JP2012510050A - エネルギーを生産するための方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
− 定められた大きさの遷移金属の結晶を予め配置するステップであって、前記結晶が所定の結晶構造を有するマイクロ/ナノメートルのクラスタとして配置され、前記クラスタの各々が所定数の原子よりも少ない数の前記遷移金属の原子を有するステップと、
− 前記クラスタに水素を接触させるステップと、
− 前記水素をH−イオンとして前記クラスタの中に吸着させ、且つ前記加熱ステップの後で前記水素がH−イオンとして前記活性コア内での前記核反応のために利用可能なままであるように適合された所定の重要な温度よりも高い吸着温度まで、前記定められた大きさのクラスタを加熱するステップと、
− 前記H−イオンを前記クラスタのそれぞれの原子の中に捕獲させる、前記活性コア上に及ぼされるインパルス作用によって、前記H−イオンとしての前記水素と前記クラスタ内の前記金属との間の前記核反応をトリガするステップであって、前記反応の連続が熱の生産をもたらすステップと、
− 前記活性コアから前記熱を取り出し、且つ前記活性コアの温度を前記重要な温度よりも上に維持するステップであって、前記熱を取り出すステップが所定の電力に従って行われるステップと、
を提供する。
− 3d殻が部分的に満たされた金属、例えばニッケル、
− 4d殻が部分的に満たされた金属、例えばロジウム、
− 5d殻が部分的に満たされた金属、すなわち「レアアース」又はランタノイド、例えばセリウム、
− 5d殻が部分的に満たされた金属、すなわちアクチノイド(actinonoid)、例えばトリウム、
のうちの1つに属する。
− 面心立方結晶構造、
− 体心立方結晶構造、
− 六方最密構造(compact hexagonal structure)、
からなる群から選択された結晶構造で結晶化するものが好ましい。
− 天然ニッケル、すなわちニッケル58、ニッケル60、ニッケル61、ニッケル62、ニッケル64のような同位体の混合物、
− 同位体、すなわち、
− ニッケル58、
− ニッケル60、
− ニッケル61、
− ニッケル62、
− ニッケル64、
からなる群から選択された1つのみの同位体を含むニッケル、
− こうした同位体のうちの少なくとも2つを所望の比率で含む調製物、
からなる群から選択される。
− 表面上に吸着される水素分子の解離、
− 金属の価電子との相互作用と、H−イオンの生成、
− クラスタの中への、特に、表面に最も近い2つ又は3つの結晶層を形成するクラスタの中へのH−イオンの吸着、
が起こり得る。H−イオンは、金属とただ物理的にのみ相互作用することができ、又はそれと化学的に結合することができ、この場合、水素化物が形成されることがある。
− イオンが格子欠陥の中に捕捉されることによる、粒界縁部での吸着、
− クラスタの金属原子の置換、
が起こることもある。
− 熱伝導率、
− 電気伝導率、
− 屈折率、
からなる群から選択される。
− 特に、活性コアの温度よりも低い所定の温度を有するガスの、特に水素の流れによって生じた熱衝撃、
− 機械的インパルス、特に、その持続時間が1/10秒よりも短い機械的インパルス、
− 超音波インパルス、特に、その周波数が20kHzから40kHzまでの間に設定される超音波インパルス、
− 前記活性コア上にインパルス的に放たれるレーザ光線、
− 電磁界、特にその周波数が1kHzよりも高い無線周波数パルス、X線、γ線からなる群から選択された電磁界のパッケージのインパルス印加、
− 前記活性コアの電気歪部分を通って流れるインパルス電流によって発生する電気歪インパルス、
− 素粒子、特に、電子、プロトン、及び中性子からなる群から選択された素粒子のビームのインパルス印加、
− O、Ar、Ne、Kr、Rn、N、Xeを除く群から選択された元素のイオン、特に1つ又は複数の遷移金属のイオンのビームのインパルス印加、
− 前記活性コアの圧電部の2点間に印加される電気電圧インパルス、
− 磁気歪部分を有する前記活性コアに沿って磁界パルスによって発生するインパルス磁気歪、
からなる群から選択されたインパルス・トリガ作用を提供する。
− さらなる機械的インパルス、
− 前記活性コアを、所定の温度よりも低く、特に所定の重要な温度よりも低く冷却すること、
− 前記活性コア上のガスの流れ、特にアルゴンの流れ、
からなる群から選択された働きを含む。
− その強度が1ガウスから70000ガウスまでの間に設定される磁気誘導磁界、
− その強度が1V/mから300000V/mまでの間に設定される電界、
からなる群から選択された所定のセクタが存在する状態で起こる。
− 所定量の前記遷移金属を含む活性コアと、
− 使用中に前記活性コアを収容する発生器チャンバと、
− 前記発生器チャンバ内の前記活性コアを所定の重要な温度よりも高い温度まで加熱するための手段と、
− 前記遷移金属と前記水素との間の前記核反応をトリガするための手段と、
− 前記活性コアの中での前記反応中に発生する定められた電力に係る熱を前記発生器チャンバから取り出すための手段と、
を含み、
前記発生器の主な特徴は、
− 前記活性コアが定められた大きさの前記遷移金属の結晶を含み、前記結晶が前記遷移金属に係る所定の結晶構造を有するマイクロ/ナノメートルのクラスタであり、前記クラスタの各々が所定数の原子よりも少ない数の前記遷移金属の原子を有することである。
− A/V>12/L、特にA/V>100/L、
− A/V>500m2/m3、
からなる群から選択された条件に関して前記活性コアによって占領される面積A及び体積Vよりも大きい表面を有し、前記延長された表面は、特に、前記水素を通すことができる物体を基体として用いて得られ、前記物体は、好ましくは、
− 各シートが前記水素を吸着させるために利用可能な少なくとも1つの面、特に延長された表面を含む面を有する、前記遷移金属のシートのパッケージと、
− 特に、ボール、シリンダ、プリズム、バー、薄層のうちのいずれかの形状の粒子を焼結することによって得られた凝集体であって、普通は、前記粒子が、ナノ−又はマイクロメートルの粒度分布を有し、前記粒子が前記活性コアの多孔性を画定する、凝集体と、
− 前記遷移金属のマイクロ/ナノメートルのクラスタを焼結することによって得られた凝集体と、
− 容器内に集められたクラスタの粉末と、
からなる群から選択され、前記凸形封体部は、前記粉末の容器、例えばセラミック製の容器によって制限される。
− 天然ニッケル、すなわちニッケル58、ニッケル60、ニッケル61、ニッケル62、ニッケル64のような同位体の混合物、
− ニッケル、すなわち、
− ニッケル58、
− ニッケル60
− ニッケル61、
− ニッケル62、
− ニッケル64、
からなる群から選択された1つのみの同位体を含むニッケル、
− こうした同位体のうちの少なくとも2つを所望の比率で含む調製物、
からなる群から選択される。
− 特に活性コアの温度よりも低い所定の温度に保たれる水素の流れによって前記活性コアの中に熱衝撃を生み出すための手段、
− 機械的インパルス、特に、1/10秒よりも短く持続するインパルスを生み出すための手段、
− 超音波インパルスを生み出すための手段、
− 前記活性コア上にレーザ光線インパルスを放つための手段、
− 特にその周波数が1kHzよりも高い無線周波数パルス、X線、γ線からなる群から選択された電磁界のパッケージをインパルス的に印加するための手段、
− 前記活性コアの電気歪部分を通るインパルス電流を生み出すための手段、
− 前記活性コアの圧電部の2点間に電気電圧インパルスを印加するための手段、
− 特に、電子、プロトン、中性子の中で選択された素粒子のビームをインパルス的に印加するための手段、
− O、Ar、Ne、Kr、Rn、N、Xeを除く群から選択された元素のイオン、特に1つ又は複数の遷移金属のイオンのビームをインパルス的に印加するための手段、
−磁気歪部分を有する前記活性コアに沿って磁界インパルスを印加するための手段、
とすることができる。
− さらなる機械的インパルスを生み出すための手段と、
− 前記コアを所定の温度値よりも低く、特に所定の重要な温度よりも低く冷却するための手段と、
− ガス、特にアルゴンを前記活性コア上に搬送するための手段と、
からなる群から選択される。
− その強度が1ガウスから70000ガウスまでの間に設定される磁気誘導磁界、
− その強度が1V/mから300000V/mまでの間に設定される電界、
からなる群から選択される。
− クラスタ準備チャンバと、
− 前記基体を前記クラスタ準備チャンバの中に装填するための手段と、
− 前記クラスタ準備チャンバ内で前記基体の周りに真空状態を生み出し且つ維持するための手段、特に、10−9バール以下の残留圧力を生み出し且つ維持するための手段と、
− 前記クラスタ準備チャンバの中で前記基体を高い温度に加熱し且つ保つための手段、特に、残留圧力が10−9バール以下のときに前記基体を350℃から500℃までの間に設定された温度にもっていく且つ保つための手段と、
− 好ましくは、
− スパッタリング技術と、
− スプレー技術と、
− 前記所定量の前記金属を蒸発させ、次いで前記基体上に凝縮させることを含む技術と、
− エピタキシャル堆積技術と、
− 金属の融点に近い温度まで金属を加熱し、前記加熱の後で徐冷することを含む技術と、からなる群から選択された技術によって、前記遷移金属を前記基体上に堆積するための手段と、
− 前記遷移金属が前記結晶構造を有するクラスタとして凍結するように、前記基体と前記遷移金属を急冷するための手段と、
を含む。
− 熱伝導率、
− 電気伝導率、
− 屈折率、
からなる群から選択された物理的特性の遷移を検出するための手段を含む。成長しているクラスタの中の前記遷移金属の原子の前記所定数を超えるときに、前記遷移が生じる。
− 前記発生器チャンバとは別個の水素処理チャンバと、
− 前記定められた大きさのクラスタを前記処理チャンバの中に装填するための手段と、
− 前記水素処理チャンバの中の前記定められた大きさのクラスタを所定の重要な温度よりも高い温度まで加熱するための手段と、
− 前記水素処理チャンバ内での前記水素の流れを生じさせるための手段であって、前記水素が、所定の分圧、特に、0.001ミリバールから10バールまでの間、より特定的には1ミリバールから2バールまでの間に設定された分圧を有する、手段と、
− 前記活性コアを前記水素処理チャンバから前記発生器チャンバの中に移すための手段と、
を含む。
− 蒸気又は気体状態の物質を所定の第1の圧力で発生させるための手段であって、熱源と関連付けられた、発生させるための手段と、
− 前記物質を前記第1の圧力から有用な働きをもたらす第2の所定の圧力まで膨張させるための手段と、
− 前記物質を、蒸気状態の前記物質の蒸発温度よりも低い所定の温度まで冷却するための手段と、
− 前記冷却された物質を前記第1圧力に戻るように圧縮するための手段と、
を備え、前記手段は、実質的に一定の量の前記物質によって順に横断され、圧縮するための前記手段が、発生させるための前記手段に供給し、この装置の主な特徴は、上記の手段で定義されたように前記熱源が本発明に係るエネルギー発生器を含むことである。
− 3d殻が部分的に満たされた金属、例えばニッケル、
− 4d殻が部分的に満たされた金属、例えばロジウム、
− 5d殻が部分的に満たされた金属、すなわち「レアアース」又はランタノイド、例えばセリウム、
− 5d殻が部分的に満たされた金属、すなわちアクチノイド(actinonoid)、例えばトリウム、
のうちの1つに属する。遷移金属の特定の電子配置は、実際には、波数ベクトルが、不連続性のある表面でもある金属の表面で干渉するフォノンと相互に総和されるように、非調和性の条件が生み出され、クラスタ内の空間位相と時間位相との両方において、プロセスの連鎖を始めるために必要なエネルギー「ギャップ」を超えるような網状変動が生じるという事実を可能にし、その最終的な働きは、図5に図式的に示されるようにH−イオン37の軌道捕獲である。工業的に許容される結果を達成するために、デバイ温度TDよりも高い温度、例えば、加熱ステップ130から熱取出しステップ170までの典型的な温度傾向を示す図15に示すような温度T1に到達する必要があり、それらのステップの間に活性コア1での温度Teqの平衡値が得られる。トリガするステップは、例えば図24に示されるように、活性コア1の金属表面に沿った温度勾配ΔTの存在によって支援される。
−面心立方結晶構造、fcc(110)(図6、図7、及び図8)、
−体心立方結晶構造、bcc(111)(図9)、
−六方最密構造、hcp(1010)(図10)、
を含む。
− 活性コアの電気歪部分を通るインパルス電流を生産するための手段と、
− 活性コア上にレーザ・インパルスを放つための手段と、
からなる核反応をトリガするための手段61、62、67をさらに含む。
Claims (15)
- 水素と金属との間の核反応によってエネルギーを生産するための方法であって、
定められた大きさの遷移金属の結晶を予め配置するステップであって、前記結晶が所定の結晶構造を有するマイクロ/ナノメートルのクラスタとして配置され、前記クラスタの各々が所定数の原子よりも少ない数の前記遷移金属の原子を有するステップと、
前記クラスタに水素を接触させるステップと、
前記水素をH−イオンとして前記クラスタの中に吸着させ、且つ前記加熱ステップの後で前記水素がH−イオンとして前記活性コア内での前記核反応のために利用可能なままであるような、所定の重要な温度よりも高い吸着温度まで、前記定められた大きさのクラスタを加熱するステップと、
前記H−イオンを前記クラスタのそれぞれの原子の中に捕獲させる、前記活性コア上のインパルス作用によって、前記H−イオンとしての前記水素と前記クラスタ内の前記金属との間の前記核反応をトリガするステップであって、前記反応の連続が熱の生産をもたらすステップと、
前記活性コアから定められた電力に係る熱を取り出し、且つ前記活性コアの温度を前記重要な温度よりも上に維持するステップと、
を提供する方法。 - 予め配置する前記ステップが、マイクロ/ナノメートルのクラスタの形態の前記遷移金属の結晶の前記定められた大きさが前記電力に比例するような方法で行われる、請求項1に記載の方法。
- 定められた大きさのマイクロ/ナノメートルのクラスタを予め配置する前記ステップが、
マイクロ/ナノメートルのクラスタの形態の所定量の前記遷移金属を、基体、すなわち所定の体積及び形状を有する固体物体の表面上に堆積するステップであって、前記基体が、その表面上に、最小数よりも大きい数のクラスタを含有し、特に、前記最小数が、1平方センチメートル当たり少なくとも109クラスタ、好ましくは1平方センチメートル当たり少なくとも1010クラスタ、より特定的には1平方センチメートル当たり少なくとも1011クラスタ、さらにより特定的には1平方センチメートル当たり少なくとも1012クラスタであるステップと、
前記定められた大きさのマイクロ/ナノメートルのクラスタを焼結することによって凝集させるステップであって、前記焼結することが前記クラスタの結晶構造を保ち、前記焼結することが実質的に前記クラスタのサイズを保つ、ステップと、
前記クラスタ、すなわち定められた大きさのクラスタ又はクラスタの緩い凝集体からなる粉末を容器の中に集めるステップと、
からなる群から選択されたステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記遷移金属を堆積する前記ステップが、前記基体上への前記金属からなる金属蒸気の物理的蒸着プロセスによってもたらされる、請求項3に記載の方法。
- 前記遷移金属を堆積する前記ステップが、
スパッタリング・プロセスと、
前記所定量の前記金属を蒸発又は昇華させ、その後、前記基体上に凝縮させることを含むプロセスと、
エピタキシャル堆積プロセスと、
スプレー・プロセスと、
融点に近づくまで加熱し、その後、特に約600℃の平均コア温度まで徐冷するプロセスと、
からなる群から選択されたプロセスによってもたらされる、請求項3に記載の方法。 - 所定量の前記遷移金属を堆積させる前記ステップの後で、前記結晶構造を有するクラスタに係る前記遷移金属の「凍結」をもたらすために、前記基体と前記堆積された金属を急冷するステップが提供され、前記急冷するステップが、焼戻しすること、前記基体上に堆積された場合の前記遷移金属の近くを流れる、前記基体の温度よりも低い所定の温度を有する水素の流れを生じさせること、からなる群から選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記クラスタに水素を接触させる前記ステップの前に、特に、少なくとも10−9バールの真空を350℃から500℃までの間に設定された温度で所定の時間にわたって適用することによって、前記基体をクリーニングするステップが行われ、特に、前記真空は、少なくとも10の真空適用サイクルに従って適用され、その後、水素が実質的に大気圧に戻る、請求項1に記載の方法。
- 前記クラスタに水素を接触させる前記ステップの間、前記水素が、以下の条件、すなわち、
0.001ミリバールから10バールまでの間、特に1ミリバールから2バールまでの間に設定された分圧を有すること、
3m/秒未満の速度で、特に前記クラスタの前記表面と実質的に平行な方向に従って流れること、
のうちの少なくとも1つを満たす、請求項1に記載の方法。 - 前記吸着温度が、遷移金属の網状面のスライディングが起こる温度、特に、吸収ピークα及びβに対応している温度の間に設定される温度に近い、請求項1に記載の方法。
- 前記定められた大きさのクラスタを加熱する前記ステップの後で、前記活性コアを室温まで冷却するステップが提供され、前記核反応をトリガする前記ステップが、前記室温から前記吸着温度への前記活性コアの前記温度の急上昇を提供し、特に、前記急上昇が5分よりも短い時間内で起こる、請求項1に記載の方法。
- 前記核反応をトリガする前記ステップが、前記活性コアの2点間の勾配、すなわち温度差を生み出すステップと関連付けられ、前記勾配が、網状振動の非調和性を強化し、且つH−イオンの生産を支援するために、特に100℃から300℃までの間に設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記クラスタが面心立方結晶構造、fcc(110)を有する、請求項1に記載の方法。
- 熱の生産を伴う前記反応が、
1ガウスから70000ガウスまでの間に設定された強度の磁気誘導磁界、
1V/mから300000V/mまでの間に設定された強度の電界、
からなる群から選択された磁界及び/又は電界が存在する状態で起こる、請求項1に記載の方法。 - 水素と、遷移金属である金属との間の核反応の連続から得られるエネルギー発生器であって、
所定量の前記遷移金属を含む活性コアと、
使用中に前記活性コアを収容する発生器チャンバと、
前記発生器チャンバ内の前記活性コアを所定の重要な温度よりも高い温度まで加熱するための手段と、
前記遷移金属と前記水素との間の前記核反応をトリガするための手段と、
前記活性コア内での前記反応中に発生する定められた電力に係る熱を前記発生器チャンバから取り出すための手段と、
を含み、前記活性コアが定められた大きさの前記遷移金属の結晶を含み、前記結晶が所定の構造を有するマイクロ/ナノメートルのクラスタであり、前記クラスタが平均して所定数の原子よりも少ない数の前記遷移金属の原子を含むことを特徴とするエネルギー発生器。 - マイクロ/ナノメートルのクラスタの形態の前記遷移金属の結晶の前記定められた大きさが前記電力に比例する、請求項1に記載の方法。
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