George IIら,2005年8月31日出願)。
本発明は、典型的にはC、HおよびOの質量(mass)を再利用し、プロセスのためのエネルギーが外部から供給される燃料生成/再生システムと一体型の小型電源システムに関する。本発明の好ましい形式では、光分解誘導型電気化学的(PDEC)デバイスにより、二酸化炭素から炭素、および水から水素を固定しながら同時に水からの酸素生成が行なわれて燃料(最も好ましくは、燃料電池またはロケットエンジン用)とし得、そしてカロリー食品として価値のあるものにし得る。CO2およびH2O供給源は、限られた空間内の呼吸雰囲気および/または燃料電池の排気装置からの分離によって誘導される。
該して、PDEC技術では、光分解エネルギーが直接(PVとは異なり)、限られた空間内でCO2が加工処理され、酸素が再生され得る電気化学的反応を誘導するために使用される。典型的な利点としては、量子効率の増大、軽量、小型が挙げられる。月および火星上の資源はひどく限られているが、光子は豊富である。太陽光エネルギーは、28日間の月の日中のうち14日で利用可能であり、月の夜間および火星において電灯を用いて生成され得る。PDECの適用用途としては、宇宙船、月面居住環境モジュールおよび宇宙服に使用され、有意義な利益(例えば、質量の低減、体積の低減、動力の低減など)を有し、より容易に拡大縮小可能なモジュール式空気再生システム、ならびにシステム間で共有され得るモジュール式構成要素が挙げられる。また、該システムにより、月および火星の探査のための「ロジスティックス(logistics)列車(train)」が大きく単純化され得る。
A.人間の居住地のための密閉空間を提供すること;
B.CO2および/またはH2O(ここで、該CO2および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を、化学薬品、燃料、食糧、オキシダントの1種類以上および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に光分解により変換し、少なくとも一部を該密閉空間に供給すること;
C.工程Bの生成物の少なくとも1種類からエネルギーを生成させること;ならびに
D.エネルギー生成および/または呼吸で消費された反応体を工程Bに再利用すること
を含む、密閉空間内に人間の居住地を提供するための方法を含む。典型的には、該方法は、少なくとも一部が以下:居住者の呼吸、燃料電池の排気ガスおよび改質装置から放出されるガスの1種類以上に由来するものである工程BのCO2および/またはH2Oを含む。工程Bの生成物としては、以下:酸素含有炭化水素、炭化水素、炭水化物、オリゴマー、ポリマー、水素、酸素、炭素、パラホルムアルデヒド、および化学薬品の中間体;エチレンおよび/またはメタン;ホルムアルデヒド、トリオキサンあるいは糖の1種類以上が挙げられ得る。C5は、C6糖への転化のために供給され得る。11.エネルギーおよび反応体を密閉空間に供給するための方法は、
A.密閉空間を提供すること;
B.CO2および/またはH2O(ここで、該CO2および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を、化学薬品、燃料、食糧、オキシダントの1種類以上および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に光分解により変換し、少なくとも一部を該密閉空間に供給すること;
C.工程Bの生成物の少なくとも1種類からエネルギーを生成させること;ならびに
D.エネルギー生成で消費された反応体を工程Bに再利用すること
を含む。
A.人間の居住地のための密閉空間を提供する工程;
B.オキシダント、電子/電流および水素イオンを光分解により供給する工程、
C.これらの電子および水素イオンを、CO2、化学的に酸化された有機もしくは無機化合物および/またはH2O(ここで、該CO2、化学的に酸化された有機および/または無機化合物および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を化学薬品、燃料、食糧、オキシダントの1種類以上、化学的に還元された有機もしくは無機化合物(1種類もしくは複数種)および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に変換するために使用する工程;
D.工程Bおよび/またはCの生成物の1種類以上からエネルギーを生成させる工程;ならびに
E.エネルギー生成および/または人間の呼吸からの排気物質を工程Bに再利用する工程
により、密閉空間内において電源を提供し、人間の呼吸雰囲気を維持するための方法を提供する。典型的には、還元された無機化合物は、
水、
N2、
Fe(II)、Pb(II)、Mn(II)、V(III)、Ce(III)、Cr(III)、Tl(I)、Hg(I)22+、Cu(I)、
V(IV)O2+イオン、V(V)O2+イオンおよび/または他の金属イオン、例えば、オキソ含有イオン、単独、水和(aquated)、キレートまたは錯体の状態のもの、
硫酸イオン、亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン、亜ジチオン酸イオン、硫化物イオンおよび/またはイオウもしくはS含有過酸化物の他の還元形態
ホウ酸イオン、水素化ホウ素、シアノボロヒドリドおよび/またはホウ素もしくはB含有過酸化物の他の還元形態
銀、ニッケル、銅、金、鉄、カドミウム、鉛、亜鉛、マンガンもしくは他の金属、または金属混合物、
アンモニア、アンモニウムイオン、シアン化水素、ヒドロキシルアミン、
過酸化水素もしくは金属過酸化物、
臭素酸イオン、
MnO2、ZnO、InSnO(ITO)、As2O3、マンガン酸塩、FeO、PbO、SnO、ならびに他のレドックス活性固体金属およびメタロイド酸化物
次亜塩素酸、ヨウ素酸イオン、I2、ヒドラジン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、亜塩素酸、塩素酸イオン、
N2O、N2O4、H2N2O2、亜硝酸、NO、
元素のイオウ(S、S8)、元素のリン(P、P4)、次亜リン酸イオン、ホスホン酸(phosponate)イオン、ホスフィン(PH3)およびホスフィン誘導体、
フェロシアン化物
など、ならびにこれらの物質の混合物
の1種類以上である。
過酸化水素、
Fe(II、III、VI)、Pb(IV)、Mn(III、IV、V、VI)、V(IV、V)、Ce(IV)、Cr(VI)、Tl(III)、Hg(II)、Cu(I、II)、Ag(I、II)、Ni(II、III、IV)、Au(I、III)、Cd(II)、Zn(II)、V(IV)O2+イオン、V(V)O2+イオンおよび/または他の金属イオン、例えば、オキソ含有イオン、ハロゲン化物錯体、疑ハロゲン化物錯体、水酸化物錯体、単独、水和、配位子とのキレートまたは錯体の状態のもの、
過硫酸イオンおよび/またはイオウの他の酸化形態もしくはS含有過酸化物
過ホウ酸イオンおよび/またはホウ素の他の酸化形態もしくはB含有過酸化物
ヒドロキシルアミン、亜硝酸イオン、硝酸イオン、シアン、H2N2O2、N2O4、亜硝酸、硝酸、
過酸化水素または金属過酸化物、例えば過酸化バリウムなど、
MnO2、ZnO、InSnO(ITO)、As2O5、過マンガン酸塩(MnO4−)、Fe3O4、
KOH/K2FeO4ブレンド、LiOH/Li2FeO4ブレンド、アルカリおよび/またはアルカリ土類イオンを含む鉄酸塩(VI)の他のブレンド、PbO2、SnO2、ならびに他のレドックス活性固体金属およびメタロイド酸化物
臭素酸イオン、次亜塩素酸、過ヨウ素酸イオン、I2、Br2、亜塩素酸、塩素酸(clorate)イオン、ホスホン酸イオン
N20、N2O4、H2N2O2、亜硝酸、NO、
フェリシアン化物イオン
など、ならびに全体として中性電荷の物質に必要とされる任意の金属イオンまたは水素イオンまたは酸化物/水酸化物イオンとのこれらの物質の混合物
の1種類以上である。
A.光を吸収し、酸化を行なう光アノード;およびカソードを備え、任意選択でセパレータまたは膜によって分離され、アノードおよびカソード室が形成されたPDECセル;ならびに
b.その排気装置がPDECセルに連結され、排気水がアノード側に流れ、酸化された燃料または消費された燃料が装置のカソード側に流れる燃料電池
を含む、燃料再生および酸素生成のための装置を提供する。
A.流入口および流出口ならびに光アノードおよびカソードを有し、任意選択でセパレータまたは膜によって分離され、アノードおよびカソード室が形成されたPDECセル;ここで、カソードはガスに対して透過性である;ならびに
B.PDECセルに連結された燃料電池、ここで、消費された燃料は再生のためにPDECセルに送られる
を含む燃料再生のための装置を含む。一部のある実施形態において、燃料電池の排気装置とPDECセルの間に酸化された燃料のためのガスセパレータが存在し、ここで、塩基性物質がガス状の消費された燃料と接触される。
B.チャンバ内の光触媒スラリー
を含む、光分解エネルギーを用いた消費された燃料の再生のための装置を含む。該装置は、
C.燃料電池、任意選択でPDECセルと該燃料電池の間にガス燃料排気セパレータを有し、該燃料電池の流出口がPDECセルの流入口に連結されている、
を含むものであり得る。
限られた環境内で、エネルギー{光(太陽光、電灯、レーザー)、風、水力発電など}以外の環境とのとの相互作用なしでの少なくともC、HおよびOの質量の保存(「原子収支」)のための一体型システムを含む。本発明の一態様は、限られた環境内で、光エネルギー以外の環境との相互作用なしでのC、HおよびOの質量の保存のための一体型システムであって、保存された物質が再利用されたものであり、食糧または燃料である一体型システムを提供する。
本発明は、人間による月および火星の探査、限られたまたは隔離された場所内での工業的作業(例えば、採鉱など)、汚れた空気環境内での公共サービス(例えば、建造物および森林の消火活動など)、ならびに救助における使用のための可能性、および水中活動、例えば、潜水型救助舟艇などにおける使用のための可能性を提供する3つの技術の特異な一体化を提供する。第1の技術である光分解誘導型電気化学的(光分解誘導型Electro−Chemistry)(PDEC)技術は、閉環境内、例えば、限られた作業空間、例えば、宇宙船、月および火星の施設および移動手段、潜水艦、水中救助舟艇ならびに消火活動および救助、採鉱事故のための個人用呼吸デバイス、水中での個人用呼吸デバイス、ロボット型航空機などにおいて、燃料電池、ロケット推進のための酸素(O2)再生、または呼吸雰囲気の維持および二酸化炭素(CO2)の管理を必要とする任意の適用用途に対する有望性を示す。燃料電池技術と組み合わせたPDEC技術は、特に、限られた環境、広範な適用用途、例えば、ロボット型航空機、宇宙服、宇宙船、潜水艦、航空機、採鉱環境、戦場用の車両のための小型エネルギーシステムおよび緊急事態の対応者のための携帯用呼吸システムなどのための次の生命維持システム作製の基盤となり得る。PDECには、燃料槽の少なくとも(a least)一部または大きさおよび燃料補給する必要性を削減するために光分解的動力供給型燃料再生が使用され、それにより、長期間にわたって評価した場合、システム出力密度において相当な増大が達成されるか、または小型もしくは軽量デバイスが得られる。
月面建造物の材料およびエネルギー要件
図1は、月面、火星表面または惑星間宇宙船の居住環境およびこれらまたは他の適用用途、例えば、潜水艦、航空機、地下採鉱などに有用と思われる補給基地の一実施形態の模式図を示す。一例として、月または火星の表面に適用された場合、重要な特徴は、主要居住環境内での生命維持および可動式デバイス(例えば、地球輸送への表面の一部としての軌道に対する表面)の支持である。地球から月面への輸送の中心的な要件は、科学的なサポートシステムに加えて、特別な形態での不可欠なエネルギー(乗組員のための食糧および水、乗組員のための酸素ならびに表面および軌道輸送のための特殊化された燃料)である。エネルギーは、月面上では日光の形態で利用可能である。本明細書に開示したPDEC/燃料電池の実施形態の目的の1つは、輸送された特別な形態のエネルギーを、少なくとも一部、現場エネルギーで置き換えること、および暗期間中での使用のためのエネルギーの効率的な貯蔵を提供することである。後述するように、PDECシステムにより、炭素含有分子をより高エネルギーレベルに効率的に再構成すること;例えば、二酸化炭素を単純な炭化水素、例えば、メタノール、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、エタノールなどに変換することが可能になる(表1)。マイクロ技術化学的加工処理技術の進歩によって可能になったさらなる特殊化された化学合成により、現位置での燃料の加工処理がさらに増強され得る。したがって、PDECシステムは、主要居住環境内の大気清浄化と、特殊化されたエネルギー要件(例えば、燃料電池に動力供給される表面輸送)との間のブリッジとみなされ得る。また、PDECシステムは、主要居住環境に日が当たらない場合、月の日中のその部分の間、燃料電池発電装置における使用のための太陽光エネルギーを保存するための手段をもたらす。PDECシステムはまた、より高いエネルギー密度を有するものであり得るさらなる燃料品質向上(例えば、灯油様燃料に)のための第1段階の投入が行なわれ、それにより、改質装置を備えた燃料電池と組み合わせると、より良好な安全性、より長期のミッション、およびよりコンパクトな貯蔵が提供され得る。
これまでに開発されたPDEC技術は、宇宙飛行システムに伴う質量、容積および消費電力の設計の制約を満足するものであり得る。
燃料電池は、燃料の酸化由来の放出されたエネルギーを直流電力に直接変換する本質的に電気化学的な酸化デバイスである。燃料電池の発電システムは、燃料電池積層体を、適正にサポートコントロールおよびハードウエア(例えば、発電管理サブシステム)とともに含む。さまざまな考えられ得るシステムが存在するが、すべて、燃料(これは、実際に燃料電池に至る)は、燃料電池の型に適切でなければならないということが共通する。PEMでは、燃料は、水素高含有ガス(好ましくは純粋な水素)でなければならならず、微量の水分が存在するが、COは燃料電池内のアノード触媒を汚染するため、COは含まれてはならない(該汚染は、一部のある条件下では一部可逆的である)。直接メタノール燃料電池ではクリーンなメタノール/水混合物が典型的に使用される。両者ともに、通常空気または有意な酸素含量を有するなんらかの混合ガス(例えば、月面居住環境内の呼吸可能な雰囲気)である酸化体を必要とする。純粋な酸素燃料電池は可能であるが、PEMおよび直接メタノール燃料電池は、電解質膜の早期分解を回避するため、通常、混合ガスにおいて作動される。
図3は、PDECシステムが、どのようにしてPEMおよび直接メタノール燃料電池システムと組み合わされて、月面居住環境および探査適用用途における生命維持および電力のための超効率的な一体型システムが創製され得るかの概略的な全体の略図である。前述のように、PDECシステムは、単純な炭化水素分子(通常、メタノールまたはホルムアルデヒド)内にエネルギーを保存するための効率的な手段を提供する。このような分子は、液状形態で容易に保存され、必要な場合は、より複雑な燃料にさらに加工処理され得る。
以下のセクションは、一体型PDEC/燃料電池システムの基礎となる基本的な化学反応の概観を示す。
目的は、吐き出されたCO2およびH2OからOおよびHを捕捉すること、Cに対してOおよびHの損失を最小限に抑えること、または再使用可能な形態のOおよび/またはH含有Cを形成することである。
燃料電池のCO2およびH2O生成:
次に、図5を参照すると、この図は、典型的な直接メタノール燃料電池の模式図である。また、CO2およびH2Oガスは、メタノールとO2、または上記のC(H2O)X一般化酸素含有炭化水素燃料とO2を用いて作動される燃料電池の以下のような排気ガスである。
H2/O2燃料電池:
H2/O2燃料電池の化学反応は、例えば、PEM系セルをPt触媒とともに用い、温条件でのこれらのガス組合せを伴い、反応
ある種の適用用途、例えば、惑星間旅行またはステルス環境における軍事用潜水艦船内などでは、C、HおよびOサイクルに食糧呼吸を含めることも必要である。したがって、乗組員の食糧消費および賞味期限切れにより生じるCO2およびH2Oを考慮することは、これらの主要ガスに関して呼吸雰囲気維持における物質収支を閉鎖するために必要とされる。炭水化物エネルギー食糧を表す一般表示{C(H2O)}Zを用いた食糧呼吸は、
本出願書類は、地球と月間の輸送負荷を低減するためのPDEC光電解システムと燃料電池との組合せを開示する。月環境への流出液を最小限にするという環境上の利益、あるいは呼吸に加えて他の廃棄物流(尿など)を使用してエネルギーを提供すること、および/またはエネルギー貯蔵や輸送のために原子(H、CおよびO)を使用することは議論しない。また、生成される燃料の詳細特性またはかかるアプローチのエネルギー効率における全体調査も、ここでは評価しなかった。月面へのエネルギー輸送のコストが高いため、輸送負荷を低減するために利用可能な現場エネルギー源(太陽光エネルギー)の使用は、特にミッション期間が延長される場合は、明らかに非常に望ましい。クリーンで効率的かつ静穏な燃料電池システムは、電気エネルギー生成に理想的である。
燃料電池燃料再生のためのPDECセル設計の説明(燃料電池燃料再生)
ある種の金属酸化物(MO)は、特定のエネルギー範囲の光子を高いエネルギー励起子に効率的に変換し、MOが半導体となる場合、すなわち、
を介して有用な電荷分離をもたらすことが知られている。この電荷分離は、燃料電池燃料再生プロセスを提供するためのエネルギー変換において重要な工程である。半伝導帯は、このような場合、低エネルギーの長期空の分子軌道の組合せに基づく半導体材料の充分確立された電子構造を表す。したがって、基本的な光分解プロセスは、PDEC技術に対して漸進的とみなされる。良好な量子効率および耐久性のため、選択される金属酸化物は、光透明な表面上に構成された導電性表面(e−scbの除去を可能にする)上に堆積されたTiO2(アナタース型)、ZnO、WO3、または他の堅固なセラミック金属酸化物材料のミクロン薄膜であり得る。光学および電子工学の分野で最近開発された(および開発され続けている)量子収率および吸収スペクトルのバンド幅の増大が利用され得る。金属酸化物材料の新規な発展的改質を用いた多くの改良が可能である。微量金属イオンなどのドーパント添加剤を金属酸化物マトリックスに添加することで、エネルギー吸収の波長を広げ(より広範囲にわたってバンドギャップエネルギーを広げ)、太陽発光スペクトルのより完全な使用が可能となり得る、および/または電荷分離{Φ(e−scb)}の量子効率が増大され得る。
上記の触媒のうち、TiO2(アナタース型)触媒膜は、任意選択で、活性酸素不均化ならびにガス気泡の形成および放出を介して高い酸素ガス形成速度を促進するために二酸化マンガンなどの第2の金属触媒でコートされており、1試験(one tested)系であり得、ここでは酸素ガス生成技術アプローチを例示するために使用され得る。
に示される、対称性を許容する(非常に好都合である)配位子−金属間電荷移動反応(CTM←L)である。触媒膜の厚さは、この様式で約100%の光吸収が充分保証されるように選択される。ほとんどの材料の場合、かかる励起状態により、バイブロニック共役によって即座にそのエネルギーが失われ、それにより、発色団がその基底状態に戻り、周囲がほんのわずかに加温される。しかしながら、かかる配位子→金属遷移が起こる半導体材料では、励起された電子は金属イオン上に局在しない(先に示した反応(11)TiIIIであるが、多くの原子に非局在する分子軌道(伝導帯として知られる、またはより正確には「半伝導帯」すなわちescb−)。このような場合の基底状態および励起状態に対応する分子のエネルギー状態の差は、「バンドギャップ」エネルギーと称される。アナタース型TiO2のバンドギャップエネルギーは3.2eVであり、389nmの光子エネルギーに相当する。より高エネルギーの光子も、少なくとも350〜389nmの明白に平滑な吸収バンドを与えると、多くの振動状態が関与する主要な電子状態に重なるため、やはり容易に吸収される。この吸収バンドを拡張し、地球の雰囲気から伝達される<750nmの波長を有する本質的にすべての太陽光スペクトルを含めるために、色素増感剤およびドーパントが添加され得る。
以下の式は、基礎となる化学的反応を要約するものであり、相対的に解釈すると、光分解エネルギー変換を表す。このプロセスにより、酸素、O2、H+イオンおよび電力/電子への水の変換がもたらされる。
H+ イオン、電子の光分解的生成の基礎となる化学反応、および燃料電池燃料再生に適した電気化学的還元
このセクションでは、燃料電池燃料再生およびアノード液室と光カソード液室を隔てるための任意選択の膜に使用される水素イオンおよび電子の生成に関する他の関連情報を提供する。
光活性構築物は、透明なガラスまたは石英基材から始まり、その上面に導電性膜、次いで、光触媒膜が堆積されたソリッドステート層状構造からなる。バッチおよびフロースルー型電気化学的セル構成要素およびデバイスの同様の構成を用いた。薄膜光触媒の製作方法論は、世代ごとに着実に改善されており、主として電子/ホール再結合を妨げることにより、量子効率を測定するための重要なパラメータと認識されている(図6A対6B)。
集電板への電子移動を誘導した。かかる外部から負荷されるバイアスは、P/N接合による内部負荷バイアスおよび/または容易な反応性(熱力学的化学反応と反応速度論の観点による)の組合せのため、典型的には、充分技術設計された光触媒膜では使用されない。照明した場合、約1cm3の面積の触媒膜で数百マイクロアンペアの電流が観察されることに注意されたい。また、全電流フローは、もたらされるカソード反応の容易性に依存する。
EFOS LiteユニットからのUVA光を、フィルターに通して365nmの光にした後、液体光導体を介して反応チャンバに指向させた。この波長の光出力は、光導体の出口点でTamarack Model 157TM手持ち型追跡可能較正光度計で測定すると、88.1mW/cm2であった。照明中の光触媒の加熱は、TiO2膜が効率的に365nmの光を吸収し、光の浪費をほとんどもたらさなかったため、最小限であった。
光触媒膜は、予備スクリーニングバッチ試験装置において作製および評価した。水からの酸素の光分解生成と関連するパラメータの試験は、液相セル内で、電子吸収体としてのpH1.9の第二鉄イオンの溶液中に浸漬した試験対象のTiO2材料のスラリーまたは堆積膜を用いて行なった。第二鉄イオンの使用により、試験を、電気的に隔離されたセルの設定環境内で行なうことが可能になり、このとき、第二鉄イオンは溶液中に低phで維持されている。第二鉄イオン(Fe3+aq)は、TiO2光触媒反応(反応15)で光分解により移動された電子(escb−)による化学的還元による光分解中、第一鉄イオン(Fe2+aq)に変換された後、Fe3+aq + escb− → Fe2+ aq)となる。Fe2+aqイオンは、酸性媒体中ではゆっくりと酸化するため、同時に生成される酸素の生成速度は、Clark Cellによって直接、形成される第一鉄イオンの速度として測定され得る。O2は、先に示した化学的反応によって生成される。この第二鉄/第一鉄変換反応は、再結合副反応に妨害されることなく、O2生成の量子収率を評価するのに有用である。次いで、これはまた、副反応を抑制することが意図された光触媒設計を評価するためのこの副反応の程度の目安となる。
いくつかのフロースルー型セルを基本とする装置を準備した。図2Aは、このようなセルの主な構成要素の一例を示す。試験目的のためには、全血は、生成されたO2が均質な溶液中に残存し、測定のための解析技術は充分精密化され、迅速なため、O2生成を良好な精度でモニターするために使用される優れた電解質である。分割された光分解誘導型電気化学的(PDEC)フロースルー型試験セルを、流動している血液が光分解により生成された酸素と接触するように構築した。このセルは、分割セル様式で作動され、Nafion(登録商標)カチオン交換膜を有するFM0l−LC Electrolyser and ElectroCellsの改良型であった。アノードは光学的に透明であり、光子は、フィルターに通して365nmにした(上記参照)EFOS Lite(登録商標)UVA光源を用いて側面(side−on)照明によって供給した。プレートの非コートガラスまたは石英側を、フィルターに通したUVA光側面照明した。カソード液はLocke’s−Ringer溶液とし、アノード液は、抗凝固剤硫酸ヘパリンを含有する新鮮ウシ全血とした。血液は、地方食肉処理場で使用のために実験日に採取し、したがって、長期保存の必要性が排除された。血液は、ガラスインライン熱交換ジャケットを用いて37℃に維持し、フローは、Harvard蠕動ポンプによって80mL/分とした。収集したデータは、pH(カロメル参照を有するガラス電極)、電流(Fluka 87電圧抵抗計を用いて測定、VOM(使用された電解質および使用されたセルに基づいて必要に応じてμAまたはmAモードで))、温度、溶存酸素(O2、図6Aおよび6B)ならびにオキシヘモグロビン(O2Hb)であった。電灯強度は、バイアス電圧ありまたはなしで(上記参照)、種々に変更した。各実施中に行なった対照試験により、有意な酸素形成速度または電流フローが起こるためには、バイアス電圧およびUVA照明の両方が必要であることが示された。
触媒
膜
カチオン交換膜は、光分解セル内でのカチオンの拡散を可能にする。特に、カチオン交換膜は、そのカチオンアノード液由来のナトリウムイオン(Na+)または水素イオン(H+)が、膜全体に拡散し、カソード液内に侵入してそこでのカソード反応に関与することを可能にする。カチオン交換膜は、商標NAFION(登録商標)で市販されており、E.I.DuPont Nemours Inc.から入手可能である。NAFION(登録商標)カチオン交換膜は、酸性形態のパーフルオロスルホン酸/PTFEコポリマーである。NAFION(登録商標)カチオン交換膜は、現在のところ、好ましい膜であるが。
PDECセルに供給されるカソード液組成物は、小型で長寿命の燃料電池に重要である。PDECカソード液組成物は広範であり得るため、充分な高度に選択的な化学的変換がなされ得るのであれば、カソード液組成物は、PDECの観点から制限されないと考えられる。水溶液、例えば、酸、塩基、塩溶液、合成血液の血清、さらには全血は、機能性であることがわかっている。この適応性は、腐蝕および熱に安定なPEM(Nafionは、30%NaOHおよび塩素を電気分解的に製造するために使用されている)の使用により可能であり、カソード材料およびセルハウジングは、広範な耐食性材料(典型的には、チタン、ステンレス鋼、ポリマー、セラミック、ガラス、サーメットならびに他の複合材料および/またはプラスチック)であり得る。
燃料電池燃料再生は、緑色植物の光合成のある種の側面を模倣し、デバイス耐久性および長期耐用寿命のために堅固な材料の構築物を使用するという知見を用いてなされる。具体的には、葉緑体および光分解誘導型電気化学反応(PDEC)内で起こっているような集光およびエネルギー輸送により、光化学系II(PS−II)の電荷分離が行なわれる。本発明は、高い発電システムと一体化された場合、多くの型の動力輸送手段(例えば、電動供給、ロケット動力供給など)に必要とされるエネルギーを提供し、それにより、広範な従来型および未来型燃料電池燃料が作製および再生され、広範な燃料候補の連続的な再生が提供される。
燃料電池FRサブシステムの主な設計要件は、カソードおよびカソード液に焦点が当てられている。消費された燃料が燃料電池消費された燃料サージタンクから取り出される場合(図8)。光触媒アノードで生成された電子および水素イオンを用い、特に選択されたPDECカソードにおいて、高度に効率的な化学的還元が行なわれることが必要である。高収率は、セル作動条件およびカソード材料(通常、金属または金属合金)の結果である。再生された燃料は、次いで、必要とされるまで燃料槽に送られる。
チタニアの光化学反応に関する文献は、その微粒子としての、扱いにくい有機汚染物質の分解のための使用を中心としたものであるが、どのようにしてこのエネルギー源を、水から酸素およびH+イオンが生成されるとともに、電流が発生する様式で指向させるかが見出された(図7参照)。容易に輸送されるH+イオンおよび電子は、アノードの酸素生成反応の位置とは離れてカソード反応において利用され、燃料電池燃料再生が達成される。この光化学的燃料電池燃料再生アプローチの説明を以下に示す。
PDECシステムの主な目的は、燃料電池によって生成される燃料電池の燃料を任意の搭載バックアップ燃料電池または燃焼システムのために再生することである(図3および8)。この能力は、次のシステム燃料補給までか非常に長期間(数年)であること、および従来のシステムと比べてkwh/kg/年ベースでずっと高い出力密度の両方を達成するのに不可欠である。この期待される主な利点は、おそらく、従来の技術の巨大な燃料槽(それでもなお、高頻度の補給が必要である)が必要とされないことによるものである。PDEC燃料電池の開発において、燃料再生器により、たった1つ(または2つ)の比較的小型の搭載燃料槽を提供することが可能になり、また、1回に数年、地上操作を用いて補給する必要がなくなる。電気有機化学反応の文献のデータマイニングを用い、工業的実践および学術出版物、数多くの燃料電池燃料候補のトップリストおよび候補化学物質を確認した。これらの化合物には、最終燃料候補が含まれ得る、または化学的類型の最も望ましい燃料が含まれ得る可能性が高いことに注意されたい。最も望ましい燃料は、燃料再利用がもたらされ、選択性が「恒常的改善」統計学的確認済みプログラムを用いて体系的に増大される生成試験の生成物である。
H2Oおよび二酸化炭素からの酸素形成のための光分解的な反応の基礎となる化学反応
燃料電池燃料再生を達成するための消費された燃料電池燃料からの還元
以下の式は、溶存酸素への水の光分解的な変換および消費された燃料電池の炭素質燃料の還元および二酸化炭素l8の固定の基礎を構成する。この例では、最初の化学的基質は水であり、これは、金属酸化物膜(好ましくは、チタニア単独の膜、またはある種の金属イオン増感剤、炭素、黒鉛および/または有機もしくは有機金属色素でドープされた膜)内で活性酸素に光活性化されると、実質的に、酸素、電子およびH+イオンに変換される。かかる光化学的触媒(1種類または複数種)の膜は、金属または半導体元素、好ましくは膜またはスクリーンと充分に接触しており、照明が導電性層を透過すべき場合は透明な膜であり、そうでない場合は、遮光性または透過性が不充分となり得る。電解質は、任意の塩溶液、例えば、照射されている光を認識可能なほど吸収せず、光触媒膜内での励起子の形成を遅滞させるほど充分に光分解されない塩および/またはpH緩衝液のブレンドであり得る。光触媒が電解質を通して照明されるのではなく、導体膜を通して照明されるであれば、遮光性の電解質、例えば全血が使用され得る。後者の場合の一例は、導体膜がガラス、石英または無色透明のプラスチック材料上に堆積され、光がこの透明基材を介して光触媒に侵入するようになっている場合である。
重炭酸塩溶液を形成することによる燃料電池排気および呼吸空気からの酸素生成およびCO2除去ガス流のための重要な光分解誘導型電気化学反応
この実施例は、どのようにして、CO2が燃料電池の排気ガスまたは限られた呼吸雰囲気内の蓄積ガスから浄化されるとともに、かかる液、液体または蒸気/ガス中に存在する湿分から酸素ガスから生成されるかを示す。
炭酸系は、消費されたFC燃料を再生させてFCFRを得るためにPDECを使用することを意味する
この実施例では、PDEC基材を用い、水が酸素、水素イオンおよび電子に変換され、これは、一部、消費された燃料電池燃料、改質装置から放出されるガス、吐き出された呼吸空気などからCO2を捕捉するための炭酸化化学変化を誘導する。捕捉されるとCO2は、炭素質食糧および/または燃料、例えば、燃料電池燃料に還元され得るか、あるいは好ましくは圧力下でCO2ガスとして再生され得る。かかる加圧されたCO2は、周囲二酸化炭素の有意な逆圧が存在し、例えば、火星上もしくは温室内に存在する条件であっても、廃棄物として現場環境に放出するのに有用である。別の利点は、呼吸および燃料電池または改質装置から放出されるガスからCO2を取り出すために水酸化リチウムまたは水酸化リチウムの使用が可能になることである。以下の説明は、本発明のこの好ましい態様を記載するものである。
ここで、Mn+は、金属カチオン、通常、アルカリまたはアルカリ土類金属イオン単独またはかかるカチオンのブレンドである。Mn+は、Li+、Na+、K+、Rb+、C+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Zn2+、Fe2+、希土類元素(M3+)などであり得る。最も好ましいM種は、炭酸および/または重炭酸イオンとの非常に可溶性の溶液を形成するものである。炭酸塩塩が水溶性である場合は、二酸化炭素捕捉が固相収着媒による気相からであることが好ましい(反応8)。
Claims (32)
- A.人間の居住地のための密閉空間を提供すること;
B.CO2および/またはH2O(ここで、該CO2および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を、光分解により、化学薬品、燃料、食糧、オキシダントの1種類以上および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に変換し、少なくとも一部を該密閉空間に供給すること;
C.工程Bの生成物の1種類以上からエネルギーを生成させること;ならびに
D.エネルギー生成および/または呼吸で消費された反応体を工程Bに再利用すること
を含む、密閉空間内に人間の居住地を提供するための方法。 - 前記工程BのCO2および/またはH2Oの少なくとも一部が、以下:居住者の呼吸、燃料電池の排気ガスおよび改質装置から放出されるガスの1種類以上に由来するものである、請求項1に記載の方法。
- 前記工程Bの生成物が、以下:酸素含有炭化水素、炭化水素、炭水化物、オリゴマー、ポリマー、水素、酸素、炭素、パラホルムアルデヒド、および化学薬品の中間体の1種類以上を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記炭化水素がエチレンおよび/またはメタンである、請求項3に記載の方法。
- 前記炭水化物が、ホルムアルデヒド、トリオキサンまたは糖である、請求項3に記載の方法。
- C5糖が、工程BにおいてCO2によるC6糖への転化のために提供される、請求項1に記載の方法。
- 前記密閉空間が、宇宙服、宇宙ステーション、月面建造物もしくは居留地、火星の建造物もしくは居留地、宇宙船、月もしくは惑星ローバー、または地球上でのサバイバルユニットである、請求項1に記載の方法。
- 前記密閉空間内のガス圧が地球の1気圧(one earth atmosphere)未満に維持される、請求項1に記載の方法。
- 前記密閉空間内のガス圧が地球の1気圧の約0.4〜約0.8に維持される、請求項8に記載の方法。
- 2つ以上の密閉空間が工程Aにおいて提供される、請求項1に記載の方法。
- 生成物の少なくとも一部がロケット燃料である、請求項1に記載の方法。
- A.密閉空間を提供すること;
B.CO2および/またはH2O(ここで、該CO2および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を、光分解により、化学薬品、燃料、食糧、オキシダントの1種類以上および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に変換し、少なくとも一部を該密閉空間に供給すること;
C.工程Bの生成物の1種類以上からエネルギーを生成させること;ならびに
D.エネルギー生成で消費された反応体を工程Bに再利用すること
を含む、エネルギーおよび反応体を密閉空間に供給するための方法。 - A.人間の居住地のための密閉空間を提供すること;
B.オキシダント、電子/電流および水素イオンを光分解により供給すること,
C.これらの電子および水素イオンを、CO2、化学的に酸化された有機もしくは無機化合物および/またはH2O(ここで、該CO2、化学的に酸化された有機および/または無機化合物および/またはH2Oは、任意選択で少なくとも一部が該密閉空間内で生成されたものである)を化学薬品、燃料、食糧、オキシダント、化学的に還元された有機もしくは無機化合物(1種類もしくは複数種)の1種類以上および/またはこれらの1種類以上の中間体を含む生成物に変換するために使用すること
D.工程Bおよび/またはCの生成物の1種類以上からエネルギーを生成させること;ならびに
E.エネルギー生成および/または人間の呼吸からの排気物質を工程Bに再利用すること
を含む、密閉空間内において電源を提供し、人間の呼吸雰囲気を維持するための方法。 - 工程CのCO2、酸化された有機もしくは無機化合物(1種類もしくは複数種)および/またはH2Oの少なくとも一部が、以下:1人以上の居住者の呼吸空気、燃料電池の排気ガスおよび/または改質装置から放出されるガスの1種類以上に由来するものである、請求項12に記載の方法。
- 工程Cの生成物が、以下:酸素含有炭化水素、炭化水素、炭水化物、オリゴマー、ポリマー、水素、酸素、一酸化炭素、炭素、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、還元された無機化合物、ヒドロキノン、およびスルホキシドの1種類以上を含む、請求項12に記載の方法。
- 工程Cの生成物が、以下:化学薬品の中間体、電気化学的に活性な有機化合物、およびその混合物の1種類以上を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記炭化水素が、エチレン、エタン、プロパン、プロピレン、イソブタン、イソブタン、ブタン、ブチレン、メタン、フィッシャー・トロプシュ生成物および/またはこれらの物質の混合物である、請求項14に記載の方法。
- 前記炭水化物が、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、もしくは糖、またはこれらの物質の任意の組合せならびに異性体、C−5糖、C−6糖、グルコシドなどである、請求項14に記載の方法。
- 前記還元された無機化合物が、
水、
N2、
Fe(II)、Pb(II)、Mn(II)、V(III)、Ce(III)、Cr(III)、Tl(I)、Hg(I)22+、Cu(I)、V(IV)O2+イオン、V(V)O2+イオンおよび/または例えば、オキソ含有イオン、単独イオン、水和イオン、キレートイオンまたは錯体の状態のイオンを含む他の金属イオン、
硫酸イオン、亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン、亜ジチオン酸イオン、硫化物イオンおよび/またはイオウもしくはS含有過酸化物の他の還元形態
ホウ酸イオン、水素化ホウ素、シアノボロヒドリドおよび/またはホウ素もしくはB含有過酸化物の他の還元形態
銀、ニッケル、銅、金、鉄、カドミウム、鉛、亜鉛、マンガンもしくは他の金属、または金属混合物、
アンモニア、アンモニウムイオン、シアン化水素、ヒドロキシルアミン、
過酸化水素または金属過酸化物、
臭素酸イオン、
MnO2、ZnO、InSnO(ITO)、As2O3、マンガン酸塩、FeO、PbO、SnO、ならびに他のレドックス活性固体金属およびメタロイド酸化物
次亜塩素酸、ヨウ素酸イオン、I2、ヒドラジン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、亜塩素酸、塩素酸イオン、
N2O、N2O4、H2N2O2、亜硝酸、NO、元素のイオウ(S、S8)、元素のリン(P、P4)、次亜リン酸イオン、ホスホン酸イオン、ホスフィン(PH3)およびホスフィン誘導体、
フェロシアン化物
など、ならびにこれらの物質の混合物
の1種類以上である、請求項14に記載の方法。 - 単独で、液体であるか、固体であるか、膜もしくはゲル内に固定化された状態の物質、あるいは水溶液として、極性溶媒中、溶融塩、あるいはこのような溶媒の組合せ中に存在する物質、および/または不活性な塩を含む物質であって、−2〜+16の任意のpHである、請求項18に記載の物質。
- C5糖が、工程CにおいてCO2によるC6糖への転化のために提供される、請求項12に記載の方法。
- 前記密閉空間が、宇宙服、宇宙ステーション、月面建造物もしくは生活モジュール、または密閉居留地、火星の建造物もしくは生活モジュール、または密閉居留地、地球周辺もしくは惑星間用宇宙船、月面、火星もしくは惑星ローバー、水中、海中ユニット、水中救助ユニット、または地球上でのサバイバルユニットである、請求項12に記載の方法。
- 前記密閉空間内のガス圧が地球の1気圧未満に維持される、請求項12に記載の方法。
- 前記密閉空間内のガス圧が地球の1気圧の約0.4〜約0.8に維持される、請求項20に記載の方法。
- 前記電源が約5キロワット以下である、請求項12に記載の方法。
- 前記酸化された無機化合物が、
過酸化水素、
Fe(II、III、VI)、Pb(IV)、Mn(III、IV、V、VI)、V(IV、V)、Ce(IV)、Cr(VI)、Tl(III)、Hg(II)、Cu(I、II)、Ag(I、II)、Ni(II、III、IV)、Au(I、III)、Cd(II)、Zn(II)、V(IV)O2+イオン、V(V)O2+イオンおよび/または、オキソ含有イオン、ハロゲン化物錯体、疑ハロゲン化物錯体、水酸化物錯体、単独イオン、水和イオン、キレートイオンまたは配位子との錯体の状態のイオンを含む他の金属イオン、
過硫酸イオンおよび/またはイオウもしくはS含有過酸化物の他の酸化形態
過ホウ酸イオンおよび/またはホウ素もしくはB含有過酸化物の他の酸化形態
ヒドロキシルアミン、亜硝酸イオン、硝酸イオン、シアン、H2N2O2、N2O4、亜硝酸、硝酸、
過酸化水素または金属過酸化物、例えば過酸化バリウムなど、
MnO2、ZnO、InSnO(ITO)、As2O5、過マンガン酸塩(MnO4−)、Fe3O4、KOH/K2FeO4ブレンド、LiOH/Li2FeO4ブレンド、アルカリおよび/またはアルカリ土類イオンを含む鉄酸塩(VI)の他のブレンド、PbO2、SnO2、ならびに他のレドックス活性固体金属およびメタロイド酸化物
臭素酸イオン、次亜塩素酸、過ヨウ素酸イオン、I2、Br2、亜塩素酸、塩素酸イオン、ホスホン酸イオン
N2O、N2O4、H2N2O2、亜硝酸、NO、
フェリシアン化物イオン
など、ならびに全体として中性電荷の物質に必要とされる任意の金属イオンまたは水素イオンまたは酸化物/水酸化物イオンとのこれらの物質の混合物
の1種類以上である、請求項14に記載の方法。 - 燃料再生および酸素生成のための装置であって、
A.光を吸収し、酸化を行なう光アノード;およびカソードを備え、任意選択でセパレータまたは膜によって分離され、アノードおよびカソード室が形成されたPDECセル;ならびに
b.その排気装置が該PDECセルに連結され、排気水が該アノード側に流れ、酸化された燃料または消費された燃料が該装置の該カソード側に流れる燃料電池
を備える、装置。 - 燃料再生のための装置であって、
A.流入口および流出口ならびに光アノードおよびカソードを有し、任意選択でセパレータまたは膜によって分離され、アノードおよびカソード室が形成されたPDECセル;ここで、該カソードはガスに対して透過性である;ならびに
B.該PDECセルに連結された燃料電池であって、ここから、消費された燃料が再生のために該PDECセルに送られる、燃料電池
を備える、装置。 - 酸化された燃料のためのガスセパレータが前記燃料電池の前記排気装置と前記PDECセルとの間に存在し、ここで、塩基性物質がガス状の消費された燃料と接触される、請求項65に記載の装置。
- 光分解エネルギーを用いた消費された燃料の再生のための装置であって、
A.光を通す壁を有し、流入口および流出口ならびに該流入口および流出口内にフィルターを有してチャンバを形成するPDECセル;ならびに
B.チャンバ内の光触媒スラリー
を備える、装置。 - C.任意選択で前記PDECセルと該燃料電池との間にガス燃料排気セパレータを有し、該燃料電池の流出口が該PDECセルの流入口に連結されている、燃料電池、
を備える、請求項70に記載の装置。 - 本明細書に記載のすべての新規な装置、方法および使用。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013509238A (ja) * | 2009-10-29 | 2013-03-14 | アラング、テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 酸素供給器からの水分をパージするための方法及びシステム |
JP2013532228A (ja) * | 2010-05-17 | 2013-08-15 | 本田技研工業株式会社 | 太陽光燃料電池 |
WO2018110650A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 国立大学法人京都大学 | 移動体 |
KR101879598B1 (ko) * | 2010-09-27 | 2018-07-18 | 플로리다 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 액체 철산염을 제조하기 위한 장치 및 방법 |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007142917A2 (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Battelle Memorial Institute | Mine barrier survival system |
US20110171496A1 (en) * | 2007-02-10 | 2011-07-14 | Noguera Daniel R | Light-powered microbial fuel cells |
EP1965202B1 (en) * | 2007-02-27 | 2016-04-13 | Horiba, Ltd. | Glass electrode |
WO2009014785A2 (en) * | 2007-05-03 | 2009-01-29 | Battelle Memorial Institute | Oxygen generation for battlefield applications |
CN101801174B (zh) * | 2007-07-15 | 2012-02-15 | 格林百奥生态材料科技(上海)有限公司 | 可干燥木产品的太阳能温室 |
CN102317244A (zh) * | 2009-01-29 | 2012-01-11 | 普林斯顿大学 | 二氧化碳转化至有机产物 |
US8221599B2 (en) * | 2009-04-03 | 2012-07-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Corrosion-resistant anodes, devices including the anodes, and methods of using the anodes |
DE102009032608A1 (de) * | 2009-07-10 | 2011-01-20 | Erdinger, Lothar, Priv.-Doz. Dr. | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der photokatalytischen Aktivität einer Probe |
US8105474B2 (en) * | 2009-08-18 | 2012-01-31 | Gas Technology Institute | Photo-electro-refining of bio-oil to biofuel and hydrogen |
US8500987B2 (en) | 2010-03-19 | 2013-08-06 | Liquid Light, Inc. | Purification of carbon dioxide from a mixture of gases |
US8845877B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
US8721866B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-05-13 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide |
US8845878B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Reducing carbon dioxide to products |
US8524066B2 (en) * | 2010-07-29 | 2013-09-03 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide |
WO2012018870A1 (en) | 2010-08-02 | 2012-02-09 | Battle Memorial Institute | Co2 sorbent composition with o2 co-generation |
US8568581B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-10-29 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide |
US8961774B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-02-24 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water |
KR20130135885A (ko) | 2010-12-10 | 2013-12-11 | 유니버시티 오브 울롱공 | 다층 물 분해 장치 |
US9090976B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-07-28 | The Trustees Of Princeton University | Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction |
US8562811B2 (en) | 2011-03-09 | 2013-10-22 | Liquid Light, Inc. | Process for making formic acid |
US20120160661A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-06-28 | Subhendu Moulik | Technology - Production of "M-Hydrogen" - alternate source of energy |
US8567133B2 (en) * | 2011-07-05 | 2013-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Photocatalytic panel and system for recovering output products thereof |
AU2012278949A1 (en) | 2011-07-06 | 2014-01-16 | Liquid Light, Inc. | Reduction of carbon dioxide to carboxylic acids, glycols, and carboxylates |
CN104024478A (zh) | 2011-07-06 | 2014-09-03 | 液体光有限公司 | 二氧化碳捕集和转化成有机产物 |
GB201119283D0 (en) * | 2011-11-08 | 2011-12-21 | Univ Glasgow | Apparatus and methods for the electrochemical generation of oxygen and/or hydrogen |
JP6088048B2 (ja) | 2012-06-12 | 2017-03-01 | モナシュ ユニバーシティ | 水分解用の通気性電極構造およびその方法並びにシステム |
CN103801292A (zh) | 2012-11-02 | 2014-05-21 | 财团法人工业技术研究院 | 光触媒材料及其制造方法 |
US20160093904A1 (en) * | 2013-02-21 | 2016-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Secondary battery recuperator system |
BR112015022266B1 (pt) * | 2013-03-15 | 2022-01-18 | Arturo Solis Herrera | Processo e sistema eletroquímicos para a produção de glicose |
BR112016002269A2 (pt) | 2013-07-31 | 2017-08-01 | Aquahydrex Pty Ltd | método e célula eletroquímica para gerenciar reações eletroquímicas |
US20150076409A1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-19 | IngMar Medical, Ltd. | Metabolic Simulator Having a Catalytic Engine |
US11205807B2 (en) | 2014-01-22 | 2021-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Computationally screening the stability of battery electrode materials with mixtures of redox couple elements |
CN107406993B (zh) * | 2014-12-19 | 2019-06-25 | 雷普索尔有限公司 | 压滤光电化学水氧化和co2还原电池 |
US11050076B1 (en) | 2015-01-22 | 2021-06-29 | Battelle Memorial Institute | Flow cell systems, flow cell batteries, and hydrogen production processes |
US11050078B2 (en) | 2015-01-22 | 2021-06-29 | Battelle Memorial Institute | Systems and methods of decoupled hydrogen generation using energy-bearing redox pairs |
US11043686B2 (en) * | 2015-01-22 | 2021-06-22 | Battelle Memorial Institute | Systems and methods of long-duration energy storage and regeneration of energy-bearing redox pairs |
US11289700B2 (en) | 2016-06-28 | 2022-03-29 | The Research Foundation For The State University Of New York | KVOPO4 cathode for sodium ion batteries |
EP3323779B1 (en) * | 2016-11-18 | 2020-06-03 | Diehl Aviation Gilching GmbH | Method for generating oxygen using ionic liquids for decomposing peroxides |
CN106757136B (zh) * | 2016-12-02 | 2018-10-26 | 兰州大学 | 一种用二氧化碳和水制备甲醇的方法 |
GB201801170D0 (en) | 2018-01-24 | 2018-03-07 | Univ Court Univ Of Glasgow | Use of polyoxometalate mediators |
EP3549875B1 (de) * | 2018-04-06 | 2023-05-31 | Airbus Defence and Space GmbH | Regeneratives lufterneuerungssystem für einen bemannten raumkörper |
EP3670362B1 (en) * | 2018-12-21 | 2022-06-15 | Airbus Defence and Space GmbH | Closed environmental compartment to accommodate humans |
KR20210122260A (ko) | 2019-02-01 | 2021-10-08 | 아쿠아하이드렉스, 인크. | 제한된 전해질을 갖춘 전기화학적 시스템 |
CN111114835B (zh) * | 2019-12-24 | 2023-06-23 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种用于电推进的液体推进剂供给组件及电推进系统 |
US11641023B2 (en) | 2020-04-07 | 2023-05-02 | Hamilton Sundstrand Corporation | Fuel cell system and method |
CN112864418A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-05-28 | 西安航天动力研究所 | 空间动力能源生保一体化系统及方法 |
US11850566B2 (en) | 2020-11-24 | 2023-12-26 | Aircela Inc. | Synthetic fuel production system and related techniques |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02246989A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 環境維持装置 |
JPH08501127A (ja) * | 1992-06-30 | 1996-02-06 | ソーラー リアクター テクノロジーズ,インコーポレイテッド | エネルギー貯蔵装置、水素の製造及び温室効果ガス減少用メタノールの製造 |
JP2000333481A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Nst:Kk | 超小型クリーン発電システム |
JP2003250358A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-09 | Mitsubishi Materials Corp | 植物栽培施設 |
JP2004158229A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Kawasaki Shipbuilding Corp | 燃料電池システム |
JP2004261757A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-24 | Suga Test Instr Co Ltd | 環境浄化循環型水電解装置 |
WO2004085708A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-10-07 | Battelle Memorial Institute | Photolytic oxygenator with carbon dioxide and/or hydrogen separation and fixation |
JP2004536682A (ja) * | 2001-08-01 | 2004-12-09 | ブルース エフ. モンジック, | 生理学的ガス交換を与えるための光分解セル |
WO2005007932A2 (de) * | 2003-07-13 | 2005-01-27 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Photovoltaiksystem für die direkte wasserstofferzeugung und -sammlung |
WO2005063393A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. | 有機光触媒を用いた水の電気分解方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003012261A2 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Monzyk Bruce F | Photolytic oxygenator with carbon dioxide fixation and separation |
-
2006
- 2006-08-31 US US12/065,077 patent/US20090061267A1/en not_active Abandoned
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02246989A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 環境維持装置 |
JPH08501127A (ja) * | 1992-06-30 | 1996-02-06 | ソーラー リアクター テクノロジーズ,インコーポレイテッド | エネルギー貯蔵装置、水素の製造及び温室効果ガス減少用メタノールの製造 |
JP2000333481A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Nst:Kk | 超小型クリーン発電システム |
JP2004536682A (ja) * | 2001-08-01 | 2004-12-09 | ブルース エフ. モンジック, | 生理学的ガス交換を与えるための光分解セル |
JP2003250358A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-09 | Mitsubishi Materials Corp | 植物栽培施設 |
WO2004085708A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-10-07 | Battelle Memorial Institute | Photolytic oxygenator with carbon dioxide and/or hydrogen separation and fixation |
JP2004158229A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Kawasaki Shipbuilding Corp | 燃料電池システム |
JP2004261757A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-24 | Suga Test Instr Co Ltd | 環境浄化循環型水電解装置 |
WO2005007932A2 (de) * | 2003-07-13 | 2005-01-27 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Photovoltaiksystem für die direkte wasserstofferzeugung und -sammlung |
JP2007528935A (ja) * | 2003-07-13 | 2007-10-18 | ハーン−マイトネル−インスチツート ベルリン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 水素を直接発生し、収集するための光電池 |
WO2005063393A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. | 有機光触媒を用いた水の電気分解方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013509238A (ja) * | 2009-10-29 | 2013-03-14 | アラング、テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 酸素供給器からの水分をパージするための方法及びシステム |
JP2013532228A (ja) * | 2010-05-17 | 2013-08-15 | 本田技研工業株式会社 | 太陽光燃料電池 |
KR101879598B1 (ko) * | 2010-09-27 | 2018-07-18 | 플로리다 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 액체 철산염을 제조하기 위한 장치 및 방법 |
WO2018110650A1 (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 国立大学法人京都大学 | 移動体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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