本開示は原子水素からエネルギーを放出し、電子殻が核と近位置にある低エネルギー状態を形成する触媒系を目的とする。放出された動力(パワー)は発電に利用し、そして新たな水素種及び化合物は所望の生成物である。これらのエネルギー状態は従来の物理的法則により予測され、対応するエネルギー放出遷移をするために水素からエネルギーを受け取る触媒を必要とする。
古典物理学は、水素原子、水素イオン、水素分子イオン、及び、水素分子の閉形式解を与え、分数の主量子数を持つ対応する種を予測する。マクスウェル方程式を使い、電子は、束縛されたn=1状態の電子がエネルギーを放出できないと拘束して遷移間の時間変動性の電磁気場のソース電流を含むとして、電子の構造が境界値問題として導かれた。H原子の解によって予測される反応は、以前に可能と思われていたよりも低いエネルギー状態における水素を形成するために、さもなければ安定な原子水素から、エネルギーを受け入れることができる触媒へと、非放射的なエネルギー伝達を含む。具体的には、古典物理学は、Ehが1ハートリーであるときに、Eh=27.2eVである原子水素のポテンシャルエネルギーの整数倍の正味エンタルピーを伴う反応を提供する、ある特定の原子、エキシマー、イオン、及び、2原子水素化物との、触媒反応を、原子水素が、経験するかもしれないことを予測する。それらの知られた電子エネルギーレベルを基礎として識別可能な特定の種(例えば、He+、Ar+、Sr+、K、Li、HCl、そして、NaH)は、プロセスを触媒するために原子水素の提示が要求される。反応は、分数の主量子数に対応する未反応の原子水素よりもエネルギーにおいて低い水素原子、及び、特に熱く、励起状態のHを形成するために、Hへのq・13.6eVの移動又はq・13.6eVの連続発光に続く非放射的なエネルギー移動を含む。即ち、水素原子の主エネルギー準位に対する式において、
n=1,2,3,... (2)
であり、ここで、aHは、水素原子(52.947pm)のボーア半径であり、eは電子の電荷の大きさ、ε0は真空の誘電率であり、分数の量子数は、次のようになる。
ここで、pは、p≦137となる整数であるが、励起状態の水素に対するリュードベリ式におけるn=整数のよく知られるパラメータと置き換わり、「ハイドリノ」と呼ばれるより低いエネルギー状態(低エネルギー状態)の水素原子を表す。水素のn=1の状態、及び、水素のn=1/整数の状態は、非放射性であるが、例えばn=1からn=1/2というような2つの非放射性の状態の間での遷移は、非放射性のエネルギー移動により可能である。水素は、水素又はハイドリノ原子の対応する半径が、次の式で与えられ、式(1)及び(3)によって与えられる安定状態の特別なケースである。
r=аH/p (4)
ここで、p=1,2,3,・・・・である。エネルギーの保存のため、aH/(m+p)への半径遷移及び通常のn=1状態における水素原子のポテンシャルエネルギーの整数の単位において、水素原子から触媒へのエネルギーの移動がなければならない。ハイドリノは、mが整数であるところの、次式の反応の正味のエンタルピーを持つ適当な触媒と、通常の水素原子との反応によって形成される。
m・27.2eV (5)
反応の正味のエンタルピーがm・27.2eVにより近く合致すると、触媒作用の速度は増加すると信じられる。エネルギーm・27.2eVの±10%以内、好ましくは、±5%以内の反応の正味のエンタルピーを備える触媒が、大抵の応用に適当であると発見されてきた。
触媒反応はエネルギー放出の2つのステップ:触媒への非放射的なエネルギーの移動と、それに続いて、対応する安定な最終状態に半径が減少する際の追加のエネルギー放出とを含む。一般的な反応は、次式で表され、
Cat(q+r)++re−→Catq++m・27.2eV (8)
さらに、ここで、全反応は、次式の通りである。
ここで、q、r、m、及びpは、整数である。H*[aH/(m+p)]は、水素原子の半径(分母において1が相当)と、陽子のそれの(m+p)倍に等しい中心視野を持ち、H[aH/(m+p)]は、Hのそれの1/(m+p)倍の半径での対応する安定状態である。電子が、水素原子の半径からこの距離の1/(m+p)倍の半径にまで半径方向加速度を経ると、特徴的な光の放射として、又は、第3体の運動エネルギーとして、エネルギーが放出される。発光は、[(p+m)2−p2−2m]・13.6eV(91.2/[(p+m)2−p2−2m]nm)で端を持つ極端紫外連続放射の形態であるかもしれない。放射に加えて、高速Hを形成する共鳴運動エネルギー移動が起こるかもしれない。対応するH(n=3)の高速原子の放出を伴う、バックグラウンドH2との衝突によるこれらの高速H(n=1)の続く励起は、広がったバルマーα線放射を生じさせる。極端なバルマーα線の幅広化(>100eV)は、予測と一致することが見られる。
好ましい触媒は、従って、m・27.2eVの反応の正味正のエンタルピーを供給することができる。即ち、触媒は水素原子からの非放射的エネルギー移動を共鳴的に受け、分数の量子エネルギー水準への電子的な遷移に影響を与えるように周囲にエネルギーを放出する。非放射的なエネルギーの移動の結果として、式(1)及び(3)により与えられる主エネルギー水準を持つより低いエネルギーの非放射的な状態を達成するまで、水素原子は不安定で更なるエネルギーを放出する。このようにして、式(3)により与えられるnについて、rn=naHの水素原子のサイズにおいて相当する減少を伴って水素原子からエネルギーを触媒作用により放出する。例えば、H(n=1)からH(n=1/4)への触媒作用により204eVが放出され、水素半径は、aHから(1/4)*aHに減少する。触媒生成物であるH(1/p)は、ハイドリノ水素化物イオンであるH−(1/p)を形成するように電子とまた反応するかも知れず、或いは、2つのH(1/p)は、反応して、対応する分子ハイドリノH2(1/p)を形成するかもしれない。
特に、触媒生成物H(1/p)はまた、結合エネルギーEBを持つ新規な水素化物イオンH(1/p)−を形成するように電子と反応するかもしれない。ここで、
であり、p=整数>1、s=1/2、h(エイチバー)はプランク定数(換算プランク定数)であり、μ0は真空の誘電率であり、meは電子の質量であり、μeは換算電子質量であり
で表され、mpは陽子の質量であり、a0はボーアの半径であり、イオン半径r1は次のように表される。
式(10)から、水素化物イオンの計算されたイオン化エネルギーは、0.75418eVであり、実験値は、6082.99±0.15cm−1(0.75418eV)である。
高磁場側にシフトしたNMRピークは、通常の水素化物イオンに比べて減少した半径に関するより低いエネルギー状態の水素の存在の直接の証拠であり、そして、陽子の反磁性のシールドにおける増加を持つより低いエネルギー状態の水素の存在の直接の証拠である。シフトは、より低いエネルギー状態による要素及び通常の水素化物イオンH
−の合計により次式で与えられる。
ここで、H−に対してp=0であり、H−(1/p)に対してp=整数>1であり、αは微細構造定数である。
H(1/p)は、陽子と反応するかもしれず、2つのH(1/p)が反応するかもしれず、それぞれ、H2(1/p)+及びH2(1/p)を生成するであろう。水素分子イオン及び分子電荷及び電流密度関数、結合距離、及び、エネルギーは、非放射の制約で、楕円面座標においてラプラシアンから解かれる。
長球の分子軌道の各焦点において+peの中心場を持つ水素分子イオンの全エネルギーETは、次のようになる。
ここで、pが整数、cは真空での光の速度、そして、μは換算核質量である。長球の分子軌道の各焦点での+peの中心場を持っている水素分子の全エネルギーは次のようになる。
水素分子H2(1/p)の結合解離エネルギーEDは、対応する水素原子の全エネルギーとETとの差である。
ED=E(2H(1/p))−ET (15)
ここで、
E(2H(1/p))=−p227.20eV (16)
であり、
EDは、式(15−16)及び(14)により与えられる。
ED=−p227.20eV−ET
=−p227.20eV
−(−p231.351eV−p30.326469eV)
=p24.151eV−p30.326469eV (17)
H2、D2、H2 +、及び、D2 +、の計算された及び実験上のパラメータは表1に与えられる。
触媒作用生成物ガスのNMRは、H2(1/4)の理論的に予測される化学シフトの決定的なテストを提供する。一般に、H2(1/p)の1H NMR共鳴は、電子が核に極めて近くにあるところの楕円座標における分数の半径により、H2のそれより高磁場側にあると予測される。H2(1/p)に対する予測されるシフトΔBT/Bは、H2のそれ、及び、H2(1/p)に対するp=整数>1に依存する項の合計により与えられる。
ここで、H2に対して、p=0である。−28.0ppmの実験上の絶対H2気相共鳴シフトは、−28.01ppmの予測絶対気相シフトと極めて良好に一致する(式(19))。
水素タイプの分子H2(1/p)のυ=0からυ=1への遷移に対する振動エネルギーEvibは、次のようになる。
Evib=p20.515902eV (20)
ここで、pは整数である。水素タイプの分子H2(1/p)のJからJ+1への遷移に対する回転エネルギーErotは、次のようになる。
ここで、pは整数であり、Iは慣性モーメントである。
回転エネルギーのp2依存は、核間距離のpの逆数依存、及び、慣性モーメントIへの対応する影響から生じる。H2(1/p)に対する予測核間距離2c’は、次のようになる。
研究技術の広域スペクトルからのデータは、強く一貫して、以前に可能と考えられていたよりも、水素がより低いエネルギー状態の中に存在することができることを、示している。これらのより低いエネルギー状態にある、「小さな水素」としてハイドリノと呼ばれるもの、及び、対応する水素化物イオン及び分子ハイドリノの存在をこのデータは支持する。伝統的な「基底」(n=1)状態より低いエネルギーである分数量子状態にある水素を生産する、原子状水素の新規な反応の可能性を支持する関連するこれらの従前の研究の幾つかは、極紫外線(EUV)分光、触媒と水素化物イオン生成物からの特徴的発光、より低いエネルギーの水素の発光、化学的に形成されたプラズマ、バルマーα線の拡幅化、H線の反転分布、高い電子温度、異常なプラズマ残光時間、パワー発生、及び、新規化合物の分析を含む。
本開示の触媒的な低いエネルギー水素遷移は、原子状Hから遷移を引き起こすエネルギーを受取り、かつ、触媒によらない原子状水素のポテンシャルエネルギーである27.2eVの整数mの吸熱化学反応の形式であってよい触媒を必要とする。吸熱の触媒反応は、原子またはイオンのような(例えば、Li→Li2+に対するm=3)種からの1又はそれ以上のイオン化であるかもしれず、最初の結合(例えば、NaH→Na2++Hに対するm=2)のパートナーの1又はそれ以上から、1又はそれ以上の電子のイオン化で結合切断の協奏反応を更に含むかもしれない。He+は、それが2×27.2eVという54.417eVでイオン化するので、27.2eVの整数倍に等しいエンタルピー変化を伴う化学的又は物理的プロセスという触媒基準を満たす。2つの水素原子は、同じエンタルピーの触媒としてもまた機能してもよい。水素原子H(1/p)p=1,2,3,...137は、式(1)及び(2)によって与えられる低位エネルギー状態への更なる遷移を経験することができる。ここで、1つの原子の遷移は、そのポテンシャルエネルギーにおいて同時に起きる逆の変化と共に、m・27.2eVを共鳴的に及び非放射的に受取る第2のものによって触媒される。H(1/p’)へのm・27.2eVの共鳴伝達により誘発されるH(1/p)からH(1/(p+m))への遷移に対する全体の一般式は、次のように表される。
H(1/p’)+H(1/p)
→H+H(1/(p+m))+[2pm+m2−p’2+1]・13.6eV (23)
水素原子は、一方が他方に対して触媒となるように作用して、それぞれ、1つ及び2つの原子に対してm=3及びm=2である触媒として機能してよい。衝突相手の第3の水素原子から54.4eVを2つの原子が共鳴的に及び非放射的に受取り、2Hを形成するように、極めて高速のHが1つの分子と衝突するとき、2つの原子触媒2Hに対する速度は高いかもしれない。
m=2で、触媒He+及び2Hの生成物は、H(1/4)を形成し、そして、好ましい状態として分子ハイドリノを形成するように速く反応するH(1/3)である。特に、高い水素原子濃度の場合、触媒として(p’=1;m=1)Hに関し、H(1/3)・(p=3)からH(1/4)・(p+m=4)への式(23)により与えられる更なる遷移は、速くあり得る。
対応する分子ハイドリノH2(1/4)とハイドリノ水素化物イオンH−(1/4)は、p=4の量子状態が更なる触媒作用に対して長い理論的な寿命を、それH(1/4)に与える四極子のそれよりも何倍も大きい多極子を持つので、観測結果と一致して最終生成物である。
He+及び2Hへの非放射性のエネルギー移動は、He+イオンエネルギーレベルをくみ上げ、ヘリウム水素及び水素プラズマでにおけるHの電子励起温度を増やすと、予測される。両触媒に対して、中間体H*[аH/(2+1)](m=2とした式(6))は、水素原子の半径(分母において1に相当)、及び、陽子のそれの3倍に等しい中心場を持ち、[аH/3]は、Hのそれの1/3の半径を備える安定した状態に相当する。電子が、水素原子の半径からこの距離の1/3の半径へと半径方向加速度を受けて、エネルギーは、特徴的な発光として、又は、第三体の運動エネルギーとして、放出される。発光は、54.4eV(22.8nm)での発光端を持ち、より長い波長へと延びる極紫外線連続放射の形態において、あるかもしれない。その代わりに、高速Hが共鳴運動エネルギー移動のために予測される。第2の連続体バンドは、原子状水素が[аH/3]から27.2eVを受けて、触媒作用生成物の[аH/3](式(4−7)及び(23))から[аH/4]状態へと、後続する急速な遷移から生じると予測される。極紫外線(EUV)分光及び高分解能可視分光は、触媒He+及び2Hをそれぞれ供給する水素と共にするヘリウム及び水素単独のパルス状の放出、発光、及び、マイクロ波において記録された。He+イオン線のポンピングが水素の添加と共に起こり、特定の条件下での水素プラズマの励起温度は非常に高かった。22.8nmと40.8nmとの両方で、EUV連続体は観察され、そして、並外れた(>50eV)バルマーα線の拡幅化が観察された。H2(1/4)は、ヘリウム−水素、水素、水−水蒸気−補助された水素プラズマから集められたガスにおいて、CDCl3に溶解されて、1.25ppmでソリューションNMRにより、観察された。
同様に、Ar+からAr2+への反応は、式(4−7)においてm=1に相当する、27.63eVの正味の反応エンタルピーを持つ。触媒としてAr+が機能すると、その予想される91.2nm及び45.6nmの連続体が、1.25ppmでソリューションNMRにより観察され、同様に、予想された気相のハイドリノ生成物H2(1/4)、高速H、触媒励起状態のポンピング、ハイドリノ遷移の他の特徴的な痕跡も観察された。これらの結果及びヘリウムプラズマのそれらを考慮すれば、He+触媒のための54.4eV(q=4)及び40.8eV(q=3)での閾値を持つq・13.6eV連続体が観察されていた。幅広いスペクトル領域における高エネルギの連続放射線を引き起こす、より低い状態へのハイドリノの遷移に関しては、qの非常により大きい値で可能である。
最近のパワー生成及び生成物特徴付け研究において、原子リチウムと分子NaHは、触媒として機能した。なぜならば、それらは、27.2eVの原子状水素のポテンシャルエネルギーの整数倍m(例えば、Liに対してm=3であり、NaHに対してm=2である)に等しいエンタルピー変化をもってする化学又は物理プロセスという触媒基準を満たすからである。新規なアルカリ・ハライド・ヒドリノ水素化物化合物(MH*X;M=Li又はNa、X=ハロゲン化合物)の対応するヒドリノ水素化物イオンH−(1/4)、及び、分子ヒドリノH2(1/4)のエネルギーレベルに対する閉じた形の方程式に基づく特定の予測は、化学的に生成された触媒作用反応物を用いてテストされた。
第1に、Li触媒がテストされた。LiとLiNH2が、原子リチウムと水素原子の源として使われた。水流バッチ式熱量測定法を用いて、1gのLiから、0.5gのLiNH2から、10gのLiBrから、15gのPd/Al2O3からの測定されたパワーは、ΔH=−19.1kJのエネルギーバランスでもって、約160Wであった。観察されたエネルギーバランスは、既知の化学に基づけば、最大理論値の4.4倍だった。次に、結晶におけるH2(1/4)をトラップするのと同様に、LiH*Xを形成するために触媒作用生成物H(1/4)のゲッターとしてLiBrが機能し、化学合成においてパワー反応混合物が用いられるとき、ラネーニッケル(R−Ni)が解離剤(dissociator)として機能した。ToF−SIMは、LiH*Xピークを示した。1H MAS NMR LiH*Br及びLi*Iは、LiXマトリックスにおいて、H−(1/4)にマッチする約−2.5ppmで、大きな区別できる高磁場共鳴を示した。1.13ppmのNMRピークは、侵入型H2(1/4)に相当し、通常のH2のそれの42倍のH2(1/4)回転振動が、FTIRスペクトルで1989cm−1で観察された。Li*Br結晶のに記録されるXPSスペクトルは、他の如何なる主要な元素が不在であることに基づき、如何なる既知の元素に割り当てられなかった約9.5eV及び12.3eVのピークを示したが、2つの化学環境下におけるH−(1/4)の結合エネルギーにマッチした。エネルギー・プロセスの更なる痕跡は、原子状Liが原子状水素と共に存在したときに、約1−2V/cmの非常に低い場の強度及び低い温度(例えば、約103K)でのrt−プラズマ又は共鳴移行と呼ばれるプラズマの形成の観察であった。Hバルマーα線の時間依存性の線幅拡大は、異常に速いH(>40eV)に対応していると観察された。
水素、及び、水素以外の少なくとも1つの元素Mから成っているMHのような本開示の化合物は、水素の源及びハイドリノを形成するための触媒の源として、機能する。t電子のイオン化エネルギー及び結合エネルギーの合計がおよそm・27.2eV(ここで、mは整数)であるように、触媒反応は、原子Mから各々連続エネルギー順位へとt電子のイオン化に加えて、M−H結合の破壊により提供される。そのような触媒システムは、ナトリウムを含む。NaHの結合エネルギーは、1.9245eVである。そして、それぞれ、Naの第1及び第2のイオン化エネルギーは、5.13908eV及び47.2864eVである。これらのエネルギーに基づいて、NaH分子は、触媒及びHの源として機能できる。なぜなら、NaHの結合エネルギー、及び、NaからNa2+への二重イオン化(t=2)は、54.35eV(2・27.2eV)であるからである。触媒反応は、次の式で与えられる。
Na2++2e−+H→NaH+54.35eV (26)
そして、全反応は、次のように表される。
生成物H(1/3)直ちに反応してH(1/4)を形成し、そして、好ましい状態として、分子ハイドリノH2(1/4)となる(式(24))。NaHの結合エネルギー、Na2+へのNaの二重イオン化(t=2)、及び、Hのポテンシャルエネルギーの合計が81.56eV(3・27.2eV)であるので、NaH触媒反応が強調されるのかもしれない。
Na
2++2e
−+H+H
fast ++e
−→NaH+H+81.56eV (29)
そして、全反応は次の式で表される。
ここで、Hfast +は、少なくとも13.6eVの運動エネルギーを持つ高速水素原子である。H−(1/4)は、安定なハロゲン化水素化物を形成し、そして、2H(1/2)→H2(1/4)及びH−(1/4)+H+→H2(1/4)という反応により形成される対応する分子と共に好ましい生成物である。
水素化ナトリウムは、典型的に、金属ナトリウムとガス状の水素の反応によって形成されるイオン結晶性化合物の形態である。そして、気相において、ナトリウムは、74.8048kJ/moleの結合エネルギーを持つ共有結合性のNa2分子を含む。NsH(s)が、NaH(g)をつくるためにヘリウム雰囲気の下で非常に遅い温度上昇率(0.1℃/分)で加熱されたとき、式(25−27)により与えられる予測された発熱反応が、示差走査熱量測定装置(DSC)により高い温度で観察されたことが発見された。高いパワーを成すために、化学システムは、NaH(g)の形成速度及び量を大いに増やすように設計された。生成熱から計算されるNaOH及びNaをNa2O及びNaH(s)へとの反応は、ΔH=−44.7kJ/NaOHモルの熱を放出する。
NaOH+2Na→Na2O+NaH(s)
ΔH=−44.7kJ/mole NaOH (31)
この発熱反応は、NaH(g)の形成を促進することができ、式(25−27)によって与えられる発熱反応を促進するために利用された。
Na2O+H→NaOH+Na
ΔH=−11.6kJ/mole NaOH (32)
NaH→Na+H(1/3)
ΔH=−10,500kJ/mole H (33)
NaH→Na+H(1/4)
ΔH=−19,700kJ/mole H (34)
触媒反応が、H(1/3)を形成し、これが更に反応してH(1/4)を形成するような遷移を付随して経る固有のHの放出に依存するので、NaHは高い運動エネルギーをユニークに達成する。示差走査熱量測定(DSC)は、分子NaH形成の量を増加するために、極端にゆっくりとした温度上昇速度で(0.1℃/min)、ヘリウム雰囲気下で、イオン化NaHについてなされた。−177kJ/mole NaHの新規発熱効果が、640℃から825℃の温度範囲で観察された。高パワーを成すために、約100m2/gの面積があるR−Niが、NaOHで表面コートされ、NaHを形成するためにNa金属と反応させられた。水流型バッチ式熱量測定計を用いて、15gのR−Niから、測定されたパワーは、Na金属と反応したとき、出発材料としてR−NiからR−NiAl合金へとの変化のΔH≒0kJに比べ、ΔH=−36kJのエネルギーバランスを持っており、約0.5kWであった。Nah反応の観察されたエネルギーバランスは、−1.6X104kJ/mole H2であったが、燃焼エンタルピーの−241.8kJ/mole H2の66倍以上であった。NaOHドーピングにおいて0.5の重量%へと増加することにより、R−Ni合金のAlは、NaH触媒を生成するための還元体としてNa金属に置き換わるように機能した。60℃まで加熱されるとき、15gの複合触媒材料は、11.7のkJの過剰エネルギーを放出し、0.25kWの電力を得るために、添加物を必要としなかった。DMF−d7に溶解された生成物ガスにソルーションNMRを行うと、1.2ppmでH2(1/4)を示した。
ToF−SIMは、ナトリウムハイドリノ水素化物、NaHx、ピークを示した。NaH*BrとNaH*Clの1H MAS NMRスペクトルは、H−(1/4)にマッチする、それぞれ−3.6ppm及び−4ppmでの大きな区別できる磁場共鳴を示し、H2(1/4)にマッチする1.1ppmでのNMRピークを示した。水素の唯一のソースとしての固体酸KHSO4及びNaClの反応からのNaH*Clは、2つの分数水素状態を含んでいた。H−(1/4)NMRピークは、−3.97ppmで観察された。そして、H−(1/3)ピークもまた、−3.15ppmで存在した。対応するH2(1/4)及びH2(1/3)ピークは、1.15ppm及び1.7ppmでそれぞれ観察された。DMF−d7で溶解したNaH*Fの1H NMRは、それぞれ、1.2ppm及び−3.86ppmにて、分離されたH2(1/4)及びH−(1/4)を示した。ここで、如何なる固体マトリックス効果や代替のピーク割当の可能性が無いことから、強固なNMR割当が確認された。NaH*Brについてで記録されたXPSスペクトルは、LiH*Br及びKH*Iからの結果にマッチした約9.5eV及び12.3eVでのH−(1/4)ピークを示した。一方、ナトリウムハイドリノ水素化物は、ハロゲン化物ピークがない状態で、6eVでH−(1/3)のXPSピークを更に持っている2つの分数水素状態を示した。通常のH2のエネルギーの42倍のエネルギーを持つ予測された回転遷移は、また、12.5keVの電子ビームを使って励起されたH2(1/4)からも観察された。
NMR変化、ToF−SIMs質量、XPS結合エネルギー、FTIR及び発光スペクトルなどのこれらのデータは、本開示の態様を含む触媒作用系のハイドリノ生成物を特徴とし、またそれを同定する。
I.ハイドリノ
次の式で与えられる結合エネルギーを持つ水素原子は、本開示のH触媒作用反応の生成物であるが、ここで、pは1より大きい整数であり、好ましくは、2から137である。
結合エネルギー=13.6/(1/p)2eV (35)
原子、イオン、又は、分子の結合エネルギー(イオン化エネルギーとしても知られる)は、原子、イオン、又は、分子から1つの電子を除くために要求されるエネルギーである。式(35)で与えられる結合エネルギーを持つ水素原子は、以下「ハイドリノ原子」又は「ハイドリノ」と称する。通常の水素原子の半径がaHであり、pが整数であるところ、半径аH/pのハイドリノを指定する符号は、H[аH/p]である。半径aHを持つ水素原子は、以下「通常の水素原子」又は「普通の水素原子」と称する。通常の原子状水素は、13.6eV結合エネルギーによって特徴付けられる。
ハイドリノは、次の正味の反応生成エンタルピーを持つ適当な触媒で通常の水素原子を反応させることにより、形成される。
m・27.2eV (36)
ここで、mは整数である。正味の反応エンタルピーがm・27.2eVとより厳密に一致すると、触媒作用の率が上昇すると考えられている。m・27.2eVの±10%(好ましくは±5%)以内の正味の反応エンタルピーを持つ触媒が、大抵の適用にふさわしいと発見されてきた。
この触媒作用は、rn=naHの水素原子のサイズにおいて、相応の減少を備える水素原子からエネルギーを放出する。例えば、H(n=1)からH(n=1/2)への触媒作用は40.8eVを放出し、そして、水素半径は、aHから(1/2)аHに減少する。t電子のイオン化エネルギーの合計がおよそm・27.2eVになるように、t電子の各原子から連続体エネルギーレベルへのイオン化によって、触媒システムが提供される。ここで、mは整数である。
与えられた上記の式(6−9)により、触媒システムへの更なる例は、リチウム金属を含む。リチウムの第1及び第2のイオン化エネルギーは、5.39172eV及び75.64018eVである。LiからLi2+への二重イオン化(t=2)反応は、81.0319eVの正味の反応エンタルピーを持つ(式(36)において、m=3の場合に等しい)。
Li2++2e−→Li(m)+81.0319eV (38)
そして、全反応は、次の通りである。
もう1つの具体化において、触媒システムは、セシウムを含む。セシウムの第1及び第2のイオン化エネルギーは、3.89390eV及び23.15745eVである。CsからCs2+への二重イオン化(t=2)反応は、そして、27.05135eVの正味の反応エンタルピーを持つ(式(36)において、m=1としたものに等しい)。
Cs2++2e−→Cs(m)+27.05135eV (41)
そして、全反応は、次の通りである。
さらなる触媒システムは、カリウム金属を含む。カリウムの第1、第2、及び第3のイオン化エネルギーは、4.34066eV、31.63eV、45.806eVである。KからK3+への三重のイオン化(t=3)反応は、そして、81.7767eVの正味の反応エンタルピーを持つ(式(36)において、m=3としたものに等しい)。
K3++3e−→K(m)+81.7426eV (44)
そして、全反応は、次の通りである。
パワー源として、触媒作用の間に放たれるエネルギーは、触媒に持って行かれるエネルギーより非常に大きい。放出されるエネルギーは、従来の化学反応と比較して大きい。例えば、水を形成するために水素ガス及び酸素ガスが以下のような燃焼を経るとき、水の既知の生成エンタルピーは、水素原子につき1.48eV、又は、ΔHf=−286KJ/mole H、である。
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l) (46)
対照的に、触媒作用を経る各通常の水素原子(n=1)は、正味40.8eVを放出する。更に、次のような触媒遷移が起こるかもしれない。
一旦触媒作用が始まると、ハイドリノは、不均化と呼ばれるプロセスにおいて自動触媒化する。このメカニズムは、無機イオン触媒作用のそれと類似している。しかし、ハイドリノ触媒作用は、m・27.2eVへのエンタルピーのより良いマッチングのために、無機イオン触媒のそれより高い反応速度を持つであろう。
本開示の水素化物イオンは、即ち約13.6/n2eVの結合エネルギーを持つ水素原子である、ハイドリノと、電子源との反応によって形成され得る。ここで、n=1/pであり、pは1を超える整数である。ハイドリノ水素化物イオンは、H−(n=1/p)又はrH−(1/p)で表される。
ハイドリノ水素化物イオンは、通常の水素核及び約0.8eVの結合エネルギーを持つ2つの電子から成る通常の水素化物イオンとは区別される。後者は以下、「通常の水素化物イオン」または「正常な水素化物イオン」と称する。ハイドリノ水素化物イオンはプロテウム、ジュウテリウム(重水素)、トリチウム(三重水素)を含む水素核、及び式(49〜50)にしたがった結合エネルギー状態にある2つの区別できない電子から成る。
ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギーは、次のような式によって表すことができる。
ここで、pは1を超える整数であり、s=1/2、πはパイ、h(エイチバー)は換算プランク定数、μoは真空の透磁率、meは電子の質量、μeは次式で与えられる換算電子の質量である。
ここで、mpは陽子の質量、aHは水素原子の半径、aoはボーアの半径、そして、eは素電荷である。半径は、次の式のように与えられる。
ハイドリノ水素化物イオンH−(n=1/p)の結合エネルギーは、pを整数として、pの関数で、表2に示される。
本開示によると、p=2から23までの通常の水素化物イオン(約0.75eV)の結合よりも大きく、p=24の場合よりも小さい、式(49−50)による結合エネルギーを持つハイドリノ水素化物イオン(H−)が、提供される。式(49−50)のp=2からp=24へに対して、水素化物イオンの結合エネルギーは、それぞれ、3、6.6、11.2、16.7、22.8、29.3、36.1、42.8、49.4、55.5、61.0、65.6、69.2、71.6、72.4、71.6、68.8、64.0、56.8、47.1、34.7、19.3、及び、0.69eVである。新規な水素化物イオンからなっている典型的な組成物も、またここに提供される。
1つ以上のハイドリノ水素化物イオン及び1つ以上の他の元素から成る化合物も例示しておく。このような化合物は「ハイドリノ水素化物化合物」と称する。
通常の水素種は、以下のような結合エネルギーによって特徴づけられる。
(a)水素化物イオン(「通常の水素化物イオン」)、0.754eV、
(b)水素原子(「通常の水素原子」)、13.6eV、
(c)二原子水素分子、15.3eV(「通常の水素分子」)、
(d)水素分子イオン、16.3eV(「通常の水素分子イオン」)、そして、
(e)H3 +、22.6eV(「通常の三水素分子イオン」)。
ここに、水素の形態に関して、「普通の」と「通常の」とは、同義である。
本開示の更なる実施例によれば、以下のような少なくとも1つの増加した結合エネルギー水素種を含む化合物が提供される。(a)pが2から137の整数であるときに、13.6/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約13.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ水素原子、(b)pが2から24の整数であるときに、
の結合エネルギーの約0.9から1.1倍の範囲内のような、
のような結合エネルギーを持つ水素化物イオン(H−)、(c)H4 +(1/p)、(d)pが2から137の整数であるときに、22.6/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約22.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ三重ハイドリノ分子イオンH3 +(1/p)、(e)pが2から137の整数であるときに、15.3/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約15.3/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ二重ハイドリノ、そして、(f)pが整数で、好ましくは2から137であるときに、6.3/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約16.3/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ二重ハイドリノ。
本開示の更なる実施例によれば、以下のような少なくとも1つの増加した結合エネルギー水素種を含む化合物が提供される。(a)次のような全エネルギーをおよそもつ二重ハイドリノ分子イオンであって、
例えば、以下のエネルギーの約0.9倍から1.1倍の範囲内のものを持つ。
ここで、pは整数であり、h(エイチバー)は換算プランク定数であり、meは電子の質量であり、cは真空中の光の速度であり、そして、μは換算原子核質量である。そして、(b)以下のような全エネルギーを持つ二重ハイドリノであり、
以下のエネルギーの約0.9倍から1.1倍の範囲のようなものを持つものである。
ここで、pは整数であり、aoはボーアの半径である。
本開示の1つの実施例によると、化合物が負に荷電する増加した結合エネルギーを持つ水素種から成るところ、その化合物は、陽子、通常のH2 +又は通常のH3 +のような、1又はそれ以上の陽イオンを更に含む。
少なくとも1つのハイドリノ水素化物イオンを含む化合物を調製するために、方法はここに提供される。そのような化合物は、以下において、「ハイドリノ・ヒドリド化合物」と称される。その方法は、約(m/2)・27eVの正味の反応エンタルピーを持っている触媒で、原子状水素に反応を起こさせるステップを含む。ここで、mは1を超える整数であるが、好ましくは400未満の整数であり、約13.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ増加した結合エネルギーを持つ水素原子を生成する。このとき、pは整数で、好ましくは2から137の整数である。触媒作用の更なる生産物は、エネルギーである。増加した結合エネルギー水素原子は、電子源と反応することができ、増加した結合エネルギーを持つ水素化物を生産する。増加した結合エネルギーを持つ水素化物イオンは、少なくとも1又はそれ以上の陽イオンと反応することができ、増加した結合エネルギーの水素化物イオンを含む化合物を生産する。
物質の新規な水素組成物は以下から成ることが可能である。
(a)結合エネルギーを有する少なくとも1つの中性、陽性または陰性の水素種(以下、「結合エネルギー増大水素種」とする)
この結合エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きいか、または、
(ii)通常の水素種の結合エネルギーは周囲条件(標準温度及び圧力、STP)での熱エネルギーより低いことから、対応する通常の水素種は不安定であるか、確認できないか、あるいは陰性である、任意の水素種の結合エネルギーより大きい;及び、
(b)少なくとも1つの他の元素。
以下、本開示の化合物は「結合エネルギー増大水素化合物」とする。
この文脈の「他の元素」は結合エネルギー増大水素種以外の元素を意味する。したがって、他の元素は通常の水素種または水素以外の任意の元素となり得る。化合物の1つの群では、他の元素及び結合エネルギー増大水素種は中性である。化合物の別の群では、他の元素及び結合エネルギー増大水素種は、他の元素が均衡な電荷を提供して中性の化合物を形成するように帯電している。化合物の前者の群は分子結合及び配位結合が特徴であり、後者の群はイオン結合が特徴である。
また、提供する新規な化合物及び分子イオンは以下から成る。
(a)総エネルギーを有する少なくとも1つの中性、陽性または陰性の水素種(以下、「結合エネルギー増大水素種」とする)、
この総エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の総エネルギーより大きいか、または、
(ii)通常の水素種の総エネルギーは周囲条件での熱エネルギーより低いことから、対応する通常の水素種は不安定であるか、確認できないか、あるいは陰性である任意の水素種の総エネルギーより大きい;及び、
(b)少なくとも1つの他の元素。
水素種の総エネルギーは、水素種から全ての電子を除去するエネルギーの合計である。本開示にしたがった水素種の総エネルギーは、対応する通常の水素種の総エネルギーより大きい。増大総エネルギーを有する水素種のいくつかの実施態様が、対応する通常の水素種の第一電子結合エネルギーより小さい第一電子結合エネルギーを持っていたとしても、本開示に記載の総エネルギーが増加した水素種も「結合エネルギー増大水素種」とする。例えば、P=24での式(49〜50)の水素化物イオンは、通常の水素化物イオンの第一の結合エネルギーより小さい第一結合エネルギーを有し、一方、P=24での式(49〜50)の水素化物イオンの総エネルギーは、対応する通常の水素化物イオンの総エネルギーよりもかなり大きい。
また、本明細書で提供する新規な化合物及び分子イオンは以下から成る。
(a)結合エネルギーを有する複数の中性、陽性または陰性の水素種(以下、「結合エネルギー増大水素種」とする)、
この総エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きいか、または、
(ii)通常の水素種の結合エネルギーは周囲条件での熱エネルギーより低いことから、対応する通常の水素種は不安定であるか、確認できないか、あるいは陰性である任意の水素種の結合エネルギーより大きい;及び、
(b)場合により1つの他の元素。
以下、本開示の化合物は「結合エネルギー増大水素化合物」と称する。
結合エネルギー増大水素種は1つ以上のハイドリノ原子を、電子、ハイドリノ原子、前記結合エネルギー増大水素種の少なくとも1つを含む化合物、及び少なくとも1つの他の原子、分子、または結合エネルギー増大水素種以外のイオンのうちの1つ以上と反応させることで形成することが可能である。
また、提供する新規な化合物及び分子イオンは以下から成る。
(a)総エネルギーを有する複数の中性、陽性または陰性の水素種(以下、「結合エネルギー増大水素種」とする)、
この総エネルギーは、
(i)通常の分子水素の総エネルギーより大きいか、または、
(ii)通常の水素種の総エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより低いことから、対応する通常の水素種は不安定であるか、確認できないか、あるいは陰性である任意の水素種の総エネルギーより大きい;及び、
(b)場合により1つの他の元素。
以下、本開示の化合物は「結合エネルギー増大水素化合物」と称する。
ある実施態様では、提供される化合物は、(a)P=2〜23で通常の水素化物イオンの結合より大きく(約0.8eV)、P=24ではそれよりも小さい式(49〜50)にしたがって結合エネルギーを有する水素化物イオン(「結合エネルギー増大水素化物イオン」または「ハイドリノ水素化物イオン」);(b)通常の水素原子の結合エネルギーより大きい結合エネルギー(約13.6eV)を有する水素原子(「結合エネルギー増大水素原子」または「ハイドリノ」);(c)約15.3eVより大きい第一結合エネルギーを有する水素分子(「結合エネルギー増大水素分子」または「ハイドリノ」);(d)約16.3eVより大きい結合エネルギーを有する分子水素イオン(「結合エネルギー増大分子水素イオン」または「ハイドリノ分子イオン」)から選択される少なくとも1つの結合エネルギー増大水素種から成る。
II.動力炉及び動力システム
本開示の別の実施態様にしたがって、エネルギー及び低エネルギー水素種を生成する水素触媒反応器を提供する。図1に示すように、水素触媒反応器70は、エネルギー反応混合物74、熱交換器80、ならびに蒸気発生器82及びタービン90などの動力変換器を含む槽72から成る。実施態様では、触媒作用は源物質76からの原子水素と触媒78とを反応させ、低エネルギー水素「ハイドリノ」を形成し、動力を生成することを含む。水素と触媒から成る反応混合物が反応し、低エネルギー水素が形成される場合、熱交換器80は触媒反応により放出された熱を吸収する。熱交換器は、蒸気発生器82と熱を交換する。蒸気発生器82は交換器80から熱を吸収し、蒸気を生成する。さらに、エネルギー反応器70は、蒸気発生器82からの蒸気を受け取って蒸気エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機100へ機械動力を提供するタービン90から成り、このエネルギーは労働力を生成するか、あるいは消失させるために負荷受容器110が受け取ることが可能である。
実施態様では、エネルギー反応混合物74は、供給路62を経由して供給される燃料などのエネルギー放出材料76から成る。反応混合物は、水素同位体原子源、分子水素同位体源、及び触媒78の源物質から成り、約m・27.2eVを共鳴的に減じ、mが整数であり、その整数が好ましくは400未満である低エネルギー原子水素を形成する。ここでは水素が触媒と接触することで、水素の低エネルギー状態への反応が起こる。触媒は溶解状態、液体、気体または固体状態であってよい。触媒は熱などの形態でエネルギーを放出し、低エネルギー水素同位体原子、低エネルギー水素分子、水素化物イオン及び低エネルギー水素化合物のうち少なくとも1つを形成する。したがって、動力セルもまた、低エネルギー水素化学反応器を含む。
水素源は水素ガス、熱解離などの水解離物、水の電気分解物、水素化物由来水素または金属水素溶液由来水素であり得る。別の実施態様では、エネルギー放出材料76の分子水素は、混合物74の分子水素解離触媒により原子水素へと解離する。このような解離触媒または解離体は水素、ジュウテリウムまたはトリチウム原子及び/または分子も吸収し、例えば、パラジウム及びプラチナなどの貴金属の元素、化合物、合金または混合物、モリブデン及びタングステンなどの耐火金属、ニッケル及びチタニウムなどの遷移金属、ならびにニオブ及びジルコニウムなどの内部遷移金属が挙げられる。好ましくは、解離体はPt、Pd、Ru、Ir、ReもしくはRhなどの貴金属、またはAl2O3、SiO2上のNi、あるいはこれらの組み合わせといった高表面積を有する。
ある実施態様では、t電子のイオン化エネルギーの総数が約m・27.2eVで、t及びmが各々整数であるように、t電子を原子またはイオンから連続エネルギーレベルへとイオン化させることで触媒が提供される。触媒は、関与したイオン間をt電子が移動することでも提供され得る。t電子が1つのイオンから別のイオンへと移動することで反応の正味エンタルピーが提供され、このことにより、電子受容イオンのt電子のイオン化エネルギー分が差し引かれた電子供与イオンのtイオン化エネルギーの合計は約m・27.2eVに等しくなり、ここではt及びmは各々整数である。別の実施態様では、触媒は、水素に結合した原子Mを有するNaHなどのMHから成り、M−H結合エネルギー及びt電子のイオン化エネルギーを合算し、m・27.2eVのエンタルピーが算出される。
実施例において、触媒の源は、およそ(m/2)・27eVにプラス・マイナス1eVの正味のエンタルピーを典型的に提供する、触媒供給通路61を通して供給される触媒材料78からなる。触媒は、原子状水素及びハイドリノからエネルギーを受取るハイドリノ、分子、イオン、及び、原子を含む。実施例において、触媒は、AlH、BiH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、RuH、SbH、SeH、SiH、SnH、C2、N2、O2、CO2、NO2、及びCO3の分子から、そして、Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、Kr、2K+、He+、Ti2+、Na+、Rb+、Sr+、Fe+、Mo2+、Mo4+、In3+、He+、Ar+、Xe+、Ar2+及びH+、さらにNe+及びH+の原子又はイオンから選択される、少なくとも1つの種を含んでよい。
動力系の実施態様では、熱交換媒体を有する熱交換器により熱が除去される。熱交換器は水冷壁で、媒体は水でよい。空間及び工程熱処理のために熱を直接移動させてよい。あるいは、水などの熱交換媒体は蒸気への変換といった相変化を受ける。この変換は蒸気発生器内でなされてもよい。蒸気は、蒸気タービン及び発生器などの加熱エンジン内で電気を発生させるために使用してもよい。
本開示にしたがった燃料を再利用または再生するための水素触媒エネルギー及び低エネルギー水素種生成反応器5の実施態様は、図2に示してあり、水素源、触媒源、場合により蒸発させる溶媒の混合物である燃料反応混合物11を含むボイラー10、水素源12、蒸気パイプ及び蒸気発生器13、タービン14などの動力変換器、ウォーターコンデンサー16、水形成源17、燃料再利用器18、ならびに水素−ジハイドリノガス分離器19から成る。工程1では、触媒源、水素源を含む多相から成る気体、液体、固体または不均一系混合物などの燃料が反応し、ハイドリノ及び低エネルギー水素生成物を形成する。工程2では、使用済み燃料を再処理し、火力発電を維持するため、ボイラー10へ再供給する。ボイラー10で発生させた熱はパイプ及び蒸気発生器13内で蒸気を形成し、該蒸気はタービン14へ移し、発生器に電力を供給することで順次に電気を生成する。工程3では、ウォーターコンデンサー16により水を濃縮する。熱から電力への変換を維持するサイクルを完了するため、水源17により水が消失する場合がある。工程4では、ハイドリノ水素化物化合物及びハイドリノガスなどの低エネルギー水素生成物を除去し、反応しなかった水素を燃料再利用器18に戻すか、あるいは水素源12を使用済み燃料に戻し、再利用燃料を形成する。ガス生成物及び反応しなかった水素を水素−ジハイドリノガス分離器19で分離してよい。生成物ハイドリノ水素化物化合物を燃料再利用器18で分離し、除去してもよい。処理は戻された燃料を使用し、ボイラー内か、またはボイラー外で行ってもよい。したがって、システムはさらに、使用済み燃料の除去、再生及び再供給を行うため反応物や生成物を移動させる気体及び固体輸送体の少なくとも1つを含んでもよい。ハイドリノの形成で使用された分を補給する水素を、燃料処理中、源物質12から添加しする。この水素には再利用水素、未使用水素が含まれてもよい。再利用燃料は動力装置を稼動し、電気を発生させる火力発電を維持する。
反応物分解が最低にならないように、水素添加ならびに分離及び添加または置換して、連続モードで反応器を稼動してよい。あるいは反応した燃料を生成物から連続的に再生する。後者のスキームの1つの実施態様では、反応混合物は、原子または分子触媒の反応物を生成し得る種、さらに反応してハイドリノを形成する原子水素から成り、触媒及び原子水素の生成により形成された生成物種は、少なくとも生成物を水素と反応させる工程により再生することが可能である。ある実施態様では、反応器は流動化反応器部分をさらに含む可能性がある移動床反応器から成り、ここでは反応物を連続的に供給し、副産物を除去し、再生し、反応器にもどす。ある実施態様では、反応物が再生されるにつれてハイドリノ水素化物化合物またはジハイドリノ分子などの低エネルギー水素生成物が回収される。さらに、ハイドリノ水素化物イオンは他の化合物に形成するか、あるいは反応物の再生中、ジハイドリノ分子へと変換してもよい。
反応器はさらに、溶媒を蒸発させるなどして生成物混合体の成分を分離する分離器が存在するのであれば、それを含んでよい。分離器は例えば、大きさなどの物理的特性の違いにより機械的に分離する篩から成る。分離器はサイクロン分離器など、混合物の成分の密度の違いを利用する分離器であってもよい。例えば、炭素、Euなどの金属、KBrなどの無機生成物から選択される群の少なくとも2つは、強制的に不活化したガスなどの好適な媒体中で、遠心力により密度の違いに基づいて分離することが可能である。成分の分離は誘電率や帯電性の違いに基づいてもよい。例えば炭素は、電界により混合物から除去し、帯電の前者への応用に基づいて金属から分離し得る。混合物の1つ以上の成分が磁性である場合、磁石を使用して分離を実行する場合もある。一続きの強磁石のみ、または1つ以上の篩と組み合わせて混合物を攪拌し、磁性粒子の磁石への強い吸着性または引力、及び粒子を2つに分類するサイズ差の少なくとも1つに基づいて分離を行うことも可能である。篩及び付与された磁界を使用した実施態様では、後者は重力に付加的な力を加え、篩を通り抜けた小さい磁性粒子を得る。このとき混合物の他の粒子はサイズが大きいために篩に残る。
反応器は差動位相変化または反応に基づいて1つ以上の成分を分離する分離器をさらに含んでもよい。ある実施態様では、相変化は熱を使用した溶融を含み、液体は重力ろ過、加圧ガスで補助したろ過、遠心分離及び真空処理などの当技術分野で公知の方法で固体から分離する。反応は水素化物分解などの分解または水素化物を形成する反応を含み、分離はそれぞれ、対応する金属を溶融し、その後分離し、水素化物粉末を機械的に分離して行ってもよい。後者は篩により実行し得る。ある実施態様では、相変化または反応は所望の反応物または中間体を生成する場合もある。特定の実施態様では、任意の所望の分離工程を含む再生は反応器の内外で生じる場合がある。
当業者に公知の他の方法は、日常的に行われている実験を応用して本開示の分離に利用することが可能である。概して、機械的分離は4つの群、沈降、遠心分離、ろ過及び篩分けに分類できる。1つの実施態様では、粒子の分離は篩分け及び分類器の使用の少なくとも1つにより達成される。生成物を望ましく分離するために、粒子のサイズ及び形状は出発物質で選択してよい。
動力系はさらに、表面の温度を反応セルの温度より低く制御する温度制御装置により触媒蒸気圧を維持する触媒濃縮器を含んでもよい。表面温度は触媒の蒸気圧を望ましいものにする所望の温度に維持する。ある実施態様では、触媒濃縮器はセル内管格子である。熱交換器が存在する実施態様では、熱移動媒体の流速は、主要な熱交換器より低い所望の温度で濃縮器を維持する速度に調節してもよい。ある実施態様では、作動媒体は水であり、濃縮器が所望の低温度になるように濃縮器での流速は水冷壁より速くなっている。空間及び工程熱処理または蒸気への変換のために、作動媒体の分かれた流路は再結合して移動してもよい。
本開示のセルは本明細書で開示された触媒、反応混合物、方法及びシステムから成り、ここでは特定のセルは、反応を活性化、開始、伝播及び/または維持する反応器及び少なくとも1つの部材として作用し、反応物を再生する。本開示にしたがえば、セルは少なくとも1種の触媒または触媒源、少なくとも1種の原子水素源及び槽から成る。その操作用セル及びシステムは当業者に公知である。本開示の共晶塩電気分解セル、プラズマ電気分解反応器、障壁電極反応器、RFプラズマ反応器、加圧ガスエネルギー反応器、ガス放電エネルギー反応器、好ましくはパルス放電、より好ましくはパルスピンチプラズマ放電、マイクロ波セルエネルギー反応器、ならびにグロー放電セルとマイクロ波及び/またはRFプラズマ反応器の組み合わせなどの電気分解セルエネルギー反応器は、水素源;反応物間の反応によるハイドリノ反応を生じさせるこれらの状態のいずれかにある固体状、溶解状、液状、気体状、及び不均一系の触媒源または反応物の1つ;少なくとも水素及び触媒を含み、水素と触媒とを接触させるか、あるいはMH触媒を反応させることで低エネルギー水素を形成する反応が起こる槽、反応物;場合により、低エネルギー水素生成物を除去するための成分から成る。ある実施態様では、低エネルギー状態水素を形成する反応は酸化反応により促進される。酸化反応は触媒から電子を受け取ること、及び原子水素からのエネルギーの受容により形成される高電荷陽子を中性化することのうち少なくとも1つによって、ハイドリノ形成反応速度を高める場合がある。したがって、これらのセルは、このような酸化反応を起こす方式で操作してよい。ある実施態様では、電気分解またはプラズマセルは、陽極で酸化反応を起こす場合があり、ここでは散布などの方法により提供された水素及び触媒が反応し、関連する酸化反応を介してハイドリノを形成する。
液体燃料の実施態様では、セルの動力に対して、燃料を再生する動力に関連して溶媒分解率がごくわずかである温度でセルを操作する。その場合の温度は、蒸気サイクルを使用するなどの従来の方法で動力変換の効率が十分になり、低沸点作動媒体を使用できる温度より低い温度である。別の実施態様では、作動媒体の温度は熱ポンプを使用して上昇させてもよい。したがって、空間及び工程熱処理は周囲条件以上の温度で操作する動力セルを使用して行われ、作動媒体は熱ポンプなどの部材により温度が上昇する。温度が十分に上昇すると、液相から気相へと転移が起こり、気体は圧力体積(PV)の操作に使用でき得る。PV操作は発生器に動力供給し、電気を生成することを含む。その後、媒体を濃縮し、濃縮した作動媒体を反応器セルに戻し、再加熱し、動力ループで再循環させてよい。
反応器の実施態様では、液相及び固相を含む不均一系触媒混合物は反応器を経て流れる。その流れはポンプ作用により達成され得る。混合物はスラリーであってよい。混合物は熱領域で加熱され、それにより水素のハイドリノへの触媒作用が、熱領域を維持するため熱を放出する。生成物は熱領域から流れ、反応混合物は生成物から再生され得る。別の実施態様では、不均一系混合物の少なくとも1種の固体は重力送りにより反応器へと流れる場合もある。溶媒は、1種以上の固体を、別々に、あるいは組み合わせて反応器へと流してよい。反応混合物は、解離体、高表面積(HSA)材料、R−Ni、Ni、NaH、Na、NaOH及び溶媒の群の少なくとも1つを含んでよい。
ある実施態様では、1種以上の反応物、好ましくはハロゲン源、ハロゲンガス、酸素源または溶媒を他の反応物の混合体に注入する。注入は、ハイドリノ形成反応からの過剰なエネルギー及び動力を最適化するために制御する。注入のセル温度及び注入速度は最適化するために制御できる。他の工程のパラメーター及び混合を制御し、プロセス工学の当業者に公知の方法によりさらに最適化する。
動力変換では、各セル型は熱エネルギーまたはプラズマを機械動力または電気動力にする公知の任意の変換器とつなげてもよく、例えば熱エンジン、蒸気またはガスタービンシステム、スターリングエンジンまたは熱電子もしくは熱電変換器が挙げられる。さらに、プラズマ変換器は磁気鏡電磁流体動力変換器、プラズマ力学的動力変換器、ジャイロトロン、光子集積マイクロ波動力変換器、電荷ドリフト動力または光電子変換器を含む。ある実施態様では、セルは内部燃焼エンジンの少なくとも1つのシリンダーから成る。
III.水素ガスセル及び固体、液体及び不均一系燃料反応器
本開示の実施態様にしたがって、ハイドリノと動力を生成する反応器は反応器セルの形態をとる。本開示の反応器は図3に示す。反応物のハイドリノは触媒との触媒反応により提供される。触媒作用は気相で、または固体状態もしくは液体状態で起こる。
図3の反応器は、真空または大気より高い圧力になることが可能なチャンバー200を有する反応槽207から成る。チャンバー200と連通する水素源221は、水素供給路242を経由して水素をチャンバーに送達する。制御装置222を設置し、水素供給路242経由を経由して水素が槽へ流れる圧力及び流量を制御する。圧力センサー223は槽内の圧力を監視する。真空ポンプ256は、真空ライン257を経てチャンバーを空にするために使用する。
ある実施態様では、触媒作用はガス相で起こる。触媒はセルの温度を高温に維持することでガス状にできる。この温度は触媒の蒸気圧を順に決定する。原子及び/または分子水素反応物も、任意の圧力範囲での所望の圧力で維持される。ある実施態様では、圧力は大気より低く、約1.33Paから約13,300Paの範囲が好ましい。別の実施態様では、所望の操作温度で維持されるセル中で金属源などの触媒源と金属水素化物などの対応する水素化物との混合物を維持することで圧力が決定する。
ハイドリノ原子を生成するのに適した触媒源250を触媒容器295に入れ、加熱して気体状触媒を形成することが可能である。気体状触媒を触媒容器295から反応チャンバー200に通すため、反応槽207は触媒供給路241を有する。あるいは、反応槽の内側にある舟形容器などの化学耐性開口容器に触媒を入れてもよい。
水素源は水素ガスや分子状水素とすることが可能である。分子状水素解離触媒で水素を原子水素に解離することもできる。このような解離触媒または解離体には例えばラネーニッケル(R−Ni)、試金石または貴金属、及び支持体上の試金石または貴金属が挙げられる。試金石または貴金属はPt、Pd、Ru、Ir及びRhで、支持体はTi、Nb、Al2O3、SiO2及びこれらの組み合わせのうち少なくとも1つであってよい。さらに、解離体は炭素上のPtまたはPdであり、これは水素過剰触媒、ニッケルファイバーマット、Pdシート、Tiスポンジ、TiまたはNiスポンジまたはマット上に電気めっきしたPtまたはPd、TiH、Ptブラック及びPdブラック、モリブデン及びタングステンなどの耐火金属、ニッケル及びチタニウムなどの遷移金属、ニオブ及びジルコニウムなどの内部遷移金属、ならびに当業者に公知の他の同様な材料を含んでいてもよい。ある実施態様では、水素はPtまたはPd上で解離する。チタニウムまたはAl2O3などの支持体金属にPtまたはPdを被覆してもよい。別の実施態様では、解離体はタングステンまたはモリブデンなどの耐火金属であり、解離材料は温度調節部材230で高温に維持可能であり、この部材は図3の横断面図に示すとおり加熱コイルの形態をとる場合がある。加熱コイルは動力供給225から動力供給される。好ましくは、解離材料はセルの操作温度で維持する。解離をより効果的に行うために、さらに解離体の温度をセル温度以上に操作してもよい。温度が上昇すると、触媒が解離体上で濃縮するのを防ぐことができる。供給体285に動力供給される280などの熱フィラメントにより水素解離体も提供することが可能である。
ある実施態様では、解離した水素原子が気体状触媒と接触してハイドリノ原子を生成するように水素解離が起こる。動力供給体272に動力供給される触媒容器ヒーター298を有する触媒容器295の温度を制御し、触媒蒸気圧を所望の圧力で維持する。触媒を反応器内の舟形容器に入れる場合、触媒の舟形容器の温度を調節し、舟形容器の動力供給を調整することで、触媒蒸気圧が所望の値で維持される。セル温度は、動力供給225に動力供給される過熱コイル230によって所望の操作温度で制御可能である。セル(浸透セルと称する)はさらに内部反応チャンバー200及び外部水素容器290から成り、ここでは2つのチャンバーを隔てる壁291を介した水素の拡散により、水素がセルへ供給されるようになっている。壁の温度は拡散速度を調節するヒーターで調節してもよい。さらに、水素容器内の水素圧を調節して拡散速度を調節してもよい。
触媒の圧力を所望の値で維持するために、水素源として浸透性を有するセルを密閉してもよい。あるいは、反応ガス混合物と接触するバルブが所望の温度で維持されるように、セルにはさらに高温バルブを入り口または出口にそれぞれ備える。さらにセルは低エネルギー水素種及び/または結合エネルギー増加水素化合物を選択的に回収するゲッターまたはトラップ255を含み、ジハイドリノガス生成物を放出するための選択的バルブ206をさらに含んでもよい。
ある実施態様では、固体燃料または不均一系触媒燃料混合物260などの反応物は、ヒーター230で熱することにより槽200内で反応する。好ましくは反応速度の速い1種以上の発熱性反応物といった反応物をさらに添加し、調節バルブ232及び連結部233を経由してセル200に流入させてもよい。添加する反応物はハロゲン源、ハロゲン、酸素源または溶媒でよい。反応物260は、添加した反応物と反応する種を含むこともあり得る。ハロゲンを添加し、反応物260でハロゲン化物を形成するか、あるいは、酸素源を反応物260に添加し、例えば酸化物を形成してもよい。
触媒は原子リチウム、カリウムまたはセシウム、NaH分子、2H及びハイドリノ原子の群のうち少なくとも1つであり、触媒作用は不均化反応を含む。リチウム触媒は約500〜1000℃の範囲でセル温度を維持することで気体状になる。セルは約500〜750℃の範囲で維持されることが好ましい。セル圧は大気より低く維持し、約1.33Paから約13,300Paの範囲であることが好ましい。所望の操作温度が維持されているセル内で触媒金属、ならびにリチウムとリチウム水素化物、カリウムとカリウム水素化物、ナトリウムとナトリウム水素化物、及びセシウムとセシウム水素化物などの対応する水素化物の混合物を維持することによって、触媒及び水素圧の少なくとも1つが決定されることが最も好ましい。気相中の触媒は金属由来リチウム原子またはリチウム金属源を含んでいてよい。約500〜1000℃の操作温度範囲でリチウム金属及びリチウム水素化物の混合物で決定した圧力でリチウム触媒を維持することが好ましく、約500〜750℃の操作温度範囲にあるセルでの圧力が最も好ましい。他の実施態様では、K、Cs及びNaはLiと置き換え、触媒は原子K、原子Cs及び分子NaHである。
触媒容器または舟形容器から成る気体セル反応器の実施態様では、気体状Na、NaH触媒、またはLi、K及びCs蒸気などの気体状触媒は、セル蒸気源である容器または舟形容器中の蒸気と比較して過剰に過熱した状態でセル内で維持する。1つの実施態様では、以下に開示された水素解離体、または金属及び金属水素化物分子の少なくとも1つの解離体上で、過剰過熱蒸気は触媒の濃縮を抑制する。容器または舟形容器からの触媒としてのLiを含む実施態様では、容器または舟形容器はLiが気化する温度で維持する。H2は、容器温度でLiHのモル分率を増加させる圧力より低い圧力で維持し得る。この条件を可能にする圧力及び温度は、当技術分野で公知である所与の等温線におけるH2圧対LiHモル分率のデータプロットから決定することが可能である。ある実施態様では、Liが壁または解離体上で濃縮しないように解離体を含むセル反応チャンバーを高温で操作する。H2は容器からセルへと流動し、触媒輸送速度を高める。触媒容器からセルへ、その後セルから流出するような流動は、ハイドリノ生成物を除去し、反応のハイドリノ生成物阻害を防ぐ1つの方法である。他の実施態様では、K、Cs及びNaはLiと置き換え、触媒は原子K、原子Cs及び分子NaHである。
水素は水素源からの反応に供給する。例えば水素は、水素容器から浸透して供給される。水素容器の圧力は約1,330Pa〜約1,330,000Paであり、約13,300Pa〜約133,000Paが好ましく、大気圧程度の範囲が最も好ましい。セルは約100℃〜3000℃の温度、好ましくは約100℃〜1500℃の温度、最も好ましくは約500℃〜800℃の温度で操作する。
水素源は、添加した水素化物を分解して得てもよい。浸透によりH2を提供するセルの設計は、密閉した槽内に入れた内部金属水素化物を含み、原子Hが高温で外部に浸透する設計である。槽はPd、Ni、TiまたはNbを含んでもよい。ある実施態様では、水素化物を含むNb管などの密閉管に水素化物を入れ、Swagelockなどのシール材で両端を密閉する。密閉する場合、水素化物はアルカリまたはアルカリ土類水素化物である。あるいは、内部水素化物試薬の場合だけでなく、この場合でも、水素化物は、塩類水素化物、チタニウム水素化物、バナジウム、ニオブ及びタンタル水素化物、ジルコニウム及びハフニウム水素化物、レアアース水素化物、イットリウム及びスカンジウム水素化物、遷移元素水素化物、金属間水素化物及びそれらの合金の群の少なくとも1つとすることが可能である。
ある実施態様では、水素化物、及び各水素化物分解温度に基づいた±200℃の操作温度は以下のリストのうち少なくとも1つから選択される。
レアアース水素化物は約800℃の操作温度;ランタン水素化物は約700℃の操作温度;ガドリニウム水素化物は約750℃の操作温度;ネオジム水素化物は約750℃の操作温度;イットリウム水素化物は約800℃の操作温度;スカンジウム水素化物は約800℃の操作温度;イッテルビウム水素化物は約850〜900℃の操作温度;チタニウム水素化物は約450℃の操作温度;セリウム水素化物は約950℃の操作温度;プラセオジム水素化物は約700℃の操作温度;ジルコニウム−チタニウム(50%/50%)水素化物は約600℃の操作温度;Rb/RbHまたはK/KHなどのアルカリ金属/アルカリ金属水素化物混合物は約450℃の操作温度;及びBa/BaH2などのアルカリ土類金属/アルカリ土類水素化物混合物は約900〜1000℃の操作温度。
気体状の金属は二原子共有結合分子を含むことが可能である。本開示の目的はLiならびにK及びCsなどの原子触媒を提供することである。したがって、反応器はさらに、金属分子(「MM」)及び金属水素化物分子(「MH」)のうち少なくとも1つの解離体を含んでもよい。好ましくは、触媒源、H2源、ならびにMが原子触媒であるMM、MH及びHHの解離体は、例えば温度や反応物濃度の所望のセル条件で操作することに適している。H2の水素化物源を使用する場合、ある実施態様では、分解温度は触媒の蒸気圧を望ましいものにする温度範囲である。水素源が水素容器から反応チャンバーへ浸透する場合、継続的操作に好適な触媒源はSr及びLi金属である。なぜならそれらの各蒸気圧は、浸透が起こる温度で約1.33〜13,300Paという望ましい範囲にあるからである。浸透セルの他の実施態様では、浸透を可能にする高温でセルを操作し、その後、所望の圧力で揮発性触媒の蒸気圧を維持する温度までセル温度を下げる。
ガスセルの実施態様では、解離体は現物質から触媒及びHを生成する成分を含む。TiもしくはPd上のPt、単独またはTiなどの基質上にあるイリジウムもしくはロジウムといった表面触媒も触媒及び水素原子を組み合わせた分子の解離体の役割を担っている。好ましくは、Pt/Al2O3またはPd/Al2O3など解離体は高表面積を有する。
H2源はH2ガスとすることも可能である。この実施態様では、圧力は監視及び調節することが可能である。これは、それぞれKまたはCs金属及びLiNH2などの触媒及び触媒源で可能になる。なぜならそれらは、高温バルブの使用を可能にする低温度で揮発するからである。LiNH2はまた、Liセルの必要な操作温度を下げ、腐食性も低い。このことは、フィラメントが水素解離体を担うプラズマ及びフィラメントセルの場合では、フィードスルーを使用する長期操作を可能にする。
触媒としてのNaHを有するガスセル水素反応器のさらなる実施態様は、容器内の反応器セル及びNa中に解離体を有するフィラメントを含む。H2は容器を通じてメインチャンバーに流入させてもよい。ガスの流速、H2圧及びNa蒸気圧を制御して動力が制御される。後者は容器温度を制御することで制御し得る。別の実施態様では、ハイドリノ反応は外部ヒーターで加熱して開始し、原子Hは解離体により提供される。
反応混合物は機械的攪拌または混合など当技術分野で公知の方法で攪拌してよい。攪拌システムは1つ以上の圧電性変換器を含んでよい。各圧電性変換器は超音波攪拌器を提供し得る。反応セルは振動させ、さらに、反応混合物を攪拌するために振動させるステンレス鋼またはタングステンボールなどの攪拌子を含む。別の実施態様では、機械的攪拌にはボールミル粉砕が含まれる。これらの方法、好ましくはボールミル粉砕を利用して反応物を混合してもよい。
ある実施態様では、触媒は例えば攪拌子による振動、超音波攪拌及びボールミル粉砕のうち少なくとも1つといった機械的攪拌により形成される。超音波などの音波の機械的衝撃または圧縮は反応物に反応または物理的変化を起こし、触媒、好ましくはNaH分子を形成し得る。反応混合物は溶媒を含んでも含まなくともよい。機械的に攪拌し、NaH分子を形成する固体NaHなどの固体が反応物であってもよい。あるいは、反応混合物は液体を含んでもよい。混合物は少なくとも1つのNa種を有していてもよい。Na種は液体混合物の成分、あるいは溶液の形態でもよい。ある実施態様では、エーテル、炭化水素、フッ素化炭化水素、芳香族化合物または複素環芳香族溶媒などの溶媒中の金属の懸濁液を高速攪拌してナトリウム金属を分散させる。溶媒温度は金属の融点よりやや上で維持すればよい。
IV.燃料−タイプ
本開示の実施態様は、水素の触媒を支持し、相の使用可能な混合物の気相、液相及び固相の少なくとも1つの中でハイドリノを形成する少なくとも1つの水素源及び触媒源の反応混合物を含む燃料を目的としている。本明細書で提供している固体及び液体燃料用の反応物及び反応はまた、相混合物を含む不均一系燃料の反応物及び反応である。
本開示の目的はLiならびにK及びCsなどの原子触媒、ならびに分子触媒NaHを提供することである。金属は二原子共有結合分子を形成する。したがって、固体燃料、液体燃料及び不均一系燃料の実施態様では、可逆的に金属触媒Mを形成し、分解または反応してLiまたはNaHなどの触媒を提供する合金、複合体、複合体源、混合物、懸濁液及び溶液が反応物に含まれている。別の実施態様では、触媒源及び原子水素源の少なくとも1つはさらに、反応して触媒及び原子水素のうち少なくとも1つを形成する少なくとも1つの反応物を含む。別の実施態様では、反応混合物は、反応混合物の1つ以上の反応物または種の反応を経て形成されるか、あるいは物理的変化により形成されるNaH触媒またはNaH触媒源またはLiもしくはKなどの他の触媒を含む。
反応混合物は表面上の触媒反応を支持する固体をさらに含んでもよい。触媒またはNaHなどの触媒源は、その表面上を被覆してもよい。被覆は、ボールミル粉砕などの方法により、活性炭、TiC、WC、R−Niなどの支持体とNaHとを反応させて可能になる。反応混合物は不均一系触媒または不均一系触媒源を含んでもよい。ある実施態様では、NaHなどの触媒は、好ましくはエーテルなどのアポーティック溶媒を使用して初期湿潤の方法により活性炭、TiC、WCまたはポリマーなどの支持体上に被覆する。支持体はまた、アルカリハロゲン化物などの無機化合物、好ましくはNaF及びHNaF2のうちの少なくとも1つを含んでもよい。ここではNaHは触媒として作用し、フッ化溶媒を使用する。
液体燃料の実施態様では、反応混合物は、触媒源、触媒、水素源及び触媒用溶媒の少なくとも1つを含む。他の実施態様では、個体燃料及び液体燃料の本開示はさらに、両者の複合体を含み、さらに気相をも含む。多相中で触媒及び原子水素ならびにそれらの源物質などの反応物を有する触媒は不均一系反応混合物と呼ばれており、燃料は不均一系燃料と呼ばれている。したがって、燃料は、ハイドリノへ遷移する少なくとも1つの水素源の反応混合物、式(35)に示された状態、ならびに液相、固相及び気相の少なくとも1つで反応物を有する遷移を起こす触媒を含む。反応物から起こる異なる相の触媒による触媒作用は、本開示の実施態様である不均一系触媒として当業者に周知である。不均一系触媒は、化学反応を生じさせる表面を提供し、本開示の実施態様を含んでいる。固体燃料及び液体燃料のための本明細書で提供された反応物及び反応もまた、不均一燃料の反応物及び反応である。
本開示の任意の燃料に関し、NaHなどの触媒または触媒源は、機械的混合などの方法またはボールミル粉砕によりHSA材料などの支持体などの反応混合物の他の成分と混合してよい。全ての場合、ハイドリノを形成する反応を維持するために水素を付加的に添加してもよい。水素ガスは任意の望ましい圧力、好ましくは0.1〜200atmの範囲にする。水素の代替的源物質はNH4X(Xは陰イオン、好ましくはハロゲン化物)、NaBH4、NaAlH4、ボラン、ならびにアルカリ金属水素化物、アルカリ土類金属水素化物、好ましくはMgH2及びレアアース金属水素化物、好ましくはLaH2及びGdH2などの金属水素化物の群の少なくとも1つから成る。
A.支持体
特定の実施態様では、本開示の固体、液体及び不均一系燃料は支持体から成る。支持体は自身の機能に特異的な特性を持つ。例えば、支持体が電子受容体または導管として機能する場合、支持体は導電性であることが好ましい。また、支持体が反応物を分散させる場合、支持体は高表面積であることが好ましい。前者の場合、HSA支持体などの支持体は、高分子である活性炭、グラフェン及び複素環多環芳香族炭化水素などの導電性ポリマーを含んでよい。炭素は活性炭(AC)を含むことが好ましいが、メソ多孔炭素、ガラス状炭素、コークス、黒鉛炭素、PtまたはPdなどの解離体金属を含む炭素などの他の形態をも含み、wt%は0.1〜5wt%であり、遷移金属粉末は好ましくは1〜10層、より好ましくは3層の炭素層を有し、遷移金属、好ましくはNi、Co及びMnの少なくとも1つを被覆した炭素など、金属または合金を被覆した炭素、好ましくはナノパウダーを有する。炭素に金属を挿入してもよい。挿入する金属がNaで、触媒がNaHである場合、Na挿入は飽和状態であることが好ましい。支持体は高表面積であることが好ましい。支持体として作用する有機導電性ポリマーの共通クラスはポリ(アセチレン)、ポリ(ピロール)、ポリ(チオフェン)、ポリ(アニリン)、ポリ(フルオレン)、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリテトラチアフルバレン、ポリナフタレン、ポリ(p−硫化フェニレン)、及びポリ(パラ−フェニレンビニレン)の群の少なくとも1つである。これらの直鎖状主鎖ポリマーはポリアセチレン、ポリアニリン等、「ブラック」または「メラニン」として当技術分野で典型的に公知である。支持体はポリアセチレン、ポリピロール及びポリアニリンのうちの1つといった混合共重合体であってよい。好ましくは、導電ポリマー支持体はポリアセチレン、ポリアニリン及びポリピロールの典型的な誘導体の少なくとも1つである。他の支持体は導電性ポリマーのポリチアジル((S−N)x)などの炭素以外の要素を含む。
別の実施態様では、支持体は半導体である。炭素、ケイ素、ゲルマニウム及びα−灰色スズなどの第IV族の元素であってよい。ケイ素やゲルマニウムなどの元素材料以外に、半導体支持体には、ひ化ガリウム、りん化インジウム、またはケイ素、ゲルマニウムもしくはひ化アルミニウムなどの合金といった化合物材料が含まれる。ある実施態様では、結晶が大きくなるにつれて、ホウ素またはリンなどの少量(例えば百万あたり1〜10部)のドーパントを添加して、ケイ素及びゲルマニウム結晶などの材料の導電性を向上させることが可能である。ドープ半導体は粉状に破砕し、支持体として作用し得る。
特定の実施態様では、HSA支持体は遷移金属、貴金属、金属間化合物、レアアース、アクチニド、ランタニド、好ましくはLa、Pr、Nd、及びSm、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、メタロイド、Si、Ge、As、Sb、Te、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ならびにランタニド合金、好ましくはLaNi5及びY−Niなどのこの群の少なくとも2つの金属または元素を含む合金といった金属である。支持体は、Pt、Pd、Au、Ir及びRhまたはチタニウム上のPtもしくはPd(PtまたはPd/Ti)などの支持された貴金属の少なくとも1つといった貴金属であってよい。
他の実施態様では、HSA材料は立方晶窒化ホウ素;六方晶窒化ホウ素;ウルツ鉱窒化ホウ素粉末;ヘテロダイヤモンド;窒化ホウ素ナノチューブ;窒化ケイ素;窒化アルミニウム;窒化チタニウム(TiN);窒化チタニウムアルミニウム(TiAlN);窒化タングステン;好ましくは1〜10層、より好ましくは3層の炭素層を有するCo、Ni、Fe、Mn及び他の遷移金属粉末の少なくとも1つといった炭素被覆金属または合金、好ましくはナノパウダー;遷移金属、好ましくはNi、Co及びMn被覆炭素の少なくとも1つなどの金属または合金被覆炭素、好ましくはナノパウダー;カーバイド、好ましくは粉末;酸化ベリリウム(BeO)粉末;La2O3、Zr2O3、Al2O3、アルミン酸ナトリウムなどの酸化レアアース粉末;ならびに好ましくは単層であるフラーレン、グラフェンまたはナノチューブなどの炭素、の中の少なくとも1つから成る。
炭化物は、例えば炭化カルシウム(CaC2)のような塩のようなもの、例えば炭化珪素(SiC)及び炭化硼素(B4C又はBC3)のような共有結合形の化合物、そして、例えばタングステンカーバイドのような侵入型化合物のうちの1又はそれ以上の結合タイプを含んでよい。炭化物は、Au2C2、ZnC2、及びCdC2のようなアセチリド、又は、Be2C、炭化アルミニウム(Al4C3)のようなメチド、及び、A3MCタイプの炭化物であってよい。ここで、Aは、Sc、Y、La−Na、Gd−Luのような遷移金属又は希土類金属であり、Mは、Al、Ge、In、Tl、Sn、及びPbのような金属又は半金属の主なグループ要素である。C2 2−イオンを持つ炭化物は、アルカリ金属又は貨幣金属の1つを含むカチオンMIを備える炭化物M2 IC2、アルカリ土類金属を含むカチオンMIIを持つ炭化物MIIC2、そして、好ましくは、Al、La、Pr、又は、Tbを含むカチオンMIIIを持つ炭化物M2 III(C2)3のうちの少なくとも1つの炭化物を含んでよい。炭化物は、YC2、TbC2、YbC2、UC2、Ce2C3、Pr2C3、及び、Tb2C3の群のそれらのような、C2 2−以外のイオンを含んでよい。炭化物は、Mg2C3、Sc3C4、及びLi4C3のようなセスキ炭化物を含んでよい。炭化物は、MがFe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、そして、Irであるとしたときに、Ln3M(C2)2、Dy12Mn5C15、Ln3.67FeC6、Ln3Mn(C2)2(Ln=Gd及びTb)、そして、ScCrC2のようなC2ユニットを更に含んでよい遷移金属及びランタニド金属を含むようなものの三成分系の炭化物を含んでよい。炭化物は、更に、炭化鉄(Fe3C又はFeC2:Fe)のように「中間の」遷移金属カーバイドの分類になってもよい。炭化物は、ランタン炭化物(LaC2又はLa2C3)、イットリウム炭化物、アクチニド炭化物のようなランタニド(MC2及びM2C3)と、スカンジウム炭化物、炭化チタン(TiC)、炭化バナジウム、炭化クロム、炭化マンガン、炭化コバルト、炭化ニオビウム、炭化モリブデン、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、及び炭化ハフニウムのような遷移金属炭化物と、からなる群からの少なくとも1つであってよい。更に、適当な炭化物は、Ln2FeC4、Sc3CoC4、Ln3MC4(M=Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、Ir)、Ln3Mn2C6、Eu3.16NiC6、ScCrC2、Th2NiC2、Y2ReC2、Ln12M5C15(M=Mn、Re)、YCoC、Y2ReC2、及び、本技術分野において知られている他の炭化物の少なくとも1つを含む。
ある実施態様では、支持体はTiCまたはWC及びHfC、Mo2C、TaC、YC2、ZrC、Al4C3及びB4Cなどの導電性カーバイドである。支持体はMB2ホウ化物含有物などの金属ホウ化物であってよい。支持体またはHSA材料はホウ化物、好ましくはMB2などの導電性の2次元ネットワークホウ化物であり、MはCr、Ti、Mg、Zr及びGd(CrB2、TiB2、MgB2、ZrB2、GdB2)の中の少なくとも1つの金属である。
炭素−HSA材料の実施態様では、Naは炭素支持体に挿入されず、炭素と反応してアセチリドを形成することもない。ある実施態様では、触媒または触媒源、好ましくはNaHはフラーレン、カーボンナノチューブ及びゼオライトなどのHSA材料の内部に挿入される。HSA材料はさらに、グラファイト、グラフェン、ダイヤモンド様炭素(DLC)、水素化ダイヤモンド様炭素(HDLC)、ダイヤモンド粉末、黒鉛炭素、ガラス状炭素及びCo、Ni、Mn、Fe、Y、Pd及びPtの中の少なくとも1つの他の金属を含む炭素、またはフッ素化炭素、好ましくはフッ素化グラファイト、フッ素化ダイヤモンドまたはフッ化テトラカーボン(C4F)など、他の元素を含むドーパントから成る。金属はCo、Ni、Mnの混合物などの混合物であることが好ましい。金属は任意のwt%比であってよい。好ましくは、組成と重量パーセント(%)比はNiが約20〜25%、Coが60〜70%、及びMnが5〜15%である。HSA材料はフッ化物被覆金属もしくは炭素などの不動態化されたフッ化物であるか、あるいは金属フッ化物、好ましくはアルカリまたはレアアースフッ化物などのフッ化物を含んでもよい。
別の実施態様では、支持体はLiまたはKの場合の原子半径やNaHの場合の分子規模などの1つの触媒の大きさにのみ適合する細孔径または層間隔を有する。Liの場合、細孔径または層間隔は約1.35Å〜3Åが理想的である。Kの場合、細孔径または層間隔は約1.7Å〜3。5Åが理想的である。NaHの場合、細孔径または層間隔は約1.5Å〜5Åが理想的である。ある実施態様では、サイズ識別及び選択に基づいて支持体はLiまたはKなどの原子触媒ならびにNaHなどの単一触媒分子を提供する。大きい表面積及び約3.5Åの層間分離距離を有する好適な支持体は活性炭である。物理的または化学的活性化により活性炭は活性化または再活性化することが可能である。前者の活性化には炭化または酸化が含まれ、後者の活性化には化学物質の含浸が含まれる。
反応混合物はポリマー支持体などの支持体をさらに含むこともあり得る。ポリマー支持体はポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))などのポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリビニルフェロセン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイソプレン、ポリ(アミノホスファゼン)、ポリエチレングリコールまたは酸化物及びポリプロピレングリコールまたは酸化物などのエーテル単位を含むポリマー、好ましくはアリ−ルエーテル、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール(PTMEG、ポリテトラヒドロフラン、「Terathane」、「ポリTHF」)などのポリエーテルポリオール、ポリビニルホルマール、ならびに酸化ポリエチレン及び酸化ポリプロピレンなどのエポキシドの反応から得た物質から選択し得る。ある実施態様では、HSAはフッ素を含む。フッ化HSAの例は、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))−PFA、ポリフッ化ビニル、PVF、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(フッ化ビニリデン−co−ヘキサフルオロプロピレン)、ならびにパーフルオルアルコキシポリマーが挙げられる。
B.固体燃料
固体燃料は、LiH、Li、NaH、Na、KH、K、RbH、Rb及びCsHから選択した少なくとも1つの触媒などのハイドリノを形成する触媒または触媒源、原子水素源、ならびに以下の機能を1つ以上行う他の固体化学反応物から成る:(i)反応混合物の1種以上の成分間で起こる1つの反応を行うことによって、あるいは反応混合物の少なくとも1種の成分の物理的または化学的変化を行うことによって、反応物が触媒または原子水素を形成する;ならびに(ii)反応物が触媒反応を開始し、伝播し、維持し、ハイドリノを形成する。溶媒を含む液体燃料の反応混合物を含む本開示に記述された固体燃料の多くの例は、溶媒を例外として、包括していることを意味するものではない。本開示に基づいて、他の反応混合物を当業者に教示する。
固体燃料の実施態様では、反応混合物は触媒、水素源、ならびにHSA支持体、ゲッター、分散剤及び不活性ガスの少なくとも1つから成る。触媒はNaHであってよい。不活性ガスは希ガス及び窒素のうち少なくとも1つとなり得る。不活性ガスはNe及びN2の混合物であることが好ましく、該混合物はNeが約50%、N2が50%であることがより好ましい。圧力は約133pa〜100気圧の範囲であることが好ましい。Ne−N2混合物の圧力は1大気圧であることが好ましい。反応温度は約100℃〜900℃の範囲であることが好ましい。反応混合物はさらに、Na及びNaOHの少なくとも1つ、ならびにNaH、Sn、Zn、Fe及びアルカリ金属などの還元剤も含む。反応混合物がNaOHを含む場合、H2も供給されることが好ましく、反応混合物が1種以上の不活性ガスを含む場合、H2は任意の混合物のガスを含む。水素源は水素または水素化物、ならびにPt/Ti、水素化Pt/Ti、Pd、PtまたはRu/Al2O3、Ni、TiまたはNb粉末などの解離体を含んでもよい。HSA支持体、ゲッター及び分散剤の少なくとも1つはNi、TiまたはNb粉末、R−Ni、ZrO2、Al2O3、NaX(X=F、Cl、Br、I)、Na2O、NaOH及びNa2CO3などの金属粉末の群の少なくとも1つを含んでもよい。ある実施態様では、金属は、Na種及びH源などの源物質からのNaH分子の形成を触媒する。金属は遷移金属、貴金属、金属間化合物、レアアース金属、ランタニド金属、アクチニド金属、ならびにアルミニウム及びスズなどの他の金属であってよい。
C.ハイドリノ反応活性剤
ハイドリノ反応は1つ以上の他の化学反応により活性化または開始及び伝播され得る。これらの反応は(i)ハイドリノ反応のための活性化エネルギーを提供する発熱反応、(ii)ハイドリノ反応を補助する触媒源または原子水素の少なくとも1つを提供する共役反応、(iii)ある実施態様では、ハイドリノ反応中、触媒からの電子受容体として作用するフリーラジカル反応、(iv)ある実施態様では、ハイドリノ反応中、触媒からの電子受容体として作用する酸化−還元反応、(v)ハロゲン化物、硫化物、水素化物、ヒ化物、酸化物、リン化物を含む陰イオン交換、及び、ある実施態様ではハイドリノを形成するために原子水素からエネルギーを受容するようにイオン化する触媒の作用を促進する窒化物交換などの交換反応、ならびに(vi)ハイドリノ反応のために少なくとも1つの化学環境を提供し、H触媒機能を促進するため電子を移動させるように働き、可逆的相もしくは他の物理的変化または電子状態変化を起こし、ハイドリノ反応の範囲または速度のうち少なくとも1つを増加させるために低エネルギー水素生成物に結合するゲッター、支持体またはマトリックス支援ハイドリノ反応、などいくつかに分類することが可能である。ある実施態様では、反応混合物は支持体、好ましくは活性化反応を可能にする導電性支持体を含む。
ある実施態様では、律速段階を速め、原子水素から非放射共鳴エネルギー移動を受容してイオン化され、ハイドリノを形成するように触媒から電子を除去することにより、Li、K及びNaHなどの触媒は高速でハイドリノを形成する働きをする。Li及びKの典型的金属形態は原子形態に変換し、NaHのイオン形態は、支持体あるいは活性炭素(AC)、Pt/C、Pd/C、TiCまたはWCなどのHSA材料を使用して分子形態に変換し、それぞれLi及びK原子及びNaH分子などの触媒を分散させる。反応混合物の他の種との反応での表面変化を考慮して、支持体は高表面積と高導電性を有することが好ましい。ハイドリノを形成する原子水素を転移させる反応には、Li、KまたはNaHなどの触媒、及び原子水素が必要であり、NaHは協奏反応中の触媒及び原子水素源として作用する。原子水素から触媒への27.2eVの整数倍の非放射エネルギー移動の反応工程により、触媒がイオン化し、自由電子が反応を起こし、電荷蓄積により急速に停止する。ACなどの支持体は導電性電子受容体としても作用し、酸化剤(オキシダント)、フリーラジカルまたはそれらの源物質を含む最終電子受容体反応物を反応混合物へ添加し、触媒反応から放出された電子を最終的に除去してハイドリノを形成する。また、還元剤を反応混合物に添加し、酸化反応を促進する。電子受容体協奏反応は発熱して、反応物を加熱し、反応速度を促進することが好ましい。反応の活性化エネルギー及び反応の伝播は、高速で発熱性の酸化あるいはMgまたはAlと結合したO2またはCF4の反応などのフリーラジカル反応により実現し、CFx及びFなどの基ならびにO2及びOは、ACなどの支持体を介して触媒から電子を最終的に受容する働きをする。「電子受容体反応」部に提供されるO2、O3、N2O、NF3、M2S2O8(Mはアルカリ金属である)、S、CS2、及びSO2、MnI2、EuBr2、AgCl等の群から、他の酸化剤または基の源物質を単独で、あるいは組み合わせて選択してもよい。
好ましくは、酸化剤は少なくとも2つの電子を受容する。対応する陰イオンはO2 2−、S2−、C2S4 2−(テトラチオオキサレート陰イオン)、SO3 2−及びSO4 2−であってよい。2つの電子は、NaH及びLi(式(25〜27)及び(37〜39))などの触媒作用中に二重にイオン化される触媒から受け取る場合もある。反応混合物または反応器への電子受容体の添加は、固体燃料及び不均一系触媒の実施態様、ならびに電気分解セル、グロー放電、RF、マイクロ波などのプラズマセル、障壁電極プラズマセル及び連続的に操作された、あるいはパルスモードのプラズマ電気分解セルなどの本開示のセルの実施態様すべてに適用する。ACなどの電子伝導性、好ましくは非反応性の支持体も、これらのセルの各実施態様の反応物に添加してよい。マイクロ波プラズマセルの実施態様は、水素原子を支持するプラズマチャンバーの内側にある金属表面などの水素解離体を含む。
実施態様では、触媒源、金属などのエネルギー反応源、ならびに酸素源、ハロゲン源及びフリーラジカル源のうちの少なくとも1つ、ならびに支持体などの反応混合物の種、化合物または材料の混合物は組み合わせて使用してもよい。反応混合物の化合物または材料の反応元素も組み合わせて使用してよい。例えば、フッ素または塩素源はNxFy及びNxClyの混合物であってよく、あるいはハロゲンは化合物NxFyClrなどで混合してもよい。当業者により通常の実験で組み合わせを決定できるであろう。
a.発熱反応
ある実施態様では、反応混合物は、NaH、K及びLiの少なくとも1つなどの触媒源または触媒、水素源または水素、ならびに反応を実行する少なくとも1種から成る。反応は高発熱性であることが好ましく、ハイドリノ触媒反応に活性エネルギーが提供されるように、反応速度が速いことが好ましい。反応は酸化反応であってもよい。好適な酸化反応は溶媒、好ましくはエーテル溶媒などの酸素含有種と、Al、Ti、Be、Si、P、レアアース金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも1つなどの金属との反応である。より好ましくは、発熱反応はアルカリまたはアルカリ土類ハロゲン化物、好ましくはMgF2、またはAl、Si、Pのハロゲン化物、及びレアアース金属を形成する。好適なハロゲン化物反応は、溶媒、好ましくはフッ化炭素溶媒などのハロゲン化物を含む種と、Al、レアアース金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも1つなどの金属及び金属水素化物の少なくとも1つとの反応である。金属または金属水素化物はNaH、KまたはLiなどの触媒または触媒源でよい。反応混合物は、それぞれ生成物NaCl及びNaFを有する少なくともNaH及びNaAlCl4またはNaAlF4を含んでよい。反応混合物は,少なくともNaH、生成物NaFを有するフルオロ溶媒を含んでよい。
概して、ハイドリノ反応に活性化エネルギーを提供する発熱反応の生成物は金属酸化物または金属ハロゲン化物、好ましくはフッ化物でよい。好適な生成物は、Al2O3、M2O3(M=レアアース金属)、TiO2、Ti2O3、SiO2、PF3またはPF5、AlF3、MgF2、MF3(M=レアアース金属)、NaF、NaHF2、KF、KHF2、LiF及びLiHF2である。Tiが発熱反応を行う実施態様では、触媒は27.2eV(式(5)ではm=1)の第二イオン化エネルギーを有するTi2+である。反応混合物はNaH、Na、NaNH2、NaOH、ポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標))、フッ化炭素の少なくとも2つ、及びPt/TiまたはPd/TiなどのTi源を含んでよい。Alが発熱反応を行う実施態様では、触媒は表3に示すようにAlHである。反応混合物はNaH、Al、炭素粉末、フッ化炭素、好ましくはヘキサフルオロベンゼンまたはパーフルオロヘプタン、Na、NaOH、Li、LiH、K、KH及びR−Niなどの溶媒のうち少なくとも2つから成り得る。ハイドリノを形成し、対応する動力を放出する別のサイクルの反応物を形成するために、活性化エネルギーを提供する発熱反応の生成物が再生されることが好ましい。金属フッ化物生成物が電気分解により金属とフッ素ガスに再生されることが好ましい。電解質は共晶混合物も含んでよい。金属は水素化し、炭素生成物及び任意のCH4及び炭化水素生成物はフッ素化し、それぞれ初期物質の金属水素化物及びフッ化炭素溶媒を形成し得る。
ハイドリノ転移反応を活性化するための発熱反応の実施態様では、レアアース金属(M)、Al、Ti及びSiの群の少なくとも1つは、それぞれM2O3、Al2O3、Ti2O3及びSiO2などの対応する酸化物に酸化される。酸化物は1,4−ベンゾジオキサン(BDO)などのエーテル溶媒であり、酸化反応を促進するためにヘキサフルオロベンゼン(HFB)またはパーフルオロヘプタンなどのフッ化炭素をさらに含んでもよい。反応の例として、混合物はNaH、活性炭、Si及びTiの少なくとも1つ、BDO及びHFBの少なくとも1つを含んでよい。還元剤としてのSiの場合、生成物SiO2は、高温でのH2還元または炭素との反応によりSiへと再生し、Si及びCO及びCO2を形成し得る。ハイドリノを形成する反応混合物の特定の実施態様はNa、NaH、K、KH、Li及びLiHの少なくとも1つなどの触媒または触媒源、好ましくは反応速度の速い発熱反応物源または発熱反応物を含み、Hの触媒反応を活性化し、ハイドリノ及び支持体を形成する。発熱反応物は、酸化物を形成するために酸素源及び酸素を反応させる種を含んでよい。x及びyが整数である場合、酸素源はH2O、O2、H2O2、MnO2、酸化物、炭素酸化物、好ましくはCOまたはCO2、窒素酸化物、N2O及びNO2などのNxOy、硫黄酸化物、SxOy、好ましくは場合により銀イオンなどの酸化触媒と共に使用するM2SxOy(Mはアルカリ金属)などの酸化剤、Cl2OなどのClxOy、好ましくはNaClO2から得るClO2、好ましくは酸がニトロニウムイオン(NO2+)、NaOCl、IxOy、好ましくはI2O5、PxOy、SxOyを形成するHNO2、HNO3、H2SO4、H2SO3、HCl、及びHFなどの濃縮酸及びそれらの混合物、亜硝酸塩、硝酸塩、塩素酸塩、硫酸塩、リン酸塩の1つなどの無機化合物のオキシアニオン、酸化コバルトなどの金属酸化物、NaOHなどの触媒の酸化物または水酸化物、陽イオンがNa、K及びLiなどの触媒源である過塩素酸塩、エーテルなどの有機化合物の酸素含有官能基、好ましくはジメトキシエタン、ジオキサン及び1,4−ベンゾジオキサン(BDO)の中の1つであり、反応物種はレアアース金属(M)、Al、Ti及びSiの群の中の少なくとも1つを含み、対応する酸化物はそれぞれ、M2O3、Al2O3、Ti2O3及びSiO2である。反応物種はAl2O3酸化アルミニウム、La2O3酸化ランタン、MgO酸化マグネシウム、Ti2O3酸化チタニウム、Dy2O3酸化ジスプロシウム、Er2O3酸化エルビウム、Eu2O3酸化ユウロピウム、LiOH水酸化リチウム、Ho2O3酸化ホルミウム、Li2O酸化リチウム、Lu2O3酸化ルテチウム、Nb2O5酸化ニオブ、Nd2O3酸化ネオジウム、SiO2酸化ケイ素、Pr2O3酸化プラセオジム、Sc2O3酸化スカンジウム、SrSiO3メタケイ酸ストロンチウム、Sm2O3酸化サマリウム、Tb2O3酸化テルビウム、Tm2O3酸化ツリウム、Y2O3酸化イットリウム及びTa2O5酸化タンタル、B2O3酸化ホウ素及び酸化ジルコニウムの群の中の少なくとも1つの酸化物の金属または元素を含んでよい。支持体は炭素、好ましくは活性炭素を含んでよい。金属または元素はAl、La、Mg、Ti、Dy、Er、Eu、Li、Ho、Lu、Nb、Nd、Si、Pr、Sc、Sr、Sm、Tb、Tm、Y、Ta、B、Zr、S、P、C及びこれらの水素化物の中の少なくとも1つであってよい。
別の実施態様では、酸素源はM2Oなどの酸化物の少なくとも1つであり、Mはアルカリ金属、好ましくはLi2O、Na2O及びK2O、M2O2などの過酸化物であり、Mはアルカリ金属、好ましくはLi2O2、Na2O2及びK2O2、MO2などの超酸化物であり、Mはアルカリ金属、好ましくはLi2O2、Na2O2及びK2O2であり得る。イオン過酸化物はさらにCa、SrまたはBaを含んでよい。
別の実施例において、ハイドリノを形成するためにHの触媒反応を活性化する、好ましくは速い反応速度を持つ、発熱反応物又は発熱反応物の源、及び、酸素の源のうちの少なくとも1つは、MNO3、MNO、MNO2、M3N、M2NH、MNH2、MX、NH3、MBH4、MAlH4、M3AlH6、MOH、M2S、MHS、MFeSi、M2CO3、MHCO3、M2SO4、MHSO4、M3PO4、M2HPO4、MH2PO4、M2MoO4、MNbO3、M2B4O7(四硼酸リチウム)、MBO2、M2WO4、MAlCl4、MGaCl4、M2CrO4、M2Cr2O7、M2TiO3、MZrO3、MAlO2、MCoO2、MGaO2、M2GeO3、MMn2O4、M4SiO4、M2SiO3、MTaO3、MCuCl4、MPdCl4、MVO3、MIO3、MFeO2、MIO4、MClO4、MScOn、MTiOn、MVOn、MCrOn、MCr2On、MMn2On、MFeOn、MCoOn、MNiOn、MNi2On、MCuOn、及び、MZnOn、ここで、MがLi、Na、又は、Kであり、n=1、2、3、又は、4であるが;オキシアニオン;強酸のオキシアニオン;オキシダント;V2O3、I2O5、MnO2、Re2O7、CrO3、RuO2、AgO、PdO、PdO2、PtO、PtO2、I2O4、I2O5、I2O9、SO2、SO3、CO2、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、Cl2O、ClO2、Cl2O3、Cl2O6、Cl2O7、PO2、P2O3、及び、P2O5、のような分子オキシダント;NH4X、ここで、Xは硝酸塩又は他の適当な当業者に知られているアニオンであり、F−、Cl−、Br−、I−、NO3 −、NO2 −、SO4 2−、HSO4 −、CoO2 −、IO3 −、IO4 −、TiO3 −、CrO4 −、FeO2 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、VO3 −、ClO4 −、及び、Cr2O7 2−からなる群の1つであるが;そして、反応物の他のアニオンからなる群の1つ又はそれ以上を含む。反応混合物は、還元剤を追加的に含んでもよい。実施例において、N2O5は、2P2O5+12HNO3→4H3PO4+6N2O5に従って、反応するP2O5やHNO3のような反応物の混合物の反応から形成される。
酸素を含む化合物又は酸素が発熱反応に加わるような実施例において、O2は触媒又は触媒の源として機能する。酸素分子の結合エネルギーは5.165eVであり、酸素原子の第1、第2、第3のイオン化エネルギーは、それぞれ、13.61806eV、35.11730eV、54.9355eVである。反応:O2→O+O2+、O2→O+O3+、及び、2O→2O+は、それぞれEhの約2、4、1倍の正味のエンタルピーを供給し、そして、これらのエネルギーを受け入れることにより、ハイドリノの形成を引き起こすHを形成するように、ハイドリノを形成する触媒反応を含む。
また、ハイドリノ反応を活性化する発熱反応源は、好ましくはAlを溶融することで開始するPd及びAl間の反応を形成する金属合金となり得る。発熱反応はハイドリノ形成反応を活性化するエネルギー粒子を生成することが好ましい。反応物は発熱物質または火工品組成物であってよい。別の実施態様では、約1000〜5000℃、好ましくは約1500〜2500℃の範囲などの非常に高い温度で反応物を操作して活性化エネルギーが提供される。反応槽は高温ステンレス鋼合金、耐火金属もしくは合金、アルミナ、または炭素を含んでもよい。反応器の加熱または発熱反応により反応物の温度を上昇させることが達成され得る。
発熱反応物は、ハロゲン元素、好ましくはフッ素又は塩素、及び、フッ素又は塩素と反応してフッ化物又は塩化物をそれぞれ形成する種からなってもよい。適当なフッ素の源は、次のようなものである。CF4、ヘキサフルオロベンゼン、ヘキサデカフルオロヘプタンのようなフルオロカーボン、好ましくはBF3、B2F4、BCl3、又はBBr3であるBxXy、フルオロシランのようなSFx、フッ化窒素、好ましくはNF3であるNxFy、NF3O、SbFx、好ましくはBiF5であるBiFx、好ましくはNCl3であるNxCly、好ましくはSF4、SF6、又は、S2F10のようなSxFy(Xはハロゲン。x及びyは整数。)又はSCl2であるSxXy、フッ化リン、Na2SiF6及びK2SiF6のようなM2SiF6でMはアルカリ金属、MgSiF6のようなMSiF6でMはアルカリ土類金属、GaF3、PF5、MPF6でMはアルカリ金属、MaHF2及びKHF2のようなMHF2でMはアルカリ土類金属、K2TaF7、KBF4、K2MnF6、及び、K2ZrF6であるが、ここで、アルカリ金属としてLi、Na、又はKの1つのようものが他のアルカリ金属又はアルカリ土類金属に置換されたもののような他の類似の化合物も予期される。塩素の適当な源は、Cl2ガス、SbCl5、及び、CCl4やクロロホルムのようなクロロカーボンである。反応物種は、アルカリ又はアルカリ土類金属又は水素化物、希土類金属(M)、Al、Si、Ti、及び、対応するフッ化物若しくは塩化物を形成するPからなる群の少なくとも1つを含んでよい。好ましくは、反応物アルカリ金属は触媒のそれと対応し、アルカリ土類水素化物はMgH2であり、希土類元素はLaであり、そして、Alはナノ粉末である。支持体は、炭素、好ましくは活性炭、メソポーラスカーボン、及び、Liイオン・バッテリーで使用されるカーボンを含んでよい。反応物は、如何なるモル比でもよい。好ましくは、反応物種及びフッ素若しくは塩素はフッ化物又は塩素の元素としてほぼ化学量論比で存在し、触媒は過剰に、好ましくはフッ素又は塩素と反応する元素とほぼ同じモル比において存在し、そして、支持体は過剰に存在する。
発熱反応物はハロゲンガス、好ましくは塩素または臭素、またはHF、HCl、HBr、HIなどのハロゲンガス源、好ましくはCF4またはCCl4、ならびにハロゲンと反応し、ハロゲン化物を形成する種を含んでよい。ハロゲン源はCxOyXrなどの酸素源でもあり、ここではXはハロゲンであり、x、y及びrは整数で当業者に公知である。反応物種はアルカリまたはアルカリ土類金属またはハロゲン化物、対応するハロゲン化物を形成するレアアース金属、Al、Si及びPを含んでもよい。好ましくは、反応物アルカリ金属には対応する触媒があり、アルカリ土類水素化物はMgH2、レアアースはLa、Alはナノパウダーである。支持体は炭素、好ましくは活性炭素を含んでよい。反応物は任意のモル比であってよい。好ましくは、反応物種及びハロゲンはほぼ等しいストイキ比(理論混合比)であり、触媒は過剰量あり、ハロゲンと反応する元素とほぼ同じモル比であり、支持体が過剰量あることが好ましい。ある実施態様では、反応物はNa、NaH、K、KH、Li、LiH及びH2などの触媒源または触媒、ハロゲンガス、好ましくは塩素または臭素ガス、Mg、MgH2、レアアースの少なくとも1つ、好ましくはLa、GdまたはPr、Al、ならびに支持体、好ましくは活性炭などの炭素を含む。
b.フリーラジカル反応
ある実施態様では、発熱反応はフリーラジカル反応、好ましくはハロゲン化物または酸素フリーラジカル反応である。ハロゲン基の源物質はハロゲン、好ましくはF2もしくはCl2、またはフッ化炭素、好ましくはCF4であってよい。Fフリーラジカル源はS2F10である。ハロゲンガスを含む反応混合物はさらに、フリーラジカル開始剤を含んでよい。反応器はフリーラジカル、好ましくはハロゲンフリーラジカル、より好ましくは塩素またはフッ素フリーラジカルを形成するため紫外線光源を含んでよい。フリーラジカル開始剤は過酸化物、アゾ化合物及び金属塩などの金属イオン源、好ましくはCo2+源となるCoCl2またはFe2+源であるFeSO4などのコバルトハロゲン化物といった当技術分野で公知の開始剤である。後者はH2O2またはO2などの酸素種と反応することが好ましい。ラジカルは中性でよい。
酸素種は原子酸素源を含んでよい。酸素は一重項酸素でよい。ある実施態様では、一重項酸素はNaOClとH2O2との反応から形成される。ある実施態様では、酸素源はO2を含み、フリーラジカル反応、好ましくはO原子のフリーラジカル反応を促進するためにフリーラジカル源またはフリーラジカル開始剤をさらに含んでもよい。フリーラジカル源または酸素源はオゾンまたはオゾニドのうち少なくとも1つであってよい。ある実施態様では、反応器には酸素中の放電などのオゾン源が含まれ、反応混合物にオゾンが提供される。
フリーラジカル源または酸素源はさらに、ペルオキソ化合物、ペルオキシド、H2O2、アゾ基を含む化合物、N2O、NaOCl、フェントン試薬または類似の試薬、OHラジカルまたはその源物質、過キセノン酸塩イオンまたはアルカリもしくはアルカリ土類過キセノン酸塩、好ましくは過キセノン酸ナトリウム(Na4XeO6)または過キセノン酸カリウム(K4XeO6)などのその源物質、四酸化キセノン(XeO4)及び過キセノン酸(H4XeO6)、ならびに金属塩などの金属イオン源の中の少なくとも1つを含んでよい。金属塩はFeSO4、AlCl3、TiCl3、好ましくはCo2+源であるCoCl2などのハロゲン化コバルトの1つであってよい。
ある実施態様では、Clなどのフリーラジカルは、NaH+MgH2+活性炭素(AC)などの支持体+Cl2などのハロゲンガスといった反応混合物中で、Cl2などのハロゲンから形成する。フリーラジカルはCl2及びCH4などの炭化水素の混合物の反応により200℃以上といった高温で形成し得る。ハロゲンは炭化水素より多いモル濃度にしてもよい。クロロカーボン生成物及びClラジカルを還元剤と反応させ、ハイドリノを形成する活性化エネルギー及び経路を提供し得る。合成ガス(シンガス)及びフィッシャー・トロプシュ法を用いて、またはメタンへの炭素の直接的水素還元により、炭素生成物を再生してもよい。反応混合物は、200℃以上といった高温のO2及びCl2の混合物を含んでよい。混合物を反応させてClO、Cl2O及びClO2などのClxOy(x及びyは整数)を形成してもよい。反応混合物は、200℃以上といった高温のH2及びCl2を含み、反応し、HClを形成し得る。反応混合物は、50℃以上といったやや高温のPt/Ti、Pt/C、またはPd/Cなどの再結合剤と共にH2及びO2を含み、反応し、H2Oを形成し得る。再結合剤は1大気圧より高い範囲、好ましくは約2〜100大気圧の範囲などの高圧で操作してよい。反応混合物は、フリーラジカルや一重項酸素形成に有利な不定比であってよい。システムは紫外線光またはプラズマ源をさらに含み、RFなどのフリーラジカル、マイクロ波、またはグロー放電、好ましくは高電圧パルスプラズマ源を形成し得る。反応物はさらに、Cl、O及びHなどの原子フリーラジカル、一重項酸素及びオゾンの中の少なくとも1つを形成する触媒を含んでもよい。触媒はPtなどの貴金属であってよい。Clラジカルを形成する実施態様では、Pt触媒は、それぞれ分解温度が581℃、435℃及び327℃であるPtCl2、PtCl3及びPtCl4などの塩化プラチナの分解温度より高い温度で維持する。ある実施態様では、Pt、Pdまたはそれらのハロゲン化物を溶解しない好適な溶媒中で金属ハロゲン化物を溶解し、溶液を除去することで、金属ハロゲン化物を含む生成混合物からPtを回収し得る。炭素及びPtまたはPdハロゲン化物を含む固体は、対応するハロゲン化物の分解により炭素上のPtまたはPdを形成するために加熱してもよい。
ある実施態様では、N2O、NO2またはNOガスを反応混合物に添加する。N2O、NO2はNOラジカル源として作用し得る。別の実施態様では、好ましくはNH3の酸化によりセル中でNOラジカルを生成する。反応は高温で、プラチナまたはプラチナ−ロジウム上でのNH3とO2との反応であってよい。ハーバー法、その後にオストワルト法を行うなど、公知の工業的方法によりNO、NO2及びN2Oを生成することが可能である。1つの実施態様では、工程手順の例は以下のとおりである。
具体的には、数種の酸化物を含むα−鉄などの触媒を使用し、高温及び高圧でN2及びH2からNH3を生成するためにハーバー法が利用できる。高温プラチナまたはプラチナ−ロジウム触媒などの触媒でアンモニアをNO、NO2及びN2Oへと酸化させるためにオストワルト法が利用できる。上記で開示した方法によりアルカリ硝酸塩を再生することが可能である。
システム及び反応混合物は燃焼反応を開始し、補助し、一重項酸素及びフリーラジカルのうちの少なくとも1つを提供する。燃焼反応物は、他のハイドリノ反応物と反応するフリーラジカルや一重項酸素形成に有利な不定比であってよい。ある実施態様では、安定した反応の持続に有利になるように爆発反応を抑制するか、あるいは適当な反応物とモル比により爆発反応を起こし、所望のハイドリノ反応速度を得る。ある実施態様では、セルは内部燃焼エンジンの少なくとも1つのシリンダーを含む。
c.電子受容体反応
ある実施態様では、反応混合物は電子受容体をさらに含む。ハイドリノを形成する触媒反応中、原子水素から電子受容体へとエネルギーが移動させられると、電子受容体は触媒からイオン化した電子のためのシンクとして作用する場合がある。電子受容体は、導電性ポリマーまたは金属支持体、第VI族元素などの酸化剤、分子、化合物、フリーラジカル、安定したフリーラジカルを形成する種、及びハロゲン原子、O2、C、CF1,2,3または4、Si、S、PxSy、CS2、SxNyなどの高電子親和性を有する種、O及びH、Au、At、AlxOy(x及びyは整数)をさらに含むこれらの化合物、好ましくは、実施態様がAl(OH)3とR−NiのAl、ClO、Cl2、F2、AlO2、B2N、CrC2、C2H、CuCl2、CuBr2、MnX3(X=ハロゲン化物)、MoX3(X=ハロゲン化物)、NiX3(X=ハロゲン化物)、RuF4,5,または6、ScX4(X=ハロゲン化物)、WO3との反応の中間物質であるAlO2、ならびに当業者に公知の高電子親和性を有する他の原子及び分子の中の少なくとも1つであってよい。ある実施態様では、支持体は原子水素からの非放射共鳴エネルギー移動を受容することによりイオン化されることから、支持体は触媒から電子受容体として作用する。好ましくは、支持体は導電性かつ形態安定性フリーラジカルの少なくとも1種である。好適なこのような支持体は導電性ポリマーである。支持体はC6イオンを形成するLiイオンバッテリーの炭素などのマクロ構造全体にわたって陰イオンを形成し得る。別の実施態様では、支持体は、好ましくはドーピングして導電性を促進する半導体である。反応混合物はさらに、O、OH、O2、O3、H2O2、F、Cl及びNOなどのフリーラジカルまたはその源物質を含み、それらは触媒作用中、支持体に形成されたフリーラジカルのスカベンジャーとして作用し得る。ある実施態様では、NOなどのフリーラジカルはアルカリ金属などの触媒または触媒源と複合体を形成し得る。別の実施態様では、支持体は不対電子を有する。支持体はEr2O3などのレアアース元素または化合物など常磁性である。ある実施態様では、NaH、K、RbまたはCsなどの触媒または触媒源を支持体などの電子受容体に含浸させ、反応混合物の他の成分を添加する。好ましくは、支持体は挿入したNaHまたはNaを有するACである。
d.酸化―還元反応
実施例において、ハイドリノ反応は、酸化―還元反応によって活性化される。実証的な実施例において、反応混合物は、触媒、水素源、酸化剤、還元剤、及び担体のグループの少なくとも2つの種を含む。反応混合物はまた、グループ13トリハライド、好ましくは、少なくとも1つのAlCl3、BF3、BCl3、及び、BBr3のようなルイス酸を含んでよい。
ある実施例において、各反応混合物は、以下の要素(i)−(iii)から選ばれる少なくとも1つを含む。
(i)Li、LiH、K、KH、NaH、Rb、RbH、Cs、及びCsHから選ばれる触媒。
(ii)H2ガス、H2ガスの源、又は、水素化物から選ばれる水素源。
(iii)ハロゲン化物、燐化物、ホウ化物、酸化物、水酸化物、シリサイド、窒素化合物、ヒ化物、セレン化物、テルル化物、アンチモニド、炭化物、硫化物、水素化物、炭酸塩、炭酸水素、硫酸塩、硫酸水素塩、リン酸塩、リン酸水素、二水素リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、過マンガン酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、亜塩素酸塩、過亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、亜臭素酸塩、ペルブロミド、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、ヨウ素塩、過ヨウ素塩、クロム酸塩、二クロム酸塩、テルル酸塩、セレン酸塩、ヒ酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、コバルト酸化物、酸化テルル、及び、他のオキシアニオン、の内の1つの金属化合物から選ばれるオキシダント。ここで、これらは、例えばハロゲンの化合物、P、B、Si、N、As、S、Te、Sb、C、S、P、Mn、Cr、Co、及び、Teであり、金属は好ましくは遷移金属を含み、Sn、Ga、In、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属であり、前記オキシダントは、更に以下を含む。ハロゲン化鉛のような鉛化合物、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2、GeO、GeP、GeS、GeI4、及びGeCl4のようなハロゲン化物、酸化物、若しくは、硫化物のようなゲルマニウム化合物、CF4若しくはClCF3のようなフルオロカーボン、CCl4、のようなクロロカーボン、O2、MNO3、MClO4、MO2、NF3、N2O、NO、NO2、B3N3H6のようなホウ素−窒素化合物、SF6、S、SO2、SO3、S2O5Cl2、F5SOF、M2S2O8のような硫黄化合物、S2Cl2、SCl2、S2Br2のようなSxXy、又は、SOCl2、SOF2、SO2F2、又はSOBr2のようなSOxXy、asClF5、のようなXxX’y、ClO2F、ClO2F2、ClOF3、ClO3F、及びClO2F3のようなXxX’yOz、B3N3H6のようなホウ素−窒素化合物、Se、Te、Bi、As、Sb、Bi、好ましくはTeF4、TeF6であるTeXx、好ましくはTeO2又はTeO3であるTeOx、好ましくはSeF6であるSeXx、好ましくはSeO2又はSeO3であるSeOx、TeO2、TeO3、Te(OH)6、TeBr2、TeCl2、TeBr4、TeCl4、TeF4、TeI4、TeF6、CoTe、NiTeのような酸化テルル、ハロゲン化テルル、又は、他のテルル化合物、SeO2、SeO3、Se2Br2、Se2Cl2、SeBr4、SeCl4、SeF4、SeF6、SeOBr2、SeOCl2、SeOF2、SeO2F2、SeS2、Se2S6、Se4S4、又はSe6S2のような酸化セレン、ハロゲン化セレン、又は、他のセレン化合物、P、P2O5、P2S5、PF3、PCl3、PBr3、PI3、PF5、PCl5、PBr4F、若しくはPCl4FのようなPxXy、POBr3、POI3、POCl3若しくはPOF3のようなPOxXy、PSBr3、PSF3、PSCl3のようなPSxXy(Mはアルカリ金属。x、y及びzは整数。X及びX’はハロゲン。)、P3N5、(Cl2PN)3、(Cl2PN)4、若しくは(Br2PN)xのようなリン−窒素化合物、AlAs、As2I4、As2Se、As4S4、AsBr3、AsCl3、AsF3、AsI3、As2O3、As2Se3、As2S3、As2Te3、AsCl5、AsF5、As2O5、As2Se5、若しくはAs2S5、のような酸化ヒ素、ハロゲン化ヒ素、硫化ヒ素、セレン化ヒ素、テルル化ヒ素、又は、他のヒ素化合物、SbAs、SbBr3、SbCl3、SbF3、SbI3、Sb2O3、SbOCl、Sb2Se3、Sb2(SO4)3、Sb2S3、Sb2Te3、Sb2O4、SbCl5、SbF5、SbCl2F3、Sb2O5、若しくはSb2S5のような酸化アンチモン、ハロゲン化アンチモン、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、又は、他のアンチモン化合物、BiAsO4、BiBr3、BiCl3、BiF3、BiF5、Bi(OH)3、BiI3、Bi2O3、BiOBr、BiOCl、BiOI、Bi2Se3、Bi2S3、Bi2Te3、若しくはBi2O4のような酸化ビスマス、ハロゲン化ビスマス、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、又は、他のビスマス化合物、SiCl4、SiBr4、CrCl3、ZnF2、ZnBr2、ZnI2、MnCl2、MnBr2、MnI2、CoBr2、CoI2、CoCl2、NiCl2、NiBr2、NiF2、FeF2、FeCl2、FeBr2、FeCl3、TiF3、CuBr、CuBr2、VF3、及びCuCl2のような遷移金属ハロゲン化物のような金属ハロゲン化物、金属水酸化物、又は、金属酸化物、SnF2、SnCl2、SnBr2、SnI2、SnF4、SnCl4、SnBr4、SnI4、InF、InCl、InBr、InI、AgCl、AgI、AlF3、AlBr3、AlI3、YF3、CdCl2、CdBr2、CdI2、InCl3、ZrCl4、NbF5、TaCl5、MoCl3、MoCl5、NbCl5、AsCl3、TiBr4、SeCl2、SeCl4、InF3、InCl3、PbF4、TeI4、WCl6、OsCl3、GaCl3、PtCl3、ReCl3、RhCl3、RuCl3のような金属ハロゲン化物、Y2O3、FeO、Fe2O3、又はNbO、NiO、Ni2O3、SnO、SnO2、Ag2O、AgO、Ga2O、As2O3、SeO2、TeO2、In(OH)3、Sn(OH)2、In(OH)3、Ga(OH)3、及びBi(OH)3のような金属酸化物、又は、金属水酸化物、CO2、As2Se3、SF6、S、SbF3、CF4、NF3、KMnO4及びNaMnO4のような過マンガン酸塩、P2O5、LiNO3、NaNO3及びKNO3のような硝酸塩、BBr3及びBI3、のようなハロゲン化ホウ素、好ましくはInBr2、InCl2、及びInI3のようなハロゲン化インジウムである第13族元素のハロゲン化物、好ましくはAgCl若しくはAgIであるハロゲン化銀、ハロゲン化鉛、ハロゲン化カドミウム、ハロゲン化ジルコニウム、好ましくは遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、又は、遷移金属ハロゲン化物(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、若しくはZnと、F、Cl、Br若しくはIとの組合)、好ましくはYF3である第2若しくは第3遷移系列のハロゲン化物、酸化物、好ましくはY2S3である硫化物、又は、水酸化物、好ましくはY、Zr、Nb、Mo、Tc、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Osの化合物、ハロゲン化物の場合NbX3、NbX5、若しくはTaX5のような化合物、Li2S、ZnS、FeS、NiS、MnS、Cu2S、CuS、及びSnSのような金属硫化物、BaBr2、BaCl2、BaI2、SrBr2、SrI2、CaBr2、CaI2、MgBr2、若しくはMgI2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、EuBr3、LaF3、LaBr3、CeBr3、GdF3、GdBr3のような希土類ハロゲン化物、CeI2、EuF2、EuCl2、EuBr2、EuI2、DyI2、NdI2、SmI2、YbI2、及びTmI2の1つのような2価の状態にあることが好ましい希土類ハロゲン化物、ユウロピウム・ホウ化物のような金属ホウ化物、CrB2、TiB2、MgB2、ZrB2、及びGdB2のようなMB2ホウ化物、LiCl、RbCl、若しくはCsIのようなハロゲン化アルカリ、Ca3P2のような金属リン化物、PtCl2、PtBr2、PtI2、PtCl4、PdCl2、PbBr2、及びPbI2のような貴金属ハロ
ゲン化物、貴金属酸化物、貴金属硫化物、CeSのような希土類硫化物、他の希土類であるLa及びGdの硫化物、Na2TeO4、Na2TeO3、Co(CN)2、CoSb、CoAs、Co2P、CoO、CoSe、CoTe、NiSb、NiAs、NiSe、Ni2Si、MgSeのような金属とアニオン、EuTeのような希土類テルル化物、EuSeのような希土類セレン化物、EuNのような希土類窒化物、AlN、GdN、及びMg3N2のような金属窒化物、F2O、Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7、ClF、ClF3、ClOF3、ClF5、ClO2F、ClO2F3、ClO3F、BrF3、BrF5、I2O5、IBr、ICl、ICl3、IF、IF3、IF5、IF7、のような酸素原子と異なるハロゲン原子の組合せの群から少なくとも2つの原子を含む化合物、OsF6、PtF6、又はIrF6のような第2若しくは第3遷移系列の金属ハロゲン化物、ハロゲン化物、酸化物、若しくは、硫化物のようなアルカリ金属化合物、アルカリ、アルカリ土類、遷移金属、希土類、好ましくはInである第13族、好ましくはSnである第14族の金属を還元により形成することができる化合物、希土類水素化物のような金属水素化物、アルカリ土類水素化物、若しくは、アルカリ水素化物、である。ここで、オキシダントが好ましくはメタルハイドライドである水素化物であるとき、触媒又は触媒の源はアルカリ金属のような金属であってよい。適当なオキシダントは、金属ハロゲン化物、金属硫化物、金属酸化物、金属水酸化物、金属セレン化物、及び、金属燐化物であり、例えば、BaBr2、BaCl2、BaI2、CaBr2、MgBr2、若しくはMgI2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、EuBr2、EuBr3、EuF3、LaF3、GdF3GdBr3、LaF3、LaBr3、CeBr3のような希土類ハロゲン化物、YF3のような第2若しくは第3遷移系列の金属ハロゲン化物、CrB2若しくはTiB2のような金属ホウ化物、LiCl、RbCl、若しくはCsIのようなアルカリハロゲン化物、Li2S、ZnS、Y2S3、FeS、MnS、Cu2S、CuS、及びSb2S5のような金属硫化物、Ca3P2のような金属リン化物、CrCl3、ZnF2、ZnBr2、ZnI2、MnCl2、MnBr2、MnI2、CoBr2、CoI2、CoCl2、NiBr2、NiF2、FeF2、FeCl2、FeBr2、TiF3、CuBr、VF3、及びCuCl2のような遷移金属ハロゲン化物、SnBr2、SnI2、InF、InCl、InBr、InI、AgCl、AgI、AlI3、YF3、CdCl2、CdBr2、CdI2、InCl3、ZrCl4、NbF5、TaCl5、MoCl3、MoCl5、NbCl5、AsCl3、TiBr4、SeCl2、SeCl4、InF3、PbF4、及びTeI4、のような金属ハロゲン化物、Y2O3、FeO、NbO、In(OH)3、As2O3、SeO2、TeO2、BI3、CO2、As2Se3のような金属酸化物若しくは金属水酸化物、Mg3N2、若しくはAlNのような金属窒化物、Ca3P2、SF6、S、SbF3、CF4、NF3、KMnO4、NaMnO4、P2O5、LiNO3、NaNO3、KNO3のような金属リン化物、そして、BBr3のような金属ホウ化物である。BaBr2、BaCl2、EuBr2、EuF3、YF3、CrB2、TiB2、LiCl、RbCl、CsI、Li2S、ZnS、Y2S3、Ca3P2、MnI2、CoI2、NiBr2、ZnBr2、FeBr2、SnI2、InCl、AgCl、Y2O3、TeO2、CO2、SF6、S、CF4、NaMnO4、P2O5、LiNO3、のリストの少なくとも1つを適当な酸化剤は含む。適当な酸化剤は、EuBr2、BaBr2、CrB2、MnI2、及びAgCl、のリストの少なくとも1つを含む。適当な酸化剤は、Li2、ZnS、及びY2S3、の少なくとも1つを含む。ある実施例においては、酸素酸化剤は、Y2O3である。
追加の実施例において、各反応混合物は、上述した(i)−(iii)の構成要素の以下に続く族から選ばれる少なくとも1つの種を含み、更に、(iv)アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、第2及び第3遷移金属、及び希土類金属、そして、アルミニウムから選ばれる少なくとも1つの還元剤を含む。好ましくは、Al、Mg、MgH2、Si、La、B、Zr、及びTi粉末、及び、H2のグループからの1つである。
さらなる実施態様では、各反応混合物は、上述した成分(i)〜(iv)の以下の属から選択される少なくとも1種を含み、AC、炭素上の1%PtまたはPd(Pt/C、Pd/C)及びカーバイド、好ましくはTiCまたはWCから選択した導電性支持体などの支持体(v)をさらに含む。
複数の反応物は任意のモル比でいいが、ほぼ等しいモル比であることが好ましい。
(i)触媒又は触媒原、(ii)水素源、(iii)酸化剤、(iv)還元剤、及び(v)担体を含む適当な反応系は、NaH又はKHを触媒として又は触媒源及びH源として、BaBr2、BaCl2、MgBr2、MgI2、CaBr2、EuBr2、EuF3、YF3、CrB2、TiB2、LiCl、RbCl、CsI、Li2S、ZnS、Y2S3、Ca3P2、MnI2、CoI2、NiBr2、ZnBr2、FeBr2、SnI2、InCl、AgCl、Y2O3、TeO2、CO2、SF6、S、CF4、NaMnO4、P2O5、LiNO3、のうちの1つを酸化剤として、MgH2はまた水素源として機能するかもしれないが、Mg又はMgH2を還元剤として、そして、AC、TiC、又はWCを担体として含む。水素化スズが酸化剤であるような場合、Sn生成物は、触媒作用メカニズムにおいて還元剤の及び導電体の担体の少なくとも1つとして機能するかもしれない。
別の好適な反応では、(i)触媒または触媒源、(ii)水素源、(iii)酸化剤及び(iv)支持体を含むシステムは、触媒、触媒源及びH源としてのNaHまたはKH、酸化剤としてのEuBr2、BaBr2、CrB2、MnI2及びAgClの1つ、ならびに支持体としてのAC、TiCまたはWCから成る。複数の反応物は任意のモル比でいいが、ほぼ等しいモル比であることが好ましい。
触媒、水素源、酸化剤、還元剤及び支持体は任意の所望のモル比でよい。反応物、KHまたはNaHを含む触媒、CrB2、AgCl2の少なくとも1つを含む酸化剤、及びアルカリ土類、遷移金属またはレアアースハロゲン化物、好ましくはEuBr2、BaBr2及びMnI2などの臭化物またはヨウ化物の群から得る金属ハロゲン化物、MgまたはMgH2を含む還元剤、ならびにAC、TiCまたはWCを含む支持体を有する実施態様では、モル比はほぼ同じである。レアアースハロゲン化物は対応するハロゲンと、金属またはHBrなどの水素ハロゲン化物との直接的反応により形成し得る。二ハロゲン化物はH2還元により三ハロゲン化物から形成し得る。
追加の酸化剤は、高い双極子モーメントを持った中間体を形成、又は、高い双極子モーメントを持つものである。好ましくは、高い双極子モーメントを持つ種は、触媒作用反応において触媒から容易に電子を受け取る。その種は、高い電子親和力を持ってもよい。1つの実施例において、電子受容体は、それぞれ、sp3、3d、及び4fの半分満たされた殻を持つSn、Mn、及びGd又はEu化合物のような半分満たされた又はおよそ半分満たされた電子殻を持っている。後者のタイプの代表的な酸化物は、LaF3、LaBr3、GdF3、GdCl3、GdBr3、EuBr2、EuI2、EuCl2、EuF2、EuBr3、EuI3、EuCl3、及びEuF3.に対応する金属である。1つの実施例において、酸化剤は、高い酸化状態を持ち、更に、F、Cl、又はOの少なくとも1つのような高い電気陰性度を備える原子を含む、P、S、Si、及びCの少なくとも1つのような非金属の化合物を含む。別の実施例においては、オキシダントは、2価のような低い酸化状態を持つFe及びSnの少なくとも1つのような金属の化合物からなり、そして、更に、Br若しくはIの少なくとも1つのような低い電気陰性度を持つ原子からなる。MnO4 −、ClO44 −、又はNO3 −のような1価の負の電荷を持つイオンは、CO3 2−又はSO4 2−のような2価の負の電荷を持つイオンよりも好ましい。実施例において、オキシダントは、反応性生物として溶融されセルから除かれるように、低い融点を持つ金属に対応する金属ハロゲン化物のような化合物からなる。低い融点の金属の適当なオキシダントは、In、Ga、Ag、及びSnのハロゲン化物である。反応物は、如何なるモル比であってもよいが、好ましくは、ほぼ等しいモル比である。
ある実施態様では、反応混合物は、(i)第I族元素からの金属または水素化物を含む触媒または触媒源、(ii)H2ガスもしくはH2ガス源または水素化物などの水素源、(iii)第13、14、15、16及び17族元素;好ましくはF、Cl、Br、I、B、C、N、O、Al、Si、P、S、Se及びTeの群から選択される元素の少なくとも1つを含む原子またはイオンまたは化合物を含む酸化剤、(iv)元素または水素化物、好ましくはMg、MgH2、Al、Si、B、Zr及びLaなどのレアアース金属から選択される1種以上の元素または水素化物を含む還元剤、ならびに(v)好ましくは導電性であり、好ましくは反応混合物の他種と反応して別の化合物を形成することのない支持体から成る。好適な支持体はACなどの炭素、グラフェン、PtまたはPd/C及びカーバイド、好ましくはTiCまたはWCなどの金属を含浸させた炭素を含むことが好ましい。
ある実施態様では、反応混合物は、(i)第I族元素からの金属または水素化物を含む触媒または触媒源、(ii)H2ガスまたはH2ガス源または水素化物などの水素源、(iii)ハロゲン化物、酸化物または硫化物化合物、好ましくは金属ハロゲン化物、酸化物または硫化物、より好ましくは第IA、IIA、3d、4d、5d、6d、7d、8d、9d、10d、11d、12d族の元素及びランタニドのハロゲン化物、最も好ましくは遷移金属ハロゲン化物またはランタニドハロゲン化物を含む酸化剤、(iv)元素または水素化物、好ましくはMg、MgH2、Al、Si、B、Zr及びLaなどのレアアース金属から選択される1種以上の元素または水素化物を含む還元剤、及び(v)好ましくは導電性であり、好ましくは反応混合物の他種と反応して別の化合物を形成することのない支持体から成る。好適な支持体はACなどの炭素、PtまたはPd/Cなどの金属を含浸させたカーバイド、及びカーバイド、好ましくはTiCまたはWCから成ることが好ましい。
e.交換反応、熱可逆的反応及び再生
ある実施態様では、酸化剤、ならびに還元剤、触媒源及び触媒の少なくとも1つは可逆的に反応する場合がある。ある実施態様では、酸化剤はハロゲン化物、好ましくは金属ハロゲン化物、より好ましくは、遷移金属、スズ、インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びレアアースハロゲン化物、最も好ましくはレアアースハロゲン化物である。可逆反応はハロゲン化物交換反応であることが好ましい。好ましくは、周囲温度〜3000℃、好ましくは周囲温度〜1000℃の温度で、酸化剤と、還元剤、触媒源及び触媒の少なくとも1つとの間でハロゲン化物が可逆的に交換されるように、反応エネルギーは低いことが好ましい。反応平衡はハイドリノ反応を実行ために変化させてもよい。変化は温度変化、反応濃度の変化、または反応比の変化により起こり得る。反応は水素添加により維持し得る。代表的な反応では、交換は
であり、式中、n1、n2、x及びyは整数であり、Xはハロゲン化物、Moxは酸化剤の金属、Mred/catは還元剤、触媒源及び触媒の少なくとも1つの金属である。ある実施態様では、1つ以上の反応物はハロゲン化物であり、さらに反応には、ハロゲン化物交換以外に可逆的水素化物交換が挙げられる。可逆反応は、反応物の温度及び濃度など他の反応条件以外に水素圧を調節して制御してもよい。典型的な反応は
ある実施態様では、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、またはレアアースハロゲン化物、好ましくはRbCl、BaBr2、BaCl2、EuX2またはGdX3(Xはハロゲン化物または硫化物)、最も好ましくはEuBr2などの酸化剤は、触媒または触媒源、好ましくはNaHまたはKH、場合により還元剤、好ましくはMgまたはMgH2と反応させ、MoxまたはMoxH2及びNaXまたはKXなどの触媒のハロゲン化物または硫化物を形成する。レアアースハロゲン化物は、触媒、または触媒源、場合により還元剤を選択的に除去することで再生し得る。ある実施態様では、MoxH2を熱分解し、ポンピングなどの方法で水素ガスを除去する。ハロゲン化物交換(式(54〜55))は触媒の金属を形成する。金属はアルカリ土類またはレアアースハロゲン化物などの金属ハロゲン化物から離れる溶融液体または蒸発ガスもしくは昇華ガスとして除去してよい。例えば遠心分離または加圧不活性ガス流などの方法で液体を除去してよい。触媒または触媒源は再水素化する。これは元の混合物中でレアアースハロゲン化物及び支持体と再結合する初期反応物を再生するのに適している。MgまたはMgH2を還元剤として使用する場合、H2を付加した水素化物を形成し、水素化物を溶融し、液体を除去することによってMgを最初に除去し得る。X=Fである実施態様では、EuH2などのレアアースとFを交換することでMgF2生成物がMgH2に変換することが可能で、ここでは溶融したMgH2は連続的に除去する。MgH2の形成及び選択的除去に有利になるように、高圧H2下で反応を行ってもよい。還元剤は再水素化し、他の再生反応物に添加し、元の反応混合物を形成し得る。別の実施態様では、交換反応は、酸化剤の金属硫化物または酸化物と、還元剤、触媒源及び触媒の少なくとも1つとの間で起こる。各タイプのシステムの例には、1.66gのKH+1gのMg+2.74gのY2S3+4gのAC及び1gのNaH+1gのMg+2.26gのY2O3+4gのACが挙げられる。
触媒、触媒源または還元剤の選択的除去は連続的であり、触媒、触媒源または還元剤は反応器内で少なくとも部分的に再利用され得る。反応器はさらに蒸留器または還流部材を含み、図4の蒸留器34、触媒源または還元剤などの触媒を除去し、それをセルに戻すことが可能である。場合により、それを水素化し、さらに反応させ、この生成物を戻すことも可能である。反応温度は最大値と最小値間で循環させ、平衡移動により反応物を連続的に再利用してもよい。ある実施態様では、システム熱交換器は、セル温度を高低値間で急速に変化させ、平衡を前後させ、ハイドリノ反応を促進することが可能である。
再生反応は、水素のような追加された種と行われる触媒反応を含んでよい。1つの実施例において、触媒及びHの源は、KHであり、そして、オキシダントはEuBr2である。熱的に引き起こされた再生反応は次のようになる。
2KBr+Eu→EuBr2+2K (56)
又は
2KBr+EuH2→EuBr2+2KH (57)
その代わりに、H2は、KH及びEuBr2のような酸化剤及び触媒の源又は触媒の再生触媒としてそれぞれ機能する。
3KBr+1/2H2+EuH2→EuBr3+3KH (58)
そして、EuBr2は、H2還元によってEuBr3から形成される。可能性のあるルートは、次の式の通りである。
EuBr3+1/2H2→EuBr2+HBr (59)
HBは、次の式のように再生利用されてよく、正味の反応をその次の式のように備える。
HBr+KH→KBr+H2 (60)
2KBr+EuH2→EuBr2+2KH (61)
熱的に促進される再生反応の速度は、より低いエネルギーで当業者に知られる異なる道筋を使うことにより、増大させられ得る。
2KBr+H2+Eu→EuBr2+2KH (62)
3KBr+3/2H2+Eu→EuBr3+3KH (63)
EuBr3+1/2H2→EuBr2+HBr (64)
金属と、H2の存在において対応する水素化物との間に、次式のような平衡が存在するので、式(62)により与えられる反応は可能性がある。
反応の道筋は、以下の式のように当業者に知られる、より低いエネルギーの中間ステップを含んでもよい。
2KBr+Mg+H2→MgBr2+2KH (66)
MgBr2+Eu+H2→EuBr2+MgH2 (67)
KHまたはK金属はアルカリ土類またはレアアースハロゲン化物などの金属ハロゲン化物から離れる溶融液体または蒸発ガスもしくは昇華ガスとして除去してよい。遠心分離または加圧不活性ガス流などの方法で液体を除去してよい。他の実施態様では、NaH、LiH、RbH、CsH、Na、Li、Rb、Csなどの別の触媒または触媒源はKHまたはKと置換し、酸化剤は別のレアアースハロゲン化物またはアルカリ土類ハロゲン化物、好ましくはBaCl2またはBaBr2などの別の金属ハロゲン化物を含んでよい。
他の実施態様では、熱可逆反応には、好ましくは、各々が少なくとも1つの金属原子を含む2種間での交換反応がさらに含まれる。交換はアルカリ金属などの触媒の金属と、酸化剤などの交換相手の金属との間で起こる。交換は酸化剤と還元剤との間も起こる場合がある。交換する種は、ハロゲン化物、水素化物、酸化物、硫化物、窒化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、ヒ化物、セレン化物、テルル化合物、リン化物、硝酸、硫化水素、炭酸塩、硫酸塩、硫化水素塩、リン酸塩、リン酸水素、二水素リン酸塩、過塩素酸塩、クロム酸塩、二クロム酸塩、酸化コバルトなどの陰イオン、ならびに当業者に公知の他のオキシアニオン及び陰イオンでよい。交換相手の少なくとも1つは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、第二列遷移金属、第三列遷移金属、貴金属、レアアース金属、Al、Ga、In、Sn、As、Se及びTeを含んでよい。好適な交換陰イオンはハロゲン化物、酸化物、硫化物、窒化物、リン化物及びホウ化物である。交換に好適な金属は、各々が金属または水素化物としてのアルカリ、好ましくはNaまたはK、アルカリ土類金属、好ましくはMgまたはBa及びレアアース金属、好ましくはEuまたはDyである。交換反応の例と共に触媒反応物の例を以下に示す。これらの反応は包括的なものではなく、さらに例示は当業者に公知である。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+2.5gのDyI2、Ein:135.0kJ、解離エネルギーdE:6.1kJ、温度勾配変化TSC:無し、最高温度Tmax:403℃、理論値は1.89kJ、利得は3.22倍である。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+2.09gのEuF3、Ein:185.1kJ、解離エネルギーdE:8.0kJ、温度勾配変化TSC:無し、最高温度Tmax:463℃、理論値は1.69kJ、利得は4.73倍である。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+3.7gmのCrB2、Ein:317kJ、解離エネルギーdE:19kJ、最高温度Tmax〜340℃で温度勾配変化TSC無し、理論エネルギーは吸熱的であり0.05kJ、利得は無限大である。
・0.70gのTiB2、1.66gのKH、1gのMg粉末及び4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−4)を使い切った。エネルギー利得は5.1kJであったが、セル温度の急激な上昇は観察されなかった。最大セル温度は431℃で、理論値は0である。
・0.42gのLiCl、1.66gのKH、1gのMg粉末及び4gのAC3−4を使い切った。エネルギー利得は5.4kJであったが、セル温度の急激な上昇は観察されなかった。最大セル温度は412℃で、理論値は0であり、利得は無限大である。
・1.21gのRbCl、1.66gのKH、1gのMg粉末及び4gのAC3−4、エネルギー利得は6.0kJであったが、セル温度の急激な上昇は観察されなかった。最大セル温度は442℃で、理論値は0である。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+0.87gのLiBr;Ein:146.0kJ;解離エネルギーdE:6.24kJ;温度勾配変化TSC:観察されず;最高温度Tmax:439℃、理論値は吸熱的である。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+7.3gmのYF3;Ein:320kJ;解離エネルギーdE:17kJ;最高温度Tmax〜340℃で温度勾配変化TSC無し;エネルギー利得は〜4.5X(X〜0.74kJ*5=3.7kJ)である。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+14.85gm(乾燥重量)のBaBr2;Ein:328kJ;解離エネルギーdE:16kJ;最高温度Tmax〜320℃で温度勾配変化TSC無し;エネルギー利得は160X(X〜0.02kJ*5=0.1kJ)である。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+10.4gmのBaCl2;Ein:331kJ;解離エネルギーdE:18kJ;最高温度Tmax〜320℃で温度勾配変化TSC無し。エネルギー利得は〜6.9X(X〜0.52x5=2.6kJ)である。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+13.9gmのMgI2;Ein:315kJ;解離エネルギーdE:16kJ;最高温度Tmax〜340℃で温度勾配変化TSC無し。エネルギー利得は1.8X(X〜1.75x5=8.75kJ)である。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+0.97gのZnS;Ein:132.1kJ:解離エネルギーdE:7.5kJ;温度勾配変化TSC:無し;最高温度Tmax:370℃、理論値は1.4kJ、利得は5.33倍である。
・2.74gのY2S3、1.66gのKH、1gのMg粉末及び4gのCA−III300活性炭素粉末(300℃で乾燥)、エネルギー利得は5.2kJであったが、セル温度が急激に上昇することはなかった。最大セル温度は444℃で、理論値は0.41kJであり、利得は12.64倍である。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+1.82gのCa3P2;Ein:133.0kJ:解離エネルギーdE:5.8kJ;温度勾配変化TSC:無し;最高温度Tmax:407℃、理論値は吸熱的であり、利得は無限大である。
・20gのAC3−5+5gのMg+8.3gのKH+9.1gのCa3P2、Ein:282.1kJ:解離エネルギーdE:18.1kJ、温度勾配変化TSC:無し;最高温度Tmax:320℃、理論値は吸熱的であり、利得は無限大である。
ある実施態様では、熱再生反応システムは以下を含む:
(i)NaH及びKHから選択した少なくとも1つの触媒または触媒源;
(ii)NaH、KH及びMgH2から選択した少なくとも1つの水素源;
(iii)BaBr2、BaCl2、BaI2、CaBr2、MgBr2またはMgI2などのアルカリ土類ハロゲン化物、EuBr2、EuBr3、EuF3、DyI2、LaF3またはGdF3などのレアアースハロゲン化物、YF3などの第2または第3列遷移金属ハロゲン化物、CrB2またはTiB2などの金属ホウ化物、LiCl、RbClまたはCsIなどのアルカリハロゲン化物、Li2S、ZnSまたはY2S3などの金属硫化物、Y2O3などの金属酸化物、ならびにCa3P2などの金属リン化物;
(iv)Mg及びMgH2から選択した少なくとも1つの還元剤;ならびに
(v)AC、TiC及びWCから選択した支持体。
f.ゲッター、支持体、又はマトリックス支援ハイドリノ反応
別の実施例において、交換反応は吸熱である。そのような実施例において、金属化合物は、ハイドリノ反応速度を増大するために、生産物のためのハイドリノ反応又はゲッターのために好ましい支持体又はマトリックスの少なくとも1つとして機能してよい。典型的な触媒反応物と、典型的な支持体、マトリックス、又は、ゲッターは以下に与えられる。これらの反応は網羅的であるとは意味されず、そして、更なる例は当業者に知られるであろう。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+2.23gのMg3As2。入力エネルギー(Ein)は、139.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)は、393℃。理論では吸熱反応。ゲインは無限大。
・20gのAC3−5+5gのMg+8.3gのKH+11.2gのMg3As2。入力エネルギー(Ein)は、298.6kJ。出力エネルギー(dE)は21.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)は、315℃。理論では吸熱反応。ゲインは無限大。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の1.01gのMg3N2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−4。エネルギーゲインは、5.2kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は、401℃。理論では0。ゲインは無限大。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の0.41gのAlN、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−5。エネルギーゲインは、4.9kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は、407℃。理論では吸熱反応。
実施例において、熱的に再生する反応システムは、以下の(i)−(v)から選ばれる少なくとも2つの要素から成る。
(i)NaH,KH,及びMgH2;から選ばれる少なくとも1つの触媒又は触媒源。
(ii)NaH及びKHから選ばれる少なくとも1つの水素源。
(iii)Mg3N2又はAlNのような金属窒化物、及び、Mg3As2のような金属ヒ化物から選ばれる少なくとも1つの酸化剤、マトリックス、第2の支持体、又は、ゲッター。
(iv)Mg及びMgH2から選ばれる少なくとも1つの還元剤。
(v)AC、TiC、又はWCから選ばれる少なくとも1つの支持体。
D.液体燃料:有機溶融溶媒系
さらに実施態様はチャンバー200に含まれる溶融塩などの溶融固体または液体溶媒を含む。液体溶媒は溶媒の沸点以上の温度でセルを操作して蒸発させてもよい。触媒などの反応物は、触媒を形成する溶媒または反応物に溶解し、懸濁し、Hを該溶媒に懸濁し、溶解する。蒸発した溶媒は触媒を含むガスとして作用し、水素触媒反応の速度を高め、ハイドリノを形成する。溶融固体または蒸発溶媒は加熱器230により過熱することで維持し得る。反応混合物はHSA材料などの固体支持体をさらに含む。溶融固体、液体または気体状溶媒と、KまたはLi及びHまたはNaHなどの触媒及び水素とに相互関係が存在することから反応は表面で起こる。不均一系触媒を使用した実施態様では、混合物の溶媒が触媒反応速度を高める場合もある。
水素ガスを含む実施態様では、H2は溶液を通過して泡立たせる場合もある。別の実施態様では、セルを加圧して溶解H2の濃度が高められる。さらなる実施態様では、反応物は、高速で、有機溶媒の沸点ほど、また無機溶媒の融点ほどの温度で攪拌することが好ましい。
有機溶媒反応混合物は、好ましくは約26℃〜400℃の範囲、より好ましくは約100℃〜300℃の範囲の温度で加熱する。無機溶媒混合物は、溶媒が液体にである温度より高く、NaH分子がすべて分解される温度より低い温度まで過熱する。
a.有機溶媒
有機溶媒は、官能基を付加して別の溶媒へと修飾可能な1つ以上の部分を含み得る。該部分はアルカン、環状アルカン、アルケン、環状アルケン、アルキン、芳香族、複素環及びそれらの組み合わせ、エーテル、ハロゲン化炭化水素(フッ化、塩化、臭化、ヨウ化炭化水素)、好ましくはフッ素化したアミン、硫化物、ニトリル、ホスホルアミド(例えばOP(N(CH3)2)3)、及びアミノホスファゼンなどの少なくとも1つの炭化水素を含んでよい。基はアルキル、シクロアルキル、アルコキシカルボニル、シアノ、カルバモイル、C、O、N、Sを含有する複素環、スルホ、スルファモイル、アルコキシスルファモイル、ホスホノ、ヒドロキシル、ハロゲン、アルコキシ、アルキルチオール、アシルオキシ、アリール、アルケニル、脂肪族、アシル、カルボキシル、アミノ、シアノアルコキシ、ジアゾニウム、カルボキシアルキルカルボキサミド、アルケニルチオ、シアノアルコキシカルボニル、カルバモイルアルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアミノ、シアノアルキルアミノ、アルコキシカルボニルアルキルアミノ、スルホアルキルアミノ、アルキルスルファモイルアルキルアミノ、オキシド、ヒドロキシアルキル、カルボキシアルキルカルボニルオキシ、シアノアルキル、カルボキシアルキルチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、シアノアルコキシ、アルコキシカルボニルアルコキシ、カルバモイルアルコキシ、カルバモイルアルキルカルボニルオキシ、スルホアルコキシ、ニトロ、アルコキシアリール、ハロゲンアリール、アミノアリール、アルキルアミノアリール、トリル、アルケニルアリール、アリルアリール、アルケニルオキシアリール、アリルオキシアリール、シアノアリール、カルバモイルアリール、カルボキシアリール、アルコキシカルボニルアリール、アルキルカルボニルオキシアリール、スルホアリール、アルコキシスルホアリール、サルファモイルアリール及びニトロアリールの少なくとも1つを含んでよい。好ましくは、基はアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、シアノ、C、O、N、Sを含有する複素環、スルホ、ホスホノ、ハロゲン、アルコキシ、アルキルチオール、アリール、アルケニル、脂肪族、アシル、アルキルアミノ、アルケニルチオ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ハロゲンアリール、アミノアリール、アルキルアミノアリール、アルケニルアリール、アリルアリール、アルケニルオキシアリール、アリルオキシアリール及びシアノアリール基の少なくとも1つを含む。
触媒はNaH分子、Li及びKの少なくとも1つであってよい。後者の場合、LiH及びKHが触媒源として作用し得る。溶媒は有機溶媒であってよい。溶媒は、溶媒の沸点以上が好ましいセルの操作温度で実質的に蒸発させてよい。溶媒は極性であることが好ましい。溶媒は非プロトン性溶媒であってよい。極性かつ非プロトン性溶媒は、メタノール、エタノール、ギ酸、フッ化水素及びアンモニアなどのプロトン性溶媒と共にイオン溶解力を共有する溶媒であるが酸性水素は有しない。これらの溶媒は概して、高誘電率及び高極性を有する。例として、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、1,4−ジオキサン、及びヘキサメチルホスホラミドが挙げられる。
本開示の1つの実施態様では、溶媒は1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン、トリオキサン、アセチルアセトアルデヒドジメチルアセタール、1,4−ベンゾジオキサン、3−ジメチルアミノアニソール、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、1,2−ジメトキシエタン、N−N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N−N−ジメチルホルムアミドエチレンアセタール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチラール(ジメトキシメタン)、テトラヒドロピランジベンゾジオキサン、n−ブチルエチルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、アリルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ビス(2−エチルヘキシル)エーテル、第二−ブチルエチルエーテル、ジシクロヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1H−2−ベンゾピラン、2,2’−ジメトキシビフェニル、1,6−ジメトキシヘキサン、メトキシベンゼンなどの置換芳香族エーテル、メトキシトルエン、2,5−ジメトキシトルエン、1,4−ジフェノキシベンゼンなどのジフェノキシベンゼン、アリルフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ベンジルフェニルエーテル、n−ブチルフェニルエーテル、3,4,5−トリメトキシトルエンなどのトリメトキシトルエン、2,2’−ジナフチルエーテル、2−[2−(ベンジルオキシ)エチル]−5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン、1,3−ベンゾジオキソール、ベラトロール(1,2−ジメトキシベンゼン)、アニソール、ビス(フェニル)エーテル、1,4−ダイオキシン、ジベンゾジオキシンまたはジベンゾ[1,4]ダイオキシン、ジビニルエーテル、ジシクロヘキサノ−18−クラウン−6、ジベンゾ−18−クラウン−6,15−クラウン−5、及び18−クラウン−6などのクラウンエーテル、ビス(4−メチルフェニル)エーテル、ビス(2−シアノエチル)エーテル、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、及びビス[2−(ビニルオキシ)エチル]エーテルの群の少なくとも1つといったエーテルから成る。Na及び水素源を含む実施態様では、Naがエーテルにやや溶解性があり、しかもナトリウムイオンを安定させることから、エーテルは典型的な溶媒である。これらの特徴はハイドリノ反応に都合がよい。NaH以外に、KまたはLiも、エーテル溶媒を付加的に含む反応混合物の触媒として作用し得る。
実施例において、溶媒又はHSA材料は、C−O、C=O、C≡N、及び、C−Fのような高い結合モーメントを持つ官能基を含む。溶媒又はHSA材料の分子は、高い双極子モーメントを持つかもしれない。好ましくは、溶媒又はHSAは、エーテル、ニトリル、又は、フッ化炭化水素のようなハロゲン化炭化水素であり、好ましくは非常に安定した結合を持ち、好ましくは極性があるものの少なくとも1つからなる。好ましくは、フルオロカーボン溶媒は、式CnF2n+2を持ち、幾つかのHがFを配置し、又は、芳香族であるかもしれない。もう一つの実施例において、溶媒又はHSAは、フッ化有機分子、フッ素化炭化水素、フッ化アルコキシ化合物、及び、フッ化エーテルからなる群の少なくとも1つを含む。典型的なフッ化溶媒は、1,2−ジメトキシ−4−フルオロベンゼン、ヘキサである花逆enzエン、過フルオロヘプタン、オクタフルオロナフタレン、オクタフルオロトルエン、2H−ペルフルオロ−5,8,11,14−テトラメチル−3,6,9,12,15−ペンタであるオキサオクタデカン、ペルフルオロ−5,8,11,14−テトラメチル−3,6,9,12,15−ペンタであるオキサオクタデカン、ペルフルオロ(テトラであるデカであるヒドロフェナントレン)とペルフルオロ−1,3,5−トリメチルシクロヘキサンである。典型的なフッ化HSAは、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))−PFA、フッ化ビニル樹脂、PVF、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン)、及び、過フルオロアルコキシ・ポリマーである。適当な反応混合物は、オクタフルオロナフタレン、NaH、及び、Ac、TiC、WC、又は、R−Niのような支持体を含む。反応物は、オクタフルオロナフタレン(45wt%)、NaH(10wt%)、及び、とR−Ni(45wt%)のような、如何なる所望の比率であることができる。
別の溶媒の例としては、式CnF2n+2を有するフッ化炭素などのフッ化炭素が挙げられ、これはFの箇所に数個のHを有し、芳香族である場合もある。ある実施態様では、フッ素化溶媒はパーフルオロ−メタン、パーフルオロ−エタン、パーフルオロ−プロパン、パーフルオロ−ヘプタン、パーフルオロ−ペンタン、パーフルオロ−ヘキサン、及びパーフルオロ−シクロヘキサンならびに他の直鎖及び分岐鎖パーフルオロ−アルカン及び部分的にF置換アルカン、ビス(ジフルオロメチル)エーテル、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、2,2’,3,3’,4,4’,5,5’,6,6’−デカフルオロ−1,1’−ビフェニル、o−ジフルオロベンゼン、m−ジフルオロベンゼン、p−ジフルオロベンゼン、4,4’−ジフルオロ−1,1’−ビフェニル、1,1−ジフルオロシクロヘキサン、1,1−ジフルオロエタン、1,2−ジフルオロエタン、1,1−ジフルオロエテン、シス−1,2−ジフルオロエテン、トランス−1,2−ジフルオロエテン、ジフルオロメタン、2−(ジフルオロメトキシ)−1,1,1−トリフルオロエタン、2,2−ジフルオロプロパン、フルオロベンゼン、2−フルオロ−1,1’−ビフェニル、4−フルオロ−1,1’−ビフェニル、1−フルオロブタン、2−フルオロブタン、フルオロシクロヘキサン、1−フルオロシクロヘキサン、1−フルオロデカン、フルオロエタン、フルオロエテン、1−フルオロヘプタン、1−フルオロヘキサン、フルオロメタン、1−フルオロ−2−メトキシベンゼン、1−フルオロ−3−メトキシベンゼン、1−フルオロ−4−メトキシベンゼン、(フルオロメチル)ベンゼン、2−フルオロ−2−メチルプロパン、1−フルオロナフタレン、2−フルオロナフタレン、1−フルオロオクタン、1−フルオロペンタン、1−フルオロプロパン、2−フルオロプロパン、シス−1−フルオロプロパン、トランンス−1−フルオロプロペン、2−フルオロプロパン、3−フルオロプロペン、2−フルオロピリジン、3−フルオロピリジン、2−フルオロトルエン、3−フルオロトルエン、4−フルオロトルエン、1−フルオロ−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−フルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、ヘキサフルオロベンゼン、1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,3−ブタジエン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブチン、ヘキサフルオロシクロブテン、ヘキサフルオロエタン、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、メチル・ペンタフルオロエチル・エ−テル、ペンタフルオロベンゼン、ペンタフルオロエタン、ペンタフルオロメトキシベンゼン、1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン、2,3,4,5,6−ペンタフルオロトルエン、1,1,2,4,4−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)−1,3−ブタジエン、パーフルオロブタン、パーフルオロ−2−ブテン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロシクロブタン、パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロシクロヘキセン、パーフルオロデカリン、パーフルオロデカン、パーフルオロジメトキシメタン、パーフルオロ−2,3−ジメチルブタン、パーフルオロエチル・エチル・エ−テル、パーフルオロエチル2,2,2−トリフルオロエチル・エーテル、パーフルオロヘプタン、パーフルオロ−1−ヘプタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ−1−ヘキセン、パーフルオロイソブタン、パーフルオロイソブテン、パーフルオロイソプロピル・メチル・エーテル、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ−2−メチルペンタン、パーフルオロ−3−メチルペンタン、パーフルオロナフタレン、パーフルオロノナン、パーフルオロオクタン、フッ化パーフルオロオクチルスルホニル、パーフルオロオキセタン、パーフルオロペンタン、パーフルオロパン、パーフルオロプロペン、パーフルオロプロピル・メチル・エーテル、パーフルオロピリジン、パーフルオロトルエン、パーフルオロトリプロピルアミン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン、1,2,2,2−テトラフルオロエチル・ジフルオロエチル・エーテル、テトラフルオロメタン、トリフルミゾール、トリフルオペラジン、1,2,4−トリフルオロベンゼン、1,3,5−トリフルオロベンゼン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,2−トリフルオロエタン、トリフルオロエテン、2,2,2−トリフルオロエチル・メチル・エーテル、トリフルオロメタン、トリフルオロメチル・ジフルオロメチル・エーテル、トリフルオロメチル1,1,2,2−テトラフルオロエチル・エーテル、1,1,1−トリフルオロプロパン、3,3,3−トリフルオロプロペン、3,3,3−トリフルオロ−1−プロピン、トリフルプロマジン、アンデカアンデカフルオロシクロヘキサン、ペンタフルオロベンゾニトリル、トリフルオロアセトニトリル、(トリフルオロメチル)ベンゼン、3−(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4−(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、トリフルオロ(トリフルオロメチル)ロキシラン及びトリス(パーフルオロブチル)アミンの基及び誘導体の中の少なくとも1つを含む。
別の実施態様では、溶媒は、直鎖及び分岐アルカン、アルケン、アルキン及び芳香族のリストにある官能基を有する炭化水素などの炭化水素を含む。炭化水素溶媒は、アセナフテン、アセナフチレン、アリルベンゼン、1−アリルシクロヘキセン、アリルシクロペンタン、アントラセン、ベンズ[a]アントラセン,ベンゼン、ベンゾ[c]クリセン、ベンゾ[g]クリセン、ベンゾ[b]フルオランテン、ベンゾ[j]フルオランテン,ベンゾ[k]フルオランテン,11H−ベンゾ[a]フッ素、11H−ベンゾ[b]フルオリン、ベンゾ[ghi]ペリレン、ベンゾ[c]フェナントレン、ベンゾ[a]ピレン、ベンゾ[e]ピレン、ベンゾ[b]トリフェニレン、9,9’−ビアントラセン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[4.1.0]ヘプタン、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、1,1’−ビシクロペンチル、1,1’−ビナフタレン、2,2’−ビナフタレン、ビフェニル、1,3−ビス(1−メチルエテニル)ベンゼン、(トランス)−1,3−ブタジエニルベンゼン、1,3−ブタジイン、ブタン、1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン、(トランス−1−ブテニル)ベンゼン、2−ブテニルベンゼン、3−ブテニルベンゼン、1−ブテン−3−エン、ブチルベンゼン、第2級ブチルベンゼン、(±),第3級ブチルベンゼン、2−ブチル−1,1’−ビフェニル、ブチルシクロヘキサン、第2級ブチルシクロヘキサン、第3級ブチルシクロヘキサン、ブチルシクロペンタン、1−第3級ブチルl−3,5−ジメチルベンゼン、5−ブチルドコサン、11−ブチルドコサン、1−第3級ブチル−4−エチルベンゼン、1−第3級ブチル−2−メチルベンゼン、1−第3級ブチル−3−メチルベンゼン、1−第3級−ブチル−4−メチルベンゼン、1−ブチルナフタレン、2−ブチルナフタレン、5−ブチルノナン、カンフェン、(+),カンフェン、(−),3−カレン、(+),α−カロテン、β−カロテン、β,Ψ−カロテン、Ψ,Ψ−カロテン、Ψ,Ψ−カロテン−16−ol、コレスタン、(5α),コレスタン、(5β),シクロブタン、シクロブテン、シクロデカン、シクロドデカン、1,5,9−シクロデカトリエン、シス−シクロドデセン、トランス−シクロドデセン、1,3−シクロヘプタジエン、シクロヘプタン、1,3,5−シクロヘプタトリエン、シクロヘプテン、1,3−シクロヘキサジエン、1,4−シクロヘキサジエン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、1−シクロヘキセン−1−イルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロノナン、1,4−シクロオクタジエン、シス,シス−1,5−シクロオクタジエン、シクロオクタン、1,3,5,7−シクロオクタテトラエン、1,3,5−シクロオクタテトリエン、シス−シクロオクテン、トランス−シクロオクテン、シクロオクチン、シクロペンタデカン、1,3−シクロペンタジエン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンチルベンゼン、1,3−デカジエン、1,9−デカジエン、シス−デカヒドロナフタレン、トランス−デカヒドロナフタレン、デカン、1−デセン、シス−2−デセン、トランス−2−デセン、シス−5−デセン、トランス−5−デセン、デシルベンゼン、デシルシクロヘキサン、デシルシクロペンタン、11−デシルヘンエイコサン、1−デシルナフタレン、1−デシン、5−デシン、ジベンズ[a,h]アントラセン、ジベンズ[a,j]アントラセン,ジベンゾ[b,k]クリセン、ジベンゾ[a,e]ピレン、ジベンゾ[a,h]ピレン、ジベンゾ[a,i]ピレン、ジベンゾ[a,l]ピレン、o−ジエチルベンゼン、m−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼン、1,1−ジエチルシクロヘキサン、1,2−ジヒドロベンズ[j]アセアントリレン、9,10−ジヒドロ−9,10[1’,2’]−ベンゼノアントラセン、16,17−ジヒドロ−15H−シクロペンタ[a]フェナントレン,2,3−ジヒドロ−1−メチル−1H−インデン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,4−ジヒドロナフタレン、9,10−ジヒドロフェナントレン、2,3−ジヒドロ−1,1,3−トリメチル−3−フェニル−1H−インデン、1,2−ジイソプロピルベンゼン、1,3−ジイソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、2,6−ジイソプロピルナフタレン、7,12−ジメチルベンズ[a]アントラセン、2,2’−ジメチルビフェニル、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、2,3−ジメチル−1−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−2−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブチン、1,1−ジメチルシクロヘキサン、シス−1,3−ジメチルシクロヘキサン、トランス−1,3−ジメチルシクロヘキサン、シス−1,4−ジメチルシクロヘキサン、トランス−1,4−ジメチルシクロヘキサン、1,2−ジメチルシクロヘキサン、1,3−ジメチルシクロヘキセン、1,1−ジメチルシクロペンタン、シス−1,2−ジメチルシクロペンタン、トランス−1,2−ジメチルシクロペンタン、シス−1,3−ジメチルシクロペンタン、トランス−1,3−ジメチルシクロペンタン、1,2−ジメチルシクロペンテン、1,5−ジメチルシクロペンテン、1,2−ジメチレンシクロヘキサン、2,6−ジメチル−1,5−ヘプタジエン、2,2−ジメチルヘプタン、2,3−ジメチルヘプタン、2,4−ジメチルヘプタン、2,5−ジメチルヘプタン、2,6−ジメチルヘプタン、3,3−ジメチルヘプタン、3,4−ジメチルヘプタン、3,5−ジメチルヘプタン、4,4−ジメチルヘプタン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−2,4−ヘキサジエン、2,2−ジメチルヘキサン、2,3−ジメチルヘキサン、2,4−ジメチルヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン、3,3−ジメチルヘキサン、3,4−ジメチルヘキサン、2,3−ジメチル−1−ヘキセン、5,5−ジメチル−1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ヘキセン、2,5−ジメチル−2−ヘキセン、シス−2,2−ジメチル−3−ヘキセン、トランス−2,2−ジメチル−3−ヘキセン、1−(1,5−ジメチル−4−ヘキセニル)−4−メチルベンゼン、1,1−ジメチルインダン、1,4−ジメチル−7−イソプロピルアズレン、1,6−ジメチル−4−イソプロピルナフタレン、2,4−ジメチル−3−イソプロピルペンタン、1,2−ジメチルナフタレン、1,3−ジメチルナフタレン、1,4−ジメチルナフタレン、1,5−ジメチルナフタレン、1,6−ジメチルナフタレン、1,7−ジメチルナフタレン、1,8−ジメチルナフタレン、2,3−ジメチルナフタレン、2,6−ジメチルナフタレン、2,7−ジメチルナフタレン、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン、2,2−ジメチルオクタン、2,3−ジメチルオクタン、2,4−ジメチルオクタン、2,5−ジメチルオクタン、2,6−ジメチルオクタン、2,7−ジメチルオクタン、3,4−ジメチルオクタン、3,6−ジメチルオクタン、シス−3,7−ジメチル−1,3,6−オクタトリエン、トランス−3,7−ジメチル−1,3,6−オクタトリエン、3,7−ジメチル−1,3,7−オクタトリエン、シス,シシ−2,6−ジメチル−2,4,6−オクタトリエン、トランス,トランス−2,6−ジメチル、2,4,6−オクタトリエン、3,7−ジメチル−1−オクテン、ジメチル−1、3−ペンタジエン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン、2,4−ジメチルペンタン、3,3−ジメチルペンタン、2,3−ジメチル−1−ペンテン、2,4−ジメチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ペンテン、3,4−ジメチル−1−ペンテン、2,3−ジメチル−2−ペンテン、2,4−ジメチル−2−ペンテン、シス−3,4−ジメチル−2−ペンテン、シス−3,4−ジメチル−2−ペンテン、トランス−3,4−ジメチル−2−ペンテン、シス−4,4−ジメチル−2−ペンテン、トランス−4,4−ジメチル−2−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンチン、4,4−ジメチル−2−ペンチン、(1,1−ジメチルプロピル)ベンゼン、(2,2−ジメチルプロピル)ベンゼン、2,7−ジメチルピレン、9,10−ジフェニルアントラセン、トランス,トランス−1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、1,4−ジフェニル−1,3−ブタジイン、1,1−ジフェニルブタン、1,2−ジフェニルブタン、1,4−ジフェニルブタン、1,3−ジフェニル−1−ブテン、1,1−ジフェニルエタン、1,2−ジフェニルエタン、1,1−ジフェニルエタン、1,6−ジフェニル−1,3,5−ヘキサトリエン、ジフェニルメタン、1,3−ジフェニルプロパン、2,2−ジフェニルプロパン、1,1−ジフェニル−1−プロペン、1,2−ジ(p−トリル)エタン、o−ジビニルベンゼン、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、ドコサン、1−ドコセン、5,7−ドデカジイン、ドデカン、ドデシルシクロヘキサン、1−ドデシン、6−ドデシン、ドトリアコンタン、エイコサン、エルゴスタン、(5α),エルゴスタン,(5β),エタン、エチルベンゼン、エチルシクロヘキサン、1−エチルシクロヘキセン、エチルシクロペンタン、1−エチルシクロペンテン、1−エチル−2,4−ジメチルベンゼン、1−エチル−3,5−ジメチルベンゼン、2−エチル−1,3−ジメチルベンゼン、3−エチル−1,2−ジメチルベンゼン、4−エチル−1,2−ジメチルベンゼン、3−エチル−2,2−ジメチルペンタン、3−エチル−2,3−ジメチルペンタン、3−エチルヘプタン、4−エチルヘプタン、3−エチルヘキサン、エチリデンシクロヘキサン、1−エチル−2−イソプロピルベンゼン、2−エチル−3−メチル−1−ブテン、トランス−1−エチル−4−メチルシクロヘキサン、1−エチル−1−メチルシクロペンタン、シス−1−エチル−2−メチルシクロペンタン、トランス−1−エチル−2−メチルシクロペンタン、シス−1−エチル−3−メチルシクロペンタン、トランス−1−エチル−3−エチルシクロペンタン、3−エチル−4−メチルヘキサン、4−エチル−2メチルヘキサン、3−エチル−2−メチルペンタン、3−エチル−3−メチルペンタン、3−エチル−2−メチル−1−ペンテン、1−エチルナフタレン、2−エチルナフタレン、3−エチルオクタン、4−エチルオクタン、3−エチルペンタン、2−エチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、3−エチル−2−ペンテン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン、2−エチルトルエン、3−エチルトルエン、4−エチルトルエン、1−エチル−2,4,5−トリメチルベンゼン、2−エチル−1,3,5−トリメチルベンゼン、フルオランテン、フルベン、ヘンエイコサン、ヘントリアコンタン、ヘプタコサン、ヘプタデカン、1−ヘプタデセン、ヘプタデシルベンゼン、1,6−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジイン、2,2,4,4,6,8,8−ヘプタメチルノナン、ヘプタン、1−ヘプテン、シス−2−ヘプテン、トランス−2−ヘプテン、シス−3−ヘプテン、トランス−3−ヘプテン、ヘプチルシクロヘキサン、ヘプチルシクロペンタン、1−ヘプチン、2−ヘプチン、3−ヘプチン、ヘキサセン、ヘキサコサン、ヘキサデカン、1−ヘキサデセン、ヘキサデシルベンゼン、1−ヘキサデシン、シス−1,3−ヘキサジエン、トランス−1,3−ヘキサジエン、シス−1,4−ヘキサジエン、トランス−1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、シス,シス−2,4−ヘキサジエン、トランス,シス−2,4−ヘキサジエン、トランス,トランス−2,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン−3−イン、1,5−ヘキサジイン、2,4−ヘキサジイン、ヘキサエチルベンゼン、シス−1,2,3,5,6,8a−ヘキサヒドロ−4,7−ジメチル−1−イソプロピルナフタレン、(1S)、ヘキサメチルベンゼン、2,6,10,15,19,23−ヘキサメチルテトラコサン、ヘキサン、ヘキサトリアコンタン、
シス−1,3,5−ヘキサトリエン、トランス−1,3,5−ヘキサトリエン、1−ヘキセン、シス−2−ヘキセン、トランス−2−ヘキセン、シス−3−ヘキセン、トランス−3−ヘキセン、ヘキシルベンゼン、ヘキシルシクロヘキサン、ヘキシルシクロペンタン、1−ヘキシルナフタレン、1−ヘキシル−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、1−ヘキシン、2−ヘキシン、3−ヘキシン、インダン、インデノ[1,2,3−cd]ピレン、イソブタン、イソブテン、イソブチルベンゼン、イソブチルシクロヘキサン、イソブチルシクロペンタン、イソペンタン、イソペンチルベンゼン、イソプロペニルベンゼン、p−イソプロペニルイソプロピルベンゼン、p−イソプロペニルスチレン、イソプロピルシクロヘキサン、4−イソプロピルヘプタン、1−イソプロピル−2−メチルベンゼン、1−イソプロピル−3−メチルベンゼン、1−イソプロピル−4−メチルベンゼン、5−イソプロピル−2−メチル−1,3−シクロヘキサジエン、(R),1−イソプロピルナフタレン、2−イソプロピルナフタレン、d−リモネン、l−リモネン、[2,2]メタシクロファン,1−メチルアントラセン、2−メチルアントラセン、9−メチルアントラセン、7−メチルベンズ[a]アントラセン、8−メチルベンズ[a]アントラセン、9−メチルベンズ[a]アントラセン、10−メチルベンズ[a]アントラセン、12−メチルベンズ[a]アントラセン、1−メチル−2−ベンジルベンゼン、1−メチル−4−ベンジルベンゼン、2−メチルビフェニル、3−メチルビフェニル、4−メチルビフェニル、3−メチル−1,2−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、2−メチル−1−ブテン−3−イン、3−メチル−1−ブチン、3−メチルクリセン、5−メチルクリセン、6−メチルクリセン、2−メチル−1,3−シクロヘキサジエン、1−メチルシクロヘキセン、3−メチルシクロヘキセン、(±)、4−メチルシクロヘキセン、1−メチル−1,3−シクロペンタジエン、メチルシクロペンタン、1−メチルシクロペンテン、3−メチルシクロペンテン、4−メチルシクロペンテン、2−メチルデカン、3−メチルデカン、4−メチルデカン、4−メチル−2,4−ジフェニル−1−ペンテン、メチレンシクロヘキサン、3−メチレンヘプタン、4−メチレン−1−イソプロピルシクロヘキセン、5−(1−メチルエチリデン)−1,3−シクロペンタジエン、1−メチル−9H−フルオレン、9−メチル−9H−フルオレン、2−メチルヘプタン、3−メチルヘプタン、4−メチルヘプタン、2−メチル−1−ヘプテン、6−メチル−1−ヘプテン、2−メチル−2−ヘプテン、シス−3−メチル−2−ヘプテン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、2−メチル−1−ヘキセン、3−メチル−1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、2−メチル−2−ヘキセン、シス−3−メチル−2−ヘキセン、シス−4−メチル−2−ヘキセン、トランス−4−メチル−2−ヘキセン、シス−5−メチル−2−ヘキセン、トランス−5−メチル−2−ヘキセン、シス−2−メチル−3−ヘキセン、トランス−2−メチル−3−ヘキセン、シス−3−メチル−3−ヘキセン、トランス−3−メチル−3−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキシン、5−メチル−2−ヘキシン、2−メチル−3−ヘキシン、シス−1−メチル−4−イソプロピルシクロヘキサン、トランス−1−メチル−4−イソプロピルシクロヘキサン、1−メチル−4−イソプロピルシクロヘキセン、1−メチル−7−イソプロピルフェナントレン、3−メチル−4−メチレンヘキサン、1−メチル−4−(5−メチル−1−メチレン−4−ヘキセニル)シクロヘキセン、(S)、1−メチル−4−(1−メチルビニル)ベンゼン、1−メチルナフタレン、2−メチルナフタレン、2−メチルノナン、3−メチルノナン、4−メチルノナン、5−メチルノナン、2−メチル−1−ノネン、2−メチル−2−ノルボルネン、2−メチルオクタン、3−メチルオクタン、4−メチルオクタン、2−メチル−1−オクテン、7−メチル−1−オクテン、シス−2−メチル−1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジエン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−メチル−2−ペンテン、3−メチル−シス−2−ペンテン、3−メチル−トランス−2−ペンテン、4−メチル−シス−2−ペンテン、4−メチル−トランス−2−ペンテン、3−メチル−3−ペンテン−1−イン、4−メチル−1−ペンチン、4−メチル−2−ペンチン、1−メチルフェナントレン、3−メチルフェナントレン、4−メチルフェナントレン、2−メチル−1−プロペン、三量体、シス−(1−メチル−1−プロペニル)ベンゼン、トランス−(1−メチル−1−プロペニル)ベンゼン、1−メチル−2−プロピルベンゼン、1−メチル−3−プロピルベンゼン、1−メチルピレン、2−メチルピレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルアンデカン、3−メチルアンデカン、1−メチル−4−ビニルシクロヘキサン、β−ミルセン、ナフサセン、ナフタレン、ノナデカン、1,8−ノナジエン、1,8−ノナジエン、ノナン、1−ノネン、ノニルベンゼン、ノニルシクロヘキサン、ノニルシクロペンタン、1−ノニルナフタレン、1−ノニン、オクタコサン、オクタデカヒドロクリセン、オクタデカン、1−オクタデセン、オクタデシルベンゼン、オクタデシルシクロヘキサン、1,7−オクタジエン、1,7−オクタジイン、1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロアントラセン、オクタヒドロインデン、1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロフェナントレン、オクタン、1,3,5,7−オクタテトラエン、1−オクテン、シス−2−オクテン、シス−3−オクテン、トランス−3−オクテン、シス−4−オクテン、トランス−4−オクテン、1−オクテン−3−イン、オクチルベンゼン、オクチルシクロヘキサン、オクチルシクロペンタン、1−オクチン、2−オクチン、3−オクチン、4−オクチン、1,3−ペンタジイン、ペンタエチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン、2,2,4,6,6−ペンタメチル−3−ヘプテン、2,2,3,3,4−ペンタメチルペンタン、2,2,3,4,4−ペンタメチルペンタン、ペンタン、ペンタフェン、ペンタトリアコンタン、1−ペンテン、シス−2−ペンテン、トランス−2−ペンテン、1−ペンテン−3−イン、1−ペンテン−4−イン、シス−3−ペンテン−1−イン、トランス−3−ペンテン−1−イン、ペンチルベンゼン、ペンチルシクロヘキサン、ペンチルシクロペンタン、1−ペンチルナフタレン、1−ペンチン、2−ペンチン、ペリレン、α−フェランドレン、β−フェランドレン、フェナントレン、フェニルアセチレン、9−フェニルアントラセン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、2−フェニル−1−ブテン、1−フェニル−1H−インデン、1−フェニルナフタレン、2−フェニルナフタレン、5’−フェニル−1,1’:3’,1”−テルフェニル、ピセン、プロパン、プロペン、シス−1−プロペニルベンゼン、トランス−1−プロペニルベンゼン、プロピルベンゼン、プロピルシクロヘキサン、プロピルシクロペンタン、4−プロピルヘプタン、1−プロピルナフタレン、ピレン、1,1’:4’,1”:4”,1”’−クアテルフェニル、スピロ[5.5]アンデカン、スクアレン、シス−スチルベン、トランス−スチルベン、スチレン、o−ターフェニル,m−ターフェニル,p−ターフェニル,α−テルピネン、γ−テルピネン、テトラコサン、テトラデカヒドロフェナントレン、テトラデカン、テトラデシルベンゼン、テトラデシルシクロヘキサン、1,2,3,5−テトラエチルベンゼン、1,2,3,4−テトラヒドロ−1,5−ジメチルナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロ−1−メチルナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロ5−メチルナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロ−6−メチルナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロフェナントレン、1,2,3,4−テトラヒドロ−1,1,6−トリメチルナフタレン、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、2,2,3,3−テトラメチルブタン、1,2,3,4−テトラメチルシクロヘキサン、1,1,3,3−テトラメチルシクロペンタン、1,1,2,2−テトラメチルシクロプロパン、2,2,3,3−テトラメチルヘキサン、2,2,5,5−テトラメチルヘキサン、3,3,4,4−テトラメチルヘキサン、2,2,3,3−テトラメチルペンタン、2,2,3,4−テトラメチルペンタン、2,2,4,4−テトラメチルペンタン、2,3,3,4−テトラメチルペンタン、1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン、1,1,2,2−テトラフェニルエタン、1,1,2,2−テトラフェニルエテン、テトラフェニルメタン、5,6,11,12−テトラフェニルナフタセン、トリアコンタン、トリコサン、トリシクロ[3.3.13,7]デカン、トリデカン、1−トリデセン、トリデシルベンゼン、トリデシルシクロヘキサン、1−トリデシン、1,2,3−トリエチルベンゼン、1,2,4−トリエチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,2,4−トリイソプロピルベンゼン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン、1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、2,2,3−トリメチルブタン、2,3,3−トリメチル−1−ブテン、1,1,2−トリメチルシクロヘキサン、1,1,3−トリメチルシクロペンタン、1α,2α,4β−1,2,4−トリメチルシクロペンタン、2,2,6−トリメチルヘプタン、2,5,5−トリメチルヘプタン、3,3,5−トリメチルヘプタン、3,4,5−トリメチルヘプタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、2,2,4−トリメチルヘキサン、2,3,3−トリメチルペンタン、2,3,4−トリメチルペンタン、2,3,3−トリメチル−1−ペンテン、2,4,4−トリメチル−1−ペンテン、2,3,4−トリメチル−2−ペンテン、1,1,2−トリフェニルエタン、1,1,2−トリフェニルエテン、トリフェニルメタン、トリトリアコンタン、1,10−アンデカジエン、アンデカン、1−アンデカン、シス−2−アンデカン、トランス−2−アンデカン、シス−4−アンデカン、トランス−4−アンデカン、シス−5−アンデカン、トランス−5−アンデカン、アンデシルベンゼン、1−ウンデシン、2−ウンデシン、ビニルシクロヘキサン、1−ビニルシクロヘキサン、4−ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロペンタン、6−ビニル−6−メチル−1−イソプロピル−3−1−(1−メチルエチルイデン)シクロヘキセン、(S)、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、2−ビニル−5−ノルボルネン、o−キシレン、m−キシレン、及びp−キシレンから成る群の誘導体の少なくとも1つであってよい。
別の実施態様では、溶媒はトリブチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、N,N−ジメチルアニリン、トリス(N,N−ジメチルアニリン)、アリルジエチルアミン、アリルジメチルアミンなどのアミン、ベンゾ[f]キノリン、ビス[4−(ジメチルアミノ)フェニル]メタン、4,4’ビス−(ジメチルアミノ)トリフェニルメタン、ブチルジメチルアミン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ジペンテン、メチルシクロヘキサン、2−メチルペンタン、オクタン、テトラヒドロフラン(THF)、ピネン、スチレン、テルピネン及び鉱物油などのアルカン、アルケン及びアルキンなどの炭化水素溶媒、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、エチルベンゼン、クメン(イソプロピルベンゼン)、p−サイメン(1−メチル−4−イソプロピルベンゼン)、メシチレン(1,3,5−トリメチルベンゼン)、プロピルベンゼン、プソイドクメン(1,2,4−トリメチルベンゼン)、ナフタレン、デカリン(シス及びトランス・デカヒドロナフタレン)、テトラリン(1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン)、ピロール、フラン、2,5−ジフェニルフラン、チオフェン、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、インドール、アクリジン、1,2−ジメチルインドール、9,9’−ジオキサンエチリデン、2,6−ルチジン(2,6−ジメチルピリジン)、2−ピコリン(2−メチルピリジン)などの芳香族及び複素環芳香族、ならびにアセトニトリル及びプロパンニトリルなどのニトリルの基の少なくとも1つを含む。ある実施態様では、アミノ基はアリールに結合する。好適なアミノ溶媒は、好ましくは1,3,5−トリス−(N,N−ジメチルアミノ)ベンゼン上に複数のアルキル化アミノ基0を有するN−ベンジル−N−エチルアニリンなどのN,N−ジメチルアニリン類似体である。
別の実施態様では、溶媒はジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、ヘキサメチルリン酸アミド(HMPA)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、アセトン、ジメチルアセトン−1,3−ジカルボン酸塩、3’,4’−ジメチルアセトフェノン、メチルホスホン酸ジメチル、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチル亜リン酸トリアミド、トリブチル亜リン酸塩、トリブチルホウ酸塩、トリエチルホウ酸塩、トリ−n−ブチルホウ酸塩、トリフェニルホウ素、亜リン酸トリエチル、トリエチルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリメチレン、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリフェニル、トリス(フェニル)ホスフィン、フェロセン、ニッケロセン、有機金属化合物、ジメチルセレニウム、ジメチルテルリド、四エチル鉛、エチルトリメチル鉛、テトラ−n−ブチル鉛、フェニルチオベンゼン及びジフェニルセレン化物などの有機金属化合物、トリメチルスチビン、テトラ−n−ブチルゲルマニウム、テトラプロピルチタン酸塩、テトラブチルチタン酸塩、トリブチルアルミン酸塩、トリブチルアルミニウム、トリエチルスチビン、トリメチルアルシン、トリメチルインジウム及びトリフェニルスチビン、ジエチルスルフィド及びビス(フェニル)スルフィドなどのアルキルスルフィド、ジエチルセレニドなどのアルキルセレニド、ジエチルテルル化物などのアルキルテルル化物、ジエチルスルホキシド、アリルエチルエーテル、アルミニウムエタノール付加物、アルミニウムエトキシド、アルミニウム第二−ブトキシド、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリヘキシル、トリフェニルスチビン、1,3−ベンゾジオキソール、ベンゾフラン、2H−1−ベンゾピラン、ベンゾチアゾール、ベンゾ[b]チオフェン、ベンゾキサゾール、N−ベンジル−N−エチルアニリン、ベンジルエチルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルフェニルエーテル、2,2’−ビピリジン、1,3−ビス(1−メチル−4−ピペリジル)プロパン、ビス(4−メチルフェニル)エーテル、ビス(フェニル)エーテル、ビス(4−メチルフェニル)硫化物、ビス(メチルチオ)メタン、1,2−ビス(N−モルホリノ)エタン、2,2’−ビチオフェン、1−(2−ブトキシエトキシ)−2−プロパノール、1−ブトキシ−4−メチルベンゼン、4−[3−(4−ブトキシフェノキシ)プロピル]モルフォリン、ブチルエチルエーテル、第二−ブチルエーテル、t−ブチルエチルエーテル、ブチルエチル硫化物、t−ブチルエチル硫化物、ブチルイソブチルエーテル、t−ブチルイソブチルエーテル、t−ブチルイソプロピルエーテル、1−t−ブチル−4−メトキシベンゼン、ブチルメチルエーテル、第二−ブチルメチルエーテル、ブチルフェニルエーテル、N−ブチルピペリジン、ブチルプロピルエーテル、ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ジベンジルエーテル、1,4−ジブトキシベンゼン、1,2−ジブトキシエタン、ジブトキシメタン、ジブチルエーテル、ジ−第二−ブチルエーテル、ジ−第三−ブチルエーテル、塩酸ジシクロミン、ジエチルエーテル、ジシクロペンチルエーテル、1,2−ジエトキシベンゼン、1,4−ジエトキシベンゼン、1,1−ジエトキシ−N,N−ジメチルメタンアミン、1,1−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、2−(ジエトキシメチル)フラン、1,1−ジエトキシペンタン、1,1−ジエトキシプロパン、2,2−ジエトキシプロパン、3,3−ジエトキシ−1−プロペン、3,3−ジエトキシ−1−プロピン、N,N−ジエチルアニリン、ジエチレングリコ−ルジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチルテルリド、ジフルフリルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジヘキシルエーテル、2,3−ジヒドロ−1,4−ベンゾジオキシン、2,3−ジヒドロベンゾフラン、3,4−ジヒドロ−1H−2−ベンゾピラン、3,4−ジヒドロ−2H−1−ベンゾピラン、2,5−ジヒドロ−2,5−ジメトキシフラン、2,3−ジヒドロ−1,4−ジオキシン、3,6−ジヒドロ−4−メチル−2H−ピラン、4,5−ジヒドロ−2−メチルチアゾール、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン、3,6−ジヒドロ−2H−ピラン、ジイソペンチル、エ−テル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、1,4−ジメトキシベンゼン、1,2−ジメトキシエタン、4,8−ジメトキシフロ[2,3−b]キノリン、ジメトキシメタン、1,2−ジメトキシ−4−メチルベンゼン、1,3−ジメトキシ−5−メチルベンゼン、1,4−ジメトキシ−2−メチルベンゼン、1,2−ジメチル−1H−イミダゾール、1,3−ジメチル−1H−インドール、ジメチルセレニド、1,3−ジオキサン、1,3−ジオキセパン、1,3−ジオキソラン、1,2−ジフェノキシエタン、ジフェニルセレニド、1,2−ジプロポキシエタン、ジプロポキシメタン、ジプロピルエーテル、ジビニルエーテル、硫化ジビニル、3−エトキシ−N,N−ジエチルアニリン、2−エトキシ−3,4−ジヒドロ−2H−ピラン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、エチルトリメチル鉛、インドリジン、4−メトキシピリジン、6−メトキシキノリン、1−メチル−3−フェノキシベンゼン、1−メチル−4−(フェニルチオ)ベンゼン、メチルトリエチル鉛、1,4−オキサチアン、オキサゾール、オキセパン、プテリジン、テトラエトキシゲルマン、チタニウム(IV)n−ブトキシド、チタン酸テトラプロピル、アルミン酸トリブチル、トリブチルアルミニウム、ホウ酸トリブチル、亜リン酸トリブチル、1,3,5−トリエトキシベンゼン、ホウ酸トリエチル、トリエチルホスフィン、亜リン酸トリエチル、トリエチルスチビン、トリメチルインジウム、亜リン酸トリメチル、トリメチルスチビン、トリフェニルスチビン、N−(1−シクロペンテン−1−イル)ピロリジン、シクロペンチル硫化メチル、デカメチルシクロペンタシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、N,N−ジアリル−2−プロペン−1−アミン、硫化ジアリル、ジベンゾフラン、ベンゾ[b]チオフェン、ジベンゾチオフェン、硫化ジベンジル、N,N−ジブチルアニリン、2,6−ジ−三級−ブチルピリジン、硫化ジブチル、ジ−二級−硫化ブチル、ジ−三級−硫化ブチル、ジデシルエーテル、ジエチルメチルアミン、N,N−ジエチル−2−メチルアニリン、N,N−ジエチル−4−メチルアニリン、N,N−ジエチル−1−ナフタレンアミン、N,N−ジエチル−10H−フェノチアジン−10−エタンアミン、N,N−ジエチル−α−フェニルベンゼンメタンアミン、硫化ジエチル、硫化ジヘプチル、硫化ジヘキシル、2,3−ジヒドロフラン、2,5−ジヒドロフラン、2,3−ジヒドロ−2−メチルベンゾフラン、2,3−ジヒドロチオフェン、2,5−ジヒドロチオフェン、硫化ジイソブチル、硫化ジイソペンチル、硫化ジイソプロピル、1,2−ジメトキシ−4−アリルベンゼン、4,7−ジメトキシ−5−アリル−1,3−ベンゾジオキソール、4,4’−ジメトキシ−1,1’−ビフェニル、1,1−ジメトキシドデカン、(2,2−ジメトキシエチル)ベンゼン、1,1−ジメトキシヘキサデカン、1,2−ジメトキシ−4−(1−プロペニル)ベンゼン、4,5−ジメトキシ−6−(2−プロペニル)−1,3ベンゾジオキソ−ル、1,2−ジメトキシ−4−ビニルベンゼン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンゾチアゾール、2,6−ジメチルアニソール、3,5−ジメチルアニソール、2,5−ジメチルベンゾキサゾール、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチル−N’−ベンジル−N’−2−ピリジニル−1,2−エタンジアミン、4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、ジメチルデシルアミン、ジメチルエーテル、(1,1−ジメチルエトキシ)ベンゼン、2,5−ジメチルフラン、N,N−ジメチル−1−ナフチルアミン、N,N−ジメチル−2−ナフチルアミン、2,9−ジメチル−1,10−フェナントロリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,2−ジメチルピペリジン、N,N−ジメチル−1−プロパンアミン、2,3−ジメチルピラジン、2,5−ジメチルピラジン、2,6−ジメチルピラジン、1,3−ジメチル−1H−ピラゾ−ル、N,N−ジメチル−2−ピリジンアミン、N,N−ジメチル−4−ピリジンアミン、2,3−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、2,5−ジメチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、3,4−ジメチルピリジン、3,5−ジメチルピリジン、4,6−ジメチルピリミジン、1,2−ジメチルピロリジン、2,4−ジメチルキノリン、2,6−ジメチルキノリン、2,7−ジメチルキノリン、2,3−ジメチルキノキサリン、硫化ジメチル、テルル化ジメチル、2,5−ジメチル−1,3,4−チアジアゾール、2,7−ジメチルチアントレン、2,4−ジメチルチアゾール、4,5−ジメチルチアゾール、2,3−ジメチルチオフェン、2,4−ジメチルチオフェン、2,5−ジメチルチオフェン、3,4−ジメチルチオフェン、2,6−ジメチル−4−トリデシルモルフォリン、ジノニルエーテル、ジオクチルエーテル、硫化ジオクチル、ジペンチルエーテル、硫化ジペンチル、2,5−ジフェニルオキサゾール、1−(3,3−ジフェニルプロピル)ピペリジン、1,4−ビス(4−メチル−5−フェニルオキサゾール−2−イル)ベンゼン、硫化ジフェニル、N,N−ジプロピルアニリン、硫化ジプロピル、1,3−ジチアン、1,4−ジチアン、1,3−ジチオラン、1−ドデシルピペリジン、ドチエピン、ドキセピン、ドキシラミン、1−エトキシ−3−メチルベンゼン、1−エトキシ−4−メチルベンゼン、2−エトキシ−2−メチルブタン、1−エトキシナフタレン、2−エトキシナフタレン、2−エチル−1H−ベンズイミダゾール、9−エチル−9H−カルバゾール、エチルジメチルアミン、3−エチル−2,5−ジメチルピラジン、2−エチルフラン、エチルヘキシルエーテル、1−エチル−1H−イミダゾール、エチルイソペンチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、N−エチル−N−イソプロピル−2−プロパンアミン、硫化エチルイソプロピル、1−エチル−4−メトキシベンゼン、N−エチル−N−メチルアニリン、1−エチル−2−メチル−1H−ベンズイミダゾール、2−エチル−2−メチル−1,3−ジオキサラン、エチルメチルエーテル、2−エチル−5−メチルピラジン、3−エチル−4−メチルピリジン、4−エチル−2−メチルピリジン、硫化エチルメチル、N−エチルモルフォリン、1−エチルピペリジン、エチルプロピルエーテル、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、4−(1−エチルプロピル)ピリジン、硫化エチルプロピル、2−エチルピラジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、1−エチル−1H−ピロール、2−エチルテトラヒドロフラン、(エチルチオ)ベンゼン、エチルチオシアネート、1−(エチルチオ)−4−メチルベンゼン、2−エチルチオフェン、エチルビニルエーテル、ヘキサブチルジスタノキサン、ヘキサデシルジメチルアミン、ヘキサデシルビニルエーテル、2,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロピロロ[1,2−a]ピリミジン、ヘキサヒドロ−1,3,5−トリフェニル−1,3,5−トリアジン、ヒドロコタルニン、ヒドロヒドラスチニン、イミプラミン、イソブチルジメチルアミン、イソプロピルメチルエーテル、硫化イソプロピルメチル、硫化イソプロピルプロピル、(イソプロピルチオ)ベンゼン、イソプロピルビニルエーテル、メブヒドロリン、2−メトキシ−1,1’−ビフェニル、4−メトキシ−1,1’−ビフェニル、1−メトキシ−1,3−ブタジエン、2−メトキシ−1,3−ブタジエン、1−メトキシ−1−ブテン−3−イン、メトキシシクロヘキサン、
(2−メトキシエトキシ)エテン、2−(2−メトキシエチル)ピリジン、2−メトキシフラン、4−メトキシフロ[2,3−b]キノリン、2−メトキシ−2−メチルブタン、2−(メトキシメチル)フラン、1−メトキシナフタレン、2−メトキシナフタレン、トランス−1−メトキシ−4−(2−フェニルビニル)ベンゼン、2−メトキシ−1−プロペン、3−メトキシ−1−プロペン、トランス−1−メトキシ−4−(1−プロペニル)ベンゼン、1−メトキシ−4−(2−プロペニル)ベンゼン、1−メトキシ−4−プロピルベンゼン、2−メトキシピリジン、3−メトキシピリジン、3−メトキシピリジン、(2−メトキシビニル)ベンゼン、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、1−メチル−1H−ベンズイマゾール、2−メチルベンゾフラン、2−メチルベンゾチアゾール、2−メチルベンゾオキサゾール、4−メチル−N,N−ビス(4−メチルフェニル)アニリン、[(3−メチルブトキシ)メチル]ベンゼン、1−[2−(3−メチルブトキシ)−2−フェニルエチル]ピロリジン、メチル第三−ブチルエーテル、3−メチル−9H−カルバゾール、9−メチル−9H−カルバゾール、2−メチル−N,N−ジメチルアニリン、3−メチル−N,N−ジメチルアニリン、4−メチル−N,N−ジメチルアニリン、メチルジオクチルアミン、4−メチル−1,3−ジオキサン、2−メチル−1,3−ジオキソラン、メチルジフェニルアミン、1−(1−メチルエトキシ)ブタン、2−[2−(1−メチルエトキシ)エチル]ピリジン、1−(1−メチルエトキシ)プロパン、2−メチルフラン、3−メチルフラン、1−メチルイミダゾール、1−メチル−1H−インドール、1−メチルイソキノリン、3−メチルイソキノリン、4−メチルイソキサゾール、5−メチルイソキサゾール、4−メチルモルフォリン、メチル−1−ナフチルアミン、2−メチルオキサゾール、4−メチルオキサゾール、5−メチルオキサゾール、2−メチル−2−オキサゾリン、3−(4−メチル−3−ペンテニル)フラン、メチルペンチルエーテル、硫化メチルペンチル、硫化メチル第三−ペンチル、10−メチル−10H−フェノチアジン、N−メチル−N−フェニルベンゼンメタンアミン、1−メチル−N−フェニル−N−ベンジル−4−ピペリジンアミン、2−メチル−5−フェニルピリジン、1−エチルピペリジン、4−(2−メチルプロペニル)モルフォリン、メチルプロピルエーテル、1−メチル−2−プロピルピペリジン、(S)、硫化メチルプロピル、N−メチル−N−2−プロピルベンゼンメタンアミン、2−メチルピラジン、1−メチル−1H−ピラゾール、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−メチルピリミジン、4−メチルピリミジン、5−メチルピリミジン、1−メチルピロール、N−メチルピロリジン、3−(1−メチル−2−ピロリジニル)ピリジン、(±)、2−メチルキノリン、3−メチルキノリン、4−メチルキノリン、5−メチルキノリン、6−メチルキノリン、7−メチルキノリン、8−メチルキノリン、2−メチルキノキサリン、2−メチルテトラヒドロフラン、2−メチルチアゾール、4−メチルチアゾール、(メチルチオ)ベンゼン、(メチルチオ)エテン、[(メチルチオ)メチル]ベンゼン、2−メチルチオフェン、3−メチルチオフェン、3−(メチルチオ)−1−プロペン、メチスチシン、2−(4−モルフォリノチオ)ベンゾチアゾール、ミリスチシン、1,5−ナフチリジン、1,6−ナフチリジン、ニコテリン、オクチルフェニルエーテル、オルフェナドリン、パパベリン、2−(3−ペンテニル)ピリジン、ペラジン、フェナントリジン、1,7−フェナントロリン、1,10−フェナントロリン、4,7−フェナントロリン、フェナジン、フェンジメトラジン、フェニンダミン、9−フェニルアクリジン、N−フェニル−N−ベンジルベンゼンメタンアミン、2−(2−フェニルエチル)ピリジン、2−フェニルフラン、1−フェニル−1H−イミダゾール、4−フェニルモルフォリン、1−フェニルピペリジン、フェニルプロピルエーテル、4−(3−フェニルプロピル)ピリジン、2−フェニルピリジン、3−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、1−フェニル−1H−ピロール、1−フェニルピロリジン、2−フェニルキノリン、フェニルビニルエーテル、ピプロタール、プロマジン、プロメタジン、トランス−5−(1−プロペニル)−1,3−ベンゾジオキソール、5−プロピル−1,3−ベンゾジオキソール、2−プロピルピリジン、4−プロピルピリジン、(プロピルチオ)ベンゼン、プロピルビニルエーテル、4H−ピラン、ピランテル、ピリラミン、キナゾリン、サフロール、2,2’:6’,2”−ターピリジン、2,2’:5,2”−テルチオフェン、チタン酸テトラブチル、テトラエトキシメタン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、N,N,N’,N’−テトラエチル−1,2−エタンジアミン、1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−1,2−ジメチルイソキノリン、(±)、4,5,6,7−テトラヒドロ−3,6−ジメチルベンゾフラン、シス−テトラヒドロ−2,5−ジメチルチオフェン、3,4,5,6−テトラヒドロ−7−メトキシ−2H−アゼピン、1,2,3,6−テトラヒドロ−1−メチル−4−フェニルピリジン、テトラヒドロ−3−メチル−2H−チピラン、2,3,4,5−テトラヒドロ−6−プロピルピリジン、テトラヒドロピラン、5,6,7,8−テトラヒドロキノリン、テトラヒドロチオフェン、N,N,2,6−テトラメチルアニリン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−ベンゼンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,2−エタンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、テナルジン、テニルジアミン、チアシクロキサン、1,2,5−チアジアゾール、チアントレン、チアゾール、チエパン、チエチルペラジン、チオリダジン、9H−チオキサンテン、チペピジン、トリブチルアミン、1,1,1−トリエトキシエタン、トリエトキシメタン、1,1,1−トリエトキシプロパン、トリエチルアルミニウム、トリエチルアミン、トリエチルアルシン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリフェンモルフ、トリヘキシルアミン、ホウ酸トリヘキシル、アルミン酸トリイソブチル、トリイソブチルアルミニウム、トリイソブチルアミン、トリイソペンチルアミン、トリイソプロポキシメタン、ホウ酸トリイソプロピル、リン酸トリイソプロピル、1,3,5−トリメトキシベンゼン、トリメトキシボロキシン、1,1,1−トリメトキシエタン、トリメトキシメタン、トリメチルアルミニウム、トリメチルアミン、トリメチルアルシン、トリメチルボラン、ホウ酸トリメチル、1,2,4−トリメチルピペラジン、トリメチルピラジン、2,3,6−トリメチルピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、1,2,5−トリメチル−1H−ピリロール、N,N,2−トリメチル−6−キノリンアミン、トリフェニルアルシン、リン酸トリフェニル、2,4,6−トリフェニル−1,3,5−トリアジン、トリプロリジン、トリプロピルアミン、トリプロピルボラン、ホウ酸トリプロピル、リン酸トリプロピル、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、トリス(エチルチオ)メタン、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、2,46−トリス(2−ピリジニル)−1,3,5−ティアジン、トリス(o−トリル)亜リン酸塩、9−ビニル−9H−カルバゾール、2−ビニルフラン、1−ビニル−2−メトキシベンゼン、1−ビニル−3−メトキシベンゼン、1−ビニル−4−メトキシベンゼン、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、9H−キサンテン、ジベンゾフラン、3,4−ジヒドロ−2H−ベンゾピラン、アルベリン、アルミニウム2−ブトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アンタゾリン、1−ベンジルピペリジン、2−ベンジルピリジン、4−ベンジルピリジン、1−ベンジル−1H−ピロール、(ベンジルチオ)ベンゼン、2,2’−ビピリジン、2,3’−ビピリジン、2,4’−ビピリジン、3,3’−ビピリジン、4,4’−ビピリジン、2,2’−ビキノリン、1,3−ビス(1−メチル−4−ピペリジル)プロパン、硫化ブチルメチル、t−硫化ブチルメチル、4−ブチルモフォリン、4−t−ブチルピリジン、2−ブチルチオフェン、クスパリン、シクリジン、4−(3−シクロヘキセン−1−イル)ピリジン、シクロヘキシルジエチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、シラン、ジシラン、シロキサン及びジシロキサンなどのケイ素系溶媒、好ましくは、ヘキサメチルジシロキサン、(CH3)3SiOCH2CH2CH3、及び(CH3)2Si(OCHCH2CH3)2、ハロゲン化シラン、シロキサン、及びジシロキサン、好ましくはイミダゾリウム及びアルキルイミダゾリウム塩などのフッ素化されて、かつイオン性の液体、好ましくは塩化メチルイミダゾリウム及び他の類似の化合物の基及び誘導体の少なくとも1つとして含む。
溶媒はポリマーを含んでもよい。ポリマー溶媒はセルの操作温度で蒸気圧を低下させ、ポリマーはセルの操作温度では液体であることが好ましい。このような重合溶媒の1つには、ポリプロピレングリコールまたは酸化ポリプロピレンが挙げられる。
他の溶媒はNaH分子を溶媒和する特性を有する当技術分野で公知の溶媒である。溶媒混合物は任意のモル比でよい。好適な溶媒はトルエン、ナフタレン、ヘキサフルオロベンゼン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン、トリオキサン、1,4−ベンゾジオキサン、1,2−ジメトキシエタン及びN,N−ジメチルアニリン、ビス(フェニル)エーテル、1,4−ダイオキシン、ジベンゾダイオキシンまたはジベンゾ[1,4]ダイオキシン及びジビニルエーテルの群の少なくとも1つを含む。
液体溶媒を含む実施態様では、触媒NaHは反応混合物の成分の少なくとも1つであり、反応混合物から形成される。反応混合物はNaH、Na、NH3、NaNH2、Na2NH、Na3N、H2O、NaOH、NaX(Xは陰イオン、好ましくはハロゲン化物)、R−Ni、NaBH4、NaAlH4、Ni、Ptブラック、Pdブラック、Na、NaOH及びNaHの少なくとも1つなどのNa種でドーピングしたR−Ni、HSA支持体、吸着体、分散剤、H2などの水素源、ならびに水素解離体の群の少なくとも1つをさらに含み得る。支持体はNaOHなどの反応混合物、及びエーテルなどの溶媒、好ましくはBDOの成分で酸化物を形成しないことが好ましい。この場合、支持体は、Pt、Pd、Au、Ir及びRhの少なくとも1つなどの貴金属、またはチタニウム上のPtもしくはPd(PtもしくはPd/Ti)などの支持された貴金属であってよい。
典型的な反応混合物は、NaH又はNaHの源、高表面積ニッケル粉末、高表面積コバルト粉末、及び、好ましくはLaである希土類金属粉末のうちの少なくとも1つ、及び、好ましくは1,4−ベンゾジオキサン(BDO)であるエーテル溶媒からなる。
ある実施態様では、反応混合物はNaH+溶媒+支持体を含み、ここでは(1)支持体は、還元した高表面積Ni粉末、La粉末、及びナノチューブなどの炭素、好ましくは単層グラファイト、グラフェン、ダイヤモンド様炭素(DLC)、水素化ダイヤモンド様炭素(HDLC)、ダイヤモンド粉末、黒鉛炭素、ガラス状炭素、及びPdもしくはPt/炭素など他の金属を含む炭素またはフッ素化炭素などの他の元素を含むドーパント、好ましくはフッ素化グラファイトもしくはフッ素化ダイヤモンドから選択した少なくとも1つの支持体を含み;(2)溶媒は1,4−ジベンゾジオキサン(BDO)、ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン及びビフェニルエーテルなどのエーテル、N,N−ジメチルアニリン(DMAn)、全フッ素置換されたアルカン、またはヘキサフルオロベンゼン、ヘキサメチルホスホラミド(HMPA)、プロトン酸及びトルエンなどのアリールを含む。他の実施態様では、Na、K、KH、Li及びLiHの少なくとも1つはNaHと置換する。ある実施態様では、反応混合物は、Na、NaH、NaFの群から得る種、溶媒、好ましくはフッ素化した炭素系溶媒、及び炭素などのHSA材料、好ましくは単層ナノチューブを含む。
好適な反応混合物は(1)NaH、ヘキサフルオロベンゼン、及び単層ナノチューブの少なくとも1つ、Pt粉末、活性炭及びAl、La、Yでドーピングしたメソ多孔性炭素、またはNi粉末もしくは対応するカーバイド、(2)NaHまたはKH、1,4−ジベンゾジオキザン(BDO)、La粉末、Nd粉末の少なくとも1つ、及びAl、La、Y及びNiのカーバイド、(3)NaH、ジオキサン、及びCoまたはNd粉末、(4)NaH、NaOH、BDO及びポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標))粉末、の群の少なくとも1つを含む。重量パーセントは任意の割合でよく、ほぼ同量が好ましい。別の実施態様では、反応混合物はNa、NaHから選択した種、溶媒、好ましくはエーテル溶媒、及び金属、好ましくはレアアースなどのHSA材料を含む。好適な反応混合物はNaH、1,4−ジベンゾジオキサン(BDO)、及びLaを含む。重量パーセントは任意の割合でよく、それぞれ約10/45/45wt%が好ましい。別の例示的な動力セルの実施態様では、反応混合物はNaH、R−Niまたは高表面積Ni粉末及びエーテル溶媒を含む。特定の化学セルの実施態様では、反応混合物はさらに、ハイドリノ水素化物イオンの吸着体及びアルカリハロゲン化物などの分子ハイドリノ、好ましくはNaF、NaCl、NaBr、及びNaIの少なくとも1つなどのハロゲン化ナトリウムを含む。
ある実施態様では、溶媒はハロゲン官能基、好ましくはフッ素を有する。好適な反応混合物は、NaHなどの触媒に添加し、活性炭、フッ素ポリマーまたはR−Niなどの支持体と混合したヘキサフルオロベンゼン及びオクタフルオロナフタレンの少なくとも1つを含む。ある実施態様では、反応混合物はNa、NaH、溶媒、好ましくはフッ素化溶媒、及びHSA材料の群から選ぶ1つ以上の種を含む。HSA材料は、Co、Ni、Fe、Mnの少なくとも1つなど、炭素で被覆した金属または合金、ならびに当業者に公知の方法にしたがった、好ましくは1〜10層の炭素層及び、さらに好ましくは3層を有する遷移金属粉末、好ましくはナノパウダー;遷移金属、好ましくはNi、Co及びMn被覆炭素及びフッ化物、好ましくは金属フッ化物などの金属または合金被覆炭素、好ましくはナノパウダーの少なくとも1つを含んでよい。金属は鋼鉄、ニッケル、銅またはモネルメタルなどのフッ化物の非反応層で被覆することが可能な金属が好ましい。被覆金属は高表面積の粉末である場合もある。他の好適な金属はフッ化物を被覆したLaなどのレアアースであり、LaF3などのLaFxを含む場合もある。特定の実施態様では、金属フッ化物はMFより安定しており、ここではMは、Li、Na及びKなどの触媒または触媒源である。さらなる実施態様では、反応混合物は金属フッ化物などのフッ化物をさらに含む。フッ化物はNaF、KF及びLiFなどの触媒の金属を含み、さらに、遷移金属、貴金属、金属間化合物、レアアース、ランタニド、好ましくはLaまたはGd,及びアクチニド金属、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、メタロイド、B、Si、Ge、As、Sb、Te、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含んでもよい。フッ化物は吸着体ならびにHSA材料を含んでもよい。ある実施態様では、金属は、好ましくは無機フッ化物の形成に抵抗性のあるLaNi5などの合金及びNi−Y合金またはカーバイドを含んでよい。
再生のための適当なフッ化溶媒は、CF4である。NaH触媒に関しフッ化溶媒のための適当な支持体又はHSA材料は、NaFである。実施例において、反応混合物は、少なくともNaH、CF4、及び、NaFからなる。他のフッ素ベースの支持体又はゲッターは、M2SiF6(Mはアルカリ金属。例えば、Na2SiF6及びK2SiF6)、MSiF6(Mはアルカリ土類金属。例えばMgSiF6、GaF3、PF5)、MPF6(Mはアルカリ金属)、MHF2(Mはアルカリ金属。例えば、NaHF2及びKHF2、K2TaF7、KBF4、K2MnF6、及びK2ZrF6)、そして、他の類似の化合物も予期され、例えば、アルカリ金属としてLi,Na,又は、Kの1つがあり、別のアルカリ又はアルカリ土類金属の置換されたもの等からなる。
ある実施態様では、溶媒は、フッ素及び少なくとも1種の他の元素から成り、ここでは少なくとも1種の他の元素をベースとするフッ化物がNaH反応に対して熱力学的または動力学的に安定しており、また、200℃〜700℃とすることが可能なセル操作温度の液体であることが好ましい。他の元素はSi、Te、SeまたはSbとなり得る。溶媒はSixFyであり、x及びyは整数である。別の実施態様では、反応混合物のNaHまたは任意の他の反応物を有する溶媒の化学特性は、NaF及びH2が、好ましくは炭素及びNaHを含むフッ素化溶媒へ可逆的に反応するような可逆的化学特性である。NaH及びフッ素化溶媒を含む実施態様では、任意のC−F結合に対してNaHがNaより反応性が低く、H2がNa量を減少させるようにH2をフッ素化溶媒反応に供給する。
ある実施態様では、フッ素化溶媒及びHSA材料の少なくとも1つはNaFを形成する攻撃から保護されている。フッ化炭素は強塩基に安定的であり、ある実施態様では、NaH触媒源は強塩基である。現物質はNa、NaH、NaNH2、NH3、NaOH、Na2Oの少なくとも1つ、水素化物及びH2の少なくとも1つなどの水素源、ならびに解離体である。再生可能なものもある触媒NaHを形成する反応は、下記に示す式(158〜161)、(168)及び(177〜183)に例示される。NaH触媒を形成するNaOHのサイクルは式(158〜161)に示される。式(158)に示す反応はNaがフッ化炭素溶媒と反応する量を制限するものである。還元剤をNaOH含有反応混合物に添加し、NaH及び還元剤の酸化物を形成し得る。さらにNaOHを生成する可能性がある水素含有酸化物を還元し、反応物を再利用し得る。水素は解離体により解離してもよい。還元剤は、Cr、Fe、Sn及びZnなどの水素により還元可能な対応する酸化物を有する金属であってよい。あるいは、ZnOなどの酸化物は約1750℃などの高温まで加熱することにより金属に還元することが可能である。他の実施態様では、フッ素化溶媒はエーテル、好ましくはジベンゾジオキシン、ジベンゾ−1,4−ジオキサン、ジオキサン及びジメトキシエタンの1つ、トルエン、キシレン、ベンゼン、ナフタレン、ナフタセン、フェナントレン、クリセン、フルオランテン及びピレンの少なくとも1つなどの炭化水素、の中の少なくとも1つなどの別のタイプで置換してもよい。支持体は、好ましくはLa、Pr、Co及びNdの少なくとも1つの金属であってよい。
好適な反応混合物はNaHまたはNaH源、溶媒、好ましくはCF4、ヘキサフルオロベンゼン(HFB)またはパーフルオロヘプタンなどの炭化水素、好ましくは炭素及び金属を含む支持体、場合により水素から成る。炭素は活性炭(AC)を含むことが好ましいが、ガラス状炭素、コークス、黒鉛炭素、及びwt%が0.1〜5wt%であるPtまたはPdなどの解離体金属を有する炭素などの他の形態を含んでもよい。金属は金属粉末、水素化物またはカーバイドの少なくとも1つ、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属の群の少なくとも1つ、好ましくはMgH2としてのMg、金属としてのAlまたはAl4C3などのカーバイド、レアアース金属またはカーバイド、好ましくはLa、金属または合金、好ましくはCo、Ni、Fe、Mnの少なくとも1つなどの炭素で被覆したナノパウダー、及び好ましくは1〜10層、より好ましくは3層の炭素層を有する他の遷移金属粉末、及び金属または合金被覆炭素、好ましくは遷移金属などのナノパウダー、好ましくはNi,Co及びMn被覆炭素の少なくとも1つの形態であってよい。金属は炭素と相互に作用している場合もある。挿入する金属がNaで、触媒がNaHである場合、Na挿入は飽和状態であることが好ましい。反応物は(1)NaH(14wt%)、HFB(14wt%)、AC(58wt%)及びMgH2(14wt%);(2)NaH(14wt%)、HFB(14wt%)、AC(58wt%)及びAl(14wt%);(3)NaH(14wt%)、HFB(14wt%)、AC(58wt%)及びAl4C3(14wt%);(4)NaH(14wt%)、HFB(14wt%)、AC(58wt%)及び炭素で被覆したCoナノパウダー(14wt%);(5)NaH(14wt%)、HFB(14wt%)、AC(58wt%)及びLa(14wt%)などの任意の望ましい割合とすることが可能である。他の実施態様では、AC、活性炭はメソ多孔性炭素に置換され、また他の実施態様では溶媒は、好ましくは他の反応物より2〜3倍多い。他の実施態様では、KまたはLiなどの別の触媒はNaH触媒と置換する。
1つの一般的な実施態様では、反応混合物は保護剤または遮断剤と呼ばれる成分を含み、これは混合物の1つの成分と別のものとの望ましからざる反応を少なくとも部分的に抑制するものである。保護剤または遮断剤は溶媒または支持体と反応しないことが好ましい。強塩基はフッ化炭素に対して非反応性であり;一方、Naは反応性である。したがって、ある実施態様では、H2、NaOH、NaNH2及びNH3の少なくとも1つを遮断剤として反応混合物に添加し、ハイドリノ形成反応中に形成された任意のNaと反応し、フッ化炭素支持体などの支持体と反応することを抑制する。例として、反応混合物はNaH;NaOH,NaNH2、NH3、H2の少なくとも1つなどの遮断剤;BDO、クラウンエーテル、酸化ポリプロピレン、CF4及びHFBの少なくとも1つなどの溶媒;及びポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標))粉末などの少なくとも1つのフッ化炭素を含む支持体から成る。例として保護剤は水素化物及びカーバイドである。保護反応物は金属支持体であってよい。反応には、NaH、BDOなどのエーテル溶媒、レアアース金属水素化物などの金属水素化物、またはAl、レアアース及び遷移金属カーバイドの少なくとも1つなどのカーバイドが含まれる場合もある。
第2の一般的な実施態様では、反応混合物は、ハイドリノ形成以外の成分間反応に対して長期的に実質的に安定している。好ましくは、極性溶媒などの溶媒は触媒または支持体とは反応しない。例えば、350℃未満などの好適に低い反応温度では、エーテル溶媒は触媒源としてのNaH、フッ化炭素支持体、レアアース粉末、水素化物またはカーバイドに対しては非反応性である。したがって、例として反応混合物はNaH、BDOなどのエーテル溶媒、ジオキサン、またはクラウンエーテル、及びLa粉末などの希少金属粉末支持体から成る。別の支持体は、LaNi5などの溶媒との反応に耐性のある合金から成る。
3番目の一般的な実施例において、反応混合物は、成分間で副反応もまた起こるが、高収率でハイドリノを形成する反応物からなる。反応物は、ハイドリノを形成するために、もう1つのサイクルを走らせて再生されるかもしれない。典型的な反応混合物は、NaH、CF4のようなフルオロカーボン溶媒、及び、ポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標))、フッ化黒鉛、活性炭、グラフェン、及び、メソ多孔性炭素、加えて、Al、La、Co、Ni、Mn、Y、及び、Fe粉末、及びそれらの炭化物の少なくとも1つのような支持体からなる。好ましくは、金属と炭化物は、Ni、Co、Mnの1つのような混合物からなる。金属と炭化物は、如何なる重量%比であってよい。好ましくは、組成と重量パーセント(%)比は、約20から25%のNi、60から70%のCo、及び、5から15%のMnである。もう1つにおいては、金属と炭化物は、Ni、Co、Mn、Fe、S、及び、Caの1つのような他の元素との混合物からなる。金属と炭化物と他の元素は、如何なる重量%比であってもよい。好ましくは、組成と重量パーセント(%)比率は、約20±5%のNi、65±5%Co、10±5%Mn、1±5%Fe、1%±2S、及び、0.5±2%Caである。他の実施例において、炭素支持体は、活性炭又はメソ多孔性炭素のような高表面積炭素、及び、ニッケル、鉄、イリジウム、バナジウム、鉛、モリブデン、及び、タングステンのような、NaFよりも熱力学的に安定でないフッ化物を形成する少なくとも1つの金属からなる。
他の実施態様は、これらに基づくこれら3つの一般的実施態様の任意の組み合わせを含む反応混合物、それらの任意の組み合わせ、または代替的反応戦略または経路を含む。
ある実施態様では、触媒及び原子水素を提供する1種または複数の源物質はLiNH2などのアミド、Li2NHなどのイミド、Li3Nなどの窒化物及びNH3を含む触媒金属の中の少なくとも1つから成る。これらの種の反応はLi原子及び原子水素の両方を提供する。また、K、Cs及びNaはLiと置換し、触媒は原子K、原子Cs及び分子NaHである。液体溶媒を含む反応混合物の別の実施態様では、触媒はLiである。反応混合物はLi、LiNH2、Li2NH、Li3N、LiNO3、LiX、NH4X(Xは陰イオン、好ましくはハロゲン化物)、NH3、R−Niの群の種、HSA支持体、吸着体、分散体、H2などの水素源及び水素解離体をさらに含んでよい。
b.無機溶媒
別の実施態様では、反応混合物は少なくとも1つの無機溶媒を含む。溶媒は溶融塩などの溶融無機化合物を付加的に含む。無機溶媒は溶融NaOHであってよい。ある実施態様では、反応混合物は触媒、水素源及び触媒用無機溶媒から成る。触媒はNaH分子、Li及びKの少なくとも1つであってよい。溶媒はアルカリハロゲン化物及びアルカリ土類ハロゲン化物の群の溶融塩の少なくとも1つなどの溶融もしくは融合塩または共晶混合物の少なくとも1つであってよい。NaH触媒反応混合物の無機溶媒はNaCl及びKClなどのアルカリハロゲン化物の混合物の低融点共晶混合物を含んでよい。溶媒は低融点塩、好ましくはNaI(660℃)、NaAlCl4(160℃)、NaAlF4の少なくとも1つなどのNa塩、ならびにMが金属であり、XがNaXより安定した金属ハロゲン化物を有するハロゲン化物であるNaMX4と同クラスの化合物であってよい。反応混合物はさらに、R−Niなどの支持体を含んでよい。
Li触媒反応混合物の無機溶媒はLiCl及びKClなどのアルカリハロゲン化物の混合物の低融点共晶混合物を含んでよい。溶融塩溶媒はNaHに安定的なフッ素系溶媒を含んでよい。LaF3の融点は1493℃であり、NaFの融点は996℃である。適当な比率で、場合により他のフッ化物を含むボールミル混合物は、NaHに対して安定的で、好ましくは600℃〜700℃の範囲で溶融するフッ化物−塩溶媒を含む。溶融塩の実施態様では、反応混合物は、NaF−KF−LiF(11.5−42.0−46.5)MP=454℃などのNaH+塩混合物、またはLiF−KF(52%−48%)MP=492℃などのNaH+塩混合物から成る。
V.再生システム及び反応
本開示にしたがった燃料再利用または再生システムの概略図を図4に示す。ある実施態様では、ハイドリノ反応の副産物は金属ハロゲン化物MX、好ましくはNaXまたはKXを含む。その場合、燃料リサイクラー18(図4)は、支持体からNaXなどの無機化合物を分離する分離器21を含む。ある実施態様では、分離器またはその部材は、種の密度差に基づく分離を行う移動装置またはサイクロン分離器22から成る。さらなる分離器またはその部材は、磁性分離器23から成り、それはMXなどの非磁性材料が分離器を流れている間、ニッケルまたは鉄などの磁性粒子が磁石により引き出されるものである。別の実施態様では、分離器またはその部材は、別のものより広範囲に少なくとも1つの成分を溶解し、懸濁し、分離を可能にする成分溶媒洗浄液25を含む分別生成物可溶化または懸濁システム24から成り、さらに、溶媒蒸発器27及び化合物収集器28などの化合物回収システム26から成る。あるいは、回収システムは沈殿器29及び化合物乾燥器及び収集器30から成る。ある実施態様では、図4に示すタービン14及び水濃縮器16からの廃熱を利用し、蒸発器27及び乾燥器30の少なくとも1つを加熱する(図4)。リサイクラー18(図4)の段階の任意の他の部材を熱するための熱は廃熱を含む場合もある。
燃料リサイクラー18(図4)はさらに、回収したMXを金属及びハロゲンガスまたは他のハロゲン化生成物またはハロゲン化物生成物へと電気分解する電気分解器31から成る。ある実施態様では、好ましくは共晶融液などの融液から、動力反応器36内で電気分解が起こる。電気分解ガス及び金属生成物は高揮発性ガス収集器32及び金属収集器33で別々に収集し、これらはさらに、金属混合物の場合、それぞれ金属蒸留器または分離器34を含んでもよい。初期反応物が水素化物である場合、金属は水素化反応器35により水素化され、この反応器は、圧力を大気圧より低くも高くも同等にもできるセル36、金属と水素化物の入口と出口37、水素ガス用入口38及びそのバルブ39、水素供給器40、ガス出口41及びそのバルブ42、ポンプ43、ヒーター44、ならびに圧力温度計測器45から成る。ある実施態様では、水素供給器40は水素を有する水性電気分解器及び酸素ガス分離器を含む。単離した金属生成物は少なくとも部分的にハロゲン化反応器46中でハロゲン化され、この反応器は、圧力を大気圧より低くも高くも同等にもできるセル47、炭素用入口とハロゲン化生成物用出口48、フッ素ガス用入口49及びそのバルブ50、ハロゲンガス供給器51、ガス出口52及びそのバルブ53、ポンプ54、ヒーター55、及び圧力温度計測器56から成る。好ましくは、反応器は触媒及び他の反応物も含み、生成物として金属57を、所望の酸化状態及び化学量論のハロゲン化物にする。金属または金属水素化物、金属ハロゲン化物、支持体及び他の初期反応物の少なくとも2つは、別の動力生成サイクル用の混合器58中で混合した後、ボイラー10へと再利用する。
例として、ハイドリノ反応及び再生反応では、反応混合物はNaH触媒、Mg、MnI2、及び支持体、活性炭、WCまたはTiCから成る。ある実施態様では、発熱反応源は、
2KH+MnI2→2KI+Mn+H2 (86)
Mg+MnI2→MgI2+Mn (87)
などMnI2による金属水素化物の酸化反応である。KI及びMgI2は溶融塩からI2、K及びMgへと電気分解し得る。ダウンズセルまたは改変ダウンズセルを使用して溶融電気分解を行ってもよい。Mnは機械的な分離器、場合により篩を使用して分離してよい。未反応MgまたはMgH2は溶融し、固体相と液体相を分離することによって分離し得る。電気分解用のヨウ化物は、脱酸素水などの好適な溶媒での反応生成物のすすぎ液から得られる。溶液はろ過し、ACなどの支持体、場合により遷移金属を除去する。固体は遠心分離し、好ましくは動力系からの廃熱を利用して乾燥させる。あるいは、それらを溶融し、その後、液相及び固相を分離して、ハロゲン化物を分離してもよい。別の実施態様では、サイクロン分離などの方法で、より軽いACを初めに他の反応生成物から分離し得る。K及びMgは非相溶性であり、分離したKなどの金属は、好ましくはH2Oの電気分解からH2ガスで水素化してよい。金属ヨウ化物は、分離した金属、またはACから分離していない金属との公知の反応により形成してよい。ある実施態様では、MnはHIと反応し、MnI2を形成し、H2は再利用し、I2と反応し、HIを形成する。他の実施態様では、他の金属、好ましくは遷移金属はMnと置換する。Alなどの別の還元剤はMgと置換し得る。別のハロゲン化物、好ましくは塩化物はヨウ化物と置換し得る。LiH、KH、RbHまたはCsHはNaHと置換し得る。
例として、ハイドリノ反応及び再生反応では、反応混合物はNaH触媒、Mg、AgCl及び支持体、活性炭から成る。ある実施態様では、発熱反応源は、
KH+AgCl→KCl+Ag+1/2H2 (88)
Mg+2AgCl→MgCl2+2Ag (89)
などのAgClによる金属水素化物の酸化反応である。KCl及びMgCl2は溶融塩からCl2、K及びMgへと電気分解し得る。ダウンズセルまたは改変ダウンズセルを使用して溶融電気分解を行ってもよい。Agは機械的な分離器、場合により篩を使用して分離してよい。未反応MgまたはMgH2は溶融し、固相と液相を分離することにより分離し得る。電気分解用の塩化物は、脱酸素水などの好適な溶媒での反応生成物のすすぎ液から得られる。溶液はろ過し、ACなどの支持体、場合によりAg金属を除去する。固体は遠心分離し、好ましくは動力系からの廃熱を利用して乾燥させる。あるいは、それらを溶融し、その後、液相及び固相を分離してハロゲン化物を分離してもよい。別の実施態様では、サイクロン分離などの方法で、より軽いACを初めに他の反応生成物から分離し得る。K及びMgは非相溶性であり、分離したKなどの金属は、好ましくはH2Oの電気分解からH2ガスで水素化してよい。金属塩化物は、分離した金属、またはACから分離していない金属との公知の反応により形成してよい。ある実施態様では、AgはCl2と反応し、AgClを形成し、H2は再利用し、I2と反応し、HIを形成する。他の実施態様では、他の金属、好ましくは遷移金属またはInはAgと置換する。Alなどの別の還元剤はMgと置換し得る。別のハロゲン化物、好ましくは塩化物はヨウ化物と置換し得る。LiH、KH、RbHまたはCsHはNaHと置換する。
ある実施態様では、反応混合物はハイドリノ反応生成物から再生する。例として、ハイドリノ反応及び再生反応では、固体燃料反応混合物はKHまたはNaH触媒、MgまたはMgH2、及びBaBr2などのアルカリ土類ハロゲン化物、及び支持体、活性炭、WCまたは、好ましくはTiCから成る。ある実施態様では、発熱反応源は、
2KH+Mg+BaBr2→2KBr+Ba+MgH2 (90)
2NaH+Mg+BaBr2→2NaBr+Ba+MgH2 (91)
などBaBr2による金属水素化物または金属の酸化反応である。Ba、マグネシウム、MgH2、NaBr及びKBrの融点はそれぞれ、727℃、650℃、327℃、747℃及び734℃である。したがって、場合によりH2を添加してMgH2を維持し、優先的にMgH2を溶融し、反応生成物混合物から液体を分離することによって、バリウム及び任意のBa−Mg金属間化合物からMgH2を分離することが可能である。場合により、それはMgへと熱分解し得る。次に、残りの反応生成物を電気分解融液に添加してもよい。固体支持体及びBaは沈殿し、分離可能な層を形成することが好ましい。あるいは、Baは溶融して液体として分離し得る。その後NaBrまたはKBrを電気分解し、アルカリ金属及びBr2を形成してもよい。後者はBaと反応し、BaBr2を形成する。あるいは、Baは陰極であり、BaBr2は陽極区画で直接形成する。アルカリ金属は電気分解後に水素化され、あるいは陰極区画内でH2を泡立てることにより、電気分解中、陰極区画で形成される。その後MgH2またはMg、NaHまたはKH、BaBr2及び支持体を反応混合物に戻す。他の実施態様では、他の実施態様では、別のアルカリ土類ハロゲン化物はBaBr2好ましくはBaCl2と置換する。別の実施態様では、反応物と生成物間のエネルギー差が小さいことから、電気分解せずに再生反応が起こる。式(90〜91)に示される反応は、温度または水素圧などの反応条件を変化させることで逆転し得る。あるいは、KまたはNaなどの溶融または揮発性種を選択的に除去し、さらに反応させることが可能な反応物または種を再生するために反応が逆行するように操作し、セルに戻し、元の反応混合物を形成する。別の実施態様では、NaH、KH,NaまたはKなどの触媒または触媒源と、アルカリ土類ハロゲン化物またはレアアースハロゲン化物などの初期酸化物との間の可逆反応を維持するために、揮発性種を継続的に還流させてもよい。ある実施態様では、図4に示す蒸留器34などの蒸留器を使用して還流を可能にする。別の実施態様では、温度または水素圧などの反応条件を変化させ、反応を逆転させ得る。この場合、初めに反応は、ハイドリノ及び反応混合物生成物を形成する順方向で実行する。その後、低エネルギー水素以外の生成物を初期反応物へと変換する。このことは、反応条件を変えることで、場合により、初めに使用または形成したものと同じ、あるいは異なる生成物または反応物を少なくとも部分的に添加または除去することで可能になる。したがって、順方向反応及び再生反応は、交互サイクルで実行する。水素を添加し、ハイドリノ形成で消費された水素を補ってもよい。別の実施態様では、高温などの反応条件が維持される。この温度では、ハイドリノ形成が望ましい速度、好ましくは最大になることを可能にする方法で順反応及び逆行反応が起こるように可逆反応が最適化されている。
例として、ハイドリノ及び再生反応では、固体燃料反応混合物はNaH触媒、Mg、FeBr2、及び支持体、活性炭から成る。ある実施態様では、発熱反応源は
2NaH+FeBr2→2NaBr+Fe+H2 (92)
Mg+FeBr2→MgBr2+Fe (93)
などのFeBr2による金属水素化物の酸化反応である。NaBr及びMgBr2は溶融塩からBr2、Na及びMgへと電気分解し得る。溶融電気分解はダウンズセルまたは改変ダウンズセルを使用して実行し得る。Feは強磁性であり、機械的な分離器、場合により篩を使用して磁気的に分離してよい。別の実施態様では、強磁性NiはFeと置換してよい。未反応MgまたはMgH2は溶融し、固相と液相を分離することによって分離し得る。電気分解用の臭化物は、脱酸素水などの好適な溶媒での反応生成物のすすぎ液から得られる。溶液はろ過し、ACなどの支持体、場合により遷移金属を除去する。固体は遠心分離し、好ましくは動力系からの廃熱を利用して乾燥させる。あるいは、それらを溶融し、その後、液体及び固相を分離してハロゲン化物を分離してもよい。別の実施態様では、サイクロン分離などの方法で、より軽いACを初めに他の反応生成物から分離し得る。Na及びMgは非相溶性であり、分離したNaなどの金属は、好ましくはH2Oの電気分解からH2ガスで水素化してよい。金属臭化物は、分離した金属、またはACから分離していない金属との公知の反応により形成してよい。ある実施態様では、FeはHBrと反応し、FeBr2を形成し、H2は再利用し、Br2と反応し、HBrを形成する。他の実施態様では、他の金属、好ましくは遷移金属はFeと置換する。Alなどの別の還元剤はMgと置換し得る。別のハロゲン化物、好ましくは塩化物は臭化物と置換し得る。LiH、KH、RbHまたはCsHはNaHと置換する。
例として、ハイドリノ反応及び再生反応では、固体燃料反応混合物はKHまたはNaH触媒、MgまたはMgH2、SnBr2、及び支持体、活性炭、WCまたはTiCから成る。ある実施態様では、発熱反応源は、
2KH+SnBr2→2KBr+Sn+H2 (94)
2NaH+SnBr2→2NaBr+Sn+H2 (95)
Mg+SnBr2→MgBr2+Sn (96)
などSnBr2による金属水素化物または金属の酸化反応である。スズ、マグネシウム、MgH2、NaBr及びKBrの融点はそれぞれ、119℃、650℃、327℃、747℃及び734℃である。スズ−マグネシウム合金は、合金相の図表に示すとおり、Mgが約5wt%では、例えば400℃以上で溶融することが分かっている。ある実施態様では、スズ及びマグネシウム金属及び合金は、金属及び合金を溶融し、液相及び固相を分離することで支持体及びハロゲン化物から分離する。合金はMgH2固体及びスズ金属を形成する温度でH2と反応し得る。固相及び液相を分離し、MgH2及びスズを得る。MgH2はMg及びH2へと熱分解し得る。あるいは、任意の未反応Mg及び任意のSn−Mg合金を固体MgH2及び液体スズに変換するように選択した温度で、H2を元の場所の反応生成物に添加してもよい。スズは選択的に除去し得る。その後、MgH2を加熱し、液体として除去する。次に、(1)溶融及び相分離、(2)WCなどの高密度支持体が好まれる濃度差によるサイクロン分離、または(3)サイズ差による篩い分けなどの方法により、ハロゲン化物を支持体から除去し得る。あるいは、ハロゲン化物を好適な溶媒に溶解し、液体及び固体相を、ろ過などの方法で分離してもよい。液体を蒸発させ、次に、非相溶性でそれぞれが分離しているNaまたはK、場合によりMg金属へと、ハロゲン化物を融液から電気分解する。別の実施態様では、ハロゲン化ナトリウム、好ましくはハイドリノ反応器で形成したものと同じハロゲン化物を電気分解して再生するNa金属を使用し、ハロゲン化物の還元によりKを形成する。また、Br2などのハロゲンガスを電気分解融液から回収し、単離したSnと反応させ、NaHまたはKH、及びMgまたはMgH2とのハイドリノ反応の別のサイクルのために再利用するSnBr2を形成する。ここでは水素化物はH2ガスでの水素化により形成される。ある実施態様では、HBrが形成され、Snと反応し、SnBr2を形成する。Br2及びH2の反応により、あるいは電気分解エネルギーを低下させるような利点を有する陽極上でH2を泡立てることによる電気分解中に、HBrを形成してもよい。他の実施態様では、別の金属がSn、好ましくは遷移金属と置換し、別のハロゲン化物はIなどのBrと置換する場合がある。
別の実施態様では、初期段階で、すべての反応生成物は水性HBrと反応し、溶液を濃縮し、MgBr2及びKBr溶液からSnBr2を沈殿させる。塩を分離するために他の好適な溶媒及び分離法を使用してよい。その後MgBr2及びKBrをMg及びKへと電気分解する。あるいは、KBrのみ電気分解が必要になるように作動部分または選択的溶媒法によって、最初にMgまたはMgH2を除去する。ある実施態様では、ハイドリノ反応中、またはその後、H2を添加して形成し得る固体MgH2から融液としてSnを除去する。MgH2またはMg、KBr及び支持体はその後、電気分解融液に添加する。支持体は粒子径が大きいことから堆積領域に沈降する。MgH2及びKBrは融液の一部を形成し、密度に基づいて分離する。Mg及びKは非相溶性であり、Mg及びKが別々に回収されるようにKも分離相を形成する。K、Mg及びSnBr2が電気分解生成物になるように陽極をSnとする場合もある。陽極は液体スズであるか、あるいは液体スズを、臭素と反応する陽極で分離し、SnBr2を形成する場合もある。この場合、再生のためのエネルギーギャップは、両電極での元素生成物に対応する化合物ギャップ対高元素ギャップである。さらなる実施態様では、反応物はKH、支持体及びSnI2またはSnBr2から成る。Snは液体として除去し、KX及び支持体などの残存生成物は電気分解融液に添加し、支持体は密度に基づいて分離する。この場合、WCなどの高密度支持体が好ましい。
反応物は酸素化合物から成り、NaH、LiまたはKなどの触媒または触媒源の酸化物、及びMg、MgH2、Al、Ti、B、ZrまたはLaなどの還元剤の酸化物といった酸化物生成物を形成し得る。ある実施態様では、反応物は水素ハロゲン化物酸、好ましくはHClなどの酸と酸化物を反応させて再生させ、塩化物などの対応するハロゲン化物を形成する。ある実施態様では、炭酸塩、炭酸水素塩などの酸化炭素種、シュウ酸またはシュウ酸塩などのカルボン酸種は金属または金属水素化物に還元され得る。好ましくは、Li、K、Na、LiH、KH、NaH、Al、Mg及びMgH2の少なくとも1つは、炭素及び酸素を含む種と反応し、対応する金属酸化物または水酸化物及び炭素を形成する。各々対応する金属は電気分解により再生し得る。共晶混合物などの溶融塩を使用して電気分解を行ってもよい。塩素ガスなどのハロゲンガス電気溶解生成物を使用し、再生サイクルの一部としてHCLなどの対応する酸を形成してもよい。水素ハロゲン化物酸であるHXは、ハロゲンガスと水素ガスを反応させることで、場合により水素ハロゲン化物ガスを水に溶解することで形成してもよい。水素ガスは水の電気分解により形成されることが好ましい。酸素はハイドリノ反応混合物の反応物であるか、あるいは反応させて、ハイドリノ反応混合物の酸素源を形成してもよい。酸化物ハイドリノ反応性生物と酸とを反応させる工程は、酸で生成物をすすぎ、金属塩を含む溶液を形成する工程を含む場合もある。ある実施態様では、ハイドリノ反応混合物及び対応する生成物混合物は炭素、好ましくは活性炭などの支持体から成る。金属酸化物は、水性酸に溶解させることで支持体から分離し得る。したがって、生成物を酸ですすぎ、さらにろ過し、反応混合物の成分を分離する。水は動力系からの熱、好ましくは廃熱を使用して蒸発により除去し、金属塩化物などの塩は電気分解混合物に添加して金属及びハロゲンガスを形成し得る。ある実施態様では、任意のメタンまたは炭化水素生成物は水素、場合により炭素または二酸化炭素へと再編成する。あるいは、メタンはガス生成物混合物から分離し、市販されていた。別の実施態様では、フィッシャー・トロプシュ反応などの当技術分野で公知の方法により、メタンを他の炭化水素生成物へと形成し得る。メタン形成は、不活性ガスなどの妨害ガスを添加し、水素圧または温度減少などの適さない条件を維持して抑制し得る。
別の実施態様では、金属酸化物は共晶混合物から直接電気分解する。MgOなどの酸化物は水に反応させ、Mg(OH)2などの水酸化物を形成し得る。ある実施態様では、水酸化物を還元する。還元剤は、NaまたはNaHなどのアルカリ金属または水素化物であってよい。生成物の水酸化物は溶融塩として直接に電気分解し得る。アルカリ金属水酸化物などのハイドリノ反応生成物も、市販品及び対応の獲得ハロゲン化物として使用し得る。その後、ハロゲン化物はハロゲンガス及び金属へと電気分解し得る。ハロゲンガスは市販の工業ガスとして使用してよい。金属は、好ましくは水の電気分解用として、水素ガスで水素化し、ハイドリノ反応混合物の一部として反応器に提供し得る。
アルカリ金属などの還元剤は当業者に公知の方法及びシステムを使用して、対応する化合物、好ましくはNaOHまたはNa2Oを含む生成物から再生することが可能である。共晶混合物などの混合物中での電気分解を含む方法も1つある。さらなる実施態様では、還元剤生成物は還元剤金属酸化物(例えばMgO)などの、少なくとも数種の酸化物を含んでよい。水酸化物または酸化物は塩酸などの弱酸に溶解し、NaClまたはMgCl2などの対応する塩を形成し得る。酸を使用する処理には無水反応も挙げられる。ガスは低圧で流れている場合もある。アルカリまたはアルカリ土類金属などの生成物還元剤により塩を処理し、元の還元剤を形成してもよい。ある実施態様では、第二の還元剤はアルカリ土類金属、好ましくはCaであり、NaClまたはMgCl2をNaまたはMg金属へと還元する。CaCl3の付加的な生成物を回収し、また再利用する。代替的実施態様では、高温で酸化物をH2により還元する。
例として、ハイドリノ反応及び再生反応では、反応混合物はNaH触媒、MgH2、O2及び支持体、活性炭から成る。ある実施態様では、発熱反応源は
MgH2+O2→Mg(OH)2 (97)
MgH2+1.5O2+C→MgO3+H2 (98)
NaH+3/2O2+C→NaHCO3 (99)
2NaH+O2→2NaOH (100)
などのO2による金属水素化物の酸化反応である。任意のMgO生成物は水との反応により水酸化物に変換し得る
MgO+H2O→Mg(OH)2 (101)
炭酸ナトリウムまたはマグネシウム、炭酸水素塩、ならびに炭素及び酸素を含む他の種はNaまたはNaH:
NaH+Na2CO3→3NaOH+C+1/H2 (102)
NaH+1/3MgCO3→NaOH+1/3C+1/3Mg (103)
で還元し得る。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (104)
を使用してMgへと還元することが可能である。その後、NaOHは、融液から直接、Na金属及びNaH及びO2へと電気分解することが可能である。カストナー法を使用してもよい。塩基性溶液に好適な陰極及び陽極はニッケルである。陽極は炭素、Ptなどの貴金属、Ptなどの貴金属で被覆したTiなどの支持体、または位置的に安定した陽極であってもよい。別の実施態様では、NaOHはHClとの反応によりNaClに変換し、NaCl電気分解ガスCl2は水の電気分解によるH2と反応し、HClを形成し得る。ダウンズセルまたは改変ダウンズセルを使用して溶融NaCl電気分解を行ってもよい。あるいは、HClを塩素アルカリ電気分解で生成してもよい。この電気分解の水性NaClは水性HClでの反応生成物のすすぎ液から得られる。好ましくは動力系からの廃熱を用いて、溶液をろ過して、遠心分離や乾燥が可能なACなどの支持体を除去してもよい。
ある実施態様では、反応工程は、(1)水性HClで生成物をすすぎ、水酸化物、酸化物及び炭酸塩などの種から金属塩化物を形成する工程、(2)水ガス変化反応及びフィッシャー・トロプシュ反応を使用し、放出された任意のCO2をH2還元により水及びCに変換する工程であって、工程10での支持体としてCを再利用し、工程1、4または5で水を使用する工程、(3)ACなどの支持体をろ過し、乾燥させる工程であって、乾燥が遠心分離の工程を含んでもよい工程、(4)水をH2及びO2へと電気分解し、工程8〜10を提供する工程、(5)場合により水性NaClの電気分解からH2及びHClを形成し、工程1及び9を提供する工程、(6)金属塩化物を単離し、乾燥させる工程、(7)金属塩化物の融液を金属及び塩素へと電気分解する工程、(8)Cl2及びH2の反応によりHClを形成し、工程1を提供する工程、(9)任意の金属を水素化し、水素との反応により対応する出発反応物を形成する工程、ならびに(10)工程4からのO2を添加し、あるいは大気から単離したO2を使用して初期反応混合物を形成する工程を含む。
別の実施態様では、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムの少なくとも1つは融液からMg及びO2へと電気分解する。融液はNaOH融液で、Naも電気分解し得る。ある実施態様では、炭酸塩及び炭酸水素塩などの酸化炭素は、酸素源として反応混合物に添加するCO及びCO2の少なくとも1つへと分解し得る。あるいは、CO2及びCOなどの酸化炭素種は、水素により炭素及び水へと還元し得る。CO2及びCOを水性ガスシフト反応及びフィッシャー・トロプシュ反応で還元してもよい。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、反応混合物は、NaH触媒、MgH2、CF4と支持体、活性炭からなる。実施例において、発熱反応の源は、以下に示すようなCF4による金属水素化物の酸化反応である。
2MgH2+CF4→C+2MgF2+2H2 (105)
2MgH2+CF4→CH4+2MgF2 (106)
4NaH+CF4→C+4NaF+2H2 (107)
4NaH+CF4→CH4+4NaF (108)
NaF及びMgF2は、HFを追加的に含んでよい溶融塩から、F2、Na、及びMgに電解されてよい。Na及びMgは、不混和性であり、分離された金属は、好ましくはH2Oの電気分解からのH2ガスで、水素化されてよい。F2ガスは、CF4を再生するために、炭素及び如何なるCH4反応生成物と反応を生じてもよい。その代わりに、そして、好ましくは、電気分解セルのアノードは炭素からなり、そして、CF4が陽極電気分解生成物であるように、電流及び電解条件が維持される。
典型的なハイドリノと再生反応において、反応混合物はNaH触媒、MgH2、P2O5(P4O10)、と支持体、及び、活性炭からなる。実施例において、例えば、発熱反応の源は、以下のようなP2O5による金属水素化物の酸化反応である。
5MgH2+P2O5→5MgO+2P+5H2 (109)
5NaH+P2O5→5NaOH+2P (110)
リンは、O2内で燃焼によってP2O5に変換され得る。
2P+2.5O2→P2O5 (111)
MgO生産物は、水との反応によって水酸化物に変換されてよい。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (112)
Mg(OH)2は、Na又はNaHを用い、Mgに還元され得る。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (113)
そして、NaOHは、溶融物から直接Na金属及びNaH及びO2に電解され得、或いは、NaCl電気分解ガスCl2が、HClを生成するように水の電気分解からH2と反応してもよいところ、HClとの反応によって、NaOHはNaClに変わるかもしれない。実施例において、Na及びMgのような金属は、好ましくは水の電気分解からのH2との反応によって、対応する水素化物に変換されてもよい。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、固体燃料反応混合物は、NaH触媒、MgH2、NaNO3、及び、支持体、活性炭からなる。実施例において、発熱反応の源は、以下のようなNaNO3による金属水素化物の酸化反応である。
NaNO3+NaH+C→Na2NO3+1/2N2+1/2H2 (114)
NaNO3+1/2H2+2NaH→3NaOH+1/2N2 (115)
NaNO3+3MgH2→3MgO+NaH+1/2N2+5/2H2 (116)
ナトリウム又はマグネシウム炭酸塩、炭酸水素、及び、炭素及び酸素からなる他の種は、Na又はNaHで還元されてよい。
NaH+Na2CO3→3NaOH+C+1/H2 (117)
NaH+1/3MgCO3→NaOH+1/3C+1/3Mg (118)
炭酸塩は、水媒体から水酸化物及びCO2まで分解されることもできる。
Na2CO3+H2O→2NaOH+CO2 (119)
放出されたCO2は、水性ガスシフト反応及びフィッシャー・トロプシュ反応を使用して、H2による還元により、水及びCに反応されてよい。
CO2+H2→CO+H2O (120)
CO+H2→C+H2O (121)
MgO生産物は、水との反応によって水酸化物に変換されてよい。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (122)
Mg(OH)2は、Na又はNaHを使用してMgに還元され得る。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (123)
アルカリ硝酸塩は、当業者に知られている方法を使用して再生され得る。実施例において、ハーバー法に続くオストワルド法によるような、既知の工業的方法によって、NO2は、発生させられ得る。1つの実施例において、ステップの典型的なシーケンスは、以下の通りである。
具体的には、幾らか酸化物を含んでいるα−鉄のような触媒を用いて、高い温度及び圧力でNH3をN2及びH2から生成するために、ハーバー法は用いられてよい。熱い白金又は白金ロジウム触媒のような触媒で、アンモニアを酸化してNO2にするために、オストワルド法が使用されてよい。熱は、パワーシステムからの廃熱であってよい。硝酸ナトリウムを形成するために、NaOH、Na2CO3又はNaHCO3と反応する硝酸を形成するために、NO2が水に溶解されてよい。そして、残存するNaOHは、融液から直接Na金属及びNaH及びO2に電解され得、或いは、NaCl電気分解ガスCl2がHClを形成するように水の電気分解からH2と反応するかもしれないところ、HClとの反応によって、NaClに変換されてよい。実施例において、Na及びMgのような金属は、好ましくは水の電気分解からのH2との反応によって、対応する水素化物に変換されてよい。他の実施例においては、Li及びKがNaに取って代わる。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、反応混合物は、NaH触媒、MgH2、SF6、支持体、活性炭からなる。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにSF6による金属水素化物の酸化反応である。
4MgH2+SF6→3MgF2+4H2+MgS (125)
7NaH+SF6→6NaF+3H2+NaHS (126)
NaF及びMgF2及び硫化物は、追加的にHFを含んでよい溶融塩から、Na及びMgへと電解されてよい。フッ素電気分解ガスは、動的に除去されてよいSF6ガスを形成するために、硫化物と反応してよい。F2からのSF6の分離は、モレキュラーシーブのような媒体、膜分離、又は、低温蒸留のような当業者に知られる方法によってよい。NaHSは350℃で融解し、融解した電気分解混合物の一部となるかもしれない。反応が電気分解の間にその場で生じるところ、NaHSを形成するために、如何なるMgS生成物もNaと反応してもよい。S及び金属は、電気分解の間に作られる生成物であるかもしれない。或いは、金属は、より安定なフッ化物が形成されるように、又は、F2がフッ化物を形成するために加えられるように、少数派であるかもしれない。
3MgH2+SF6→3MgF2+3H2+S (127)
6NaH+SF6→6NaF+3H2+S (128)
NaF及びMgF2は、追加的にHFを含んでよい溶融塩から、F2、Na、及びMgに電気分解されてよい。Na及びMgは不混和性であり、そして、分離された金属は、好ましくはH2Oの電気分解からなるH2ガスで水素化されてよい。F2ガスは、SF6を再生するために、硫黄と反応させられてよい。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、反応混合物は、NaH触媒、MgH2、NF3、及び、支持体、活性炭から成る。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにNF3による金属水素化物の酸化反応である。
3MgH2+2NF3→3MgF2+3H2+N2 (129)
6MgH2+2NF3→3MgF2+Mg3N2+6H2 (130)
3NaH+NF3→3NaF+1/2N2+1.5H2 (131)
NaF及びMgF2は、追加的にHFを含んでよい溶融塩から、F2、Na、及びMgへと電気分解されるかもしれない。Mg3N2からMgF2への変換は、融液で生じてよい。Na及びMgは不混和性であり、そして、分離された金属は、好ましくはH2Oの電気分解からのH2ガスで水素化されるかもしれない。F2ガスは、NF3を形成するために、好ましくは銅でパックされた反応器の中で、NH3と反応するかもしれない。アンモニアは、ハーバー法からつくられるかもしれない。或いは、NF3は、無水HFの中で、NH4Fの電気分解によって形成されるかもしれない。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、固体燃料反応混合物は、NaH触媒、MgH2、Na2S2O8、及び、サポート、活性炭から成る。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにNa2S2O8による金属水素化物の酸化反応である。
8MgH2+Na2S2O8
→2MgS+2NaOH+6MgO+6H2 (132)
7MgH2+Na2S2O8+C
→2MgS+Na2CO3+5MgO+7H2 (133)
10NaH+Na2S2O8→2Na2S+8NaOH+H2 (134)
9NaH+Na2S2O8+C
→2Na2S+Na2CO3+5NaOH+2H2 (135)
如何なるMgO生成物でも、水との反応によって水酸化物に変換されるかもしれない。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (136)
ナトリウム又は炭酸マグネシウム、炭酸水素、及び、炭素及び酸素からなる他の種は、Na又はNaHとで、還元されるかもしれない。
NaH+Na2CO3→3NaOH+C+1/H2 (137)
NaH+1/3MgCO3
→NaOH+1/3C+1/3Mg (138)
MgSは、酸素内で燃焼させられ得、加水分解され得、硫酸ナトリウムを形成するようにNaと交換させられ得、Na2S2O8へと電気分解させられ得る。
2MgS+10H2O+2NaOH
→Na2S2O8+2Mg(OH)2+9H2 (139)
Na2Sは酸素内で燃焼させられ得、硫酸ナトリウムに加水分解さられ得、Na2S2O8を形成するために電気分解され得る。
2Na2S+10H2O→Na2S2O8+2NaOH+9H2 (140)
Mg(OH)2は、Na又はNaHを用いて、Mgに還元され得る。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (141)
そして、NaOHは、融液から直接Na金属及びNaH及びO2に電気分解させられることができ、或いは、NaCl電気分解ガスCl2が、HClを形成するように、水の電気分解からH2と反応するかもしれないところ、HClとの反応によって、NaClに変換させられるかもしれない。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、固体燃料反応混合物は、NaH触媒、MgH2、S、及び、サポート、活性炭から成る。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにSによる金属水素化物の酸化反応である。
MgH2+S→MgS+H2 (142)
2NaH+S→Na2S+H2 (143)
硫化マグネシウムは、水との反応によって水酸化物に変換されるかもしれない。
MgS+2H2O→2Mg(OH)2+H2S (144)
H2Sが高い温度で分解されるかもしれない、或いは、SO2からSに変換させるために使われるかもしれない。硫化ナトリウムは、燃焼及び加水分解によって水酸化物に変換され得る。
Na2S+1.5O2→Na2O+SO2
Na2O+H2O→2NaOH (145)
Mg(OH)2は、Na又はNaHを用いて、Mgに還元されることができる。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (146)
そして、NaOHは、メルトから直接Na金属及びNaH及びO2に電気分解されることができ、或いは、NaCl電気分解ガスCl2が、HClを形成するため水の電気分解からH2と反応させられるかもしれないところ、HClとの反応によって、NaOHはNaClに変換させられるかもしれない。
SO2+2H2S→3S+2H2O (147)
実施例において、Na及びMgのような金属は、好ましくは水の電気分解からのH2との反応によって、対応する水素化物に変換させられるかもしれない。他の実施例において、S及び金属は、メルトから電気分解によって再生されるかもしれない。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、反応混合物はNaH触媒、MgH2、N2O、及び、サポート、活性炭から成る。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにN2Oによる金属水素化物の酸化反応である。
4MgH2+N2O→MgO+Mg3N2+4H2 (148)
NaH+3N2O+C→NaHCO3+3N2+1/2H2 (149)
MgO生成物は、水との反応によって水酸化物に変換させられるかもしれない。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (150)
窒化マグネシウムはまた、水酸化マグネシウムに加水分解されるかもしれない。
Mg3H2+6H2O→3Mg(OH)2+3H2+N2 (151)
炭酸ナトリウム、炭酸水素、及び、炭素及び酸素からなる他の種は、Na又はNaHで還元されるかもしれない。
NaH+Na2CO3→3NaOH+C+1/H2 (152)
Mg(OH)2は、Na又はNaHを用いて、Mgに還元されることができる。
2Na+Mg(OH)2→2NaOH+Mg (153)
そして、NaOHは、メルトから直接Na金属及びNaH及びO2に電気分解されることができ、或いは、NaCl電気分解ガスCl2が、HClを形成するために水の電気分解からのH2との反応を起こすかもしれないところ、HClとの反応によって、NaOHは、NaClに変換させられるかもしれない。ハーバー法からつくられるアンモニアは酸化させられ(式(124))、定常状態の反応生成物の他のガスから分離されるN2Oの生成を支持するために、温度がコントロールされる。
典型的なハイドリノ及び再生反応において、反応混合物はNaH触媒、MgH2、Cl2、支持体(活性炭、WC、又はTiCのようなもの)から成る。反応器は、ハイドリノ反応を開始するために、好ましくはCl2を分離するような高いエネルギー光(好ましくは極紫外線)の源を更に含んでもよい。実施例において、発熱反応の源は、以下のようにCl2による金属水素化物の酸化反応である。
2NaH+Cl2→2NaCl+H2 (154)
MgH2+Cl2→MgCl2+H2 (155)
NaClとMgCl2は、溶融塩からCl2、Na、及び、Mgに電気分解されるかもしれない。溶融NaCl電気分解は、ダウンズ電解槽又は改良ダウンズ電解槽を用いて実行されるかもしれない。この電気分解のためのNaClは、水溶液での反応生成物の洗浄から来るかもしれない。その溶液は、遠心分離され、好ましくはパワーシステムからの廃熱を用いて乾燥されるかもしれないAC(活性炭)のような支持体を取り除くために濾過されてよい。Na及びMgは不混和性であり、そして、分離された金属は、好ましくはH2Oの電気分解からのH2ガスで、水素化されてよい。典型的な結果は、以下の通りである。
・4gのWC+1gのMgH2+1gのNaH+0.01molのCl2 UVランプで開始され、Cl2を解離してCl生成。入力エネルギー(Ein)は162.9kJ。出力エネルギー(dE)は16.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)は23−42℃で有。最高温度(Tmax):85℃。理論では7.10kJ。ゲインは2.25倍。
NaH、KまたはLiまたはそれらの水素化物などの触媒または触媒源を含む反応物、アルカリ金属または水素化物、好ましくはMg、MgH2またはAlなどの還元剤、NF3などの酸化剤は電気分解により再生することが可能である。好ましくは、金属フッ化物生成物は電気分解により金属及びフッ素ガスへと再生される。電解液は共晶混合液を含んでよい。さらに混合液はHFを含んでよい。NF3は無水HF中のNH4Fの電気分解により再生してもよい。別の実施態様では、銅を充填した反応器などの反応器内でNH3をF2と反応させる。F2は、F2生成物に有利になる条件を利用している位置的に安定した陽極または炭素陽極を使用して電気分解により生成してよい。SF6はSとF2との反応により再生してよい。ハイドリノ反応で形成し得る任意の金属窒素化物は熱分解、H2還元、酸化物または水酸化物への酸化及びハロゲン化物への反応、その後の電気分解、ならびに金属ハロゲン化物が溶融電気分解している間のハロゲンガスとの反応、の中の少なくとも1つにより再生し得る。アンモニアと塩素ガスの反応、またはNH4Clなどのアンモニウム塩と塩素ガスの反応によりNCl3を形成することが可能である。塩素ガスは生成物反応混合物由来などの塩化物塩の電気分解から得てもよい。NH3はハーバー法により形成し、水素は好ましくは水の電気分解から得られる。ある実施態様では、NH3及びNH4Clなどのアンモニウム塩の少なくとも1つと、Cl2ガスとの反応により反応器中でNCl3が元の場所で形成される。ある実施態様では、BiF5は、BiF3と、金属フッ化物の電気分解から形成されたF2との反応により再生することが可能である。
酸素またはハロゲンの源物質が場合により発熱活性化反応の反応物として作用する実施態様では、酸化物またはハロゲン化物生成物は電気分解により再生されることが好ましい。電解液はAl2O3及びNa3AlF6;MgF2、NaF、及びHF;Na3AlF6;NaF、SiF4及びHF;及びAlF3、NaF及びHFの混合物などの共晶混合物を含んでよい。SiF4をSi及びF2へ電気分解するとアルカリフッ化物共晶混合物が形成される場合がある。Mg及びNaの混和性が低いことから、それらは融液の相で分離することが可能である。Al及びNaの混和性が低いことから、融液の相で分離することが可能である。別の実施態様では、電気分解生成物は蒸留により分離することが可能である。さらなる実施態様では、Ti2O3はC及びCl2との反応により再生され、CO及びTiCl4を形成する。これはMgとさらに反応してTi及びMGCl2を形成する。Mg及びCl2は電気分解により再生してもよい。MgOが生成物である場合、Mgはピジョン法により再生が可能である。ある実施態様では、MgOはSiと反応し、SiO2及び濃縮Mgガスを形成する。高温でのH2還元により、またはSi及びCO及びCO2を形成する炭素との反応により、生成物SiO2はSiへと再生し得る。別の実施態様では、溶融塩化カルシウム中の固体酸化物の電気分解といった方法を使用した電気分解により、Siを再生させる。ある実施態様では、アルカリ塩素酸塩または過塩素酸塩などの塩素酸塩または過塩素酸塩は電気分解的酸化により再生させる。鹹水は電気分解的に酸化させ、塩素酸塩及び過塩素酸塩へと酸化し得る。
反応物を再生させるため、形成され得る金属支持体を被覆する酸化物を、反応物または生成物混合物からの分離後、希酸により除去してもよい。別の実施態様では、一酸化炭素または二酸化炭素を放出する炭素との反応により、カーバイドを酸化物から生成する。
反応混合物が溶媒を含む場合、蒸発による溶媒の除去、または固体を保持するろ過または遠心分離により、溶媒を他の反応物または生成物から分離して再生する場合もある。アルカリ金属などの他の揮発性成分が存在する場合、それらが蒸発するように好適な高温まで過熱して選択的にそれらを除去してもよい。例えば、Na金属が蒸留により回収されるような金属や、炭素などの支持体が残る。NaはNaHへと再水素化し、添加した溶媒で炭素に戻し、反応混合物を再生させる。R−Niなどの単離した固体も別々に再生し得る。分離したR−Niは、0.1〜300atmの範囲の圧力で水素ガスへ暴露して水素化し得る。
溶媒が触媒反応中に分解して、ハイドリノを形成する場合、溶媒は再生し得る。例えば、DMFの分解生成物はジメチルアミン、一酸化炭素、ギ酸、ギ酸ナトリウム及びホルムアルデヒドでよい。ある実施態様では、メタノール中でのジメチルアミンと一酸化炭素の触媒反応か、あるいはギ酸メチルとジメチルアミンとの反応によりジメチルホルムアミドを生成する。それはジメチルアミンをギ酸と反応させても調製し得る。
ある実施態様では、例としてエーテル溶媒は反応混合物の生成物から再生し得る。好ましくは、反応混合物及び条件は、エーテルの反応速度がハイドリノを形成する速度と比べて最小限になるように選択され、ここではハイドリノ反応から生成したエネルギーに比べてエーテル分解が少ない。したがって、必要に応じて除去したエーテル分解生成物と共に、エーテルを元に戻してもよい。あるいは、エーテル及び反応条件は、エーテル反応生成物が単離され、エーテルを再生するように選択してよい。
ある実施態様は以下の少なくとも1つを含む:HSAはフッ化物であり、HSAは金属であり、溶媒はフッ素化する。金属フッ化物は反応生成物であってよい。金属及びフッ素ガスは金属分解により再生され得る。電解液はNaF、MgF2、AlF3またはLaF3などのフッ化物を含み、さらにフッ化物の融点を下げる少なくとも1つのHFなどの他の種及び他の塩を含み、例えば米国特許第5,427,657号に開示されている。過剰なHFはLaF3を溶解し得る。電極はグラファイトなどの炭素であり、望ましい分解生成物としてフッ化炭素も形成し得る。ある実施態様では、炭素コートCo、Ni、Feなどの炭素を被覆した少なくとも1つの金属または合金、好ましくはナノパウダー、他の遷移金属パウダー、または合金、及び金属コート炭素、好ましくはナノパウダー、例えば遷移金属または合金で被覆した炭素、好ましくは少なくとも1つのNi、Co、Fe及びMnコート炭素は、磁性粒子を含む。磁石を使用して、NaFなどのフッ化物及び炭素の混合物といった混合物から磁性粒子を分離し得る。収集した粒子は反応混合物の一部として再利用し、ハイドリノを形成し得る。
実施例において、NaFのような触媒又は触媒の源、及び、フッ化溶媒は、電気分解が後に続く生成物の分離によって、NaFからなる生成物から再生される。NaFの隔離の方法は、NaF固体を与えるために、1又はそれ以上の濾過及び蒸留が後に続く、低沸点の極性溶媒による混合物の洗浄であるかもしれない。電気分解は、溶融塩電気分解であってよい。溶融塩は、共融混合物のような混合物であってよい。好ましくは、本技術分野で知られているように、混合物はNaF及びHFからなる。ナトリウム金属及び弗素ガスは、電気分解から集められてよい。Naは、NaHを形成するように、Hと反応させられてよい。フッ素ガスは、溶媒として機能してよいフッ素化炭化水素を形成するために、炭化水素との反応を起こしてよい。HFフッ素化生成物は、電気分解混合物に戻され得る。或いは、ベンゼン及びグラファイトカーボンのような炭化水素及び炭素生成物は、それぞれ、フッ素化され得、反応混合物に戻され得る。炭素は、本技術分野で知られている方法によって、溶媒として機能するように、より低い融点を持つ、より小さなフッ化物フラグメントに分解され得る。溶媒は、混合物からなってよい。フッ素化の程度は、水素触媒作用反応速度をコントロールするための方法として使用され得る。実施例において、CF4は、好ましくはアルカリフッ化塩である融解したフッ化塩の電気分解によって炭素電極を用いて生成され、又は、フッ素ガスでの二酸化炭素の反応により生成される。如何なるCH4及び炭化水素生成物でも、CF4及びフッ化炭素になるようにフッ化されてもよい。
前記HSA材料を形成するフッ素化炭素に好適なフッ素化HSA材料及び方法は米国特許第3,929,920号、米国特許第3,925,492号、米国特許第3,925,263号及び米国特許第4,886,921号に開示されているような当技術分野で公知のものであってよい。さらなる方法は、米国特許第4,139,474号に開示されているポリ−フッ化二炭素の調製、米国特許第4,447,663号に開示されている炭素の連続フッ化の工程、米国特許第4,423,261号に開示されている式(C2F)nに表されるポリ−フッ化二炭素を主に含むフッ化黒鉛を生成する工程、米国特許第3,925,263号に開示されているポリ−フッ化二炭素を調製する工程、米国特許第3,872,032に開示されているフッ化黒鉛を調製する工程、米国特許第4,243,615号に開示されているポリ−フッ化二炭素を調製する工程、米国特許第4,438,086号に開示されている炭素とフッ素ガス間の接触反応によりフッ化黒鉛を調製する方法、米国特許第3,929,918号に開示されているフッ化黒鉛の合成、米国特許第3,925,492号に開示されているポリ−フッ化炭素を調製する工程、ならびにLagowら、J.C.S.Dalton、1268(1974)に開示された黒鉛−フッ素化学への新たな合成アプローチを提供するメカニズムを含み、ここで開示された材料はHSA材料を含む。反応器の材料の1種として、モネルメタル、ニッケル、鋼鉄または銅は、フッ素ガスによる腐食を考慮して使用する。炭素材料は、カーボンブラック、石油コークス、石油ピッチコークス及び木炭などの非晶質炭素、天然グラファイト、グラフェン及び人工グラファイト、フラーレン及び好ましくは単層であるナノチューブなどの結晶炭素が挙げられる。Naは炭素支持体に挿入してアセチリドを形成しないことが好ましい。このような炭素材料は様々な形態で使用することが可能である。概して、粉末炭素材料は50ミクロン以下の平均粒子径であることが好ましいが、それより大きくても好適である。粉末炭素材料以外に、他の形態も好適である。炭素材料はブロック、球体、棒状及び繊維の形態であってよい。反応は流動床型反応器から選択した反応器、ロータリー窯型反応器、及びトレータワー型反応器で実行し得る。
別の実施態様では、フッ素化炭素は添加剤を用いて再生する。炭素もまた、セル外で、または元の場所でCoF3などの無機反応物によりフッ素化してよい。反応器に添加して再生するCo、CoF、CoF2及びCoF3の1つなどの無機フッ素化反応物源が反応混合物にさらに含まれ、そうでなければ、それはハイドリノを形成する反応物混合物から、あるいはF2ガスなどの別の試薬から、場合によりPtまたはPdなどのフッ素化触媒金属を添加して、セルの操作中に形成し得る。添加剤はNH4Fを形成する可能性のあるNH3でよい。炭素及び炭化水素の少なくとも1つはNH4Fと反応してフッ素化し得る。ある実施態様では、反応混合物はHNaF2をさらに含み、それをフッ素化する炭素と反応させてもよい。フッ化炭素は元の場所、またはハイドリノ反応器の外部で形成してもよい。フッ化炭素は溶媒またはHSA材料として作用する可能性もある。
溶媒、支持体または吸着体の少なくとも1つがフッ素を含む実施態様では、溶媒または支持体がフッ素化有機物、ならびにNaHF2及びNaFなどの触媒金属のフッ化物である場合、生成物はおそらく炭素を含む。このことは放出または回収され得る分子ハイドリノガスなどの低エネルギー水素生成物にも当てはまる。F2を使用し、動力を生じる反応の別のサイクルで反応物として使用し得るCF4ガスとして炭素をエッチング処理してもよい。NaF及びNaHF2の残留生成物はNa及びF2へ電気分解し得る。Naは水素と反応し、NaHを形成し、F2を使用して炭素生成物をエッチングする。NaH、残留NaF及びCF4を組み合わせ、動力生成反応の別のサイクルを実行し、ハイドリノを形成する。他の実施態様では、Li、K、RbまたはCsはNaと置換してよい。
VI.他の液体及び不均−燃料実施例
本開示において、「液体−溶媒実施例」は、液体燃料及び不均−燃料のような液体溶媒からなる対応する燃料及び如何なる反応混合物を含む。
液体溶媒からなる別の実施例において、原子状ナトリウム及び分子状NaHの1つは、少なくとも1つの他の化合物又は元素、及び、Naの分子状形態、イオン形態、又は、金属形態の間の反応によって供給される。Na又はNaHの源は、金属のNa、NaOHのようなNaを含む無機化合物、及び、NaNH2、NaNH2、及び、Na2O、NaX(Xはハロゲン化物である)、及び、NaH(s)のような他の適当なNa化合物の少なくとも1つであってよい。他の元素は、H、置換剤、又は、還元剤であってよい。反応混合物は、(1)溶媒、(2)Na(m),NaH,NaNH2,Na2CO3,Na2O,NaOH,NaOHドープ−R−Ni,NaX(Xはハロゲン),及び、NaXドープR−Ni,の内の少なくとも1つのようなナトリウムの源、(3)H2ガス及び解離剤及び水素化物のような水素の源、(4)好ましくはLiであるアルカリ又はアルカリ土類金属のような置換剤、そして、(5)アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタニド、Tiのような遷移金属、アルミニウム、B、AlHg、NaPb、NaAl、LiAlのような金属合金、のような金属の少なくとも1つ、更に、アルカリ土類ハロゲン化物、遷移金属ハロゲン化物、ハロゲン化ランタニド、及び、ハロゲン化アルミニウムのような還元剤と組合せて又は単独において金属の源となるような還元剤、の内の少なくとも1つを含んでよい。他の適当な還元剤は、LiBH4、NaBH4、LiAlH4、又は、NaAlH4のような金属水素化物からなる。好ましくは、NaH分子及びNa、NaH(s)、及び、Na2OのようなNa生成物を形成するために、還元剤はNaOHと反応する。NaHの源は、アルカリ又はアルカリ土類金属又はR−NiのAl金属間合金のようなNaH触媒を形成するための還元剤のような反応物及びNaOHからなるR−Niであってもよい。更に、典型的な試薬は、アルカリ又はアルカリ土類金属、及び、好ましくはBr又はIであるが、Xをハロゲンとしたときの、AlX3、MgX2、LaX3、CeX3、及び、TiXnのような酸化剤である。更に、反応混合物は、ゲッター、又は、R−Niのような解離剤にドープされるかもしれないNa2CO3、Na3SO4、及びNa3PO4、の少なくとも1つのような分散剤を含むもう1つの化合物からなってよい。反応混合物は、支持体がその混合物の少なくとも1つの反応物をドープされてよい支持体であるところ、支持体を更に含んでよい。支持体は、反応混合物からNaH触媒の生産性に有利となる大きな表面積を好ましくは持ってよい。支持体は、R−Ni、Al、Sn、γ−、β−、若しくはα−アルミナのようなAl2O3、アルミン酸ナトリウム(β−アルミナはNa+のような他のイオンを持ち、理想的な組成であるNa2O・11Al2O3を持つ。)、M2O3のようなランタニド酸化物(好ましくは、M=La,Sm,Dy,Pr,Tb,Gd,及びEr)、Si、シリカ、ケイ酸塩、ゼオライト、ランタニド、遷移金属、アルカリ及びNaを備えるアルカリ土類合金のような金属合金、希土類金属、Niを支持したSiO2−Al2O3若しくはSiO2、そして、白金、パラジウム、若しくは、ルテニウムを支持したアルミナの少なくとも1つのような他の支持金属、からなる群の少なくとも1つを含んでよい。支持体は、高い表面積を持ってよく、そして、R−Ni、ゼオライト、ケイ酸塩、アルミン酸塩、アルミナ、アルミナ・ナノ粒子、多孔性Al2O3、Pt、Ru、若しくはPd/Al2O3、炭素、Pt若しくはPd/Cのような高い表面積(HSA)材料、Na2CO3、シリカ及びゼオライト材料のような無機化合物、好ましくはYゼオライト粉末、フラーレン若しくはナノチューブのような炭素を含んでよい。実施例において、Al2O3(及び、存在するならば解離剤のAl2O3支持体)のような支持体は、表面改質支持体を形成するように、ランタニドのような還元剤と反応する。実施例において、表面のAlは、ランタニド置換支持体を形成するように、ランタニドと交換する。この支持体は、NaOHのようなNaH分子の源をドープされてもよく、ランタニドのような還元剤と反応させられるかもしれない。ランタニドでのランタニド置換支持体の後続反応は、それをあまり変えないであろう、そして、表面にドープされたNaOHは、還元剤ランタニドとの反応によってNaH触媒に還元され得る。
反応混合物がNaH触媒の源を含むところ、液体溶媒を含む実施例において、NaHの源は、Naの合金及び水素の源であってよい。合金は、ナトリウム金属、及び1又はそれ以上のアルカリ又はアルカリ土類金属、遷移金属、Al、Sn、Bi、Ag、In、Pb、Hg、Si、Zr、B、Pt、Pd、又は、他の金属の合金のような、本技術分野において知られているそれらの少なくとも1つを含んでよく、そして、H源はH2又は水素化物であってよい。
NaH分子の源のような試薬、ナトリウムの源、NaHの源、水素の源、置換剤、及び、還元剤は、如何なる望ましいモル比で存在する。各々は、0より大きく、100%未満のモル比である。好ましくは、モル比は類似している。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、溶媒、Na若しくはNaの源、NaH若しくはNaHの源、金属水素化物若しくは金属水素化物の源、金属水素化物を形成するための反応物若しくは反応物の源、水素の解離剤、及び、水素の源からなる群の少なくとも1シリーズのものを含む。反応混合物は、支持体を更に含んでよい。金属水素化物を形成するための反応物は、好ましくはLa若しくはGdであるランタニドを含んでよい。実施例において、Laは、LaHn(n=1,2,3)を形成するように、NaHと可逆的に反応するかもしれない。実施例において、水素化物交換反応は、NaH触媒を形成する。可逆的な−般的な反応は次の式により与えられる。
式(156)によって与えられる反応は、表3おいて与えられる他のMH−タイプ触媒に適用される。反応は、NaH触媒を形成するように、Naと反応する原子状水素を形成するように、解離させられるかもしれない水素の形成を開始するかもしれない。解離剤は、好ましくは、Pt、Pd、若しくはRu/Al2O3粉末、Pt/Ti、及び、R−Niの少なくとも1つである。優先して、Al2O3のような解離剤の支持体は、Alの代わりに表面のLaの置換を少なくとも含み、又は、Pt、Pd、若しくはRu/M2O3でMがランタニドであるものを含む。解離剤は、分離器が原子状水素を渡すところ、反応混合物の残りから分離されるかもしれない。
溶媒を除去して、H2を加えて、ふるいによってNaHと水素化ランタンを分離して、Laを形成するために水素化ランタンを熱して、LaとNaHを混合することによって、反応混合物が実施例において、再生されるかもしれないところ、適当な液体−溶媒の実施例は、溶媒、NaH、La、及び、Al2O3粉末上のPdからなる反応混合物を含む。或いは、再生は、Naを溶かして、液体を除去することによってNaとランタン水素化物を分離するステップと、Laを形成するために水素化ランタンを熱するステップと、NaからNaHへと水素化するステップと、LaとNaHを混合するステップと、溶媒を加えるステップとを含む。LaとNaHの混合は、ボールミルによってもよい。
液体−溶媒の実施例において、R−Niのような高い表面積の材料は、NaX(X=F、Cl、Br、I)がドープされる。ドープされたR−Niは、Na及びNaHの少なくとも1つを形成するために、ハロゲン化物を置き換えるであろう試薬と反応する。実施例において、反応物は、少なくとも、好ましくはK,Rb,Csの少なくとも1つであるアルカリ若しくはアルカリ土類金属である。別の実施例において、反応物は、好ましくはKH、RbH、CsH、MgH2、及びCaH2の少なくとも1つである、アルカリ若しくはアルカリ土類水素化物である。反応物は、アルカリ金属及びアルカリ土類水素化物の両方であってよい。可逆的な−般的な反応は次の式で与えられる。
A.NaH触媒を形成するためのNaOH触媒反応
NaOH及びNaがNa2O及びNaHとなる反応は次のようになる。
NaOH+2Na→Na2O+NaH (158)
発熱反応は、NaH(g)の形成を促進することができる。このように、Na金属は、触媒NaH(g)を形成するために、還元剤として機能することができる。NaHの源との類似する高い発熱還元反応を持つ適当な還元剤の他の例は、アルカリ金属、Mg及びCaの少なくとも1つのようなアルカリ土類金属、LiBH4、NaBH4、LiAlH4、若しくはNaAlH4のような金属水素化物、B、Al、Tiのような遷移金属、La、Sm、Dy、Pr、Tb、Gd、及び、Erの内の少なくとも1つのような、好ましくはLa、Tb、及びSmであるが、ランタニドである。好ましくは、反応混合物は、溶媒、NaH触媒の源を含むNaOHのようなドーパントを持つ高い表面積の材料(HSA材料)を含む。好ましくは、触媒への高い表面積を備える材料の上のドーパントの変換が、成し遂げられる。その変換は、還元反応によって起こされてよい。Naに加えて、他の好ましい還元剤は、他のアルカリ金属、Ti、ランタニド、又はAlである。好ましくは、反応混合物は、還元剤がNa又は金属間Alであるところ、好ましくはR−NiであるHSA材料にドープされたNaOHを含む。反応混合物は、水素化物又はH2ガスのようなHの源及び解離剤を更に含んでよい。ある実施例においては、H源は、水素化されたR−Niである。
液体−溶媒の実施例において、式(158)によって与えられたようなNaH触媒を生成する反応の生成物として形成されるNa2Oは、NaH触媒の源として更に機能することができるNaOHを形成するように水素の源と反応を起こす。実施例において、原子状水素の存在があるところに、式(158)からのNaOHの再生反応は、次のようになる。
Na2O+H→NaOH+Na
ΔH=−11.6kJ/mole NaOH (159)
NaH→Na+H(1/3)
ΔH=−10,500kJ/mole H (160)
NaH→Na+H(1/4)
ΔH=−19,700kJ/mole H (161)
このように、原子状水素又は原子状水素の源を備えるNaOH及びNaの少量は、式(158−161)により与えられるような再生反応の複数のサイクルを通して、順に、ハイドリノの大量生産を形成する、NaH触媒の触媒源として機能する。実施例において、式(158−161)によって与えられる反応が、NaHとH共に、ハイドリノを形成するように進むところ、式(162)によって与えられる反応からAl(OH)3は、NaOH及びNaHの源として機能することができる。
3Na+Al(OH)3
→NaOH+NaAlO2+NaH+1/2H2 (162)
液体−溶媒の実施例において、Alの金属間化合物は、NaH触媒を形成する還元剤として機能する。その可逆反応は以下のように与えられる。
3NaOH+2Al→Al2O3+3NaH (163)
この発熱反応は、NaHの再生が原子状水素の存在下にNaから生じるところ、式(25−30)によって与えられる非常な発熱反応を促進するように、NaH(g)の形成を促進することができる。
2つの適当な液体−溶媒の実施例は、Naが還元剤として機能するところ、約0.5wt%NaOHを含むNa及びR−Niの第1の反応混合物と、金属間化合物Alが還元剤として機能するところ、約0.5wt%NaOHを含むR−Niの第2の反応混合物と、を含む。反応混合物は、H源及び還元剤として機能してよいNaOH及びNaHを加えることによって、再生されてよい。
液体−溶媒の実施例において、エネルギー反応器について、NaOHのようなNaHの源は、少なくとも水素化物及び水素ガスの1つのような水素の源及び解離剤の添加により、再生される。水素化物と解離剤は、水素化されたR−Niであってよい。別の実施例において、NaOHがドープされたR−NiのようなNaHの源は、再水素化、NaHの添加、及び、NaOHの添加の少なくとも1つにより再生される。ここで、添加は物理的な混合による。最初に溶媒を除去して、混合は、ボールミルによるような方法によって機械的に実行されてよい。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、非常に安定な酸化物及びNaHを形成するために、NaOH又はNa2Oと反応する酸化物−成形の反応物を更に含む。そのような反応物構成は、セリウム、マグネシウム、ランタニド、チタン、又は、アルミニウム、又は、それらの化合物であって、AlX3、MgX2、LaX3、CeX3、及び、TiXn(Xがハロゲン化物で、好ましくは、Br又はI)のようなもの、及び、還元化合物であって、アルカリ若しくはアルカリ土類金属のようなものからなる。実施例において、NaH触媒の源は、表面でNaOHのようなナトリウム化合物からなるR−Niを含む。そして、AlX3、MgX2、LaX3、CeX3、及び、TiXn、並びに、アルカリ金属Mのような酸化物−形成の反応物とNaOHとの反応は、NaH、MX、及び、Al2O3、MgO、La2O3、Ce2O3、及び、Ti2O3をそれぞれ形成する。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、Na及びNaH分子の少なくとも1つを形成するために加えられた、NaOHをドープしたR−Ni、及び、アルカリ若しくはアルカリ土類金属からなる。Naは、NaH触媒を形成するためにR−Niのような水素化物又はH2ガスのような源からのHと更に反応する。NaHの反応に続く触媒作用反応は、式(35)によって与えられるH状態を形成する。アルカリ若しくはアルカリ土類金属Mの添加は、反応によってNa+をNaに還元してもよい。
NaOH+M to MOH+Na (164)
2NaOH+M→M(OH)2+2Na (165)
Mは、H並びにNaを形成するために、NaOHとも反応してもよい。
2NaOH+M→Na2O+H2+MO (166)
Na2O+M→M2O+2Na (167)
そして、触媒NaHは、反応によって形成されてよい。
Na+H→NaH (168)
R−Ni及び如何なる追加されたHの源からの反応と同様に、式(166)によって与えられるような反応から、Hと反応することにより、形成されてよい。Naは、適当な還元剤である。なぜなら、それがNaHの更なる源であるからである。
水素は、NaOHを還元し、NaH触媒を形成するように、加えられてよい。
NaOH+H2→NaH+H2O (169)
R−NiのHは、NaOHを還元してNa金属、及び、ポンプにより除去される水にするかもしれない。有機溶剤は、還元の前にまず除去されてよく、又は、溶融した無機溶媒が使われてもよい。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、NaH触媒を形成するためにNaHの源と反応する1又はそれ以上の化合物を含む。源は、NaOHであってよい。化合物は、LiNH2、Li2NH、及びLi3Nの少なくとも1つを含んでよい。反応混合物は、H2のような水素の源を更に含んでよい。実施例において、NaH及び水酸化リチウムを形成するため、水酸化ナトリウム及びリチウムアミドの反応は、次の通りである。
NaOH+LiNH2
→LiOH+NaH+1/2N2+LiH (170)
NaH及び水酸化リチウムを形成するため、水酸化ナトリウムとリチウム・イミドとの反応は、次の通りである。
NaOH+Li2NH
→Li2O+NaH+1/2N2+1/2H2 (171)
そして、NaH及び水酸化リチウムを形成するため、水酸化ナトリウムと窒化リチウムとの反応は、次の通りである。
NaOH+Li3N
→Li2O+NaH+1/2N2+Li (172)
B.NaH触媒を形成するためのアルカリ土類水酸化物触媒反応
液体−溶媒の実施例において、Hの源は、触媒NaHを形成するために、Naの源に提供される。Na源は、金属であってよい。Hの源は、水酸化物であってよい。水酸化物は、アルカリ、アルカリ土類水酸化物、遷移金属水酸化物、Al(OH)3の少なくとも1つであってよい。実施例において、Naは、対応する酸化物及びNaH触媒を形成するために、水酸化物と反応する。水酸化物がMg(OH)2である実施例において、生成物はMgOである。水酸化物がCa(OH)2である実施例において、生成物はCaOである。アルカリ土類酸化物は、水酸化物を再生させるために、水と反応を起こすかもしれない。水酸化物は、濾過及び遠心分離のような方法によって、沈殿物として集められることができる。
例えば、実施例において、NaH触媒を形成する反応と、Mg(OH)2に対する再生サイクルは、以下の反応式に従って行われる。
3Na+Mg(OH)2→2NaH+MgO+Na2O (173)
MgO+H2O→Mg(OH)2 (174)
液体−溶媒の実施例において、NaH触媒を形成する反応と、Ca(OH)2に対する再生サイクルは、以下の反応式に従って行われる。
4Na+Ca(OH)2→2NaH+CaO+Na2O (175)
CaO+H2O→Ca(OH)2 (176)
C.NaH触媒を形成するためのNa/N合金反応
固体及び液体状態にあるアルカリ金属は、金属である。M又はMH触媒を生成するために、Mは、アルカリ金属であり、液体又は不均−系の燃料の反応混合物は、M/N合金反応物である。実施例において、反応混合物、液体燃料反応、不均−系燃料反応、及び、再生反応は、燃料が触媒及び原子状水素の少なくとも1つを生成するところ、M/Nシステムのそれらを含む。
実施例において、反応混合物は、NaH触媒を形成するためにNaHの源と反応する1又はそれ以上の化合物からなる。反応混合物は、Na、NaH、NaNH2、Na2NH、Na3N、NH3、解離剤、H2ガス若しくは水素化物のような水素源、支持体、そして、NaX(Xはハロゲン化物である)のようなゲッターからなる群の少なくとも1つを含んでよい。解離剤は、好ましくはPt、Ru、又は、Pd/Al2O3粉末である。解離剤は、Naに適切に不活発な高い表面積を持つ支持体の上の、Pt又はPdを含んでよい。解離剤は、炭素上のPt若しくはPd又はPd/Al2O3であってよい。後者の支持体は、NaAlO2のような材料の保護表面コーティングを含んでよい。反応物は、如何なるwt%で存在してもよい。
反応混合物がH2の添加によって再生するかもしれないところ、適当な液体−溶媒の実施例は、溶媒、Na若しくはNaH、NaNH2、及び、Al2O3粉末上のPdの反応混合物からなる。
実施例において、NaNH2は反応混合物に加えられる。NaNH2は、可逆反応によってNaHを生成する。
Na2+NaNH2→NaH+Na2NH (177)
2NaH+NaNH2→NaH(g)+Na2NH+H2 (178)
ハイドリノ反応サイクルにおいて、Na−Na及びNaNH2が反応し、NaH分子及びNa2NHを形成する。そして、NaHはハイドリノとNaを形成する。このように、次の反応によるように、反応は可逆である。
Na2NH+H2→NaNH2+NaH (179)
Na2NH+Na+H→NaNH2+Na2 (180)
実施例において、この反応が触媒を生み出すもう1つであるような式(179)のNaHは分子である。
アンモニア及びナトリウム水素化物を形成するナトリウムアミドと水素との反応は次のようになる。
H2+NaNH2→NH3+NaH (181)
液体−溶媒の実施例において、この反応は可逆である。反応は、H2濃度を上昇させることによってNaHを形成するように促進され得る。或いは、正反応は、解離剤を用いて原子状水素の形成により促進され得る。反応は以下のように与えられる。
2H+NaNH2→NH3+NaH (182)
発熱反応は、NaH(g)の形成を促進することができる。
液体−溶媒の実施例において、NaH触媒は、NaNH2と水素の反応から生成するが、水素は、好ましくは反応式(181−182)で与えられるような原子状水素である。反応物の比率は、如何なる望ましい量であってよい。好ましくは、比率は、式(181−182)のそれらに対しておよそ化学量論的である。触媒反応が式(25−30)によって与えられ、ナトリウムアミドがNaとアンモニアとの反応によって追加的なNaH触媒と共に形成されるところ、触媒を形成する反応は、ハイドリノを形成するように反応されたそれを取り替えるために、H2ガス又は水素化物のようなHの源の添加と共に可逆である。
NH3+Na2→NaNH2+NaH (183)
液体−溶媒の実施例において、HSA材料は、NaNH2がドープされる。NaとNaHの少なくとも1つを形成するために、アミド基を置き換えるであろう試薬と、ドープされたHSA材料は反応を起こす。実施例において、反応物は、好ましくはLiであるが、アルカリ若しくはアルカリ土類金属である。もう1つの実施例において、反応物は、好ましくはLiHであるが、アルカリ若しくはアルカリ土類水素化物である。反応物は、アルカリ金属及びアルカリ土類水素化物の両方であってよい。水素化物、HSA材料、及び、置換試薬のような反応混合物の他の如何なる試薬によって提供されるそれに加えて、H2ガスのようなHの源が、更に供給されてよい。
液体−溶媒の実施例において、リチウムアミド、イミド、又は、窒素化合物及びNa若しくはNaH触媒を形成するために、ナトリウムアミドはリチウムとの反応を経る。リチウム・イミド及びNaHを形成するナトリウムアミドとリチウムとの反応は、以下の通りである。
2Li+NaNH2→Li2NH+NaH (184)
リチウムアミド及びNaHを形成するためのナトリウムアミドと水素化リチウムとの反応は、以下の通りである。
LiH+NaNH2→LiNH2+NaH (185)
リチウムアミド及びNaHを形成するためのナトリウムアミドとリチウムと水素との反応は、以下の通りである。
Li+1/2H2+NaNH2→LiNH2+NaH (186)
液体−溶媒の実施例において、混合物の反応は、Naを形成し、そして、反応物は、以下のような反応によって触媒NaHを形成するためにNaと反応するHの源を更に含む。
Li+NaNH2 to LiNH2+Na (187)
Na+H to NaH (188)
LiH+NaNH2 to LiNH2+Na (189)
液体−溶媒の実施例において、反応物は、好ましくはLiであるアルカリ若しくはアルカリ土類金属のようなNaNH2のアミド基を置き換える反応物であるNaNH2を含み、そして追加的に、MH(M=Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、及び、Ba)、H2、水素解離剤、及び、水素化物の内の少なくとも1つのようなHの源を含んでよい。
溶媒、M、MH、NaH、NaNH2、HSA材料、水素化物、及び解離剤のような反応混合物の試薬は、如何なる望ましいモル比でも存在する。M、MH、NaNH2、及び解離剤の各々は、モル比において、0より大きく、100%未満であり、好ましくは、これらのモル比は類似する。
分子触媒NaHを生成する液体−溶媒システムの他の実施例は、Na及びNaBH4若しくはNH4X(Xは、ハロゲンのようなアニオンである)を含む。分子NaH触媒は、Na2とNaBH4との反応によって生成することができる。
Na2+NaBH4→NaBH3+Na+NaH (190)
NH4Xは、NaNH2及びH2を生成することができる。
Na2+NH4X→NaX+NaNH2+H2 (191)
そして、NaH触媒は、Eqs.(177−189)の反応によって生成することができる。もう1つの液体−溶媒の実施例において、Na/Nシステムがハイドリノ触媒NaHを形成する反応メカニズムは、以下の通りである。
NH4X+Na−Na→NaH+NH3+NaX (192)
D.追加的なMHタイプ触媒及び反応
タイプMHのもう1つの触媒システムは、アルミニウムを含む。AlHの結合エネルギーは、2.98eVである。Alの第1及び第2のイオン化エネルギーは、それぞれ、5.985768eV及び18.82855eVである。これらのエネルギーに基づいて、AlHの結合エネルギープラスAl2+へのAlの二重イオン化(t=2)が式(36)でm=1に等しい27.79eV(27.2eV)であるので、AlH分子は、触媒及びH源として機能することができる。触媒反応は、次のように与えられる。
Al2++2e−+H→AlH+27.79eV (194)
ここで、全反応は、次のようになる。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、AlH分子及びAlH分子の源の少なくとも1つを含む。AlH分子の源は、Al金属及び好ましくは原子水素である水素の源を含んでよい。水素の源は、好ましくはR−Niである水素化物であってよい。もう1つの実施例において、触媒AlHは、還元剤と、酸化物若しくはAlの水酸化物との反応によって生成する。還元剤は、以前に与えられたNaOH還元剤の少なくとも1つを含む。実施例において、Hの源は、触媒AlHを形成するために、Alの源に供給される。Al源は、金属であってよい。Hの源は、水酸化物であってよい。水酸化物は、アルカリ、アルカリ土類水酸化物、遷移金属水酸化物、及びAl(OH)3のうち少なくとも1つであってよい。
ラネーニッケルは、以下の2つの反応ステップによって調製されることができる。
Ni+3Al→NiAl3(又はNi2Al3) (196)
Na[Al(OH)4]は、高濃度NaOHにおいて、直ちに溶解させられる。それは、脱酸素化された水で洗浄され得る。調製されたNiは、Alを含み(約10wt%、変化し得る)、多孔性で、そして、大きな表面積を持つ。それは大量のHを、Ni格子において、及び、Ni−AlHx(x=1,2,3)の形態においての両方で、含む。
R−Niは、AlH分子の化学放出を引き起こすために、もう1つの元素と反応を起こしてよい。そして、AlH分子は、それから、式(193−195)によって与えられる反応による触媒作用を経る。実施例において、AlH放出は、還元反応、エッチング、又は、合金形成によって引き起こされる。そのような他の元素Mは、AlHx成分が引き続き触媒作用を受けるAlH分子を放出するようにさせる、R−NiのNi部分と反応するアルカリ若しくはアルカリ土類金属である。実施例において、Mは、AlHを形成するためにHと更に反応するかもしれないAl金属を形成するために、Al水酸化物若しくは酸化物と反応するかもしれない。反応は、加熱により開始され得、そして、反応速度は、温度をコントロールすることによってコントロールされてよい。溶媒、M(アルカリ若しくはアルカリ土類金属)、及び、R−Niは、如何なる望ましいモル比ででも存在する。溶媒、M、及びR−Niの各々は、モル比において、0より大きく、100%未満である。好ましくは、M及びR−Niのモル比は類似する。
液体−溶媒の実施例において、Ni、Cu、Si、Fe、Ru、Co、Pd、Pt、及び、他の元素及び化合物の少なくとも1つを含む合金又はR−Niのような、本技術分野で知られているAlの合金又は他のレーニー金属及びR−Niを、AlHの源は含む。R−Ni又は合金は、Zn、Mo、Fe、及び、Crの内の少なくとも1つのようなプロモーターを更に含んでよい。R−Niは、W.R.グレイス・レーニー2400、レーニー2800、レーニー2813、レーニー3201、レーニー4200、又は、これらの材料のエッチングされた若しくはNaドープされた実施例の少なくとも1つであってよい。AlH触媒システムのもう1つの液体−溶媒の実施例において、Niに対するAlの比率が、約10−90%の範囲、好ましくは約10−50%の範囲、そして、より好ましくは約10−30%の範囲にあるところ、触媒の源はNi/Al合金を含む。触媒の源は、パラジウム若しくはプラチナを含んでよく、更に、レーニー金属としてAlを含んでよい。
タイプMHのもう1つの触媒システムは、塩素を含む。HClの結合エネルギーは、4.4703eVである。Clの第1、第2、及び、第3のイオン化エネルギーは、それぞれ、12.96764eV、23.814eV、及び、39.61eVである。これらのエネルギーに基づいて、HClの結合エネルギープラスCl3+へのClの3重のイオン化(t=3)が式(36)でm=3に等しい80.86eV(3・27.2eV)であるので、HClは触媒及びH源として機能することができる。触媒反応は、次のように与えられる。
Cl3++3e−+H→HCl+80.86eV (199)
全反応は、次の通りである。
液体−溶媒の実施例において、反応混合物は、HCl又はHClの源を含む。源は、NH4Cl又は固体酸、及び、アルカリ若しくはアルカリ土類塩化物のような塩化物であってよい。固体酸は、MHSO4、MHCO3、MH2PO4、及び、MHPO4の少なくとも1つであってよい。ここで、Mは、アルカリ若しくはアルカリ土類カチオンのようなカチオンである。他のそのような固体酸は、当業者に知られている。実施例において、反応混合物は、H2SO4のような強酸及びNaClのようなイオン化合物を含む。NaClのようなイオン化合物と酸との反応は、ハイドリノ触媒及びH源として機能するようにHClを生成する。
−般に、t電子の結合エネルギーとイオン化エネルギーの合計がおよそmが整数である3・27.2eVであるように、連続したエネルギーレベルに各々M−水素結合の切断プラス原子Mからのt電子のイオン化により提供されるハイドリノを生成するMHタイプ水素触媒は、表3において与えられる。各々のMH触媒は、第1のコラムに与えられ、そして、対応するM−H結合エネルギーはコラム2で与えられる。第1のコラムに与えられるMH種の原子Mは、イオン化されるが、コラム2で、結合エネルギーの追加に関する3・27.2eVの正味の反応エンタルピーを提供する。触媒のエンタルピーは、第8のコラムで与えられるが、mの値は第9のコラムで与えられる。イオン化に寄与する電子は、イオン化ポテンシャル(イオン化エネルギー又は結合エネルギーとも呼ばれる)に関し与えられる。例えば、NaHの結合エネルギー(1.9245eV)は、コラム2で与えられる。原子又はイオンの第n番目の電子のイオン化ポテンシャルは、IPnによって指定され、CRCによって与えられる。即ち、例えば、Na+5.13908eV→Na++e−及びNa++47.2864eV→Na2++e−。それぞれ、第1のイオン化ポテンシャル、IP1=5.13908eVと、第2のイオン化ポテンシャル、IP2=47.2864eVは、第2、及び、第3コラムにおいて与えられる。NaH結合の切断及びNaの二重イオン化のための正味の反応エンタルピーは、54.35eVであり、第8のコラムで与えられ、また、式(36)においてm=2であり、第9のコラムで与えられる。追加的に、Hは表3で与えられるMH分子の各々と反応することができ、それにより、典型的な式(23)によって与えられるように、MH単独の触媒反応性生物に相対して、1つだけ量子数pが増加させられる(式(35))ハイドリノを形成する。
MHタイプ触媒の他の液体−溶媒の実施例において、反応物はSbH、SiH、SnH、及びInHの源を含む。触媒MHを提供する実施例において、源は、M及びH2の源、及び、Sb、Si、Sn、及び、Inの1つとH2の源からなるMHx、そして、SbH3,、SiH4、SnH4、及び、InH3のうちの少なくとも1つを含む。
液体−溶媒の反応混合物は、更に、Hの源及び触媒の源を含み、ここで、H及び触媒の少なくとも1つの源が固体酸又はNH4Xであってよく、更にここで、HCl触媒を形成するためにXはハロゲンであるが、好ましくはClである。好ましくは、反応混合物は、Xが好ましくはClであるハロゲンであるが、溶媒、NH4X、固体酸、NaX、LiX、KX、NaH、LiH、KH、Na、Li、K、支持体、水素解離剤、及び、H2のうちの少なくとも1つを含んでもよい。固体酸は、NaHSO4、KHSO4、LiHSO4、NaHCO3、KHCO3、LiHCO3、Na2HPO4、K2HPO4、Li2HPO4、NaH2PO4、KH2PO4、及び、LiH2PO4であってよい。触媒は、NaH、Li、K、及び、HClのうちの少なくとも1つであってよい。反応混合物は、解離剤及び支持体の少なくとも1つを更に含んでもよい。
AlH及びAlのようなM合金からなるMHの源の各々の場合において、それぞれ、合金は、H2ガスのようなH2の源で水素化されてよい。H2は、反応の間、合金に供給され得る。或いは、反応の間、Hの圧力の変化と共に望ましいH量の合金を形成するように、H2は供給され得る。この場合、最初のH2圧は、約0であってよい。合金は、アルカリ若しくはアルカリ土類金属のような金属の添加により活性化されてよい。MH触媒及びMHの源のために、水素ガスは、約133Paから100atmの、好ましくは、約13,300Paから10atmの、更に好ましくは、約66,700Paから2atmの範囲内に維持されてよい。他の実施例において、水素の源は、アルカリ若しくはアルカリ土類金属水素化物又は遷移金属水素化物のような水素化物からである。
2つのH原子がイオン化するとき、式(35)によって与えられる状態を形成するように1つのH原子は遷移を経るところ、高密度の原子状水素は、ハイドリノを形成するために三体衝突反応を経ることができる。その反応は、次のように与えられる。
2H++2e−→2H[aH]+27.21eV (202)
全反応は次のようになる。
別の実施例において、反応は次のように与えられる。
2Hfast ++2e−→2H[aH]+54.4eV (205)
さらに、全反応は、次のようになる。
液体−溶媒の実施例において、高密度におけるH原子を供給する材料は、R−Niである。原子状水素は、セルに供給されるH2ガスのようなH2源からH2の解離、及び、R−Ni内のHの分解の少なくとも1つからであってよい。触媒作用を引き起こすために原子状水素の層の生産を強化するように、アルカリ若しくはアルカリ土類金属MとR−Niとは反応を起こしてもよい。混合が水素の添加が続く金属Mを蒸発させて再生することができる溶媒から再水素化物まで、R−Niは、R−Niを分離した。
VII.追加的なH自動触媒反応
単にH原子だけを含むもう1つの触媒反応において、2つの熱いH2分子が衝突して、3つのH原子が第4のH原子のために3・27.2eVの触媒として機能するように、解離する。そして、3つの原子が共鳴して及び非放射的に、第4の水素原子から81.6eVを受取り、3Hが触媒として機能するところ、4つの水素原子間の反応は、次のようになる。
3Hfast ++3e−→3H+81.6eV (208)
全反応は次のようになる。
式(207)の中間体のH*[aH/(3+1)]による、極紫外線連続放射バンドは、122.4eV(10.1nm)で短波長遮断をし、より長い波長に延びることが予測される。
−般に、3・27.2eVの受領によってHからH[aH/(p=3+1)]への移行は、次のエネルギーでの短波長遮断を持つ連続バンドを与える。
上記エネルギーは、次の式により与えられる。
これは、91.2/m2nmに対応し、対応するカットオフ(遮断)よりも長波長に延びる。
H2と熱いHとの衝突を含む別の触媒反応が生じると、H原子の2つの各々が第3の原子を形成するために13.6eVを受領し、そして、第3の原子に対して、27.2eVの触媒として機能するようにイオン化する。そして、2Hが触媒として機能するように第3の水素原子から、2つの原子は27.2eVを共鳴的にかつ非放射的に受領することができる、水素間の反応は、次のように与えられる。
2H++2e−→2H+27.2eV (212)
全反応は、次のようになる。
式(211)のH*[aH/(1+1)]中間体による極紫外線連続放射バンドは、13.6eV(91.2nm)で短波長遮断を持ち、長波長に延びると予測されている。第2の水素原子から27.2eVで受け入れることにより触媒として、H原子が機能するところ、91.2の連続バンドを与えるための別の反応を、高密度は認める。
高磁界が存在する場合、最終状態ハイドリノ原子の結合エネルギーでの短波長遮断でもって、連続体バンドとして、放出される結合エネルギーとともに、直接的に分数状態にイオン化した電子が移行する。
極紫外線連続放射線バンドは、それぞれ、54.4eV(22.8nm)と122.4eV(10.1nm)で短波長遮断を持ち、より長い波長に延びると予測される。多極化及び対応する選択規則により、H(1/4)は好ましい状態である。極紫外線連続放射は、217.6eV(5.7nm)での短波長遮断を持ち、より長波長側に延びると予測される。
分子ハイドリノH2(1/p)のイオン化ポテンシャルは、次のようになる。
IP1=ET〔H2 +(1/p)〕−ET(H2(1/p))
=−p216.13392eV−p30.118755eV
−(−p231.351eV−p30.326469eV)
=p215.2171eV+p30.207714eV (216)
分子ハイドリノH2(1/p)結合エネルギーEDは次のように与えられる。
ED=−p227.20eV−ET
=−p227.20eV
−(−p231.351eV−p30.326469eV)
=p24.151eV−p30.326469eV (217)
本開示のもう1つの側面は、EUV放射線の光源からなる。光源は、イオン化閾値にまで分子ハイドリノガスを励起するような要素及び分子ハイドリノガスを含む。脱励起エネルギーは、式(216)によって与えられる。励起は、好ましくは電子線である、粒子線でされてよい。分子ハイドリノ・ガスは、マトリックスに、好ましくはアルカリ若しくはアルカリ土類ハロゲン化物結晶にトラップされてよい。結晶は、2kVのような高エネルギーにて電子ビームで爆撃してもよく、これにより励起がなされ、続いて脱励起の発光が生じる。もう1つの実施例において、脱励起は、さらに分子ハイドリノ結合の切断という結果になる。式(216)及び(217)によって与えられるエネルギーにおける違いによって、発光エネルギーが次のように与えられる。
Eemission=p211.0661eV−p30.118755eV
(218)
p=4に対して、放射線は、7.3nm(169.5eV)であるが、これは、超紫外線(EUV)である。この光は、マイクロエレクトロニクス素子を作るために、EUVリソグラフィ用となり得た。
実施例において、ここに明らかにされるように、それぞれ、Rb若しくは水素化物のようなRb+の源、又は、Cs金属若しくは水素化物のようなCsの源は、Rb+又はCs触媒の源として、それぞれ機能してよい。
ハイドリノ水素化物イオンは、分子ハイドリノを形成するために酸素又は硫黄のような酸化剤と反応してよい。典型的な反応は以下の通りである。
2H−(1/p)+S→H2(1/p)+S2− (219)
2H−(1/p)+O2→H2(1/p)+O2 2− (220)
このように、ハイドリノ化学反応の実施例において、ハイドリノ水素化物は、それが望ましい生成物であるときに、分子ハイドリノに変換されてよい。
VIII.水素ガス放出パワー及びプラスマ・セル及び反応器
本開示の水素ガス放出パワーとプラズマ・セルと反応器は、図5に示される。図5の水素ガス放出パワーとプラズマ・セルと反応器は、チャンバー300を持つ水素ガス−充満グロー放電真空室315を含むガス放出セル307を含む。水素源322は、水素供給通過342を介して、調節弁325によりチャンバー300に水素を供給する。触媒は、セル・チャンバー300に含まれる。電圧及び電流源330は、電流がカソード305とアノード320の間を通るようにする。電流は可逆であってよい。
実施例において、カソード305の材料は、Fe、Dy、Be、及びPdのような触媒の源であってよい。水素ガス放出パワーとプラズマ・セルと反応器のもう1つの実施例において、容器313の壁は、導電性で、電極305を取り替えるカソードとして機能し、アノード320は、ステンレス鋼空洞アノードのような空洞であるかもしれない。放出は、触媒源を蒸発させ触媒にするかもしれない。分子水素は放出によって解離されるかもしれず、それにより水素原子が形成され、ハイドリノとエネルギーが生成されるかもしれない。追加の解離は、チャンバーで内で水素解離剤によって提供されるかもしれない。
水素ガス放出パワーとプラズマセルと気相で触媒作用が生じる反応器とのもう1つの実施例は、制御可能なガス状の触媒を利用する。ハイドリノへの変換のためのガス状の水素原子は、分子水素ガスの放出によって供給される。ガス放出セル307は、触媒リザーバー395から反応チャンバー300へとガス状の触媒350の通過のための触媒供給通路341を有する。触媒リザーバ395は、ガス状の触媒を反応室300に供給するために、電源372を備える触媒リザーバ・ヒーター392で加熱される。その電源372によってヒーター392を調節することによって、触媒リザーバ395の温度をコントロールすることによって、触媒蒸気圧力がコントロールされる。反応器は、選択的なベント・バルブ301を更に含む。ステンレス鋼、タングステン、又は陶製ボートのような耐薬品性の口の開いた容器は、ガス放出セル内に配置され、触媒を含んでよい。ガス状の触媒を反応室に供給するために関連した電源を使っているボート・ヒーターで、触媒ボートの中の触媒は、熱されてよい。或いは、ボートの中の触媒が、昇華され、沸騰され、揮発化されて気相になるように、白熱ガス放出セルが高温で操作される。その電源でヒーターを調節することによってボート又は放出セルの温度をコントロールすることによって、触媒蒸気圧力はコントロールされる。セルにおいて触媒が凝集することを妨ぐために、温度は、触媒源、触媒リザーバー395、又は、触媒ボートの温度より上に維持される。
実施例において、触媒作用は気相で生じ、リチウムは触媒であり、そして、リチウム金属のような原子リチウム又はLiNH2のようなリチウム化合物の源は、約300−1000℃の範囲内にセルの温度を維持することによりガス状にされる。最も好ましくは、セルは約500−750の℃の範囲で維持される。原子及び/又は分子の水素反応物は、好ましくは約13.3Paから約13,300Paの範囲であるが、大気圧より低い圧力で維持される。最も好ましくは、望ましい動作温度に維持されるセル内にリチウム金属及びリチウム水素化物の混合物を維持することによって、圧力は決定される。動作温度範囲は、好ましくは約300−1000℃の範囲であり、そして、最も好ましくは、300−750℃の動作温度範囲でのセルについて圧力が達成できるものであることである。電源385で動力が与えられる図5の380のような加熱コイルによって、望ましい動作温度にセルは制御され得る。セルは、内部の反応チャンバー300と外の水素リザーバ390を更に含んでよく、2つのチャンバーを分離している壁313を通して水素の拡散によりセルに水素が供給されてよい。壁の温度は、拡散速度をコントロールするために、ヒーターを用いてコントロールされてよい。拡散速度は、水素リザーバで水素の圧力をコントロールすることによってさらにコントロールされてよい。
Li、LiNH2、Li2NH、Li3N、LiNO3、LiX、NH4X(Xはハロゲン)、NH3、LiBH4、LiAlH4、及び、H2の群の種からなる反応混合物を有するシステムのもう1つの実施例において、反応物の少なくとも1つは、1又はそれ以上の試薬を添加することにより、及び、プラズマ再生によって再生する。プラズマは、NH3及びH2のようなガス1つであってよい。プラズマは、そのままで維持されてよい(反応セル内で)、又は、反応セルと連通する外部セル内で維持されてもよい。他の実施例において、K、Cs、及び、Naは、触媒が原子K、原子Cs、及び、分子NaHであるところ、NaがLiに取って代わる。
触媒の圧力を欲求レベルに維持するために、水素源としての透過があるセルは、シールされてよい。或いは、反応ガス混合体と接触している弁が望ましい温度に維持されるように、セルは各々の入口又は出口で耐熱弁を更に含んでよい。
セルを絶縁することにより、及び、ヒーター380で補助的なヒーター・パワーを適用することによって、広い範囲に渡り、独立して、プラズマセル温度をコントロールできる。このように、触媒蒸気圧力は、プラズマ・パワーから独立してコントロールできる。
放電電圧は、約100から10,000ボルトの範囲にあってよい。電流は、望ましい電圧で如何なる望ましい範囲にあってもよい。更にまた、プラズマは、如何なる所望の周波数範囲、オフセット電圧、ピーク電圧、ピーク電力、及び、波形で脈打たせてもよい。
もう1つの実施例において、プラズマは、触媒の又は触媒の源である種の反応物の溶媒のような液体媒体中において、生じるかもしれない。
IX.燃料電池及びバッテリ
図6に示される燃料電池及びバッテリー400の実施例において、固体燃料又は不均−系触媒を含むハイドリノ反応物は、対応する半電池反応のための反応物を含む。操作の間、触媒は原子状水素と反応し、そして、エネルギー伝達は結果として触媒のイオン化となる。アノード410がイオン化電子電流を究極的には受け入れるので、アノード・コンパートメント402内で反応が起きてもよい。Li、K、及び、NaHの少なくとも1つは、ハイドリノを形成するように、触媒として機能してよい。原子状水素から触媒への27.2eVの整数倍の無放射状態でのエネルギー伝達の反応ステップは、結果としてイオン化された触媒と自由電子となる。ACのような支持体は、アノードと電気的な接触している伝導性の電子受容体として機能してよい。最終的な電子−受容体反応物は、ハイドリノを形成するための触媒反応から放出される電子を究極的にあさるカソード・セル反応混合物の成分である正に荷電した対イオンの源や、フリーラジカルのような酸化剤若しくはその源を含む。酸化剤又はカソード−セル反応混合物は、カソード405を備えるカソードコンパートメント401内に存在する。好ましくは、酸化剤は、酸素若しくは酸素の源、好ましくはF2又はCl2であるハロゲン若しくはハロゲンの源、CF4、SF6、及び、NF3のうちの少なくとも1つである。操作の間、触媒のイオンのような対イオンは、アノードコンパートメントに、好ましくは塩橋420を通ってカソードコンパートメントに動くかもしれない。各セル反応は、追加の反応物によって供給されるかもしれず、また、生成物は、生成物保管庫430と431に対するリザーバ又は反応物の源へ、通路460と461を通って除去されるかもしれない。
特定の実施例において、ここに明らかにされる、反応物を再生させ、反応を維持して、より低いエネルギーの水素を形成するパワーの、化学的な、バッテリーの及び燃料電池のシステムは、ハイドリノを形成する際に消費される水素だけが置き換えられる必要があることを除けば、閉じた系とすることができ、消費された水素燃料は水の電気分解から得ることが出来る。
X.化学反応器
本開示は、ジハイドリノ分子及びハイドリノ・ヒドリド化合物のような、本開示の増加した結合エネルギー水素化合物を生産するための他の反応器にもまた、関係する。触媒作用の更なる生成物は、セルのタイプによるが、パワー及びオプションとしてプラズマ及び光である。そのような反応器は、以下「水素反応器」又は「水素セル」と称する。水素反応器は、ハイドリノを作るためのセルを含む。ハイドリノを作るためのセルは、ガス放電セル、プラズマトーチ・セル、又は、マイクロ波パワー・セルのような化学反応器又は気体燃料電池の形であるかもしれない。ハイドリノを作るためのセルの典型的な実施例は、液体燃料電池(セル)、固体燃料電池(セル)、及び、不均−燃料電池(セル)の形であるかもしれない。これらのセルの各々は、(i)原子状水素の源と;(ii)ハイドリノを作るための固体触媒、融解触媒、液体触媒、ガス状触媒、又はそれらの混合物から選ばれる少なくとも1つの触媒と;及び(iii)反応している水素のための容器及びハイドリノを作るための触媒とを含む。ここに使われ、本開示によって考慮された、用語「水素」は、特に明記しない限り、プロチウム(proteum)(1H)だけでなく、デューテリウム(2H)もとトリチウム(3H)をも含む。ハイドリノ反応の反応物としてのデューテリウムが使用される場合、不均−系燃料と固体燃料のヘリウム生成物又はトリチウム生成物の相対的な極微量は予想される。
ハイドリノ・ヒドリド化合物のようなより低い−エネルギー水素から成っている化合物を合成するために化学反応器の実施例おいて、鉄の対イオン、好ましくは炭化鉄、酸化鉄、又は、FeI2若しくはFeI3のような揮発性の鉄塩、の置換によるH−(1/P)と反応する正の酸化状態にある鉄を含む鉄塩を用いて、鉄ハイドリノ水素化物フィルムが合成される。触媒は、K、NaH、又は、Liであることができる。Hは、H2及びR−Ni又はPt/Al2O3のような解離剤から存在し得る。もう1つの実施例において、鉄ハイドリノ水素化物は、R−Niのような解離剤及びH2ガスのような水素の源、及び、NaH、Li、又はKのような触媒、反応器の操作温度で分解する鉄水素化物のような鉄の源から形成される。マンガン・ハイドリノ水素化物は、R−Niのような解離剤及びH2ガスのような水素の源、及び、NaH,Li,又はK,のような触媒、反応器の操作温度で分解するMn(II)2,4−ペンタンジオナートのような有機金属のようなマンガン源から形成されてよい。実施例において、反応器は約25℃から800℃の温度範囲に、好ましくは約400℃から500℃の範囲に維持される。
アルカリ金属が気相において共有結合性の二原子分子であるので、実施例において、増加した結合エネルギー水素化合物を形成する触媒は、少なくとも1つの他の元素との反応によって源から形成される。K又はLiのような触媒は、XがハロゲンとしてKHX LiHXを形成するために、KX又はLiXのようなアルカリ・ハロゲン化物におけるK又はLi金属の分散により生成されてよい。触媒K又はLiは、それぞれLiH及びLi又はKH及びKを形成するために、原子状Hと、蒸発したK2又はLi2との反応によって、生成されてもよい。増加した結合エネルギー水素化合物は、MHXであってもよい。ここで、Mはアルカリ金属、Hはハイドリノ水素化物、Xは1価の負に荷電したイオンで、好ましくは、ハロゲン及びHCO3 −の1つである。実施例において、Hがハイドリノ水素化物であるKHCl又はKHIを形成するための反応混合物は、KX(X=Cl,I)でカバーされたK金属及び解離剤と、好ましくは、ニッケル・スクリーン及びR−Niのようなニッケル金属とをそれぞれ含む。水素の添加と共に、高温度に好ましくは400−700℃の範囲に反応混合物を維持することによって、反応は実行される。好ましくは、水素の圧力は、約5PSIのゲージ圧で維持される。このように、MXがKの上に置かれ、K原子はハロゲン格子を通って移動し、ハロゲンがKを分散するように機能し、K2に対して解離剤として行動し、KHXを形成するためにR−Ni又はニッケル・スクリーンのような解離剤からHとの界面に反応する。
ハイドリノ・ヒドリド化合物の合成のための適当な反応混合物は、触媒、水素の源、酸化剤、還元剤、及び、支持体からなる群から少なくとも2つのシリーズを含むが、ここで、酸化剤は、S2Cl2、SCl2、S2Br2、S2F2、CS2、Sb2S5、のようなSxXy、SOCl2、SOF2、SO2F2、SOBr2、P、P2O5、P2S5、のようなSOxXy、PF3、PCl3、PBr3、PI3、PF5、PCl5、PBr4F、又は、PCl4F,のようなPxXy、POBr3、POI3、POCl3、又は、POF3、のようなPOxXy、PSBr3、PSF3、PSCl3、のようなPSxXy、P3N5、(Cl2PN)3、又は(Cl2PN)4、(Br2PN)x、のようなリン−窒素化合物(Mはアルカリ金属。x及びyは整数。Xはハロゲン。)、O2、N2O、及びTeO2、そして、SF6、S、SO2、SO3、S2O5Cl2、F5SOF、M2S2O8,のような硫黄、リン、及び、酸素の少なくとも1つの源である。酸化剤は、好ましくはフッ素であるハロゲンの源で、例えばCF4、NF3、又は、CrF2のようなものを含んでよい。混合物は、また、MgS及びMHS(Miはアルカリ金属である)のようなリン又は硫黄の源としてゲッターを含んでよい。適当なゲッターは、通常のHピークの高磁場であるハイドリノ水素化物ピーク及び通常のHで高磁場にシフトしたNMRピークを生じる化合物又は原子である。適当なゲッターは、元素のS、P、O、Se、及びTeを含むか、または、S、P、O、Se、及びTeを含む化合物を含む。ハイドリノ水素化物イオンのための適当なゲッターの−般的な特性は、基本的な形態において、ドープされた基本的な形で、又は、ハイドリノ水素化物イオンをトラップして、安定化させる他の元素と共に、鎖、籠、又は、リングを形成するということである。好ましくは、H−(1/p)は固体又は溶液NMRで観察され得る。もう1つの実施例において、NaH又はHClは、触媒として機能する。適当な反応混合物は、MX及びM’HSO4を含む。ここで、好ましくはNaとKであるが、MとM’はアルカリ金属であり、好ましくはClであるが、Xはハロゲン元素である。
(1)NaH触媒,MgH2、SF6、及び活性炭(AC)、(2)NaH触媒、MgH2、S、及び、活性炭(AC)、(3)NaH触媒、MgH2、K2S2O8、Ag、及び、AC、(4)KH触媒、MgH2、K2S2O8、及びAC、(5)MH触媒(M=Li、Na、K)、Al、又は、MgH2、O2、K2S2O8、及び、AC、(6)KH触媒、Al、CF4、及び、AC、(7)NaH触媒t、Al、NF3、及び、AC、(8)KH触媒、MgH2、N2O、及び、AC、(9)NaH触媒、MgH2、O2、及び、活性炭(AC)、(10)NaH触媒、MgH2、CF4、及び、AC、(11)MH触媒、MgH2、(M=Li、Na、又は、K)P2O5(P4O10)、及び、AC、(12)MH触媒、MgH2、MNO3、(M=Li、Na、又は、K)及び、AC、(13)NaH又はKH触媒、Mg、Ca、又は、Sr、好ましくはFeCl2、FeBr2、NiBr2、MnI2である遷移金属ハロゲン化物、又は、EuBr2のような希土類ハロゲン化物、及び、AC、及び、(14)NaH触媒、Al、CS2、及び、ACの少なくとも1つを含む反応混合物は、粉末を生成するのに、また、より低いエネルギーの水素化合物を生成するために適当なシステムである。上記に与えられる典型的な反応混合物の他の実施例において、触媒カチオンはLi、Na、K、Rb、又は、Csの1つを含み、前記反応混合物の他の種は、反応1から14のそれらから選ばれる。反応物は、如何なる望ましい比であってもよい。
ハイドリノ反応生成物は、それぞれ、通常の分子水素又は水素化水素の高磁場側にシフトしたプロトンNMRピークを持つ水素化物イオン及び水素分子の少なくとも1つである。実施例において、水素生成物は、水素以外の元素に結びつく。ここで、プロトンNMRピークは、その生成物と同じ分子式を持つ化合物、種、又は、通常の分子のそれから高磁場側にシフトし、或いは、前記化合物、種、又は、通常の分子は室温で安定ではない。
実施例において、パワーと増加した結合エネルギー水素化合物は、LiNO3、NaNO3、KNO3、LiH、NaH、KH、Li、Na、K、H2、カーボンのような支持体、例えば活性炭、好ましくはMgH2である、金属若しくは金属水素化物還元剤の2又はそれ以上を含む反応混合物によって生成される。反応物は如何なるモル比でもよい。好ましくは、反応混合物は、9.3mole%のMH、8.6mole%のMgH2、74mole%のAC、7.86mole%のMNO3(MはLi、Na、又はK)を含む。ここで、各種のモル%は、各種に与えられたもののプラス又はマイナスでファクタ10(10倍)の範囲内で変化することができる。好ましい1/4の状態を持つ生成物分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオンは、それぞれ、約1.22ppm及び−3.85ppmで、液体NMRを用いて観察することができる。これは、生成物混合物をNMR溶媒(好ましくは重水素化DFM)で、抽出して行う。生成物M2CO3は、MHMHCO3のような化合物を形成するために、ハイドリノ水素化物イオンに対するゲッターとして機能してよい。
もう1つの実施例において、パワーと増加した結合エネルギー水素化合物は、LiH、NaH、KH、Li、Na、K、H2、金属又は金属水素化物還元剤、好ましくはMgH2又はAl粉末、好ましくはナノパウダー、炭素のような支持体、好ましくは活性炭素、フッ素ガス又はフルオロカーボンのようなフッ素の源、好ましくはCF4又はヘキサフルオロベンゼン(HFB)からなる種の2又はそれ以上を含む反応混合物によって生成される。反応物は如何なるモル比でもあり得る。好ましくは、反応混合物は、9.8mole%のMH、9.1mole%のMgH2又は9mole%のAlナノパウダー、79mole%のAC、2.4mole%のCF4又はHFB(MはLi、Na、又はK)からなる。ここで、各種のモル%は、各種に与えられたもののプラス又はマイナスでファクタ10(10倍)の範囲内で変化することができる。好ましい1/4の状態を持つ生成物分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオンは、それぞれ、約1.22ppm及び−3.86ppmで、液体NMRを用いて観察することができる。これは、生成物混合物をNMR溶媒(好ましくは重水素化DFM又はCDCl3)で、抽出して行う。
もう1つの実施例において、パワーと増加した結合エネルギー水素化合物は、LiH、NaH、KH、Li、Na、K、H2、好ましくはMgH2又はAl粉末である金属若しくは金属水素化物還元剤、カーボンのような支持体、好ましくは活性炭、及び、好ましくはSF6であるフッ素の源という種から2又はそれ以上を含む反応混合物によって生成される。反応物は如何なるモル比でもあり得る。好ましくは、反応混合物は、10mole%のMH、9.1mole%のMgH2又は9mole%のAl粉末、78.8mole%のAC、24mole%のSF6(MはLi、Na、又はK)からなる。ここで、各種のモル%は、各種に与えられたもののプラス又はマイナスでファクタ10(10倍)の範囲内で変化することができる。適当な反応混合物は、NaH、MgH2、又は、Mg、AC、及び、SF6をこれらのモル比において含む。好ましい1/4の状態を持つ生成物分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオンは、それぞれ、約1.22ppm及び−3.86ppmで、液体NMRを用いて観察することができる。これは、生成物混合物をNMR溶媒(好ましくは重水素化DFM又はCDCl3)で、抽出して行う。
もう1つの実施例において、パワーと増加した結合エネルギー水素化合物は、LiH、NaH、KH、Li、Na、K、H2、好ましくはMgH2又はAl粉末である金属又は金属水素化物還元剤、カーボンのような支持体、好ましくは活性炭、及び、硫黄、リン、及び酸素の少なくとも1つの源、好ましくはS若しくはP粉末、SF6、CS2、P2O5、及び、MNO3(Mはアルカリ金属)からなる種の2又はそれ以上からなる反応混合物によって形成される。反応物は如何なるモル比でもあり得る。好ましくは、反応混合物は、8.1mole%のMH、7.5mole%のMgH2又はAl粉末、65mole%のAC、及び、19.5mole%のS(MはLi、Na、又は、K)からなる。ここで、各種のモル%は、各種に与えられたもののプラス又はマイナスでファクタ10(10倍)の範囲内で変化することができる。適当な反応混合物は、NaH、MgH2、又は、Mg、AC、及び、Sをこれらのモル比において含む。好ましい1/4の状態を持つ生成物分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオンは、それぞれ、約1.22ppm及び−3.86ppmで、液体NMRを用いて観察することができる。これは、生成物混合物をNMR溶媒(好ましくは重水素化DFM又はCDCl3)で、抽出して行う。
もう1つの実施例において、パワーと増加した結合エネルギー水素化合物は、NaHSを含む反応混合物によって生産される。ハイドリノ水素化物イオンは、NaHSから分離されてよい。実施例において、H2(1/4)を形成するために、溶媒(好ましくはH2O)のようなプロトンの源とさらに反応を起こすかもしれないH−(1/4)を形成するために、固相反応がNaHSの中で起こる。
実施例において、ハイドリノ・ヒドリド化合物は浄化されてよい。精製法は、抽出及び再結晶化を適当な溶媒を使って行うステップの少なくとも1つを含む。この方法は、クロマトグラフィー及び無機化合物の分離に対する他の技術であって当業者に知られているものを更に含んでもよい。
液体−燃料の実施例において、溶媒は、好ましくはフッ素であるハロゲン官能基を持つ。適当な反応混合物は、NaHのような触媒に添加され、活性炭、フッ化ポリマー、又は、R−Niのような支持体と混合される、ヘキサフルオロベンゼン及びオクタフルオロナフタレンの少なくとも1つからなる。反応混合物は、当業者に知られている応用において、使われるかもしれないエネルギー物質からなるかもしれない。高エネルギー・バランスによる適当な応用は、推進薬及びピストン−エンジン燃料である。実施例において、望ましい生成物は、集められるフラーレン及びナノチューブの少なくとも1つである。
実施例において、分子ハイドリノH2(1/p)、そして、好ましくはH2(1/4)は、水素化物バッテリー及び表面コーティングのような適用において使用されるかもしれない対応する水素化物イオンを形成するように更に還元される生成物である。分子ハイドリノ結合は、衝突方法によって壊れるかもしれない。H2(1/p)は、プラズマ又はビーム状態のイオン又は電子とのエネルギー衝突を介して解離されるかもしれない。解離したハイドリノ原子は、それから、望ましい水素化物イオンを形成するために反応するかもしれない。
更なる実施例において、分子ハイドリノH2(1/p)、好ましくはH2(1/4)は、核磁気共鳴画像法(MRI)の造影剤として使われる生成物である。この造影剤は、吸入され肺を画像化する。ここで、通常のHと比較して、その高磁場化学シフトは、それが識別可能でかつ選択的であることを許可する。別の実施例において、より低いエネルギー水素化合物及びより低いエネルギー水素種、例えばH−(1/p)のうち少なくとも1つは、抗脂質異常症剤薬、抗コレステロール薬、避妊薬、抗凝固物質、抗炎症薬、免疫抑制薬、抗不整脈薬、抗悪性腫瘍薬、高血圧治療薬、エピネフリン遮断薬、心臓変力薬、抗鬱薬、利尿剤、抗かび剤、抗菌薬、抗不安薬、鎮静剤、筋弛緩薬、抗痙攣薬、潰瘍病の治療のための薬剤、喘息と過敏性反応の治療のための薬剤、反血栓塞栓性薬剤、筋ジストロフィーの治療のための薬剤、治療的流産をもたらす薬剤、貧血の治療のための薬剤、同種移植片生き残りを改善する薬剤、プリン代謝の障害の治療のための薬剤、虚血性心疾患の治療のための薬剤、麻酔性禁断の治療のための薬剤、二次伝達物質イノシトール三リン酸エステルの影響を活性化する薬剤、脊髄反射を妨げる薬剤、及び、AIDSの治療のための薬を含む抗ウイルス薬、からなる群から少なくとも1つを含む医薬品である。自然に生じる製剤において、低−エネルギー水素化合物及び低−エネルギー水素種の少なくとも1つは、自然に生じるより高い濃度のような望ましい濃度を持つようになされる。
XI.実験
A.水―流れ、バッチ熱量計
各入力infraの右手側に挙げられる触媒反応混合物のエネルギー及び電力の釣り合い(balance)は、約130.3cm3の容積(内径(ID)が3.81cm、長さが11.43cm、壁の厚みが0.508cm)又は1988cm3の容積(内径(ID)が9.525cm、長さが27.94cm、壁の厚みが1.905cm)の円筒形のステンレス製の反応器と、誤差が±1%未満を得るようにセルの中に放出されたエネルギーの99%強を回収した外部水冷却媒体コイル及び各セルを収納する真空チャンバーを含む水流熱量計を用いることにより得られた。エネルギー回収は、時間に対して全出力パワーPTを積分することにより決定された。パワーは、次の式で与えられた。
は、質量流速であり、Cpは水の比熱であり、ΔTは入口及び出口の間の温度の違いの絶対値であった。反応は、外部ヒーターへ正確なパワーを適用することにより開始された。特に、100−200Wのパワー(130.3cm3セル)又は800−1000Wのパワー(1988cm3セル)が、ヒータに供給された。この加熱期間の間、試薬は、ハイドリノ反応の閾値温度に到達し、反応のオンセットはセル温度における急激な上昇によって典型的に確認された。セル温度が約400−500℃に到達すると、入力パワーはゼロに設定された。50分後、プログラムはパワーをゼロに導いた。冷却媒体への熱の移動速度を増加するために、チャンバーは、約133,000Paのヘリウムで再度加圧された。そして、水の温度における最大の変化(出口温度マイナス入口温度)は、約1.2℃であった。アセンブリは、フローサーミスタにおける十分な平衡の観察により確認されるように、24時間の間に渡って、平衡に十分に達するようにされた。
各試験において、エネルギー入力及びエネルギー出力は、対応するパワーの積分により計算された。各時間のインクリメント(間隔)において、冷却媒体フローにおける熱エネルギーは、19℃での水の密度(0.998kg/リッター)、水の比熱(4.181kJ/kg℃)、補正温度差、及び時間の間隔をかけることにより、式(221)を用いて計算された。値は、全実験に渡って合計され、全エネルギー出力を得た。セルからの全エネルギーETは、エネルギー入力Ein及び正味のエネルギーEnetの和と等しくなければならない。従って、正味のエネルギーは次の式で得られた。
Enet=ET−Ein (222)
エネルギーの釣り合い条件から、Eexは最大理論エネルギーEmtに対して次のように決定された。
Eex=Enet−Emt (223)
キャリブレーション試験結果は、出力クーラントへの抵抗入力の98%よりよいヒートカップリングを示していた。過剰熱が無い制御は、キャリブレーション有の補正により、熱量計は1%未満の誤差であるような正確さであった。最高温度(Tmax)がセル温度の最高値であり、Einが入力エネルギーであり、そして、dEが入力したエネルギーから過剰となる測定した出力エネルギーである。全てのエネルギーは発熱である。与えられた正の値は、エネルギーの大きさを示す。
[金属ハロゲン化物、酸化物、及び、硫化物]
20gのAC3−5+5gのMg+8.3gのKH+11.2gのMg3As2。298.6kJ、出力エネルギー(dE)は21.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):315℃。理論的には吸熱。ゲインは無限大。
・20gのAC3−5+5gのMg+8.3gのKH+9.1gのCa3P2。入力エネルギー(Ein)は282.1kJ。出力エネルギー(dE)は18.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):320℃。吸熱反応。ゲインは無限大。
・Rowan検証:7.47gmのKH+4.5gmのMg+18.0gmのTiC+14.04gmのEuBr2。入力エネルギー(Ein)は321.1kJ。出力エネルギー(dE)は40.5kJ。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲイン〜6.5X(1.37kJx4.5=6.16kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+3.5gmのTiB2。入力エネルギー(Ein)は299kJ。出力エネルギー(dE)は10kJ。最高温度(Tmax)〜320℃。温度の急激な上昇(TSC)は無し。エネルギー・ゲイン〜X(X〜0kJ、1インチ(2.54cm)セル:過剰エネルギー:5.1kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+6.05gmのRbCl。入力エネルギー(Ein)は311kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜X(X〜0kJ;1インチ(2.54cm)セル:過剰エネルギーは〜6.0kJ).
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+2.3gmのLi2S。入力エネルギー(Ein)は323kJ。出力エネルギー(dE)は12kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜X(X〜0kJ;1インチ(2.54cm)セル:過剰エネルギーは〜5.0kJ).
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+5.05gmのMg3N2。入力エネルギー(Ein)は323kJ。出力エネルギー(dE)は11kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜330℃。エネルギー・ゲインは〜(X〜0kJ;1インチ(2.54cm)セル:過剰エネルギーは〜5.2kJ)。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+3.55gのPtBr2。入力エネルギー(Ein)は95.0kJ。出力エネルギー(dE)は15.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が108−327℃で有。最高温度(Tmax):346℃。理論では、6.66kJ。ゲインは2.36倍。
・4gのAC3−5+1gのMg+1gのNaH+3.55gのPtBr2。入力エネルギー(Ein)は94.0kJ。出力エネルギー(dE)は14.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)が100−256℃で有。最高温度(Tmax):326℃。理論では、6.03kJ,ゲインは2.37倍。
・4gのWC+1gのMgH2+1gのNaH+0.01molのCl2。UVランプでCl2からClへの解離開始。入力エネルギー(Ein)は162.9kJ。出力エネルギー(dE)は16.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が23−42℃で有。最高温度(Tmax):85℃。理論では、7.10kJ。ゲインは2.25倍。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+2.66gのPdBr2。入力エネルギー(Ein)は113.0kJ。出力エネルギー(dE)は11.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が133−276℃で有。最高温度(Tmax):370℃。理論では、6.43kJ,ゲインは1.82倍。
・4gのAC3−5+1gのMg+1gのNaH+2.66gのPdBr2。入力エネルギー(Ein)は116.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が110−217℃で有。最高温度(Tmax):361℃。理論では、5.81kJ,ゲインは1.63倍。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+3.60gのPdI2。入力エネルギー(Ein)は142.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)が177−342℃で有。最高温度(Tmax):403℃。理論では、5.53kJ,ゲインは1.41倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の0.41gのAlN+1.66gのKH+1gのMg粉末+4gのAC3−5。エネルギー・ゲインは4.9kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は407℃。理論では、吸熱反応性。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+3.7gmのCrB2。入力エネルギー(Ein)は317kJ。出力エネルギー(dE)は19kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。理論エネルギーは吸熱反応性の0.05kJ。ゲインは無限大。
・8.3gmのKH+5.0gmの新しいMg+20.0gmのCAII−300+9.36gmのAgCl。入力エネルギー(Ein)は99kJ。出力エネルギー(dE)は43kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜2.3X(X=18.88kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmの新しいTiC(G06U055)+7.2gmのAgCl。入力エネルギー(Ein)は315kJ。出力エネルギー(dE)は25kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜1.72X(X=14.52kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+11.3gmのY2O3(ゲインは〜4XTiCと共に)。入力エネルギー(Ein)は353kJ。出力エネルギー(dE)は23kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜4X(X〜1.18kJ*5=5.9kJ)。
・4.15gmのKH+2.5gmのMg+10.0gmのCAII−300+39.8gmのEuBr。入力エネルギー(Ein)は323kJ。出力エネルギー(dE)は27kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜2.26X(X=11.93kJ)。
・4gのAC3−5+1gのMg+1gのNaH+2.23gのMg3As2。133.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):371℃。理論では吸熱反応性。ゲインは無限大。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+2.23gのMg3As2。入力エネルギー(Ein)は139.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):393℃。理論では吸熱反応性。ゲインは無限大。
・4gのAC3−5+1gのMg+1.66gのKH+1.82gのCa3P2。入力エネルギー(Ein)は133.0kJ。出力エネルギー(dE)は、5.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):407℃。理論では吸熱反応性。ゲインは無限大。
・4gのAC3−5+1gのMg+1gのNaH+3.97gのWCl6。入力エネルギー(Ein)は99.0kJ。出力エネルギー(dE)は21.84kJ。温度の急激な上昇(TSC)が100−342℃で有。最高温度(Tmax):375℃。理論では16.7。ゲインは1.3倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル内の、2.60gのCsI、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−4が仕上げられた。エネルギー・ゲインは4.9kJであった。しかし、セルの温度の急激な上昇は見られなかった。最高セル温度は406℃。理論では0。ゲインは無限大。
・0.42gのLiCl、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び4gのAC3−4が仕上げられた。エネルギー・ゲインは5.4kJ。しかし、セルの温度の急激な上昇は見られなかった。最高セル温度は412℃。理論では0。ゲインは無限大。
・4gのAC3−4+1gのMg+1gのNaH+1.21gのRbCl。入力エネルギー(Ein)は136.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.2kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):372℃。理論では0。ゲインは無限大。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+10.0gmのCaBr2。入力エネルギー(Ein)は323kJ。出力エネルギー(dE)は27kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜3.0X(X〜1.71kJ*5=8.55kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+7.3gmのYF3。入力エネルギー(Ein)は320kJ。出力エネルギー(dE)は17kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜4.5X(X〜0.74kJ*5=3.7kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+14.0gmの乾燥SnBr2。入力エネルギー(Ein)は299kJ。出力エネルギー(dE)は36kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜130℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜1.23X(X〜5.85kJx5=29.25kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+15.6gmのEuBr2。入力エネルギー(Ein)は291kJ。出力エネルギー(dE)は45kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜50℃で有。最高温度(Tmax)〜320℃。エネルギー・ゲインは〜32X(X〜0.28kJx5=1.4kJ)、そして、ゲインは〜6.5X(1.37kJx5=6.85kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+11.25gmの乾燥ZnBr2。入力エネルギー(Ein)は288kJ。出力エネルギー(dE)は45kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜2.1X(X〜4.19kJx5=20.9kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+SF6。入力エネルギー(Ein)は77.7kJ。出力エネルギー(dE)は105kJ。最高温度(Tmax)〜400℃。エネルギー・ゲインは〜1.43X(Xは0.03moleのSF6〜73kJとして)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+SF6。入力エネルギー(Ein)は217kJ。出力エネルギー(dE)は84kJ。最高温度(Tmax)〜400℃。エネルギー・ゲインは〜1.15X(Xは0.03moleのSF6〜73kJとして)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+7.2gmのAgCl。入力エネルギー(Ein)は357kJ。出力エネルギー(dE)は25kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜1.72X(X〜14.52kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+7.2gmのAgCl。入力エネルギー(Ein)は487kJ。出力エネルギー(dE)は34kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜2.34X(X〜14.52kJ)。
・20gのAC3−4+8.3gのCa+5gのNaH+15.5gのMnI2。入力エネルギー(Ein)は181.5kJ。出力エネルギー(dE)は61.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)が159−233℃で有。最高温度(Tmax):283℃。理論では29.5kJ。ゲインは2.08倍。
・4gのAC3−4+1.66gのCa+1.66gのKH+3.09gのMnI2。入力エネルギー(Ein)は113.0kJ。出力エネルギー(dE)は15.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)が228−384℃で有。最高温度(Tmax):395℃。理論では6.68kJ。ゲインは2.37倍。
・4gのAC3−4+1gのMg+1.66gのKH+0.46gのLi2S。入力エネルギー(Ein)は144.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):419℃。理論では吸熱反応性。
・1.01gのMg3N2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−4を1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中に。エネルギー・ゲインは5.2kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は401℃。理論では0。
・1.21gのRbCl、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−4。エネルギー・ゲインは6.0kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は442℃。理論では0。
・2.24gのZn3N2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのAC3−4が仕上げられた。エネルギー・ゲインは5.5kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は410℃。理論では4.41kJ。ゲインは1.25倍。
・4gのAC3−4+1gのMg+1gのNaH+1.77gのPdCl2。入力エネルギー(Ein)は89.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が83−204℃有。最高温度(Tmax):306℃。理論では6.14kJ。ゲインは1.7倍。
・0.74gのCrB2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−4)を1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル内に。エネルギー・ゲインは4.3kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は404℃。理論では0。
・0.70gのTiB2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−4)が仕上げられた。エネルギー・ゲインは5.1kJ。しかし、温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は431℃。理論では0。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+14.85gmのBaBr2(乾燥)。入力エネルギー(Ein)は328kJ。出力エネルギー(dE)は16kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜320℃。エネルギー・ゲインは160X(X〜0.02kJ*5=0.1kJ)。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMg+4.0gmのCAII−300+2.97gmのBaBr2(乾燥)。入力エネルギー(Ein)は140kJ。出力エネルギー(dE)は3kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜360℃。エネルギー・ゲインは〜150X(X〜0.02kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+13.9gmのMgI2。入力エネルギー(Ein)は315kJ。出力エネルギー(dE)は16kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜1.8X(X〜1.75x5=8.75kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+9.2gmのMgBr2。入力エネルギー(Ein)は334kJ。出力エネルギー(dE)は24kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜2.1X(X〜2.23x5=11.5kJ)。
・20gのAC3−3+8.3gのKH+7.2gのAgCl。入力エネルギー(Ein)は286.6kJ。出力エネルギー(dE)は29.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が327−391℃で有。最高温度(Tmax):394℃。理論では13.57kJ。ゲインは2.17倍。
・4gのAC3−3+1gのMgH2+1.66gのKH+1.44gのAgCl。入力エネルギー(Ein)は151.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):397℃。理論では2.53kJ。ゲインは1.89倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+1.48gのCa3N2。入力エネルギー(Ein)は140.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.9kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):392℃。理論では2.01kJ。ゲインは2.21倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+1.86gのInCl2。入力エネルギー(Ein)は125.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.9kJ。温度の急激な上昇(TSC)が163−259℃で有。最高温度(Tmax):374℃。理論では4.22kJ。ゲインは1.87倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+1.86gのInCl2。入力エネルギー(Ein)は105.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が186−302℃で有。最高温度(Tmax):370℃。理論では4.7kJ。ゲインは1.59倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+2.5gのDyI2。入力エネルギー(Ein)は135.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):403℃。理論では1.89kJ。ゲインは3.22倍。
・3.92gのEuBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−3)を1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル内に。エネルギー・ゲインは10.5kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は429℃。理論では3.4kJ。ゲインは3倍。
・4.56gのAsI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭文末(AC3−3)。エネルギー・ゲインは13.5kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は166℃(237−403℃)で有。最高セル温度は425℃。理論では8.65kJ。ゲインは1.56倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+2.09gのEuF3。入力エネルギー(Ein)は185.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):463℃。理論では1.69kJ。ゲインは4.73倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+1.27gのAgF。入力エネルギー(Ein)は127.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.04kJ。温度の急激な上昇(TSC)が84−190℃で有。最高温度(Tmax):369℃。理論では3.58kJ。ゲインは1.69倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+3.92gのEuBr3。入力エネルギー(Ein)は162.5kJ。出力エネルギー(dE)は7.54kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):471℃。理論では3.41kJ。ゲインは2.21倍。
・2.09gのEuF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−3)を1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル内に。エネルギー・ゲインは5.5kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は417℃。理論では1.71kJ。ゲインは3.25倍。
・3.29gのYBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−3)。エネルギー・ゲインは7.0kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は44℃。理論では4.16kJ。ゲインは1.68倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+19.5gmのBaI2。入力エネルギー(Ein)は334kJ。出力エネルギー(dE)は13kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜2.95X(X〜0.88kJx5=4.4kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+10.4gmのBaCl2。入力エネルギー(Ein)は331kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜320℃。エネルギー・ゲインは〜6.9X(X〜0.52x5=2.6kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+39.8gmのLaF。入力エネルギー(Ein)は338kJ。出力エネルギー(dE)は7kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜320℃。エネルギー・ゲインは〜1.9X(X〜3.65kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+14.85gmのBaBr2(乾燥)。入力エネルギー(Ein)は280kJ。出力エネルギー(dE)は10kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜320℃。エネルギー・ゲインは〜100X(X〜0.01=0.02x5kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+14.85gmのBaBr2(乾燥)。入力エネルギー(Ein)は267kJ。出力エネルギー(dE)は8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜360℃。エネルギー・ゲインは〜2.5X(X〜3.2kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+4.85gmのZnS。入力エネルギー(Ein)は319kJ。出力エネルギー(dE)は12kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜1.5X(X〜8.0kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+7.2gmのAgCl(070109で乾燥)。入力エネルギー(Ein)は219kJ。出力エネルギー(dE)は26kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜1.8X(X〜14.52kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+11.3gmのY2O3。入力エネルギー(Ein)は339kJ。出力エネルギー(dE)は24kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)がat〜300℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜4.0X(X〜5.9kJwithNaH)。
・4gのAC3−3+1gのMg+1gのNaH+1.95gのYCl3。入力エネルギー(Ein)は137.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):384℃。理論では3.3kJ。ゲインは2.15倍。
・4.70gのYI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)を1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル内に。エネルギー・ゲインは6.9kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は426℃。理論では3.37kJ。ゲインは2.04倍。
・1.51gのSnO2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは9.4kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は460℃。理論では7.06kJ。ゲインは1.33倍。
・4.56gのAsI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは11.5kJ。セル温度の急激な上昇が144℃(221−365℃)で有。最高セル温度は463℃。理論では8.65kJ。ゲインは1.33倍。
・3.09gのMnI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのSTiC−1(TiCは、シグマ・アルドリッチから)。エネルギー・ゲインは9.6kJ。セル温度の急激な上昇が137℃(38−175℃)で有。最高セル温度は396℃。理論では3.73kJ。ゲインは2.57倍。
・3.99gのSeBr4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは20.9kJ。セル温度の急激な上昇が224℃(47−271℃)で有。最高セル温度は383℃。理論では16.93kJ。ゲインは1.23倍。
・20gのAC3−3+5gのMg+8.3gのKH+11.65gのAgI。入力エネルギー(Ein)は238.6kJ。出力エネルギー(dE)は31.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が230−316℃有。最高温度(Tmax):317℃。理論では12.3kJ。ゲインは2.57倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+0.91gのCoS。入力エネルギー(Ein)は145.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):420℃。理論では2.63kJ。ゲインは3.3倍。
・4gのAC3−3+1gのMg+1.66gのKH+1.84gのMgBr2。入力エネルギー(Ein)は134.1kJ。出力エネルギー(dE)は5.75kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):400℃。理論では2.23kJ。ゲインは2.58倍。
・5.02gのSbI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは12.2kJ。セル温度の急激な上昇が154℃(141−295℃)で有。最高セル温度は379℃。理論では9.71kJ。ゲインは1.26倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+7.2gmのAgCl。入力エネルギー(Ein)は304kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜275℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは〜2.1X(X〜14.52kJ)。
・1.66gmのKH+1.0gmのMg+5.0gmのTiC+2.97gmのBaBr2 が負荷された BaBr2−KH−Mg−TiC。入力エネルギー(Ein)は130kJ。出力エネルギー(dE)は2kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜360℃。理論では0.64kJ。ゲインは3倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+4.8gmのCuS。入力エネルギー(Ein)は318kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜360℃。エネルギー・ゲインは〜2.1X(X〜14.4kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+4.35gmのMnS。入力エネルギー(Ein)は326kJ。出力エネルギー(dE)は14kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは〜2.2X(X〜6.3kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+10.7gmのGdF3。入力エネルギー(Ein)は339kJ。出力エネルギー(dE)は7kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜360℃。エネルギー・ゲインは〜2.54X(X〜2.75kJ)。
・20gのAC3−2+5gのMg+8.3gのKH+7.2gのAgCl。入力エネルギー(Ein)は327.1kJ。出力エネルギー(dE)は40.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が288−318℃で有。最高温度(Tmax):326℃。理論では14.52kJ。ゲインは2.78倍。
・20gのAC3−2+5gのMg+8.3gのKH+7.2gのCuBr。入力エネルギー(Ein)は205.1kJ。出力エネルギー(dE)は22.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が216−268℃で有。最高温度(Tmax):280℃。理論では13.46kJ。ゲインは1.67倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+1.46gのYF3。入力エネルギー(Ein)は157.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):405℃。理論では0.77。ゲインは5.65倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+1.46gのYF3。入力エネルギー(Ein)は137.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):398℃。理論では0.74。ゲインは7.54倍。
・11.3gのY2O3、5gのNaH、5gのMg粉末、及び、20gのCA−III300活性炭粉末(AC3−2)を2インチ(5.08cm)の極めて頑丈なセル内に。エネルギー・ゲインは24.5kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は386℃。理論では5.9。ゲインは4.2倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+3.91gのBaI2。入力エネルギー(Ein)は135.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):378℃。理論では0.1kJ。ゲインは51倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+3.91gのBaI2。入力エネルギー(Ein)は123.1kJ。出力エネルギー(dE)は3.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):390℃。理論では0.88kJ。ゲインは3.8倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+2.08gのBaCl2。入力エネルギー(Ein)は141.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):403℃。理論では0.52kJ。ゲインは10.5倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+3.42gのSrI2。入力エネルギー(Ein)は128.2kJ。出力エネルギー(dE)は4.35kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):383℃。理論では1.62kJ。ゲインは3.3倍。
・4.04gのSb2S5、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−2)が仕上げられた。エネルギー・ゲインは、18.0kJ。温度の急激な上昇が、251℃(224−475℃)で有。最高温度(Tmax)は、481℃。理論では12.7kJ。ゲインは1.4倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+0.97gのZnS。入力エネルギー(Ein)は132.1kJ。出力エネルギー(dE)は7.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):370℃。理論では1.4kJ。ゲインは5.33倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+3.12gのEuBr2。入力エネルギー(Ein)は135.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が114−182℃で有。最高温度(Tmax):371℃。理論では吸熱反応性の+0.35kJ。ゲインは無限大。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+3.12gのEuBr2。入力エネルギー(Ein)は122.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が73−135℃で有。最高温度(Tmax):385℃。理論では0.28kJ。ゲインは34倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1.66gのKH+3.67gのPbBr2。入力エネルギー(Ein)は126.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.98kJ。温度の急激な上昇(TSC)が270−408℃で有。最高温度(Tmax):421℃。理論では5.17kJ。ゲインは1.35倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1gのNaH+1.27gのAgF。入力エネルギー(Ein)は125.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.21kJ。温度の急激な上昇(TSC)が74−175℃で有。最高温度(Tmax):372℃。理論では3.58kJ。ゲインは2倍。
・1.80gのGdBr3(0.01mol GdBr3は3.97g。しかし、十分なGdBr3はなかった。)、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末AC3−1)。エネルギー・ゲインは、2.8kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られなかった。最高セル温度は431℃。理論では1.84kJ。ゲインは1.52倍。
・0.97gのZnS、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、4.0kJ。しかし、セル温度の急激な上昇は見られなかった。最高セル温度は444℃。理論では1.61kJ。ゲインは2.49倍。
・3.92gのBI3(PP製のバイアル中)、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、13.2kJ。セル温度勾配の変化は87℃(152−239℃)で有。最高セル温度は465℃。理論では9.7kJ。ゲインは1.36倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1gのNaH+3.2gのHfCl4。入力エネルギー(Ein)は、131.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が277−439℃で有。最高温度(Tmax):440℃。理論では8.1kJ。ゲインは1.29倍。
・4gのAC3−2+1gのMg+1.66gのKH+3.2gのHfCl4。入力エネルギー(Ein)は125.0kJ。出力エネルギー(dE)は11.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が254−357℃で有。最高温度(Tmax):405℃。理論では9.06kJ。ゲインは1.27倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1.66gのKH+2.97gのBaBr2。入力エネルギー(Ein)は132.1kJ。出力エネルギー(dE)は4.65kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):361℃。理論では0.64kJ。ゲインは7.24倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1.66gのKH+2.35gのAgI。入力エネルギー(Ein)は142.9kJ。出力エネルギー(dE)は7.32kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):420℃。理論では2.46kJ。ゲインは2.98倍。
・4.12gのPI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)は仕上げられた。エネルギー・ゲインは、13.8kJ。セル温度の急激な上昇は189℃(184−373℃)で有。最高セル温度は438℃。理論では11.1kJ。ゲインは1.24倍。
・1.57gのSnF2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、7.9kJ。セル温度勾配の変化は72℃(149−221℃)で有。最高セル温度は407℃。理論では5.28kJ。ゲインは1.5倍。
・1.96gのLaF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、4.2kJ。セル温度の急激な上昇は無し。最高セル温度は442℃。理論では0.68kJ。ゲインは6.16倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.78gのMgI2。入力エネルギー(Ein)は129.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):371℃。理論では1.75kJ。ゲインは3.8倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.48gのSrBr2。入力エネルギー(Ein)は137.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):402℃。理論では1.35kJ。ゲインは4.54倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1.66gのKH+2.0gのCaBr2。入力エネルギー(Ein)は147.0kJ。出力エネルギー(dE)は6.33kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):445℃。理論では1.71kJ。ゲインは3.7倍。
・4gのCA3−2+1gのMg+1gのNaH+2.97gのBaBr2。入力エネルギー(Ein)は140.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.01kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):405℃。理論では0.02kJ。ゲインは483倍。
・0.90gのCrF2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)が仕上げられた。エネルギー・ゲインは、4.7kJ。セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は415℃。理論では3.46kJ。ゲインは1.36倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+7.5gmのInCl。入力エネルギー(Ein)は275kJ。出力エネルギー(dE)は26kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜2.2X(X〜11.45kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+12.1gmのInI。入力エネルギー(Ein)は320kJ。出力エネルギー(dE)は12kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.25X(X〜9.6kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+9.75gmのInBr。入力エネルギー(Ein)は323kJ。出力エネルギー(dE)は17kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.7X(X〜10kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+15.45gmのMnI2。PeterJansson博士のための立証実験。入力エネルギー(Ein)は292kJ。出力エネルギー(dE)は45kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜30℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜2.43X(X〜18.5kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+10.8gmのFeBr2(FeBr2は、STREMChemicals社製)。PeterJansson博士のための立証実験。入力エネルギー(Ein)は308kJ。出力エネルギー(dE)は46kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜220℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。エネルギー・ゲインは、〜1.84X(X〜25kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+15.65gmのCoI2。入力エネルギー(Ein)は243kJ。出力エネルギー(dE)は55kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜170℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では26.35kJ。ゲインは2.08倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+11.0gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は270kJ。出力エネルギー(dE)は45kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜220℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。理論では23kJ。ゲインは1.95倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+10.8gmのFeBr2(FeBr2はSTREMChemicals社製)。入力エネルギー(Ein)は291kJ。出力エネルギー(dE)は38kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では25kJ。ゲインは1.52倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+11.25gmのZnBr2。入力エネルギー(Ein)は302kJ。出力エネルギー(dE)は42kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜375℃。エネルギー・ゲインは、〜2X(X〜20.9kJ)。
・8.30gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+19.85gmのGdBr3。入力エネルギー(Ein)は308kJ。出力エネルギー(dE)は26kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.3X(X〜20.3kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+4.35gmのMnS。入力エネルギー(Ein)は349kJ。出力エネルギー(dE)は24kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜260℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜3.6X(X〜6.6kJ)。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.79gのLaBr3。入力エネルギー(Ein)は143.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):392℃。理論では2.46kJ。ゲインは1.96倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+3.80gのCeBr3。入力エネルギー(Ein)は145.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):413℃。理論では3.84kJ。ゲインは1.97倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+1.44gのAgCl。入力エネルギー(Ein)は136.2kJ。出力エネルギー(dE)は7.14kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):420℃。理論では2.90kJ。ゲインは2.46倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+1.60gのCu2S。入力エネルギー(Ein)は137.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):405℃。理論では2.67kJ。ゲインは2.06倍。
・2.54gのTeI4(0.01mol TeI4は、6.35gであるが、十分な量のTeI4ではない)、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、8.3kJ。セル温度の急激な上昇が113℃(202−315℃)で有。最高セル温度は395℃。理論では5.61kJ。ゲインは1.48倍。
・2.51gのBBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(AC3−1)。エネルギー・ゲインは、12.4kJ。セル温度の勾配変化が52℃(77−129℃)で有。セル温度の急激な上昇が88℃(245−333℃)で有。最高セル温度は438℃。理論では9.28kJ。ゲインは1.34倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.0gのNaH+3.59gのTaCl5。入力エネルギー(Ein)は102.0kJ。出力エネルギー(dE)は16.9kJ。温度の急激な上昇(TSC)が80−293℃で有。最高温度(Tmax):366℃。理論では11.89kJ。ゲインは1.42倍。
・2.72gのCdBr2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.6kJ。セル温度の急激な上昇が56℃(253−309℃)で有。最高セル温度は414℃。理論では4.31kJ。ゲインは1.53倍。
・2.73gのMoCl5、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、20.1kJ。セル温度の急激な上昇が240℃(67−307℃)で有。最高セル温度は511℃。理論では15.04kJ。ゲインは1.34倍。
・2.75gのInBr2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、7.3kJ。セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は481℃。理論では4.46kJ。ゲインは1.64倍。
・1.88gのNbF5、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、15.5kJ。セル温度の急激な上昇は見られず。最高セル温度は448℃。理論では11.36kJ。ゲインは1.36倍。
・2.33gのZrCl4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.9kJ。セル温度の急激な上昇は、156℃(311−467℃)で有。最高セル温度は472℃。理論では8.82kJ。ゲインは1.46倍。
・3.66gのCdI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.7kJ。セル温度の勾配変化は、74℃(125−199℃)で有。最高セル温度は417℃。理論では4.12kJ。ゲインは1.62倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.64gのGdCl3。入力エネルギー(Ein)は127.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.82kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):395℃。理論では3.54kJ。ゲインは1.36倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+7.5gmのInCl。入力エネルギー(Ein)は305kJ。出力エネルギー(dE)は32kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜2.8X(X〜11.5kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+15.65gmのCoI2。入力エネルギー(Ein)は306kJ。出力エネルギー(dE)は41kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200Cで有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜1.55X(X〜26.4kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+19.85gmのGdBr3。入力エネルギー(Ein)は309kJ。出力エネルギー(dE)は28kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.8X(X〜15.6kJ)。
・4.98gmのKH+3.0gmのMg+12.0gmのCAII−300+5.85gmのInBr3 Xシステム。入力エネルギー(Ein)は297kJ。出力エネルギー(dE)は13kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。エネルギー・ゲインは、〜1.3X(X〜10kJ)。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.26gのY2O3。入力エネルギー(Ein)は133.1kJ。出力エネルギー(dE)は5.2kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):384℃。理論では1.18kJ。ゲインは4.44倍。
・4.11gのZrBr4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.2kJ。セル温度の急激な上昇は、154℃(280−434℃)で有。最高セル温度は444℃。理論では9.31kJ。ゲインは1.2倍。
・5.99gのZrI4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.3kJ。セル温度の急激な上昇は、200℃(214−414℃)で有。最高セル温度は454℃。理論では9.4kJ。ゲインは1.2倍。
・2.70gのNbCl5、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、16.4kJ。セル温度の急激な上昇は、213℃(137−350℃)で有。最高セル温度は395℃。理論では13.40kJ。ゲインは1.22倍。
・2.02gのMoCl3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.1kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は536℃。理論では8.48kJ。ゲインは1.43倍。
・3.13gのNiI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、8.0kJ。セル温度の急激な上昇は、33℃(335−368℃)で有。最高セル温度は438℃。理論では5.89kJ。ゲインは1.36倍。
・3.87gのAs2Se3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.3kJ。セル温度の急激な上昇は、241℃(195−436℃)で有。最高セル温度は446℃。理論では8.4kJ。ゲインは1.46倍。
・2.74gのY2S3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、5.2kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は444℃。理論では0.41kJ。ゲインは12.64倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+3.79gのLaBr3。入力エネルギー(Ein)は147.1kJ。出力エネルギー(dE)は7.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):443℃。理論では3.39kJ。ゲインは2倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.15gのMnBr2。入力エネルギー(Ein)は124.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.55kJ。温度の急激な上昇(TSC)が360−405℃で有。最高温度(Tmax):411℃。理論では3.63kJ。ゲインは1.53倍。
・2.60gのBi(OH)3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、14.8kJ。セル温度の急激な上昇は、173℃(202−375℃)で有。最高セル温度は452℃。理論では12.23kJ。ゲインは1.2倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+18.5gmのSnI2(Strem社製)。入力エネルギー(Ein)は244kJ。出力エネルギー(dE)は53kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では28.1kJ。ゲインは1.9倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+10.8gmのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は335kJ。出力エネルギー(dE)は43kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜375℃。理論では22kJ。ゲインは1.95倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+10.8gmのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は335kJ。出力エネルギー(dE)は32kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜230℃で有。最高温度(Tmax)〜360℃。理論では22kJ。ゲインは1.45倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+15.45gmのMnI2(Strem社製)。入力エネルギー(Ein)は269kJ。出力エネルギー(dE)は49kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜50℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜3.4X(X〜14.8kJ)。
・4gのCAIII−300+1.66gのCa+1gのNaH+3.09gのMnI2。入力エネルギー(Ein)は112.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.98kJ。温度の急激な上昇(TSC)が178−374℃で有。最高温度(Tmax):383℃。理論では5.90kJ。ゲインは1.69倍。
・0.96gのCuS、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、5.5kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は409℃。理論では2.93kJ。ゲインは1.88倍。
・0.87gのMnS、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、4.7kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は412℃。理論では1.32kJ。ゲインは3.57倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+15.45gmのMnI2。入力エネルギー(Ein)は269kJ。出力エネルギー(dE)は49kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜50℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では18.65kJ。ゲインは2.6倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのTiC+11.0gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は245kJ。出力エネルギー(dE)は43kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。with最高温度(Tmax)〜310℃。理論では26kJ。ゲインは1.6倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+6.3gmのMnCl2。入力エネルギー(Ein)は333kJ。出力エネルギー(dE)は34kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。理論では17.6kJ。ゲインは2倍。
・2.42gのInI、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、4.4kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は438℃。理論では1.92kJ。ゲインは2.3倍。
・1.72gのInF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、9.2kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は446℃。理論では5kJ。ゲインは1.85倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.98gのAs2O3。入力エネルギー(Ein)は110.5kJ。出力エネルギー(dE)は17.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)が:325−452℃で有。最高温度(Tmax):471℃。理論では11.48kJ。ゲインは1.49倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+4.66gのBi2O3。入力エネルギー(Ein)は152.0kJ。出力エネルギー(dE)は17.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が185−403℃で有。最高温度(Tmax):481℃。理論では13.8kJ。ゲインは1.28倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.02gのMoCl3。入力エネルギー(Ein)は118.0kJ。出力エネルギー(dE)は11.10kJ。温度の急激な上昇(TSC)が342−496℃で有。最高温度(Tmax):496C。理論では7.76kJ。ゲインは1.43倍。
・2.83gのPbF4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、13.9kJ。セル温度の急激な上昇は、245C(217−462℃)で有。最高セル温度は464℃。理論では13.38kJ。ゲインは1.32倍。
・2.78gのPbCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.8kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は488℃。理論では5.22kJ。ゲインは1.3倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのKH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は136.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が275−350Cで有。最高温度(Tmax):385C。理論では4.6kJ。ゲインは1.6倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.74gのMoCl5。入力エネルギー(Ein)は96.0kJ。出力エネルギー(dE)は19.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が86−334Cで有。最高温度(Tmax):373C。理論では14.06kJ。ゲインは1.35倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのCa+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は127.1kJ。出力エネルギー(dE)は10.69kJ。温度の急激な上昇(TSC)が300−420Cで有。最高温度(Tmax):10.69C。理論では7.67kJ。ゲインは1.39倍。
・5.90gのBiI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.9kJ。セル温度の勾配変化は、70C(217−287C)で有。最高セル温度は458℃。理論では8.87kJ。ゲインは1.23倍。
・1.79gのSbF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.7kJ。セル温度の急激な上昇は、169C(138−307C)で有。最高セル温度は454℃。理論では9.21kJ。ゲインは1.27倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのCa+1gのNaH+3.09gのMnI2。入力エネルギー(Ein)は111.0kJ。出力エネルギー(dE)は12.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)が178−340Cで有。最高温度(Tmax):373C。理論では5.9kJ。ゲインは2.13倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのCa+1gのNaH+1.34gのCuCl2。入力エネルギー(Ein)は135.2kJ。出力エネルギー(dE)は12.26kJ。温度の急激な上昇(TSC)が250−390Cで有。最高温度(Tmax):437C。理論では8.55kJ。ゲインは1.43倍。
・1.50gのInCl、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、5.1kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は410℃。理論では2.29kJ。ゲインは2.22倍。
・2.21gのInCl3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.9kJ。セル温度の急激な上昇は、191C(235−426C)で有。最高セル温度は431℃。理論では7.11kJ。ゲインは1.5倍。
・1.95gのInBr、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.0kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は435℃。理論では2kJ。ゲインは3倍。
・3.55gのInBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300Cで乾燥)。エネルギー・ゲインは、9.1kJ。セル温度の急激な上昇は、152C(156−308C)で有。最高セル温度は386℃。理論では6.92kJ。ゲインは1.3倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのKH+3.79gのSnI2。入力エネルギー(Ein)は169.1kJ。出力エネルギー(dE)は6.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が:200−289Cで有。最高温度(Tmax):431C。理論では4.03kJ。ゲインは1.49倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+10.75gmのMnBr2。入力エネルギー(Ein)は309kJ。出力エネルギー(dE)は35kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜335C。エネルギー・ゲインは、〜1.9X(X〜18.1kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+10.75gmのMnBr2。入力エネルギー(Ein)は280kJ。出力エネルギー(dE)は41kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜280Cで有。最高温度(Tmax)〜350C。エネルギー・ゲインは、〜2.2X(X〜18.1kJ)。
・1.66gmのKH+1.0gmのMg+4.0gmのTiC+1.05gmのTiF3 5Xセル#1086CAII−300と共に。入力エネルギー(Ein)は143kJ。出力エネルギー(dE)は6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜280C。理論では2.5kJ。ゲインは2.4倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+4.7gmのFeF2。入力エネルギー(Ein)は280kJ。出力エネルギー(dE)は40kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜260Cで有。最高温度(Tmax)〜340C。理論では20.65kJ。ゲインは1.93倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+5.1gmのCuF2。入力エネルギー(Ein)は203kJ。出力エネルギー(dE)は57kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜125Cで有。最高温度(Tmax)〜280C。理論では29kJ。ゲインは1.96倍。
・83.0gmのKH+50.0gmのMg+200.0gmのWC+185gmのSnI2 URS。入力エネルギー(Ein)は1310kJ。出力エネルギー(dE)は428kJ。温度の急激な上昇(TSC)が140Cで有。最高温度(Tmax)〜350C。理論では200kJ。ゲインは2.14倍。
061009KAWFC1#1102 1.0gmのNaH+1.0gmのMg+4.0gmのWC+3.97gmのGdBr3。入力エネルギー(Ein)は148kJ。出力エネルギー(dE)は7kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜300℃で有。最高温度(Tmax)〜420℃。エネルギー・ゲインは、〜3.5X(X〜2kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+3.6gmのFeO。入力エネルギー(Ein)は355kJ。出力エネルギー(dE)は24kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜260℃で有。最高温度(Tmax)〜360℃。エネルギー・ゲインは、〜1.45X(X〜16.6kJ)。
・83.0gmのKH+50.0gmのMg+200.0gmのWC+185gmのSnI2 ROWAN。入力エネルギー(Ein)は1379kJ。出力エネルギー(dE)は416kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜140℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では200kJ。ゲインは2倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+15.65gmのCoI2。入力エネルギー(Ein)は361kJ。出力エネルギー(dE)は69kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜410℃。理論では26.35kJ。ゲインは2.6倍。
・8.3gmのKH+5.0gm+20.0gmのCAII300+4.4gmのFeS。入力エネルギー(Ein)は312kJ。出力エネルギー(dE)は22kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜1.7X(X〜12.3kJ)。
・8.3gmのKH+40.0gmのWC+18.5gmのSnI2。入力エネルギー(Ein)は315kJ。出力エネルギー(dE)は27kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜140℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.35X(X〜20kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+15.45gmのMnI2。入力エネルギー(Ein)は108kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜70℃で有。最高温度(Tmax)〜170℃。理論では14.8kJ。ゲインは2倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+11.0gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は248kJ。出力エネルギー(dE)は34kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜170℃で有。最高温度(Tmax)〜300℃。エネルギー・ゲインは、〜1.7X(X〜20kJ)。理論では26.25kJ。ゲインは1.3倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+11.0gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は291kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜250℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。エネルギー・ゲインは、〜1.5X(X〜20kJ)。理論では26.25kJ。ゲインは1.14倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+11.0gmのNiBr2。セル#1105の繰返し。入力エネルギー(Ein)は242kJ。出力エネルギー(dE)は33kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜70℃で有。最高温度(Tmax)〜280℃。エネルギー・ゲインは、〜1.65X(X〜20kJ)。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+11.1gmのInCl3。入力エネルギー(Ein)は189kJ。出力エネルギー(dE)は48kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜80℃で有。最高温度(Tmax)〜260℃。エネルギー・ゲインは、〜1.5X(X〜31kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+15.45gmのMnI2。入力エネルギー(Ein)は248kJ。出力エネルギー(dE)は46kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜325℃。エネルギー・ゲインは、〜3X(X〜14.8kJ)。
・2.96gのFeBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.5kJ。セル温度の急激な上昇は、77℃(72−149℃)で有。最高セル温度は418℃。理論では8.35kJ。ゲインは1.5倍。
・0.72gのFeO、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.7kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は448℃。理論では3.3kJ。ゲインは2倍。
・1.26gのMnCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、8.6kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は437℃。理論では3.52kJ。ゲインは2.45倍。
・1.13gのFeF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.6kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は618℃。理論では6.44kJ。ゲインは1.96倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.97gのGdBr3。入力エネルギー(Ein)は143.1kJ。出力エネルギー(dE)は5.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):403℃。理論では1.99kJ。ゲインは2.73倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.57gのSnF2。入力エネルギー(Ein)は139.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.24kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):413℃。理論では5.28kJ。ゲインは1.37倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+4.04gのSb2S5。入力エネルギー(Ein)は125.0kJ。出力エネルギー(dE)は19.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)が421−651℃で有。最高温度(Tmax):651℃。理論では12.37kJ。ゲインは1.56倍。
・1.36gのZnCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.6kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は402℃。理論では4.34kJ。ゲインは1.52倍。
・1.03gのZnF2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、6.5kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は427℃。理論では3.76kJ。ゲインは1.73倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.22gのInCl3。実験上の出力エネルギー(dE)は−12.6kJ。次の反応が考慮される:InCl3(c)+3NaH(c)+1.5Mg(c)=3NaCl(c)+In(c)+1.5MgH2(c)Q=−640.45kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは−6.4kJ。過剰熱は−6.2kJ。2.0X過剰の熱。
・1.08gのVF3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、9.5kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は447℃。理論では4.9kJ。ゲインは1.94倍。
・8.3gのKH+5.0gのMg+20.0gのAC(II−300)+5.4gのVF3。入力エネルギー(Ein)は286kJ。出力エネルギー(dE)は58kJ。理論では24.5kJ。ゲインは2.3倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.72gのInF3。入力エネルギー(Ein)は134.0kJ。出力エネルギー(dE)は8.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):391℃。理論では5kJ。ゲインは1.62倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+1.02gのCuF2。実験上の出力エネルギー(dE)は−9.4kJ。次の反応が考慮される:CuF2(c)+Mg(c)=MgF2(c)+Cu(c)Q=−581.5kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは−5.82kJ。過剰熱は、−3.59kJ。1.6X過剰の熱。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.83gのPbF4。実験上の出力エネルギー(dE)は−17.6kJ。次の反応が考慮される:PbF4(c)+2Mg(c)+4NaH(c)=2MgH2(c)+4NaF(c)+Pb(c)Q=−1290.0kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−12.9kJ。過剰熱は:−4.7kJ。1.4X過剰の熱。
・1.66gmのKH+1.0gmのMg+4.0gmのTiC+6.26gmのSnI4。入力エネルギー(Ein)は97kJ。出力エネルギー(dE)は17kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜370℃。理論では10.1kJ。ゲインは1.7倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+3.7gのTiBr4。実験上の出力エネルギー(dE)は−16.1kJ。次の反応が考慮される:TiBr4(c)+4KH(c)+2Mg(c)+C(s)=4KBr(c)+TiC(c)+2MgH2(c)Q=−1062.3kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−10.7kJ。過剰熱は:−5.4kJ。1.5X過剰の熱。
BI3
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.4gのBI3。入力エネルギー(Ein)は128.1kJ。出力エネルギー(dE)は7.9kJ。温度の急激な上昇(TSC)が180−263℃で有。最高温度(Tmax):365℃。理論では5.55kJ。ゲインは1.4倍。
MnBr2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.15gのMnBr2。実験上の出力エネルギー(dE)は−7.0kJ。次の反応が考慮される:MnBr2(c)+2KH(c)+Mg(c)=2KBr(c)+Mn(c)+MgH2(c)Q=−362.6kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−3.63kJ。過剰熱は、−3.4kJ。1.9X過剰の熱。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのWC+10.75gmのMnBr2。入力エネルギー(Ein)は309kJ。出力エネルギー(dE)は35kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜335℃。エネルギー・ゲインは、〜1.9X(X〜18.1kJ)。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+10.75gmのMnBr2。入力エネルギー(Ein)は280kJ。出力エネルギー(dE)は41kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜280℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。エネルギー・ゲインは、〜2.2X(X〜18.1kJ)。
FeF2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+0.94gのFeF2。実験上の出力エネルギー(dE)は−9.8kJ。次の反応が考慮される:FeF2(c)+Mg(c)=MgF2(c)+Fe(c)Q=−412.9kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−4.13kJ。過剰熱は、−5.67kJ。2.4X過剰の熱。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+4.7gmのFeF2。入力エネルギー(Ein)は280kJ。出力エネルギー(dE)は40kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜260℃で有。最高温度(Tmax)〜340℃。理論では20.65kJ。ゲインは1.94倍。
TiF3
・1.66gmのKH+1.0gmのMg+4.0gmのTiC+1.05gmのTiF3(5Xセル#1086CAII−300と共に)。入力エネルギー(Ein)は143kJ。出力エネルギー(dE)は6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜280℃。理論では2.5。ゲインは2.4倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+5.25gmのTiF3。入力エネルギー(Ein)は268kJ。出力エネルギー(dE)は7kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜280℃。ネルギー・ゲインは、無し(X〜21.7kJ)。
CuF2
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+5.1gmのCuF2。入力エネルギー(Ein)は203kJ。出力エネルギー(dE)は57kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜125℃で有。最高温度(Tmax)〜280℃。理論では29.1kJ。ゲインは2倍。
MnI2
・4.0gmのNaH+4.0gmのMg+16.0gmのCAII−300+12.36gmのMnI2(4Xスケール・アップ)。入力エネルギー(Ein)は253kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜300℃。理論では11.8kJ。ゲインは2.5倍。
・3.09gのMnI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)に関し熱量測定。エネルギー・ゲインは、8.8kJ。セル温度の急激な上昇は、92℃(172−264℃)で有。最高セル温度は410℃。理論では2.96kJ。ゲインは3倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.09gのMnI2。入力エネルギー(Ein)は126.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が157−241℃で有。最高温度(Tmax):385℃。理論では2.96kJ。ゲインは2.69倍。
ZnBr2
・2.25gのZnBr2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.3kJ。セル温度の急激な上昇は、82℃(253−335℃)で有。最高セル温度は456℃。理論では3.56kJ。ゲインは2.9倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+11.25gmのZnBr2。入力エネルギー(Ein)は291kJ。出力エネルギー(dE)は26kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では17.8kJ。ゲインは1.46倍。
CoCl2
・1.3gのCoCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.4kJ。セル温度の勾配変化は、105℃(316−421℃)で有。最高セル温度は450℃。理論では5.2kJ。ゲインは2倍。
・1.3gのCoCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、9.6kJ。セル温度の急激な上昇は、181℃(295−476℃)で有。最高セル温度は478℃。理論では5.2kJ。ゲインは1.89倍。
SnBr2
・2.8gのSnBr2、1.66gのKH、1gのMgそれぞれの粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)を用いた。エネルギー増幅は、14.2kJであった。温度の急激な上昇は、148℃(148−296℃)で有。最高セル温度は376℃。理論では3.75kJ。ゲインは3.78倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.79gのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は116.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が135−236℃で有。最高温度(Tmax):370℃。理論では3.75kJ。ゲインは2倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg粉末+20.0gmのCAII300+11.4gmのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は211kJ。出力エネルギー(dE)は41kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜170℃で有。最高温度(Tmax)〜300℃。理論では15.5kJ。ゲインは2.6倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg5.0gm+20.0gmのTiC2+14.0gmのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は229kJ。出力エネルギー(dE)は46kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜310℃。ゲインは〜2.4X(X〜19kJ)。理論では18.8kJ。ゲインは2.4倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMg+4.0gmのWC+2.8gmのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は101kJ。出力エネルギー(dE)は10kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では3.75kJ。ゲインは2.66倍。
・4gのCAIII−300+1.66gのKH+2.79gのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は132.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)が168−263で有。最高温度(Tmax):381℃。理論では4.29kJ。ゲインは2.25倍。
・1gのMg+1.66gのKH+2.79gのSnBr2。入力エネルギー(Ein)は123.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.82kJ。温度の急激な上昇(TSC)が125−220℃で有。最高温度(Tmax):386℃。理論では5.85kJ。ゲインは1.33倍。
SnI2
・6.64gmのKH+4.0gmのMg粉末+18.0gmのTiC+14.8gmのSnI2。入力エネルギー(Ein)は232kJ。出力エネルギー(dE)は47kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜280℃。エネルギー・ゲインは、〜3.6X(X〜12.8kJ)。理論では12.6kJ。ゲインは3.7倍。
・3.7gのSnI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.9kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は455℃。理論では3.2kJ。ゲインは3.7倍。
・1.6gmのKH+1.0gmのMg粉末+4.0gmのTiC+3.7gmのSnI2。入力エネルギー(Ein)は162kJ。出力エネルギー(dE)は13kJ。温度の急激な上昇(TSC)が100℃で有。最高温度(Tmax)〜490℃。理論では3.2kJ。ゲインは4倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg粉末+20.0gmのCAII300+18.5gmのSnI2。入力エネルギー(Ein)は221kJ。出力エネルギー(dE)は47kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜170℃で有。最高温度(Tmax)〜300℃。理論では15.9kJ。ゲインは3倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.73gのSnI2。入力エネルギー(Ein)は121.9kJ。出力エネルギー(dE)は7.56kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):391℃。理論では3.2kJ。ゲインは2.36倍。
・1.66gのKH+3.79gのSnI2。入力エネルギー(Ein)は114.0kJ。出力エネルギー(dE)は8.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)が161−259℃で有。最高温度(Tmax):359℃。理論では4kJ。ゲインは2.17倍。
SnCl2
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+9.6gmのSnCl2。入力エネルギー(Ein)は181kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜140℃で有。最高温度(Tmax)〜280℃。理論では19kJ。ゲインは1.57倍。
NiBr2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は126.0kJ。出力エネルギー(dE)は12.01kJ。温度の急激な上昇(TSC)が290−370℃で有。最高温度(Tmax):417℃。理論では4kJ。ゲインは3倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMgH2粉末+4.0gmのTiC)混合物+2.2gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は121kJ。出力エネルギー(dE)は11kJ。温度勾配ジャンプが260℃で有。最高温度(Tmax)〜390℃。理論では4kJ。ゲインは2.75倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は122.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.78kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):392℃。理論では4kJ。ゲインは1.95倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+0.33gのLiH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は128.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.72kJ。温度の急激な上昇(TSC)が270−436℃で有。最高温度(Tmax):440℃。理論では4kJ。ゲインは2.68倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gKH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は126.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.45kJ。温度の急激な上昇(TSC)が285−423℃で有。最高温度(Tmax):423℃。理論では4kJ。ゲインは2.6倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は138.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.12kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):425℃。理論では4kJ。ゲインは2倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg粉末+活性炭CAII300の20.0gm)混合物+11.0gmのNiBr2(理論上23.6kJ),入力エネルギー(Ein)は224kJ。出力エネルギー(dE)は53kJ。温度勾配ジャンプが160℃で有。最高温度(Tmax)〜280℃。理論では20kJ。ゲインは2.65倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMg+4.0gmのWC+2.2gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は197kJ。出力エネルギー(dE)は11kJ。小さな温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜500℃。理論では4kJ。ゲインは2.75倍。
・50.0gmのNaH+50.0gmのMg+200.0gmのCAII−300+109.5gmのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は1990kJ。出力エネルギー(dE)は577kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜140℃で有。最高温度(Tmax)〜980℃。理論では199kJ。ゲインは2.9倍。
・Mg無しのコントロール:4gのCAIII−300+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は134.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.37kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):375℃。理論では3.98kJ。ゲインは1.35倍。
・コントロール:1gのMg+1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は129.0kJ。出力エネルギー(dE)は5.13kJ。温度の急激な上昇(TSC)が195−310℃で有。最高温度(Tmax):416℃。理論では5.25kJ。
・コントロール:1gのNaH+2.19gのNiBr2。入力エネルギー(Ein)は138.2kJ。出力エネルギー(dE)は−0.18kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):377℃。理論では3.98kJ。
CuCl2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.34gのCuCl2。入力エネルギー(Ein)は119.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が250−381℃で有。最高温度(Tmax):393℃。理論では4.9kJ。ゲインは2.15倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+1.34gのCuCl2。入力エネルギー(Ein)は126.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が229−354℃で有。最高温度(Tmax):418℃。理論では4.9kJ。ゲインは1.5倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+1.34gのCuCl2。入力エネルギー(Ein)は144.0kJ。出力エネルギー(dE)は8.3kJ。温度の急激な上昇(TSC)が229−314℃で有。最高温度(Tmax):409℃。理論では4.9kJ。ゲインは1.69倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg粉末+20.0gmの活性炭CAII300)混合物+10.75gmのCuCl2(理論上45kJ)。入力エネルギー(Ein)は268kJ。出力エネルギー(dE)は80kJ。温度勾配ジャンプが210℃で有。最高温度(Tmax)〜360℃。理論では39kJ。ゲインは2倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中に1.4gのCuCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、14.6kJ。セル温度の急激な上昇は、190℃(188−378℃)で有。最高セル温度は437℃。理論では4.9kJ。ゲインは3倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg粉末+20.0gmのCAII−300+6.7gmのCuCl2。入力エネルギー(Ein)は255kJ。出力エネルギー(dE)は55kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜200℃で有。最高温度(Tmax)〜320℃。理論では24.5kJ。ゲインは2.24倍。
CuCl
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1gのCuCl。入力エネルギー(Ein)は128.1kJ。出力エネルギー(dE)は4.94kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):395℃。理論では2.18kJ。ゲインは2.26倍。
CoI2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.13gのCoI2。入力エネルギー(Ein)は141.1kJ。出力エネルギー(dE)は9.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):411℃。次の反応が考慮される:2NaH(c)+CoI2(c)+Mg(c)=2NaI(c)+Co(c)+MgH2(c)Q=−449.8kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−4.50kJ。過剰熱は、−5.18kJ。ゲインは1.9倍。
・3.13gのCoI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.7kJ。セル温度の急激な上昇は、117℃(248−365℃)で有。最高セル温度は438℃。理論では5.27kJ。ゲインは2.03倍。
ZnI2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.19gのZnI2。入力エネルギー(Ein)は157.1kJ。出力エネルギー(dE)は5.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):330℃。次の反応が考慮される:2NaH(c)+ZnI2(c)+Mg(c)=2NaI(c)+Zn(c)+MgH2(c)Q=−330.47kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−3.30kJ。過剰熱は、−2.50kJ。ゲインは1.75倍。
・3.19gのZnI2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、5.9kJ。セル温度の勾配変化は、79℃(180−259℃)で有。最高セル温度は423℃。理論では4.29kJ。ゲインは1.38倍。
NiF2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+0.97gのNiF2。入力エネルギー(Ein)は135.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.9kJ。温度の急激な上昇(TSC)が:253−335℃で有。最高温度(Tmax):385℃。次の反応が考慮される:2NaH(c)+NiF2(c)+Mg(c)=2NaF(c)+Ni(c)+MgH2(c)Q=−464.4kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−4.64kJ。過剰熱は、−3.24kJ。ゲインは1.7倍。
・0.97gのNiF2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、8.7kJ。セル温度の勾配変化は、63℃(256−319℃)で有。最高セル温度は410℃。理論では5.25kJ。ゲインは1.66倍。
CoBr2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.19gのCoBr2。入力エネルギー(Ein)は140.0kJ。出力エネルギー(dE)は7.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):461℃。次の反応が考慮される。2NaH(c)+CoBr2(c)+Mg(c)=2NaBr(c)+Co(c)+MgH2(c)Q=−464kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−4.64kJ。過剰熱は、−2.9kJ。ゲインは1.64倍。
・2.19gのCoBr2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.4kJ。セル温度の急激な上昇は、110℃(306−416℃)で有。最高セル温度は450℃。理論では5.27kJ。ゲインは1.97倍。
・2.19gのCoBr2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.2kJ。セル温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は446℃。理論では5.27kJ。ゲインは1.94倍。
FeCl2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.27gのFeCl2。入力エネルギー(Ein)は155.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):450℃。理論では3.68kJ。ゲインは2.85倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+1.27gのFeCl2。入力エネルギー(Ein)は141.7kJ。出力エネルギー(dE)は7.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax):440℃。理論では3.68kJ。ゲインは1.9倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の1.3gのFeCl2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.5kJ。セル温度の急激な上昇は、142℃(287−429℃)で有。最高セル温度は448℃。理論では4.1kJ。ゲインは2.8倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMg粉末+20.0gmの活性炭CAII300)混合物+6.35gmのFeCl2。入力エネルギー(Ein)は296kJ。出力エネルギー(dE)は37kJ。温度勾配ジャンプが220℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では18.4kJ。ゲインは2倍。
FeCl3
・2.7gのFeCl3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、21.3kJ。セル温度の急激な上昇は、205℃(147−352℃)で有。最高セル温度は445℃。理論では10.8kJ。ゲインは1.97倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMg粉末+4.0gmのTiC+1.6gmのFeCl3。入力エネルギー(Ein)は88kJ。出力エネルギー(dE)は14kJ。温度の急激な上昇(TSC)が80℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では6.65kJ。ゲインは2.1倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMgH2粉末+20.0gmのCAII300+8.1gmのFeCl3。入力エネルギー(Ein)は253kJ。出力エネルギー(dE)は52kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜300℃。理論では33kJ。ゲインは1.56倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+6.5gmのFeCl2。入力エネルギー(Ein)は299kJ。出力エネルギー(dE)は44kJ。温度の急激な上昇(TSC)は無し。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では18.9kJ。ゲインは2.3倍。
FeBr2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.16gのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は144.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.90kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):455℃。理論では3.6kJ。ゲインは2.75倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+2.16gのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は142.0kJ。出力エネルギー(dE)は8.81kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):428℃。理論では3.6kJ。ゲインは2.44倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+0.33gのLiH+2.16gのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は164.0kJ。出力エネルギー(dE)は8.68kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):450℃。理論では3.6kJ。ゲインは2.4倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1.66gのKH+2.16gのFeBr2。入力エネルギー(Ein)は159.8kJ。出力エネルギー(dE)は9.07kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):459℃。理論では3.6kJ。ゲインは2.5倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.96gのFeBr2。実験上の出力エネルギー(dE)は−6.7kJ。次の反応が考慮される:2NaH(c)+FeBr2(c)+Mg(c)=2NaBr(c)+Fe(c)+MgH2(c)Q=−435.1kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−4.35kJ。過剰熱は、−2.35kJ。1.54X過剰の熱。
NiCl2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.30gのNiCl2。入力エネルギー(Ein)は112.0kJ。出力エネルギー(dE)は9.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が230−368℃で有。最高温度(Tmax):376℃。理論では4kJ。ゲインは2.4倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の1.3gのNiCl2、0.33gのLiH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、9.2kJ。温度の勾配変化は、100℃(205−305℃)で有。最高セル温度は432℃。理論では4kJ。ゲインは2.3倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の1.3gのNiCl2、0.33gのLiH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、8.0kJ。温度の勾配変化は、85℃(206−291℃)で有。最高セル温度は447℃。理論では4kJ。ゲインは2倍。
CuBr
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.44gのCuBr。入力エネルギー(Ein)は125.0kJ。出力エネルギー(dE)は4.67kJ。温度の急激な上昇(TSC)は見られず。最高温度(Tmax):382℃。理論では2kJ。ゲインは2.33倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+1.44gのCuBr。実験上の出力エネルギー(dE)は−7.6kJ。次の反応が考慮される:CuBr(c)+KH(c)+0.5Mg(c)=KBr(c)+Cu(c)+0.5MgH2(c)Q=−269.2kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−2.70kJ。過剰熱は、−4.90kJ。2.8X過剰の熱。
CuBr2
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.23gのCuBr2。入力エネルギー(Ein)は118.1kJ。出力エネルギー(dE)は8.04kJ。温度の急激な上昇(TSC)が108−180℃で有。最高温度(Tmax):369℃。理論では4.68kJ。ゲインは1.7倍。
SnF4
・2.0gのSnF4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、18.4kJ。温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は576℃。理論では9.3kJ。ゲインは1.98倍。
AlI3
・4.1gのAlI3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、10.1kJ。温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は412℃。理論では6.68kJ。ゲインは1.51倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg+20.0gmのCAII−300+20.5gmのAlI3。入力エネルギー(Ein)は318kJ。出力エネルギー(dE)は48kJ。理論では33.4kJ。ゲインは1.4倍。
SiCl4
・1.7gのSiCl4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、12.6kJ。温度の急激な上昇は、68℃(366−434℃で有。最高セル温度は473℃。理論では7.32kJ。ゲインは1.72倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+0.01molのSiCl4(1.15cc)。入力エネルギー(Ein)は114.0kJ。出力エネルギー(dE)は14.19kJ。温度の急激な上昇(TSC)が260−410℃で有。最高温度(Tmax):423℃。理論では7.32kJ。ゲインは1.94倍。
AlBr3
・2.7gのAlBr3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、7.5kJ。温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は412℃。理論では4.46kJ。ゲインは1.68倍。
FeCl3
・2.7gのFeCl3、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、21.3kJ。温度の急激な上昇は、205℃(147−352℃)で有。最高セル温度は445℃。理論では10.8kJ。ゲインは1.97倍。
SeBr4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.99gのSeBr4。入力エネルギー(Ein)は112.0kJ。出力エネルギー(dE)は23.40kJ。温度の急激な上昇(TSC)が132−448℃で有。最高温度(Tmax):448℃。理論では15.7kJ。ゲインは1.5倍。
SnBr4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+4.38gのSnBr4。入力エネルギー(Ein)は98.0kJ。出力エネルギー(dE)は12.44kJ。温度の急激な上昇(TSC)が120−270℃で有。最高温度(Tmax):359℃。理論では8.4kJ。ゲインは1.48倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg粉末+20.0gmのCAII300+22.0gmのSnBr4。入力エネルギー(Ein)は163kJ。出力エネルギー(dE)は78kJ。温度の急激な上昇(TSC)が60℃で有。最高温度(Tmax)〜290℃。理論では42kJ。ゲインは1.86倍。
SiBr4
・3.5gのSiBr4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、11.9kJ。温度の急激な上昇は、99℃(304−403℃)で有。最高セル温度は449℃。理論では7.62kJ。ゲインは1.56倍。
TeBr4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+4.47gのTeBr4。入力エネルギー(Ein)は99.0kJ。出力エネルギー(dE)は18.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が186−411℃で有。最高温度(Tmax):418℃。理論では11.3kJ。ゲインは1.63倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+4.47gのTeBr4。入力エネルギー(Ein)は101.0kJ。出力エネルギー(dE)は14.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が144−305℃で有。最高温度(Tmax):374℃。理論では11.4kJ。ゲインは1.29倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の4.5gのTeBr4、1.66gのKH、1gのMgH2粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、19.1kJ。温度の急激な上昇は、218℃(172−390℃)で有。最高セル温度は410℃。理論では12.65kJ。ゲインは1.5倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の4.5gのTeBr4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、23.5kJ。温度の急激な上昇は、247℃(184−431℃)で有。最高セル温度は436℃。理論では12.4kJ。ゲインは1.89倍。
・6.64gmのKH+4.0gmのMg粉末+16gmの活性炭CAII300)+18gmのTeBr4(kJ理論上)(5Xスケールアップの80%)。入力エネルギー(Ein)は213kJ。出力エネルギー(dE)は77kJ。温度勾配ジャンプは、140℃。最高温度(Tmax)〜320℃。理論では48.4kJ。ゲインは1.59倍。
TeCl4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.7gのTeCl4。入力エネルギー(Ein)は99.0kJ。出力エネルギー(dE)は16.76kJ。温度の急激な上昇(TSC)が114−300℃で有。最高温度(Tmax):385℃。理論では13kJ。ゲインは1.29倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、0.33gのLiH、1gのMgH2粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、20.4kJ。温度の急激な上昇は、140℃(138−278℃)で有。最高セル温度は399℃。理論では12.1kJ。ゲインは1.69倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、0.33gのLiH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、17.2kJ。温度の急激な上昇は、240℃(137−377℃)で有。最高セル温度は398℃。理論では12.8kJ。ゲインは1.34倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、1.66gのKH、1gのMgH2粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、15.6kJ。温度の急激な上昇は、216℃(139−355℃)で有。最高セル温度は358℃。理論では12.1kJ。ゲインは1.29倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、1.66gのKH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、19.4kJ。温度の急激な上昇は、202℃(89−291℃)で有。最高セル温度は543℃。理論では10.9kJ。ゲインは1.78倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、0.33gのLiH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、19.0kJ。温度の急激な上昇は、288℃(155−443℃)で有。最高セル温度は443℃。理論では10.9kJ。ゲインは1.74倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、17.7kJ。温度の急激な上昇は、208℃(84−292℃)で有。最高セル温度は396℃。理論では13kJ。ゲインは1.36倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、2.7gのTeCl4、1.66gのKH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、18.7kJ。温度の急激な上昇は、224℃(112−336℃)で有。最高セル温度は398℃。理論では12kJ。ゲインは1.56倍。
SeCl4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+2.21gのSeCl4。入力エネルギー(Ein)は93.0kJ。出力エネルギー(dE)は22.14kJ。温度の急激な上昇(TSC)が141−435℃で有。最高温度(Tmax):435℃。理論では15kJ。ゲインは1.48倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1.66gのKH+2.20gのSeCl4。実験上の出力エネルギー(dE)は−25.2kJ。次の反応が考慮される:SeCl4(c)+4KH(c)+3Mg(c)=4KCl(c)+MgSe(c)+2MgH2(c)Q=−1750.4kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−17.5kJ。過剰熱は、−7.7kJ。1.44X過剰の熱。
CF4
・50gmのNaH+50gmのAl+200gmの活性炭CAII300+0.3moleのCF4。45PSIGのリザーバー・セル体積は、2221.8CC。入力エネルギー(Ein)は2190kJ。出力エネルギー(dE)は482kJ。温度ジャンプは、200℃で有。最高温度(Tmax)〜760℃。理論では345kJ。ゲインは1.4倍。
・50.0gmのNaH+50gmのMg粉末+200gmの活性炭CAII−300+75−9.9PSIG(空にした後)のCF4。リザーバーの体積が1800CCで、この圧力低下に対して、n=0.356mole。理論エネルギーは〜392kJ。入力エネルギー(Ein)は1810kJ。出力エネルギー(dE)は765kJ。温度勾配ジャンプは、170℃で有。最高温度(Tmax)は、〜1000℃。ゲインは765/392=1.95X。
・1.0gmのNaH+(1.0gmのMg粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.0123moleのCF4。理論エネルギーは〜13.6kJ)。入力エネルギー(Ein)は143kJ。出力エネルギー(dE)は25kJ。温度勾配ジャンプは、250℃で有。最高温度(Tmax)〜500℃。エネルギー・ゲインは、〜1.8X。
・1.0gmのNaH+(1.0gmのMg粉末+4gmの活性炭CAII−3004gm)ボールミル+〜0.01moleのCF4。理論エネルギーは〜10.2kJ。入力エネルギー(Ein)は121kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度勾配ジャンプは、260℃で有。最高温度(Tmax)〜500℃。エネルギー・ゲインは、〜1.7X。
・1.0gmのNaH+(1.0gmのMg粉末+4gmの活性炭CAII−3004gm)ボールミル+0.006moleのCF4。理論エネルギーは、〜7.2kJ)。入力エネルギー(Ein)は133kJ。出力エネルギー(dE)は15kJ。温度勾配ジャンプが300℃で有。最高温度(Tmax)〜440℃。エネルギー・ゲインは、〜2.0X。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+3.55gのRb+0.0082molのCF4+0.0063molのH2。入力エネルギー(Ein)は76.0kJ。出力エネルギー(dE)は20.72kJ。温度の急激な上昇(TSC)が30−200℃で有。最高温度(Tmax):348℃。理論では10kJ。ゲインは2倍。
SF6
・50gmのNaH+50gmのMgH2+200gmの活性炭CAII300+0.29moleのSF6。43PSIGのリザーバー・セル体積は、2221.8CC。入力エネルギー(Ein)は1760kJ。出力エネルギー(dE)は920kJ。温度勾配ジャンプは、〜140℃で有。最高温度(Tmax)〜1100℃。理論では638kJ。ゲインは1.44倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+0.0094molのSF6。入力エネルギー(Ein)は96.7kJ。出力エネルギー(dE)は33.14kJ。温度の急激な上昇(TSC)が110−455℃で有。最高温度(Tmax):455℃。理論では20.65kJ。過剰は、12.5kJ。ゲインは1.6倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのAl粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.01moleのSF6。理論エネルギーは、〜20kJ)。入力エネルギー(Ein)は95kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。温度勾配変化は、〜100℃で有。最高温度(Tmax)〜400℃。理論では20.4kJ。過剰は、9.6kJ。ゲインは1.47倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMgH2粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.01moleのSF6。理論エネルギーは〜22kJ)。入力エネルギー(Ein)は85kJ。出力エネルギー(dE)は28kJ。温度勾配変化は、〜110℃で有。最高温度(Tmax)〜410℃。理論では22kJ。過剰は、6kJ。ゲインは1.27倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのAlナノ粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.005moleのSF6。入力エネルギー(Ein)は107kJ。出力エネルギー(dE)は21kJ。温度勾配変化は、〜160℃。最高温度(Tmax)〜380℃。理論では10.2kJ。ゲインは2倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMg粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.005moleのSF6(SF6)。入力エネルギー(Ein)は104kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度勾配変化は、〜150℃で有。最高温度(Tmax)〜370℃。理論では12.5kJ。過剰は、5.5kJ。ゲインは1.44倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMgH2粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+0.0025moleのSF6。理論エネルギーは、〜5.5kJ)。入力エネルギー(Ein)は100kJ。出力エネルギー(dE)は10kJ。温度勾配変化は、〜160℃で有。最高温度(Tmax)〜335℃。理論では5.5kJ。ゲインは1.8倍。
・4gのCAIII−300+0.5gのB+1gのNaH+0.0047molのSF6。入力エネルギー(Ein)は112.0kJ。出力エネルギー(dE)は15.14kJ。温度の急激な上昇(TSC)が210−350℃で有。最高温度(Tmax):409℃。理論では10.12kJ。過剰は、5kJ。ゲインは1.49倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1.66gのKH+0.00929molのSF6(セル温度がSF6を満たすと29℃に上昇した)。入力エネルギー(Ein)は66.0kJ。出力エネルギー(dE)は26.11kJ。温度の急激な上昇(TSC)が37−375℃で有。最高温度(Tmax):375℃。理論では20.4kJ。ゲインは1.28倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+0.33gのLiH+0.00929molのSF6(セル温度がSF6を満たすと26℃に上昇した)。入力エネルギー(Ein)は128.0kJ。出力エネルギー(dE)は32.45kJ。温度の急激な上昇(TSC)が275−540℃で有。最高温度(Tmax):550℃。理論では23.2kJ。ゲインは1.4倍。
・4gのCAIII−300+1gのS+1gのNaH+0.0106molのSF6(オンライン)。入力エネルギー(Ein)は86.0kJ。出力エネルギー(dE)は18.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)が51−313℃で有。最高温度(Tmax):354℃。理論では11.2kJ。ゲインは1.6倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMgH2+20.0gmの活性炭CAII300)ボールミル+SF640PSIG。0.026moleのオンライン(理論エネルギーは〜57kJ)2インチ(5.08cm)のセル。入力エネルギー(Ein)は224kJ。出力エネルギー(dE)は86kJ。温度ジャンプは、150℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では57kJ。ゲインは1.5倍。
TeO2
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+1.6gのTeO2。入力エネルギー(Ein)は325.1kJ。出力エネルギー(dE)は18.46kJ。温度の急激な上昇(TSC)が210−440℃で有。最高温度(Tmax):440℃。理論では9.67kJ。過剰は、8.8kJ。ゲインは1.9倍。
・4gのCAIII−300+2gのMgH2+2gのNaH+3.2gのTeO2。入力エネルギー(Ein)は103.0kJ。出力エネルギー(dE)は31.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)が185−491℃で有。最高温度(Tmax):498℃。理論では17.28kJ。ゲインは1.83倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、1.6gのTeO2、0.33gのLiH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、18.1kJ。温度の急激な上昇は、見られず。最高セル温度は637℃。理論では8.66kJ。ゲインは2.1倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、1.6gのTeO2、1.66gのKH、1gのMgH2粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、22.0kJ。温度の急激な上昇は、233℃(316−549℃)で有。最高セル温度は554℃。理論では8.64kJ。ゲインは2.55倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、1.6gのTeO2、1.66gのKH、1gのMg粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、20.3kJ。温度の急激な上昇は、274℃(268−542℃)で有。最高セル温度は549℃。理論では10.9kJ。ゲインは1.86倍。
・5.0gmのNaH+5.0gmのMgH2粉末+20gmの活性炭CAII300)ボールミル+8.0gmのTeO2。入力エネルギー(Ein)は253kJ。出力エネルギー(dE)は77kJ。温度勾配のジャンプは、200℃で有。最高温度(Tmax)〜400℃。理論では48.35kJ。ゲインは1.6倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMgH2粉末+4.0gmの活性炭CAII300)ボールミル+1.6gmのTeO2。入力エネルギー(Ein)は110kJ。出力エネルギー(dE)は16kJ。温度勾配ジャンプが、190℃で有。最高温度(Tmax)〜400℃。理論では9.67kJ。ゲインは1.65倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMgH2粉末+4.0gmの活性炭CAII300)ボールミル+1.6gmのTeO2。入力エネルギー(Ein)は119kJ。出力エネルギー(dE)は19kJ。温度勾配ジャンプが、340℃で有。最高温度(Tmax)〜570℃。理論では9.67kJ。ゲインは2倍。
・4gのCAIII−300+1gのNaH+1.6gのTeO2。入力エネルギー(Ein)は116.0kJ。出力エネルギー(dE)は11.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が:207−352℃で有。最高温度(Tmax):381℃。理論では6.6kJ。ゲインは1.67倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMgH2粉末+4.0gmのTiC+1.6gmのTeO2。入力エネルギー(Ein)は133kJ。出力エネルギー(dE)は15kJ。温度勾配ジャンプが、280℃で有。最高温度(Tmax)〜460℃。理論では8.64kJ。ゲインは1.745倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.60gのTeO2。実験上の出力エネルギー(dE)は−17.0kJ。次の反応が考慮される:TeO2(c)+3Mg(c)+2NaH(c)=2MgO(c)+Na2Te(c)+MgH2(c)Q=−1192.7kJ/reaction。理論化学反応エネルギーは、−11.9kJ。過剰熱は、−5.1kJ。1.43X過剰の熱。
P2O5
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセルの中の、1.66gのKH、2gのP2O5、及び、1gのMgH2、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、21.2kJ。温度の急激な上昇は、242℃(299−541℃)で有。最高セル温度は549℃。理論では10.8kJ。過剰は、10.35kJ。ゲインは1.96倍。
032609GC4:031909RCWF4/1.66gのKH+2gのP2O5+1gのMgH2+DMF−d7中の4gのCAIII−300(受領した状態)。強い−3.86ppmのピーク。
032609GC4:031909RCWF4/1.66gのKH+2gのP2O5+1gのMgH2+DMF−d7中の4gのCAIII−300(受領した状態)。強い−3.86ppmのピーク。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1.66gのKH+2gのP2O5。入力エネルギー(Ein)は138.0kJ。出力エネルギー(dE)は21.6kJ。温度の急激な上昇(TSC)が320−616℃で有。最高温度(Tmax):616℃。理論では11.5kJ。過剰は、10.1kJ。ゲインは1.9倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMgH2粉末+20gmの活性炭CAII300)ボールミル+10.0gmのP2O5。入力エネルギー(Ein)は272kJ。出力エネルギー(dE)は98kJ。ジャンプが250℃で有。最高温度(Tmax)〜450℃。理論では54kJ。ゲインは1.81倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMgH2粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+2.0gmのP2O5。入力エネルギー(Ein)は130kJ。出力エネルギー(dE)は21kJ。ジャンプが300℃で有。最高温度(Tmax)〜550℃。理論では10.8kJ。ゲインは1.94倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMgH2粉末+4.0gmのTiC+2.0gmのP2O5。入力エネルギー(Ein)は129kJ。出力エネルギー(dE)は21kJ。温度勾配ジャンプが、270℃で有。最高温度(Tmax)〜600℃。理論では10.8kJ。ゲインは1.95倍。
NaMnO4
・4gのCAIII−300+1gのSi+1gのNaH+3.5gのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は123.0kJ。出力エネルギー(dE)は26.25kJ。温度の急激な上昇(TSC)が45−330℃で有。最高温度(Tmax):465℃。理論では17.6kJ。ゲインは1.5倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+3.5gのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は120.0kJ。出力エネルギー(dE)は32.41kJ。温度の急激な上昇(TSC)が44−373℃で有。最高温度(Tmax):433℃。理論では20.5kJ。過剰は、7.7kJ。ゲインは1.58倍。
・4g CAIII−300+1g Mg+1g NaH+3.5g NaMnO4;入力エネルギー(Ein)は66.0kJ。出力エネルギー(dE)は32.27kJ。温度の急激な上昇(TSC)が74−430℃で有。最高温度(Tmax):430℃。理論では17.4kJ。過剰は、14.9kJ。ゲインは1.85倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.5gのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は72.0kJ。出力エネルギー(dE)は34.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)が49−362℃で有。最高温度(Tmax):364℃。理論では17.4kJ。過剰は、16.7kJ。ゲインは2倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのMg粉末+20gmの活性炭CAII300)ボールミル+17.5gmのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は130kJ。出力エネルギー(dE)は160kJ。温度勾配ジャンプが、70℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では87kJ。ゲインは1.84倍。
・8.3gmのKH+5.0gmのAl粉末+20gmの活性炭CAII300)ボールミル+17.5gmのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は134kJ。出力エネルギー(dE)は171kJ。温度勾配ジャンプが、50℃で有。最高温度(Tmax)〜350℃。理論では102.5kJ。ゲインは1.66倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMg粉末+4.0gmの活性炭CAII300)ボールミル+3.5gmのNaMnO4(理論上、〜17.4kJ)。入力エネルギー(Ein)は54kJ。出力エネルギー(dE)は32kJ。温度勾配ジャンプが、60℃で有。最高温度(Tmax)〜450℃。理論では17.4kJ。ゲインは1.8倍。
・1.66gmのKH+1.0gmのMg粉末+4.0gmのTiC+3.5gmのNaMnO4。入力エネルギー(Ein)は65kJ。出力エネルギー(dE)は30kJ。温度勾配ジャンプが、70℃で有。最高温度(Tmax)〜410℃。理論では17.4kJ。ゲインは1.7倍。
Nitrate
・1インチ(2.54cm)のセル中の、2.gのNaH、3gのNaNO3、並びに、1gのTi粉末及び4gの活性炭粉末(300℃で乾燥)の混合物。エネルギー・ゲインは、33.2kJ。そして、温度の急上昇が、418℃(110−528℃)で有。最高セル温度が、530℃。理論では24.8kJ。過剰は、8.4kJ。ゲインは1.3倍。
・1インチ(2.54cm)のセル中の、3.gのNaH、3gのNaNO3、並びに、1gのAlナノ粉末及び4gの活性炭粉末(300℃で乾燥)の混合物。エネルギー・ゲインは、42.3kJ。そして、温度の急上昇が、384℃(150−534℃)で有。最高セル温度が、540℃。理論では33.3kJ。過剰は、9kJ。ゲインは1.27倍。
・1インチ(2.54cm)のセル中の、2,1gのNaH、3gのNaNO3、並びに、1gのMgH2及び4gの活性炭粉末(300℃で乾燥)の混合物。エネルギー・ゲインは、43.4kJ。そして、温度の急上昇が、382℃(67−449℃)で有。最高セル温度が、451℃。理論では28.6kJ。過剰は、14.8kJ。ゲインは1.527倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル中の、0.33gのLiH、1.7gのLiNO3、並びに、1gのMgH2及び4gの活性炭粉末(300℃で乾燥)の混合物。エネルギー・ゲインは、40.1kJ。そして、温度の急上昇が、337℃(92−429℃)で有。最高セル温度が、431℃。理論では21.6kJ。過剰は、18.5kJ。ゲインは1.86倍。
・1インチ(2.54cm)のセル中の、0.33gのLiH、1.7gのLiNO3、並びに、1gのTi及び4gの活性炭粉末(300℃で乾燥)の混合物。エネルギー・ゲインは、36.5kJ。そして、温度の急上昇が、319℃(83−402℃)で有。最高セル温度が、450℃。理論では18.4kJ。過剰は、18kJ。ゲインは2倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+2.42gのLiNO3。入力エネルギー(Ein)は75.0kJ。出力エネルギー(dE)は39.01kJ。温度の急激な上昇(TSC)が57−492℃で有。最高温度(Tmax):492℃。理論では28.5kJ。過剰は、10.5kJ。ゲインは1.37倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+2.42gのLiNO3。入力エネルギー(Ein)は81.2kJ。出力エネルギー(dE)は41.89kJ。温度の急激な上昇(TSC)が73−528℃で有。最高温度(Tmax):528℃。理論では34.6kJ。過剰は、7.3kJ。ゲインは1.21倍。
ClO4
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+2gのNaClO4+1gのNaH。入力エネルギー(Ein)は86.0kJ。出力エネルギー(dE)は38.88kJ。温度の急激な上昇(TSC)が130−551℃で有。最高温度(Tmax):551℃。理論では30.7kJ。過剰は、8.2kJ。ゲインは1.27倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+4.29gのNaClO4。入力エネルギー(Ein)は、88.0kJ。出力エネルギー(dE)は58.24kJ。温度の急激な上昇(TSC)が119−615℃で有。最高温度(Tmax):615℃。理論では47.1kJ。過剰は、11.14kJ。ゲインは1.23倍。
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+4.29gのNaClO4。入力エネルギー(Ein)は98.0kJ。出力エネルギー(dE)は56.26kJ。温度の急激な上昇(TSC)が113−571℃で有。最高温度(Tmax):571℃。理論では36.2kJ。過剰は、20.1kJ。ゲインは1.55倍。
K2S2O8
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1.66gのKH+2.7gのK2S2O8。入力エネルギー(Ein)は121.0kJ。出力エネルギー(dE)は27.4kJ。温度の急激な上昇(TSC)が178−462℃で有。最高温度(Tmax):468℃。理論では19.6kJ。過剰は、7.8kJ。ゲインは1.40倍。
SO2
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+0.0146molのSO2。入力エネルギー(Ein)は58.0kJ。出力エネルギー(dE)は20.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が42−287℃で有。最高温度(Tmax):309℃。理論では15kJ。過剰は、5.7kJ。ゲインは1.38倍。
S
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+3.2gのS。入力エネルギー(Ein)は67.0kJ。出力エネルギー(dE)は22.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が49−356℃で有。最高温度(Tmax):366℃。理論では17.9kJ。過剰は、4.8kJ。ゲインは1.27倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル中の、1.3gのS粉末、1.66gのKH、1gのSi粉末、及び、4gのCA−III300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、13.7kJ。そして、温度の急上昇が、129℃(66−195℃)で有。最高セル温度が、415℃。理論では7.5kJ。過剰は、1.82倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル中の、3.2gのS粉末、0.33gのLiH、1gのAl粉末、及び、4gのCA−IV300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、27.1kJ。そして、温度の急上昇が、301℃(163−464℃)で有。最高セル温度が、484℃。理論では20.9kJ。過剰は、6.2kJ。ゲインは1.3倍。
・1インチ(2.54cm)の極めて頑丈なセル中の、3.2gのS粉末、0.33gのLiH、1gのSi粉末、及び、4gのCA−IV300活性炭粉末(300℃で乾燥)。エネルギー・ゲインは、17.7kJ。そして、温度の急上昇が、233℃(212−445℃)で有。最高セル温度が、451℃。理論では13.7kJ。過剰は、4kJ。ゲインは1.3倍。
・4gのCAIII−300+1gのSi+1.66gのKH+1.3gのS。入力エネルギー(Ein)は81.0kJ。出力エネルギー(dE)は10.8kJ。温度の急激な上昇(TSC)が52−196℃で有。最高温度(Tmax):326℃。理論では7.4kJ。ゲインは1.45倍。
SnF4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.95gのSnF4。入力エネルギー(Ein)は130.2kJ。出力エネルギー(dE)は13.89kJ。温度の急激な上昇(TSC)が375−520℃で有。最高温度(Tmax):525℃。理論では9.3kJ。ゲインは1.5倍。
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+1.95gのSnF4。入力エネルギー(Ein)は130.2kJ。出力エネルギー(dE)は13.89kJ。温度の急激な上昇(TSC)が375−520℃で有。最高温度(Tmax):525℃。理論では9.3kJ。ゲインは1.5倍。
SeO2
・4gのCAIII−300+2gのMgH2+2gのNaH+2.2gのSeO2。入力エネルギー(Ein)は82.0kJ。出力エネルギー(dE)は29.5kJ。温度の急激な上昇(TSC)が99−388℃で有。最高温度(Tmax):393℃。理論では20.5kJ。ゲインは1.4倍。
CS2
・1.0gmのNaH+(1.0gmのAl粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+PPのバイアル中にある、1.2mlのCS2。入力エネルギー(Ein)は72kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度勾配ジャンプが〜80℃で有。最高温度(Tmax)〜320℃。理論では11.4kJ。ゲインは1.58倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのMgH2粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+PPのバイアル中にある、1.2mlのCS2。入力エネルギー(Ein)は82kJ。出力エネルギー(dE)は18kJ。温度勾配ジャンプが、〜80℃で有。最高温度(Tmax)〜330℃。理論では12.6kJ。ゲインは1.4倍。
CO2
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+0.00953molのCO2(CO2を満たすと、セル温度が45℃まで上昇)。入力エネルギー(Ein)は188.4kJ。出力エネルギー(dE)は10.37kJ。温度の急激な上昇(TSC)が80−120℃で有。最高温度(Tmax):508℃。理論では6.3kJ。ゲインは1.65倍。
PF5
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+0.010molのPF5。入力エネルギー(Ein)は127.0kJ。出力エネルギー(dE)は15.65kJ。温度の急激な上昇(TSC)が210−371℃で有。最高温度(Tmax):371℃。理論では10kJ。過剰は、6.45kJ。ゲインは1.57倍。
・4gのCAIII−300+1gのAl+1gのNaH+0.01molのPF5。入力エネルギー(Ein)は101.0kJ。出力エネルギー(dE)は15.7kJ。温度の急激な上昇(TSC)が178−370℃で有。最高温度(Tmax):391℃。理論では10kJ。ゲインは1.57倍。
NF3
・1.0gmのNaH+(1.0gmのMg粉末+4gmの活性炭CAII−300)ボールミル+0.011moleのNF3。そして、理論エネルギーは〜kJ)。入力エネルギー(Ein)は136kJ。出力エネルギー(dE)は28kJ。温度勾配ジャンプが、70℃で有。最高温度(Tmax)〜470℃。理論では19.6kJ。ゲインは1.4倍。
PCl5
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+2.08gのPCl5+1gのNaH。入力エネルギー(Ein)は90.0kJ。出力エネルギー(dE)は20.29kJ。温度の急激な上昇(TSC)が180−379℃で有。最高温度(Tmax):391℃。理論では13.92kJ。ゲインは1.45倍。
P2S5
・4gのCAIII−300+1gのMgH2+1gのNaH+2.22gのP2S5。入力エネルギー(Ein)は105.0kJ。出力エネルギー(dE)は13.79kJ。温度の急激な上昇(TSC)が150−363℃で有。最高温度(Tmax):398℃。理論では10.5kJ。過剰は、3.3kJ。ゲインは1.3倍。
・1.0gmのNaH+1.0gmのAl粉末+4gmの活性炭CAII300)ボールミル+2.22gmのP2S5)。入力エネルギー(Ein)は110kJ。出力エネルギー(dE)は14kJ。Temp.Slopejumpat〜170℃with最高温度(Tmax)〜425℃。理論では10.1kJ。ゲインは1.39倍。
Oxide
・4gのAC+1gのMgH2+1.66gのKH+1.35gのKO2。入力エネルギー(Ein)は86.0kJ。出力エネルギー(dE)は21.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が157−408℃で有。最高温度(Tmax):416℃。理論では15.4kJ。ゲインは1.36倍。
MnO4
・4gのCAIII−300+1gのMg+1gのNaH+3.5gのMnO2。入力エネルギー(Ein)は108.0kJ。出力エネルギー(dE)は22.11kJ。温度の急激な上昇(TSC)が170−498℃で有。最高温度(Tmax):498℃。理論では18.4kJ。過剰は、3.7kJ。ゲインは1.2倍。
N2O
・4gのPt/C+1gのMg+1gのNaH+0.0198molのN2O。入力エネルギー(Ein)は72.0kJ。出力エネルギー(dE)は22.2kJ。温度の急激な上昇(TSC)が73−346℃で有。最高温度(Tmax):361℃。理論では16.2kJ。ゲインは1.37倍。
HFB
・1.0gmのNaH+ボールミルされた(1gmのアルミ(Aluminum)ナノ粉末+5gmの活性炭(AC))+1mlのHFB。入力エネルギー(Ein)は108kJ。出力エネルギー(dE)は35kJ。450℃の温度ジャンプが、90℃で有。
・1.0gmのNaH+ボールミルされた(5gmのLa+5gmの活性炭)+1mlのヘキサフルオロベンゼン。入力エネルギー(Ein)は109kJ。出力エネルギー(dE)は38kJ。400℃の温度ジャンプが、90℃で有。
・ボールミルされた(4gの活性炭(AC)+1gのMgH2)+1mlのHFB+1gのNaH。入力エネルギー(Ein)は150.0kJ。出力エネルギー(dE)は45.1kJ。温度の急激な上昇(TSC)が〜50−240で有。最高温度(Tmax)〜250℃。
・Blend(4gのAC+1gのMgH2)+1mlのHFB+1gのNaH。入力エネルギー(Ein)は150.0kJ。出力エネルギー(dE)は35.0kJ。温度の急激な上昇(TSC)が54−255℃で有。45−241℃,48−199℃;最高温度(Tmax):258℃,247℃,206℃(三重セル)。
・1インチ(2.54cm)セル中の、1.66gのKH、1mlのヘキサデカフルオロヘプタン(HDFH)、4gの活性炭粉末、及び1gのMgH2の混合物。出力エネルギー(dE)は34.3kJ。温度の急激な上昇は、419℃(145−564℃)で有。最高温度(Tmax)〜575℃。
B.ソリューションNMR
ハイドリノを形成するための代表的な反応混合物は、(i)LiH,KH,及びNaHから選択される1つのような少なくとも1つの触媒と、(ii)NiBr2、MnI2、AgCl、EuBr2、SF6、S、CF4、NF3、LiNO3,Agを伴うM2S2O8、及びP2O5から選択される1つのような少なくとも1つの酸化剤と、(iii)Mg粉末、又はMgH2、Al粉末、又はアルミニウム・ナノパウダー(AlNP)、Sr、及びCaから選択される1つのような少なくとも1つの還元剤と、及び(iv)AC及びTiCから選択される1つのような少なくとも1つの支持体と、からなる。反応混合物の50mgの反応生成物は、バイアルに入った1.5mlの重水素化N,N−ジメチルホルムアミド−d7(DCON(CD3)2、DMF−d7、(99.5%、ケンブリッジ・アイソトープ・ラバラトリーズ・インク社製)に加えられた。これは、ガラスポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))バルブで密閉され、撹拌され、アルゴン雰囲気下でグローブボックス中で12時間に渡って溶解するようにされた。如何なる固体もない状態での溶液は、NMRチューブ(外径5mm。長さ23cm。Wilmad社製)にガス気密接続により移され、炎でチューブが封された。NMRスペクトルは、500MHzブルーカーNMRスペクトロメータ(重水素でロック)で記録された。化学シフトは、テトラメチルシラン(TMS)に相対的に、8.03ppmでDMF−d7のような溶媒周波数に参照された。
ハイドリノ水素化物イオンH−(1/4)は、約−3.86ppmで観察されると予測され、そして、分子ハイドリノH2(1/4)はTMSと比較して1.25ppmで観察されると予測された。シフトによるこれらのピークの発生の位置と特定の反応混合物に対する強度は、表4で与えられる。