JP2024510882A

JP2024510882A - 赤外光リサイクル熱電発電水素発電機

Info

Publication number: JP2024510882A
Application number: JP2023549945A
Authority: JP
Inventors: ランデルミルズ，
Original assignee: ブリリアントライトパワーインコーポレーティド
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2024-03-12
Also published as: AU2022234027A1; KR20230154790A; TW202301797A; AU2022234027A9; MX2023010180A; IL305199A; CA3207767A1; US20240079988A1; WO2022189947A1; EP4305748A1

Abstract

電力および熱出力の少なくとも１つを提供する発電機を提供する。この発電機は、（ｉ）固有の分析的および分光学的同定特徴によって同定可能な原子状水素水素生成物に関与する反応のための少なくとも１つの反応セルと、（ｉｉ）反応セルに溶融金属流を提供する電磁ポンプなどの少なくとも１つのポンプ、および、溶融金属流を受け取る少なくとも１つの貯留槽を含む溶融金属注入システムと、低電圧大電流電気エネルギーを溶融金属の少なくとも１つの蒸気に与え、プラズマを点火して反応の急速な動力学とエネルギー獲得を惹起する電力供給源を含む添加システムと、を備える。いくつかの実施形態では、発電機は、（ｖ）プラズマに供給されるＨ２およびＯ２の供給源と、（ｖｉ）溶融金属回収システムと、（ｖｉｉ）（ａ）濃縮器熱光起電力セルを使用して、セルの黒体放射体からの高出力光出力を電気に変換すること、または、（ｂ）電磁流体変換器を使用して高エネルギープラズマを電気に変換することが可能である電力変換器と、を備える。

Description

関連出願の参照
本出願は、２０２１年３月８日に出願された米国特許出願第６３／１５８，３４９号、２０２１年３月３８日に出願された米国特許出願第６３／１６７，１１０号、２０２１年４月１６日に出願された米国特許出願第６３／１７６，０５４号、２０２１年６月２３日に出願された米国特許出願第６３／２１４，２３６号、２０２１年４月１３日に出願された米国特許出願第６３／２３３，１９９号、２０２１年４月２３日に出願された米国特許出願第６３／２３６，１９８号、２０２１年９月２０日に出願された米国特許出願第６３／２４６，２８２号、２０２０年１０月１２日に出願された米国特許出願第６３／２５４，５８９号、２０２１年１０月２１日に出願された米国特許出願第６３／２７０，５３７号、２０２１年１２月１７日に出願された米国特許出願第６３／２９１，３４２号、２０２２年１月１０日に出願された米国特許出願第６３／２９８，１９０号、に基づく優先権を主張し、これらのすべてが参照により本明細書に援用される。

開示の分野
本開示は、発電分野に関し、とりわけ、発電システム、装置、および方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、光起電力、プラズマ、および熱起電力を発生させ、電磁流体力電力変換器を介して電力を発生させる発電装置およびシステム、ならびに関連する方法、光起電力変換器、プラズマ起電力変換器、光子起電力変換器、または熱起電力変換器に関するものである。また、本開示の実施形態は、光起電力変換器を使用して、水または水ベースの燃料源の点火によって、光起電力、運動起電力、電力、および／または熱起電力を発生させるシステム、装置、および方法を説明する。本開示において、これらの実施形態および他の関連する実施形態を詳細に説明する。

背景
発電は、さまざまな形態を取り、プラズマからの発電を利用し得る。プラズマの商業化の成功は、プラズマを効率的に発生させ、発生させたプラズマからのエネルギー出力を捕捉することができる発電システムに依存し得る。

特定の燃料の点火中にプラズマが形成され得る。これらの燃料には、水または水ベースの燃料源が含まれ得る。点火中に、電子が剥ぎ取られた原子のプラズマ雲が形成され、高い光起電力が放出されることがある。プラズマの高い光起電力は、本開示の電力変換器によって利用され得る。イオンと励起状態原子とが再結合して電子緩和を経て高強度の光を放出し得る。高強度の光は、光起電力技術で電気に変換され得る。

発電にプラズマを利用することは、多くの場合、維持および達成するのが困難である。プラズマ反応を維持するのが難しいだけでなく、プラズマによって発生した高エネルギーが周囲のシステムに深刻な影響を与え、これらのプラズマを形成し維持するために使用されるコンポーネントの故障をしばしば引き起こす。さらに、プラズマからの光エネルギー出力の変換は、多くの場合、エネルギー損失を伴うものであり、例えば、低エネルギー光（赤外線など）は光起電力のバンドギャップを下回っているため、システムから失われる。さらに、太陽光発電へのプラズマ光出力は、反応セルと太陽光発電との間のウィンドウによって妨げられることが多く、特定の変形およびその上への材料の蓄積の影響を受けやすく、太陽光発電への光の供給が低下し、システムからのエネルギー損失が生ずる。

開示
本開示は、電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも一方を発生させる発電システムに関し、該発電システムは、
圧力を大気圧よりも低く維持できる少なくとも１つの貯留槽と、
プラズマを形成するのに十分なエネルギーを発生させる反応を貯留槽内で受け取ることができる反応物質であり、
（ａ）水素ガスと酸素ガスとの混合物、および／または
水蒸気、および／または
水素ガスと水蒸気との混合物、ならびに
（ｂ）溶融金属を含む、反応物質と、
貯留槽への少なくとも１つの反応物質の流量を制御するための質量流量制御器と、
１つまたは複数の反応物質が貯留槽に流入しているときに貯留槽内の圧力を大気圧より低く維持するための真空ポンプと、
溶融金属の一部を含む少なくとも１つの貯留槽、該貯留槽内にかつ注入器管を介して溶融金属を供給して溶融金属流を提供するように構成される溶融金属ポンプシステム（例えば、１台以上の電磁ポンプ）、および溶融金属流を受け取るための少なくとも非注入器溶融金属貯留槽と、
水素ガスおよび／または酸素ガスおよび／または水蒸気が貯留槽に流れ込んでいるときに、電力を溶融金属の少なくとも１つの流れに電力を供給するための、電力または点火電流の供給源を含む、少なくとも１つの点火システムと、
反応で消費される反応物質を補充する反応物質供給システムと、
反応により発生したエネルギー（例えば、プラズマからの光および／または熱出力）の一部を電力および／または熱出力へ変換する電力変換器または出力システムと、を備える。

本開示の発電システム（本明細書では「ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）」という）は、
（ａ）反応チャンバを含む、大気圧未満の圧力を維持することができる少なくとも１つの貯留槽と、
（ｂ）溶融金属が２つの電極の間を流れて回路を完成させるように構成された、該２つの電極と、
（ｃ）前記回路が閉じているときに前記２つの電極の間に点火電流を印加するために前記２つの電極に接続された電源と、
（ｄ）送達されたガスからの第一のプラズマの形成を誘導するためのプラズマ発生セル（例えば、グロー放電セル）であり、該プラズマ発生セルの流出物が回路（例えば、前記溶融金属、前記アノード、前記カソード、溶融金属貯留槽に沈められた電極）に向けられ、
ここで、前記回路に電流が印加されると、プラズマ発生セルの流出物が反応して第二のプラズマおよび反応生成物を生成する、プラズマ発生セルと、
（ｅ）第二のプラズマからのエネルギーを機械的エネルギー、熱的エネルギー、および／または電気的エネルギーに変換および／または転送するように構成された熱光電変換器を有する電源アダプタと、を備え
ここで、第二のプラズマからのエネルギーは黒体放射体に吸収されて黒体放射を発生し、前記黒体放射は熱光起電変換器で変換される。いくつかの実施形態では、電源アダプタは、複数の熱光起電力アダプタである。熱光起電力アダプタは、測地線ドーム内に光起電変換器を備えてもよく、光起電力変換器は、複数の三角形要素から構成される受信器配列（例えば、高密度受信器配列）を備えてもよく、さらに、
ここで、三角形要素の各々は、黒体放射を電気に変換できる複数の光起電セルを備え得る。いくつかの実施形態では、２つの電極のうち正にバイアスされた電極は、黒体放射体であるか、黒体放射体を含むものであるか、またはそれに接続されるものである。様々な実装において、光起電セルのバンドギャップよりも小さいエネルギーを有するプラズマから発生した光子（例えば、赤外線）は、プラズマ発生セルに向かって（例えば、黒体放射体に向かって）反射される。

通常、反応セルおよび／または黒体放射体から出力される光は、発電用の光起電素子および／または熱的および光学的にエネルギーを出力する黒体放射体に収集され、また、必要に応じて、それぞれが個別に収集されてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、第二のプラズマを含む反応セルと熱光起電変換器との間に、光起電力（ＰＶ）ウィンドウを備えてもよい。エネルギー生成を維持するために、本開示の材料、システム、および方法を活用することによって、溶融金属（例えば、スズ）がＰＶウィンドウを濡らさないようにすることが可能である。いくつかの実施形態では、ガスは、スズを酸化しない、またはスズへの最小限の酸化を提供する反応混合物であってもよい（例えば、システム内の溶融金属の１０％未満または５％未満または１％未満が、システムに供給されるガスであり、１２時間酸化されない）。さまざまな実装形態では、ＰＶウィンドウは、平面を備え（または主に備え）、電源アダプタは、ＰＶ変換器を備え、さらに、ＰＶ変換器は、ＰＶウィンドウと一致する形状を有するＰＶウィンドウを介してプラズマ放射を受けるための、平坦かつ高密度の受信器配列パネルを備える。これらの構成は、光起電力によって吸収されないが、光を再利用するために反応セルに向けて戻される低エネルギー光の反射率を最小限に抑えることが可能である。いくつかの実施形態では、ＰＶウィンドウは、石英、サファイア、酸窒化アルミニウム、およびＭｇＦ_２のうちの少なくとも１つを含む。

システムによって生成される高強度環境は、システムのコンポーネントに大きな影響を与える。各コンポーネントの相対的な寸法、形状、および配置はすべて、定常状態のプラズマの発生に関係している。システムが第一および第二のプラズマを発生可能にさせるには、これらのコンポーネントのバランスを取る必要がある。典型的には、２つの電極の各電極は、溶融金属貯留槽と、その中の溶融金属のみに電流を供給し、それによって点火電流を供給するための電気フィードスルーと、を含む。様々な実施において、システムは、貯留槽に接続された反応セルチャンバを備えてもよく、ここで、少なくとも１つの貯留槽の壁と反応セルチャンバとがセラミックコーティングおよびライナーの少なくとも１つによって電気的に絶縁される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの貯留槽と反応セルチャンバとが、ライナーによって断熱される。ライナーは、任意にセラミックコーティングでコーティングされた炭素および／またはタングステンであってもよく、またはそれを含んでもよい。他の実施形態では、貯留槽は、該貯留槽の少なくとも１つにおける電気的遮断によって、互いに電気的に絶縁される。

２つの電極間を流れる溶融金属は、溶融金属を含む１つまたは複数の溶融金属貯留槽と独立して流体連通する二重溶融金属注入システムから形成してもよく、
各溶融金属注入システムは電磁ポンプとノズルとを備え、各電磁ポンプはノズルを通して溶融金属を流し、溶融金属の流れを形成し、
ここで、前記電極は、溶融金属流と連通しており、それによって反対極性の二重溶融金属流を形成し、さらに、
ここで、前記回路は、二重の溶融金属の流れを交差させることによって完全に形成される。貯留槽は、電極を互いに電気的に絶縁するための電気的遮断を含み得る。溶融金属流の整列、特に操作中の整列は、プラズマ発生を維持するために重要である。このような整列を達成するために、システムは、柔軟要素と、貯留槽の注入器電極を傾けて溶融金属流を整列させる少なくとも１つのアクチュエータとを備え得る。様々な実装において、貯留槽は、複数の支持体によって支持されるベースプレートを備えてもよく、貯留槽の注入器電極を傾ける少なくとも１つのアクチュエータでは、少なくとも１つの支持体を長くまたは短くし得る。特定の態様では、可撓性要素は、一端に固定フレーム、反対端に可動フレームを備えるとともに、可動フレームおよび該フレームに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータをさらに備え、アクチュエータが可撓性要素の片側で収縮し、対向する側で拡張して注入器を傾動させる。可撓性要素は、ベローズを含み得る。

溶融金属を伴うプラズマ発生によって、多くの場合、ＰＶウィンドウが（例えば、溶融金属で、溶融金属の酸化物で）皮膜され、それによって光起電力変換器への光透過が妨げられる。この皮膜蓄積を最小限に抑えることにより、本開示のシステムは、光起電力変換以外の多くの用途に使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、二重溶融流はウィンドウを備えるチャンバ内で交差してもよく、第二のプラズマから発生した光または黒体放射がウィンドウを出て負荷を加熱する。負荷は、第二のプラズマまたは黒体放射から発生する光によって加熱されるオーブンチャンバ（またはその中の空気／水／蒸気）であってもよい。いくつかの実施形態では、第二のプラズマ反応は、ＰＶウィンドウを含む反応チャンバで起り、
溶融金属または酸化された溶融金属がＰＶから除去され、さらに、
（ａ）ＰＶウィンドウは、石英、サファイア、酸窒化アルミニウム、ＣａＦ_２、およびＭｇＦ_２のうちの少なくとも１つを含み、
（ｂ）ＰＶウィンドウは、溶融金属の酸化物（例えば、酸化スズ）の融点を超えて加熱され、
（ｃ）溶融金属酸化物の水素還元は、前記水素還元を達成するのに十分な圧力で水素ガスを反応チャンバに流すことによって起こり、ならびに／あるいは
（ｄ）ＰＶウィンドウには、第二のプラズマの発生中に、その表面に溶融金属が（例えば、電磁ポンプから）注入される。

いくつかの実施形態では、このシステムは、ＰＶウィンドウと少なくとも１つの熱吸収体とを備え、ここで、第二のプラズマ反応からの光エネルギーは、放射エネルギーの伝達によってＰＶウィンドウを通って熱吸収体に伝達され、前記熱吸収体は、前記放射エネルギー伝達から熱エネルギーを伝送する。いくつかの実施形態では、システムは、熱吸収体からの熱出力によって加熱される水ボイラーを備える、または水ボイラーである。いくつかの実施形態では、このシステムは、熱吸収体からの熱出力によって加熱される空気熱交換器を備える。いくつかの実施形態では、システムは、水などのロードが充填され得る外側チャンバによって囲まれる。動作中、その負荷に対して、第二のプラズマからのエネルギーが熱的および／または光学的に伝達され得る。

ＰＶウィンドウから溶融金属酸化物（例えば、酸化スズ）を除去するためのシステムも提供される。該システムは、
脱凝集材料の供給源を備えてもよく、ここで、前記脱凝集材料が前記ＰＶウィンドウに向けられ、さらに、
前記脱蓄積材料は、水素ガスまたは溶融金属酸化物の溶融金属である。

各種方法も提供される。これらの方法には、例えば、電力を発生、光を発生、またはプラズマを発生し得るものが含まれる。いくつかの実施形態では、該方法は、
（ａ）溶融金属を電気的にバイアスする。
（ｂ）プラズマ発生セル（例えば、グロー放電セル）からの流出物を、バイアスされた溶融金属と相互作用させ、プラズマ発生を誘導するように導く。ある実施形態では、プラズ発生セルの流出物は、動作中にプラズ発生セルを通過する水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）のガス混合物から生成される。いくつかの実施形態では、プラズマ発生セル内のガスは、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）の混合物である。

別の諸方法もまた提供される。例えば、これらの方法には、
（ａ）グロー放電セルに導かれたガスから第一のプラズマを発生させること、
（ｂ）電気的にバイアスされた溶融金属流を形成すること、
（ｃ）グロー放電セルからの流出物を電気的にバイアスされた溶融金属流に向けて、紫外線、可視光、および／または赤外線光を発光する第二のプラズマを発生させることを、含み得るような方法がある。

光は、負荷を加熱するために、および／または光起電力変換器において発電のために使用され得る。いくつかの実施形態では、プラズマ発生セル内のガスは、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）の混合物を含む。

本開示は、ＰＶウィンドウから溶融金属酸化物（例えば、酸化スズ）を除去する方法も包含する。この方法は、例えば、脱蓄積材料を前記ＰＶウィンドウに向けることを含み得るものであり、
ここで、前記脱蓄積材料は、水素ガスまたは溶融金属酸化物の溶融金属である。いくつかの実施形態では、脱蓄積材料は溶融金属（例えば、スズ）であり、ここで、ウィンドウは、プラズマにさらされるとともに、溶融金属は、過熱に伴うウィンドウの構造的変形（反り、割れ、透明度の低下など）あるいは過熱に伴う何らかの構造的変形（反り、ひび割れなど）を受けることを防止または減少する速度で、ウィンドウに向けられる。

いくつかの実施形態において、プラズマ発生セル内のガスは、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）との混合物である。例えば、水素に対する酸素の相対モル比は、０．０１～５０（例えば、０．１～２０、０．１～１５、１０未満、５未満、２未満等）である。いくつかの実施形態において、水素に対する酸素の相対流量は、室温で体積で０．０１～５０（例えば、０．１～２０、０．１～１５、１０未満、５未満、２未満等）である。いくつかの実装形態において、溶融金属はガリウムまたはスズである。いくつかの実施形態では、反応生成物は、本明細書に記載されているように、少なくとも１つの分光学的特徴を有する（例えば、本明細書中に記載されたものおよび参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第６２／２３６，１９８号（２０２１年８月２３日出願）の付属書類または副付属書類中に記載されたもの、ならびに、特に、本開示のシステムによって形成され、その後に収集された材料の電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）およびラマンなどの、その中での分光測定結果）。様々な態様において、第二のプラズマは、反応セル内で形成され、前記反応セルの壁は、溶融金属との合金形成（例えば、ガリウムなどの溶融金属との合金形成）に対する耐性が増加したライナーを含み、さらにライナーと反応セルの壁は、反応生成物（例えば、４１３０合金ステンレス鋼またはＣｒ－Ｍｏステンレス鋼等の３４７ステンレス鋼のようなステンレス鋼、ニッケル、Ｔｉ、ニオブ、バナジウム、鉄、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＮｂ（９４．３３ｗｔ％）－Ｍｏ（４．８６ｗｔ％）－Ｚｒ（０．８１ｗｔ％））に対して高い透過性を有する。ライナーは、結晶性材料（例えば、ＳｉＣ、ＢＮ、石英）および／またはＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ、またはＷのうちの少なくとも１つなどの高融点金属で作られていてもよい。特定の実施形態では、第二のプラズマは反応セル内で形成され、壁反応セルチャンバは第一セクションおよび第二セクションを含み、
第一セクションが４１３０合金ステンレス鋼またはＣｒ－Ｍｏステンレス鋼などの３４７ステンレス鋼のようなステンレス鋼、ニッケル、Ｔｉ、ニオブ、バナジウム、鉄、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＮｂ（９４．３３ｗｔ％）－Ｍｏ（４．８６ｗｔ％）－Ｚｒ（０．８１ｗｔ％）から構成され、
第二セクションが第一セクションの金属とは異なる高融点金属を含み、
ここで、異なる金属間の接合は、積層材料（例えば、ＢＮなどのセラミック）によって形成される。

発電システムは、水素ガスおよび酸素ガスおよび／または水分子を混合するための気体混合器と水素および酸素の再結合器および／または水素解離器とを備え得る。いくつかの実施形態では、水素および酸素の再結合器は、プラズマセルを含む。プラズマセルは、中心正極と接地された管状体対極を含み得、電圧（例えば、５０Ｖから１０００Ｖの範囲の電圧）が電極間に印加されて、水（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）とのガス混合物からのプラズマの形成を誘導する。いくつかの実施形態において、水素および酸素の再結合器は、不活性支持材料によって支持された再結合器触媒金属を含む。いくつかの実装形態において、第一のプラズマを発生させるためにプラズマ発生セルに供給されるガス混合物は、プラズマセル（例えば、グロー放電セル）を通って流れて第二のプラズマを発生させるのに十分な発熱性で反応を受けることができる反応混合物を生成する非化学量論的Ｈ_２／Ｏ_２混合物（例えば、１／３モル％Ｏ_２あるいは混合物のモル百分率で０．０１％～３０％、または０．１％～２０％、または１０％未満、または５％未満、または３％未満のＯ_２を有するＨ_２／Ｏ_２混合物）を含む。非化学量論比のＨ_２／Ｏ_２混合物は、グロー放電を通過して、原子状水素と新生Ｈ_２Ｏの流出物（例えば、水素結合の形成を防ぐのに十分な濃度で内部エネルギーを有する水を含む混合物）を生成し得るもので、
グロー放電流出物は反応チャンバに導かれ、そこで点火電流が２つの電極間に（例えば、それらの間を通過する溶融金属によって）供給され、流出物がバイアスされた溶融金属（例えば、ガリウムまたはスズ）と相互作用すると、例えば、アーク電流の発生時に、発生期の水と原子状水素との間の反応が誘発される。

発電システムは、反応チャンバ（例えば、発生期の水および原子状水素が第二のプラズマ形成反応を受ける場所）および／または溶融金属との合金の形成に耐性のある少なくとも１つの耐火性材料から成るライナーを含む貯留槽の少なくとも１つを含み得る。反応チャンバの内壁は、セラミックコーティング、Ｗ、Ｎｂ、またはＭｏ製のライナーで裏打ちされ、Ｗ製のプレートで裏打ちされたカーボンライナーを含み得る。いくつかの実施形態では、貯留槽はカーボンライナーを含み、カーボンはそこに含まれる溶融金属によって覆われている。さまざまな実装形態において、反応チャンバ壁は、反応生成物ガスに対して高い透過性を有する材料を含む。様々な実施形態において、反応チャンバ壁は、ステンレス鋼（例えば、Ｍｏ－Ｃｒステンレス鋼）、ニオブ、モリブデン、またはタングステンのうちの少なくとも１つを含む。

発電システムは、溶融金属蒸気および金属酸化物粒子および蒸気を凝縮し、それらを反応セルチャンバに戻すための凝縮器を備え得る。いくつかの実施形態では、発電システムは、真空ラインをさらに含み得るもので、凝縮器は、反応セルチャンバから真空ポンプまでの、反応セルチャンバに対して垂直な真空ラインのセクションを含むとともに、反応セルチャンバ内の真空圧を真空ポンプが維持できるようにしながら、溶融金属蒸気および金属酸化物粒子および蒸気を凝縮して、それらを反応セルチャンバに戻す不活性かつ高表面積の充填材料を含む。

発電システムは、黒体放射体と、該黒体放射体から光を出力するためのウィンドウとを備えてもよい。そのような実施形態は、光（例えば、照明用）を発生させるために利用され得る。

いくつかの実施形態では、発電システムは、水素ガスおよび酸素ガスを混合するための気体混合器と水素および酸素の再結合器および／または水素解離器とをさらに備えてもよい。例えば、発電システムは、水素および酸素の再結合器を備え、該水素および酸素の再結合器は、内側支持材料によって支持される再結合器触媒金属を含む。

発電システムは、反応を、具体的にはプラズマの発生と正味のエネルギー出力とを維持するのに十分なエネルギーを出力できる反応を、最大化するパラメータを用いて動作され得る。例えば、いくつかの実施形態では、動作中の貯留槽の圧力は、０．１トル～５０トルの範囲である。いくつかの実装形態において水素の質量流量は、酸素の質量流量を１．５～１０００倍の範囲で超える。いくつかの実施形態では、圧力は５０トルを超えてもよく、ガス再循環システムがさらに備えられてもよい。

いくつかの実施形態では、不活性ガス（例えば、アルゴン）が貯留槽に注入される。いくつかの実施形態では、不活性ガス（例えば、アルゴン）が貯留槽に注入される。不活性ガスは、特定のその場（ｉｎｓｉｔｕ）で形成された反応物質（発生期の水等）の寿命を延ばすために使用され得る。

発電システムは、反応から出力されたエネルギーから形成されたプラズマが水蒸気を含むように、貯留槽に水を注入するように構成された水マイクロ注入器を備えてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ注入器は、貯留槽に水を注入する。いくつかの実施形態では、水は、蒸気として、バイアスされた交差溶融流に向かって流される。いくつかの実施形態では、グロー放電セル内で水が生成される。いくつかの実施形態では、水蒸気がガス混合物中に存在する。いくつかの実施形態では、反応セルへの水の送達をもたらすガスにおいて、湿潤した空気が使用される。いくつかの実施形態では、Ｈ_２モル百分率は、水蒸気（例えば、マイクロ注入器によって注入された水蒸気、グロー放電セルの流出物に存在する水）のモル百分率の１．５～１０００倍の範囲内である。

発電システムは、金属（例えば、スズまたはガリウム、銀または銅、あるいはそれらの組み合わせ）を溶融して溶融金属を形成するための加熱器をさらに含み得る。発電システムは、非注入器溶融金属貯留槽からのオーバーフローを回収する溶融金属オーバーフローチャネルを備える、反応後に溶融金属を回収するように構成された溶融金属回収システムをさらに含み得る。

溶融金属注入システムは、溶融金属貯留槽および非溶融金属貯留槽内に電極をさらに備えてもよく、点火システムは、注入器および非注入器貯留槽電極に反対の電圧を供給する電力または点火電流の供給源を含み、ここで、この電源は、溶融金属流に電流と電力潮流とを供給して、反応物質の反応を引き起こし、貯留槽内にプラズマを形成する。

上記電源は通常、反応物質が反応して第二のプラズママを形成するのに十分な電流電気エネルギーを供給する。特定の実施形態では、電源は少なくとも１つの超コンデンサを含む。さまざまな実装形態において、溶融金属点火システム電力からの電流は、１０Ａ～５０，０００Ａの範囲内である。

通常、溶融金属ポンプシステムは、溶融金属貯留槽から溶融金属を非注入貯留槽にポンプ輸送するように構成され、その間に溶融金属流が形成される。いくつかの実施形態では、溶融金属ポンプシステムは１台以上の電磁ポンプであり、電磁ポンプの各々が、
（ａ）電極を介して溶融金属に供給される直流または交流の電流源と一定または同相の交流ベクトル交差磁場源とを含む直流または交流の伝導型、あるいは、
（ｂ）金属に交流電流を誘導する溶融金属の短絡ループを通る交流磁場源と同相ベクトル交差交流磁場とを含む誘導型の１つを備える。

いくつかの実施形態では、溶融金属点火システム電源からの電流は、１０Ａ～５０，０００Ａの範囲内であってもよい。溶融金属点火システムの回路は、点火によりさらなる点火（例えば、点火周波数が１０，０００Ｈｚ未満）を発生すべく、溶融金属流によって閉じられてもよい。注入器貯留槽は、その中の溶融金属と接触する電極を備え、かつ前記非注入器貯留槽が前記注入器システムによって提供される溶融金属と接触する電極を備えてもよい。

さまざまな実装形態において、溶融金属流からの溶融金属が貯留槽に回収され得るように、かつ溶融金属流が非注入器貯留槽電極と電気的に接触するように、非注入器貯留槽は、注入器の上に（例えば、垂直に）配置され、かつ非注入器貯留槽に向けられた溶融流を形成するように構成され、さらに、溶融金属が前記非注入器貯留槽電極上に溜まる。いくつかの実施形態では、非注入器貯留槽への点火電流は、
（ａ）貯留槽を貫通する、気密封止された高温ケーブルフィードスルー、
（ｂ）電極バスバー、および
（ｃ）電極、
を含んでもよい。

点火電流密度は、少なくとも貯留槽の形状が最終的なプラズマの形状に関連しているという理由で、貯留槽の形状に関連し得る。さまざまな実装形態において、貯留槽は砂時計の形状（例えば、貯留槽の内部表面の中央部分の断面積が、主軸に沿った各遠位端の断面積の２０％または１０％または５％以内よりも小さい断面を有する形状）を備え、かつ垂直に配向（例えば、前記貯留槽の主軸が重力と略平行）され得る。ここで、注入器貯留槽は、くびれ部分よりも下方にあり、かつ貯留槽内の溶融金属のレベルが砂時計のくびれ部分とほぼ近位になるように構成されて、点火電流密度を高める。いくつかの実施形態では、貯留槽は主縦軸に関して対称である。いくつかの実施形態では、貯留槽は砂時計の形状であり、高融点金属ライナーを備え得る。いくつかの実施形態では、砂時計の形状を有する貯留槽の注入器貯留槽は、点火電流のための正極を含み得る。

溶融金属は、スズ、銀、ガリウム、銀銅合金、銅、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、溶融金属は、７００℃未満の融点を有する。例えば、溶融金属は、ビスマス、鉛、スズ、インジウム、カドミウム、好ましくはガリウム、アンチモン、または合金、例えばローズメタル、セロセーフ、ウッドメタル、フィールドメタル、セロロー１３６、セロロー１１７、Ｂｉ－Ｐｂ－Ｓｎ－Ｃｄ－Ｉｎ－Ｔｌ、およびガリンスタンの少なくとも１つを含んでもよい。特定の態様では、その溶融金属（例えば、貯留槽、電極）と接触する発電システムの構成要素の少なくとも１つは、溶融金属との合金の形成に耐性を示す１つまたは複数の耐合金材料の含有、被覆、またはコーティングが施される。例示的な耐合金材料は、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｂ（９４．３３ｗｔ％）－Ｍｏ（４．８６ｗｔ％）－Ｚｒ（０．８１ｗｔ％）、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、３４７ステンレス鋼、Ｃｒ－Ｍｏステンレス鋼、シリサイド被覆、カーボン、およびセラミック、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４、シェイパル（Ｓｈａｐａｌ）（登録商標）、ＡｌＮ、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、またはＨｆＯ_２である。いくつかの実施形態では、容器の少なくとも一部は、セラミックおよび／または金属で構成される。セラミックは、金属酸化物、石英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素、およびガラスセラミックのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、容器の金属は、ステンレス鋼と高融点金属とのうちの少なくとも１つを含む。

いくつかの実施形態では、発電システムは、プラズマ発生セルを介して溶融金属セルに向けられる水／水素混合物を生成する。これらの実施形態において、グロー放電セルなどのプラズマ発生セルは、ガス（例えば、酸素と水素の混合物を含むガス）からの第一のプラズマの形成を誘発し、プラズマ発生セルの流出物が溶融金属回路の任意の部分（例えば、溶融金属、アノード、カソード、溶融金属貯留槽に沈められた電極）に向けられる。バイアスされた溶融金属がこの流出物と相互作用すると、第二のプラズマ（プラズマ発生セルによって発生させたものよりもエネルギーが高い）が形成され得る。これらの実施形態では、プラズマ発生セルは、流出物が原子状水素（Ｈ）および水（Ｈ_２Ｏ）を含むように、モル過剰の水素を有する水素（Ｈ_２）および酸素混合物（Ｏ_２）を供給され得る。流出物中の水は、発生期の水の形態であり得、十分にエネルギーを与えられ、流出物中の他の成分に水素結合されないような濃度の水であり得る。この流出物は、さらに原子状水素を（流出物中のＨ_２から）発生させて第２のエネルギー反応をさらに進行させ得る溶融金属とプラズマの少なくとも一方を通じて、溶融金属と供給された外部電流との相互作用によって強まるプラズマを形成するＨおよびＨＯＨが関与する第２のより高エネルギー反応に進み得る。

いくつかの実施形態では、発電システムは、少なくとも１つの熱交換器（例えば、貯留槽壁の壁に接合された熱交換器、溶融金属との間または溶融金属貯留槽との間で熱を伝達し得る熱交換器）をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、熱交換器は、（ｉ）プレート、（ｉｉ）シェル内ブロック、（ｉｉｉ）ＳｉＣ環状溝、（ｉｖ）ＳｉＣポリブロック、および（ｖ）シェル／チューブ熱交換器のうちの１つを備える。いくつかの実装形態において、シェル／チューブ熱交換器は、導管、マニホールド、ディストリビュータ、熱交換器入口ライン、熱交換器出口ライン、シェル、外部冷却剤入口、外部冷却剤出口、バッフル、高温の溶融金属を貯留槽から熱交換器に再循環させ、低温となった溶融金属を貯留槽に戻すための少なくとも１台のポンプ、ならびに１台以上の水ポンプおよび水冷却剤あるいは１つまたは複数のブロワーと、外部冷却剤とシェルを通して低温冷却剤を流すための空気冷却剤を備え、冷却剤は、導管からの熱伝達によって加熱され、外部冷却剤出口を出る。いくつかの実施形態では、シェル／チューブ熱交換器は、導管、マニホールド、分配器、熱交換器入口ライン、および熱交換器出口ラインを備え、該ラインは、導管、マニホールド、ディストリビュータ、熱交換器入口ライン、熱交換器出口ライン、シェル、外部冷却剤入口、外部冷却剤出口、およびステンレス鋼を含むバッフルとは独立して裏打ちおよび拡張するカーボンを含む。熱交換器の外部冷却剤は空気を含み、マイクロタービンコンプレッサまたはマイクロタービンレキュペレータからの空気は、外部の冷却剤入口とシェルに送風される冷気であり、該冷却剤は、導管からの熱伝達によって加熱され、外部冷却剤出口を出て、外部冷却剤出口から出力された高温の冷却剤はマイクロタービンに流れ込み、熱出力を電気に変換する。

いくつかの実施形態では、発電システムは、少なくとも１つの電力変換器または反応出力の出力システムを備え、熱光起電力変換器、光起電力変換器、光電変換器、電磁流体変換器、プラズマ動力学変換器、熱電子変換器、熱電変換器、スターリングエンジン、超臨界ＣＯ_２サイクル変換器、ブレイトンサイクル変換器、外燃機関ブレイトンサイクルエンジンまたは変換器、ランキンサイクルエンジンまたは変換器、有機ランキンサイクル変換器、内燃機関エンジン、さらには熱エンジン、加熱器、およびボイラーから成る群のうちの少なくとも１つを備えてもよい。貯留槽は、貯留槽の内部から光起電力変換器に光を送信するための光透過性光起電力（ＰＶ）ウィンドウと、少なくとも１つの貯留槽形状と、溶融金属がＰＶウィンドウを被膜するのを少なくとも部分的に防止するために、圧力勾配を生じさせる、回転ウィンドウを有する少なくとも１つのバッフルとを備えてもよい。回転ウィンドウは、水素還元システムおよび電気分解システムのうちの少なくとも１つを含む、酸化ガリウムまたはスズを還元するためのシステムを備える。いくつかの実施形態では、回転ウィンドウは、石英、サファイア、アルミニウム酸窒化物、フッ化マグネシウム、またはそれらの組み合わせを含む、またはそれら構成される。いくつかの実装形態では、回転ウィンドウは、ガリウムまたはスズおよび酸化スズまたは酸化ガリウムのうちの少なくとも一方の付着を抑制する被膜でコーティングされている。回転ウィンドウ被膜は、ダイヤモンド状炭素、炭素、窒化ホウ素、および水酸化アルカリのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、正の点火電極（例えば、上部の点火電極、他の電極よりも上方に配置された電極）は、（例えば、負の点火電極と比較して）ウィンドウに近く、正電極は、光起電力を介して、光起電力変換器に黒体放射を放出する。

電力変換器または出力システムは、貯留槽に接続されたノズル、電磁流体（ＭＨＤ）チャネル、電極、磁石、金属収集システム、金属再循環システム、熱交換器、および任意のガス再循環システムを含む電磁流体変換器を備え得る。いくつかの実施形態では、溶融金属は銀を含み得る。電磁流体変換器を有する実施形態では、電磁流体変換器は、溶融金属流中の銀との相互作用の際に、酸素ガスを送達して銀粒子ナノ粒子（例えば、約１０ｎｍ未満または約１ｎｍ未満の分子領域における粒径）を形成し得るもので、銀ナノ粒子は、磁気流体力学的ノズルを介して加速され、反応から発生した電力の運動エネルギーの蓄積を提供する。反応物質供給システムは、変換器へ酸素ガスを供給し、かつ酸素ガスの送達を制御し得る。さまざまな実装形態において、銀ナノ粒子の運動エネルギーの蓄積の少なくとも一部は、磁気流体力学的チャネルで電気エネルギーに変換される。そのように変換された電気エネルギーは、ナノ粒子の合体をもたらし得る。ナノ粒子は、電磁流体力学的変換器の凝縮部（本明細書ではＭＨＤ凝縮部ともいう）において、酸素を少なくとも部分的に吸収する溶融金属として合体し得るもので、吸収された酸素を含む溶融金属が金属再循環システムによって注入器貯留槽に戻される。いくつかの実施形態では、酸素は、貯留槽内のプラズマによって金属から放出され得る。いくつかの実施形態では、このプラズマは、電磁流体力学的チャネルおよび金属収集システム内に維持されて、溶融金属による酸素の吸収を増強する。いくつかの実施形態では、プラズマが電磁流体チャネルと金属収集システムとで維持されて、溶融金属による酸素の吸収を促進する。

溶融金属ポンプシステムは、第一段階の電磁ポンプおよび第二段階の電磁ポンプを含み得、第一段階は金属再循環システム用のポンプを含み、第二段階は金属注入器システム用のポンプを含む。

反応物質によって誘発された反応は、貯留槽内でプラズマの形成を開始するのに十分なエネルギーを発生させる。これらの測定可能な分光学的特徴および反応を用いて、第二のプラズマの性質を識別してもよい。例えば、それらの反応は、
（ａ）電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）スペクトルを発生する不対電子を含む分子状水素生成物Ｈ_２（例：Ｈ_２（１／ｐ）（ｐは１より大きく１３７以下の整数）と、
（ｂ）対応する電子スピン軌道相互作用量子数の関数であるスピン軌道相互作用エネルギーによって分裂したスペクトル線を持つ一連のピークの対に任意に分裂される、２．００４６３８６のｇ因子を有する主ピークを含むＥＰＲスペクトルを有し、
（ｉ）不対電子の磁気モーメントがＨ_２（１／４）の反磁性磁化率に基づいて、Ｈ_２（１／４）分子軌道の対電子に反磁性モーメントを誘導し、
（ｉｉ）固有の対・不対電流相互作用の対応する磁気モーメントおよび核間軸の周りの相対的な回転運動に起因する磁気モーメントがスピン軌道相互作用エネルギーを生じさせ、
（ｉｉｉ）各スピン軌道分裂ピークが、遷移に関与する角運動量成分の個数に対応する電子フラクソン量子数の関数である整数フラクソンエネルギーに一致する一連の等間隔のピークに、さらに微細分裂し、ならびに、
（ｉｖ）さらに、スピンスピン軌道分裂が、分子軌道による磁束結合の蓄積に伴って増加した磁気エネルギーに起因する一連のピークの対の低磁場側のスピン軌道相互作用量子数とともに増加する、分子状水素生成物Ｈ_２（例えば、Ｈ_２（１／４））と、
（ｃ）９．８２０２９５ＧＨｚのＥＰＲ周波数に対し、
（ｉ）Ｈ_２（１／４）の磁気エネルギーとスピン軌道相互作用エネルギーとによる複合シフトによる低磁場側ピーク位置Ｂ_{Ｓ／Ｏｃｏｍｂｉｎｅｄ} ^{ｄｏｗｎｆｉｅｌｄ} が、

B_S/Ocombined ^downfield
= [0.35001-m3.99427×10^-4-(0.5)((2πm3.99427×10^-4)²/0.1750)]T

であり、
（ｉｉ）量子化されたスピン軌道分裂エネルギーＥ_ｓ／ｏと電子スピン軌道相互作用量子数ｍ＝０．５、１、２、３、５．．．を持つ高磁場側ピーク位置Ｂ_Ｓ／Ｏ ^{ｕｐｆｉｅｌｄ} が、

B_S/O ^upfield
= 0.35001[1+m[(7.426×10^-27J)/h9.820295GHz]]T
= (0.35001+m3.99427×10^-4)T

であり、ならびに／または
（ｉｉｉ）各スピン軌道ピーク位置での整数系列のピークの分離ΔＢ_Φが、電子フラクソン量子数ｍ_φ＝１、２、３について

ΔB_φ ^downfield
= [0.35001-m3.99427×10^-4-(0.5)((2πm3.99427×10^-4)²/0.1750)]
[(m_φ5.7830×10^-28J)/h9.820295GHz]×10⁴G

および

ΔB_φ ^upfield
= (0.35001-m3.99427×10^-4)[(m_φ5.7830×10^-28J)/h9.820295GHz]×10⁴G

であること、
（ｄ）４００～４１０ｎｍの範囲の高分解能可視分光法によりＨ^－（１／２）で観測されるｈ／２ｅの量子化単位での磁束結合を示す共通の原子軌道に存在する対電子および不対電子を含む、水素化物イオンＨ^－（たとえば、Ｈ^－（１／ｐ））と、
（ｅ）Ｈ_２（１／４）の回転エネルギー準位が、ラマン分光法中のレーザ照射および電子ビームからの高エネルギー電子とＨ_２（１／４）との衝突によって励起されたときに観測される、ｈ／２ｅの量子化単位での磁束結合と、
（ｆ）不対電子のスピン磁気モーメントと分子回転による軌道磁気モーメントとの間のスピン軌道相互作用のラマンスペクトル遷移を有する分子ハイドリノ（例えば、Ｈ_２（１／ｐ））であり、
（ｉ）回転遷移のエネルギーが、対応する電子スピン軌道相互作用量子数の関数として、これらのスピン軌道相互作用エネルギーによってシフトされ、
（ｉｉ）スピン軌道エネルギーによってシフトされた分子回転ピークは、フラクソン結合エネルギーによってさらにシフトされ、各エネルギーは、回転遷移に関与する角運動量成分の個数に依存する電子フラクソン量子数に対応し、および／または
（ｉｉｉ）観測されたラマンスペクトルピークの微細分裂またはシフトは、回転遷移が発生している間のスピンと分子の回転磁気モーメントとの間のスピン軌道相互作用中の、磁束量子ｈ／２ｅの単位での磁束結合に起因する、分子ハイドリノと、
（ｇ）
（ｉ）スピン軌道相互作用およびフラクソン結合（ｆｌｕｘｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇ）による純Ｈ_２（１／４）のＪ＝９からＪ＝０への回転遷移：

E_Raman = ΔE_J=0→J’+E_S/O,rot+E_φ,rot = 11701cm^-1+m528cm^-1+m_φ31cm^-1

（ｉｉ）Ｊ＝０からＪ＝１へのスピン回転遷移を伴うＪ＝０からＪ’＝２、３への回転遷移を含む協同遷移：

E_Raman
= ΔE_J=0→J’+E_S/O,rot+E_φ,rot
= 7801cm^-1(13,652cm^-1)+m528cm^-1+m_φ3/246cm^-1

（ｉｉｉ）最終回転量子数Ｊ’ｐ＝２およびＪ’ｃ＝１；Ｊ’ｐ＝３およびＪ’ｃ＝２への二重遷移：
のいずれかを含み、ここで対応するスピン軌道相互作用とフラクソン結合も、純遷移、協同遷移、および二重遷移で観測される、例示的ラマンスペクトル遷移を有するＨ_２（１／４）と、
（ｈ）Ｈ_２（１／４）ＵＶラマンピーク（例えば、１２，２５０～１５，０００ｃｍ^－１の領域で観測された反応プラズマにさらされた錯体ＧａＯＯＨ：Ｈ_２（１／４）：Ｈ_２ＯおよびＮｉ箔に記録されたもの）であり、ここで、例示的線は、スピン軌道相互作用とフラクソン連動分裂を伴う協同した純回転遷移ΔＪ＝３およびΔＪ＝１スピン遷移：

E_Raman
= ΔE_J=0→3+ΔE_J=0→1+E_S/O,rot+E_φ,rot = 13,652cm^-1+m528cm^-1+m_φ31cm^-1）

と一致し；
（ｉ）Ｈ_２（１／４）の回転エネルギーに対して３／４倍シフトされたＨＤ（１／４）ラマンスペクトルの回転エネルギー；
（ｊ）ＨＤ（１／４）ラマンスペクトルの例示的回転エネルギーは、
（ｉ）スピン軌道相互作用およびフラクソン相互作用による純ＨＤ（１／４）Ｊ＝９からＪ’＝３，４への回転遷移：

E_Raman
= ΔE_J=0→J’+E_S/O,rot+E_φ,rot = 8776cm^-1(14,627cm^-1)+m528cm^-1+m_φ31cm^-1

（ｉｉ）Ｊ＝０からＪ＝１へのスピン回転遷移を伴うＪ＝０からＪ’＝３への回転遷移と、含む協同遷移：

E_Raman = ΔE_J=0→J’+E_S/O,rot+E_φ,rot = 10,239cm^-1+m528cm^-1+m_φ3/246cm^-1

または
（ｉｉｉ）最終回転量子数Ｊ’_ｐ＝３；Ｊ’_ｃ＝１への二重遷移：
の回転エネルギーと一致し、
ここで、スピン軌道相互作用とフラクソン結合も、純遷移と協同遷移の両方で観測され、
（ｋ）電子ビームの高エネルギー電子で照射されたＨ_２（１／４）－希ガス混合物は、８．２５ｅＶでカットオフのある紫外線（１５０～１８０ｎｍ）領域で０．２５ｅＶの等間隔の放射スペクトル線を示し、Ｈ_２（１／４）ν＝１からν＝０への振動遷移とＨ_２（１／４）Ｐ分岐に対応する一連の回転遷移を一致させ、ここで、
（ｉ）スペクトル線は、４^２０．５１５ｅＶ－４^２（Ｊ＋１）０．０１５０９；Ｊ＝０，１，２，３．．．．に良好に一致し、ここで、０．５１５ｅＶと０．０１５０９ｅＶは、それぞれ通常の水素分子の振動エネルギーと回転エネルギーであり、
（ｉｉ）ラマン分光法でも観測される回転スピン軌道分裂エネルギーに一致する小さな随伴線が観測され、および（ｉｉｉ）回転スピン軌道分裂エネルギー分離は、ｍ・５２８ｃｍ^－１ｍ＝１、１．５に一致し、ここで、１．５は、ｍ＝０．５およびｍ＝１分裂を伴うものであり、
（ｌ）ν＝１からν＝０への振動遷移を伴うＨ_２（１／４）Ｐ分岐回転遷移のスペクトル発光は、ＫＣｌ結晶格子に捕捉されたＨ_２（１／４）の電子ビーム励起によって観測され、ここで、
（ｉ）回転ピークが自由回転子の回転ピークと一致し、
（ｉｉ）Ｈ_２（１／４）の振動とＫＣｌマトリックスとの相互作用による有効質量の増加により、振動エネルギーがシフトし、
（ｉｉｉ）スペクトル線は、０．２５ｅＶの間隔のピークを含む５．８ｅＶ－４^２（Ｊ＋１）０．０１５０９；Ｊ＝０，１，２，３．．．．と良好に一致し、および
（ｉｖ）Ｈ_２（１／４）振動エネルギーシフトの相対的な大きさは、通常のＨ_２がＫＣｌに捕捉されることによって引き起こされる回転振動スペクトルへの相対的な影響と一致しており、
（ｍ）ＨｅＣｄエネルギーレーザを使用したラマンスペクトルは、８０００ｃｍ^－１から１８，０００ｃｍ^－１の領域に配置された一連の１０００ｃｍ^－１（０．１２３４ｅＶ）の等エネルギーを示し、ここで、ラマンスペクトルを蛍光またはフォトルミネッセンススペクトルに変換すると、５．８ｅＶ－４^２（Ｊ＋１）０．０１５０９；Ｊ＝０，１，２，３．．．によって与えられたＫＣｌマトリックス内のＨ_２（１／４）の電子ビーム励起発光スペクトルに対応し、０．２５ｅＶエネルギー間隔のν＝１からν＝０への振動遷移マトリックスを含む、Ｈ_２（１／４）の２次回転振動スペクトルエネルギー間隔の回転遷移ピークとの一致が明らかになり、
（ｎ）Ｈ_２（１／４）の赤外線回転遷移は、４４００ｃｍ^－１より高いエネルギー領域で観測され、ここで、固有の磁場に加えて磁場を印加すると強度が増加し、スピン軌道遷移と結合する回転遷移もまた観測され、
（ｏ）４９６ｅＶの総エネルギーに対応するコンプトン効果によるＨ_２（１／４）の許容される二重イオン化が、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって観測され、
（ｐ）Ｈ_２（１／４）は、ガスクロマトグラフィーで観測され、水素およびヘリウムが最速の既知の移動速度とそれに対応する最短の保持時間を有することを考慮すると、既知のガスよりも速い移動速度を示し、
（ｑ）極端紫外線（ＥＵＶ）分光法は、１０．１ｎｍのカットオフで極端紫外線連続放射を（例えば、発生期のＨＯＨ触媒によって触媒されるＨからＨ（１／４）へのハイドリノ反応遷移に対応するものとして）記録し、
（ｒ）陽子マジック角回転核磁気共鳴分光法（^１Ｈ－ＭＡＳＮＭＲ）は、－４ｐｐｍ～－５ｐｐｍ領域の高磁場側マトリックス－水のピークを記録し、
（ｓ）複数の水素生成物分子の磁気モーメントが協同相互作用する場合の、常磁性、超常磁性、さらには強磁性などのバルク磁性、ここで、超常磁性（例えば、反応生成物から成る化合物の磁化率を測定するために振動試料型磁力計を使用して観測されるもの）、
（ｔ）飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ－ＳＩＭＳ）およびエレクトロスプレー飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ－ＴｏＦ）により、Ｍ＋２多量体単位（例えば、Ｋ^＋［Ｈ_２：Ｋ_２ＣＯ_３］_ｎおよびＫ^＋［Ｈ_２：ＫＯＨ］_ｎ、ここでｎは整数）ならびに水素化物イオンの安定性による強いピークの独自の観測により、反応生成物（例えば、Ｈ_２（１／４）ガス）の錯化を示す反応生成物から、オキシアニオンを含む無機化合物までの分子ガス源にさらされたＫ_２ＣＯ_３とＫＯＨが記録され、
（ｕ）無機イオンにフラグメント化する有機分子マトリックスカラムのクロマトグラフィーピークによって証明されるように、有機分子のように振る舞う分子水素核から成る反応生成物。さまざまな実装形態において、上記反応は、
（ｉ）Ｈ原子と新生ＨＯＨまたはＨ系触媒、例えばアルゴン－Ｈ_２、Ｈ_２、およびＨ_２Ｏ蒸気プラズマとを含むプラズマ中の１００ｅＶを超えるＨバルマー線の異常なドップラー線の広がり、
（ｉｉ）Ｈ励起状態のスペクトル線反転、
（ｉｉｉ）異常なＨプラズマ残光持続時間、
（ｉｖ）衝撃波の伝播速度と、衝撃波への電力結合の約１％のみで、火薬の約１０倍に相当するそれに対応する圧力、
（ｖ）１０μＬの水和銀ショットからの最大２０ＭＷの光強度、および
（ｖｉ）３４０，０００Ｗの電力レベルで検証されたＳｕｎＣｅｌｌ発電システムの熱量測定の１つ以上して特徴付けられるエネルギー同定特性を生成する。

これらの反応は、
（ａ）１９００～２２００ｃｍ^－１、５５００～６４００ｃｍ^－１、および７５００～８５００ｃｍ^－１の範囲の１つ以上の範囲、または１９００～２２００ｃｍ^－１の範囲の整数倍にラマンピークを有する水素生成物と、
（ｂ）０．２３～０．２５ｅＶの整数倍の間隔の複数のラマンピークを有する水素生成物と、
（ｃ）１９００～２０００ｃｍ^－１に赤外線ピークを有する水素生成物と、
（ｄ）０．２３～０．２５ｅＶの整数倍の間隔の複数の赤外線ピークを有する水素生成物と、
（ｅ）０．２３～０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する２００～３００ｎｍの範囲の複数のＵＶ蛍光発光スペクトルピークを有する水素生成物と、
（ｆ）０．２～０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する２００～３００ｎｍの範囲に複数の電子ビーム放出スペクトルピークを有する水素生成物と、
（ｇ）５０００～２０，０００ｃｍ^－１の範囲の複数のラマンスペクトルピークを有し、１０００±２００ｃｍ^－１の整数倍の間隔を有する水素生成物と、
（ｈ）４９０～５２５ｅＶの範囲のエネルギーでＸ線光電子分光法のピークを有する水素生成物と、
（ｉ）高磁場ＭＡＳＮＭＲマトリックスシフトを引き起こす水素生成物と、
（ｊ）ＴＭＳに対して－５ｐｐｍを超える高磁場ＭＡＳＮＭＲまたは液体ＮＭＲシフトを持つ水素生成物と、
（ｍ）金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１つを含む金属水素化物を含む水素生成物と、
（ｏ）無機化合物Ｍ_ｘＸ_ｙおよびＨ_２を含み、Ｍが陽イオンであり、Ｘが陰イオンであり、Ｍ（Ｍ_ｘＸ_ｙＨ_２）ｎ（ｎは整数）のエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ－ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ－ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つを有する水素生成物と、
（ｐ）Ｋ（Ｋ_２Ｈ_２ＣＯ_３）^＋ _ｎおよびＫ（ＫＯＨＨ_２）^＋ _ｎのエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析法（ＥＳＩ－ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ－ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つをそれぞれ有するＫ_２ＣＯ_３Ｈ_２およびＫＯＨＨ_２を少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｑ）金属水素化物を含み、金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属のうちの少なくとも１つを含む磁気水素生成物と、
（ｒ）金属酸化物と水素をさらに含む金属酸化物とを含み、金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および磁化率測定により磁性を示す反磁性金属の少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｓ）電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法では不活性な金属を含む水素生成物であって、ここで、ＥＰＲスペクトルは、約２．００４６±２０％のｇ係数、約１～１０Ｇの分離を有する一連のピークへのＥＰＲスペクトルの分割のうちの少なくとも１つを含み、ここで、各主要ピークは、約０．１～１Ｇの間隔を有する一連のピークにサブ分割される水素生成物と、
（ｔ）電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で活性がない金属を含み、前記ＥＰＲスペクトルが約２．００４６±２０％のｇ因子ＥＰＲスペクトルは、少なくとも約ｍ_１×７．４３×１０^－２７Ｊ±２０％の電子スピン軌道相互作用分裂エネルギー、約ｍ_２×５．７８×１０^－２８Ｊ±２０％のフラクソン分裂、および約１．５８×１０^－２３Ｊ２０％の二量体磁気モーメント相互作用分裂エネルギーを少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｖ）水素またはヘリウムキャリアを含む、負のガスクロマトグラフィーピークを有するガスを含む水素生成物と、
（ｗ）（１．７０１２７ａ_０ ^２／ｐ^２）±１０％（ｐは整数）の四重極モーメント／ｅを有する水素生成物と、
（ｘ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ^－１±２０ｃｍ^－１の範囲の整数ＪからＪ＋１への遷移に対する転倒（Ｅｎｄ－ｏｖｅｒ－ｅｎｄ）回転する回転エネルギーを有する分子二量体を含み、重水素を含む前記分子二量体の対応する回転エネルギーが陽子を含む二量体の回転エネルギーの１／２である陽子性水素生成物と、
（ｙ）（ｉ）１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）２３ｃｍ^－１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）０．００１１ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメータを有する分子二量体を含む水素生成物と、
（ｚ）（ｉ）１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）２３ｃｍ^－１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）０．００１９ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメータを有する分子二量体を含む水素生成物と、
（ａａ）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ^－１±２０ｃｍ^－１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ^－１±１０ｃｍ^－１、および（ｉｉｉ）２３ｃｍ^－１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトル同定特性および／または約１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折像および／または水素分子あたり約０．００１１ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定を有する水素生成物と、
（ｂｂ）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ^－１±１０ｃｍ^－１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ^－１±１０ｃｍ^－１、および（ｉｉｉ）２３ｃｍ^－１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトル同定特性および／または１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折像および／または水素分子あたり約０．０１９ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定を有する固体水素生成物と、
（ｃｃ）磁性であり、かつその境界のない結合エネルギー領域で磁性の単位で磁束をリンクする水素化水素イオンを含む水素生成物と、及び
（ｄｄ）高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）が水を含む溶媒を含む有機カラムを使用してキャリアボイドボリューム時間よりも長い保持時間を有するクロマトグラフィーピークを示し、ＥＳＩ－ＴｏＦといった質量分析によるピークの検出によって少なくとも１つの無機化合物のフラグメントを示す水素生成物と、
のうちの１つまたはそれ以上として特徴付けられる水素生成物を生成し得る。

さまざまな実装形態において、水素生成物は、さまざまなハイドリノ反応器から形成される生成物、例えば水蒸気から成る雰囲気中でのワイヤー爆轟によって形成されるものと同様に、特徴付けられ得る。そのような生成物は、
（ａ）水素をさらに含む金属水素化物および金属酸化物のうちの少なくとも１つを含み、金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１つを含む金属水素化物を含む、
（ｂ）無機化合物Ｍ_ｘＸ_ｙおよびＨ_２を含み、Ｍが陽イオンであり、Ｘが陰イオンであり、Ｍ（Ｍ_ｘＸ_ｙＨ（１／４）_２）_ｎ（ｎは整数）のエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ－ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ－ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つを有する、
（ｃ）磁性であり、かつ金属水素化物と水素をさらに含む金属酸化物とのうちの少なくとも１つを含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、水素がＨ（１／４）である、及び
（ｄ）金属水素化物と水素をさらに含む金属酸化物とのうちの少なくとも１つを含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、ＨがＨ（１／４）であり、生成物が磁化率測定により磁性を示す、ものであり得る。

いくつかの実施形態において、上記反応によって形成された水素生成物は、（ｉ）水素以外の元素、（ｉｉ）Ｈ^＋、通常のＨ_２、通常のＨ^－、および通常のＨ^＋ _３の少なくとも１つの通常の水素種、有機分子種、ならびに（ｉｖ）無機種の少なくとも１つと複合した水素生成物を含む。いくつかの実施形態において、水素生成物はオキシアニオン化合物を含む。さまざまな実装形態において、水素生成物（またはゲッターを含む実施形態から回収された水素生成物）は、
（ａ）ＭＨ、ＭＨ_２、またはＭ_２Ｈ_２（式中、ＭはアルカリカチオンおよびＨまたはＨ_２は水素生成物）、
（ｂ）ＭＨ_ｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、およびＨは水素生成物）、
（ｃ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘはハロゲン原子といった中性原子、分子、またはハロゲン陰イオンといった単一負帯電アニオンのいずれか、およびＨは水素生成物）、
（ｄ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｅ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｆ）Ｍ_２ＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｇ）ＭＨ_ｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｈ）Ｍ_２Ｈ_ｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｉ）Ｍ_２ＸＨ_ｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｊ）Ｍ_２Ｘ_２Ｈ_ｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｋ）Ｍ_２Ｘ_３Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｌ）Ｍ_２ＸＨ_ｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物）、
（ｍ）Ｍ_２ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、Ｘ’は二重負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｎ）ＭＭ’Ｈ_ｎ（式中、ｎは１～３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、および化合物の水素含有Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｏ）ＭＭ’ＸＨ_ｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｐ）ＭＭ’ＸＨ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、およびＨは水素生成物）、
（ｑ）ＭＭ’ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、ＸおよびＸ’は単一負帯電アニオン、Ｈは水素生成物）、
（ｒ）ＭＸＸ’Ｈ_ｎ（式中、ｎは１から５までの整数、Ｍはアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、Ｘ’は金属もしくは半金属、遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素、および化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｓ）ＭＨ_ｎ（式中、ｎは整数、Ｍは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素といったカチオン、化合物の水素含有量Ｈ_ｎは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｔ）ＭＸＨ_ｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオンといったカチオン、Ｘは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素カチオンといった別のカチオン等、化合物は少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｕ）（ＭＨ_ｍＭＣＯ_３）_ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ならびに化合物の水素含有量Ｈ_ｍは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｖ）（ＭＨ_ｍＭＮＯ_３）^＋ _ｎｎＸ^－）（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈ_ｍは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｗ）（ＭＨＭＮＯ_３）_ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオンであり、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｘ）（ＭＨＭＯＨ）_ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
（ｙ）（ＭＨ_ｍＭ’Ｘ）_ｎ（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈ_ｍは少なくとも１つの水素生成物を含む）、さらに、
（ｚ）（ＭＨ_ｍＭ’Ｘ’）^＋ _ｎｎＸ^－（（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類陽イオン、ＸおよびＸ’は単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈ_ｍは少なくとも１つの水素生成物を含む）、
の群から選択される式を有する少なくとも１つの化合物を含んでもよい。

反応によって形成される水素生成物の陰イオンは、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオン、二価の負に帯電した陰イオン、炭酸イオン、酸化物、および硫酸イオンを含む１個以上の一価の負に帯電した陰イオンであり得る。いくつかの実施形態では、水素生成物は、結晶格子に埋め込まれる（例えば、貯留槽または排気ラインに配置されたＫ_２ＣＯ_３といったゲッターの使用による）。例えば、水素生成物は塩格子に埋め込まれてもよい。さまざまな実装形態において、塩格子は、アルカリ塩、アルカリハロゲン化物、アルカリ水酸化物、アルカリ土類塩、アルカリ土類ハロゲン化物、アルカリ土類水酸化物、またはそれらの組み合わせを含み得る。

図面の簡単な説明
付随図面は、本開示と組み合わされ、その一部を構成し、いくつかの実施例の開示をその記述と共に図示しており、開示の原理を説明するのに役立つ。図面において、
図１は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と倒立台座としての液体電極とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図２～４は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、部分的倒立台座しての液体電極と、ＰＶウィンドウの金属化を抑制するテーパー状反応セルチャンバとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図２～４は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、部分的倒立台座しての液体電極と、ＰＶウィンドウの金属化を抑制するテーパー状反応セルチャンバとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図２～４は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、部分的倒立台座しての液体電極と、ＰＶウィンドウの金属化を抑制するテーパー状反応セルチャンバとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図５は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、液体電極としての部分的倒立台座と、誘導点火システムと、ＰＶウィンドウとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図６は、本開示の一実施形態に係る、ライナーおよび注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器を有する立方体形状の反応セルチャンバと液体電極としての倒立台座とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図７Ａは、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内のライナーおよび単一ＥＭポンプ注入器を有する砂時計形状の反応セルチャンバと液体電極としての倒立台座とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図７Ｂは、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、液体電極としての部分的倒立台座と、液体電極としての部分的倒立台座と、誘導点火システムと、バケットエレベータ酸化ガリウムスキマーと、を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。図７Ｃは、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一のＥＭポンプ注入器と電極としての倒立台座を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）火力発電機の詳細を示す概略図であり、ＥＭポンプ管は、ガリウムまたはスズ合金の形成および酸化のうちの少なくとも１つに耐性がある複数の部品の集合体を含む。図７Ｄ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ポンプ式溶融金属対空気熱交換器の詳細を示す概略図である。図７Ｄ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ポンプ式溶融金属対空気熱交換器の詳細を示す概略図である。図７Ｄ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ポンプ式溶融金属対空気熱交換器の詳細を示す概略図である。図７Ｄ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ポンプ式溶融金属対空気熱交換器の詳細を示す概略図である。図７Ｄ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ポンプ式溶融金属対空気熱交換器の詳細を示す概略図である。図８Ａ～Ｂは、本開示の一実施形態に係る、二重の貯留槽と、結合して反応セルチャンバを形成する貯留槽を有する液体電極としての直流ＥＭポンプ注入器とを含むセラミックＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。図８Ａ～Ｂは、本開示の一実施形態に係る、二重の貯留槽と、結合して反応セルチャンバを形成する貯留槽を有する液体電極としての直流ＥＭポンプ注入器とを含むセラミックＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。図８Ｃ～Ｄは、二重の貯留槽および直流ＥＭポンプ注入器を備える逆Ｙ形状ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。これらは、貯留槽を有する液体電極を形成し、ここで、対応する注入された溶融金属の流れが合流して反応セルチャンバ内に回路を形成する。該チャンバは、本開示の一実施形態に従って、ＰＶウィンドウに接続される。図８Ｃ～Ｄは、二重の貯留槽および直流ＥＭポンプ注入器を備える逆Ｙ形状ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。これらは、貯留槽を有する液体電極を形成し、ここで、対応する注入された溶融金属の流れが合流して反応セルチャンバ内に回路を形成する。該チャンバは、本開示の一実施形態に従って、ＰＶウィンドウに接続される。図８Ｅは、本開示の一実施形態に係る、ＰＶウィンドウに接続される反応セルチャンバを形成するべく結合する貯留槽を有する液体電極としての二重の貯留槽および直流ＥＭポンプ注入器を備える、光起電力変換器および逆Ｙ字形状ＰＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。ＰＶウィンドウは、第二のプラズマからの光の収集および変換のための光起電力セルのネットワークによって囲まれる。図８Ｆ～８Ｇは、本開示の一実施形態に係る、液体電極としてのデュアルＥＭポンプ注入器と、入口ライザーと、内側および外側ＰＶウィンドウと、電気的遮断部およびベローズを有する１つまたは２つの貯留槽とを備える、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。図８Ｇは、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の内部断面図を提供する。図８Ｆ～８Ｇは、本開示の一実施形態に係る、液体電極としてのデュアルＥＭポンプ注入器と、入口ライザーと、内側および外側ＰＶウィンドウと、電気的遮断部およびベローズを有する１つまたは２つの貯留槽とを備える、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。図８Ｇは、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の内部断面図を提供する。図８Ｈ～８Ｌは、本開示の一実施形態に係る、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、それぞれが傾いた電磁ポンプアセンブリを示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、入口上昇管と、内側ＰＶウィンドウと、外側ＰＶウィンドウと、電気遮断器を含む少なくとも１つの貯留槽と、ベローズを含む少なくとも１つの貯留槽とを備える。図８Ｌでは、閉回路を形成するべく交差する、溶融金属流の軌跡を見ることができる。図８Ｈ～８Ｌは、本開示の一実施形態に係る、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、それぞれが傾いた電磁ポンプアセンブリを示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、入口上昇管と、内側ＰＶウィンドウと、外側ＰＶウィンドウと、電気遮断器を含む少なくとも１つの貯留槽と、ベローズを含む少なくとも１つの貯留槽とを備える。図８Ｌでは、閉回路を形成するべく交差する、溶融金属流の軌跡を見ることができる。図８Ｈ～８Ｌは、本開示の一実施形態に係る、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、それぞれが傾いた電磁ポンプアセンブリを示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、入口上昇管と、内側ＰＶウィンドウと、外側ＰＶウィンドウと、電気遮断器を含む少なくとも１つの貯留槽と、ベローズを含む少なくとも１つの貯留槽とを備える。図８Ｌでは、閉回路を形成するべく交差する、溶融金属流の軌跡を見ることができる。図８Ｈ～８Ｌは、本開示の一実施形態に係る、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、それぞれが傾いた電磁ポンプアセンブリを示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、入口上昇管と、内側ＰＶウィンドウと、外側ＰＶウィンドウと、電気遮断器を含む少なくとも１つの貯留槽と、ベローズを含む少なくとも１つの貯留槽とを備える。図８Ｌでは、閉回路を形成するべく交差する、溶融金属流の軌跡を見ることができる。図８Ｈ～８Ｌは、本開示の一実施形態に係る、熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、それぞれが傾いた電磁ポンプアセンブリを示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、入口上昇管と、内側ＰＶウィンドウと、外側ＰＶウィンドウと、電気遮断器を含む少なくとも１つの貯留槽と、ベローズを含む少なくとも１つの貯留槽とを備える。図８Ｌでは、閉回路を形成するべく交差する、溶融金属流の軌跡を見ることができる。図９Ａ～Ｃは、少なくとも１つの電磁ポンプ注入器と注入器貯留槽電極内の電極、少なくとも１つの垂直に整列した対電極、ならびにＨＯＨ触媒および原子Ｈを形成するために上部フランジに接続されたグロー放電セルを含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。Ａ．一電極対の実施形態の外観図。Ｂ．一電極対の実施形態の断面図。Ｃ．二電極対の実施形態の断面図。図９Ａ～Ｃは、少なくとも１つの電磁ポンプ注入器と注入器貯留槽電極内の電極、少なくとも１つの垂直に整列した対電極、ならびにＨＯＨ触媒および原子Ｈを形成するために上部フランジに接続されたグロー放電セルを含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。Ａ．一電極対の実施形態の外観図。Ｂ．一電極対の実施形態の断面図。Ｃ．二電極対の実施形態の断面図。図９Ａ～Ｃは、少なくとも１つの電磁ポンプ注入器と注入器貯留槽電極内の電極、少なくとも１つの垂直に整列した対電極、ならびにＨＯＨ触媒および原子Ｈを形成するために上部フランジに接続されたグロー放電セルを含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。Ａ．一電極対の実施形態の外観図。Ｂ．一電極対の実施形態の断面図。Ｃ．二電極対の実施形態の断面図。図９Ｄ～Ｅは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機およびボイラーの概略図である。図９Ｄ～Ｅは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機およびボイラーの概略図である。図９Ｆは、本開示の一実施形態に係る、蒸気および温水から空気への熱交換器のためのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機およびボイラーの概略図である。図９Ｇ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機およびダイレクトヒートパイプ熱交換器の概略図である。図９Ｇ～Ｈは、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機およびダイレクトヒートパイプ熱交換器の概略図である。図９Ｉは、本開示の一実施形態による、少なくとも１つの吸収体および空気熱交換器の熱放射源として機能する少なくとも１つのウィンドウを有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機の概略図である。図９Ｊは、本開示の一実施形態に係る、オーブンの熱放射源として機能するウィンドウを有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機の概略図である。図９Ｋは、本開示の一実施形態に係る、ボイラーの熱放射源として機能するウィンドウを有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）水素発電機の概略図である。図１０は、本開示の一実施形態に係る、光分配および光電変換システムの詳細を示すＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。図１１は、本開示の一実施形態に係る、光起電力変換器または熱交換器の測地線高密度受信器配列の三角形要素の概略図である。図１２～１３は、本開示の一実施形態に係る、液体電極として二重ＥＭポンプ注入器を備える熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、入口ライザーを有する傾斜電磁ポンプアセンブリと黒体光強度を減少させるべく半径が増大したＰＶ変換器とを示す。図１２～１３は、本開示の一実施形態に係る、液体電極として二重ＥＭポンプ注入器を備える熱光起電力ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であり、入口ライザーを有する傾斜電磁ポンプアセンブリと黒体光強度を減少させるべく半径が増大したＰＶ変換器とを示す。図１４は、水素および酸素ガスの混合物から生成されるグロー放電流出と、電気的にバイアスされた二重スズ溶融流との相互作用から形成されるプラズマについて測定された発光スペクトルである。図１５は、反応セル内の新生水と原子状水素の濃度が低下した後に形成されるプラズマの発光スペクトルである。

詳細な説明
本明細書は、原子状水素を含む反応からのエネルギー出力を電気エネルギーおよび／または熱エネルギーに変換する発電システムおよび発電方法を開示する。これらの反応は、原子状水素からエネルギーを放出して、電子殻が原子核により近い位置にある低エネルギー状態を形成する触媒システムを含み得る。放出されたエネルギーは発電に利用され、さらに新しい水素種と化合物が所望の生成物である。これらのエネルギー状態は、古典的な物理法則によって予測され、対応するエネルギー放出遷移を起こすために、水素からエネルギーを受け取る触媒を必要とする。

本開示の発電システムによって生成される発熱反応を説明し得る理論は、原子状水素から特定の触媒（例えば、発生期の水）へのエネルギーの非放射移動を含む。古典物理学は、水素原子、水素化物イオン、水素分子イオン、および水素分子の閉じた形の解を与え、分数の主量子数を持つ対応する種を予測する。古典物理学では、水素原子、水素化物イオン、水素分子イオン、水素分子の閉じた形の解が得られ、分数の主量子数を持つ対応する化学種が予測される。原子状水素は、原子状水素のポテンシャルエネルギーの整数倍、ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）のエネルギーを受け入れ得る特定の化学種（それ自体を含む）との触媒反応を受け入れることが可能である。予測される反応は、安定な原子状水素からエネルギーを受け入れ得る触媒への共鳴、そうでない場合は、非放射エネルギー移動が含まれる。生成物は、「ハイドリノ原子」と呼ばれるＨ（１／ｐ）、原子状水素の分数のリュードベリ状態であり、ここで、ｎ＝１／２、１／３、１／４、・・・、１／ｐ（ｐ≦１３７は整数））は水素励起状態のリュードベリ方程式の既知のパラメータｎ＝整数を置き換える。各ハイドリノ状態は、電子、陽子、および光子も含むが、光子からの電場の寄与により、吸収ではなくエネルギー脱離に対応して、結合エネルギーが減少するのではなく増加する。原子状水素のポテンシャルエネルギーが２７．２ｅＶであるため、ｍＨ原子は、別の（ｍ＋１）Ｈ原子のｍ・２７．２ｅＶの触媒として機能する［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ，「古典物理学の大統一理論」（ＴｈｅＧｒａｎｄＵｎｉｆｉｅｄＴｈｅｏｒｙｏｆＣｌａｓｓｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ）、２０１６年９月版、ｈｔｔｐｓ：／／ｂｒｉｌｌｉａｎｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｂｏｏｋ－ｄｏｗｎｌｏａｄ－ａｎｄ－ｓｔｒｅａ，ｉｎｇ／（“ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰ”）に投稿］。例えば、Ｈ原子は、磁気または誘導電気双極子間結合等による空間エネルギー移動を介して２７．２ｅＶを受け入れることで、別のＨの触媒として機能することができ、短い波長カットオフとｍ^２・１３．６ｅＶ（９１．２／ｍ^２ｎｍ）のエネルギーを持つ連続帯の放射で減衰する中間体を形成する。原子Ｈに加えて、同じエネルギーで分子のポテンシャルエネルギーの大きさが減少して原子Ｈからｍ・２７．２ｅＶを受け入れる分子も、触媒として機能する。Ｈ_２Ｏのポテンシャルエネルギーは、８１．６ｅＶである。次に、同じ機構により、熱力学的に好ましい金属酸化物の還元によって形成された新生Ｈ_２Ｏ分子（固体、液体、または気体状態で水素結合していない）は、ＨＯＨへの８１．６ｅＶの転送と１０．１ｎｍ（１２２．４ｅＶ）でのカットオフとを伴う連続放射の放出を含む２０４ｅＶのエネルギー放出をともなうＨ（１／４）を形成する触媒として機能すると予測される。

状態Ｈ［ａ_Ｈ／（ｐ＝ｍ＋１）］への遷移を伴うＨ原子触媒反応では、ｍ個のＨ原子は、別の（ｍ＋１）番目のＨ原子のｍ・２７．２ｅＶの触媒として機能する。次に、ｍ番目のＨ原子が触媒として機能するように、ｍ個の原子が（ｍ＋１）番目の水素原子からｍ・２７．２ｅＶを共鳴的および非放射的に受け取る（ｍ＋１）個の水素原子間の反応は、

ｍ・２７．２ｅＶ＋ｍＨ＋Ｈ →
ｍＨ_ｆａｓｔ ^＋＋ｍｅ^－＋Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋１）］＋ｍ・２７．２ｅＶ
（１）
Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋１）］ →
Ｈ［ａ_Ｈ／（ｍ＋１）］
＋［（ｍ＋１）^２－１^２］・１３．６ｅＶ
－ｍ・２７．２ｅＶ（２）
ｍＨ_ｆａｓｔ ^＋＋ｍｅ^－ → ｍＨ＋ｍ・２７．２ｅＶ（３）

より与えられる。
さらに、全体的な反応は、

Ｈ → Ｈ［ａ_Ｈ／（ｐ＝ｍ＋１）］＋［（ｍ＋１）^２－１^２］・１３．６ｅＶ
（４）

である。

新生Ｈ_２Ｏのポテンシャルエネルギーに関する触媒反応（ｍ＝３）［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ，「古典物理学の大統一理論」（ＴｈｅＧｒａｎｄＵｎｉｆｉｅｄＴｈｅｏｒｙｏｆＣｌａｓｓｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ）；Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１６Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｈｔｔｐｓ：／／ｂｒｉｌｌｉａｎｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｂｏｏｋ－ｄｏｗｎｌｏａｄ－ａｎｄ－ｓｔｒｅａ，ｉｎｇ／に投稿］は、

８１．６ｅＶ＋Ｈ_２Ｏ＋Ｈ［ａ_Ｈ］ →
２Ｈ_ｆａｓｔ ^＋＋Ｏ^－＋ｅ^－＋Ｈ^＊［ａ_Ｈ／４］＋８１．６ｅＶ（５）
Ｈ^＊［ａ_Ｈ／４］ → Ｈ［ａ_Ｈ／４］＋１２２．４ｅＶ（６）
２Ｈ_ｆａｓｔ ^＋＋Ｏ^－＋ｅ^－ → Ｈ_２Ｏ＋８１．６ｅＶ（７）

である。
さらに、全体的な反応は、

Ｈ［ａ_Ｈ］ → Ｈ［ａ_Ｈ／４］＋８１．６ｅＶ＋１２２．４ｅＶ（８）

である。

触媒へのエネルギー移動後（式（１）および（５））、Ｈ原子の半径と陽子の中心磁場よりもｍ＋１倍の中心磁場とを持つ中間体Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋１）］が形成される。上記半径は、電子が半径方向に加速されて触媒作用を及ぼさない水素原子の半径の１／（ｍ＋１）を有する安定状態になり、ｍ^２・１３．６ｅＶのエネルギーが放出されると、小さくなると予測される。Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋１）］中間体による極端紫外線連続放射バンド（例えば、式（２）および式（６）は、
によって与えられる短波長カットオフおよびエネルギー
を有し、対応するカットオフよりも長い波長に広がると予測される。ここで、Ｈ^＊［ａ_Ｈ／４］中間体の減衰による極端紫外線連続放射バンドは、Ｅ＝ｍ^２・１３．６＝９・１３．６＝１２２．４ｅＶ（１０．１ｎｍ）［ここで、式（９）においてｐ＝ｍ＋１＝４およびｍ＝３］で短波長カットオフを有し、より長い波長に広がると予測される。１０．１ｎｍの、かつ理論的に予測されたＨの低エネルギーへの遷移のためのより長い波長、いわゆる「ハイドリノ」状態Ｈ（１／４）へ移行する連続放射帯域は、水素を含むパルスピンチガス放電からのみ発生する。式（１）および式（５）で予測される別の観測結果は、高速Ｈ^＋の再結合による高速励起状態のＨ原子の形成である。高速原子は、バルマーαの放射を広げる。５０ｅＶを超えるバルマーα線の広がりは、特定の混合水素プラズマ内での非常に高い運動エネルギーの水素原子の集団の存在を明らかにするものであり、その原因はハイドリノの形成で放出されるエネルギーによる確立した現象である。高速Ｈは、既に連続Ｈ放出水素ピンチプラズマで観測された。

ハイドリノを形成する触媒および反応を追加することが可能である。既知の電子エネルギー準位に基づいて同定可能な特定の化学種（例えば、Ｈｅ^＋、Ａｒ^＋、Ｓｒ^＋、Ｋ、Ｌｉ、ＨＣｌ、およびＮａＨ、ＯＨ、ＳＨ、ＳｅＨ、新生Ｈ_２Ｏ、ｎＨ（ｎ＝整数））は、プロセスを触媒するために原子状水素とともに存在する必要がある。この反応は、非放射性エネルギー移動とそれに続くｑ・１３．６ｅＶの連続発光またはｑ・１３．６ｅＶのＨへの移動とが伴い、非常に高温で励起状態のＨと、分数主量子数に対応する未反応の原子状水素よりもエネルギーが低い水素原子とを形成する。すなわち、水素原子の主エネルギー準位の式では、

Ｅ_ｎ＝－（ｅ^２／（ｎ^２８πε_０ａ_Ｈ））＝－（１３．５９８ｅＶ／ｎ^２）
（１０）
ｎ＝１，２，３，．．．（１１）

（式中、α_Ｈは水素原子のボーア半径（５２．９４７ｐｍ）、ｅは電子の電荷の大きさ、およびε_ｏは真空誘電率）であり、分数量子数、すなわち

ｎ＝１，１／２，１／３，１／４，・・・，１／ｐ（１２）

（式中、ｐ≦１３７は整数）は、周知のパラメータｎ＝水素励起状態のリュードベリ方程式における整数であり、「ハイドリノ」と呼ばれる低エネルギー状態の水素原子を表す。水素のｎ＝１状態と水素のｎ＝１／整数状態とは、無放射であるが、非放射性のエネルギー移動により、２つの非放射状態の間の遷移、例えばｎ＝１からｎ＝１／２が可能である。水素は、式（１０）および（１２）で与えられる安定状態の特殊な事例であり、ここで、水素またはハイドリノ原子の対応する半径は、

ｒ＝ａ_Ｈ／ｐ（１３）

（式中、ｐ＝１、２、３，・・・）によって与えられる。エネルギーを維持するために、通常のｎ＝１状態の水素原子のポテンシャルエネルギーの整数単位で、エネルギーが水素原子から触媒に移され、半径がａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）に遷移する。ハイドリノは、標準の水素原子を、

ｍ・２７．２ｅＶ（１４）

（式中、ｍは整数）の正味の反応エンタルピーを持つ適切な触媒と反応させることで形成される。正味の反応エンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより厳密に一致すると触媒の速度が増加すると考えられる。正味の反応エンタルピーがｍ・２７．２ｅＶの±１０％以内、好ましくは±５％以内である触媒がほとんどの用途に適するという知見が得られている。

触媒反応は、エネルギー放出の２つのステップ、すなわち対応する安定した最終状態に半径が減少に応じて触媒への非放射エネルギー移動と、それに続く追加のエネルギー放出と、を伴う。従って、一般反応は、

ｍ・２７．２ｅＶ＋Ｃａｔ^ｑ＋＋Ｈ［ａ_Ｈ／ｐ］
→ Ｃａｔ^{（ｑ＋ｒ）＋}＋ｒｅ^－＋Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］
＋ｍ・２７．２ｅＶ（１５）
Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］
→ Ｈ［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］＋［（ｐ＋ｍ）^２－ｐ^２］・１３．６ｅＶ
－ｍ・２７．２ｅＶ（１６）
Ｃａｔ^{（ｑ＋ｒ）＋}＋ｒｅ^－ → Ｃａｔ^ｑ＋＋ｍ・２７．２ｅＶ（１７）

によって与えられ、また全体的な反応は、

Ｈ［ａ_Ｈ／ｐ］
→ Ｈ［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］＋［（ｐ＋ｍ）^２－ｐ^２］・１３．６ｅＶ
（１８）

によって与えられる。ここで、ｑ、ｒ、ｍ、およびｐは整数である。Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］は、水素原子の半径（分母の１に対応）と陽子の（ｍ＋ｐ）倍に等しい中心磁場とを有し、Ｈ［ａ_Ｈ／（ｍ＋ｐ）］は、半径が水素Ｈの１／（ｍ＋ｐ）である対応する安定状態である。

触媒生成物Ｈ（１／ｐ）は、電子と反応してハイドリノ水素化物イオンＨ^―（１／ｐ）を形成し得る。あるいは、２つのＨ（１／ｐ）が反応して、対応する分子ハイドリノＨ_２（１／ｐ）を形成し得る。具体的には、触媒生成物Ｈ（１／ｐ）も電子と反応して、以下に示す結合エネルギーＥ_Ｂをもつ新規の水素化物イオンＨ^―（１／ｐ）を形成し得る。
式中、ｐ＝整数＞１、ｓ＝１／２、
は換算プランク定数、μ_０は真空の透磁率、ｍ_ｅは電子の質量、μ_ｅは
によって与えられ、式中、ｍ_ｐは陽子、α_０はボーア半径、イオン半径は
である。式（１９）から、水素化物イオンのイオン化エネルギー計算値は０．７５４１８ｅＶであり、その実験値は６０８２．９９±０．１５ｃｍ^－１（０．７５４１８ｅＶ）となった。ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギーは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定可能である。

高磁場側へシフトしたＮＭＲピークは、通常の水素化物イオンに比べて半径が小さく、かつ陽子の反磁性遮蔽が増加した低エネルギー状態の水素の存在についての、直接的な証拠である。このシフトは、２つの電子の反磁性の寄与と大きさｐの光子場の寄与とを足し合わせることよって得られる（ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰ式（７．８７））。
式中、第１の項は、ｐ＝１によりＨ^－に適用され、かつＨ^－（１／ｐ）に関してはｐ＝整数＞１が適用され、さらにαは微細構造定数である。予測されるハイドリノ水素化物のピークは、通常の水素化物イオンに比べて並外れた高磁場シフトを示す。一実施形態では、ピークはＴＭＳの高磁場である。ＴＭＳに対するＮＭＲシフトは、通常のＨ^－、Ｈ、Ｈ_２、またはＨ^＋の単独または化合物の少なくとも１つで知られているものよりも大きくてもよい。このシフトは、シフトは、０、－１、－２、－３、－４、－５、－６、－７、－８、－９、－１０、－１１、－１２、－１３、－１４、－１５、－１６、－１７、－１８、－１９、－２０、－２１、－２２、－２３、－２４、－２５、－２６、－２７、－２８、－２９、－３０、－３１、－３２、－３３、－３４、－３５、－３６、－３７、－３８、－３９、および－４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きくてもよい。裸の陽子と比較してＴＭＳのシフトが約－３１．５である裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、－（ｐ２９．９＋ｐ^２２．７４）ｐｐｍ（式（２０））は、±５ｐｐｍ、±１０ｐｐｍ、±２０ｐｐｍ、±３０ｐｐｍ、±４０ｐｐｍ、±５０ｐｐｍ、±６０ｐｐｍ、±７０ｐｐｍ、±８０ｐｐｍ、±９０ｐｐｍ、および±１００ｐｐｍであり得る。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、約０．１％～９９％、１％～５０％、１％～１０％の少なくとも１つの範囲内で－（ｐ２９．９＋ｐ^２１．５９×１０^－３）ｐｐｍ（式（２０））になり得る。別の実施形態では、固体マトリックス、例えばＮａＯＨまたはＫＯＨといった水酸化物のマトリックス中にハイドリノ原子、水素化物イオンといったハイドリノ種が存在することによって、マトリックスの陽子が高磁場にシフトする。マトリックス陽子、例えばＮａＯＨまたはＫＯＨといったマトリックス陽子は、交換可能である。一実施形態では、シフトにより、マトリックスピークがＴＭＳに対して約－０．１ｐｐｍ～－５ｐｐｍの範囲内になり得る。ＮＭＲ測定は、マジック角スピニング^１Ｈ核磁気共鳴分光法（ＭＡＳ^１ＨＮＭＲ）から構成されてもよい。

Ｈ（１／ｐ）は陽子と反応し得る。また、２つのＨ（１／ｐ）は反応してそれぞれＨ_２（１／ｐ）^＋およびＨ_２（１／ｐ）を形成し得る。水素分子イオンと分子電荷および電流密度関数、結合距離、エネルギーは、非放射の制限を有する楕円座標におけるラプラシアンから求められる。

扁長楕円体分子軌道の各焦点における＋ｐｅの中心磁場を有する水素分子イオンの総エネルギーＥ_Ｔは、次式で与えられる。
式中、ｐは整数であり、ｃは真空中の光の速度であり、μは換算核質量である。扁長楕円体分子軌道）の各焦点における＋ｐｅの中心磁場を持つ水素分子イオンの総エネルギーＥ_Ｔは、次式で与えられる。

水素分子Ｈ_２（１／ｐ）の結合解離エネルギーＥ_Ｄは、対応する水素原子の総エネルギーとＥ_Ｔとの間の差である。

Ｅ_Ｄ＝Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））－Ｅ_Ｔ（２４）

式中、

Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））＝－ｐ^２２７．２０ｅＶ（２５）

であり、Ｅ_Ｄは、式（２３～２５）によって与えられる。

Ｅ_Ｄ＝－ｐ^２２７．２０ｅＶ－Ｅ_Ｔ
＝－ｐ^２２７．２０ｅＶ
－（－ｐ^２３１．３５１ｅＶ－ｐ^３０．３２６４６９ｅＶ）
＝ｐ^２４．１５１ｅＶ＋ｐ^３０．３２６４６９ｅＶ
（２６）

Ｈ_２（１／ｐ）は、Ｘ線光電子分光法によって同定され得る。ここで、イオン化された電子に加えてイオン化生成物が、２つの陽子および１つの電子、１つのＨ原子、１つのハイドリノ原子、分子イオン、水素分子イオン、およびＨ_２（１／ｐ）^＋を含むそれらのような可能性の少なくとも１つであってもよく、ここで、エネルギーはマトリクスによってシフトされ得る。

触媒反応－生成物ガスのＮＭＲは、Ｈ_２（１／ｐ）の理論的に予測された化学シフトを最も確定的にテストする。一般に、Ｈ_２（１／ｐ）の^１ＨＮＭＲ共鳴は、電子が非常に原子核に近いところ、楕円座標における半径の分数により、Ｈ_２のそれから高磁場側になると予測される。Ｈ_２（１／ｐ）に対する予測されるシフトΔＢ_Ｔ／Ｂは、強度ｐの光子場および２つの電子の反磁性の寄与の合計によって与えられる（ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰ式（１１．４１５～１１．４１６））。
式中、第１の項は、ｐ＝１によりＨ_２に適用され、かつＨ_２（１／ｐ）に関してはｐ＝整数＞１が適用され、さらにαは微細構造定数である。－２８．０ｐｐｍの実験で示された絶対Ｈ_２気相共鳴シフトは、－２８．０１ｐｐｍ（式（２８））の予測される絶対気相シフトとよく一致している。予測される分子ハイドリノピークは、通常のＨ_２に対して並はずれて高磁場側にシフトしている。１つの実施例において、ピークはＴＭＳの高磁場側にある。ＴＭＳに対するＮＭＲシフトは、化合物を含み、あるいは、単独で、通常のＨ^－、Ｈ、Ｈ_２、またはＨ^＋の少なくとも１つに対して知られたものよりもより大きくてもよい。シフトは、０、－１、－２、－３、－４、－５、－６、－７、－８、－９、－１０、－１１、－１２、－１３、－１４、－１５、－１６、－１７、－１８、－１９、－２０、－２１、－２２、－２３、－２４、－２５、－２６、－２７、－２８、－２９、－３０、－３１、－３２、－３３、－３４、－３５、－３６、－３７、－３８、－３９、および－４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きくてもよい。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、ＴＭＳのシフトが、裸の陽子に対して約－３１．５ｐｐｍであるところ、±５ｐｐｍ、±１０ｐｐｍ、±２０ｐｐｍ、±３０ｐｐｍ、±４０ｐｐｍ、±５０ｐｐｍ、±６０ｐｐｍ、±７０ｐｐｍ、±８０ｐｐｍ、±９０ｐｐｍ、及び±１００ｐｐｍの少なくとも１つの公差の範囲内において－（ｐ２８．０１＋ｐ^２２．５６）ｐｐｍ（式（２８））であってよい。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、約０．１％～９９％、１％～５０％、および１％～１０％の少なくとも１つの公差の範囲内において－（ｐ２８．０１＋ｐ２１．４９×１０^－３）ｐｐｍ（式（２８））であってもよい。

水素型分子Ｈ_２（１／ｐ）の、ν＝０からν＝１への遷移に対する振動エネルギーＥ_ｖｉｂは、次のようになる。

Ｅ_ｖｉｂ＝ｐ^２０．５１５９０２ｅＶ（２９）

式中、ｐは整数である。

水素型分子Ｈ_２（１／ｐ）のＪからＪ＋１への遷移に対する回転のエネルギーＥ_ｒｏｔは、次のように表わされる。
式中、ｐは整数であり、Ｉは慣性モーメントである。Ｈ_２（１／４）の回転振動放射は、ガス中の電子ビーム励起分子上で観測され、固体マトリックス中に捕捉された。

回転のエネルギーのｐ^２依存性は、核間距離の逆ｐ依存性と、慣性モーメントＩに対する対応する影響とから生じる。Ｈ_２（１／ｐ）に対する予測された核間の距離２ｃ’は次の通りである。

Ｈ_２（１／ｐ）の回転および振動エネルギーの少なくとも１つは、電子ビーム励起発光分光法、ラマン分光法、およびフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法の少なくとも１方法により測定され得る。Ｈ_２（１／ｐ）は、ＭＯＨ、ＭＸ、Ｍ_２ＣＯ_３（Ｍ＝アルカリ、Ｘ＝ハライド）マトリックスの少なくとも１つ等、測定用のマトリックスに捕捉されてもよい。

一実施形態では、分子ハイドリノ生成物は、約１９５０ｃｍ^－１で逆ラマン効果（ＩＲＥ）ピークとして観測される。ピークの増強は、ＩＲＥピークを表示するための表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）をサポートするラマンレーザ波長に匹敵する粗い特徴または粒子サイズを含む導電性材料を使用することによってなされる。

Ｉ．触媒
本開示ではハイドリノ反応、Ｈ触媒、Ｈ触媒反応、触媒といった用語はすべて、水素、ハイドリノを形成する水素の反応、およびハイドリノ形成反応に言及する際、反応、例えば式（１４）で定義される触媒と原子Ｈとの式（１５～１８）の反応を指し、式（１０）および式（１２）で与えられるエネルギー準位を有する水素の状態を形成する。対応する用語、例えば、ハイドリノ反応物質、ハイドリノ反応混合物、触媒混合物、ハイドリノ形成用反応物質、低エネルギー状態の水素またはハイドリノを生成または形成する反応物質もまた、同じ意味で使用される。

本開示の触媒を用いた低エネルギー水素遷移は、触媒作用のない原子状水素のポテンシャルエネルギー（２７．２ｅＶ）の整数ｍ倍の吸熱化学反応の形が可能な触媒を必要とし、原子Ｈからのエネルギーを受け入れて遷移を引き起こし得る。吸熱触媒反応は、原子またはイオンといった一化学種からの１個以上の電子のイオン化であってもよく（例えば、Ｌｉ→Ｌｉ_２ ^＋の場合はｍ＝３）、また結合開裂、初期結合の１個以上のパートナーからの１個以上の電子のイオン化との協奏反応をさらに含んでもよい（例えば、ＮａＨ→Ｎａ^２＋＋Ｈの場合、ｍ＝２）。Ｈｅ^＋は、２・２７．２ｅＶである５４．４１７ｅＶでイオン化するため、エンタルピー変化が２７．２ｅＶの整数倍に等しい化学的または物理的プロセスであるという触媒基準を満たす。整数の水素原子は、２７．２ｅＶエンタルピーの整数倍の触媒としても機能する。触媒は、約２７．２ｅＶ±０．５ｅＶまたは（２７．２／２）ｅＶ±０．５ｅＶの整数単位で原子状水素からエネルギーを受け取ることができる。

一実施形態では、触媒は原子またはイオンＭを含み、ここで、原子またはイオンＭからそれぞれ連続エネルギー準位へのｔ個の電子のイオン化が、ｔ個の電子のイオン化エネルギーの合計が約ｍ・２７．２ｅＶおよびｍ・（２７．２／２）ｅＶ（ｍは整数）のいずれかになるようになされる。

一実施形態では、触媒は二原子分子ＭＨを含み、ここで、Ｍ－Ｈ結合の切断と原子Ｍからのｔ個の各電子の連続体エネルギーへのイオン化は、結合エネルギーとｔ個の電子のイオン化エネルギーとの合計が、ｍ・２７．２ｅＶおよびｍ・（２７．２／２）ｅＶ（ここでｍは整数）となるようになっている。

一実施形態では、触媒は、ＡｌＨ、ＡｓＨ、ＢａＨ、ＢｉＨ、ＣｄＨ、ＣｌＨ、ＣｏＨ、ＧｅＨ、ＩｎＨ、ＮａＨ、ＮｂＨ、ＯＨ、ＲｈＨ、ＲｕＨ、ＳＨ、ＳｂＨ、ＳｅＨ、ＳｉＨ、ＳｎＨ、ＳｒＨ、ＴｌＨ、Ｃ_２、Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２、ＮＯ_２、およびＮＯ_３の分子、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｋｒ、Ｒｂ、Ｓｒの原子またはイオン、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｋｒ、２Ｋ^＋、Ｈｅ^＋、Ｔｉ^２＋、Ｎａ^＋、Ｒｂ^＋、Ｓｒ^＋、Ｆｅ^３＋、ＭＯ_２ ^＋、Ｍｏ^４＋、Ｉｎ^３＋、Ｈｅ^＋、Ａｒ^＋、Ｘｅ^＋、Ａｒ^２＋とＨ^＋、およびＮｅ^＋とＨ^＋の原子またはイオンから選択される、原子、イオン、および／または分子を含む。

他の実施形態では、ハイドリノを生成するＭＨ^－型水素触媒は、電子のアクセプターＡへの移動、Ｍ－Ｈ結合の切断、および原子Ｍからのｔ個の各電子の連続エネルギー準位までのイオン化によって提供され、電子移動エネルギーの合計がＭＨとＡとの電子親和力（ＥＡ）、Ｍ－Ｈ結合エネルギー、およびＭからのｔ個の電子のイオン化エネルギーの差が約ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）である。約ｍ・２７．２ｅＶの正味の反応エンタルピーを提供できるＭＨ^－型水素触媒は、ＯＨ^－、ＳｉＨ^－、ＣｏＨ^－、ＮｉＨ^－、およびＳｅＨ^－である。

他の実施形態では、ハイドリノを生成するＭＨ^＋型水素触媒は、負に帯電し得るドナーＡからの電子の移動、Ｍ－Ｈ結合の切断、および原子Ｍからのｔ個の各電子の連続エネルギー準位までのイオン化によって提供され、ＭＨとＡのイオン化エネルギー、Ｍ－Ｈ結合エネルギー、Ｍからのｔ個の電子のイオン化エネルギーの差を含む電子移動エネルギーの合計が約ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）となるようにする。

一実施形態では、分子または正または負に帯電した分子イオンの少なくとも１つが、分子または正もしくは負に帯電した分子イオンのポテンシャルエネルギーの大きさが約ｍ・２７．２ｅＶ減少するに伴って原子Ｈから約ｍ・２７．２ｅＶを受け入れる触媒として、機能する。例示的な触媒は、Ｈ_２Ｏ、ＯＨ、アミド基ＮＨ_２、およびＨ_２Ｓである。

Ｏ_２は、触媒または触媒の供給源として機能することが可能である。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の、第２の、および第３のイオン化エネルギーが、それぞれ１３．６１８０６ｅＶ、３５．１１７３０ｅＶ、および５４．９３５５ｅＶである。反応Ｏ_２→Ｏ＋Ｏ_２ ^＋、Ｏ_２→Ｏ＋Ｏ^３＋、および２Ｏ→２Ｏ^＋は、それぞれ約２、４、および１倍の正味エンタルピーＥ_ｈを提供し、Ｈからこれらのエネルギーを受け入れてハイドリノを形成することにより、ハイドリノを形成する触媒反応を構成する。

ＩＩ．ハイドリノ
Ｅ_Ｂ＝１３．６ｅＶ／（１／ｐ）^２（ｐは１よりも大きい整数で、好ましくは２～１３７の整数）によって与えられる結合エネルギーを有する水素原子は、本開示のＨ触媒反応の生成物である。原子、イオン、または分子の結合エネルギーは、イオン化エネルギーとも知られており、原子、イオン、または分子から１つの電子を除去するために必要なエネルギーである。式（１０）および式（１２）で与えられる結合エネルギーを有する水素原子は、以後「ハイドリノ原子」または「ハイドリノ」と呼ばれる。半径ａ_Ｈ／ｐ（ａ_Ｈは通常の水素原子の半径、ｐは整数）のハイドリノの名称はＨ［ａ_Ｈ／ｐ］である。半径ａ_Ｈの水素原子は、以降「通常の水素原子」または「標準の水素原子」と呼ばれる。通常の原子状水素は、１３．６ｅＶの結合エネルギーが特徴である。

本開示によれば、式（１９）による結合エネルギーが、ｐ＝２から２３までで通常の水素化物イオンの結合（約０．７５ｅＶ）より大きく、ｐ＝２４（Ｈ^－）で小さい、ハイドリノ水素化物イオン（Ｈ^－）が提供される。式（１９）のｐ＝２からｐ＝２４の場合、水素化物イオン結合エネルギーは、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、および０．６９ｅＶである。本明細書では、新規の水素化物イオンを含む例示的な組成物も提供される。

１つまたは複数のハイドリノ水素化物イオンおよび１つまたは複数の他の元素を含む例示的な化合物も提供される。そのような化合物は、「ハイドリノ水素化物化合物」と呼ばれる。

通常の水素種は、（ａ）水素化物イオン、０．７５４ｅＶ（「通常の水素化物イオン」）、（ｂ）水素原子（「通常の水素原子」）、１３．６ｅＶ、（ｃ）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」）、および（ｅ）Ｈ_３ ^＋、２２．６ｅＶ（「通常の三水素分子イオン」）という結合エネルギーによって特徴付けられる。本明細書において、水素の形態に関して、「標準の」および「通常の」は同義語である。

本開示のさらなる実施形態によれば、例えば、（ａ）おおよそ１３．６ｅＶ／（１／ｐ）^２の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが、例えば、１３．６ｅＶ／（１／ｐ）^２（ｐは２～１３７の整数）の約０．９～１．１倍の範囲内である水素原子、（ｂ）おおよそ
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが、例えば、
（ｐは２～２４の整数）の約０．９～１．１倍の範囲内にある水素化物イオン（Ｈ^－）、（ｃ）Ｈ_４ ^＋（１／ｐ）、（ｄ）おおよそ（２２．６／（１／ｐ）^２）ｅＶの結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが、例えば、おおよそ（２２．６／（１／ｐ）^２）ｅＶ（ｐは２～１３７の整数）の約０．９～１．１倍の範囲内であるトリハイドリノ分子イオンＨ_３ ^＋（１／ｐ）、（ｅ）おおよそ（１５．３／（１／ｐ）^２）ｅＶの結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが、例えば、（１５．３／（１／ｐ）^２）ｅＶ（ｐは２～１３７の整数）の約０．９～１．１倍の範囲内であるジハイドリノ、ならびに、（ｆ）おおよそ（１６．３／（１／ｐ）^２）ｅＶの結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが、例えば、（１６．３／（１／ｐ）^２）ｅＶ（ｐは整数、好ましくは２～１３７）の約０．９～１．１倍の範囲内であるジハイドリノ分子イオンの少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種を含む化合物が提供される。

本開示のさらなる実施形態によれば、（ａ）おおよそ

の総エネルギーを有し、該総エネルギーが、例えば、
（ｐは整数、
は換算プランク定数、ｍ_ｅは電子の質量、ｃは真空中の光の速度、およびμは換算核質量）の約０．９～１．１倍の範囲内であるジハイドリノ分子イオン、ならびに、（ｂ）おおよそ
の総エネルギーを有し、該総エネルギーが、例えば、
（ｐは整数、ａ_０はボーア質量）の約０．９～１．１倍の範囲内であるジハイドリノ分子の少なくとも１個の結合エネルギー増加水素種を含む化合物が提供される。

化合物が負に帯電した結合エネルギー増加水素種を含む本開示の一実施形態によれば、化合物は、陽子、通常のＨ_２ ^＋、または通常のＨ_３ ^＋といった１つまたは複数のカチオンをさらに含む。

本明細書では、少なくとも１個のハイドリノ水素化物イオンを含む化合物を調製する方法が提供される。このような化合物を、以下「ハイドリノ水素化物化合物」と呼ぶ。本方法は、原子状水素をおおよそ（ｍ／２）・２７ｅＶ（ｍは１より大きい整数であり、好ましくは約４００未満の整数）の正味の反応エンタルピーを有する触媒と反応させて、結合エネルギーが約１３．６ｅＶ／（１／ｐ）^２（ｐは整数であり、好ましくは２～１３７の整数）の結合エネルギー増加水素原子を生成すること、を含む。触媒作用のさらなる生成物はエネルギーである。結合エネルギー増加水素原子は、電子源と反応して、結合エネルギー増加水素化物イオンを生成する。結合エネルギー増加水素化物イオンを１個以上のカチオンと反応させて、結合エネルギー増加水素化物イオンを少なくとも１個含む化合物を生成することができる。

一実施形態では、非常に高い電力とエネルギーの少なくとも１つは、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれるＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰの第５章に記載されている不均化と呼ばれるプロセスで、式（１８）での高いｐ値のハイドリノに遷移する水素によって、達成可能である。水素原子Ｈ（１／ｐ）ｐ＝１、２、３、．．．１３７は、式（１０）および式（１２）で与えられる低エネルギー状態へさらに遷移し得るものであり、ここで、１個の原子の遷移は、そのポテンシャルエネルギーに付随する反対の変化を伴うｍ・２７．２ｅＶを共鳴的および非放射的に受け入れる第２の原子によって触媒される。式（３２）で与えられるｍ・２７．２ｅＶからＨ（１／ｐ’）への共鳴伝達によって誘導されるＨ（１／ｐ）からＨ（１／（ｐ＋ｍ））への遷移の一般的な一般式は、

Ｈ（１／ｐ’）＋Ｈ（１／ｐ） →
Ｈ＋Ｈ（１／（ｐ＋ｍ））＋［２ｐｍ＋ｍ^２－ｐ’^２＋１］・１３．６ｅＶ）
（３２）

で表される。

ハイドリノプロセスからのＥＵＶ光はジハイドリノ分子を解離させることが可能であり、結果として生じるハイドリノ原子はより低いエネルギー状態に遷移する触媒として機能し得る。例示的な反応は、Ｈ（１／４）によるＨ（Ｈ／１／１７）への触媒作用を含み、Ｈ（１／４）は、ＨＯＨによる別のＨの触媒作用の反応生成物であり得る。ハイドリノの不均化反応は、Ｘ線領域に特徴を生じると予測される。式（５～８）に示すように、ＨＯＨ触媒の反応生成物はＨ［ａ_Ｈ／４］である。Ｈ_２Ｏガスを含む水素雲での遷移反応の可能性を検討する。ここで、第一の水素型原子Ｈ［ａ_Ｈ／ｐ］はＨ原子であり、触媒として機能する第二のアクセプター水素型原子Ｈ［ａ_Ｈ／ｐ’］はＨ［ａ_Ｈ／４］である。Ｈ［ａ_Ｈ／４］のポテンシャルエネルギーが４^２・２７．２ｅＶ＝１６・２７．２ｅＶ＝４３５．２ｅＶであるため、遷移反応は

１６・２７．２ｅＶ＋Ｈ［ａ_Ｈ／４］＋Ｈ［ａ_Ｈ／１］
→ Ｈ_ｆａｓｔ ^＋＋ｅ^－＋Ｈ^＊［ａ_Ｈ／１７］＋１６・２７．２ｅＶ（３３）
Ｈ^＊［ａ_Ｈ／１７］ → Ｈ［ａ_Ｈ／１７］＋３４８１．６ｅＶ（３４）
Ｈ_ｆａｓｔ ^＋＋ｅ^－ → Ｈ［ａ_Ｈ／１］＋２３１．２ｅＶ（３５）

で表される。
さらに、全体的な反応は、

Ｈ［ａ_Ｈ／４］＋Ｈ［ａ_Ｈ／１］
→ Ｈ［ａ_Ｈ／１］＋Ｈ［ａ_Ｈ／１７］＋３７１２．８ｅＶ（３６）

である。

Ｈ^＊［ａ_Ｈ／（ｐ＋ｍ）］中間体（例えば、式（１６）および式（３４））による極端紫外線連続放射帯は、短波長カットオフと、
によって与えられると共に、対応するカットオフよりも長い波長まで延長すると予測されるエネルギー
と、を有すると予測される。ここで、Ｈ^＊［ａ_Ｈ／１７］中間体の減衰による極端紫外線連続放射帯域は、Ｅ＝３４８１．６ｅＶで０．３５６２５ｎｍの短波長カットオフを持つと予測され、より長い波長に広がる。３．４８ｋｅＶカットオフでの幅広いＸ線ピークが、ＮＡＳＡのチャンドラＸ線天文台とＸＭＭニュートンとによってペルセウス団で観測された［Ｅ．Ｂｕｌｂｕｌ，Ｍ．Ｍａｒｋｅｖｉｔｃｈ，Ａ．Ｆｏｓｔｅｒ，Ｒ．Ｋ．Ｓｍｉｔｈ，Ｍ．Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ，Ｓ．Ｗ．Ｒａｎｄａｌ，「銀河団の積み重ねられたＸ線スペクトルにおける未確認の輝線の検出」（ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｎｔｈｅｓｔａｃｋｅｄＸ－Ｒａｙｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇａｌａｘｙｃｌｕｓｔｅｒｓ），ＡｓｔｒｏｐｈｙｓｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌｕｍｅ７８９，Ｎｕｍｂｅｒ１，（２０１４）；Ａ．Ｂｏｙａｒｓｋｙ，Ｏ．Ｒｕｃｈａｙｓｋｉｙ，Ｄ．Ｉａｋｕｂｏｖｓｋｙｉ，Ｊ．Ｆｒａｎｓｅ，「アンドロメダ銀河およびペルセウス銀河団のＸ線スペクトルの正体不明の線」（ＡｎｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｌｉｎｅｉｎＸ－ｒａｙｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＡｎｄｒｏｍｅｄａｇａｌａｘｙａｎｄＰｅｒｓｅｕｓｇａｌａｘｙｃｌｕｓｔｅｒ），（２０１４），ａｒＸｉｖ：１４０２．４１１９［ａｓｔｒｏ－ｐｈ．ＣＯ］］。これは、既知の原子遷移とは一致しない。Ｂｕｌｂｕｌらによって、実体が未知であるダークマターに帰着された３．４８ｋｅＶの機能は、Ｈ［ａ_Ｈ／４］＋Ｈ［ａ_Ｈ／１］→Ｈ［ａ_Ｈ／１７］遷移と一致し、ハイドリノをダークマターの実体としてさらに確認する。

物質の新規水素組成物は、
（ａ）（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件（標準温度および圧力、ＳＴＰ）での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する、少なくとも１つの中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、及び
（ｂ）少なくとも１つの他の元素と、を含む。本開示の化合物は、以下「結合エネルギー増加水素化合物」と呼ばれる。

この文脈における「他の元素（ｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔ）」とは、結合エネルギー増加水素種以外の元素を意味する。従って、他の元素は、通常の水素種、または水素以外の元素であり得る。１つの化合物群では、他の元素と結合エネルギー増加水素種とが中性である。別の化合物群では、他の元素と結合エネルギー増加水素種とが帯電されており、他の元素が平衡電荷を与えて中性化合物を形成する。前者の化合物群は、分子結合と配位結合とによって特徴付けられる。後者の化合物群は、イオン結合によって特徴付けられる。

また、
（ａ）（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件（標準温度および圧力、ＳＴＰ）での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する、少なくとも１つの中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、及び
（ｂ）少なくとも１つの他の元素と、を含む新規化合物および分子も提供される。

水素種の総エネルギーとは、水素種からすべての電子を取り出すエネルギーの合計である。本開示による水素種は、対応する通常の水素種の総エネルギーより大きい総エネルギーを有する。本開示による水素種、例えば第二のプラズマの発生中に生成される水素種は、本明細書に記載の新生水との反応を受けていない対応する水素種の総エネルギーよりも大きい総エネルギーを有し得る。本開示による総エネルギーが増加した水素種は、総エネルギーが増加した水素種のいくつかの実施形態が、対応する通常の水素種の第一の電子結合エネルギーよりも小さい第一の電子結合エネルギーを有してよく、「結合エネルギー増加水素種」とも呼ばれる。例えば、ｐ＝２４の式（１９）の水素化物イオンの第一の結合エネルギーは、通常の水素化物イオンの第一の結合エネルギーよりも小さく、一方で、ｐ＝２４に対する式（１９）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はるかに大きくなる。

本明細書では、
（ａ）（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する、複数の中性、正、または負の水素種と、及び
（ｂ）任意選択で少なくとも１つの他の元素と、を含む新規化合物および分子イオンも提供される。本開示の化合物を、「結合エネルギー増加水素化合物」と呼ぶ場合もある。本明細書に記載の様々な分光学的特徴は、これらの種を識別し得る。

結合エネルギー増加水素種は、１個以上のハイドリノ原子と、電子、ハイドリノ原子、上記結合エネルギー増加水素種の少なくとも１つを含む化合物、ならびに、結合エネルギー増加水素種以外の少なくとも１つの他の原子、分子、またはイオンの、少なくとも１つと反応させることによって、形成される。

また、
（ａ）（ｉ）通常の分子状水素の総エネルギーよりも大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する、複数の中性、正、または負の水素種と、及び
（ｂ）任意選択で１つの他の元素と、を含む新規化合物および分子イオンも提供される。

一実施形態では、（ａ）式（１９）による結合エネルギーが、ｐ＝２から２３に対しては通常の水素化物イオンの結合（約０．８ｅＶ）より大きく、ｐ＝２４（「結合エネルギー増加水素化物イオン」または「ハイドリノ水素化物イオン」）に対しては小さい水素化物イオンと、（ｂ）結合エネルギーが通常の水素原子の結合エネルギー（約１３．６ｅＶ）よりも大きい水素原子（「結合エネルギー増加水素原子」または「ハイドリノ」）と、（ｃ）約１５．３ｅＶより大きい第一の結合エネルギーを有する水素分子（「結合エネルギー増加水素分子」または「ジハイドリノ」）と、（ｄ）結合エネルギーが約１６．３ｅＶを超える水素分子イオン（「結合エネルギー増加分子水素イオン」または「ジハイドリノ分子イオン」）と、の少なくとも１つを含む化合物が提供される。本開示では、結合エネルギー増加水素化合物および化合物は、より低いエネルギーの水素種および化合物とも呼ばれる。ハイドリノは、結合エネルギー増加水素化合物または等しい意味で低エネルギー水素種を含む。

ＩＩＩ．化学反応器
本開示はまた、ジハイドリノ分子およびハイドリノ水素化物化合物といった、本開示の結合エネルギー増加水素種および化合物を生成するための他の反応器に関する。触媒作用のさらなる生成物は、セルの種類に応じた起電力および任意選択であるプラズマと光である。このような反応器は、以下「水素反応器」または「水素セル」と呼ばれる。水素反応器はハイドリノを生成するためのセルを備える。ハイドリノを生成するためのセルは、化学反応器またはガス放電セル、プラズマトーチセル、もしくはマイクロ波パワーセルといったガス燃料セル、ならびに電気化学セルの形態をとることができる。一実施形態では、触媒はＨＯＨであり、ＨＯＨおよびＨの少なくとも一方の供給源は氷である。氷は、氷からのＨＯＨ触媒およびＨの形成速度およびハイドリノ反応速度のうちの少なくとも１方を増大させるために、大表面積を有してもよい。氷は、表面積を増やすために細かいチップの形状であってもよい。一実施形態では、セルは、アーク放電セルを含み、かつ放電が氷の少なくとも一部を伴うように、少なくとも１つの電極での氷を含む。

一実施形態では、アーク放電セルは、容器、２つの電極、約１００Ｖ～１ＭＶの範囲の電圧と約１Ａ～１００ｋＡの範囲の電流とが可能となる高電圧電源、ならびに、容器およびＨ_２Ｏ液滴を形成して供給する手段といった水供給源を備える。液滴は電極間で移動可能である。一実施形態では、液滴はアークプラズマの点火を開始する。一実施形態では、水アークプラズマは、反応してハイドリノを形成し得るＨおよびＨＯＨを含む。点火速度および対応するエネルギー出力速度は、液滴の大きさとそれらが電極に供給される速度とを制御することによって、制御され得る。高電圧の供給源は、高電圧電源によって充電され得る少なくとも１つの高電圧コンデンサを含み得る。一実施形態では、アーク放電セルは、さらに、少なくとも１つのＰＶ変換器といった本発明の１つのような電力変換器といった手段と、光および熱といったハイドリノプロセスからの起電力を電気に変換する熱エンジンと、をさらに備える。

ハイドリノを生成するためのセルの例示的な実施形態は、液体燃料電池、固体燃料電池、異種燃料電池、ＣＩＨＴ電池、およびＳＦ－ＣＩＨＴまたはＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）電池の形態をとり得る。これらのセルの各々は、（ｉ）原子状水素の供給源を含む反応物質と、（ｉｉ）ハイドリノを製造するための固体触媒、溶融触媒、液体触媒、気体触媒、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの触媒と、及び（ｉｉｉ）水素を反応させるための容器とハイドリノを生成するための触媒と、を備える。本明細書で使用され、本開示によって企図されるように、「水素」という用語は、別段の指定がない限り、プロチウム（^１Ｈ）だけでなく、重水素（^２Ｈ）、およびトリチウム（^３Ｈ）も含む。例示的な化学反応混合物および反応器は、本開示のＳＦ－ＣＩＨＴ、ＣＩＨＴ、または熱電池の実施形態を含み得る。追加の例示的な実施形態は、この化学反応器の部に示される。混合物の反応中に形成される触媒としてＨ_２Ｏを有する反応混合物の例は、本開示において与えられる。他の触媒は、結合エネルギー増加水素種および化合物を形成するのに役立ち得る。反応および条件は、これらの例示的な場合から、反応物質、反応物質ｗｔ％、Ｈ_２圧力、および反応温度といったパラメータに調整され得る。適切な反応物質、条件、およびパラメータ範囲は、本開示のものである。ハイドリノおよび分子ハイドリノは、１３．６ｅＶの整数倍の予測される連続放射帯によって、本開示の反応器の生成物であることが示され、そうでなければ、Ｈ線のドップラー効果による線広がり、Ｈ線の反転、ブレークダウン磁場なしのプラズマの形成により測定される、説明できない異常に大きいＨ運動エネルギー、およびミルズ（Ｍｉｌｌｓ）の先行文献（ＰｒｉｏｒＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）で報告されている異常なプラズマ残光時間となる。ＣＩＨＴセルと固体燃料に関するデータ等は、他の研究者によって他の場所で独立して検証されてきた。本開示のセルによるハイドリノの形成は、電気エネルギーによっても確認されており、該電気エネルギーは、長時間にわたって継続的にエネルギーを出力し、電気入力の倍数であり、ほとんどの場合、代替源なしで入力の１０倍を超える。予測された分子ハイドリノＨ_２（１／４）のＣＩＨＴセルと固体燃料の生成物としての同定は、約－４．４ｐｐｍの予測高磁場シフトマトリックスピークを示したＭＡＳＨＮＭＲ、Ｈ_２（１／４）がｍ／ｅ＝Ｍ＋ｎ２ピーク（Ｍは親イオンの質量、ｎは整数の電子ビーム励起放出）としてゲッターマトリックスに複合化されていることを示したＴｏＦ－ＳＩＭＳおよびＥＳＩ－ＴｏＦＭＳ、Ｈ_２のエネルギーの１６倍すなわち量子数ｐ＝４の２乗倍を有するＨ_２（１／４）の予測回転および振動スペクトルを示した電子ビーム励起発光分光法およびフォトルミネセンス発光分光法、Ｈ_２回転エネルギーの１６倍すなわち量子数ｐ＝４の２乗倍であるＨ_２（１／４）の回転エネルギー１９５０ｃｍ^－１を示したラマンおよびＦＴＩＲ分光法、予測されるＨ_２（１／４）の総結合エネルギーが５００ｅＶであることを示したＸＰＳ、ならびに、ＨからＨ（１／４）への予測エネルギー放出と第３のＨに転送されるエネルギーと、を一致させた約２０４ｅＶの運動エネルギーであって、Ｈに対応したｍ／ｅ＝１ピーク前への到来時間を持つＴｏＦ－ＳＩＭＳピークによってなされ、このことは、ミルズ（Ｍｉｌｌｓ）の先行文献（ＰｒｉｏｒＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）と、Ｒ．ＭｉｌｌｓＸＹｕ，Ｙ．Ｌｕ，ＧＣｈｕ，Ｊ．Ｈｅ，Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ，「触媒誘起ハイドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（ＣａｔａｌｙｓｔＩｎｄｕｃｅｄＨｙｄｒｉｎｏＴｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＣＩＨＴ）ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｅｌｌ），ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ，（２０１３）およびＲ．Ｍｉｌｌｓ，Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ，Ｊ．Ｋｏｎｇ，ＧＣｈｕ，Ｊ．Ｈｅ，Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「高出力密度触媒誘起ハイドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（ＨｉｇＨ^－Ｐｏｗｅｒ－ＤｅｎｓｉｔｙＣａｔａｌｙｓｔＩｎｄｕｃｅｄＨｙｄｒｉｎｏＴｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＣＩＨＴ）ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｅｌｌ）（２０１４）に報告され、それらの全体が参照として本明細書に組み込まれる。

水流熱量計とＳｅｔａｒａｍＤＳＣ１３１示差走査熱量計（ＤＳＣ）との両方を使用して、熱起電力を生成するための固体燃料を含むセル等、本開示のセルによるハイドリノの生成は、最大理論エネルギーを６０倍超えるハイドリノ形成固体燃料からの熱エネルギーが観測されたことで確認された。ＭＡＳＨＮＭＲは、約－４．４ｐｐｍの予測されたＨ_２（１／４）高磁場マトリックスシフトを示した。１９５０ｃｍ^－１で始まるラマンピークは、Ｈ_２（１／４）の自由空間回転エネルギー（０．２４１４ｅＶ）と一致した。これらの結果は、ミルズ（Ｍｉｌｌｓ）の先行文献（ＰｒｉｏｒＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）およびＲ．Ｍｉｌｌｓ，Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ，Ｗ．Ｇｏｏｄ，Ｊ．Ｈｅ，「ＨＯＨ触媒を形成する固体燃料」（ＳｏｌｉｄＦｕｅｌｓｔｈａｔＦｏｒｍＨＯＨＣａｔａｌｙｓｔ）（２０１４）に報告されおり、参照としてその全体が本明細書に組み込まれる。

ＩＶ．ＳｕｎＣｅｌｌおよび電力変換器
電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも一方を発生させる発電システム（本明細書中では「ＳｕｎＣｅｌｌ」ともいう）は、
（ａ）反応チャンバを含む、大気圧未満の圧力を維持することができる少なくとも１つの容器と、
（ｂ）溶融金属がその間を流れて回路を完成させるように構成された２つの電極と、
（ｃ）前記回路が閉じているとき、前記２つの電極に接続され、その間に点火電流を印加する電源と、
（ｄ）送達されたガスから第一のプラズマの形成を誘導するプラズマ発生セル（例えば、グロー放電セル）であり、
ここで、プラズマ発生セルの流出物が回路（例えば、溶融金属、アノード、カソード、溶融金属貯留槽に沈められた電極）に向けられる、プラズマ発生セルと、及び
（ｅ）第二のプラズマからのエネルギーを機械エネルギー、熱エネルギー、および／または電気エネルギーに変換および／または伝達するように構成された熱光起電力変換器を備える電源アダプタであり、
ここで、第二のプラズマからの光エネルギー（例えば、紫外光、可視光、および赤外光のうちの１つまたは複数）が熱光起電変換器で変換される、電源アダプタとを、備える。あるいは、第二のプラズマからのエネルギーは黒体放射体に吸収されて黒体放射を生成し、前記黒体放射は熱光起電力変換器で変換される。いくつかの実施形態では、電源アダプタは、複数の熱光起電力アダプタである。熱光起電力アダプタは、測地線ドーム内の光起電力変換器を備えてもよく、ここで、光起電力変換器は、複数の三角形要素から構成される受信器受信器配列（例えば、高密度受信器配列）を備え、さらに
ここで、各三角形要素は、黒体放射を電気に変換することができる複数の光起電セルを備えている。いくつかの実施形態では、２つの電極のうち正にバイアスされた電極は、黒体放射体であるか、黒体放射体を備えるか、または黒体放射体に接続される。さまざまな実装において、反応（例えば、プラズマからの光および／または熱出力）から発生した光子は、電力および／または熱出力に変換される。いくつかの実施形態では、光電池のバンドギャップ未満のエネルギーを有するプラズマ（例えば、赤外線）は、プラズ発生セルに向かって（例えば、黒体ラジエーターに向かって）反射される。いくつかの実施形態では、前記流出物は、発生期の水および原子状水素を含む（または、から構成される）。いくつかの実施形態では、前記流出物は、発生期の水、原子状水素、および分子状水素を含む（または、から構成される）。いくつかの実施形態では、前記流出物は、希ガス（例えば、アルゴンガス）をさらに含む。特定の実施形態では、グロー放電セルに送られるガスは、アルゴンなどの希ガス中に酸素ガス（Ｏ_２）と水素（Ｈ_２）とを混合したものである。酸素対水素のモル比は、例えば、１０未満（または０．１～１０）、５未満、または２未満であってもよい。

上記電力変換器は、Ｍｉｌｌｓの先行公知文献およびＭｉｌｌｓの先行出願に記載されているものでよい。Ｈ源およびＨＯＨ源およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）システムといったハイドリノ反応物質は、本開示または以前の米国特許出願、例えば、水素触媒反応器、ＰＣＴ／ＵＳ０８／６１４５５、２００８年４月２４日ＰＣＴ出願；不均一水素触媒反応器、ＰＣＴ／ＵＳ０９／０５２０７２、２００９年７月２９日ＰＣＴ出願；異種水素触媒発電システム、ＰＣＴ／ＵＳ１０／２７８２８、２０１０年３月１８日ＰＣＴ出願；電気化学水素触媒発電システム、ＰＣＴ／ＵＳ１１／２８８８９、２０１１年３月１７日ＰＣＴ出願；Ｈ_２Ｏベースの電気化学水素触媒発電システム、ＰＣＴ／ＵＳ１２／３１３６９、２０１２年３月２０日ＰＣＴ出願；ＣＩＨＴ発電システム、ＰＣＴ／ＵＳ１３／０４１９３８、２０１３年５月２１日ＰＣＴ出願；発電システムおよびその方法、ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０５８１７７、２０１４年１月１０日ＰＣＴ出願；光起電力発電システムおよびこれに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ１４／３２５８４、２０１４年４月１日ＰＣＴ出願；電力発電システムおよびこれに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３１６５、２０１５年５日２９日ＰＣＴ出願；紫外線発電システムに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０６５８２６、２０１５年１２月１５日ＰＣＴ出願；熱光起電力発電機、ＰＣＴ／ＵＳ１６／１２６２０、２０１６年１月８日ＰＣＴ出願；熱光起電力発電機ネットワーク、ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０３５０２５、２０１７年１２月７日ＰＣＴ出願；熱光起電発電機、ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０１３９７２、２０１７年１月１８日ＰＣＴ出願；超および深紫外線太陽電池、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０１２６３５、２０１８年１月５日ＰＣＴ出願；電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＵＳ１８／１７７６５、２０１８年２月１２日ＰＣＴ出願；電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３４８４２、２０１８年５日２９日ＰＣＴ出願；電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＩＢ２０１８／０５９６４６、２０１８年１２月５日ＰＣＴ出願、電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＩＢ２０２０／０５０３６０、２０２０年１月１６日ＰＣＴ出願、および電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＵＳ２１／１７１４８（「Ｍｉｌｌｓ先行出願」）を含むことが可能であり、それらの全体が参照として本明細書に組み込まれる。

一実施形態では、ＥＭポンプ磁石５ｋ４は、図１～６および図７Ａ～Ｃに示されるように、同じ軸に沿って対向し得る２つの電極を接続する注入された溶融金属流と同じ軸に沿って配向される。磁石は、ＥＭポンプ管５ｋ６の反対側に配置され得るもので、一方の磁石が注入軸に沿って他方の磁石とは反対方向に配置される。ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、それぞれ、注入軸に対して垂直に配向され、最も近い磁石の側面から離れる方向に配向され得る。ＥＭポンプ磁石はそれぞれ、Ｌ字型ヨークをさらに備え、対応する垂直配向の磁石からの磁束を、ＥＭポンプ管５ｋ６に対して横方向に、該管内の溶融金属流の方向とＥＭポンプ電流上の方向との両方に垂直な方向に、導く。点火装置は、６０Ｈｚ波形などの交流波形など、電圧および電流を含む時間変化波形を有するものを含み得る。磁石の垂直方向は、時間とともに変化する点火電流によって磁石が消磁されるのを防ぐことが可能である。

一実施形態では、原子状水素触媒からハイドリノ状態へのエネルギー移動により、触媒のイオン化が生ずる。触媒からイオン化された電子は、反応混合物と貯留槽とに蓄積し、空間電荷の蓄積という結果を生じ得る。空間電荷は、反応速度の低下を伴って、その後の原子状水素から触媒へのエネルギー移動のためのエネルギー準位を変化させ得る。一実施形態では、高電流の印加により空間電荷が除去され、ハイドリノ反応率が増加する。別の実施形態では、溶融金属回路に印加されるアーク電流などの電流により、水といった反応物質が非常に高温になる。別の実施形態では、アーク電流といった高電流によって、ＨおよびＨＯＨ触媒の供給源として機能し得る水といった反応物質が非常に高温になる。高温は、ＨおよびＨＯＨ触媒の少なくとも１つへの水の熱分解を引き起こし得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の反応混合物は、Ｈの供給源と、ｎＨ（ｎは整数）およびＨＯＨの少なくとも一方といった触媒の供給源とを含む。ｎＨおよびＨＯＨの少なくとも１つは、固体、液体、および気体水の少なくとも１つのような水の少なくとも１つの物理相の熱分解または熱分解によって形成されてもよい。熱分解は、約５００Ｋ～１０，０００Ｋ、１０００Ｋ～７０００Ｋ、および１０００Ｋ～５０００Ｋの少なくとも１つの範囲内の温度といった高温で起こり得る。例示的な実施形態では、反応温度は約３５００～４０００Ｋであり、Ｊ．Ｌｅｄｅ、Ｆ．Ｌａｐｉｃｑｕｅ、およびＪ．Ｖｉｌｌｅｒｍａｕｘによって示されるように、原子Ｈのモル分率は高い［Ｊ．Ｌ/ｅ/ｄ/ｅ/，Ｆ．Ｌａｐｉｃｑｕｅ，Ｊ．Ｖｉｌｌｅｒｍａｕｘ，「水の直接熱分解による水素の生成」（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｂｙｄｉｒｅｃｔｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ），ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，１９８３，Ｖ８，１９８３，ｐｐ．６７５－６７９；Ｈ．Ｈ．Ｇ．Ｊｅｌｌｉｎｅｋ，Ｈ．Ｋａｃｈｉ，「水の触媒熱分解と水素の生成」（Ｔｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ）」，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，１９８４，Ｖ９，ｐｐ．６７７－６８８；Ｓ．Ｚ．Ｂａｙｋａｒａ，「水の直接太陽熱分解による水素生成、プロセス効率の改善の可能性」（Ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｄｉｒｅｃｔｓｏｌａｒｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ，ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ），ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２００４，Ｖ２９，ｐｐ．１４５１－１４５８；Ｓ．Ｚ．Ｂａｙｋａｒａ，「実験的な太陽熱水熱分解」（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｏｌａｒｗａｔｅｒｔｈｅｒｍｏｌｙｓｉｓ），ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２００４，Ｖ２９，ｐｐ．１４５９－１４６９。これらは参照として本明細書に組み込まれる］。熱分解は、セルの部分の１つといった固体表面によって補助され得る。入力エネルギーおよびハイドリノ反応によって維持されるプラズマによって、固体表面が高温に加熱され得る。点火領域の下流といった熱分解ガスを冷却して、結合または始動水への生成物の逆反応を防ぐことが可能である。反応混合物は、生成ガスの温度よりも低い温度にある固体、液体、または気相の少なくとも１つのような冷却剤を含んでもよい。熱分解反応生成物ガスの冷却は、生成物を冷却剤と接触させることによって達成させてもよい。冷却剤は、低温流、水、および氷のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

一実施形態では、ガス中に存在する反応物質は、Ｈ、Ｈ_２の供給源、触媒の供給源、Ｈ_２Ｏの供給源、およびＨ_２Ｏの少なくとも１つを含み得る。適切な反応物質は、導電性金属マトリックスと、アルカリ水和物、アルカリ土類水和物、および遷移金属水和物のうちの少なくとも１つの水和物を含み得る。この水和物は、ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ、ＢａＩ_２・２Ｈ_２Ｏ、およびＺｎＣｌ_２・４Ｈ_２Ｏの少なくとも１つを含むものであってもよい。あるいは、反応物質は、銀、スズ、銅、水素ガス、酸素ガス、および水のうちの少なくとも１つを含むものであってもよい。

一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、高いガス温度を達成するべく低圧下で操作され得る。次に、反応混合ガス供給源および制御器によって圧力を上げて反応速度を上げることが可能であり、高温により、水二量体のＨ結合およびＨ_２共有結合の少なくとも１つの熱分解が生じて新生ＨＯＨおよび原子Ｈが保たれる。熱分解を達成する例示的な閾値ガス温度は、約３３００℃である。約３３００℃よりも高い温度のプラズマでは、Ｈ_２Ｏ二量体結合が切断されることで新生ＨＯＨが形成されてハイドリノ触媒として機能する可能性がある。反応セルチャンバのＨ_２Ｏ蒸気圧、Ｈ_２圧力、およびＯ_２圧力の少なくとも１つは、約０．０１トル～１００気圧、０．１トル～１０気圧、および０．５トル～１気圧の少なくとも１つの範囲であり得る。電磁（ＥＭ）ポンピング速度は、約０．０１ｍＬ／秒～１０，０００ｍＬ／秒、０．１ｍＬ／秒～１０００ｍＬ／秒、および０．１ｍＬ／秒～１００ｍＬ／秒の少なくとも１つの範囲であり得る。実施形態では、最初に高い点火力および低圧のうちの少なくとも１つを維持することで、プラズマおよびセルを加熱して熱分解が達成され得る。

一実施形態では、点火電力は、本開示の初期電力レベルおよび波形であり得、反応セルチャンバが所望の温度に達したときに、第２の電力レベルおよび波形に切り替えられ得る。一実施形態では、第２の電力レベルは、初期よりも低くてもよい。第２の電力レベルがほぼゼロであってもよい。電力レベルと波形の少なくとも１つを切り替える条件は、第２の電力レベルで動作している間、ハイドリノ反応速度が初期速度の２０％から１００％以内に維持される閾値を超える反応セルチャンバ温度の達成である。一実施形態では、温度閾値は、約８００℃～３０００℃、９００℃～２５００℃、および１０００℃～２０００℃の少なくとも１つの範囲にあり得る。

一実施形態では、反応セルチャンバは、点火力がない場合に第二のプラズマを維持する温度に加熱される。一実施形態では、ＥＭポンピングは、点火電力の終了後に維持されてもされなくてもよく、Ｈ_２、Ｏ_２、およびＨ_２Ｏのうちの少なくとも１つなどのハイドリノ反応物質の供給は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の点火オフ動作中に維持される。例示的な実施形態では、図１に示されるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、シリカ－アルミナ繊維断熱材で十分に断熱され、２５００ｓｃｃｍのＨ_２および２５０ｓｃｃｍのＯ_２ガスがＰｔ／Ａｌ_２Ｏ_３ビーズ上に流されるとともにＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）が９００℃から１４００℃の範囲内の温度に加熱された。Ｈ_２とＯ_２の流れＥＭポンピングとが継続的な維持にされることで、入力点火力がない場合の時間の経過に伴う温度の上昇によって証明されるように、ハイドリノ反応は、点火電力がない状態でも自律的に継続した。

点火システム
実施形態では、点火システムは、電流を流し、点火が達成されると電流を遮断する、少なくとも１つのスイッチを備える。電流の流れは、溶融金属流の接触によって開始され得る。スイッチングは、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）とシリコン制御整流器（ＳＣＲ）との少なくとも１つ、および、少なくとも１つの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の手段によって、電子的に実行されてもよい。あるいは、点火は機械的に切り替えられてもよい。入力点火エネルギーに対してハイドリノ生成エネルギー出力を最適化するために、点火後に電流を遮断してもよい。点火システムは、制御可能な量のエネルギーが燃料に流入して点火を引き起こし、プラズマを発生させる段階でエネルギー出力をオフにすることを可能にするスイッチを備え得る。一実施形態では、大電流電気エネルギーの短いバーストを提供する電力源は、
１００Ａ～１，０００，０００Ａ、１ｋＡ～１００，０００Ａ、１０ｋＡ～５０ｋＡの少なくとも１つの範囲の大電流の交流、直流、または交流－直流混合を引き起こすように選択された電圧と、
１Ａ／ｃｍ^２～１，０００，０００Ａ／ｃｍ^２、１０００Ａ／ｃｍ^２～１００，０００Ａ／ｃｍ^２、および２０００Ａ／ｃｍ^２～５０，０００Ａ／ｃｍ^２の少なくとも１つの範囲内の直流またはピーク交流電流密度との少なくとも１つを備え、ここで、電圧が固体燃料の導電率によって決定され、該電圧は所望の電流に固体燃料サンプルの抵抗を乗じた値によって与えられ、
上記直流またはピーク交流電圧が０．１Ｖ～５００ｋＶ、０．１Ｖ～１００ｋＶ、および１Ｖ～５０ｋＶの少なくとも１つの範囲内にあり、さらに、
交流周波数の範囲が０．１Ｈｚ～１０ＧＨｚ、１Ｈｚ～１ＭＨｚ、１０Ｈｚ～１００ｋＨｚ、および１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの少なくとも１つである。

システムはさらに、リチウムイオン電池といった始動電力／エネルギー源を備えてもよい。あるいは、グリッド電力といった外部電力を、外部電源から発電機への接続を介して始動用に提供してもよい。接続は、エネルギー出力バスバーを含め得る。始動電源は、溶融金属導電性マトリックスを維持するための加熱器への電力供給、注入システムへの電源、および点火システムへの電源の少なくとも１つであり得る。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、高圧水電解槽、例えば高圧水素を提供するために高圧の水を有する陽子交換膜（ＰＥＭ）電解槽を含み得る。Ｈ_２およびＯ_２チャンバのそれぞれは、汚染物質のＨ_２およびＯ_２をそれぞれ除去するための再結合器を備える。ＰＥＭは、アノードおよびカソード区画の隔離板および塩橋のうちの少なくとも１つとして機能して、水素をカソードで発生させ、酸素をアノードで別個のガスとして発生させることを可能にさせ得る。カソードは、二ジカルコゲン化物水素発生触媒、例えば、硫黄をさらに含み得るニオブおよびタンタルの少なくとも１つを含むもの等を含み得る。カソードは、ＰｔまたはＮｉといった当該技術分野で公知のものを含み得る。水素は、高圧で発生させて反応セルチャンバ５ｂ３１に供給してもよく、または水素透過性膜への透過によって供給してもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、アノードコンパートメントから貯蔵貯留槽またはベントへの酸素ガスの供給点までの酸素ガス供給管を備えてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はセンサ、プロセッサー、および電解電流制御器を備える。

別の実施形態では、水素燃料は、水の電気分解、天然ガスの改質、合成ガス反応と蒸気と炭素を反応させてＨ_２とＣＯおよびＣＯ_２を生成する水性ガスシフト反応とうちの少なくとも１つ、ならびに当業者に既知の水素製造の他の方法によって、得られ得る。

別の実施形態において、水素は、供給された水およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって発生させた熱を使用する熱分解によって発生させ得る。熱分解サイクルは、開示の１つ、または金属およびその酸化物、例えばＳｎＯ／ＳｎおよびＺｎＯ／Ｚｎの少なくとも１つに基づくものといった当該技術分野で既知の１つを含み得る。誘導結合加熱器、ＥＭポンプ、および点火システムが始動時に電力を消費するだけの実施形態では、寄生電力要件が非常に低くなるように水素を熱分解によって発生させてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、リチウムイオン電池といった電池を備えて、ガスセンサといったシステムを作動させ、反応プラズマガス用のシステムといった制御システムに電力を供給し得る。

溶融金属流の生成
図８Ａ～Ｂに示されるものなどの実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は２つの貯留槽５ｃを含み、それぞれが直流、交流などの電磁（ＥＭ）ポンプまたは本開示の別のＥＭポンプと、貯留槽内の溶融金属レベルを水平にするための点火電極および貯留槽入口ライザーとして機能する注入器とを備える。溶融金属は、銀、銀銅合金、ガリウムもしくはスズ、ガリンスタン、または本開示の別のものを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ５ｂ３１、貯留槽と反応セルチャンバとの間の電気的に絶縁するコンフラットフランジといった電気的絶縁フランジ、および各貯留槽とＥＭポンプとをそれぞれから電気的に絶縁するための各貯留槽の上部のドリップ縁部を、さらに備えてもよく、２つのＥＭポンプ注入器の金属流が交差して接触し、点火電流が流れる。一実施形態では、各貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、およびＥＭポンプ管５ｋ６の内側の少なくとも１つは、セラミックでコーティングされているか、あるいはセラミックライナー、例えば、ＢＮ、石英、チタニア、アルミナ、イットリア、ハフニア、ジルコニア、炭化ケイ素、またはＴｉＯ_２－Ｙｒ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３などの混合物、または本開示の別のもののうちの１つを含む。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、外部抵抗加熱器、例えば、少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の外面に巻かれたカンタルワイヤーなどの加熱コイルを、さらに含む。一実施形態では、反応セル５ｂ３、貯留槽５ｃ、およびＥＭポンプ管５ｋ６などのＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも１つの構成要素の外面は、表面に巻かれたカンタルワイヤーなどの抵抗性加熱器コイルを電気的に絶縁するために、セラミックでコーティングされる。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の表面に巻き付けられ得る熱交換器および断熱材のうちの少なくとも１つをさらに含み得る。熱交換器および加熱器の少なくとも１つは、断熱材に包み込まれてもよい。

一実施形態では、抵抗性加熱器は、加熱ワイヤーなどの加熱要素のための支持体を含み得る。支持体は、気密封止された炭素を含み得る。シーラントは、ＳｉＣなどのセラミックを含み得る。ＳｉＣは、真空炉内で、高温でＳｉと炭素との反応によって形成され得る。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）加熱器４１５は、抵抗加熱器または誘導結合加熱器であってもよい。例示的なＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）加熱器４１５は、最高１４００℃までの動作温度が可能であり、高い抵抗率および良好な耐酸化性を有するフェライト－クロム－アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）であるカンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）Ａ－１（カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ））抵抗加熱線を備える。適切な発熱体用の追加のＦｅＣｒＡｌ合金は、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）ＡＰＭ、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）ＡＦ、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）Ｄ、およびアルクロタル（Ａｌｋｒｏｔｈａｌ）の少なくとも１つである。抵抗線素子といった加熱素子は、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）８０、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）７０、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）６０、およびニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）４０の少なくとも１つである、１１００℃から１２００℃の範囲で動作するＮｉＣｒ合金を含んでもよい。あるいは、加熱器４１５は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）、酸化雰囲気で１５００℃～１８００℃の範囲で動作し得る、例えば、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）１７００、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）１８００、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）１９００、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）ＲＡ、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）ＥＲ、カンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）ＨＴ、およびカンタル・スーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）ＮＣの少なくとも１つを含んでもよい。加熱素子は、アルミナと合金化された二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）を含んでもよい。加熱素子は、アルミナ被膜といった耐酸化性被膜を有することができる。抵抗加熱器４１５の加熱素子は、最大１６２５℃の温度で動作し得るＳｉＣで構成されてもよい。

電磁ポンプはそれぞれ、液体金属用の２つの主要なタイプの電磁ポンプ、すなわち、液体金属を含む管全体に交流または直流磁場が確立され、交流または直流電流がそれぞれ、管壁に接続された電極を介して液体に供給される交流または直流伝導ポンプと、電流が印加された交流電場と交差し得る誘導モーターの場合と同様の、移動する場が必要な電流を誘導する誘導ポンプとの１つを含み得る。誘導ポンプは、環状線形、平坦線形、および螺旋の３つの主要な形式を含み得る。ポンプは、機械式および熱電ポンプ等、当技術分野で既知の他のものを含み得る。ポンプは、モーター駆動のインペラを備えた遠心ポンプを含み得る。電磁ポンプへの電力は、一定またはパルス化されることで、それぞれが対応する一定またはパルス化された溶融金属の注入を引き起こし得る。パルス注入は、プログラムまたは関数発生器によって駆動され得る。パルス注入は、反応セルチャンバ内にパルスプラズマを維持し得る。ＥＭポンプは、多段式ポンプを備えてもよい。

一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、断続的またはパルス状の溶融金属注入を引き起こすフローチョッパを含む。チョッパーは、制御器をさらに含む電子制御弁などの弁を含み得る。弁は電磁弁を含み得る。あるいは、チョッパーは、溶融金属の流れと交差して溶融金属が通路を通って流れることを可能にするべく、周期的に回転する少なくとも１つの通路を備えた回転ディスクを備えてもよく、回転盤の通路を構成していない部分で流れが遮断される。

溶融金属ポンプは、可動磁石ポンプ（ＭＭＰ）を含み得る。例示的な市販の交流ＥＭポンプは、ＣＭＩノバキャスト（Ｎｏｖａｃａｓｔ）ＣＡ１５であり、加熱および冷却システムは、溶融銀のポンピングをサポートするように変更され得る。

一実施形態では、ＥＭポンプは、交流、誘導型を含み得るもので、銀に加わるローレンツ力は、溶融金属を流れる時変電流と交差同期時変磁場とによって生ずる。溶融金属を流れる時変電流は、ＥＭポンプ変圧器巻線回路によって発生する最初の時変磁場のファラデー誘導によって生じ得る。最初に時変する磁場の供給源は、一次変圧器巻線を含み得るもので、また、溶融金属は、電流ループのＥＭポンプ管部とＥＭポンプ電流ループ戻り部とを含む単巻の短絡巻線といった二次変圧器巻線として機能し得る。

ローレンツポンプ力を引き起こすために電流源および磁石を含む少なくとも１つのＥＭポンプを溶融金属注入器が備える実施形態では、ＥＭポンプ磁石５ｋ４は、永久磁石または直流または交流電磁石などの電磁石を含み得る。磁石が永久磁石または直流電磁石の場合、ＥＭポンプ電流源は直流電源を含む。磁石５ｋ４が交流電磁石を含む場合、ＥＭバスバー５ｋ２用のＥＭポンプ電流源は、ローレンツポンプ力を生成するためにＥＭポンプ管５ｋ６に適用される交流ＥＭポンプ電磁場と同相の電流を供給する交流電源を備える。電磁石などの磁石を水槽などの腐食性の冷却剤に浸す一実施形態では、電磁石などの磁石は、熱可塑性物質などのシーラント、コーティング、またはステンレス鋼のハウジングなどの非磁性のハウジングに気密封止され得る。

別の実施形態では、点火システムは、誘導システムを備え、電源が導電性溶融金属に供給されてハイドリノ反応の点火を引き起こし、誘導電流、電圧、および電力を提供する。点火システムは、無電極システムを備えてもよく、点火電流が誘導点火変圧器アセンブリによる誘導によって適用される。誘導電流は、ＥＭポンプといったポンプによって維持される複数の注入器から、交差する溶融金属流れを通って流れ得る。一実施形態では、貯留槽５ｃは、貯留槽５ｃの基部間のチャネルといったセラミック交差接続チャネルをさらに備え得る。誘導点火変圧器アセンブリは、誘導性点火変圧器巻線および誘導点火を備え得る。変圧器ヨークは、貯留槽５ｃ、複数の溶融金属注入器からの交差する溶融流、および交差接続チャネルによって形成される誘導電流ループを通って延長し得る。誘導点火変圧器アセンブリは、ＥＭポンプ変圧器巻線回路のそれと同様であり得る。

一実施形態では、溶融金属を溶融する加熱器は、抵抗性加熱器、例えばカンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）といったワイヤーまたは本開示の他のものを備える。抵抗加熱器は、加熱される構成要素の周りに巻き付けることができる耐火性抵抗フィラメントまたはワイヤーを含み得る。例示的な抵抗加熱器要素および構成要素は、高温導体、例えば、カーボン、ニクロム、３００シリーズステンレス鋼、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙ）８００およびインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）６００、６０１、７１８、６２５、ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）２３０、１８８、２１４、ニッケル、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）Ｃ、チタン、タンタル、モリブデン、ＴＺＭ、レニウム、ニオブ、およびタングステンを含み得る。フィラメントまたはワイヤーは、酸化から保護するために、埋め込み材料に埋め込まれてもよい。フィラメント、ワイヤー、メッシュといった発熱体は、酸化から保護するべく、真空で操作され得る。例示的な加熱器は、最大１４００℃の動作温度が可能であり、高い抵抗率と良好な耐酸化性を有するフェライト－クロム－アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）であるカンタルＡ－１（カンタル）抵抗加熱線を含む。別の例示的なフィラメントは、酸化および浸炭環境に耐性があり、かつ１４７５℃まで操作できる耐熱酸化物被膜を形成するカンタルＡＰＭである。１３７５Ｋおよび１の放射率での熱損失率は２００ｋＷ／ｍ^２または０．２Ｗ／ｃｍ^２である。１４７５Ｋで動作する市販の抵抗加熱器の電力は４．６Ｗ／ｃｍ^２である。加熱は、加熱素子外部の断熱材の使用により、高められ得る。

例示的な加熱器４１５は、１４００℃までの動作温度が可能であり、かつ高い抵抗率および良好な耐酸化性を有するフェライト－クロム－アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）であるカンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）Ａ－１（カンタル）抵抗加熱線を含む。適切な加熱素子用の追加のＦｅＣｒＡｌ合金は、カンタルＡＰＭ、カンタルＡＦ、カンタルＤ、およびアルクロタール（Ａｌｋｒｏｔｈａｌ）の少なくとも１つである。抵抗ワイヤー要素といった加熱素子は、ニクロタル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ）８０、ニクロタル７０、ニクロタル６０、およびニクロタル４０の少なくとも１つ等、１１００℃～１２００℃の範囲で動作するＮｉＣｒ合金を含み得る。あるいは、加熱器４１５は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）、例えば、カンタルスーパー（ＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ）１７００、カンタルスーパー１８００、カンタルスーパー１９００、カンタルスーパーＲＡ、カンタルスーパーＥＲ、カンタルスーパーＨＴ、およびカンタルスーパーＮＣの少なくとも１つを含み得るもので、酸化雰囲気で１５００℃～１８００℃の範囲で動作し得る。加熱素子は、アルミナと合金化された二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）を含み得る。加熱素子は、アルミナ被膜といった耐酸化性被膜を有し得る。抵抗加熱器４１５の加熱素子は、最大１６２５℃の温度で動作し得るＳｉＣを含んでもよい。加熱器は、その効率および有効性の少なくとも１つを増加させるべく、断熱材を含んでもよい。断熱材は、アルミナシリケートを含む断熱材等、当業者に既知のセラミックを含むことができる。断熱材は、取り外し可能または可逆的の少なくとも一方であってもよい。周囲の周囲または熱交換器といった所望の受け取り側に熱をより効果的に伝達するべく、始動後に断熱材が取り除かれてもよい。断熱材は機械的に取り除かれてもよい。断熱材は、真空対応の真空貯留槽およびポンプを備えてもよく、断熱材は、真空に引くことによって装着され、断熱材は、ヘリウムといった希ガスといった熱伝達ガスを加えることによって反転される。ヘリウムといった熱伝達ガスを追加または排気し得る真空のチャンバは、調整可能な断熱材として機能し得る。

点火電流は、約６０Ｈｚ交流のように時間変化し得るが、他の特性および波形を有し得るもので、例えば、１Ｈｚ～１ＭＨｚ、１０Ｈｚ～１０ｋＨｚ、１０Ｈｚ～１ｋＨｚ、および１０Ｈｚ～１００Ｈｚの少なくとも１つの範囲の周波数、約１Ａ～１００ＭＡ、１０Ａ～１０ＭＡ、１００Ａ～１ＭＡ、１００Ａ～１００ｋＡ、および１ｋＡ～１００ｋＡの少なくとも１つの範囲のピーク電流、ならびに約１Ｖ～１ＭＶ、２Ｖ～１００ｋＶ、３Ｖ～１０ｋＶ、３Ｖ～１ｋＶ、２Ｖ～１００Ｖ、および３Ｖ～３０Ｖの少なくとも１つの範囲のピーク電圧を有する直流または交流波形であり、ここで、波形は、１％～９９％、５％～７５％、１０％～５０％の少なくとも１つの範囲内にあるデューティサイクルを含み得る、正弦波、方形波、三角形、または他の所望の波形を含み得る。高周波での表皮効果を最小限に抑えるために、点火システムの巻線は、編組、複数ストランド、およびリッツ線のうちの少なくとも１つを備え得る。一実施形態では、点火電流の周期的な矩形波などの点火電力波形、ならびに周波数およびデューティサイクルが選択されて、電力出力と点火電力の比率によって与えられる出力電力および電力利得の少なくとも１つを最適化する。例示的な周波数方形波の波形は、１～５００Ｈｚの範囲内にある。別の例示的な実施形態では、点火電力は、１５００Ａなどの高電流と５００Ａなどの低電流とを交互に繰り返す方形波など、時間の経過とともに異なる電流の繰り返しパターンを備え、ここで、高電流および低電流の方形波幅は、同じであっても異なっていてもよい。

発電システムおよび構成
例示的な実施形態では、図１に示される台座電極を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、（ｉ）注入器貯留槽５ｃ、ＥＭポンプ管５ｋ６およびノズル５ｑ、貯留槽ベースプレート４０９ａ、ならび球状反応セルチャンバ５ｂ３１ドームと、（ｉｉ）スリーブ貯留槽４０９ｄの端部にスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅを有する下半球５ｂ４１に溶接されたステンレス鋼を含み得るスリーブ貯留槽４０９ｄを含む非注入器貯留槽と、（ｉｉｉ）上部の台座５ｃ１、およびスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅに嵌合する下部の挿入貯留槽フランジ４０９ｇから構成される電気絶縁体挿入貯留槽４０９ｆ、ここで挿入貯留槽４０９ｆ、ドリップ縁部５ｃ１ａをさらに含み得る台座５ｃ１、挿入貯留槽フランジ４０９ｇは、ドリップ窒化ホウ素、あるいはＢＮ－ＣａＯやＢＮ－ＺｒＯ_２といった安定化された炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、または石英、または高融点金属、カーボン、あるいはＳｉＣまたはＺｒＢ_２カーボンといった保護被膜が施されたセラミックを含み得るものと、及び（ｉｖ）ベースプレートが、スリーブ貯留槽フランジ４０９ｅにボルトで固定されて、挿入貯留槽フランジ４０９ｇを挟むもので、点火バスバー１０ａ１および点火バスバー１０用の貫通部を有するステンレス鋼を含むものといった貯留槽ベースプレート４０９ａと、を備える。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、接合部を囲んで気密封止する真空ハウジングを備え得るもので、スリーブ貯留槽フランジ４０９ｅ、インサート貯留槽フランジ４０９ｇ、および貯留槽ベースプレート４０９ａを含み、ここで、ハウジングが電極バスバー１０に電気的に絶縁される。

図１に示す実施形態では、倒立台座５ｃ２と点火バスバーと電極１０とが、セル５ｂ３のほぼ中心に向けられ、ｚ軸の負の方向に配向され、必要に応じ、少なくとも１つのカウンター注入器電極５ｋ６１が重力に対して正のｚ方向に沿って貯留槽５ｃから溶融金属を注入する。注入された溶融金属流は、必要に応じ、重力に逆らって台座５ｃ２の液体金属のコーティングまたは溜りを保ち得る。溜りまたはコーティングは、少なくとも部分的に電極１０を覆うこと可能である。溜りまたはコーティングは、腐食または溶融といった損傷から電極を保護し得る。後者の場合、ＥＭポンピング速度を増加させて、流れる注入された溶融金属により、電極冷却を高めることが可能である。電極の面積と厚さとを大きくすることで、局所的なホットスポットを消散させ、溶融を防ぐことも可能である。台座は正にバイアスされ、かつ注入器電極は負にバイアスされ得る。別の実施形態では、台座は負にバイアスされ、かつ注入器電極は正にバイアスされてもよく、注入器電極が溶融金属に浸漬されてもよい。ガリウムまたはスズといった溶融金属は、反応セルチャンバ５ｂ３１の下部の一部を満たしてもよい。注入された溶融金属のコーティングまたは溜りに加えて、Ｗ製の電極といった電極１０は、印加された負のバイアスによって腐食から保護され得る。一実施形態では、電極１０は、電極を腐食から保護するために、レニウムコーティングのような不活性導電性コーティングといったコーティングを含み得る。一実施形態では、電極は冷却されてもよい。冷却は、電極腐食速度および溶融金属との合金形成速度の少なくとも１つを低減し得る。冷却は、中心線水冷といった手段によって達成することができる。一実施形態では、反転電極の表面積は、注入器電極からのプラズマおよび溶融金属流の少なくとも１つと接触する表面のサイズを増加させることによって増加する。例示的な実施形態では、大きなプレートまたはカップが電極１０の端部に取り付けられる。別の実施形態では、対極の面積を増加させるべく、注入器電極を浸漬させてもよい。図１は、例示的な球状反応セルチャンバを示す。長方形、立方体、円筒形、および円錐形といった他の形状は、本開示の範囲内である。一実施形態では、貯留槽の上部に接続する反応セルチャンバの底部は、ＥＭポンプの入口に入るときに溶融金属の混合を容易にするべく、円錐形のように傾斜していてもよい。一実施形態では、反応セルチャンバの外面の少なくとも一部は、反応セルチャンバ壁部上のホットスポットを回避するべく、銅のような高い熱伝達係数を有する材料で覆われてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ壁に溶融金属を注入して溶融金属の壁を保つことで反応セルチャンバ内のプラズマがその壁を溶融するのを防ぐべく、ＥＭポンプといった複数のポンプを含む。別の実施形態では、反応セルチャンバ壁は、ホットスポットを回避するために、ＢＮ、溶融シリカ、または石英ライナーのようなライナー５ｂ３１ａを含む。例示的な反応セルチャンバは、石英プレートで裏打ちされた立方体状上部と、下部にＥＭポンプを含む球形状下部とを含み、球形状下部は溶融金属混合を促進する。

一実施形態では、スリーブ貯留槽４０９ｄは、点火バスバーおよび電極１０の篏合する電気絶縁体を含み得るもので、その結果、溶融金属は、倒立台座５ｃ２の端部のカップまたはドリップ縁部５ｃ１ａにのみ独占的に含まれる。挿入貯留槽フランジ４０９ｇを有する挿入貯留槽４０９ｆは、貯留槽ベースプレート４０９ａ、スリーブ貯留槽４０９ｄ、およびスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅによって反応セルチャンバ５ｂ３に取り付けられてもよい。電極は、電極貫通部１０ａ１を介して貯留槽ベースプレート４０９ａを貫通し得る。電極は、電極貫通部１０ａ１を介して貯留槽ベースプレート４０９ａを貫通することができる。一実施形態では、インサート貯留槽４０９ｆは、電極バスバー１０上のコーティングを含み得る。一実施形態では、インサート貯留槽４０９ｆなどの少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素、反応セルチャンバライナーまたはコーティング、およびバスバーライナーまたはコーティングは、ＢＮ、石英、チタニア、アルミナ、イットリア、ハフニア、ジルコニア、炭化ケイ素、ムライトなどのセラミック、またはＺｒＯ_２－ＴｉＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２－Ｙｒ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３などの混合物、または本開示の別のもの、あるいは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＢＮ、ＢＮ－ＺｒＯ_２、ＢＮ－Ｂ_２Ｏ_３、および構成要素の金属に結合して次にＢＮまたは別のセラミックに結合する働きをするセラミックの少なくとも１つを含むものを、含み得る。エリコン（Ｏｅｒｌｉｋｏｎ）によるＢＮを含む例示的な複合コーティングは、Ｎｉ１３Ｃｒ８Ｆｅ３．５Ａｌ６．５ＢＮ、ＺｒＯ_２９．５Ｄｙ_２Ｏ_３０．７ＢＮ、ＺｒＯ_２７．５Ｙ_２Ｏ_３０．７ＢＮ、およびＣＯ_２５Ｃｒ５Ａｌ０．２７Ｙ１．７５Ｓｉ１５ＢＮである。一実施形態では、ＢＮでコーティングされた適切な金属、セラミック、またはカーボンは、ライナーまたはコーティングとして機能し得る。適切な金属またはセラミックは、ＢＮコーティングを付着させてＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の温度で動作することができる。一実施形態では、スリーブ貯留槽４０９ｄ、反応セルチャンバライナーまたはコーティング、またはバスバーライナーまたはコーティングなどのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素中の結合剤は、加熱および真空下での実行の少なくとも１つによってベイクアウトされ得る。あるいは、不動態化コーティングが形成されるか、またはセラミックに適用され得る。例示的な実施形態では、ＢＮは酸化されて、Ｂ_２Ｏ_３パッシベーションコーティングを形成する。

ＥＭポンプ管５ｋ６は、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｍｏ、ＢＮ、アルミナ、ムライト、シリカ、石英、ジルコニア、ハフニア、チタニア、または別の開示されたもののうちの少なくとも１つなどのガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性がある材料、ライナー、またはコーティングを含み得る。一実施形態では、ポンプ管、ライナー、またはコーティングは炭素を含む。炭素は、硬化および脱気されるスプレーまたは液体コーティングなどの懸濁手段によって被覆され得る。例示的な実施形態では、炭素懸濁液がポンプ管に注がれてそれを満たし、炭素懸濁液が硬化され、次いでチャネルが管を通して機械加工されて、壁上に炭素ライナーを形成する。一実施形態では、Ｎｉなどの炭素被覆金属は、高温での炭化物の形成に耐性がある可能性がある。一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、ポンプ管を形成するために孔が形成されるＢＮなどのライナーまたはコーティング材料で満たされる金属管を含み得る。ＥＭポンプ管は、複数の部品を含むアセンブリを備え得る。それらの部品は、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性のある材料またはライナーまたはコーティングを含み得る。一実施形態では、部品は別々にコーティングされ、組み立てられ得る。アセンブリは、２つの対向するバスバー５ｋ２、液体金属入口、および液体金属出口を含むハウジングのうちの少なくとも１つ、およびスウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）などのハウジングを密封する手段を含み得る。一実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性がある、ＥＭポンプ管の内側のガリウムまたはスズと接触する導電性部分を含み得る。導電性部分は、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、またはＭｏなどの合金耐性材料、あるいはＴａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、またはＭｏを含むものものなど、ステンレス鋼などの別の金属には合金耐性のあるクラッディングまたはコーティングを含むものであってもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、貯留槽底部５ｋｋ１への高温ガリウムまたはスズの流れを防ぎ、ガリウムまたはスズもしくはスズ合金の形成を抑制するための入口ライザー管５ｑａを備える。貯留槽底部５ｋｋ１は、ガリウムまたスズの合金の形成を抑制するために、ライナー、クラッディング、またはコーティングを含み得る。

ＥＭポンプバスバー５ｋ２とＥＭポンプ管５ｋ６内の溶融金属との間の良好な電気的接触を可能にする一実施形態では、コーティングは、ＥＭポンプバスバーが溶接などの手段によって取り付けられる前に適用される。あるいは、研磨、アブレーション、またはエッチングなどの当技術分野で知られている手段によって、動作前に溶融金属に浸透するバスバーから任意のコーティングが除去されてもよい。

別の実施形態では、挿入貯留槽フランジ４０９ｇは、フィードスルーのバスバー１０および台座５ｃｌまたは挿入貯留槽４０９ｆを貯留槽ベースプレート４０９ａから電気的に絶縁する貯留槽ベースプレート４０９ａに設けられたフィードスルーに、置き換えられてもよい。フィードスルーは、貯留槽ベースプレートに溶接され得る。バスバー１０を含む例示的なフィードスルーは、ソリッドシーリングテクノロジー社（ＳｏｌｉｄＳｅａｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）の＃ＦＡ１０７７５である。バスバー１０は、電極８に接合され得るか、またはバスバー１０および電極８は、一体成形から構成されてもよい。貯留槽ベースプレートは、スリーブ貯留槽フランジに直接接合され得る。接合部は、介在するガスケットにボルトで固定されるコンフラットフランジを含み得る。該フランジは、銅ガスケットといった軟質金属ガスケットを密封するためのナイフエッジを含み得る。フランジは、銅、銀メッキ銅、またはタンタルガスケットもしくはＯリングなどの軟質金属ガスケットを気密封止するナイフエッジを備え得る。フランジは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、アルミナ、ＣｒＣ、ＴｉＮ、Ｔａ、または溶融金属との合金形成を防止する本開示の別のものなどのコーティングで被覆されてもよい。ガスケットまたはＯリング、例えばＴａのものは、合金形成耐性であり得る。一実施形態では、フランジは、接合された各構成要素の周囲の円環などの平坦な金属プレート（ボルト穴なし）によって、置き換えられ得る。プレート同士は、外縁で一緒に溶接されて継ぎ目を形成してもよい。２枚のプレートを分けるべく、この継ぎ目を切断または研磨することが可能である。挿入貯留槽４０９ｆを含むセラミック台座５ｃ１は、座繰り孔をあけた貯留槽ベースプレート４０９ａにカウンターシンクされてもよく、台座と貯留槽ベースプレートとの間の接合がカーボンガスケットといったガスケットまたは別の本開示のもので密封され得る。電極８およびバスバー１０は、プラズマ放電が発生する端部に終板を備え得る。ガスケットに圧力を加えてディスクを押すことによって台座と貯留槽ベースプレートとの間の接合を密封してもよく、それによりディスクがガスケットに圧力を加える。ディスクを回転させるとガスケットに圧力がかかるように、ディスクを電極８の端にねじ込んでもよい。フィードスルーは、バスバーおよび電極に接続する環状カラーを含み得る。環状カラーは、締められたときに電極を所定の位置にロックする固定ねじを含み得る。その位置は、エンドディスクが台座を上向きに引っ張ることによって加えられた張力の下で、ガスケットにより固定され得る。台座５ｃ１は、セットスクリューにアクセスするためのシャフトを含み得る。該シャフトは、例えばＢＮ－ＺｒＯ_２といったＢＮを含み得るＢＮといったセラミックの非導電性の固定ネジで、台座の外面を気密封止できるようにねじ山がつけられていてもよい。別の実施形態では、バスバー１０および電極８は、突き合わせ端部接続可能なロッドを備えてもよい。一実施形態では、台座５ｃ１は、ねじ山が付いたシャフトを２本以上有してもよく、該シャフトがパスバー１０または電極８に対して締め付けられることで、張力下、所定の位置に固定される。張力は、バスバー１０および電極８の接続およびガスケットへの圧力のうちの少なくとも１つを提供し得る。あるいは、対電極は、短縮された絶縁台座５ｃ１を含み、ここで、電極８およびバスバー１０の少なくとも１つは、ナットおよびワッシャが短縮された絶縁台座５ｃ１に対して締め付けられるように、雄ねじ、ワッシャ、および対応する雌ナットを含む。あるいは、電極８は、バスバー１０の一端で、一致する雌ねじに通される雄ねじを備えてもよく、さらに該電極は、台座ワッシャとカウンターシンクされ得る貯留槽ベースプレート４０９ａとに対して、短縮された絶縁台座５ｃ１を締め付ける固定ワッシャを備える。対電極は、当業者に公知の台座、バスバー、および電極を固定する他の手段を含み得る。

別の実施形態では、（ｉ）挿入貯留槽フランジ４０９ｇとスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅとの間の気密封止、および（ｉｉ）貯留槽ベースプレート４０９ａとスリーブ貯留槽フランジ４０９との間の気密封止といった少なくとも１つの気密封止は、ウェット気密封止を含み得る（図１）。後者の場合、挿入貯留槽フランジ４０９ｇは、フィードスルーおよび台座５ｃ１のバスバー１０を貯留槽ベースプレート４０９ａから電気的に絶縁する貯留槽ベースプレート４０９ａに取り付けられたフィードスルーと交換可能であり、ウェット気密封止は、貯留槽ベースプレート４０９ａとフィードスルーとの間にそれを含み得る。ガリウムまたはスズは融点１９００℃の酸化物を形成するべくウェット気密封止は固体の酸化ガリウムまたは酸化スズを含み得る。

一実施形態では、水素は、構造的に強化されたＰｄ－Ａｇまたはニオブ膜といった水素透過性膜を介してセルに供給され得る。水素透過性膜を通る水素透過速度は、透過性膜の外面にプラズマを維持することによって増加させることが可能である。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、プラズマセルのカソードといったプラズマセルの電極を含み得る半透膜を含んでもよい。図１に示されるようなＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、セル５ｂ３の壁の一部を取り囲む外壁を含む外側気密封止プラズマチャンバをさらに含み得、セル５ｂ３の金属壁の一部は、プラズマセルの電極を含む。密封されたプラズマチャンバは、セル５ｂ３の壁がプラズマセル電極を含み得、チャンバ内のハウジングまたは独立電極が対電極を含み得る、ハウジングといったセル５ｂ３の周りのチャンバを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、プラズマ電源、プラズマ制御システム、水素ガス供給タンクといったガス供給源、水素供給モニターおよびレギュレータ、ならびに真空ポンプをさらに含み得る。

システムは、２つのプラズマの生成を介して動作し得る。不定比のＨ_２／Ｏ_２混合物（例えば、混合物のモル百分率で２０％未満または１０％未満または５％未満または３％未満のＯ_２を有するＨ_２／Ｏ_２）などの初期反応混合物は、グロー放電などのプラズマセルを通過して、本明細書に記載のプラズマを生成するのに十分な発熱性を有する触媒反応を受けることができる反応混合物を作り出す。例えば、不定比性Ｈ_２／Ｏ_２混合物は、グロー放電を通過して、原子状水素と新生Ｈ_２Ｏの流出物（例えば、水素結合の形成を防ぐのに十分な濃度で内部エネルギーを持つ混合物）を生成し得る。グロー放電流出物は、電流が２つの電極間（例えば、溶融金属がそれらの間を通過する）に供給される反応チャンバに向けられ得る。流出物が偏った溶融金属（例えば、ガリウムまたはスズ）と相互作用すると、例えば、アーク電流の形成時に、発生期の水と原子状水素との間の触媒反応が誘発される。発電システムは、
（ａ）プラズマセル（例えば、グロー放電セル）と、
（ｂ）一組の電極であり、電気的バイアスが溶融金属に加えられるように、それらの間を流れる溶融金属を介して互いに電気的に接触している一組の電極と、
（ｃ）電極間に溶融金属を流す溶融金属注入システムと、を備え得るものであり、
ここで、プラズマセルの流出は、バイアスされた溶融金属（例えば、アノードまたはカソード）に向けられる。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つのセラミック貯留槽５ｃと、石英を含むものなどの反応セルチャンバ５ｂ３１とを含む。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、図８Ａ～Ｂに示すように、貯留槽をそれぞれが含む２つの円筒形反応セルチャンバ５ｂ３１を、その２つが交差する継ぎ目に沿って上部で反応セルチャンバが融合している下部に、備えてもよい。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１の交差によって形成される頂点は、熱膨張および他の応力を吸収するためにグラファイトガスケットなどの介在ガスケットと共にボルトで固定される２つのフランジなどのガスケット気密封止を含み得る。各貯留槽は、貯留槽内の溶融金属の時間平均レベルを維持するための入口ライザー５ｑａなどの手段を備え得る。貯留槽の底部は、それぞれ、ベースプレート５ｋｋ１に気密封止され得る貯留槽フランジ５ｋ１７を備え得るもので、ベースプレート５ｋｋ１は、入口および注入管５ｋ６１の貫通部を有するＥＭポンプ５ｋａを含み、さらに各ベースプレートの下にＥＭ磁石５ｋ４およびＥＭポンプ管５ｋ６を含むＥＭポンプアセンブリ５ｋｋを備える。一実施形態では、永久ＥＭポンプ磁石５ｋ４（図８Ａ～Ｂ）は、直流または交流電磁石などの電磁石で置き換えられてもよい。磁石５ｋ４が交流電磁石を含む場合、ＥＭバスバー５ｋ２用のＥＭポンプ電流源は、ＥＭポンプ管５ｋ６に印加される交流ＥＭポンプ電磁場と同相の電流を供給してローレンツポンプ力を生成する交流電源を含む。各ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、貯留槽フランジが傾斜した貯留槽に対して垂直になるように、対応する貯留槽５ｃと同じ角度で貯留槽フランジに取り付けられてもよい。ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、対応する傾斜ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋおよび貯留槽５ｃを取り付けて位置合わせするための支持体４０９ｋを有するスライドテーブル４０９ｃ（図８Ｂ～Ｇ）に、取り付けられてもよい。一実施形態では各ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、複数のＥＭポンプステージ、例えば２つのステージを備えるものであってもよく、各々は、貯留槽５ｃの共通のＥＭポンプ管５ｋ６上に組み立てられ得る、永久磁石または電磁石などの磁石５ｋ４とＥＭバスバー５ｋ２とを備える。ＥＭポンプステージは、ポンプの入口と出口との間で直列または並列に接続されて得る。例示的な実施形態では、ＥＭポンプはそれぞれ、２つのステージを備え、ここで、２ステージのＥＭバスバー５ｋ２は、並列または直列に配線されてもよくさらに、ＥＭポンプは、別個の電源によって、またはそれぞれが複数のステージ、例えば２つのステージを備え得るＥＭポンプ間の直列接続を介して、同じ電源によって電力供給されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ支持体４０９ｋは、任意の高さに調整可能なターンバックルを備えてもよく、該ターンバックルはロックナットでロックされ得る。ベースプレートは、ウェット気密封止によって貯留槽に気密封止することができる。一実施形態では、ウェット気密封止は、溶融金属と少なくとも１つの他の金属との合金を含む。合金は、溶融金属よりも高い融点を有し得る。合金は、所望のウェット気密封止の領域に少なくとも１つの他の金属を適用することによって形成され得る。あるいは、本開示のウェット気密封止は、石英、炭素、またはセラミックと金属またはコーティングされた金属との間のものなどの接着剤または接着剤接合によって、置き換えられてもよく、ここで、コーティングは、本開示の１つ、例えば、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆｐａｉｎｔ）、レスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤と、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ（Ａｒｅｍｃｏ）社のウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティングとの１つを、含み得る。例示的な接着剤は、コルトニクス社（Ｃｏｔｒｏｎｉｃｓ）のレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ（Ａｒｅｍｃｏ）社のウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）などの酸化ジルコニウムコーティング、およびＲＫ４５４などのＤｕｒａｂｏｎｄである。ベースプレートは、ウェット気密封止によって貯留槽に気密封止されてもよい。ベースプレートは、貯留槽が融合されている領域を含む反応セルチャンバ５ｂ３１にガスを排出または供給するための管をそれぞれ備えた貫通部をさらに含み得る。貯留槽は、ガス注入ライン７１０および貯蔵真空ライン７１１のうちの少なくとも１つをさらに備え得るもので、少なくとも１つの管が溶融金属レベルより上に延びてもよい。ガス注入ライン７１０および真空ライン７１１のうちの少なくとも１つは、炭素キャップなどのキャップ、または管への溶融金属の侵入を少なくとも部分的に遮断しながらガスの流れを可能にする側面開口部を備えた炭素カバーなどのカバーを含み得る。別の実施形態では、ガス注入ライン７１０と真空ライン７１１の少なくとも一方は、反応セル室開口端でＵ字形状を構成し、オプションで開口部にフリットまたはパッキングを設けて、溶融金属の侵入を防止しながらガスの流れを可能にし得る。別の設計では、融合貯留槽部分は水平に切り取られ、垂直シリンダーの切り取られた部分に取り付けられ得る。シリンダーは、石英板などの上部気密封止板をさらに含むものであってもよく、またはＭＨＤ変換器の収束発散ノズルまたはＰＶウィンドウを備えるキャビティに接合してもよい。あるいは、垂直円筒形のＰＶウィンドウは、長方形または多面体の空洞など、別の形状を有してもよい。天板は、真空およびガス供給ラインなどのラインのための少なくとも１つの貫通部を含み得る。一実施形態では、石英は、高温高圧での動作による石英の外向きの変形に対する支持を提供するタイトフィットするケーシングに収容され得る。ケーシングは、炭素、セラミック、および高融点で高温での変形に耐える金属のうちの少なくとも１つを含み得る。例示的なケーシングは、ステンレス鋼、Ｃ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐａ、Ｐｔ、Ｔｈ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔｍ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｙ、Ｅｒ、Ｃｏ、Ｈｏ、Ｎｉ、およびＤｙの少なくとも１つを含む。ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素、例えば、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、収束発散ノズルまたはＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤ拡張または生成部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、ＭＨＤ電極貫通部、電磁ポンプバスバー５ｋ２、および貯留槽の溶融金属に点火電力を供給する点火貯留槽バスバー５ｋ２ａ１、に対する少なくとも１つの気密封止、例えば貯留槽のベースプレートを貫通するロッドまたは貯留槽のベースプレートへの接続は、ウェット気密封止を含み得る。例示的な実施形態では、貯留槽フランジ５ｋ１７は、ベースプレート５ｋｋ１によるウェット気密封止を含み、フランジの外周が水冷ループなどの冷却ループ５ｋ１８によって冷却され得る。

別の例示的な実施形態では、ＥＭポンプ管は、ＢＮライナーなどのライナーと、電磁ポンプバスバー５ｋ２の少なくとも１つとを含み、点火貯留槽バスバー５ｋ２ａ１は、ウェット気密封止を含む。ＰＶウィンドウを含むような実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、スズまたはガリウムといったの溶融金属との合金形成に抵抗するタンタルなどの材料を含み得る。ＥＭバスバーは、溶接されたＴａバスバー５ｋ２などの溶接部品を備え得る。Ｔａ管などのＥＭポンプ管５ｋ６は、スウェージロックなどを接合してベースプレート５ｋｋ１に接続されるか、または拡散接合によって形成されるような溶接によってベースプレート５ｋｋ１に接合され得る。例示的な実施形態では、ステンレス鋼ベースプレートとＴａＥＭポンプとの間の拡散接合は、純金属インサート、例えばＣｕ、Ｎｉ、またはＦｅを含むものを含み得る。拡散接合は、オーブン、レーザー、または当技術分野で公知の他の方法を使用して実施してもよい。接合領域は、溶融金属との合金形成から保護するべくコーティングまたは裏打ちされてもよい。別の例示的な実施形態では、溶接されたＴａ製ＥＭバスバーを含むＴａ製ＥＭポンプ管は、Ｋｏｖａｒ管に接合され、次いでベースプレートに接続するステンレス管に接合される。接続は、ＰｄＮｉＡｕ合金（ＡＭＳ４７８５融点＝１１３５℃）またはＰａｌｏｒｏによるブレイズまたはリンク：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｒｇａｎｂｒａｚｅａｌｌｏｙｓ．ｃｏｍ／ｅｎ－ｇｂ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒａｚｉｎｇ－ａｌｌｏｙｓ／ｐｒｅｃｉｏｕｓ－ｂｒａｚｉｎｇ－ｆｉｌｌｅｒ－ｍｅｔａｌｓ／にあるような同様のブレイズを含み得る。コーティングまたはライナーは、本開示由来のものを含み得る。例示的な実施形態では、コーティングは、カーボンペースト（例えば、アラムコ（Ａｒａｍｃｏ）グラフィボンド（Ｇｒａｐｈｉｂｏｎｄ）５５１）またはＶＨＴ防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料を含む得る。

図８Ｆ～Ｇに示される実施形態では、電気的遮断フランジ９１４の下に貯留槽５ｃを含む遮断貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１４ａと、対応する電磁ポンプアセンブリ５ｋｋと、貯留槽フランジ９１５の下に貯留槽を含む貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａと、対応する電磁ポンプアセンブリ５ｋｋとの少なくとも１つは、ガリウムまたはスズなどの溶融金属との合金形成に耐性のある材料を含むか、またはＷ、Ｔａ、または炭素などの材料でめっきまたはクラッドされてもよい。例示的な炭素コーティングは、アレムコプロダクツ（ＡｒｅｍｃｏＰｒｏｄｕｃｔｓ）社のグラフィティックボンド（ＧｒａｐｈｉｔｉｃＢｏｎｄ）５５１ＲＮを含み得る。電気遮断フランジ９１４または貯留槽フランジ９１５のうちの少なくとも１つの気密封止は、銅または銀メッキされた銅などのコンフラットフランジガスケット、グラファイトガスケット、ウェット気密封止、および本開示の別の気密封止などのガスケットを備え得る。

さらなる実施形態では、各ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、高温（例えば４５０℃～２０００℃）に対応可能なものなどの電気フィードスルーを備え得る。例示的なＥＭバスバーフィードスルーは、ＭＰＦＡ０１０６－５－Ｗ（ｈｔｔｐｓ：／／ｍｐｆｐｉ．ｃｏｍ／ｓｈｏｐ／ｐｏｗｅｒ－ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓ／ｗａｔｅｒｃｏｏｌｅｄ／１２ｋｖ／ａ０１０６－５－ｗ／）である。フィードスルーは、熱交換器を用いて強制空冷、水冷、伝導冷却、および対流冷却のうち少なくとも１つで冷却され得る。フィードスルーを熱破壊から保護するために、フィードスルーは、ＥＭポンプ管５ｋ６とフィードスルー本体にろう付けされたセラミックとの間のスタンドオフを備えてもよく、セラミックは、フィードスルーの中心でセラミックを通過する導体を電気的に絶縁する。ＥＭ母線フィードスルー導体は、導電性を有し、かつ溶融金属との合金を形成しにくい、金属または被覆金属、例えばＷ、Ｔａ、または被覆ステンレス鋼、例えば炭化物もしくは窒化物被覆ステンレス鋼、例えばＴｉＮ、ＣｒＮ、ＷＣ、ＣｒＣ、またはクロム被覆ステンレス鋼もしくは炭素被覆ステンレス鋼を含み得る。ブレイズは、６００℃を超えるような高い融点を有してもよい。例示的なブレイズは、Ｃｕ（７２）－Ａｇ（２８）合金、銅、ＡＢＡ、金ＡＢＡ、ＰｄＮｉＡｕ合金（ＡＭＳ４７８５融点＝１１３５℃）またはＰａｌｏｒｏまたはリンク：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｒｇａｎｂｒａｚｅａｌｌｏｙｓ．ｃｏｍ／ｅｎ－ｇｂ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒａｚｉｎｇ－ａｌｌｏｙｓ／ｐｒｅｃｉｏｕｓ－ｂｒａｚｉｎｇ－ｆｉｌｌｅｒ－ｍｅｔａｌｓ／のものなどの同様のブレイズである。

一実施形態では、石英のものなどのセラミックＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、金属ベースプレート５ｋｋ１に取り付けられ（図８Ｂ）、ここで、ウェット気密封止は、貯留槽内の銀などの溶融金属が各ＥＭポンプアセンブリのベースプレート５ｋｋ１上の固化した溶融金属と接触してウェット気密封止を形成することを可能にする貯留槽５ｃへの貫通を含む。各ベースプレートは、ウェット気密封止が点火電源のバスバーとしても機能し得るように、直流または交流電源などの点火電源の端子に接続されてもよい。ＥＭポンプは、誘導交流タイプを備え得る。セラミックＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＥＭポンプ、貯留槽、反応セルチャンバ、及び熱光起電力（ＴＰＶ）コンポーネントなどの複数のコンポーネントを含み、それらは、ボルトで固定され得るフランジ付きガスケットユニオンで気密封止される。ガスケットは、カーボンまたはサーミキュライト（Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）などのセラミックを含み得る。

レニウム（融点＝３１８５℃）は、ガリウムまたはスズ、ガリンスタン、銀、銅からの攻撃に耐性があり、酸素と水、および酸素と水を含むものなどのハイドリノ反応混合物による酸化に耐性があることから、それはベースプレート５ｋｋ１、ＥＭポンプ管５ｋ６、ＥＭポンプバスバー５ｋ２、ＥＭポンプ注入器５ｋ６１、ＥＭポンプノズル５ｑ、入口ライザー５ｑａ、ガスライン７１０、および真空ライン７１１などのＥＭポンプアセンブリ５ｋｋのような金属部品のコーティングとして機能し得る。構成要素は、電気めっき、真空蒸着、化学析出、および当技術分野で知られている他の方法によって、レニウムでコーティングされてもよい。一実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２などの貫通部でのバスバーまたは電気接続、あるいはＭＨＤ発生器チャネル３０８内のＭＨＤ電極用の貫通部は、貫通部でウェット気密封止によって密封された固体レニウムを含み得る。

一実施形態（図８Ａ～Ｂ）では、金属を溶融して溶融金属を形成するための加熱器は、貯留槽５ｃの周りのカンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）ワイヤー加熱器などの抵抗加熱器と、石英を含むものなどの反応セルチャンバ５ｂ３１とを含む。ＥＭポンプ５ｋｋは、貯留槽５ｃからＥＭポンプ管５ｋ６に熱を伝達するための熱伝達ブロックを備え得る。例示的な実施形態では、加熱器は、貯留槽および反応セルチャンバの周りに巻かれたカンタルワイヤーコイルを含み、ＥＭポンプ管に取り付けられたセラミック伝熱ペーストを有するグラファイト伝熱ブロック５ｋ６が管に熱を伝達して、その中の金属を溶かす。より大きな直径のＥＭポンプ管を使用して、ＥＭポンプ管への熱の伝達を改善し、ＥＭポンプ管の溶融を引き起こし得る。溶融金属を含む構成要素は、セラミック繊維などの断熱材または当技術分野で知られている他の高温断熱材で十分に断熱され得る。熱衝撃を避けるために、構成要素を徐々に加熱してもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、抵抗加熱器などの加熱器を含む。加熱器は、反応セルチャンバ、貯留槽、およびＥＭポンプ管の少なくとも１つの上に配置されたキルンまたは炉を備えていてもよい。ＥＭポンプがキルンの内部にある実施形態では、ＥＭポンプマグネットとウェット気密封止は、水冷システムなどの冷却システムによって選択的に断熱および冷却され得る。一実施形態では、各貯留槽は、セラミック絶縁体などの溶融金属の基部のベースプレートに断熱材が備えられてもよい。絶縁体は、ＢＮ、またはアルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、またはハフニアを含むものなどの成形可能なセラミックを含み得る。溶融金属の基部にあるセラミック絶縁体は、ＥＭポンプの入口と注入器、ガスと真空のライン、熱電対、および溶融金属と直接接触する点火バスバーの貫通部を含んでもよい。一実施形態では、断熱材は、ベースプレートへの熱損失およびウェットシール冷却を低減することによって、溶融金属が貯留槽の底部で溶融することを可能にする。ＥＭポンプ入口貫通部の直径を拡大して、貯留槽内の溶融金属からＥＭポンプ管内の溶融金属への熱伝達を増加させてもよい。ＥＭポンプ管は、入口貫通部からＥＭポンプ管に熱を伝達するための熱伝達ブロックを含み得る。

一実施形態では、ベースプレート５ｋｋ１は、Ｏ_２およびＨ_２Ｏ少なくとも１つによる腐食ならびにガリウム、スズ、または銀などの溶融金属との合金形成に耐性がある本開示の１つなどのライナーまたはコーティングにより被覆され得る耐火材料またはステンレス鋼、Ｃ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐａ、Ｐｔ、Ｔｈ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔｍ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｙ、Ｅｒ、Ｃｏ、Ｈｏ、Ｎｉ、およびＤｙなどの金属を含み得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管は、腐食または合金形成を防止する材料で裏打ちまたはコーティングされ得る。ＥＭバスバーは、腐食または合金形成の少なくとも１つに耐性のある導体を含み得る。溶融金属がガリウムまたはスズである例示的なＥＭポンプバスバーは、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒである。溶融金属が銀である例示的なＥＭポンプバスバーは、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｒである。一実施形態では、ＥＭバスバーは、ガリウムまたはスズおよび銀のうちの少なくとも１つなどの溶融金属との合金形成に抵抗する導電性コーティングでコーティングされ得る炭素または高融点の金属を含み得る。例示的なコーティングは、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムのような炭化物または二ホウ酸塩を含む。

銅、ガリウム、またはスズといったの溶融金属がステンレス鋼などのベースプレートと合金を形成し得る一実施形態では、ベースプレートはライナーを含むか、あるいはＴａ、Ｗ、Ｒｅなどの合金、またはＢＮ、ムライト、ジルコニア－チタニア－イットリア（ＺＴＹ）などのセラミックを形成しない材料でコーティングされる。

図８Ａ～Ｂに示すＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態では、溶融金属はガリウム、スズ、またはガリンスタンを含み、ベースプレート５ｋｋ１の気密封止はビトン（Ｖｉｔｏｎ）Ｏリングまたは炭素（グラフォイル（Ｇｒａｐｈｏｉｌ））ガスケットなどのガスケットを含み、さらに、入口ライザー管５ｑａの直径は、貯留槽５ｃ内の溶融金属のレベルが、両方の貯留槽から注入された溶融金属のほぼ安定した流れがあっても、ほぼ保たれるように、十分に大きい。ガリウム、スズ、およびガリンスタンのより高い粘度を克服するために、各入口ライザー管の直径は、銀溶融金属実施形態の直径よりも大きい。入口ライザー管の直径は、約３ｍｍ～２ｃｍの範囲であり得る。ベースプレート５ｋｋ１は、約５００℃未満に維持されたステンレス鋼であるか、ガリウムまたはスズの合金の形成を防ぐためにセラミックコーティングされてもよい。例示的なベースプレートコーティングは、ムライトおよびＺＴＹである。

一実施形態では、貫通部のウェット気密封止は、溶融銀が部分的に伸びて固化した銀電極と連続するニップルを含み得る。例示的な実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ウェット気密封止を備え、該ウェット気密封止は、溶融銀が通過してＥＭポンプ電源コネクタを含む固化部分に接触する、対向するニップルを有する内側のセラミックコーティングされたＥＭポンプ管５ｋ６を含む。また、少なくとも１つのバスバーは、任意選択で、点火電源の１本のリード線へのコネクタをさらに含み得る。

ＥＭポンプ管５ｋ６は、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｍｏ、ＢＮ、アルミナ、ムライト、シリカ、石英、ジルコニア、ハフニア、チタニア、または本開示の別のもののうちの少なくとも１つなどの、ガリウム、スズ、または銀との合金形成に耐性のある材料、ライナー、またはコーティングを含み得る。一実施形態では、ポンプ管、ライナー、またはコーティングは炭素を含む。炭素は、硬化および脱気されるスプレーまたは液体コーティングなどの懸濁手段によって被覆され得る。一実施形態では、Ｎｉなどの炭素被覆金属は、高温での炭化物形成に耐性があり得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、ポンプ管を形成するために孔が形成されるライナーまたはＢＮなどのコーティング材料で満たされた金属管を含み得る。ＥＭポンプ管は、セグメント化されてもよく、または複数の部品を含むアセンブリを含むものであってもよい（図７Ｃ）。部品は、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性のあるＴａまたはライナーもしくはコーティングなどの材料を含み得る。一実施形態では、部品は別々にコーティングされ、組み立てられてもよい。組立体は、２つの対向するバスバー５ｋ２、液体金属入口、および液体金属出口を含むハウジングと、スウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）などのハウジングを密封する手段との少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性がある、ＥＭポンプ管の内側のガリウムまたはスズと接触する導電性部分を含み得る。導電性部分は、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、またはＭｏなどの合金耐性材料、あるいはＴａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、またはＭｏを含むものなどのステンレス鋼といった別の金属上の合金耐性クラッドまたはコーティングを含み得る。一実施形態では、外側またはＥＭポンプ管、例えばＴａまたはＷを含むものは、外側を酸化から保護するために、本開示の被覆のコーティングでコーティングまたは被覆され得る。例示的な実施形態では、ＴａＥＭポンプ管は、Ｒｅ、ＺＴＹ、またはムライトでコーティングされる、またはステンレス鋼で覆われてもよく、ここでＴａＥＭポンプ管の外部へのクラッディングは、溶接またはジェイ－ビーウェルド（Ｊ－ＢＷｅｌｄ）３７９０１などの極端な温度定格のステンレス鋼接着剤を使用して接着されたステンレス鋼ピースで構成され得る。

一実施形態では、ライナーは、ステンレス鋼などの別の金属を含むＥＭポンプ管５ｋ６に挿入され得るＷ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｍｏ、またはＴａ管ライナーなどのガリウムとの合金化に耐性がある薄壁の可撓性金属を含み得る。ライナーは、事前に形成されたＥＭポンプ管またはストレート管に挿入してもよく、その後にその管を曲げる。ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、成形されたＥＭポンプ管にライナーを取り付けた後、溶接などの方法で取り付けてもよい。ＥＭポンプ管ライナーは、圧縮フィッティングあるいはカーボンまたはセラミックシーラントなどのシーリング材によって、ＥＭポンプバスバー５ｋ２と緊密な気密封止を形成し得る。

溶融金属および溶融金属から形成された合金の少なくとも１つがガスを放出してローレンツ電流を少なくとも部分的に遮断することによってＥＭポンピングを妨害するガス境界層を生成し得る実施形態では、磁石５ｋ４の位置にあるＥＭポンプ管５ｋ６は、ガス境界層を破壊するべく垂直であってもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、電力源と点火回路との間の干渉を軽減または排除する手段とＥＭポンプ５ｋｋへの電源とを含む干渉排除器を備える。干渉除去器は、２つの対応する電源間の干渉を防ぐために、点火およびＥＭポンプ電流の相対電圧、電流、極性、波形、およびデューティサイクルを調整するための１つまたは複数の回路要素と１つまたは複数の制御器とのうちの少なくとも１つを含み得る。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はさらに、光を光起電力（ＰＶ）変換器に送るべく、ＰＶ変換器とウィンドウとを含み得る。図２～３に示す一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、垂直軸に沿って先細りの断面を持つ反応セルチャンバ５ｂ３１と、テーパー状の頂点にあるＰＶウィンドウ５ｂ４とを備える。嵌合テーパーを備えたウィンドウは、円形（図２）あるいは正方形または長方形（図３）といったＰＶ配列２６ａを収容する任意の所望の形状を含み得る。テーパーは、光起電力（ＰＶ）変換器２６ａによる光から電力への効率的な変換を可能にするべく、ＰＶウィンドウ５ｂ４の金属化を抑制する。ＰＶ変換器２６ａは、本開示のＰＶセルといったコンセントレータＰＶセルの高密度受信器配列を備えてもよく、マイクロチャネルプレートを備えるものといった冷却システムをさらに備えてもよい。ＰＶウィンドウ５ｂ４は、金属化を抑制する被膜を含んでもよい。ＰＶウィンドウ被膜の熱劣化を防ぐために、ＰＶウィンドウを冷却され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、図１に示すものと同様に、倒立台座５ｃ２の端にカップまたはドリップ縁部５ｃ１ａを有する少なくとも１つの部分的な倒立台座５ｃ２を含み得る。ただし、台座および電極１０の各々の垂直軸は、垂直またはｚ軸に対して一定の角度で配向され得る。角度は１°～９０°の範囲内であり得る。一実施形態では、少なくとも１つのカウンター注入器電極５ｋ６１は、必要に応じ、重力に対して正のｚ方向に斜めに貯留槽５ｃから溶融金属を注入する。注入ポンプは、ＥＭポンプアセンブリスライドテーブル４０９ｃに取り付けられたＥＭポンプアセンブリ５ｋｋによって提供され得る。例示的な実施形態では、部分的倒立台座５ｃ２およびカウンター注入器電極５ｋ６１は、図２に示すように、水平またはｘ軸に対して１３５°の軸上に配置されるか、あるいは図３に示すような水平またはｘ軸に対して４５°の軸上に配向される。挿入貯留槽フランジ４０９ｇを有する挿入貯留槽４０９ｆは、貯留槽ベースプレート４０９ａ、スリーブ貯留槽４０９ｄ、およびスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅによって、セルチャンバ５ｂ３に取り付けられてもよい。電極は、電極貫通部１０ａ１を介して貯留槽ベースプレート４０９ａを貫通してもよい。注入器電極のノズル５ｑは、反応セルチャンバ５ｂおよび貯留槽５ｃの底部に含まれる液体ガリウムまたはスズといった液体金属の液面下に位置し得る。ガスは、反応セルチャンバ５ｂ３１に供給され得るもので、あるいは、チャンバが４０９ｈといったガスポートを介して排気され得る。

図４に示される代替実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、負の垂直軸に沿って先細りの断面を持つ反応セルチャンバ５ｂ３１と、該反応セルチャンバ５ｂ３１の上部を含むテーパー（図２～３に示される実施形態の反対側のテーパー）の大径端にあるＰＶウィンドウ５ｂ４とを備える。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、正の円柱形状を含む反応セルチャンバ５ｂ３１を含む。注入器ノズルおよび台座対電極は、円柱の両端の垂直軸上または該垂直軸に対して傾斜した線に沿って、配向され得る。

図２および３に示す実施形態では、電極１０およびＰＶパネル２６ａは、溶融金属注入器５ｋ６およびノズル５ｑが溶融金属を対電極１０に対して垂直に注入し、ＰＶパネル２６ａがプラズマ側から光を受け取るように、位置および向きを互いに入れ替えてもよい。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ウィンドウを透過する波長の光源として機能する透明なウィンドウを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、黒体光源として機能し得る黒体放射体５ｂ４ｃを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は光源（例えば、反応からのプラズマ）を備え、ウィンドウから放出されるハイドリノプラズマ光が室内用、街路用、商業用、または工業用照明といった目的の照明用途、あるいは加熱や化学処理またはリソグラフィといった処理に利用される。

一実施形態では、上部電極は正極を含む。ＳｕｎＣｅｌｌは、正極の後部に光学ウィンドウと光起電（ＰＶ）パネルとを備え得る。正極は、ＰＶパネルの熱、光、および照明の少なくとも１つを提供する黒体放射体として機能し得る。後者の場合、ＰＶパネルの照明は入射光から電気を生成する。一実施形態では、光学ウィンドウは、溶融金属が内側ウィンドウに付着してウィンドウを不透明にするのを防ぐために、真空気密外側ウィンドウおよび内側回転ウィンドウを備え得る。一実施形態では、正極は、ＰＶウィンドウを通してＰＶパネルに光を放出する黒体放射体を加熱し得る。黒体放射体は正極に接続して、伝導と放射によってそれから熱を受け取り得る。黒体放射体は、高融点金属、例えばタングステン（融点＝３４２２℃）またはタンタル（融点＝３０２０℃）などの高融点金属、あるいは、本開示の１つなどのセラミック、例えば、グラファイト（昇華点＝３６４２℃）、ホウ化物、炭化物、窒化物、ならびにアルミナ、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、マグネシア、ハフニア、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）などの金属酸化物などの酸化物；二ホウ化ハフニウム（ＨｆＢ_２）、二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ_２）、またはホウ化ニオブ（ＮｂＢ_２）などの遷移金属二ホウ化物；窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などの金属窒化物、および炭化タングステン（ＷＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化ジルコニウム、炭化タンタル（ＴａＣ）などの炭化物およびそれらに関連する複合材料からなる群の１つまたは複数を、含み得る。所望の高融点を有する例示的なセラミックは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）（融点＝２８５２℃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）（融点＝２７１５℃）、窒化ホウ素（ＢＮ）（融点＝２９７３℃）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）（融点＝２７１５℃）、ホウ化ハフニウム（ＨｆＢ_２）（融点＝３３８０℃）、炭化タングステン（ＷＣ）（融点＝２７８５℃～２８３０℃）、炭化ハフニウム（ＨｆＣ）（融点＝３９００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５（融点＝４０００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５ＴａＸ_４ＨｆＣＸ_５（４２１５℃）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）（融点＝３３８５℃）、二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ_２）（融点＝３２４６℃）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）（融点＝３４００℃）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）（融点＝２９５０℃）、ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）（融点＝３２２５℃）、炭化チタン（ＴｉＣ）（融点＝３１００℃）、窒化チタン（ＴｉＮ）（融点＝２９５０℃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）（融点＝２８２０℃）、ホウ化タンタル（ＴａＢ_２）（融点＝３０４０℃）、炭化タンタル（ＴａＣ）（融点＝３８００℃）、窒化タンタル（ＴａＮ）（融点＝２７００℃）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）（融点＝３４９０℃）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）（融点＝２５７３℃）、炭化バナジウム（ＶＣ）（融点＝２８１０℃）、および窒化バナジウム（ＶＮ）（融点＝２０５０℃）である。

電極エミッタは、壁への電気的短絡を防止するために、その直径が反応チャンバ壁またはライナーライナーの直径よりも小さくてもよい。反応セルチャンバ壁またはライナーは、ウィンドウからの溶融金属をブロックするために電極エミッタの後ろに石英またはセラミック円環部などの非導電性円環部を備えてもよく、それにより、光が円環部および開口のうちの少なくとも１つを通ってウィンドウに移動できるようにする。前者の場合、円環部は透明であってもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、貯留槽４１４の交差接続チャネルを持つ誘導点火システム、電磁誘導ポンプといったポンプ、伝導ＥＭポンプ、または注入器貯留槽の機械式ポンプ、および、カウンター電極として機能する非注入器貯留槽を備える。貯留槽４１４の交差接続チャネルは、非注入器貯留槽がほぼ満たされているように保たれ得る制限された流れ手段を含み得る。一実施形態では、貯留槽４１４の交差接続チャネルには、固体導体（例えば、固体の銀）といった流れない導体が含まれてもよい。

一実施形態（図５）では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、カソードとアノードのバスバーまたは電流コネクタとの間に電流コネクタまたは貯留槽ジャンパーケーブル４１４ａを備える。セル本体５ｂ３は非導体を含んでよく、あるいはセル本体５ｂ３はステンレス鋼といった導体を含んでよく、少なくとも１つの電極は誘導電流が電極間に流れるように強制されるようにしてセル本体５ｂ３から電気的に絶縁される。電流コネクタまたはジャンパーケーブルは、台座電極８の少なくとも１つおよび電気コネクタの少なくとも１つを、ＥＭポンプおよびＥＭポンプの貯留槽５ｃ内の金属と接触状態にあるバスバーに、接続し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のカソードおよびアノード、例えば、図１～４に示されるような、倒立台座５ｃ２または台座５ｃ２といった台座電極をｚ軸に対して一定の角度をなして含むカソードおよびアノードは、少なくとも１つのＥＭポンプ５ｋｋによって注入された溶融金属流によって閉電流ループを形成する電気コネクタをアノードとカソードとの間に含み得る。金属流は、溶融金属ＥＭポンプ注入器５ｋ６１および５ｑの少なくとも１つ、または貯留槽５ｃ内の金属および台座の電極と接触することによって、導電性ループを閉じることが可能である。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ループの溶融金属に電流を誘導するべく、閉じた導電性ループ内にヨーク４０２を有する点火変圧器巻線４０１をさらに備えてもよく、これは、二次短絡された単一ループとして機能する。変圧器巻線４０１およびヨーク４０２は、閉電流ループに点火電流を誘導し得る。例示的な実施形態では、プライマリは、１Ｈｚ～１００ｋＨｚ、１０Ｈｚ～１０ｋＨｚ、および６０Ｈｚ～２０００Ｈｚの少なくとも１つの周波数範囲内で動作可能であり、入力電圧は、約１０Ｖ～１０ＭＶ、５０Ｖ～１ＭＶ、５０Ｖ～１００ｋＶ、５０Ｖ～１０ｋＶ、５０Ｖ～１ｋＶ、および１００Ｖ～４８０Ｖの少なくとも１つの範囲内で動作可能であり、入力電流は、約１Ａ～１ＭＡ、１０Ａ～１００ｋＡ、１０Ａ～１０ｋＡ、１０Ａ～１ｋＡ、および３０Ａ～２００Ａの少なくとも１つの範囲内で動作可能であり、点火電圧は、約０．１Ｖ～１００ｋＶ、１Ｖ～１０ｋＶ、１Ｖ～１ｋＶ、および１Ｖ～５０Ｖの少なくとも１つの範囲内で動作可能であり、ならびに点火電流は、約１０Ａ～１ＭＡ、１００Ａ～１００ｋＡ、１００Ａ～１０ｋＡ、および１００Ａ～５ｋＡの範囲内であり得る。一実施形態では、プラズマガスは、任意のガス、例えば、希ガス、水素、水蒸気、二酸化炭素、窒素、酸素、および大気のうちの少なくとも１つを含み得る。ガス圧は、約１マイクロトル～１００気圧、１ミリトル～１０気圧、１００ミリトル～５気圧、および１トル～１気圧の少なくとも１つの範囲内であり得る。

変圧器は１０００Ｈｚの交流電源から電力の供給を受けた。一実施形態では、点火変圧器は、単相可変周波数ドライブ（ＶＦＤ）といった可変周波数ドライブによって電力の供給を受けてもよい。一実施形態では、ＶＦＤ入力電力は、出力電圧および電流を提供するように調整され、それにより、さらに目的の点火電圧および電流が提供されるもので、ここで、巻数および電線の太さは、ＶＦＤの対応する出力電圧と電流に合わせて選択される。誘導点火電流は、約１０Ａ～１００ｋＡ、１００Ａ～１０ｋＡ、および１００Ａ～５ｋＡの少なくとも１つの範囲内にあり得る。誘導点火電圧は、０．５Ｖ～１ｋＶ、１Ｖ～１００Ｖ、および１Ｖ～１０Ｖの少なくとも１つの範囲内にあり得る。周波数は、約１Ｈｚ～１００ｋＨｚ、１０Ｈｚ～１０ｋＨｚ、および１０Ｈｚ～１ｋＨｚの少なくとも１つの範囲内にあり得る。例示的なＶＦＤは、ＡＴＯ７．５ｋＷ、２２０Ｖ～２４０Ｖ出力の単相５００ＨｚＶＦＤである。

別の例示的な試験実施形態は、図５に示されるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のような、１つのＥＭポンプ注入器電極と台座対電極とを備え、それらの間に接続ジャンパーケーブル４１４ａを備えたＰｙｒｅｘＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）である。直流タイプの電磁ポンプを含む溶融金属注入器は、台座対電極に接続されたガリンスタン流をポンプで送ることで、流れ、ＥＭポンプ貯留槽、および６０Ｈｚ変圧器の一次側を通過して対応する電極バスに各端部に接続されているジャンパーケーブルから成る電流ループを閉じた。ループは、６０Ｈｚ変圧器の一次側に対して短絡した二次側として機能した。二次側の誘導電流は、低消費電力で大気中のプラズマを維持した。誘導点火システムは、本開示の銀、ガリウム、またはスズをベースとした溶融金属ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機を可能にし、ここで、ハイドリノ反応物質は、本開示に従って反応セルチャンバに供給される。具体的には、（ｉ）点火変圧器の一次ループが６０Ｈｚで動作し、（ｉｉ）入力電圧が３００Ｖｐｅａｋであり、（ｉｉｉ）入力電流が２９Ａｐｅａｋであった。最大誘導プラズマ点火電流は１．３８ｋＡであった。

一実施形態では、電源または点火電源は、パルスまたは交流供給源といった時間依存電流供給源のような非直流供給源を含む。ピーク電流は、１０Ａ～１００ＭＡ、１００Ａ～１０ＭＡ、１００Ａ～１ＭＡ、１００Ａ～１００ｋＡ、１００Ａ～１０ｋＡ、および１００Ａ～１ｋＡといった少なくとも１つの範囲にあり得る。ピーク電圧は、０．５Ｖ～１ｋＶ、１Ｖ～１００Ｖ、および１Ｖ～１０Ｖの少なくとも１つの範囲にあり得る。一実施形態では、ＥＭポンプ電源および交流点火システムは、効果のないＥＭポンピングおよび所望の点火波形の歪みのうちの少なくとも１つをもたらす推論を回避するように選択され得る。

一実施形態では、点火電流を供給するための電源または点火電源は、直流、交流、ならびに直流および交流電源のうちの少なくとも１つ、例えば、交流、直流、および直流および交流電力の少なくとも１つから電力が供給されるもの、例えば、スイッチング電源、可変周波数制御器（ＶＦＤ）、交流－交流変換器、直流－直流変換器、交流－直流変換器、直流－交流変換器、整流器、全波整流器、反転器、光起電力配列の発電機、磁気流体力学的発電機、さらには従来の発電機、例えば、ランキンまたはブレイトンサイクル発電機、熱電発電機、および熱電発電機を、備え得る。点火電源は、所望の点火電流を生成するべく、トランジション、ＩＧＢＴ、インダクタ、変圧器、コンデンサ、整流器、Ｈブリッジといったブリッジ、抵抗器、オペアンプ、あるいは当該技術分野で公知の別の回路要素または電力調整装置といった少なくとも１つの回路要素を含み得る。例示的な実施形態では、点火電源は、全波整流された高周波源、例えば、約５０％以上のデューティサイクルで正の方形波パルスを供給するものを含み得る。周波数は、約６０Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲内であり得る。例示的な電源は、約１０ｋＨｚ～４０ｋＨｚの範囲の周波数で約３０～４０Ｖおよび３０００～５０００Ａを提供する。一実施形態では、点火電流を供給するための電力は、初期オフセット電圧、例えば、交流変圧器または電源と直列であり得る１Ｖ～１００Ｖの範囲のものに充電されたコンデンサバンクを含み得るものであり、ここで、結果として生ずる電圧は、交流変調を伴う直流電圧を含み得る。直流成分は、その通常の放電時定数に依存する速度で減衰し、あるいは放電時間が増加または排除され得るものであり、ここで、点火電源は、コンデンサバンクを再充電する直流電源をさらに含む。直流電圧成分は、プラズマを開始するのを助けることが可能であり、プラズマはその後、より低い電圧で維持され得る。コンデンサバンクなどの点火電源は、点火電力を電極に接続および切断するべく、サーボモータまたはソレノイドによって制御されるものなどの高速スイッチを備え得る。

ハイドリノの反応率は、電流とともに増加し得るが、持続的な電流と電力によってＳｕｎＣｅｌｌが熱的に損傷する可能性がある。ＳｕｎＣｅｌｌの点火電源は、充電電源、コンデンサバンク（例えば、複数のスーパーコンデンサから構成されるもの）、電圧センサ、制御器、および点火スイッチを備え得る。高いハイドリノ反応速度を達成しながら熱損傷を回避するべく、高電流を断続的に印加してもよい。点火電流のこの断続的な印加は、コンデンサバンクを直流電源などの電源で連続的に充電することによって達成され得る。点火スイッチを作動させる、つまりと電圧センサに応答して制御器によって制御される第１の電圧設定点から第２のより低い電圧設定点まで放電するように点火ンスイッチを作動し、次いでコンデンサバンクを放電し得る。例えば、第１および第２の電圧設定点は、コンデンサ放電中のピーク点火電流が直流電源によって提供される充電電流よりも大きくなるように選択され得る。

一実施形態では、ハイドリノプラズマおよび点火電流の少なくとも１つは、アーク電流を含み得る。アーク電流は、電流が大きいほど電圧が低くなるという特性を有し得る。一実施形態では、反応セルチャンバ壁および電極の少なくとも１つは、ハイドリノプラズマ電流と非常に高い電流で非常に低い電圧を有するアーク電流を含む点火電流とのうちの少なくとも１つを形成および支持するように選択される。電流密度は、約１Ａ／ｃｍ^２～１００ＭＡ／ｃｍ^２、１０Ａ／ｃｍ^２～１０ＭＡ／ｃｍ^２、１００Ａ／ｃｍ^２～１０ＭＡ／ｃｍ^２、および１ｋＡ／ｃｍ^２～１Ａ／ｃｍ^２の少なくとも１つの範囲内にあり得る。

一実施形態では、点火システムは、プラズマに高い始動電力を印加し、次に、抵抗が低下した後に点火電力を減少させ得る。抵抗は、電極または溶融金属流といった点火回路内の酸化物の還元による導電率の増加と、プラズマの形成との少なくとも１つが原因で、低下し得る。例示的な実施形態では、点火システムは、高電力直流の交流変調を発生するべく、交流と直列のコンデンサバンクとを含むもので、直流電圧は、コンデンサの放電に従いに減衰し、より低い交流または直流の電力のみが残る。

一実施形態では、台座電極８は、インサート貯留槽４０９ｆに埋め込まれていてもよく、ここで、ポンピングされた溶融金属は５ｃ１ａといったポケットを満たし、台座電極８と接触する溶融金属のプールを動的に形成する。台座電極８は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の動作温度でガリウムまたはスズといった溶融金属と合金を形成しない導体を含み得る。例示的な台座電極８は、タングステン、タンタル、ステンレス鋼、またはモリブデン（Ｍｏ）を含むもので、Ｍｏは、動作温度６００℃未満ではガリウムまたはスズとの合金、例えばＭｏ_３Ｇａを形成しない。一実施形態では、ＥＭポンプの入口は、ガリウムが入ることを可能にしながら合金粒子をブロックするスクリーンまたはメッシュといったフィルタ５ｑａ１を含み得る。表面積を増やすために、フィルタは、垂直および水平の少なくとも１つの方向に延びて入口に接続し得る。フィルタは、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性を示す材料、例えば、ステンレス鋼（ＳＳ）、タンタル、またはタングステンを含み得る。例示的な入口フィルタは、入口の直径に等しいが垂直に隆起した直径を有するステンレス鋼シリンダーを含む。フィルタの多くは、定期的メンテナンスの一環として定期的に清掃されてもよい。

一実施形態では、非注入器電極は、それを冷却するために溶融金属に断続的に浸漬されてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、注入器ＥＭポンプとその貯留槽５ｃ、および少なくとも１つの追加のＥＭポンプを含み、また、追加のＥＭポンプ用の別の貯留槽を含んでもよい。追加の貯留槽を使用して、追加のＥＭポンプは、（ｉ）反応セルチャンバに可逆的に溶融金属をポンプで送り、非注入器電極を断続的に浸漬して冷却すること、および（ｉｉ）溶融金属を非注入器電極にポンプで送り、冷却することの少なくとも１つを実行するものであってもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、冷却剤を備えた冷却剤タンク、非注入器電極を通して冷却剤を循環させるための冷却剤ポンプ、および冷却剤からの熱を排除するための熱交換器を含み得る。一実施形態では、非注入器電極は、水、溶融塩、溶融金属、または非注入器電極を冷却するための当技術分野で公知の別の冷却剤といった冷却剤のためのチャネルまたはカニューレを備え得る。

図１に示される倒立した実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、溶融金属の注入がｚ軸の負方向に沿うようにして、非注入器電極がセルの下部にあるようにして、かつ注入器電極が反応セルチャンバの上部にあるようにして、１８０°回転される。非注入器電極および注入器電極の少なくとも１つは、対応するプレートに取り付けられ得て、かつ対応するフランジ気密封止によって反応セルチャンバに接続され得る。気密封止は、Ｔａ、Ｗといったガリウムまたはスズと合金を形成しない物質、あるいは本開示の１つのセラミックまたは当技術分野で公知のセラミックで構成されるガスケットを含み得る。底部の反応セルチャンバ部分は貯留槽として機能することができ、元の貯留槽は取り除かれてよく、さらに、ＥＭポンプは、底部ベースプレートを貫通し、かつＥＭポンプ管に接続し得る、新しい底部貯留槽内の入口ライザーを備え、かつＥＭポンプに溶融金属流を提供し得るもので、ここで、ＥＭポンプ管の出口部分は上板を貫通し、反応セルチャンバ内のノズルに接続する。動作中に、ＥＭポンプは、底部貯留槽から溶融金属を圧送し、それを反応セルチャンバの底部にある非注入器電極８に注入することが可能である。倒立したＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、セル上部の注入器電極によって注入されたガリウムまたはスズの高流量によって冷却され得る。非注入器電極８は、電極をよりよく冷却するためにガリウムまたはスズを溜まるための凹状の空洞を含み得る。一実施形態では、非注入器電極は正極として機能し得るが、反対の極性もまた、本開示の実施形態である。

一実施形態では、電極８は、放熱により冷却され得る。熱伝達を増加させるために、放射表面積を大きくしてもよい。一実施形態では、バスバー１０は、取り付けられた放熱器、例えば平面板といった翼型（ベーン（ｖａｎｅ））放熱器を備え得る。プレートは、バスバー１０の軸に沿って縁部の面を固定することによって取り付けられ得る。ベーンは、外輪パターンを含み得る。ベーンは、点火電流によって抵抗的に加熱され、かつハイドリノ反応によって加熱され得るバスバー１０からの伝導性熱伝達によって加熱され得る。ベーンといった放熱器は、Ｔａ、Ｒｅ、またはＷといった耐熱金属を含み得る。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、金属酸化物などの酸化物粒子をブロックするために、ＰＶウィンドウの前に電気集塵器（ＥＳＰ）を備え得る。ＥＳＰは、中央ワイヤーなどの中央コロナ放電電極を備えた管と、ワイヤーでのコロナ放電などの放電を引き起こす高電圧電源とを備え得る。放電により、酸化物粒子は帯電可能であり、ＥＳＰ管の壁に引き寄せられかつそれに向けて移動し、そこで収集および除去の少なくとも一方がなされ得る。ＥＳＰ管壁は、反応セルチャンバからＰＶウィンドウおよび濃縮器ＰＶセルの高密度受信器配列などのＰＶ変換器に向かって光を反射するように、高精度に研磨され得る。

一実施形態では、ＰＶウィンドウシステムは、静止した気密封止ウィンドウの前にある透明な回転バッフル（両方ともｚ軸に沿って伝播する光用のｘｙ平面内）と、ｚ軸に沿って伝播する光用のｘｙ平面内で回転し得るウィンドウとを備える。例示的な実施形態は、バッフルおよびウィンドウのうちの少なくとも１つを含み得るクリアビュースクリーン（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｃｌｅａｒ＿ｖｉｅｗ＿ｓｃｒｅｅｎ）といった回転する透明ディスクを含む。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、負極、対電極、および放電電源を含むコロナ放電システムを含む。例示的な実施形態では、負極は、回転するものなど、ＰＶバッフルまたはウィンドウの近傍にあり得るピン、針、またはワイヤーを含み得る。セル本体は、対極を含み得る。ＰＶウィンドウの近傍にコロナ放電を維持し、金属酸化物などの発電動作中に形成される粒子とＰＶバッフルまたはウィンドウの少なくとも一方を負に帯電させ、粒子がＰＶバッフルまたはウィンドウによって反跳されるようにすることもできる。

プラズマ生成の維持
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、真空ラインへの入口、真空ライン、捕捉、および真空ポンプを含む真空システムを備える。真空ポンプは、ルートポンプ、スクロール、またはマルチローブポンプといった高いポンプ速度を有するものを含み得るもので、また、真空ポンプに先行する直列接続等、真空ポンプと直列または並列に接続され得る水蒸気捕捉をさらに含み得る。一実施形態では、マルチローブポンプなどの真空ポンプ、あるいはステンレス鋼ポンプ部品を含むスクロールまたはルートポンプは、ガリウムまたはスズの合金の形成による損傷に対して耐性を有し得る。水蒸気捕捉は、固体乾燥剤または低温捕捉といった吸水材料を含み得る。一実施形態では、ポンプは、クライオポンプ、クライオフィルタ、または冷却器のうちの少なくとも１つを含み、水蒸気のような少なくとも１つのガスがポンプに流入する前に冷却し、凝縮する。ポンピング能力および速度を増加させるために、ポンピングシステムは、反応セルチャンバに接続された複数の真空ラインと、マニホールドが真空ポンプに接続されている真空ラインに接続された真空マニホールドとを含み得る。一実施形態では、真空ラインへの入口は、反応セルチャンバ内の溶融金属粒子が真空ラインに入るのを阻止するための気密封止を含む。例示的な気密封止は、入口を覆うが入口の表面から隆起している金属板またはドームを含み得るもので、反応セルチャンバから真空ラインへのガスの流れに選択的なギャップを提供する。真空システムは、真空ライン入口への粒子の流れ制限器、例えば、粒子の流れを遮断しながらガスの流れを可能にする一組のバッフルをさらに含み得る。

真空システムは、超高真空のうちの少なくとも１つが可能であり、反応セルチャンバの動作圧力を、約０．０１トル～５００トル、０．１トル～５０トル、１トル～１０トル、および１トル～５トルの少なくとも１つの低い範囲内に維持され得る。この圧力は、（ｉ）微量水として供給される微量ＨＯＨ触媒による、または、Ｈ_２と反応してＨＯＨを形成するＯ_２によるＨ_２添加と、及び（ｉｉ）Ｈ_２Ｏ添加との少なくとも１つの場合、低く維持され得る。アルゴンといった希ガスも反応混合物に供給される場合、圧力は、約１００トル～１００気圧、５００トル～１０気圧、および１気圧～１０気圧といった少なくとも１つの高い動作圧力範囲内に保たれてよく、アルゴンは、他の反応セルチャンバガスと比較して過剰であってもよい。アルゴン圧力は、ＨＯＨ触媒および原子Ｈの少なくとも１つの寿命を延ばすことが可能であり、かつ電極で形成されたプラズマが急速に分散するのを妨げることが可能であり、その結果、プラズマ強度が増大し得る。

一実施形態では、反応セルチャンバは、反応セルチャンバ内の圧力変化に応答して体積を変化させることによって、反応セルチャンバの圧力を所望の範囲内に制御する手段を含む。この手段は、圧力センサ、機械的に拡張可能な部分、拡張可能部分を拡張および収縮するアクチュエータ、ならびに拡張可能部分の膨張と収縮によって生じる差分体積を制御するための制御器を備える。拡張可能部分は、ベローズを含み得る。アクチュエータは、機械アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、油圧アクチュエータ、および当技術分野で公知の他のアクチュエータを含み得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、（ｉ）ガス入口およびガス出口を有するガス再循環システム、（ｉｉ）ガス分離システム、例えば、アルゴンのような希ガス、Ｏ_２、Ｈ_２、Ｈ_２Ｏ、空気、そしてＧａＸ_３（Ｘ＝ハロゲン化物）またはＮ_ｘＯ_ｙ（ｘ、ｙ＝整数）といった反応混合物の揮発性種の少なくとも２つとハイドリノガスと混合物の少なくとも２つのガスを分離することができるガス分離システム、（ｉｉｉ）少なくとも１つの希ガス、Ｏ_２、Ｈ_２、およびＨ_２Ｏ分圧センサ、（ｉｖ）流量調整器、（ｖ）少なくとも１つのマイクロ注入器、例えば、水を注入するマイクロ注入器、（ｖｉ）少なくとも１つのバルブ、（ｖｉｉ）ポンプ、（ｖｉｉｉ）排ガス圧力および流量制御器、ならびに（ｉｘ）アルゴンのような希ガス、Ｏ_２、Ｈ_２、Ｈ_２Ｏ、およびハイドリノガスの圧力の少なくとも１つを維持するためのコンピュータを、備え得る。再循環システムは、分子ハイドリノガスといった少なくとも１つのガスを再循環ガスから除去することを可能にする半透膜を含み得る。一実施形態では、希ガスといった少なくとも１つのガスが選択的に再循環させられ得る。一方、反応混合物の少なくとも１つのガスは出口から流出されるよう排気を介して排出され得る。希ガスは、ハイドリノ反応速度を増加させ、反応セルチャンバ内の少なくとも１つの種の排気からの輸送速度を増加させる少なくとも１つであり得る。希ガスは、所望の圧力を維持するべく、過剰な水の排出速度を増加させ得る。希ガスは、ハイドリノが排出される速度を上げ得る。一実施形態では、アルゴンといった希ガスは、周囲雰囲気から容易に入手可能であり、かつ周囲雰囲気に容易に排出される、希ガスに近いガスの少なくとも１つによって、置き換えられ得る。希ガスに近いガスは、反応混合物との反応性が低くてもよい。希ガスに近いガスは、再循環システムによって再循環されるのではなく、大気から取得されて排出される可能性がある。希ガスに近いガスは、大気から容易に入手可能であり、大気に排出され得るガスから形成され得る。希ガスに近いガスは、反応セルチャンバに流入する前に酸素から分離され得る窒素を含んでもよい。あるいは、空気を希ガスに近いガスの供給源として使用することも可能であり、酸素を供給源からの炭素と反応させて二酸化炭素を形成し得る。窒素と二酸化炭素とのうちの少なくとも１つとが希ガスに近いガスとして機能し得る。あるいは、ガリウムまたはスズといった溶融金属との反応によって酸素を除去することも可能である。得られた酸化ガリウムまたは酸化スズは、ガリウムまたはスズを再生するシステム、例えば、水酸化ナトリウム水溶液と酸化ガリウムとの反応によりガリウムナトリウムを形成し、ガリウムナトリウムを、ガリウム金属と排出される酸素とに電気分解するシステムで、再生され得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応物質Ｈ_２Ｏ_２、およびＨ_２Ｏの少なくとも１つを追加することで、操作されかつ際立って閉じられ得るもので、ここで反応セルチャンバの雰囲気は、反応物質と、アルゴンといった希ガスとを含む。希ガスに近いガスは、１０トル～１００気圧の範囲内等、高圧に維持され得る。大気は、再循環システムによって連続的および定期的または断続的に排気または再循環されるものの少なくとも１つであり得る。脱気によって余分な酸素が除去され得る。Ｈ_２とともに反応物質Ｏ_２を添加することは、Ｏ_２が副次的な化学種であり、過剰のＨ_２と共に反応セルチャンバに注入されると本質的にＨＯＨ触媒を形成するようなものであり得る。トーチは、即座に反応してＨＯＨ触媒と過剰なＨ_２反応物質とを形成するＨ_２とＯ_２との混合物を注入し得る。一実施形態では、過剰な酸素は、水素還元、電解還元、熱分解の少なくとも１つ、およびＧａ_２Ｏの揮発性による気化および昇華の少なくとも１つによって、酸化ガリウムまたは酸化スズから少なくとも部分的に放出され得る。一実施形態では、酸素存在量の少なくとも１つを制御することができ、酸素存在量は、水素の存在下で反応セルチャンバに断続的に酸素を流すことによって、ＨＯＨ触媒を形成することを少なくとも部分的に許可され得る一実施形態では、酸素存在量は、追加されたＨ_２との反応により、Ｈ_２Ｏとして再循環され得る。別の実施形態では、過剰な酸素存在量は、Ｇａ_２Ｏ_３として除去され、本開示のスキマーおよび電気分解システムのうちの少なくとも１つ等によって、本開示によって再生され得る。過剰酸素の供給源は、Ｏ_２添加およびＨ_２Ｏ添加のうちの少なくとも１つであり得る。

一実施形態では、反応セルチャンバ内のガス圧は、ポンピング速度および再循環速度の少なくとも１つを制御することによって少なくとも部分的に制御され得る。これらの速度の少なくとも１つは、圧力センサおよび制御器によって制御される弁によって制御され得る。ガス流を制御するための例示的な弁は、上限目標圧力と下限目標圧力とに応じて開閉する電磁弁および可変流量制御バルブ、例えば、所望のガス圧力範囲を維持するために圧力センサと制御器によって制御されるバタフライバルブおよびスロットルバルブといった可変流量制御バルブである。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、分子ハイドリノガスを反応セルチャンバ５ｂ３１から排出または除去する手段を含む。一実施形態では、反応セルライナーおよび反応セルチャンバの壁の少なくとも１つは、Ｈ_２（１／４）などの分子ハイドリノに対して高い透過速度を有する。透過速度を上げるために、壁の厚さの少なくとも１つを最小にし、壁の作動温度を最大にしてもよい。一実施形態では、貯留槽５ｃ壁および反応セルチャンバ５ｂ３１壁の少なくとも１つの厚さは、０．０５ｍｍ～５ｍｍの範囲であり得る。一実施形態では、反応セルチャンバ壁は、反応セルチャンバ５ｂ３１からの分子ハイドリノ生成物の拡散または透過速度を増加させるために、別の領域と比較して、少なくとも１つの領域においてより薄い。一実施形態では、反応セルチャンバ壁の上部側壁部分、例えば、図７Ａ～Ｃおよび７Ｆ～Ｈのスリーブ貯留槽フランジ４０９ｅのすぐ下の部分が薄くされている。スリーブ貯留槽フランジ４０９ｅへの熱伝導を減少させるために、薄くすることも望ましい場合がある。他の壁領域に相対的な薄さの度合いは、５％～９０％の範囲であり得る（例えば、薄い領域は、反応チャンバ近傍で電極８の下の低部側壁部分のような薄くない領域の断面幅の５％～９０％である）。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、温度センサ、温度制御器、およびウォータージェットなどの熱交換器を備えており、反応セルチャンバの壁を、目的の温度、例えば３００℃～１０００℃の範囲に制御可能に維持して、所望の高分子ハイドリノ透過率を提供する。

透過速度を上げるために、壁およびライナー材料の少なくとも１つが選択され得る。特定の動作温度を維持するべく、さまざまなライナーおよびライナーの厚さを選択して、黒体放射を集中型光電池の高密度受信器配列などのエネルギー収集メカニズムと一致させてもよい。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、ガリウムまたはスズと接触する１つまたは複数、ならびに、ライナー、コーティング、またはクラッディング、例えば、本開示のライナー、コーティング、またはクラッディングによって、ガリウムから分離される１つまたは複数などの、複数の材料を含み得る。分離または保護された材料の少なくとも１つは、ガリウムまたはスズの接触から分離または保護されていない材料と比較して、分子ハイドリノに対する透過性が増加したものを含み得る。例示的な実施形態では、反応セルチャンバ材料は、４１３０合金ステンレス鋼またはＣｒ－Ｍｏステンレス鋼などの３４７ステンレス鋼、ニッケル、Ｔｉ、ニオブ、バナジウム、鉄、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、ニオブ、およびＮｂ（９４．３３ｗｔ％）－Ｍｏ（４．８６ｗｔ％）－Ｚｒ（０．８１ｗｔ％）などの１つまたは複数のステンレス鋼を含み得る。ＳｉＣなどの結晶性材料は、結晶性材料が例示的なライナーであるように、サイアロンまたは石英などのアモルファス材料よりもハイドリノに対してより透過性を有し得る。

ハイドリノに対して高い透過性を有するものなどの異なる反応セルチャンバ壁は、３４７または３０４ステンレス鋼を含むような透過性が低い別の金属を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）（図７Ｂ）の反応セルチャンバ壁を置き換えてもよい。この壁部分は管状のものであってもよい。交換部分は、接合された材料の膨張率に一致するように異なる熱膨張係数の金属を使用する方法など、当技術分野で知られている方法によって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のバランスに溶接、はんだ付け、またはろう付けされてもよい。一実施形態では、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、またはＭｏなどの耐火金属を含む置換部分は、レスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）またはデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）９５４などのコルトロニクス（Ｃｏｌｔｒｏｎｉｃｓ）などの接着剤によってステンレス鋼などの異なる金属に接合され得る。一実施形態では、異なる金属間の接合は、接合された金属間のセラミック積層などの積層材料を含んでもよく、各金属が積層の１つの面に接合される。セラミックは、ＢＮ、石英、アルミナ、ハフニア、またはジルコニアなどの本開示の１つを含み得る。例示的な接合は、Ｔａ／Ｄｕｒａｂｏｎｄ９５４／ＢＮ／Ｄｕｒａｂｏｎｄ９５４／ステンレス鋼である。一実施形態では、フランジ４０９ｅおよびベースプレート４０９ａは、ガスケットで密封され得るか、または溶接され得る。

一実施形態では、カーボンライナーを含む反応セルチャンバは、高い熱伝達能力と、大きな直径と、高性能な冷却システムとを有する壁の少なくとも１つを含み、ここで、上記熱伝達能力、大きな直径、および冷却システムは、カーボンライナーの温度を、水または水素などのハイドリノ反応混合物の少なくとも１つの成分と反応する温度よりも低く維持するのに十分である。例示的な熱伝達能力は、約１０Ｗ／ｃｍ^２～１０ｋＷ／ｃｍ^２の壁面積の範囲であり得る。例示的な直径は、約２ｃｍ～１００ｃｍの範囲であり得る、例示的な冷却システムは、外部水槽である。例示的な所望のライナー温度は、約７００～７５０℃未満であり得る。反応セルチャンバ壁はさらに、分子ハイドリノに対して高度に透過性であり得る。ライナーを壁と接触させて、ライナーから冷却システムへの熱伝達を改善し、所望の温度を維持するようライナーを壁と接触させてもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ライナーと少なくとも１つの反応セルチャンバ壁との間のギャップと真空ポンプとを含み、このギャップは、分子ハイドリノを除去するために真空ポンプによって排気されるチャンバを含む。ライナーは多孔質であってもよい。例示的な実施形態では、ライナーは、透過速度を増加させるために、多孔質ＢＮ、ＳｉＣ被覆カーボン、または石英などの多孔質セラミックを含む。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は断熱材を含み得る。断熱材は、ハイドリノに対して非常に透過性が高くてもよい。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバの少なくとも１つの内部および外部の鉄ナノ粒子などの分子ハイドリノゲッターを含み、このゲッターは分子ハイドリノを結合して、反応セルチャンバからそれを取り除く。一実施形態では、分子ハイドリノガスは、反応セルチャンバからポンプで排出され得る。本開示のＨ_２Ｏおよび水素を含むものなどの反応混合ガスは、排気による分子ハイドリノガスの除去を支援するための希ガスなどのフラッシングガスを含み得る。フラッシングガスは、大気に放出されるか、または本開示の再循環器によって循環され得る。

一実施形態では、ライナーは、ニオブなどの水素解離剤を含み得る。ライナーは、反応セルチャンバの最も高温のゾーンでのガリウム合金またはスズ合金の形成に抵抗する材料などの複数の材料と、水素解離剤などの別の材料であり、該別の材料のガリウム合金形成温度よりも低い温度で作動する少なくとも１つのゾーン内にある別の材料と、を含み得る。

静電沈降分離装置（ＥＳＰ）は、反応セルチャンバからのガス流から少なくとも１つの所望の化学種を沈殿させてそれを反応セルチャンバに戻す手段をさらに含み得る。沈降分離装置は、オーガ、コンベヤベルト、空気圧式、電気機械式、または沈降分離装置によって収集された粒子を反応セルチャンバに戻すために当技術分野で公知の他の輸送手段といった輸送手段を含み得る。沈降分離装置は、重力流によって所望の粒子を反応セルチャンバに戻す還流器を含む真空ラインの一部に取り付けられ得るもので、粒子は沈殿し、真空ライン内の流れのような重力流動によって反応セルチャンバに逆流し得る。真空ラインは、所望の粒子が重力戻り流を受けることを可能にする少なくとも一部において垂直に向けられ得る。

一実施形態では、静電沈降分離装置（ＥＳＰ）システムは、ＥＳＰと空気などの微量酸素源とを備え、粒子がＥＳＰによって除去され得るように、ガリウム粒子またはスズ粒子といった溶融金属粒子上に酸化物被膜を形成する。供給源は、ＥＳＰシステムと反応セルチャンバを排気する真空ポンプへの真空ラインとの少なくとも１つに酸素を供給し得る流量調整器を備え得る。供給源は、反応セルチャンバの排気を改善するためのパージガスとしても機能し得る空気を含み得る。

一実施形態では、反応セルチャンバと直接接触する構成要素（例えば、反応チャンバ、および真空ポンプへの真空ライン）の少なくとも１つは、負の電気極性である上部電極に対して正の電気極性である。真空ラインは、金属および金属酸化物の粒子を捕捉するためのフィルタまたはトラップを備えてもよい。フィルタは、ＥＳＰの正電極として機能することができる。フィルタはさらに、水素、酸素、蒸気などの反応ガス、またはアルゴンなどの不活性ガスを少なくとも断続的に逆流させて、収集された粒子をフィルタから除去するためのガスジェットを備えてもよい。該反応ガスは、ガスジェット内を流れる前に、本開示の放電セル９００内を流れてもよい。例示的な実施形態では、フィルタは、反応セルチャンバ内に突出する真空ラインへの入口に、ＷまたはＴａのメッシュを備える。フィルタは、ガスジェットをさらに含んでもよく、溶融を回避し、かつガリウムまたはスズなどの溶融金属による合金形成および湿潤を回避し得るタングステンまたはタンタルメッシュフィルタである。フィルタのメッシュサイズは、粒子が通過しないように、または粒子の大部分がメッシュを通過するのを妨げられるけれどもガスは通過するように、選択され得る。真空ラインは、静電沈降効果によって金属酸化物粒子が付着するように、ポジティブ反応セルチャンバに電気的に接続されてもよい。粒子は、反応セルチャンバ内に落下する可能性がある。フィルタは、Ｈ_２またはアルゴンガスのジェット流で定期的または連続的に逆流して、粒子をメッシュから押し出して反応セルチャンバに入れることが可能である。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、図９Ｋに示される静電沈降分離装置（ＥＳＰ）を備え得る。ＥＳＰシステムは、正に分極された正の真空ラインセクション９４４を電気的に分離するべく、反応セルチャンバ５ｂ３１に近接した真空ライン７１１に２つの分離された電気ブレーク９４５を備え得る。この正のセクションは、真空ライン上の正のリード線を備え得るものであり、反応セルチャンバ５ｂ３１などのＤＹＤＤＬの構成要素は、負のリード線を含み得る。該リード線は、正のセクションが正にバイアスされ、ＤＹＤＤＬコンポーネントが負にバイアスまたは接地されるように、高電圧電源に接続されてもよい。正セクションに印加される電圧は、約１０Ｖ～１０ＭＶ、５０Ｖ～１ＭＶ、および１００Ｖ～１００ｋＶの少なくとも１つの範囲内であってよく、対応する正のセクションの直径は、約０．１ｍｍ～１ｍ、１ｍｍ～１０ｃｍ、および１ｍｍ～５ｃｍの少なくとも１つの範囲内である。電気集塵器（ＥＳＰ）の管は、真空に引くための断面積が、電気的遮断器９４５の断面積などの真空ラインの接続されたセクションの断面積と同様のままであるように、平坦化されてもよい。対応する電場は、約１０００Ｖ／ｍ～１０８Ｖ／ｍの範囲内であってよく、管内のガス圧は、約０．１ミリトル～１０気圧の範囲内であってよい。反応セルチャンバ内のプラズマは、ガリウムまたはスズの酸化物粒子などの酸化物粒子を負に帯電させてもよく、真空ラインを通って流れるそのような粒子は、分離された正に分極された真空ラインセクションの正に帯電した壁に静電的に引き付けられ得る。正のセクションへの真空ラインは、荷電粒子が正の真空ライン部分に入る前に電荷を失うのを防止すべく、電気絶縁体を含むものまたは電気絶縁体で裏打ちされたものであってもよい。ＥＳＰ蓄積粒子は、重力によって反応セルチャンバ内に落下するか、あるいはガス噴射（例えば、水素またはアルゴンガス噴射）といった手段によって、強制的にもどされる。

例示的な試験実施形態では、反応セルチャンバを、４ｍＬ／分のＨ_２Ｏ注入で約１～２気圧の圧力範囲内に維持した。直流電圧を約３０Ｖとし、直流電流は約１．５ｋＡとした。反応セルチャンバを、図１に示すような、３．６ｋｇの溶融ガリウムを含む直径６インチのステンレス鋼球とした。電極は、直流ＥＭポンプの１インチの水中ステンレス鋼ノズルと、直径４ｃｍ、厚さ１ｃｍのＷ製ディスクとＢＮ製台座で覆われた直径１ｃｍのリード線とを有する対極とを有するものとした。ＥＭポンプ速度は、約３０～４０ｍＬ／ｓであった。ガリウムは水中ノズルで正に分極され、Ｗ台座電極は負に分極された。ＥＭポンプ注入器によってガリウムが十分に混合された。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の出力は、ガリウムとステンレス鋼との反応器の質量、比熱、温度上昇の積を使用して測定すると、約８５ｋＷであった。

別の試験実施形態では、２５００ｓｃｃｍのＨ_２および２５ｓｃｃｍのＯ_２を、Ｈ_２およびＯ_２ガス入口および反応セルチャンバに沿った外部チャンバに保持された約２ｇの１０％Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３ビーズに通して流した。さらに、能動的な真空ポンプの作動を適用しながら、アルゴンを反応セルチャンバに５０トルのチャンバ圧力を維持する速度で流した。直流電圧を約２０Ｖ、かつ直流電流を約１．２５ｋＡとした。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の出力を、ガリウムとステンレス鋼との反応器の質量、比熱、および温度上昇の積を用いて、測定すると、約１２０ｋＷであった。

一実施形態では、大気圧よりも低い圧力、大気圧、および大気圧よりも高い圧力の１つまたは複数で動作し得る、再循環システムまたは希ガス再循環システムといった再循環器は、（ｉ）ガス移動装置、例えば、反応セルチャンバから少なくとも１つのガスを再循環させるための真空ポンプ、圧縮機、およびブロワーのうちの少なくとも１つと、（ｉｉ）再循環ガスラインと、（ｉｉｉ）ハイドリノおよび酸素といった排ガスを除去するための分離システムと、及び（ｉｖ）反応物質供給システムとを備え得る。一実施形態では、ガス移動装置は、反応セルチャンバからガスを送出し、分離システムにガスを押し込んで排ガスを除去し、再生ガスを反応セルチャンバに戻し得る。ガス移動装置は、同じユニットとして、ポンプ、コンプレッサ、およびブロワーのうちの少なくとも２つを含み得る。一実施形態では、ポンプ、コンプレッサ、ブロワー、またはそれらの組み合わせは、ガス移動装置に入る前のガスを冷却すること、および水蒸気といった少なくとも１つのガスを凝縮すること、の少なくとも１つを実行すべく、クライオポンプ、クライオフィルタ、または冷却器の少なくとも１つを含み得る。再循環ガスラインは、真空ポンプからガス移動装置へのライン、排ガスを除去するためのガス移動装置から分離システムへのライン、および反応物質供給システムと接続可能な反応セルチャンバへの排ガスを除去するための分離システムからのラインを含み得る。例示的な反応物質供給システムは、アルゴンといった希ガス、酸素、水素、および水の少なくとも１つのための、少なくとも１つの反応混合ガス補給ラインを備えた反応セルチャンバへのラインとの少なくとも１つの接合を含む。Ｈ_２との反応物質Ｏ_２の添加は、Ｏ_２が副次的な化学種であり、過剰のＨ_２と共に反応セルチャンバに注入されると基本的にＨＯＨ触媒を形成する。トーチはＨ_２とＯ_２との混合物を注入し、すぐに反応してＨＯＨ触媒と過剰なＨ_２反応物質とを形成する。反応物質供給システムは、反応混合物ガス供給ラインに接続されたガスマニホールドと、反応セルチャンバへの流出ラインとを含み得る。

排ガスを除去するための分離システムは、クライオフィルタまたはクライオトラップを含み得る。再循環ガスからハイドリノ生成ガスを除去するための分離システムは、半透膜を含み得るもので、再循環ガスから大気へ、または排気チャンバ、または流れへと、この半透膜を横切る拡散によって、ハイドリノを選択的に排気する。再循環器の分離システムは、再循環ガスから酸素を除去する酸素スクラバシステムを含み得る。ススクラバシステムは、貯留槽と、該貯留槽内にあり、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄といった金属のような、酸素と反応するゲッターまたは吸着剤とのうちの少なくとも１つを含み得る。あるいは、活性炭または当技術分野で公知の別の脱酸素剤といった吸着剤は、酸素を吸収し得る。チャコール吸着剤は、市販品のようなガス透過性カートリッジに密封され得るチャコールフィルタを含むものであってもよい。カートリッジは取り外し可能であってもよい。スクラバシステムの酸素吸着剤は、当技術分野で公知の方法によって定期的に交換または再生され得る。再循環システムのスクラバ再生システムは、１台以上の吸着剤加熱器と１台以上の真空ポンプとのうちの少なくとも１方を含み得る。例示的な実施形態では、チャコール吸着剤は、排出または収集された酸素を放出するべく、加熱器によって加熱されるものまたは真空ポンプによって与えられた真空に曝されるものの少なくとも１つであり、その結果得られる再生チャコールが再利用される。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）からの熱を使用して、吸着剤を再生することが可能である。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１台の熱交換器と、冷却剤ポンプと、チャコールのような吸着剤を再生するためのスクラバ加熱器として機能する冷却剤フローループとを備える。スクラバは、大きい体積および面積を有することで、ガスの流れの抵抗を大幅に増加させずに効果的にスクラブし得る。流れは、再循環ラインに接続されたガス移動装置によって維持され得る。チャコールを冷却することで、アルゴンのような希ガスを含む混合物といった、再循環ガスからスクラブされる化学種をより効果的に吸収し得る。チャコールのような酸素吸着剤もまた、ハイドリノガスをスクラブまたは吸収し得る。分離システムは、複数のスクラバシステムを備え得るものであり、各々のスクラバシステムが、（ｉ）ガス気密封止を維持できるチャンバと、（ｉｉ）酸素のような排ガスを除去するための吸着剤と、（ｉｉｉ）チャンバを再循環ガスラインから隔離し、再循環ガスラインをチャンバから隔離し得る入口バルブおよび出口バルブと、（ｉｖ）チャンバを再循環ラインに接続および切断するために制御器によって制御されるロボット機構といった手段と、（ｖ）加熱器および真空ポンプといった吸着剤を再生する手段であり、加熱器および真空ポンプがその再生中に少なくとも１つの他のスクラバシステムを再生するために共通であってもよい手段と、（ｖｉ）ｎ番目のスクラバシステムの切断、ｎ＋１番目のスクラバシステムの接続、およびｎ＋１番目のスクラバシステムが作動中のスクラバシステムとして機能している間、ｎ番目のスクラバシステムの再生を制御する制御装置と、を備えており、ここで、複数のスクラバシステムのうちの少なくとも１つは、他の少なくとも１つが所望のガスを能動的にスクラビングまたは吸収している間に、再生されてもよい。スクラバシステムは、定期的に制御された排気またはガス回収を伴う閉鎖排気条件下でＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）が動作することを可能にするものであってもよい。例示的な実施形態では、水素および酸素は、対応するガスがほぼ別々に放出される異なる温度に加熱することによって、活性炭のような吸着剤から別々に収集され得る。

反応セルチャンバガスの希ガスの分圧が水素の分圧を超える希ガス、水素（Ｈ_２）、および酸素（Ｏ_２）の反応セルチャンバのガス混合物を含む実施形態において、酸素分圧を増加させて、アルゴンのような希ガスの反応物質濃度希釈効果によるＨＯＨ触媒を形成するための、水素と酸素との間の反応速度の低下を補償することが可能である。一実施形態では、ＨＯＨ触媒は、アルゴンのような希ガスと組み合わせる前に形成されてもよい。水素および酸素は、再結合器または再結合器触媒といった燃焼器、プラズマ供給源、またはフィラメントのような高温表面によって反応させることが可能である。再結合器触媒は、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、シリカ、またはゼオライトの粉末またはビーズ上の、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＩｒ、あるいは、本開示の別の支持された再結合器触媒、あるいは、ラネーＮｉ、Ｎｉ、ニオブ、チタン、または本開示または当技術分野で公知の他の解離作用を担う金属といった、セラミック担体に担持された貴金属を、粉末、マット、織り、布といった大表面積を提供する形で含み得る。例示的な再結合器は、Ａｌ_２Ｏ_３ビーズ上に１０重量％のＰｔを含む。プラズマ供給源は、グロー放電、マイクロ波プラズマ、プラズマトーチ、誘導性または容量性結合ＲＦ放電、誘電体バリア放電、圧電直接放電、音響放電、あるいは本開示または当技術分野で公知の別の放電セルを含み得る。ホットフィラメントは、ホットタングステンフィラメント、ＰｔまたはＰｔ上のＰｄ黒のフィラメント、あるいは当技術分野で公知の別の触媒フィラメントを含み得る。

水、水素、酸素、空気、および希ガスのうちの少なくとも１つといった反応混合物種の入口流は、連続的または断続的であり得る。入口流量および排気または真空流量は、所望の圧力範囲を達成するように制御され得る。入口流は断続的であってもよく、流れは、所望の範囲の最大圧力で停止されるとともに、所望の範囲の最小圧力で開始され得る。反応混合ガスがアルゴンのような高圧希ガスを含む場合、反応セルチャンバを排気し、反応混合物で満たして、ほぼ静的な排気流条件下で作動させることが可能であり、水、水素、および酸素のうちの少なくとも１つといった反応物質の入口流は、圧力を所望の範囲に維持するべく、連続的または断続的な流れ条件下で維持される。さらに、希ガスは、対応する排気ポンプ速度で経済的に実用的な流量で流れることが可能であり、または希ガスは、再循環システムまたは再循環器によって再生または洗浄されて再循環され得る。一実施形態では、反応混合ガスは、インペラまたはガスジェットによってセルに押し込まれて、反応セルの圧力を所望の範囲に維持しながら、セルを通る反応物質の流量を増加させ得る。

一実施形態では、反応セルチャンバの反応セル混合物は、反応物質の注入速度を制御することならびに反応混合物および生成物の過剰な反応物質が反応セルチャンバ５ｂ３１から排出される速度を制御することのうち少なくとも１つの手段によって、反応セルチャンバ圧力を制御することによって制御される。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、バルブ、例えば、圧力センサ、真空ポンプ、真空ライン、バルブ制御器、および電磁バルブまたはスロットルバルブといった圧力作動バルブを含むもので、これは、センサによって測定された圧力を処理する制御器に応答して、反応セルチャンバから真空ポンプまでの真空ラインを開閉する。バルブは、反応セルチャンバガスの圧力を制御し得る。セル圧力が第１の高い設定値に達するまで、バルブは閉じたままになり、次に、バルブが作動して閉じ得る第２の低い設定値に真空ポンプによって圧力が低下するまで作動して開く。一実施形態では、制御器は、反応セルチャンバ圧力、反応物質注入速度、電圧、電流、および溶融金属注入速度といった少なくとも１つの反応パラメータを制御して、非パルス状、またはほぼ定常、または連続プラズマを維持し得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、圧力センサと、反応混合物の少なくとも１つの反応物質または種の供給源、例えば、Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２、Ｏ_２、空気、およびアルゴンのような希ガスの供給源と、反応物質ラインと、バルブ制御器と、センサによって測定された圧力を処理する制御器に応答して反応混合物の少なくとも１つの反応物質または種の供給源および反応セルチャンバからの反応物質ラインを開閉する弁、例えば、電磁弁またはスロットル弁といった圧力作動弁と、を備える。バルブは、反応セルチャンバガスの圧力を制御し得る。セル圧力が第１の高い設定値に達するまで、バルブが開いたままになることが可能であり、次に、バルブを作動し得る第２の低い設定値まで真空ポンプによって圧力が低下するまで、バルブが作動して閉じ得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、マイクロポンプといった注入器を含み得る。マイクロポンプは、機械的または非機械的装置を含み得る。例示的な機械的装置は、作動およびマイクロバルブ膜ならびにフラップを含み得る可動部品を備える。マイクロポンプの駆動力は、圧電効果、静電効果、熱空気圧効果、空気圧効果、および磁気効果から成る群の少なくとも１つの効果を利用することによって発生し得る。非機械的ポンプは、電気流体力学的、電気浸透圧、電気化学的、超音波、毛細管、化学的、および当技術分野で知られている別の流れ形成機構のうちの少なくとも１つと機能し得る。マイクロポンプは、圧電、電気浸透、横隔膜、蠕動、シリンジ、ならびにバルブレスマイクロポンプおよびキャピラリと、化学的に動力を与えられるポンプと、当技術分野で公知の別のマイクロポンプとのうちの少なくとも１つを含み得る。マイクロポンプといった注入器は、水のような反応物質を連続的に供給してもよく、あるいはパルスモード等で断続的に反応物質を供給してもよい。一実施形態では、水注入器は、マイクロポンプのようなポンプ、少なくとも１つのバルブ、および水貯留槽のうちの少なくとも１つを含み、さらに、事前に注入された水の過熱または沸騰を回避するために、冷却器、あるいは、反応セルチャンバ用の水貯留槽および弁を十分な距離だけ除去するための延長導管を、さらに含み得る。

ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、注入制御器と、少なくとも１つのセンサ、例えば、圧力、温度、プラズマ伝導率、またはその他の反応ガスもしくはプラズマパラメータを記録するセンサと、を備え得る。注入シーケンスは、少なくとも１つのセンサからの入力を使用して、過電力によるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）への損傷を回避しながら、必要な電力を供給する制御器によって制御され得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ内の異なる領域に注入するための水注入器といった複数の注入器を備え、該注入器は、制御器によって能動的に作動し、プラズマホットスポットの位置を適時に交互に切り替えて、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）への損傷を回避する。注入は、断続的、周期的断続的、連続的、または所望の電力、利得、および性能の最適化を達成する他の任意の注入パターンを含み得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、水素ガスといった水素の供給源と、酸素ガスといった酸素の供給源とを備える。水素供給源と酸素供給源とのうちの少なくとも１つの供給源は、少なくとも１つ以上のガスタンク、流量調整器、圧力計、弁、および反応セルチャンバへのガスラインを含む。一実施形態では、ＨＯＨ触媒は、水素と酸素との燃焼から生成される。水素ガスおよび酸素ガスは、反応セルチャンバに流入され得る。水素および酸素のうちの少なくとも１つのような反応物質の入口流は、連続的または断続的であり得る。流量および排気または真空流量は、所望の圧力を達成するように制御され得る。入口流れは断続的であってもよく、流れは所望の範囲の最大圧力で停止されてもよく、さらに、所望の範囲の最小圧力で開始されてもよい。Ｈ_２圧力および流量とＯ_２圧力および流量とのうちの少なくとも１つは、ハイドリノ反応からの電力を制御および最適化するべく、ＨＯＨおよびＨ_２濃度または分圧のうちの少なくとも１つを所望の範囲内に維持するように制御され得る。一実施形態では、水素の存在量および流れのうちの少なくとも１つは、酸素の存在量および流れよりも著しく多くなり得る。Ｈ_２対Ｏ_２の分圧とＨ_２対Ｏ_２の流量の少なくとも１つの比率は、約１．１～１０，０００、１．５～１０００、１．５～５００、１．５～１００、２～５０、および２～１０のうちの少なくとも１つの範囲内であり得る。一実施形態では、全圧は、高濃度の新生ＨＯＨと原子Ｈとを支持する範囲内、例えば、約１ミリトル～５００トル、１０ミリトル～１００トル、１００ミリトル～５０トル、および１トル～１００トルの少なくとも１つの圧力範囲内に維持され得る。一実施形態において、貯留槽および反応セルチャンバの少なくとも１つは、オキシ水酸化ガリウムまたはオキシ水酸化スズおよび水酸化ガリウムまたは水酸化スズのうちの少なくとも１つの分解温度よりも高い作動温度に維持され得る。動作温度は、約２００℃～２０００℃、２００℃～１０００℃、および２００℃～７００℃の少なくとも１つの範囲内であり得る。オキシ水酸化ガリウムまたはオキシ水酸化スズおよび水酸化ガリウムまたは水酸化スズの形成が抑制されている場合、水の存在量はガス状態で制御され得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバに流入される水素および酸素といった少なくとも２つのガスを混合するガス混合器を備える。一実施形態では、水マイクロ注入器は、水素と酸素とを混合する混合器を備えており、混合物は、反応セルチャンバに入るときにＨＯＨを形成する。混合器は、質量流量制御器、例えば、各ガスまたは予混合ガスといったガス混合物の質量流量制御器を少なくとも１つ、さらに備え得る。予混合ガスは、水素と酸素とを含む混合物等、その所望のモル比で各ガスを含み得る。Ｈ_２Ｏ_２混合物のＨ_２モル百分率は、かなり過剰になり得るもので、例えば、Ｏ_２のモル百分率の１．５～１０００倍である。質量流量制御器は、結果として生じる反応セルチャンバへのガス流が過剰の水素およびＨＯＨ触媒を含むように、水素および酸素の流れとそれに続く燃焼を制御してＨＯＨ触媒を形成し得る。例示的な実施形態では、Ｈ_２モル百分率は、ＨＯＨのモル百分率の約１．５～１０００倍の範囲内である。混合器は、水素－酸素トーチを含み得る。該トーチは、市販の水素－酸素トーチのような当技術分野で公知の設計を含み得る。例示的な実施形態では、トーチ注入器によってＯ_２がＨ_２と混合され、Ｈ_２ストリーム内でＯ_２が反応してＨＯＨを形成し、ガリウム、スズ、またはセル構成要素などの溶融金属と酸素が反応するのを回避する。あるいは、少なくとも１０倍のモル過剰の水素を含むＨ_２・Ｏ_２混合物は、トーチに供給する流量制御器が２つであるのに対して１つの流量制御器によって、反応セルチャンバに流入する。

Ｏ_２と過剰なＨ_２との反応は、複数の水素結合水分子を含むバルク水および蒸気と比較して、初期生成物として約１００％の新生水を形成し得る。一実施形態では、水素の存在下でのスズは、酸化スズを形成することによってスズがＨＯＨ触媒を消費する低い反応性を有し得るように、３００℃を超える温度に維持さる。ガリウムは、酸化ガリウムを形成することによってＨＯＨ触媒を消費する低い反応性を有し得るように、１００℃未満に維持され得る。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、９９％超Ｈ_２／１％Ｏ_２といった微量Ｏ_２の流れを伴う大流量Ｈ_２の条件下で操作され、ここで、反応セルチャンバの圧力が約１～３０トルの圧力範囲内に低く維持され、かつ所望の電力を生成するように制御され、ここで、Ｈ_２（１／４）を形成することによる理論上の最大電力は、約１ｋＷ／３０ｓｃｃｍであり得る。結果として得られる金属酸化物（例えば、酸化ガリウムまたは酸化チタン）は、その場での水素プラズマと電解還元とによって還元され得る。真空システムが超高真空を達成し得る７５ｋＷの最大過剰電力を発生することができる例示的な実施形態では、動作条件は、低い動作圧力、例えば約１～５トルと、トーチ注入器を介して約１０～２０ｓｃｃｍの酸素として供給される微量ＨＯＨ触媒を使用した、例えば約２０００ｓｃｃｍの高Ｈ_２流量とである。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素、あるいは、金属に接触する構成要素の表面、例えば、反応セルチャンバの壁、反応セルチャンバの上部、貯留槽の内壁、およびＥＭポンプ管の内壁の表面は、ガリウムまたはスズと容易に合金を形成しないコーティング、例えば、ムライト、ＢＮ、または開示された別のものといったセラミック、あるいはＷ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、ＴＺＭ、または開示された他のものといった金属で、コーティングされ得る。別の実施形態では、それらの表面は、ガリウムまたはスズと容易に合金を形成しない材料、例えば炭素、ＢＮ、アルミナ、ジルコニア、石英、または開示された別のものといったセラミック、あるいはＷ、Ｔａ、Ｒｅ、または開示された他のものといった金属で、被覆され得る。一実施形態では、反応セルチャンバ、貯留槽、およびＥＭポンプ管のうちの少なくとも１つは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｍｏ、またはＴＺＭを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素あるいは反応セルチャンバ、貯留槽、ＥＭポンプ管といった構成要素の一部は、合金を形成しない材料を含み得るが、接触するガリウムまたはスズの温度が、約４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、および１０００℃を超える極端な温度を超える場合を除く。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ガリウム合金またはスズ合金の形成により生ずる温度に構成要素の一部が達しない温度で動作し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の動作温度は、熱交換器または水槽といった冷却手段による冷却で制御され得る。水槽は、水マニホールドからのジェット、例えば、衝突する水ジェットを含み得る。水槽は、衝突するウォータージェット、例えば、水マニホールドからのジェットを含み得るもので、ここで、反応チャンバに入射するジェットの本数および流量または各ジェットの少なくとも１つは、反応チャンバを所望の作動温度範囲内に維持するべく、制御器によって制御される。少なくとも１つの表面のウォータージェット冷却を含むものといった実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の少なくとも１つの構成要素の外面は、カーボンといった断熱材で覆われて、動作中の冷却を可能にしながら内部温度の上昇を維持することが可能である。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）が、水などの冷却剤中の懸濁液の少なくとも１つなどの手段によって冷却されるか、または衝突する冷却剤ジェットにさらされる一実施形態では、ＥＭポンプ管は断熱されており、プラズマへの冷たい液体金属の注入を防ぎ、ハイドリノ反応速度の低下を防ぐ。例示的な断熱の実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、非常に優れた断熱材であるセメントタイプの材料で鋳造され得る例えば、セメントタイプの材料は、１Ｗ／ｍＫ未満または０．５Ｗ／ｍＫ未満または０．１Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有し得る）。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の動作中に達成される極端な温度を超えてガリウム合金またはスズ合金を形成する表面は、ガリウムまたはスズとの合金を容易に形成しない材料で選択的にコーティングまたは被覆され得る。ガリウムまたはスズと接触し、かつステンレス鋼といった構成要素の材料の合金温度を超えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の部分は、ガガリウムまたはスズとの合金を容易に形成しない材料で、覆われてもよい。例示的な実施形態では、反応セルチャンバの壁は、とりわけ反応セルチャンバの温度が最も高い電極の近くの領域で、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｍｏ、ＴＺＭ、ニオブ、バナジウム、またはジルコニウムプレートあるいは石英といったセラミックで、覆われ得る。クラッドは、反応セルチャンバライナー５ｂ３１ａを含み得る。ライナーは、ガリウムまたはスズがライナーの後部に浸透するのを防止すべく、ライナーと反応セルチャンバとの壁の間に配置されるガスケットまたはセラミックペーストといった他のガリウムまたはスズ不浸透性材料を含み得る。ライナーは、溶接、ボルト、または当技術分野で公知の別の留め具または接着剤のうちの少なくとも１つによって壁に取り付けられ得る。

一実施形態において、１０、５ｋ２の少なくとも１つといったバスバーと、該バスバーから点火およびＥＭポンプ電源の少なくとも１つへの対応する電気リード線は、利用のために反応セルチャンバ５ｂ３１から熱を除去する手段として、役立ち得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、バスバーと対応するリード線の少なくとも１つとから熱を除去するべく、熱交換器を備え得る。ＭＨＤ変換器を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の一実施形態では、バスバーおよびそのリード線で失われた熱は、バスバーから溶融銀に熱を伝える熱交換器によって反応セルチャンバに戻され、該溶融金属がＭＨＤ変換器から反応セルチャンバへＥＭポンプにより戻され得る。

一実施形態では、反応セルチャンバの側壁、例えば、立方体反応セルチャンバの４つの垂直側面は、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅといった高融点金属で覆われているか、またはＷ、Ｔａ、またはＲｅライナーといった高融点金属で覆われ得る。金属は、ガリウムまたはスズとの合金形成に対する耐性を有し得る。反応セルチャンバの上部は、電気絶縁体で覆われるかまたはコーティングされ得るか、または電気絶縁ライナーを含み得る。例示的なクラッド、コーティング、およびライナー材料は、ＢＮ、ゴリラガラス（例えば、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社から入手可能なアルミノケイ酸塩シートガラス（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｇｏｒｉｌｌａ＿Ｇｌａｓｓ））、石英、チタニア、アルミナ、イットリア、ハフニア、ジルコニア、炭化ケイ素、また、熱分解グラファイトのようなグラファイト、炭化珪素被覆グラファイト、またはＴｉＯ_２－Ｙｒ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３といった混合物のうちの少なくとも１つである。上部ライナーは、台座５ｃ１用の貫通部を備え得る（図１）。上部ライナーは、上部電極８が反応セルチャンバの上部に電気的に短絡するのを防ぐことが可能である。一実施形態では、上部フランジ４０９ａ（図７Ａ～Ｃ）は、本開示の１つなどのライナー、またはムライト、ＺＴＹ、レスボンドなどのセラミックコーティング、または別の本開示のコーティング、またはＶＨＴＦｌａｍｅｐｒｏｏｆ（商標）などの塗料を含み得る。図７Ｆ～Ｈに示される実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、コンフラットフランジなどの嵌合フランジ４０９ｅに対して、銅、銀メッキ銅、またはタンタルガスケットなどのガスケットあるいはＯリングで密封された上部フランジベースプレート４０９ａを備える。フランジは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、アルミナ、ＣｒＣ、ＴｉＮ、Ｔａ、または溶融金属との合金形成を防止する開示済みのものとは別のものなどのコーティングで被覆されてもよい。Ｔａ製などのガスケットまたはＯリングは、合金形成耐性があってもよい。上部フランジベースプレート４０９ａは、上部ライナーをさらに備え得る。上部ライナーは、熱的損傷による破損から上部フランジを保護すべく、上部フランジにマコール（Ｍａｃｏｒ）、石英、または難燃塗装カーボンパックなどの断熱パックを含み得る。パックは、熱損傷を防止するべく、十分な厚さ、例えば０．１ｃｍ～１０ｃｍの範囲内の厚さを有し得る。ガスケットは、溶融金属との合金形成からガスケットを保護するべく、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または本開示の別のものなどのコーティングによって、被覆されてもよい。一実施形態では、フランジは、接合された各構成要素の周囲の環状体などの平らな金属板（ボルト穴なし）で置き換えられてもよい。プレート同士を外縁部で一緒に溶接することで継ぎ目を形成してもよい。この継ぎ目を切断または研磨して、２枚のプレートを分離することも可能である。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ベースプレート４０９ａ熱センサ、点火電源制御器、点火電源、点火電源制御器、および遮断スイッチを備え、該遮断スイッチは、ベースプレート４０９ａで短絡が発生してそれが過熱したときに点火を終了させるべく、直接または間接的に、点火電源制御器および点火電源の少なくとも１つに接続され得る。一実施形態では、セラミックライナーは複数のセクションを含み、ここでセクションは、セクション間に伸縮継手または接合部の少なくとも１つを提供し、ライナーの複数のセクションの長さに沿った温度勾配を制限する。一実施形態では、ライナーの一部がガリウムまたはスズに沈められた場合に形成される急な温度勾配を回避するべく、ライナーを液体金属レベルより上に吊るされてもよい。ライナーセクションは、動作中の異なる温度範囲を有する異なる領域またはゾーンのための材料の異なる組み合わせを含み得る。少なくとも２種類のセラミックの複数のセラミックセクションを含むライナーの例示的な実施形態では、正極に近接するゾーンなどの最も高温のゾーンのセクションは、ＳｉＣまたはＢＮを含み得、少なくとも１つの他のセクションは、石英を含み得る。

一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、内部断熱材（本明細書ではライナーとも呼ばれる）、例えば、石英、ＢＮ、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、または本開示の別のライナーなどの少なくとも１つのセラミックまたはカーボンライナーを含む。いくつかの実施形態では、反応セルチャンバは、セラミックライナーなどのライナーを含まない。いくつかの実施形態では、反応セルチャンバ壁は、溶融金属との合金が生じる温度よりも低い温度に維持される金属を含み得るもので、例えば、ステンレス鋼、例えば、４１３０合金ステンレス鋼もしくはＣｒ－Ｍｏステンレス鋼などの３４７ステンレス鋼、あるいは、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｂ（９４．３３ｗｔ％）－Ｍｏ（４．８６ｗｔ％）－Ｚｒ（０．８１ｗｔ％）、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、またはシリサイド被覆Ｍｏの場合、約４００℃～５００℃よりも低く維持される。一実施形態、反応セルチャンバが水などの冷却剤に浸漬されている実施形態では、反応セルチャンバが水などの冷却剤に浸漬されている場合、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁の厚さは、内壁温度が、壁材料、例えば、４１３０合金ステンレス鋼、Ｃｒ－Ｍｏステンレス鋼、またはＮｂ－Ｍｏ（５ｗｔ％）－Ｚｒ（１ｗｔ％）がガリウムまたはスズなどの溶融金属と合金を形成する温度よりも低くなるように、薄くされ得る。反応セルチャンバの壁の厚さは、約５ｍｍ未満、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、および１ｍｍ未満のうちの少なくとも１つであり得る。ライナー内部の温度は、少なくとも約５００℃～６００℃、５００℃～３４００℃、５００℃～２５００℃、５００℃～１０００℃、および５００℃～１５００℃の少なくとも１つの範囲など、はるかに高くてもよい。例示的な実施形態では、反応セルチャンバおよび貯留槽は、複数のライナー、例えば、Ｗ、Ｔａ、またはＲｅインレイを含み、かつセグメント化され得るＢＮ最内側ライナーと、１つ以上の同心外側石英ライナーなどの複数のライナーと、を含み得る。ベースプレートライナーは、内側のＢＮプレートおよび少なくとも１つの他のセラミックプレートを含み得、それぞれが貫通部の穿孔を有する。一実施形態では、貫通部は、セメント、例えばレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）などのセラミックによって、または溶融ガリウムまたは溶融スズの場合はＷ粉末などの溶融金属合金の形成に耐性のある耐火性粉末によって、密封され得る。例示的なベースプレートライナーは、成形可能なセラミック断熱ディスクである。一実施形態では、ライナーは、ＷまたはＴａインレイなどの耐火物またはセラミックインレイを含み得る。セラミックインレイは、円筒に積み重ねられた小さな高さの半円形リングを含むものなどのセラミックタイルを含み得る。例示的なセラミックは、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、ハフニア、アルミナ、およびマグネシアである。リングの高さは、約１ｍｍ～５ｃｍの範囲であり得る。別の実施形態では、インレイは、高温結合材料またはセメントによって所定の位置に保持され得るタイルまたはビーズを含み得る。あるいは、タイルまたはビーズは、炭素などの耐火性マトリックス、Ｗ、Ｔａ、またはＭｏなどの耐火性金属、あるいはＴａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはＺｒＢ_２、ＴａＣ、ＨｆＣ、およびＷＣ、あるいは本開示の別のものに、埋め込まれてもよい。

例示的な実施形態では、ライナーは、溶融金属表面レベルに石英を備えたセグメント化されたリングを含み得、リングの残りは、ＳｉＣを含み得る。石英セグメントは、六角形または八角形のリングなどのリングを形成する斜角の石英プレートを含み得る。別の例示的な実施形態では、反応セルチャンバの壁は、塗装、カーボンコーティング、またはセラミックコーティングされてもよく、ライナーは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＷを含むものなどの内部耐火金属ライナーとともにカーボンを含み得る。さらなる内側ライナーは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＷのプレートを含むものなどの面取りされた耐火金属プレートを含むものなど、ガリウム表面またはスズ表面に六角形または八角形リングなどの耐火金属リングを含み得る。

断熱材は真空ギャップを含み得る。真空ギャップは、貯貯留槽の直径よりも小さい直径を有するライナーと反応セルチャンバ壁との間の空間を含み得るもので、反応セルチャンバ圧力は、約５０トル未満などの低い圧力である。プラズマが反応セルチャンバ壁に接触するのを防ぐために、反応セルチャンバは、キャップまたは蓋、例えばＢＮプラグなどのセラミックプラグのものを備え得る。ハイドリノ反応混合ガスラインは反応セルチャンバに供給し得、真空ラインはガス排出を提供し得る。真空ギャップは、別個の真空ライン接続によって、あるいは反応セルチャンバまたはその真空ラインによって提供される真空への接続によって、空の状態にされ得る。高温のガリウムまたはスズが貯留槽壁に接触するのを防ぐために、貯留槽壁は、貯留槽の基部からガリウムまたはスズのレベルのすぐ上までの高さを有する少なくとも１つの石英ライナーなどのライナーを備え得るもので、このライナーは溶融ガリウムまたは溶融スズを変位させ、高温のガリウムまたはスズが壁に接触するのを防ぐ。

セル壁は、分子ハイドリノ生成物の浸透を促進して生成物の阻害を回避するために薄くされ得る。ライナーは、反応セルチャンバからのハイドリノ生成物の拡散および浸透を容易にするべく、ＢＮ、多孔質石英、多孔質ＳｉＣなどの多孔質材料、またはガスギャップを含み得る。反応セルチャンバ壁は、分子ハイドリノ、例えば４１３０合金ステンレス鋼などのＣｒ－Ｍｏステンレス鋼に対して、高度に透過性である材料を含み得る。

一実施形態では、少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素、例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁、貯留槽５ｃの壁、ＥＭポンプ管５ｋ６の壁、ベースプレート５ｋｋ１、および上部フランジ４０９ａは、溶融金属との合金形成に抵抗し、かつＯ_２およびＨ_２Ｏの少なくとも一方による腐食に抵抗するセラミックのような本開示の１つのコーティングで被覆されてもよい。コーティングおよびコーティングされた構成要素の熱膨張係数は、例えば、約０．１～１０、０．１～５、および０．１～２の係数の少なくとも１つの範囲内で、ほぼ一致し得る。熱膨張係数の低いセラミックコーティングの場合、コーティングされた部品には、同様の熱膨張係数を有するコバール（Ｋｏｖａｒ）またはインバー（Ｉｎｖａｒ）などのコーティングされた金属が選択される。

一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６と、このＥＭポンプ管５ｋ６に取り付けられたＥＭポンプ管５ｋ６とは、熱膨張係数がほぼ一致している。例示的な実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２に接続されたＥＭポンプ管セクションは、Ｗバスバーの低熱膨張係数に一致するようにインバー（Ｉｎｖａｒ）またはコバール（Ｋｏｖａｒ）を含む。

一実施形態では、ライナーを含む少なくとも１つの構成要素は、冷却システムによって冷却され得る。冷却システムは、ガリウムまたはスズなどの溶融金属により合金が形成される温度よりも低い部品温度を保ち得る。冷却システムは、構成要素が浸漬される水槽を含み得る。冷却システムは、冷却された構成要素に衝突するウォータージェットをさらに含み得る。例示的な実施形態では、この構成要素はＥＭポンプ管を含み、ＥＭポンプ管の水槽浸漬およびウォータージェット冷却は、石英を含むもののような非常に低い熱伝導率を有するＥＭポンプ管ライナーを使用することにより、ＥＭポンプによってポンピングされる高温のガリウムまたはスズの最小限の冷却で実装できる。

発生期の水と原子状水素の形成
一実施形態では、反応セルチャンバはさらに解離剤チャンバを含むもので、該解離剤チャンバは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｅといった水素解離剤、あるいは、支持体上の他の解離剤金属、例えば、炭素またはセラミックビーズ、例えばＡｌ_２Ｏ_３、シリカ、またはゼオライトビーズ、ラネーＮｉ、またはＮｉ、ニオブ、チタン、あるいは本開示の他の解離金属を、粉末、マット、織り、布といった大表面積を提供する形で、収容する。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、供給されたＨ_２およびＯ_２を、反応セルチャンバ５ｂ３１に流入するＨＯＨおよびＨに対して触媒的に反応させるための再結合器を含む。再結合器は、温度センサ、加熱器、および冷却システムの少なくとも１つを含む制御器をさらに備えてもよく、この冷却システムは、例えば、再結合器の温度を感知し、ウォータージェットおよび加熱器などの冷却システムの少なくとも１つを制御して、再結合器触媒を所望の動作温度範囲、例えば、約６０℃～６００℃の温度範囲に維持する熱交換器である。上限温度は、再結合器触媒が焼結して有効な触媒表面積を失う温度によって制限される。

Ｈ_２／Ｏ_２再結合反応のＨ_２Ｏ収率は、特に流動条件下では１００％ではない場合がある。酸化膜の形成を防ぐために酸素を除去すると、約１０％～１００％の範囲で発火力の減少を可能にし得る。再結合器は、セルに流入する酸素のほぼすべてを、酸素のＨ_２Ｏへの変換によって除去する手段を備え得る。再結合器はさらに、ガスラインを通って反応セルチャンバに流れるＨ原子およびＨＯＨ触媒を形成するための解離剤として機能し得る。再結合器内のガス流路を長くすると、再結合器内での滞留時間が長くなり、Ｏ_２からＨ_２への反応がよりいっそう完結する方向へ進み得る。しかし、再結合器とガスラインの経路が長くなると、より望ましくないＨ再結合とＨＯＨ二量体化をもたらし得る。そこで、再結合器では流路長の競合効果のバランスが最適化されており、再結合器／解離器から反応セルチャンバまでのガスラインの長さが最短化され得る。

一実施形態では、反応セルチャンバへのＯ_２、空気、またはＨ_２Ｏなどの酸素源の供給は、反応セルチャンバの酸素存在量の増加をもたらす。ガリウムまたはスズが溶融金属である場合、酸素存在量は、酸化ガリウムまたは酸化スズ、Ｈ_２Ｏ、およびＯ_２のうちの少なくとも１つを含み得る。酸素存在量は、ハイドリノ反応のＨＯＨ触媒の形成に不可欠であると考えられる。しかしながら、液体ガリウム上の酸化ガリウムまたは液体スズ上の酸化スズなどの溶融金属上の酸化物コーティングは、ハイドリノ反応の抑制および一定の点火電流での点火電圧の増加をもたらし得る。一実施形態では、酸素存在量が最適化される。最適化は、制御器で断続的に酸素を流すことによって達成され得る。あるいは、最適な存在量が蓄積されるまで、酸素を高速で流してもよく、続いて、流量を減らして所望の最適な存在量を維持してもよく、この少ない流量は、真空ポンプによる排気などの手段による反応チャンバおよび貯留槽からの除去によって酸素存在量が枯渇する割合と釣り合う。例示的な実施形態では、ガス流量は、約１分間で約（２５００ｓｃｃｍＨ_２／２５０ｓｃｃｍＯ_２）であり、約１００ｃｃの反応セルチャンバと約１ｋｇのガリウムまたはスズ貯留槽存在量にロードをかけ、その後は約（２５００ｓｃｃｍＨ_２／５ｓｃｃｍＯ_２）になる。酸化物層が形成されていないことまたは消費されていることを示すのは、一定の点火電流での点火電圧の経時的な低下であり、この電圧は電圧センサによって監視され、酸素流量は制御器によって制御される。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、点火力パラメータセンサと酸素源流量制御器とを備え、この制御器は、固定電流での点火電圧、固定電圧での点火電流、および点火電力のうちの少なくとも１つを感知し、電力パラメータに応じて酸素源の流量を変更する。酸素源は、酸素および水の少なくとも１つを含み得る。例示的な実施形態では、酸素源制御器は、点火電圧に基づいて反応セルチャンバへの酸素の流れを制御し得るもので、反応セルチャンバ内の酸素存在量は、点火電力パラメータセンサによって閾値電圧未満で検出された電圧に応答して増加し、閾値電圧を超えて検出された電圧に応答して減少する。

再結合器の収量を増加させるために、再結合器の滞留時間、表面積、および触媒活性を増加させてもよい。より高い反応速度を有する触媒が選択され得る。作動温度を上昇させてもよい。

別の実施形態では、再結合器は、Ｐｔ黒－Ｐｔフィラメントなどの貴金属ブラックコーティングされたＰｔフィラメントなどのホットフィラメントを含む。フィラメントは、電源、温度センサ、および制御器によって維持される抵抗加熱によって、所望の再結合率を維持するために十分に高い温度に維持され得る。

一実施形態では、Ｈ_２／Ｏ_２再結合器は、グロー放電、マイクロ波、無線周波数（ＲＦ）、誘導、または容量結合ＲＦプラズマなどのプラズマ源を備える。再結合器として切断する放電セルは、高真空に対応し得る。図９Ａ～Ｃおよび図８Ｃ～Ｌに示される例示的な放電セル９００は、銅、銀メッキ銅、またはタンタルガスケットもしくはＯリングで密封された嵌合トッププレート９０３を有する上部にコンフラットフランジ９０２を有するステンレス鋼容器またはグロー放電プラズマチャンバ９０１を含む。フランジは、溶融金属との合金形成を防止する防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、アルミナ、ＣｒＣ、ＴｉＮ、Ｔａ、または本開示の別のものなどのコーティングで被覆されてもよい。ガスケットまたはＯリング、例えばＴａのものは、合金形成耐性であってもよい。一実施形態では、フランジは、接合された各構成要素の周囲の環状部などの平らな金属板（ボルト穴なし）で置き換えられてもよい。プレート同士を外縁部で溶接することで継ぎ目を形成してもよい。この継ぎ目を切断または研磨して、２枚のプレートを分離することも可能である。上部プレートは、９０４を介して内部タングステンロッド電極９０５への高電圧供給を有し得る。セル本体は、対極として機能するように接地されてもよい。上部フランジは、Ｈ_２、Ｏ_２、空気、Ｈ_２Ｏ、および希ガス（例えば、Ａｒ）のうちの少なくとも１つ、またはそれらの混合物（例えば、Ｈ_２／Ｏ_２、Ｈ_２／空気／、Ｈ_２／Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２／希ガス、Ｏ_２／希ガス、Ｈ_２／Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２／Ｏ_２／希ガス、Ｈ_２／Ｈ_２Ｏ／希ガス、Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ／希ガス、Ｈ_２／Ｏ_２／空気／、Ｈ_２／空気／Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２／空気／希ガス、Ｈ_２／空気／Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２／空気／希ガス、Ｈ_２／Ｏ_２／空気／希ガス）などのハイドリノ反応混合ガス用の少なくとも１つのガス入口９０６をさらに備え得る。ハイドリノ反応混合物にアルゴンを添加しながらＨＯＨ触媒生成の所望の収率を増加させるべく、放電セルには、水素ガスと酸素ガスが流されてもよく、また、水素ガスと酸素ガスが放電セルに流されてもよく、さらに、アルゴンが別のガス入口から反応セルチャンバ５ｂ３１に流されてもよい。上部フランジは、Ｈ_２、Ｏ_２、および混合物のための少なくとも１つのガス入口９０６をさらに含み得る。ステンレス鋼容器のベースプレート９０７は、反応セルチャンバへのガス出口を含み得る。グロー放電セルは、約１０Ｖ～５ｋＶの範囲の電圧および約０．０１Ａ～１００Ａの範囲の電流を有する直流電源などの電源をさらに含む。所望のガス圧、電極間距離、および放電電流に対するグロー放電の破壊電圧および維持電圧は、パッシェンの法則に従って選択され得る。グロー放電セルは、ガス分解を引き起こして放電プラズマを開始させるスパークプラグ点火システムなどの手段をさらに備えてもよく、グロー放電プラズマ電力は、グロー放電を維持するより低い維持電圧で動作する。絶縁破壊電圧は約５０Ｖ～５ｋＶの範囲であってもよく、また維持電圧は約１０Ｖ～１ｋＶの範囲であってもよい。グロー放電セルは、点火電力の短絡を防ぐために、反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃなどの他のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素から電気的に絶縁され得る。圧力波は、グロー放電の不安定性を引き起こし、反応セルチャンバ５ｂ３１に流入する反応物質に変動を生じさせ、グロー放電電源を損傷する可能性がある。ハイドリノ反応による背圧波がグロー放電プラズマチャンバに伝播するのを防ぐために、反応セルチャンバ５ｂ３１は、グロー放電セルからのガスラインが反応セルチャンバに入る電極バスバーのＢＮスリーブにねじ込まれたものなどのバッフルを、含み得る。グロー放電電源は、コンデンサなどの少なくとも１つのサージプロテクタ要素を含み得る。放電セルの長さと反応セルチャンバの高さとを最小化して、グロー放電プラズマからガリウムの正の表面までの距離を短くし、再結合可能な距離を短くすることによって原子状水素とＨＯＨ触媒の濃度を上げることが可能である。

グロー放電セルは、他の原子状水素源、例えば電子衝撃加熱された微細なタングステンキャピラリー（熱水素クラッカー）内で水素を熱解離することによって機能するものに置き換えられてもよく、ここで、高温の壁に沿う跳ね返りにより、水素分子が原子状水素に分解される。この原子状水素源は、当技術分野で公知のもの、例えば、典型的な市販の原子状水素源であるＴｅｃＴｒａの「Ｈ^－フラックス原子水素源」（Ｈ^－ｆｌｕｘＡｔｏｍｉｃＨｙｄｒｏｇｅｎＳｏｕｒｃｅ）（ｈｔｔｐｓ：／／ｔｅｃｔｒａ．ｄｅ／ｓａｍｐｌｅ－ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ／ａｔｏｍｉｃ－ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｓｏｕｒｃｅ／＃：～ｔｅｘｔ＝Ｈ％２Ｄｆｌｕｘ％２０Ａｔｏｍｉｃ％２０Ｈｙｄｒｏｇｅｎ％２０Ｓｏｕｒｃｅ，ｉｓ％２０ｃｒａｃｋｅｄ％２０ｔｏ％２０ａｔｏｍｉｃ％２０ｈｙｄｒｏｇｅｎ）であってもよい。

一実施形態では、プラズマセルなどの原子ＨおよびＨＯＨ触媒の少なくとも１つの供給源と反応セルチャンバ５ｂ３１との間の接続の面積は、原子Ｈ壁の再結合とＨＯＨの二量体化とを回避するべく、最小化され得る。グロー放電セルなどのプラズマセルは、電気絶縁体、例えば、反応セルチャンバの上部フランジ４０９ａに直接接続するソリッドシールテクノロジー社（ＳｏｌｉｄＳｅａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．）製の電気アイソレータに、直接接続され得る。電気絶縁体は、溶接、フランジ接合部、または当技術分野で知られている他の留め具によって、放電セルおよびフランジに接続され得る。電気絶縁体の内径は、放電セルチャンバの直径程度のように大きくてもよく、例えば、約０．０５ｃｍ～１５ｃｍの範囲である。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と放電セルの本体とがグランドレベルなどの同一電圧に保たれている別の実施形態では、放電セルは、反応セルチャンバに、例えば反応セルチャンバの上部フランジ４０９ａに、直接接続され得る。この接続は、溶接、フランジ接合部、または当技術分野で知られている他の留め具を含み得る。接続部の内径は、放電セルチャンバの直径程度、例えば約０．０５ｃｍ～１５ｃｍの範囲程度の大きさであってもよい。

出力電力レベルは、水素および酸素の流量、放電電流、点火電流および電圧、ＥＭポンプ電流、ならびに溶融金属の温度によって制御され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、出力電力を制御するために、これらおよびその他のパラメータのそれぞれに対応するセンサおよび制御器を備え得る。ガリウムまたはスズなどの溶融金属は、約２００℃～２２００℃の温度範囲に維持され得る。反応セルチャンバ壁に沿ってＭｏライナーを備えた直径８インチの４１３０Ｃｒ－Ｍｏステンレス鋼セルを含む例示的な実施形態では、グロー放電水素解離器および再結合器は、０．７５インチ外径セットのコンフラットフランジによって反応セルチャンバのフランジ４０９ａに直接接続されており、グロー放電電圧は２６０Ｖであり、グロー放電電流は２Ａであり、水素流量は２０００ｓｃｃｍであり、酸素流量は１ｓｃｃｍであり、動作圧力は５．９トルであり、ガリウムまたはスズの温度は水槽冷却で４００℃に維持され、点火電流および電圧は１３００Ａおよび２６～２７Ｖであり、ＥＭポンプ速度は１００ｇ／ｓであり、ならびに出力電力は、少なくとも１０倍のゲインに対応する２９ｋＷの入力点火電力に対して３００ｋＷ超であった。

一実施形態では、グロー放電セル再結合器などの再結合器は、水などの冷却剤によって冷却され得る。例示的な実施形態では、再結合器の電気的フィードスルーは、水冷されてもよい。再結合器は、冷却のために攪拌水槽に沈めてもよい。再結合器は、迷走電圧を感知し、電圧が約０Ｖ～２０Ｖ（例えば、０．１Ｖ～２０Ｖ）の範囲の閾値を超えるとプラズマ電源を停止する安全キルスイッチを備え得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、グロー放電、マイクロ波放電などの放電セル、あるいは誘導または容量結合放電セルなどの駆動プラズマセルとして構成され、ハイドリノ反応混合物は、Ｈ_２（６６．６％）対Ｏ_２（３３．３％）の化学量論的混合モル％に対して酸素過剰の水素などの本開示のハイドリノ反応混合物を含む。駆動プラズマセルは、真空が可能な容器、反応混合物供給部、真空ポンプ、圧力計、流量計、プラズマ発生器、プラズマ電源、および制御器を備え得る。ハイドリノ反応を維持するためのプラズマ源は、参照により組み込まれるミルズ（Ｍｉｌｌｓ）の先行出願に記載されている。プラズマ源は、Ｈ_２（６６．６％）対Ｏ_２（３３．３％）のモルパーセントの理論混合物に比べて酸素が不足している水素と酸素との混合物を含むハイドリノ反応混合物中にプラズマを維持し得る。水素－酸素混合物の酸素不足は、理論混合物の酸素不足から約５％～９９％の範囲にあり得る。混合物は、約９９．６６％～６８．３３％のＨ_２および約０．３３３％～３１．６６％のＯ_２のモルパーセントを含み得る。これらの混合物は、反応セルチャンバ内の偏った溶融金属との相互作用により、本明細書に記載されるような触媒反応を誘発するのに十分なグロー放電などのプラズマセルを通過する際に、反応混合物を生成し得る。

一実施形態では、プラズマセルからの流出で形成された反応混合ガスは、インペラなどの速度ガス流手段によって、またはガスジェットによって反応セルに押し込まれ、反応セルの圧力を所望の範囲に保ちながら、セルを通る反応物質の流量を増加させることが可能である。高速ガスは、反応セルチャンバに注入される前に再結合器プラズマ源を通過し得る。

一実施形態では、プラズマ再結合器／解離器は、外部のプラズマ再結合器／解離器から反応セルチャンバに原子ＨおよびＨＯＨ触媒を直接注入することにより、反応セルチャンバ内の原子ＨおよびＨＯＨ触媒の少なくとも１つを高濃度に保つ。対応する反応条件は、反応セルチャンバ内の非常に高い温度によって生じる、非常に高い速度論的効果および出力効果をもたらすものと類似し得る。例示的な高温範囲は、約２０００℃～３４００℃である。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＨおよびＨＯＨ原子触媒の少なくとも１つを注入するプラズマ放電セル再結合器／解離器などの複数の再結合器／解離器を備えており、反応セルチャンバへの注入は、流れによるものであってもよい。

別の実施形態では、Ｈ_２タンクといった水素源は、少なくとも２つの質量流量制御器（ＭＦＣ）に接続され得るマニホールドに接続され得る。第一質量流量制御器は、Ｈ_２ラインおよびアルゴンタンクといった希ガス源からの希ガスラインを受け入れる第二マニホールドにＨ_２ガスを供給し得る。第二マニホールドは、Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐｔ／Ｃといった触媒といった解離器あるいはハウジング内の本開示の別のものに接続されたラインに出力し得るもので、ここで、解離器の出力は、反応セルチャンバへのラインであり得る。第二質量流量制御器は、Ｈ_２ラインおよびＯ_２タンクといった酸素供給源からの酸素ラインを受け入れる第三マニホールドにＨ_２ガスを供給し得る。第３のマニホールドは、Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐｔ／Ｃといった触媒といった再結合器へのライン、またはハウジング内の本開示の別のものに出力し得るもので、ここで、再結合器の出力は反応セルチャンバへのラインであってもよい。

また、第二質量流量制御器は、第一質量流量制御器によって供給される第二マニホールドに接続されてもよい。別の実施形態では、第一質量流量制御器は、再結合器または再接合器と第二質量流量制御器とに、水素を直接流すことができる。アルゴンは、アルゴンタンクのような供給源からガスを受け取るとともにアルゴンを反応セルチャンバに直接出力する第三質量流量制御器によって、供給される。

別の実施形態では、Ｈ_２は、Ｈ_２タンクのような供給源から、第一マニホールドに出力する第一質量流量制御器に流れ得る。Ｏ_２は、Ｏ_２タンクといったその供給源から、第一マニホールドに出力する第二質量流量制御器に流れ得る。第一マニホールドは、第二マニホールドに出力する再結合器／解離器に出力し得る。アルゴンといった希ガスは、アルゴンタンクといったその供給源から、反応セルチャンバに出力する第二マニホールドに流れ得る。他の流れの構図は、本開示の範囲内にあり、流れは、当技術分野で公知のガス供給、質量流量制御器、マニホールド、および接続によって、可能な順序だった並び替えで、反応ガスを送達する。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、水または水素ガスといった水素の供給源、例えば水素タンク、水素質量流量制御器、圧力調整器といった供給源からの流量を制御する手段と、水素源から、チャンバ内の溶融金属レベルより下の貯留槽または反応セルチャンバの少なくとも１つまでの水素ガスラインといったラインと、制御器とのうちの少なくとも１つを備える。水素または水素ガスの供給源は、溶融金属に直接導入され得るもので、その濃度または圧力は、金属の外部に導入することによって達成されるものよりも高くすることが可能である。濃度または圧力は、金属の外部への導入によって達成されるものよりも高くてもよい。濃度または圧力がより高いほど、溶融金属中の水素の溶解度をさらに高め得る。水素は原子状水素として溶解され得るもので、ガリウムまたはスズあるいはガリンスタンといった溶融金属が解離剤として機能し得る。別の実施形態では、水素ガスラインは、貴金属のような水素解離剤を、支持体上の貴金属、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３支持体上のＰｔを含み得る。原子状水素は、ハイドリノ反応を支持するべく、反応セルチャンバ内の溶融金属の表面から放出され得る。ガスラインは、溶融金属が質量流量制御器に逆流するのを防ぐべく、溶融金属への出口よりも高い位置にある水素源からの入口を有し得る。水素ガスラインは、溶融金属内に延在してもよく、水素ガスを分配するべく端部に水素ディフューザをさらに備え得る。水素ガスラインといったラインは、Ｕ部分または捕捉を含み得る。ラインは、溶融金属の上方で反応セルチャンバに入り、溶融金属表面の下で屈曲する部分を含み得る。水素タンク、レギュレータ、質量流量制御器といった水素源の少なくとも１つは、水素ガスラインのようなライン出口での溶融金属の頭部圧力に打ち勝って水素または水素ガスの所望の供給源を可能にするべく、水素または水素源の十分な圧力を提供し得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、タンク、バルブ、レギュレータ、圧力計、真空ポンプ、制御器といった水素源を備え、さらに、水素源から原子状水素を形成するための少なくとも１つの手段、例えばＲｅ／ＣまたはＰｔ／Ｃといった開示の１つのような水素解離剤の少なくとも１つと、プラズマの供給源、例えば、ハイドリノ反応プラズマ、グロー放電プラズマを維持するべくＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）電極に印加し得る高電圧電源、ＲＦプラズマ源、マイクロ波プラズマ源、または反応セルチャンバ内に水素プラズマを維持するための本開示の別のプラズマ源と、を備える。水素源は、加圧水素を供給してもよい。加圧水素源は、反応セルチャンバを水素で可逆的および断続的に加圧することの少なくとも一方を実行し得る。加圧された水素は、ガリウムまたはスズのような溶融金属に溶解し得る。原子状水素を形成する手段は、溶融金属中の水素の溶解度を高め得る。反応セルチャンバの水素圧力は、約０．０１気圧～１０００気圧、０．１気圧～５００気圧、および０．１気圧～１００気圧の少なくとも１つの範囲内であり得る。水素は、吸収を可能にする滞留時間後に排気することにより除去され得る。滞留時間は、約０．１秒間～６０分間、１秒間～３０分間、および１秒間～１分間の少なくとも１つの範囲であり得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、複数の反応セルチャンバと制御器とを備え得るもので、原子状水素が断続的に供給されること、および状況に応じた方法で水素により加圧および減圧されることの少なくとも一方が可能であり、ここで、各反応セルチャンバは、別のセルチャンバが加圧または原子状水素の供給、排気、またはハイドリノ反応を維持する動作中に水素を吸収し得る。水素を溶融ガリウムまたは溶融スズに吸収させるための例示的なシステムおよび条件は、参照により本明細書に組み込まれるＣａｒｒｅｏｎ（Ｍ．Ｌ．Ｃａｒｒｅｏｎ，「プラズマ存在下での溶融ガリウムまたは溶融スズとのＨ_２およびＮ_２の相乗的相互作用」（ＳｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆＨ_２ａｎｄＮ_２ｗｉｔｈｍｏｌｔｅｎｇａｌｌｉｕｍｏｒｔｉｎｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｐｌａｓｍａ），Ｖｏｌ．３６，Ｉｓｓｕｅ２，（２０１８），０２１３０３ｐｐ．１－８；ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１１６／１．５００４５４０）によって与えられている。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、高い水素圧、例えば０．５～１０気圧で動作し、プラズマは、連続プラズマおよび点火電流よりもはるかに低い入力電力でパルス動作を示す。次に、圧力を約１トル～５トルに維持し、１５００ｓｃｃｍＨ_２＋１５ｓｃｃｍＯ_２を１ｇのＰｔ／Ａｌ_２Ｏ_３に９０℃以上で流してから、反応セルチャンバに流し、ここで、ガリウムまたはスズの温度の上昇に伴い、ガリウムまたはスズからの追加のＨ_２ガス放出により、高出力が発生する。対応するＨ_２のロード（ガリウムまたはスズの吸収）とアンロード（ガリウムまたはスズからのＨ_２のガス放出）を繰り返してもよい。

一実施形態において、水素源または水素ガス源は、溶融金属槽が電極として機能する一対の電極の対向電極に溶融金属を推進する方向に沿って、溶融金属に直接注入されてもよく、ここで、溶融金属槽は電極として機能する。ガスラインは注入器として機能し得るもので、あるいは、水素源またはＨ_２ガス注入といった水素注入源が少なくとも部分的に溶融金属注入器として機能し得る。ＥＭポンプ注入器は、少なくとも２つの電極および電源を備える点火システムの追加の溶融金属注入器として機能し得る。

一実施形態において、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は分子水素解離剤を含む。解離器は、反応セルチャンバ内に、または反応セルチャンバとガス連通する別個のチャンバ内に収容され得る。別体のハウジングは、ガリウムまたはスズのような溶融金属に曝されることによる解離器の故障を防止し得る。解離器は、アルミナビーズ上のＰｔのような支持されたＰｔ、または本開示または当技術分野で既知の別の解離物質を含んでもよい。あるいは、解離器は、熱フィラメントまたはプラズマ放電源、例えば、グロー放電、マイクロ波プラズマ、プラズマトーチ、誘導的もしくは静電容量的に結合されたＲＦ放電、誘電体バリア放電、圧電直接放電、音響放電、または本開示の別の放電セル、もしくは当技術分野で既知の放電セルを含んでもよい。熱フィラメントは、電気的に絶縁されたフィードスルーを通して電流を流し、反応セルチャンバの壁を貫通し、次いでフィラメントを貫通する電源によって抵抗加熱され得る。

別の実施形態では、点火電流を増加させて、水素解離速度およびプラズマイオン電子再結合速度の少なくとも一方を増加させることが可能である。一実施形態では、点火波形は、直流オフセット、例えば、約１Ｖ～１００Ｖの範囲内の重畳交流電圧を伴う約１Ｖ～１００Ｖの電圧範囲内の直流オフセットを含み得る。直流電圧は、ハイドリノ反応混合物中にプラズマを形成するのに十分な交流電圧を増加させ得るものであり、また、交流成分は、プラズマの存在下で、例えば、約１００Ａ～１００，０００Ａの範囲内の高電流を含み得る。交流変調を伴う直流電流により、点火電流は、対応する交流周波数、例えば、約１Ｈｚ～１ＭＨｚ、１Ｈｚ～１ｋＨｚ、および１Ｈｚ～１００Ｈｚの少なくとも１つの範囲内で、パルス化され得る。一実施形態では、ＥＭポンピングが増加されることで、抵抗を減少させ、かつ電流および点火力の安定性を増加させる。

一実施形態では、高圧グロー放電は、マイクロホローカソード放電によって維持され得る。微小中空カソード放電は、直径約１００ミクロンの開口部を有する２つの近接しながらも離間した電極間で維持され得る。典型的な直流放電は、ほぼ大気圧まで維持され得る。一実施形態では、高いガス圧での大量のプラズマは、並行して動作する個々のグロー放電の重ね合わせによって維持され得る。プラズマ電流は、直流または交流のうちの少なくとも１つであり得る。

一実施形態では、原子状水素濃度は、Ｈ_２ＯまたはＨ_２よりも解離しやすい水素源を供給することによって増加する。例示的な供給源は、メタン、炭化水素、メタノール、アルコール、Ｈを含む別の有機分子など、Ｈ原子あたりのより低いエンタルピーおよびより低い形成自由エネルギーのうちの少なくとも１つを有するものである。

一実施形態において、解離器は、電極８、例えば、図１に示されるものを含み得る。電極８は、最高３２００℃といった高温で動作可能な解離器を含み得る。また、ガリウムまたはスズのような溶融金属との合金形成に耐性のある材料をさらに含んでもよい。例示的な電極は、ＷおよびＴａの少なくとも１つを含む。一実施形態では、バスバー１０は、平面板といったベーン解離器などの取り付けられた解離器を含み得る。平面板は、バスバー１０の軸に沿った縁の面を固定することによって取り付けられ得る。ベーンはパドルホイールパターンを含み得る。ベーンは、点火電流による抵抗加熱およびハイドリノ反応による加熱の少なくとも一方によって加熱され得るバスバー１０からの伝導熱伝達によって、加熱され得る。ベーンのような解離器は、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、またはＴｉといった高融点金属を含み得る。

溶融金属
代替の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ポンプシステムを含む冷却液流熱交換器を備えるもので、それによって、流れるクーラントによって反応セルチャンバが冷却され、ここでは、所望の温度範囲内で動作するように反応セルチャンバを制御するべく、流量を変化させてもよい。熱交換器は、マイクロチャネルプレートのようなチャネルを備えたプレートを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ５３１、貯留槽５ｃ、台座５ｃ１を備え、すべての構成要素がハドリノ反応プラズマと接触するものであり、１つまたは複数の構成要素がセルゾーンを含み得る。一実施形態では、流動冷却剤を含むものといった熱交換器は、対応するセルゾーンを独立した所望の温度に維持するべく、セルゾーンに編成された複数の熱交換器を含み得る。

図６に示すような一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、溶融ガリウムレベルで反応セルチャンバ５ｂ３１の内側に固定された断熱材またはライナー５ｂ３１ａを備えることで、高温のガリウムまたはスズがチャンバ壁に直接接触するのを防止する。断熱材は、断熱材、電気絶縁材、およびガリウムまたはスズといった溶融金属による濡れに耐性のある材料のうちの少なくとも１つを含み得る。断熱材は、ガリウム表面またはスズ表面温度を上昇させること、および、反応セルチャンバ壁上にあり、該壁を溶融させ得る局所的なホットスポットを形成することの少なくとも１つを可能にする。さらに、本開示の１つのような水素解離剤は、ライナーの表面に被覆されてもよい。別の実施形態では、壁の厚さの少なくとも１つを増加させ、銅ブロックといった熱拡散器を壁の外面に張り付けて、壁内の熱力を拡散させて、局所的な壁の溶融を防止する。断熱材は、ＢＮ、ＳｉＣ、炭素、ムライト、石英、溶融シリカ、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、本開示の他のもの、および当業者に公知ものといったセラミックを含み得る。断熱材の厚さは、溶融金属および酸化ガリウムまたは酸化スズによる表面コーティングの所望の面積を達成するべく選択され得るもので、面積が小さいほどハイドリノ反応プラズマの集中によって温度が上昇し得る。面積が小さいと電子とイオンの再結合率が低下する可能性があるため、ハイドリノの反応力を最適化しながら、酸化ガリウム膜または酸化スズ膜の除去を優先するように面積が最適化され得る。長方形の反応セルチャンバを含む例示的な実施形態では、長方形のＢＮブロックは、溶融ガリウムまたは溶融スズの表面のレベルで反応セルチャンバの内壁に溶接されるねじ付きスタッドに対して、ボルトで固定される。ＢＮブロックは、反応セルチャンバの内側のこの位置に連続的な隆起面を形成する。

一実施形態（図１および図６）では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、貯留槽５ｃの底部にあるＥＭポンプのベースプレートを通るバスバー５ｋ２ｋａ１を備える。バスバーは点火電流電源に接続され得る。バスバーは、溶融金属レベルよりも上に伸びていてもよい。バスバーは、ガリウムのような溶融金属の他、正極を兼ねていてもよい。溶融金属は、バスバーを放熱してバスバーを冷却し得る。バスバーは、溶融金属がガリウムまたはスズを含む場合、溶融金属と合金を形成しない高融点金属、例えばＷ、Ｔａ、またはＲｅを含み得る。ガリウム表面またはスズ表面から突出したＷロッドのようなバスバーは、プラズマをガリウム表面またはスズ表面に集中させ得る。Ｗを含むような注入器ノズルは、熱損傷から保護されるべく、貯留槽内の溶融金属中に浸漬されてもよい。

溶融金属が電極として機能するもの等、一実施形態（図１）では、電流密度を高めるべく、溶融電極として機能する断面積が最小化され得る。溶融金属電極は、注入器電極を含み得る。注入ノズルは、浸漬されてもよい。溶融金属電極は正極性であってもよい。溶融金属電極の面積は、ほぼ対極の面積とされ得る。溶融金属表面の面積を最小化して、大電流密度の電極として機能し得る。面積は、約１ｃｍ^２～１００ｃｍ^２、１ｃｍ^２～５０ｃｍ^２、および１ｃｍ^２～２０ｃｍ^２のうちの少なくとも１つの範囲内であり得る。反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つは、溶融金属レベルで断面積がより小さくなるようにテーパー状であってもよい。反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つの少なくとも一部は、溶融金属レベルで、タングステン、タンタル、またはＢＮといったセラミックのような耐火性材料を含み得る。例示的な実施形態では、溶融金属レベルにある反応セルチャンバと貯留槽との少なくとも１つの面積は、高電流密度の正極として機能するように最小化され得る。例示的な実施形態では、反応セルチャンバは円筒形であり、レデューサ、円錐部位、または貯留槽への移行部をさらに含んでもよく、ここでガリウムまたはスズといった溶融金属は、対応する溶融金属表面でのガリウムまたはスズの断面積は小さく、かつ電流が集中して電流密度が増加するように、貯留槽をあるレベルまで満たす。例示的な実施形態（図７Ａ）では、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つは、砂時計の形または１枚の双曲面を含み、ここで、溶融金属のレベルが最小断面積のレベルとほぼ同じである。この領域は、耐火物を含んでもよい。この領域は、炭素のような耐火性材料、Ｗ、Ｔａ、またはＲｅのような耐火性金属、あるいはＢＮ、ＳｉＣ、または石英といったセラミックのライナー５ｂ３１ａを含む。例示的な実施形態では、反応セルチャンバは、３４７ステンレス鋼、例えば４１３合金ステンレス鋼といったステンレス鋼を含んでもよく、また、ライナーはＷまたはＢＮを含んでもよい。一実施形態では、反応セルチャンバは、電極間の軸を中心とする環状リングなどの少なくとも１つのプラズマ閉じ込め構造を含み、リング内にプラズマを閉じ込める。リングは、溶融金属および反応セルチャンバの壁と短絡されていることおよび電気絶縁支持体によって電気的に絶縁されていることの少なくとも１つであってもよい。

反応セルまたはチャンバの構成
一実施形態では、反応セルチャンバは、真空または高圧に耐えられるステンレス鋼管容器５ｂ３を含むものなどの管反応器（図７Ｂ～Ｃ）を備え得る。ガス注入口７１０からガスを流し、かつ真空ライン７１１からガスを排出することで、容器内の圧力と反応混合物が制御され得る。反応セルチャンバ５ｂ３１は、ライナー５ｂ３１ａ、例えば、ＢＮ、石英、熱分解炭素、またはＳｉＣを含むものなどのセラミックライナーなどの耐火ライナーを備えてもよく、これは、反応セルチャンバ５ｂ３１を容器５ｂ３の壁から電気的に隔離し得るものであり、かつリウム合金の形成をさらに防止し得る。あるいは、Ｗ、Ｔａ、またはＲｅなどの高融点金属ライナーにより、ガリウム合金またはスズ合金の形成を減らしてもよい。ＥＭバスバー５ｋ２は、導電性であり、ガリウム合金またはスズ合金の形成に抵抗する材料、コーティング、またはクラッディングを含み得る。例示的な材料は、Ｔａ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｗ、およびＩｒである。各バスバー５ｋ２は、溶接またはスウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）などの留め具によってＥＭポンプ管に固定されてもよく、これは、Ｔａ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｗ、およびＩｒの少なくとも１つなどの、セラミックまたはガリウム合金もしくはスズ合金に対する耐性金属を含むコーティングを含み得る。

一実施形態では、ライナー（ＥＭポンプのライナー、反応セルのライナーなど）は、複数の材料、例えば、複数のセラミックまたは１つのセラミックと高融点金属とのハイブリッドを含む。セラミックは、ＢＮ、石英、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、あるいはＴａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはＨｆのものなどの二ホウ化物または炭化物、例えば、ＺｒＢ_２、ＴａＣ、ＨｆＣ、およびＷＣなど、本開示の１つであり得る。高融点金属は、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｉｒ、またはＭｏなど、本開示の１つであり得る。管状セルの例示的な実施形態（図７Ｂ～Ｃ）では、ライナーは、プラズマが最も強い領域に凹バンドを含むＢＮ管を備え、ＢＮ管ライナーの直径よりわずかに大きい直径のＷ管部分は、ＢＮライナーの凹バンドに保持される。例示的な実施形態では、高融点金属管型反応セルチャンバ５ｂ３１のライナー、例えば、ニオブまたはバナジウムを含み、ジルコニア－チタニア－イットリア（ＺＴＹ）などのセラミックでコーティングされたライナーは、酸化を防ぐために、所望の位置、例えば、ハイドリノ反応によるプラズマが最も強い位置に、Ｗインレイなどの少なくとも１つの高融点金属またはセラミックインレイを含む内部ＢＮ管を備える。

一実施形態では、貯留槽、反応セルチャンバ、点火フィールドスルー、およびＥＭポンプ管などの少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素のセラミックライナー、コーティング、またはクラッディングは、金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、マグネシア、ハフニア、シリコンカーバイド、ジルコニウムカーバイド、ジルコニウムジボライド、ガラスセラミック、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、Ｌｉ_２Ｏ×Ａｌ_２Ｏ_３×ｎＳｉＯ_２系（ＬＡＳ系）、ＭｇＯ×Ａｌ_２Ｏ_３×ｎＳｉＯ_２系（ＭＡＳ系）、ＺｎＯ×Ａｌ_２Ｏ_３×ｎＳｉＯ_２系（ＺＡＳ系）、の少なくとも１つを含む。貯留槽、反応セルチャンバ、ＥＭポンプ管、ライナー、クラッディング、またはコーティングなどの少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素は、耐火材料、例えば、グラファイト（昇華点＝３６４２℃）、タングステン（融点＝３４２２℃）またはタンタル（融点＝３０２０℃）などの高融点金属、ニオブ、ニオブ合金、バナジウム、セラミック、超高温セラミック、およびセラミックマトリックス複合材料、例えば、ホウ化物、炭化物、窒化物、および酸化物、例えば、二ホウ化ハフニウム（ＨｆＢ_２）、二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ_２）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）、ホウ化ニオブ（ＮｂＢ_２）、炭化タンタル（ＴａＣ）などの初期遷移金属の酸化物、ならびにそれらに関連する複合材料の少なくとも１つを含み得る。所望の高融点を有する例示的なセラミックは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）（融点＝２８５２℃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）（融点＝２７１５℃）、窒化ホウ素（ＢＮ）（融点＝２９７３℃）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）（融点＝２７１５℃）、ホウ化ハフニウム（ＨｆＢ_２）（融点＝３３８０℃）、炭化ハフニウム（ＨｆＣ）（融点＝３９００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５（融点＝４０００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５ＴａＸ_４ＨｆＣＸ_５（融点＝４２１５℃）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）（融点＝３３８５℃）、二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ_２）（融点＝３２４６℃）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）（融点＝３４００℃）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）（融点＝２９５０℃）、ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）（融点＝３２２５℃）、炭化チタン（ＴｉＣ）（融点＝３１００℃）、窒化チタン（ＴｉＮ）（融点＝２９５０℃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）（融点＝２８２０℃）、ホウ化タンタル（ＴａＢ_２）（融点＝３０４０℃）、炭化タンタル（ＴａＣ）（融点＝３８００℃）、窒化タンタル（ＴａＮ）（融点＝２７００℃）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）（融点＝３４９０℃）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）（融点＝２５７３℃）、炭化バナジウム（ＶＣ）（融点＝２８１０℃）、および窒化バナジウム（ＶＮ）（融点＝２０５０℃）、ならびに、例えば、クロム、コバルト、レニウムを含むニッケル基超合金、セラミックマトリックス複合材を含むもの、Ｕ－５００、レン（Ｒｅｎｅ）７７、レン（Ｒｅｎｅ）Ｎ５、レン（Ｒｅｎｅ）Ｎ６、ＰＷＡ１４８４、ＣＭＳＸ－４、ＣＭＳＸ－１０、インコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）、ＩＮ－７３８、ＧＴＤ－１１１、ＥＰＭ－１０２、およびＰＷＡ１４９７から成る群から選択される１つまたは複数のものであるタービンブレード材料から構成され得る。ＭｇＯおよびＺｒＯなどのセラミックは、Ｈ_２との反応に対して耐性を有し得る。

一実施形態では、各貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、およびＥＭポンプ管５ｋ６の内側の少なくとも１つは、セラミックでコーティングされているか、またはセラミックライナーを含み、該セラミックライナーは、例えば、ＢＮ、石英、炭素、熱分解炭素、炭化ケイ素、チタニア、アルミナ、イットリア、ハフニア、ジルコニア、またはＴｉＯ_２－Ｙｒ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３などの混合物のいずれか、あるいは本開示の別のものを含む。例示的なカーボンコーティングは、アレムコプロダクツ（ＡｒｅｍｃｏＰｒｏｄｕｃｔｓ）社のグラフィティックボンド（ＧｒａｐｈｉｔｉｃＢｏｎｄ）５５１ＲＮを含み、例示的なアルミナコーティングは、コントロニクス（Ｃｏｔｒｏｎｉｃｓ）社のレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９８９を含む。一実施形態では、ライナーは、２つのＢＮクラムシェルライナーなど、少なくとも２つの同心クラムシェルを含む。クラムシェルの垂直方向の継ぎ目（貯留槽と平行）は、反応セルチャンバ内のプラズマまたは溶融金属から反応セルチャンバ壁への直接の電気経路を回避するために、相対回転角によってオフセットまたはずらされ得る。例示的な実施形態では、オフセットは垂直方向の継ぎ目で９０°であり、ここでクラムシェルの２つのセクションにより、ライナーは割れずに熱膨張が可能となり、内側と外側のライナーが重なり合うことで、同心円状のクラムシェルライナーの継ぎ目の相対的なオフセットにより、プラズマが反応室の壁に電気的に短絡するのを防ぐことが可能になる。別の例示的な実施形態は、クラムシェル内側ライナーとフル外側ライナー、例えばＢＮクラムシェル内側のとカーボンまたはセラミック管外側ライナーとを含む。複数の同心ライナーのさらなる実施形態では、少なくともライナーは、垂直に積み重ねられたセクションを含む。内側ライナーの水平方向の継ぎ目は、外側ライナーで覆われてもよく、ここで外側ライナーも垂直に積み重ねられたセクションを含む場合、内側ライナーの継ぎ目は外側の継ぎ目とは異なる垂直方向の高さにある。結果として生じる継ぎ目のオフセットは、反応セルチャンバ内の溶融金属およびプラズマの少なくとも１つと反応セルチャンバ壁との間の電気的短絡を防ぐ。

ライナーは、高温動作が可能で、優れた耐熱衝撃性を備えた電気絶縁体を含む。機械加工性、断熱を提供する能力、ならびにハイドリノ反応物質および溶融金属との反応性に対する耐性も望ましい。例示的なライナー材料は、ＢＮ、ＡｌＮ、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）、およびシャパル（Ｓｈａｐａｌ）のうちの少なくとも１つである。窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、炭化ケイ素、サイアロン、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、およびマコール（Ｍａｃｏｒ）は、ＢＮ内側ライナーの周囲の断熱材として機能し得る。ライナーは、多孔質サイアロンなどの多孔質タイプのライナー材料を含み得る。さらに例示的なライナーは、ハイドリノプラズマからそれを保護するためのＴａまたはＷインレイまたは内側ＢＮライナーを有するＳｉＣ－炭素艶出しグラファイト、熱分解被覆炭素、ＳｉＣ－Ｃ複合体、窒化ケイ素結合炭化ケイ素、イットリア安定化ジルコニア、ＴａまたはＷインレイを有するＳｉＣから成る少なくとも１つである。ライナーは、熱衝撃を低減するために、水平方向および垂直方向の少なくとも１つの方向にセグメント化され得る。裏打ちされた構成要素、例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃの少なくとも１つは、ＳｉＣライナーなどのライナーのライナー熱衝撃（例：故障につながる温度勾配および膨張差に起因する応力をライナーに生じさせる、プラズマ加熱によって急激に生ずる衝撃）を回避する速度で温度上昇させられ得る。温度上昇率は、約１℃／分～２００℃／秒の範囲であってもよい。セグメント化されたセクションは、合じゃくりや実矧ぎなど、並設されたセクションの構造的特徴によって連結され得る。一実施形態では、それぞれが電気絶縁体を含むセグメントの連結は、プラズマが反応セルチャンバ壁５ｂ３１に電気的に短絡するのを防ぐ。別の実施形態では、ライナーは、熱衝撃を回避するために、多孔質ＳｉＣ、ＭｇＯ、耐火レンガ、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、およびＡｌ_２Ｏ_３などの多孔質セラミックを含み得る。ライナーは、組み合わせて該の所望の特性をもたらす同心円状のライナー材料の複数またはスタックを含み得る。最内層は、高温での化学的不活性、高い耐熱衝撃性、および高温作動能力を備え得る。外層は、その動作温度での電気的および熱的絶縁ならびに反応性に対する耐性を提供し得る。例示的な実施形態では、石英は、ガリウムまたはスズと反応して酸化ガリウムまたは酸化スズになるのを避けるべく、約７００℃未満で操作される。試験する同心ライナースタックの例は、内側から外側へ：ＢＮ－ＳｉＣ－Ｓｉ_３Ｎ_４であり、ここで石英、ＳｉＣ、ＳｉＣ被覆グラファイト、またはＳｉＣ－ＣコンポジットがＳｉ_３Ｎ_４およびＡｌＮ、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）に置き換わってもよく、あるいはシャパル（Ｓｈａｐａｌ）がＢＮまたはＳｉＣに取って代わってもよい。

一実施形態では、ライナーは、反応セルチャンバ５ｂ３１に対して円周方向にあるハウジングを含み得る。ハウジングの壁は、本開示のセラミックまたはコーティングされたまたは被覆された金属を含み得る。ハウジングには、熱的に安定した断熱材が充填されてもよい。例示的な実施形態では、ハウジングは、２本の管の間にギャップがある内側および外側ＢＮ管と、ギャップの上部および下部にあるＢＮエンドプレート気密封止とを備えた二重壁ＢＮ管ライナーを備え、空洞を形成するもので、この空洞は、シリカゲルまたは他の内部石英管といった高温対応断熱材で満たれてもよい。

複数の同心ライナーを含む実施形態では、少なくとも１つの外側同心ライナーが（ｉ）ヒートシンクとして機能し、かつ（ｉｉ）並設された内側ライナーから熱を除去し得る。外側ライナーは、ＢＮまたはＳｉＣなどの熱伝達係数の高い材料を含み得る。例示的な実施形態では、最も内側のライナーは、セグメント化され得るＢＮを含み得、また、対応する外側ライナーは、セグメント化され得るＳｉＣを含み得るもので、最も内側のライナーセグメントと外側ライナーセグメントとの継ぎ目がオフセットまたは千鳥状になるように積み重ねられる。

一実施形態では、反応セルチャンバプラズマは、プラズマが形成できない点まで貯留槽ガリウムまたはスズと電極８との間の全圧を上昇させるガリウムまたはスズの沸騰のために、貯留槽ガリウムまたはスズの表面に接続するのではなく、反応セルチャンバ壁に短絡し得る。低圧バルクガスを介して反応チャンバ壁までの抵抗が低くなるまで、圧力が上昇するにつれて点火電圧が上昇し得る。一実施形態では、ガリウムまたはスズの気化は、一定の点火電流での点火電圧の上昇によって感知できる。制御器は、点火電力を下げたり、ガス圧を変化させたり、再結合器のプラズマ電力を下げたり、電圧の上昇に応じてＥＭポンピングとガリウムまたはスズの混合を増やして気化を減らすことができる。別の実施形態では、制御器は、ガリウムまたはスズの沸騰を抑制するために、点火電流を断続的に印加し得るもので、ここで、ハイドリノ反応プラズマは、点火オフのデューティサイクルの一部で維持され得るとともに、供給源からアルゴンを反応セルチャンバに流入させ、Ｈ原子濃度の減少を避けながら圧力を上昇させることでガリウムまたはスズの沸騰を抑制し得る。図９Ａ～Ｂに示すような実施形態では、ＥＭポンプ５ｋｋは、沸騰する可能性のある局所的なホットスポットの形成を防ぐべく、溶融金属の攪拌を増加させるための複数のステージまたはポンプを含む。図９Ｃに示される実施形態において、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、それぞれが対応する対電極８を有する複数の溶融金属注入器５ｋ６１を有する複数のＥＭポンプアセンブリ５ｋｋを備え得る。一実施形態では、ＥＭポンプは、複数の注入電極５ｋ６１を介して少なくとも１つの対向電極８に溶融ガリウムまたは溶融スズを注入し得る。複数の電極対は、プラズマ抵抗を減少させながら電流を増加させて、ハイドリノの反応力および利得を増加させ得る。ガリウムまたはスズの表面を過剰に局所加熱することによるガリウムまたはスズの沸騰に起因する圧力上昇も、減少させることが可能である。複数のＥＭポンプ注入器５ｋ６１および対向電極８をさらに備える図９Ａ～Ｃに示される実施形態では、各ＥＭポンプ注入器電極および対向電極は、独立して制御される対応するＥＭポンプ電源および点火電源を備え得る。一実施形態では、複数の電極対は、溶融金属を複数の角度で注入するべく、注入器ポンプ管ごとに複数の注入器または複数の注入器ノズルを有する円筒形反応セルチャンバ用の高融点金属プレート電極（例えば、Ｗ製ディスクなどのＷ製プレート電極）を備え、ここで、接触位置は、対応する複数の分離電極として機能する。

一実施形態では、フィードスルー１０ａ１は、電極バスバー１０を備え得るもので、該電極バスバー１０は、金属を結合でき、かつ高温（例えば、３００℃～２０００℃）で動作するポッティングコンパウンドまたは接着剤でポッティングされる。例示的なポッティング接着剤は、コートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ（Ａｒｅｍｃｏ）社のウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティング、およびＲＫ４５４などのデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）である。一実施形態では、フィードスルー１０ａ１の導体、電極バスバー１０、および電極８は、タングステンまたはタンタルなどの同じ導体を含み得る。フィードスルー１０ａ１は、本開示の１つなどの高温ろう付けによって、中心導体およびハウジングにろう付けされたセラミックアイソレータを備えてもよく、ここで、該ハウジングは、接着剤または溶接などの手段によってフランジプレート４０９ａ（図７Ａ～７Ｃおよび７Ｆ～７Ｈ）に固定される。ろう付けは、６００℃を超えるような高い融点を有し得る。例示的なろう付けは、Ｃｕ（７２）－Ａｇ（２８）合金、銅、ＡＢＡ、金ＡＢＡ、ＰｄＮｉＡｕ合金（ＡＭＳ４７８５、融点＝１１３５℃）、またはＰａｌｏｒｏ、あるいはリンク先（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｒｇａｎｂｒａｚｅａｌｌｏｙｓ．ｃｏｍ／ｅｎ－ｇｂ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒａｚｉｎｇ－ａｌｌｏｙｓ／ｐｒｅｃｉｏｕｓ－ｂｒａｚｉｎｇ－ｆｉｌｌｅｒ－ｍｅｔａｌｓ／）といったものと同様のろう付けである。別の実施形態では、フィードスルー１０ａ１の導体、電極バスバー１０、および電極８の少なくとも１つは、銅およびＷなどの異なる導体を含んでもよく、これらの構成要素間の接続は、スレッド、溶接、およびろう付けのうちの少なくとも１つを含み得る。銅とＷとの間の例示的なろう付けは、銀はんだである。

真空ライン７１１は、ステンレス鋼ウールなどのメタルウール、または、アルミナ、ケイ酸塩、ジルコニア、マグネシア、およびハフニアのうちの少なくとも１つを含むものなどのセラミック繊維などの材料を含み、表面積が大きいセクションを含み得る一方で、ガスの拡散性が高い。凝縮材料は、Ｈ_２、Ｏ_２、アルゴン、およびＨ_２Ｏなどのガスを排気によって除去させながら、反応セルチャンバに逆流させ得るガリウムまたはスズおよび酸化ガリウムまたは酸化スズを凝縮し得る。真空ライン７１１は、反応セルチャンバ５ｂ３１へのガリウムまたはスズおよびガリウム生成物またはスズ生成物の逆流を促進するための垂直断面を含み得る。一実施形態では、沸騰を防ぐために、少なくとも１つの他の金属、元素、化合物または材料などのガリウム添加物またはスズ添加物をガリウムまたはスズに加えてもよい。ガリウム添加物またはスズ添加物は、プラズマ抵抗を低減し、ハイドリノ電力利得を増加させるべく、反応セルチャンバ５ｂ３１においてナノ粒子をさらに形成し得る銀を含み得る。

実験的に、反応セルチャンバの直径がより小さいＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）では、プラズマ電流密度、プラズマ密度、および対応するプラズマ加熱効果の増加により、ハイドリノの反応力が増加した。グロー放電再結合器の革新により、放電プラズマは、水素結合の形成を防ぐのに十分な内部エネルギーを有する水として特徴付けられ得る量の新生水の調製を含む高温の効果を生み出すので、プラズマ濃縮は必要ない。グロー放電再結合器などのプラズマ再結合器を含む実施形態では、ライナーをハイドリノプラズマから遠ざけることによって、ＢＮライナーなどのライナーへの損傷を回避する。距離を伸ばすために、ライナーは、同様の電力を生成するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と比較してより大きな直径を有してもよい。一実施形態では、ＢＮライナーなどのライナーは、反応セルチャンバの壁に接触して、外部の水槽への熱伝達を改善し、ＢＮの亀裂を防ぐ。一実施形態では、ライナーはセグメント化され得、溶融金属表面と対向電極８との間のゾーンなどの最も強いプラズマゾーンにＢＮなどの複数の材料を含み、他のゾーンにＳｉＣなどの少なくとも１つの異なるセラミックのセグメントをさらに含む。さらに、ＢＮなどの特定のライナーは、ハイドリノなどの反応生成物の不動態化を高めて、より効率的な発電を可能にし得る。

ＢＮライナーなどの最も内側ライナーの少なくとも１つのセグメントは、ガリウムまたはスズといった溶融金属から水冷却剤などの外部ヒートシンクに少なくとも半径方向に熱を伝達するために、所望の厚さ、例えば０．１ｍｍ～１０ｃｍの厚さを有し得る。一実施形態では、ＢＮライナーなどのライナーは、貯留槽壁と反応チャンバ壁の少なくとも１つと良好な熱接触をすることができる。内側ライナーの直径は、反応セルチャンバの中心から十分に除去して、プラズマによる損傷を所望の程度まで低減するように選択することができる。直径は、０．５ｃｍ～１００ｃｍの範囲であり得る。ライナーは、プラズマが最も強くなる領域では、Ｗインレイなどの耐火金属インレイであってもよい。例示的な実施形態では、直径８ｃｍのＢＮライナーが円周方向の反応セルチャンバおよび貯留槽壁と接触しており、ここで溶融金属に浸漬されているライナー部分は、溶融金属が貯留槽壁に接触して貯留槽壁および水または空気冷却剤などの外部冷却剤への熱伝達を増加させるための穿孔を含む。別の例示的な実施形態では、内側の但し端部に積層されたＢＮ分割ライナーは、溶融金属レベルより低い位置で穿孔されており、外側の同心ライナーは、半径方向の溶融金属の流れと熱伝達を可能にするために底部に切り欠きがある単体ＳｉＣシリンダーを備える。

一実施形態では、内側または外側ライナーの少なくとも１つは、ＷまたはＴａなどの耐火性金属を含み、別のライナーは、ＢＮなどのセラミックなどの電気絶縁体を含み、耐火性金属ライナーは、熱伝導と熱シンクの少なくとも１つの方法によって、局所的なホットスポットを消散させ得る。最も内側ライナー表面から熱を伝達することにより、ハイドリノ反応プラズマにさらされる最も内側ライナーの熱応力を除去することに加えて、Ｃｒ－Ｍｏステンレス鋼と３０４ステンレス鋼との対比、またはＢＮとサイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）との比較のように熱伝達率の高いライナーおよびチャンバ材料では、ハイドリノ透過率が高くなり、ハイドリノ生成物の阻害を少なくしてハイドリノ反応速度を上昇させ得る。ハイドリノ製品の浸透および水槽などの外部冷却剤への熱伝達を容易にする同心ライナーおよび反応セルチャンバ壁構成要素を含む例示的なＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態は、ＢＮ最内側ライナー、対応するＳｉＣ外側ライナー、および同心円状の構成要素間の良好な熱接触を有する同心のＣｒ－Ｍｏを含む。反応セルチャンバ、例えば、溶融ガリウムまたは溶融スズから空気への熱交換器などの熱交換器を含む反応セルチャンバ内に、熱を保持することが望ましい一実施形態では、反応セルチャンバは、石英のものなどの追加の外側の同心断熱ライナーを含み得るものであり、かつ底部石英ライナーを含むものなどの断熱ベースをさらに含み得る。

一実施形態では、ライナーは、ガリウムまたはスズとの合金の形成に耐性のある、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、またはＮｂのうちの少なくとも１つなどの耐火性金属を含み得る。金属ライナーをセル壁に接触させて、水などの外部冷却剤への熱伝達を高めてもよい。一実施形態では、電極８の円周方向の縁から反応セルチャンバ５ｂ３１の壁までの水平方向の距離は、貯留槽内の溶融金属と電極８との間の垂直方向の間隔よりも大きく、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つは、ライナーを任意に含み得る。例示的な実施形態では、中心Ｗ電極８は、約６～８インチの範囲の直径を有する反応セルチャンバ内で約１～１．５インチの直径を有し、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、またはＮｂライナーが反応セルチャンバの壁に接触している。壁と電極８との間の放電の形成を回避するのに十分な直径を有する反応セルチャンバは、壁を横切る熱伝達および壁を通るハイドリノ拡散の少なくとも一方を改善してハイドリノ生成物の阻害を回避するライナーを、含まなくてもよい。図９Ａ～Ｂに示すような実施形態では、貯留槽および反応セルチャンバ壁の一部の少なくとも１つを、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどのガリウム合金またはスズ合金を形成しにくい金属などの材料に置き換えてもよい。反応セルチャンバ５ｂ３１壁および貯留槽壁の残りの部分などのセルの他の構成要素との接合部９１１は、溶接、ろう付け、またはグルーなどの接着剤で接合されてもよい。接着は、交換部分と重なるリップ部でもよい。

一実施形態では、最内側のライナーは、ＷまたはＴａおよび溶融金属冷却システムを含むものなどの耐火性材料の少なくとも１つを含み得る。溶融金属冷却システムは、ガリウムまたはスズといった注入された溶融金属の少なくとも一部をライナーに向けてそれを冷却するＥＭポンプノズルを備え得る。溶融金属冷却システムは、溶融金属を対向電極に注入し、さらに溶融金属をライナーの壁に注入してそれを冷却する複数のノズルを備え得る。例示的な実施形態では、溶融金属冷却システムは、貯留槽の中心またはその近位などの貯留槽の中央領域に配置され、貯留槽に含まれる溶融金属に沈められ得る注入器ノズルと、ライナーの内面に環状スプレーを注入するための一連の開口部またはノズルを含む、ライナーの内側にある環状リング注入器と、を備える。中央注入器および環状リング注入器は、同じＥＭポンプまたは独立したＥＭポンプから供給を受けてもよい。ＢＮまたはＳｉＣライナーなどのライナーは、高い熱伝達係数を有し得る。ライナーは、ライナーを冷却するために冷却され得る反応セルチャンバ壁５ｂ３１と密接に接触し得る。例示的な実施形態では、反応セルチャンバ壁５ｂ３１は、水冷または空冷され得る。

一実施形態では、石英ライナーなどのライナーは、ガリウムまたはスズといった溶融金属によって冷却される。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、複数ノズルの溶融金属注入器または複数の溶融金属注入器を備えており、溶融金属表面での反応の攪拌と分散によって、ハイドリノ反応によって放出された熱を拡散する。複数のノズルは、溶融金属の局所的な過度の気化を回避するために、反応力を分配し得る。

一実施形態では、Ｔａ、Ｒｅ、またはＷライナーは、壁を有するＴａ、Ｒｅ、またはＷ容器を備え得るものであり、該容器は、例えば、Ｔａ、Ｒｅ、またはＷ円筒管、溶接されたＴａ、Ｒｅ、またはＷベースプレート、および溶接されたＴａ、Ｒｅ、またはＷ製のＥＭポンプ管入口、注入器出口、および点火バスバー、および熱電対ウェルの少なくとも１つなどの少なくとも１つの固定された貫通構成要素を、備える。別の実施形態では、容器は、ＳｉＣ、ＢＮ、石英などのセラミック、または本開示の別のセラミックを含み得るもので、容器は、貫通部品に移行する少なくとも１つのボスを含むものであってもよく、締結具は、グラファイトガスケットまたは別のものを含むものなどのガスケット付き接合、または本開示のレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）またはデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）といったセラミックから金属への接着剤などを含み得る。容器は、上部が開いていてもよい。容器は、ステンレス鋼のシェルなどの金属のシェルに収容され得る。点火バスバーなどの貫通部は、スウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）などの気密封止またはフランジとガスケットで形成されたものなどのハウジングによってステンレス鋼シェルに真空気密封止され得る。シェルは上部が気密封止され得る。気密封止は、コンフラットフランジ４０９ｅおよびベースプレート４０９ａを含み得る（図７Ａ～Ｃ）。フランジは、バネ仕掛けのブロット、皿バネ座金、またはロックワッシャを含み得るボルトで密封され得る。容器ライナーは、内部ライナー、例えば、少なくとも１つの同心ＢＮまたは石英ライナーなどのセラミックライナーをさらに含み得る。Ｒｅを含む本開示の構成要素は、Ｒｅでコーティングされた他の金属を含み得る。

一実施形態では、ライナー５ｂ３１ａは、反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃのすべての壁を覆い得る。反応ガス供給ライン７１０および真空ライン７１１のうちの少なくとも１つは、上部フランジ４０９ａに取り付けられ得る（図７Ｂ～Ｃ）。真空ラインは、金属蒸気または還流が望まれる別の凝縮物の凝縮器および還流器としてさらに機能するべく、垂直に取り付けられてもよい。真空ラインは、反応セルチャンバからのガスから粒子を除去するべく、静電集塵器をさらに備えてもよく、ここで、捕捉された粒子は、重力によって、または当業者に公知の輸送手段（例えば、オージェまたは他のトランスポータ）によって、反応セルチャンバに戻され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、真空ライン上のトラップなどのトラップを備え得る。例示的なトラップは、気化したガリウムまたはスズを凝縮および還流するために、真空ライン上に少なくとも１つのエルボを含み得る。トラップは、水などの冷却剤によって冷却され得る。ライナーは、ベースプレート、トップまたはフランジプレート、および管本体セクションまたは複数の積層された本体セクションなどの構成要素を含み得る。構成要素は、炭素またはＢＮ、石英、アルミナ、マグネシア、ハフニアなどのセラミック、または本開示の別のセラミックを含み得る。構成要素は、合わせて接着するか、ガスケット付きで接合され得る。例示的な実施形態では、構成要素は、一緒に接着された石英を含む。あるいは、構成要素は、グラファイトガスケット付き接合を含むＢＮを含む。

一実施形態では、ガリウムまたはスズなどの溶融金属の温度は、ガリウムまたはスズといった溶融金属との合金の形成にさらに耐性があり得る高温熱電対などの熱電対によって、監視され得る。熱電対は、Ｗ、Ｒｅ、またはＴａを含んでもよく、またはＷ、Ｒｅ、Ｔａ、またはセラミックシースなどの保護シースを含んでもよい。一実施形態では、ベースプレートは、溶融金属内に突出し、熱電対を保護する熱電対用の熱電対穴を含み得るもので、熱電対とウェルの間の熱接触を良好にするべく、伝熱ペーストが使用され得る。例示的な実施形態では、Ｔａ、Ｒｅ、またはＷ熱電対あるいはＴａ、Ｒｅ、またはＷ製の管サーモウェルは、スウェージロックによって貯留槽のベースプレートに接続される。または、熱電対がＥＭポンプ管の入口側に挿入されてよい。

管反応器の上部（図７Ａ～Ｃ）は、電気絶縁シース５ｃ２で覆われたフィードスルーおよびバスバー１０を備えた台座電極８を含み得るもので、フィードスルーは、フランジ４０９ｅによって容器５ｂ３に接続されるベースプレート４０９ａに取り付けられる。容器の底部は、溶融金属温度を監視するための少なくとも１つの熱電対ポート７１２を備えた溶融金属貯留槽５ｃと、ノズル５ｑを備えたＥＭポンプ注入器電極５ｋ６１などの注入器電極とを含み得る。ＥＭポンプ５ｋｋへの入口は、入口スクリーン５ｑａ１で覆われていてもよい。ＥＭポンプ管５ｋ６は、セグメント化され得るか、または溶接などの手段によって一緒に固定された複数のセクションを含み得るもので、セグメント化されたＥＭポンプ管は、材料を含む、あるいは、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｍｏ、またはガリウム合金またはスズ合金の形成または酸化に耐性のあるセラミックなどの材料で、裏打ち、コーティング、または被覆される。一実施形態では、上部電極８へのフィードスルーは、水冷するなどして、冷却され得る。点火電極水冷システム（図９Ａ～Ｂ）は、入口水冷却ライン９０９および出口水冷却ライン９１０を含み得る。別の実施形態では、ベースプレート４０９ａは、動作中にそれを冷却するために、供給物を反応セルチャンバ５ｂ３１からさらに移動させるためのスタンドオフを含み得る。

一実施形態では、ライナーは、ライナーが１つまたは複数の領域で、比較的大きな断面積を有するように、セクションの間にテーパーを備えた、より薄い上部セクションおよびより厚い下部セクションを含み得るもので、該領域は、例えば、ガリウムまたはスズの表面での電流密度を増加させるべく、ガリウムまたはスズのレベルで上部電極８とより小さな断面積を収容する領域である。上部と下部の断面積の相対比は、１．０１～１００倍の範囲であり得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、媒体、例えば、空気などの気体または水などの液体によって、冷却され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、熱（例えば、反応セルチャンバの熱）を空気などの気体または水などの液体に伝達し得る熱交換器を備えてもよい。一実施形態では、熱交換器は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）を収容する管などの気密封止容器、または反応セルチャンバ５ｂ３１などのその高温部分を含む。熱交換器は、水を管に流すポンプをさらに備えてもよい。蒸気の生成を抑制して熱伝達率を上げることができるように、流れを加圧してもよい。結果として生じる過熱水は、蒸気発生器に流れて蒸気を形成し得るものであり、その蒸気は、蒸気タービンに動力を供給し得るまたは、蒸気が加熱に使用されてもよい。

空冷式熱交換器の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱交換器は、該ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から熱を除去して暖房および電力生産の用途に使用するべく、高温の外面にある高表面積の熱フィンと、該フィン上に空気を流すブロワーまたはコンプレッサとを備える。別の空冷式熱交換器の実施形態では、ガリウムまたはスズといった溶融金属は、５ｋａなどのＥＭポンプによって、貯留槽５ｃの外側に熱交換器を通って、ポンプで送られ、次いで閉ループで貯留槽５ｃにポンプで戻される。

反応セルチャンバ壁を横切る熱伝達が少なくとも部分的に導電性機構によるものである一実施形態では、壁を横切って空気または水などの冷却剤への熱伝達は、壁の面積を増やすこと、壁の厚さを減らすこと、およびニッケルなどの材料、または３１６ステンレス鋼などの代替品よりも熱伝導率が高いクロムモリブデン鋼などのステンレス鋼を含む反応セルチャンバ壁を選択することの少なくとも１つによって増加する。

一実施形態（図７Ａ～Ｄ）では、熱交換器は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）貯留槽５ｃ、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、およびＥＭポンプ管５ｋ６を含み得るもので、入口とＥＭポンプ管バスバー５ｋ２を含むセクションとの間のＥＭポンプ管セクションは、水槽、溶融金属槽、または溶融塩槽などの冷却剤槽において、少なくとも１つのループまたはコイル導管の所望の領域を達成するべく、延長される。複数のループまたはコイルは、少なくとも１つの供給マニホールドから供給さてもよく、また、溶融金属流は、集められて少なくとも１つのコレクタマニホールドによってＥＭポンプに戻されてもよい。ループまたはコイルの導管およびマニホールドは、ガリウムまたはスズといった溶融金属との合金形成に耐性があり、高い熱伝達係数を有する材料を含み得る。例示的な導管材料は、Ｃｒ－Ｍｏステンレス鋼、タンタル、ニオブ、モリブデン、およびタングステンである。導管は、腐食を防ぐためにコーティングまたは塗装され得る。例示的な実施形態では、ＥＭポンプ管および熱交換器導管は、ＣｒＮでコーティングされたＴａ、ムライトまたはＺＴＹなどのセラミック、または水による腐食を防ぐためのＶＨＴＦｌａｍｅｐｒｏｏｆ（商標）などの塗料を含み、さらに、ＥＭポンプバスバー５ｋ２はＴａを含む。別の例示的な実施形態では、ＥＭポンプ管および熱交換器導管は、ＣｒＮでコーティングされたＮｂ、ムライトまたはＺＴＹなどのセラミック、または水による腐食を防ぐためのＶＨＴＦｌａｍｅｐｒｏｏｆ（商標）などの塗料を含み、さらに、ＥＭポンプバスバー５ｋ２はＮｂを含む。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバなどの少なくとも１つの構成要素と、高い熱伝達係数、十分に薄い壁を有する４１３０ＣｒＭｏステンレス鋼、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、またはＭｏなどの壁金属を含む貯留槽とを備え、水槽などのヒートシンクに十分な熱損失を提供して、所望の量の電力の生成中に所望の溶融金属温度を維持する。外部熱交換器の必要性がない場合もある。壁の厚さは、約０．０５ｍｍ～５ｍｍの範囲であり得る。壁面積と厚さは、槽温および希望溶湯温度を温度勾配として、伝導熱伝達方程式から計算され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の外面は、水槽の水などのヒートシンクの冷却剤による腐食を防ぐべく、ＶＨＴＦｌａｍｅｐｒｏｏｆ（商標）などの塗料、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）などのセラミック、またはステンレス鋼、Ｎｉ、クロムなどの電気鍍金された耐食性金属でコーティングされ得る。

一実施形態では、ノズル５ｑを複数のノズルで置き換えてもよく、またはノズルは、注入されたガリウムまたはスズを複数のオリフィスから対極に向かって分散させるためのシャワーヘッドの開口部などの複数の開口部を有してもよい。そのような構成は、ＥＭポンプ管とその入口および注入出口を含むＥＭポンプ注入システムと直列である熱交換器の単一ループ導管内で高流量を維持するために必要とされるような、より高い溶融金属注入速度でのプラズマの形成を容易にし得る。

熱交換器
図９Ｄ～Ｅに示す実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、電気フィードスルー３７および貫通部３８を有する上部取り外し可能セクション３３ａおよび下部セクション３３ｂを圧力容器を含むように、閉鎖され得る冷却剤貯留槽内で冷却される。フィードスルーは、ソリッドシーリングテクノロジー社（ＳｏｌｉｄＳｅａｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）＃ＦＡ１０７７５のようなセラミック製のもの、テフロン（登録商標）などの熱可塑性のもの、または９４０ＳＳといったレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）などのコルトロニクス（Ｃｏｌｔｒｏｎｉｃｓ）ポッティングコンパウンドでポッティングされたものなど、ポッティングされたエポキシボイラーフィードスルーを含んでもよい。冷却剤は水を含んでもよい。容器はボイラー備えてもよい。上部などのボイラーの少なくとも１つの壁は、冷却剤出口３４および弁を備えてもよい。アイリスまたはバタフライバルブなどのバルブは、蒸気流量およびボイラー圧力の少なくとも１つを制御し得る。該ボイラーはさらに、水補給ライン３５および対応する補給水ポンプを備える。一実施形態では、該ボイラーはさらに、点火用の電気接続のための圧力容器フィードスルー３７と、ＥＭポンプ、プラズマ放電セル９００電流、および温度、ガス流量、ガス圧力、電力のセンサなどのセンサと、真空ラインおよび反応ガスラインのための貫通部３８とを備える。ＳｕｎＣｅｌｌの電力は、点火電流、水素流量、酸素流量、水蒸気流量、ＥＭポンプ速度、反応セルチャンバ圧力、反応セルチャンバ温度、ならびにプラズマセル９００のパラメータ（例えば、電圧、電流、および波形）の少なくとも１つを制御することによって制御され得る。ＳｕｎＣｅｌｌの出力は、蒸気流量およびボイラー圧力のうちの少なくとも１つを制御するべく制御され得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、溶融金属を溶融するべく、少なくとも内部および外部の抵抗加熱器を備え得る。加熱器は、独立して制御される複数のゾーンを備え得る。加熱器は、ニクロムまたはカンタル素子抵抗加熱器または誘導結合加熱器などの抵抗加熱器であってもよい。加熱器は、ＳｕｎＣｅｌｌ、コンデンサバンク、および電池のうちの１つまたは複数によって電力供給されてもよい。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、可逆的にＳｕｎＣｅｌｌ上に降ろされて溶融金属を溶融し、その後除去され得るキルン加熱器を備える。キルンは、キルンの底部の断熱材を収容および支持するべく、キルンの底部にシートパネルパネルを備え得る。パネルは、容易に取り外し可能であってよい。例示的な実施形態では、パネルは、磁石によってキルンのシートメタルハウジングに取り付けられる。

図９Ｆに示されるボイラーおよび加熱空気動力システムの実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、断熱ジャケット９２３、第１の蒸気口３４、再循環蒸気口９２５、蒸気戻り口９２６、蒸気および温水から空気への熱交換器９２７、水戻りポンプを備えるボイラ圧力容器３３に収容される。蒸気は、ボイラー３３から、ライン９２５を通って熱交換器９２７に流れ、戻りライン９２６を通ってボイラー３３に、冷却蒸気または温水の少なくとも１つとして戻り得る。ボイラー蒸気および熱水の熱電力の少なくとも一部は、熱交換器９２７によって空気などの気体冷却材に伝達されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、反応セルチャンバ５ｂ３１内のハイドリノプラズマから放出された光を電気に変換するべく、チャンバ９１６内に内側ウィンドウ５ａｂ４およびＰＶ変換器２６ａを備え得る。電気は、ＳｕｎＣｅｌｌを動作させるために必要な少なくとも１つの寄生負荷に電力を供給し得る。負荷は、ＥＭポンプ電源、点火電源、真空ポンプ電源、補水ポンプ電源、蒸気再循環ポンプ電源、およびグロー放電電源を備え得る。直流電気は、ＰＶ変換器から電力ケーブル９２４を通って、寄生負荷の少なくとも１つに給電し得るパワーコンディショナーおよびサプライ２へと流れ得る。例示的な実施形態では、負荷および電源は直流である。真空ポンプ５１９、補給水ポンプ、および蒸気再循環ポンプは、それぞれ直流モータを備えてもよい。

ＳｕｎＣｅｌｌ電力システムは、始動オーブンを備え得るもので、該オーブは、少なくとも１つの加熱要素および断熱材を備え、ＳｕｎＣｅｌｌを少なくとも部分的に収容し、それを加熱して、（ｉ）溶融金属となる金属を溶かすこと、ならびに（ｉｉ）ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素（例えば、ＰＶウィンドウ、反応セルチャンバ、貯留槽、ＥＭポンプ管、およびＥＭポンプ注入器）を加熱することの少なくとも１つなすことにより、溶融金属の凝固を防いでもよい。スタートアップオーブンは、外部電源、温度センサ、およびオーブンの温度を制御するための制御器を備え得る。ボイラーは、始動オーブンなどの加熱器を備え得る。３３ａおよび３３ｂの少なくとも１つなどのボイラーの壁は、発熱体（例えば、１つまたは複数のニクロムまたはＫａｎｔｈａｌ抵抗加熱器素子）と、熱絶縁体（例えば、ステンレス鋼ハウジングなどのハウジング内などで気密封止できる高温対応絶縁体）とを備え得る。ハウジングは、ボイラー二重壁を備え得る。炉として機能するボイラーは、ＳｕｎＣｅｌｌ起動中にＳｕｎＣｅｌｌ内の溶融金属となる金属を溶かし得る。ＳｕｎＣｅｌｌの内部構成要素の加熱速度を上げるべく、ヘリウムまたは水素などの熱伝達能力の高いガスをＳｕｎＣｅｌｌに充填してもよく、および／または、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などの黒色のセラミック塗料など、放射率の高いコーティングでＳｕｎＣｅｌｌの外面をコーティングしてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌが所望の温度および電力の少なくとも１つに達すると、加熱器およびオーブンの電力が停止され、水補給ライン３５および対応する水ポンプによってボイラーが水で満たされてボイラーとしての機能を果し得る。一実施形態では、ボイラーは、熱交換器、例えば冷却塔およびラジエータなどの強制空気交換器の少なくとも１つを、さらに備えてもよい。ボイラーおよび外部熱交換器は、ＳｕｎＣｅｌｌの冷却、ＰＶ変換器の冷却、ロードへの蒸気の供給、および加熱空気のロードへの供給のうちの少なくとも１つの役割を果たし得る。一実施形態では、電磁ポンプ磁石５ｋ４または電磁ポンプアセンブリ５ｋｋなどの少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ構成要素は、底壁などのオーブン／ボイラー壁を貫通し得るもので、オーブン／ボイラーの外部で加熱および冷却の少なくとも１つがなされ得る。

一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁温度が高いこと（例えば、１５０℃～２０００℃の範囲内）は、生成物阻害を低減させてヒドリノ反応速度を高めることから重要であることが判明したヒドリノ透過速度を、高める。壁温度の調節は、例えば、反応速度の変更（例えば、増加または減少）、適切な熱伝達のための装置内の断熱および／または冷却を活用して、動作中に所望の温度を維持することによって、なされ得る。同様に、高い反応セルチャンバ５ｂ３１温度（例えば、１５０℃～３０００℃の範囲内）もまた、ハイドリノ反応速度を増加させ得る。一実施形態では、図８Ａ～８Ｌに示されるようなＳｕｎＣｅｌｌは、貯留槽５ｃおよびＥＭポンプ管５ｋ６などのＳｕｎＣｅｌｌの水没部分からの強化された熱伝達を介して選択的冷却を提供するべく、水などの冷却剤中に部分的に浸漬される。貯留槽５ｃは、対応する任意のスズ貯蔵量によって任意の長さにされることで、冷却経路として機能することができる。図９Ｄ～９Ｆに示されるようなボイラーを、加熱器コイルまたはヒートテープで包まれたセルで裏打することができる。一実施形態では、水のないボイラー容器３３は、溶融金属となる金属を溶融してＳｕｎＣｅｌｌを開始できるようにするオーブンとして機能することができる。次いで、ボイラータンク３３を冷却剤で部分的に満たして、高い反応セルチャンバおよび壁温度を維持することができ、その一方で、内部の溶融金属から冷却剤への熱伝達のための表面積を増すべく長さを延長し得る貯留槽とＥＭポンプ管とを介して、冷却がなされる。

生成物阻害を低減する一実施形態では、ハイドリノ反応は、透過および真空ポンピングなどの少なくとも１つの機構によって、ハイドリノ反応生成物が反応セルチャンバ５ｂ３１から除去される時間を確保するべく一時停止され得る。ハイドリノ反応は、ハイドリノ反応速度を制御するための少なくとも１つの方法によって一時停止することができ、該方法として、点火電力、ＥＭポンピング、および少なくとも１つの反応物質の流れの一時停止、不活性ガスの添加、ならびに本開示の別の手段の少なくとも１つが挙げられる。

二重溶融金属注入器を備えるＳｕｎＣｅｌｌの別の実施形態では、点火電源は、抵抗加熱を提供してＳｕｎＣｅｌｌを開始し得る。電気的遮断器９１３によって遮断貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１４ａ（図８Ｇ）から電気的に絶縁されたＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも１つの外面、または遮断貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１４ａの外面は、少なくとも１本の電気リード線の接続を備え得る。例示的な外面は、電気遮断器９１３の上方または下方の反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃのうちの少なくとも１つの外壁である。電気リード線は、点火電源の電圧端子に接続されてもよく、ここで、逆極性の点火電源電圧端子は、貯留槽ＥＭポンプアセンブリおよび貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａの溶融金属の少なくとも１本のリード線に接続されてもよい。点火電力は、一方のリード線から反対極性の他方のリード線にＳｕｎＣｅｌｌを通って流れて抵抗加熱し、ＳｕｎＣｅｌｌまたは溶融金属貯留槽およびその中の溶融金属を含むＳｕｎＣｅｌｌの一部を抵抗加熱し得る。溶融金属の溶融を達成するような所望の量の抵抗加熱に続いて、点火電力は、対向する溶融金属注入器のリード線の間に接続され得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、対応する導線を接続することによって抵抗加熱と点火電力との間の接続を切り替える抵抗／点火スイッチを備え得る。別の実施形態では、抵抗加熱は、点火電源以外の電源によって電力供給されてもよい。例示的な実施形態では、点火電力を印加するのではなく、点火電力源を使用してスズを溶融し、ＳｕｎＣｅｌｌを加熱した後に、点火電力を印加してハイドリノ反応プラズマを開始する。

本開示のボイラー、空気熱交換器、または熱電変換器設計を構成するものなどの一般的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、真空ジャケットなどの可逆断熱材、圧力計、水素またはヘリウムなどのガス供給装置、真空ポンプ、およびガス圧制御装置を備え得るもので、ここで、ジャケット内のガス圧を制御して、断熱レベルを制御する。ＥＭポンプ管などの他の構成要素は、セラミック断熱材または同等のものを含み得る。別の実施形態では、５ｋａなどのＥＭポンプは、溶融金属を、貯留槽５ｃの外部にある貯留貯留槽などの貯留貯留槽に送り込むことが可能である。貯蔵貯留槽は、ＥＭポンプを備えてもよく、制御器、温度センサ、加熱器、および該加熱器に電力を供給する電池またはコンデンサバンクなどの加熱器電源をさらに備えてもよい。加熱器は、溶融金属を溶かし得るもので、その後、該溶融金属が貯留槽５ｃに汲み上げられるか吸い上げられることで、ＳｕｎＣｅｌｌが起動可能となる。一実施形態では、溶融金属は、ＥＭポンプ管５ｋ６への接続を介して、貯蔵貯留槽内へ、または貯蔵貯留槽からポンプで汲み出され得る。

図９Ｄ～Ｅに示されるようなボイラーの実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、ボイラタンクに水がない状態で始動し得る。加熱器がＳｕｎＣｅｌｌを加熱することが可能であり、それにより、ＳｕｎＣｅｌｌが、スズ、銀、銅、またはそれらの合金などの溶融金属の融点を超える温度といった所望の動作温度に達した後、ボイラータンク内に水を送り込むことが可能である。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、貯留槽５ｃ内にそれぞれ２つの溶融金属注入器５ｋ６１を備え得るもので（図８Ｆ～８Ｌ）あり、ここで、それぞれが点火電極として機能する。通電電極はさらに、断熱ライナーを備え得る電気的破断部９１３、電気的破断部フランジ９１４、貯留槽フランジ９１５、ＥＭポンプ管アセンブリ５ｋｋ、ＥＭポンプ管５ｋ６、ＥＭバスバー５ｋ２、ＥＭポンプ磁石５ｋ４、および入口ライザー５ｑａの少なくとも１つをさらに備えてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌは、真空ライン７１１、放電セル９００および本体９０１、電気フィードスルー９０６ａ（図８Ｊ～８Ｌ）などを通るガス入口、反応セルチャンバ５ｂ３１、中実のプレートまたは内側ＰＶウィンドウフランジを含み得る上部フランジ２６ｅ、ＰＶチャンバ９１６、内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４、内側ＰＶウィンドウ用シート２６ｅ１、ならびに外側ＰＶウィンドウ５ｂ４を、備える。例示的な実施形態では、グロー放電電源の正のリードは、フィードスルーガス入口９０６ａのガスライン延長部に接続され、負極リード線は、放電セルフランジ９０６ｂまたはチャンバ９０１または反応セルチャンバ５ｂ３１に取り付けられるもので、ここで、負極性の接続は、アルゴンガスライン９０６（図８Ｃ）などのガスラインに接続することによる間接的なものであってもよい。放電セル本体９０１は、図８Ｇに示すように反応セルチャンバ５ｂ３１に直接取り付けてもよいし、放電セル本体を他の所望の方向、例えば垂直方向に向けることができるエルボなどの接続によって取り付けてもよい。図９Ａに示されるような上部フランジ４０９ａを備える実施形態では、放電セル９００は、垂直などの所望の向きで上部フランジ４０９ａに取り付けられ得る。溶融金属を溶融状態に維持するのに十分な温度を維持するべく、ＳｕｎＣｅｌｌが作動した後にボイラー水を加えてもよい。ボイラ水は、電気遮断器９１３、フィードスルーを有するＥＭバスバー５ｋ２、およびＥＭポンプ磁石５ｋ４のうちの少なくとも１つを冷却し得る。

少なくともＥＭポンプ管５ｋ６は、内部の溶融金属が凝固するのを防止するべく、断熱されていてもよい。断熱材は、セラミック繊維または他の高温断熱材を含み得るものであり、該材料は、溶接および金属接着剤のうちの少なくとも１つ、例えばジェイ－ビーウェルド（Ｊ－ＢＷｅｌｄ）３７９０１、コートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、およびコートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦのうちの少なくとも１つによって、共にそしてＥＭポンプ管に接合され得るステンレス鋼ハウジングなどのハウジング内に気密封止され、気密封止を実現し得る。あるいは、ＥＭポンプは、炭素などの断熱材で覆われていてもよい。例示的な実施形態では、断熱材は、ＥＭポンプ管用に削り出された溝を有する２つのカーボンクラムシェルを含み得るものであり、ここでブロックはポンプ管に接着され、互いに接着されてハーメチック気密封止を形成する。接着剤は、ポンプ管内の炭化物形成を防止するべく、接着剤は、ポンプ管の炭化物形成を防止するべく、炭素接着剤またはレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）などの別の酸化物ベースの接着剤を含んでもよい。あるいは、ＥＭポンプ管５ｋ６の外側は、アレムコ社製品グラフィボンド５５１－ＲＮ（ＡｒｅｍｃｏＰｒｏｄｕｃｔｓＧｒａｐｈｉｔｉｃＢｏｎｄ５５１ＲＮ）などの炭素接着剤の使用を許容するカーバイド形成を回避する防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または本開示の別のものなどのコーティングで被覆されてよい。炭素断熱材は、少なくとも外側および内側をコーティングされてもよい。防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または本開示の別のものなどのコーティングは、酸化および炭化物形成の少なくとも一方を防止し得る。別の実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、カーボン、ＢＮ、セラミック、または石英などの断熱ライナーを備え得る。

一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、熱伝導ブロックを含み得るもので、該ブロックは、ＥＭポンプを包含する高熱伝導性材料（銅など）を含み、ＥＭポンプ管の１つの高温セクションから低温セクションへ熱を拡散する。熱伝導ブロックは、ＥＭポンプ管のうち、ＥＭ磁石５ｋ４を覆う部分に熱を伝達し得る。

図７Ｅ～Ｇに示される例示的な熱交換器８１３の実施形態では、溶融ガリウムまたはスズと接触する構成要素は炭素を含み、また、空気冷却剤に接触する構成要素はステンレス鋼を含む。導管ライナー８０１ａ、マニホルドまたはボンネット８０２、熱交換器入口ライン８０３、および熱交換器出口ライン８０４は、炭素を含み、さらに、導管８０１、分配器８０５、シェル８０６、外部冷却剤入口８０７、外部冷却剤出口８０８、およびバッフル８０９は、ステンレス鋼を含む。各ステンレス鋼導管８０１は各端部で、対応する分配器８０５に溶接される。分配器８０５は、空気冷却剤がステンレス鋼とのみ接触するように、シェル８０６に溶接される。各ステンレス鋼導管８０１は、各端部で対応する分配器８０５に溶接される。分配器８０５は、空気冷却剤がステンレス鋼とのみ接触するようにシェル８０６に溶接される。ボンネット８０２、入口８０３、および出口８０４は、ステンレス鋼ハウジング８０６ａの内部にあり、該ハウジング８０６ａは、溶接された入口８０３ｃラインおよび溶接された出口ライン８０４ｃを有し、それらは、ハウジング８０６ａの内部で炭素熱交換器入口ライン８０３および出口ライン８０４に接続されており、ここで、該接続は、ガスケット付きフランジ接合を備える。ガスケットは炭素を含み得る。各分配器８０５は、２つの部分、すなわち、ライナー８０１ａの端部に接着された炭素を含む１つの外側ピース８０５ａとハウジング８０６ａおよびシェル８０６に溶接されたステンレス鋼を含む内側ピースとを含み得る。ガリウムまたはスズの循環ＥＭポンプ８１０からのライン８０３および貯留槽５ｃへの戻りライン８０４は、ベローズまたはばね式ジョイントなどの伸縮ジョイントを備え得る。

図７Ｅ～Ｇに示される例示的な実施形態では、溶融ガリウムまたはスズと接触する構成要素は炭素を含み、また、空気冷却剤と接触する構成要素はステンレス鋼を含む。導管ライナー８０１ａ、マニホールドまたはボンネット８０２、熱交換器入口ライン８０３、および熱交換器出口ライン８０４は炭素を含み、導管８０１、分配器８０５、シェル８０６、外部冷却剤入口８０７、外部冷却剤出口８０８、およびバッフル８０９はステンレス鋼を含む。各ステンレス鋼導管８０１は、各端部で対応する分配器８０５に溶接されている。分配器８０５は、空気冷却剤がステンレス鋼にのみ接触するようにシェル８０６に溶接されている。ボンネット８０２、入口８０３、および出口８０４は、ハウジング８０６ａの内側の炭素熱交換器入口ライン８０３および出口ライン８０４に接続された溶接された入口８０３ｃラインおよび溶接された出口ライン８０４ｃを有するステンレス鋼ハウジング８０６ａの内側にあり、これらの接続は、ガスケット付きフランジ接合を含む。ガスケットは炭素を含み得る。各分配器８０５は２つの部品を含み得、１つの外側部品８０５ａはライナー８０１ａの端部に接着された炭素を含み、内側部品はハウジング８０６ａおよびシェル８０６に溶接されたステンレス鋼を含む。ガリウムまたはスズの循環ＥＭポンプ８１０からのライン８０３および貯留槽５ｃへの戻りライン８０４は、ベローまたはばね式継手などの伸縮継手を含み得る。

一実施形態では、熱交換器からの蒸気出力などの熱出力は、ＳｕｎＣｅｌｌ出力をトレイン社（Ｔｒａｎｅ）製などの吸収冷凍機に結合することによって、空調、サーバーなどのロードの冷却、および冷蔵に使用され得る（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｒａｎｅ．ｃｏｍ／ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ／ａｓｉａ－ｐａｃｉｆｉｃ／ｐｈ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ－ｓｙｓｔｅｍｓ／ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ／ｃｈｉｌｌｅｒｓ／ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｌｉｑｕｉｄ－ｃｈｉｌｌｅｒｓ／ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ－ｃｈｉｌｌｅｒｓ．ｈｔｍｌ）。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、直接壁熱交換器を備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、熱を除去するべく外面上の方向性を持った空気流に対するカウリング３９（図９Ｇ～Ｈ）内に配置されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも１つの表面、例えば反応セルチャンバおよび貯留槽の壁のうちの少なくとも１つの壁は、壁熱伝達手段で少なくとも部分的に覆われ、壁熱伝達手段の上を流れる空気または壁熱伝達手段を通って流れる空気への熱伝達率を高めるのに有効な壁表面積を増加させることが可能である。熱伝達手段は、ヒートスプレッダおよび熱交換器を備え得る。例示的な熱伝達手段は、フィン、ヒートパイプ、蒸気チャンバ、およびアルミニウムまたは銅ショットなどの高熱伝達性の高表面積材料を含む螺旋状の空気流路を含むものなどのチャネルプレートである。例示的なヒートパイプは、アロイ（Ａｌｌｏｙ）６００またはヘイズ（Ｈａｙｅｓ）２３０などの適合金属を含み得る溶融塩ヒートパイプおよびナトリウム、カリウム、またはセシウムヒートパイプである。熱交換器は、任意の向きのヒートパイプを備えてもよく、ヒートパイプが所望の位置および向きに配向および配置されることを可能にする熱輸送システムを備えてもよい。直接壁熱交換器は、壁熱伝達手段を通して空気を流すべくブロアまたはコンプレッサ４２をさらに備え得る。

熱交換器は、１つまたは複数の蒸気チャンバ、ループ熱サイフォン、熱拡散器、および輸送ヒートパイプアセンブリのうちの少なくとも１つをさらに備え得る。ヒートスプレッダは、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つの壁の表面に接続するための適切な形状の熱伝達ブロックを備え得る。スプレッダは、銅またはアルミニウムなどの熱伝達係数の高い材料を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌによって発生した熱出力はまた、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つの幾何学的面積を増加させることによって、空気への移動を容易にするために、より大きな領域に分散され得る。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも１つの寸法を大きくして壁面面積を増やすことにより、反応セルチャンバと貯留槽壁の少なくとも一方に伝わる電力密度を、電力を空気へ伝達する外部熱交換器の容量と一致させる。

図９Ｇ～Ｈに示される直接熱交換器の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ５１８はカウリング３９に収容され、熱交換器は、立方体または長方形の形状を有する反応セルチャンバ５ｂ３１などの反応セルチャンバの外壁に垂直に取り付けられたヒートパイプ４５を備える。ヒートパイプ４５は、銅またはアルミニウム製のプレートなどのコールド・プレート４４、またはそれが取り付けられる壁面積よりも大きな表面積を有し得る蒸気チャンバなどのヒート・スプレッダ４４内のベースで取り付けられてもよい。ヒート・スプレッダは、ＳｕｎＣｅｌｌに平行な軸に沿って延びてもよい。コールド・プレートまたはヒート・スプレッダ４４は、反応セルチャンバ５ｂ３１から排気するべく反応セルチャンバの壁を通るヒドリノ拡散のための、チャネル、溝、または開口領域４６を備え得る。熱交換器は、ヒートパイプ４５から空気または水などの流れる冷却剤に熱を伝達するべく、フィン４３などの冷却剤熱伝達要素をさらに備える。一実施形態では、空気または水などの冷却剤は、それぞれブロアまたはコンプレッサ４２または水ポンプ４２によって入口４１を通じて流されてもよい。冷却剤流は、カウリング３９に閉じ込められて出口４０から流出されてもよい。一実施形態では、熱交換器は、点火、ＥＭポンプ、プラズマ放電セル９００の電流、ならびに温度、ガス流、ガス圧、および電力センサなどのセンサのための電気接続とともに、真空ラインおよび反応ガスラインのためのカウリングフィードスルーをさらに備え得る。熱交換器は、冷却剤流量を制御することによって出口冷却剤温度が制御される、ブロワーまたは水ポンプの制御装置を備え得る。ヒートパイプは、反応セルチャンバ壁温度が所望の温度（例えば、約１００℃～３０００℃の範囲内の温度）である場合に、熱の輸送を開始するように選択されてもよい。例示的な実施形態では、ヒートパイプの作動流体は、壁がアルカリ金属の沸点に近づくにつれて熱を輸送するように、アルカリ金属を含み得る。

図９Ｇ～Ｈに示されるヒートパイプ空気熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ８１２の実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、スズまたはガリウムといった溶融金属との合金形成を防ぐべく、グラファイトまたはセラミックのコーティングで被覆される耐熱金属、例えば、ＣＲＭＯ鋼などのステンレス鋼、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、またはモリブデンを含んでもよい。セラミックコーティングは、本開示または当該技術分野で既知の防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、ムライト、ＺＴＹ、または他の同様のコーティングを含み得る。反応セルチャンバは、ライナーなどのプラズマ損傷からコーティングを保護するための少なくとも１つのライナーをさらに含み得るものであり、該ライナーは、例えば、高融点を有し、かつ石英、炭素、ＢＮまたはＳＩＣなどのセラミック、あるいはＷまたはＴＡなどの高融点金属を含むものなどの溶融金属と合金を形成しにくいライナーである。ＥＭポンプ管は、高温断熱材と、耐溶融金属合金コーティング、または石英ライナーなどのライナーとを備え得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管は、ＥＭポンプ管冷却器、例えば液体または気体の冷却剤を含むような熱交換器を含むものによって、選択的に冷却され得る。

図９Ｉに示されるような放射によってハイドリノ反応によって生成された熱を主に伝達する一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、少なくとも１つのＰＶウィンドウ５ｂ４を備え得るものであり、ここで、各ウィンドウは、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＰＶウィンドウによって形成された任意のチャンバからの光を透過させ、ヒートパイプ４５および熱交換器フィン４３を備える熱交換器などの熱交換器に熱を伝達する吸収体４４を照射する。ＳｕｎＣｅｌｌは、少なくとも１つのＰＶウィンドウを通して透過された放射を少なくとも１つの吸収体４４に反射させるべく、少なくとも１つのミラーを備え得る。一実施形態では、空気または水などの冷却剤は、それぞれ送風機または圧縮機４２あるいは水ポンプ４２によって入口４１を通じて流され得る。冷却剤の流れは、カウリング３９に収容され、出口４０から流出され得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、ＰＶウィンドウ（複数可）５ｂ４と光エネルギー吸収体（複数可）４４との間にギャップ４４ａを有し、ここで、より大きな面積の吸収体上に強力な放射光エネルギーを分散させるべく、吸収体４４の幾何学的面積は、ＰＶウィンドウの面積よりも大きい。

一実施形態では、ＥＭポンプは、高温、例えば約２００℃～１５００℃の範囲内で動作することが可能である。一実施形態では、ＥＭポンプは、ＥＭパスバー５ｋ２で溶接された金属ポンプ管５ｋ６を備え、ここで、ポンプ管の内側の少なくとも１つ、および溶融金属と接触するバスバーの少なくとも一部分は、高導電性、溶融金属との合金形成に対する耐性、耐酸化性、および高温安定性の少なくとも１つの特性を備えたコーティングで被覆される。コーティングの導電率は、約１０００μΩ／ｃｍ～１μΩ／ｃｍの範囲内であり得る。コーティングの安定温度は、１００℃を超えてもよい。コーティングの合金抵抗は、ガリウム、インジウム、スズ、銅、および銀のうちの少なくとも１つと合金を形成することに関連する抵抗を考慮してもよい。コーティングの耐酸化性は、酸素および水のうちの少なくとも１つから少なくとも１００℃の温度までの酸化に関連する耐性を考慮してもよい。ＥＭバスバーコーティングは、ＥＭバスバーをＥＭポンプ管に溶接する前または後に塗布されてもよい。コーティングは、窒化物、炭化物、またはホウ化物の少なくとも１つを含み得る。例示的な導電性コーティングは、アレムコプロダクツグラファイティックボンド（ＡｒｅｍｃｏＰｒｏｄｕｃｔｓＧｒａｐｈｉｔｉｃＢｏｎｄ）５５１ＲＮまたはスプレーコーティング、炭化バナジウム熱拡散コーティング、熱化学ホウ素化／ホウ素化（ＤＨＢ）コーティング、ＴｉＣＮ、窒化チタン、またはカーバイドＣＶＤコーティング、アドバンスドＨＶＯＦコアガード（ＡｄｖａｎｃｅｄＨＶＯＦＣｏｒｅＧａｒｄ）（登録商標）（プラクスエア（Ｐｒａｘａｉｒ））コーティング、塩浴窒化皮膜、ガス窒化皮膜、イオンプラズマ窒化皮膜、クロム、炭化クロム、熱化学的タンタル化（ｔａｎｔａｌｉｚｉｎｇ）コーティングアルミ化コーティング、白金アルミナイド拡散コーティング、熱化学的アルミ化コーティング、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＷＣ、ＶＣ、熱化学ＣｒＣコーティング、拡散スラリー、パック拡散、および気相拡散、ＣｒＣ、ＣｒＮ、ＡｌＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＳｉＣＮ、ＴｉＢ_２、ＺｒＢ_２の少なくとも１つなどの拡散コーティングなどのＣｒＣまたはＡｌコーティングを含むものである。コーティングは、プラズマ蒸着、物理蒸着、ＨＶＯＦ法、溶射、熱拡散、化学蒸着（ＣＶＤ）、熱化学、化学蒸着、電気化学蒸着、電気メッキ、および当技術分野で公知の他の方法によって適用され得る。ＥＭポンプ管のコーティングは、熱化学蒸着などの方法を用いてタンタル化することによって適用されるものなどのタンタル被膜を、含むものであってもよい。一実施形態では、ＴａでコーティングされたＥＭポンプ管は、溶接され得るステンレス鋼管５ｋ６およびステンレス鋼ＥＭバスバー５ｋ２のうちの少なくとも１つを備え得る。ＥＭポンプ管のコーティングは、非導電性材料、例えば防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのセラミックを含み得るもので、一方、ＥＭバスバーのコーティングは、ＴｉＮなどの導電性コーティング、または溶融金属との合金形成に対してさらに抵抗力のあるＴａまたはＷなどの導体を含み得る。例示的な実施形態では、ＥＭポンプ管は、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料でコーティングされたステンレス鋼（ＳＳ）を含み、ＥＭバスバーは、ステンレス鋼ポンプ管に溶接されたＴｉＮでコーティングされたステンレス鋼を含む。さらなる例示的な実施形態では、ＥＭポンプ管は、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料でコーティングされたステンレス鋼（ＳＳ）を含み、ＥＭバスバーは、溶融金属に接触する電極部と、ＥＭポンプ管に接続された締結具部との２つの部分を含む。ＥＭバスバーは、ステンレス鋼ポンプ管に溶接されたステンレス鋼締結具に固定されたＷまたはＴａロッドを備えてもよい。ＷまたはＴａ製のロッドは、対応する雌ねじを有する溶接されたＳＳスタブにねじ込まれたＴａまたはＷ雄ねじロッドなどのねじ継手を含む締結具によって、ステンレス鋼に固定され得る。別の実施形態では、締結具はポンプ管に溶接されたステンレス鋼カラーを含み、ＴａまたはＷ製のロッドがカラーをＥＭポンプ管の内側に貫通する。ロッドの反対側の端は、ステンレス鋼カラーに溶接またはろう付けされてもよい。あるいは、ＴａまたはＷ製のロッドは、ステンレス鋼で部分的に被覆されてもよく、ステンレス鋼被覆部分がＥＭポンプ管に溶接され、被覆されていないＷ部分がポンプ管内に突出し、完全に被覆されたＥＭバスバーがポンプ管の外側に突出するようにしてもよい。ＥＭポンプ管は、ＥＭバスバーが固定される前または後にコーティングされてもよい。ポンプ管は、重力、遠心力、ガス圧、静電気力、ベローズ、または当該技術分野で公知の別の選択的塗布方法を用いるコーティングの選択的塗布によって、あるいは本開示のもののようなマスキング方法を用いて、ＥＭバスバーをコーティングせずに選択的にコーティングされてもよい。

図６、８Ａ～８Ｌ、および１３に示されるもののような実施形態では、貯留槽ベースプレート５ｋｋ１は、導電性であり、点火電極として機能し得る。例示的なベースプレート点火電極は、ＣｒＣなどの炭化物、ＴｉＮなどの窒化物、またはＴｉＢ_２もしくはＺｒＢ_２などのホウ化物などの導電性コーティングで被覆されたステンレス鋼などの金属を含み、少なくとも１つがベースプレートを溶融金属との合金形成および酸化から保護する。バスバーは、ベースプレート点火電極および／または点火貯留槽バスバー５ｋ２ａ１に対して、点火電源の端子から直接接続されてもよい。一実施形態では、注入器管５ｋ６１は、ＷまたはＴａなどの酸化物コーティングのない高導電性金属および薄壁のうちの少なくとも１つを含み、該薄壁は、例えば、貯留槽内の溶融金属と注入器管内の溶融金属との間の点火電流の電気抵抗を減少させるべく、０．１ｍｍ～５ｍｍの範囲内の厚さを有する。注入器管の直径を大きくして、チューブ壁全体の電気抵抗を減らしてもよい。例示的な注入器の入管５ｋ６１の直径は、約１ｍｍ～１０ｃｍの範囲内である。

一実施形態では、反応セルチャンバは、逆Ｙ形状を備えるＳｕｎＣｅｌｌのＰＶウィンドウに取って代わってもよい。図９Ｇ～Ｈに示されるような外部熱交換器は、反応セルチャンバの壁に取り付けられてもよい。例示的な実施形態では、反応セルチャンバの壁は、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのセラミックでコーティングされたＣｒＭｏ鋼などの金属を含み得るものであり、ここで、反応セルチャンバは、石英、ＳｉＣ、またはＷライナーなどの耐火性ライナーを含む。

熱光電変換器
赤外線光の再利用を伴う１２０７℃の黒体放射の単一接合ＩＩＩ／Ｖ族半導体ＰＶ変換のテストは、参照によりその全体が組み込まれるＺ．Ｏｍａｉｒら、「バンドエッジスペクトルのフィルタリングによる超効率熱光起電力変換」“Ｕｌｔｒａｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｈｅｒｍｏｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｙｂａｎｄ－ｅｄｇｅｓｐｅｃｔｒａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇ”、ＰＮＡＳ、第１１６巻、Ｎｏ．３、（２０１９）、１５３５６～１５３６１頁によって報告された。Ｏｍａｉｒらは３０％の変換効率を達成し、さらに、ミラー、ＰＶ、黒体放射率、ビューファクター、直列抵抗、およびその他の改善により５０％の効率を予測した。１２０℃で動作する単一接合集光器シリコンＰＶセルによる３０００ＫのＳｕｎＣｅｌｌ発光の熱光起電力（ＴＰＶ）変換効率は、８４％と計算され、実用的可能性（ｐｒａｃｔｉｃａｌｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ）は５０％であった。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つの光電池と少なくとも１つの黒体放射体または発光体を含む熱光起電力（ＴＰＶ）変換器を備える。光再利用を伴う熱光起電力変換用の黒体放射体は、（ｉ）ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素の外壁の少なくとも１つと、及び（ｉｉ）ＰＶウィンドウを通してＰＶ変換器に光を放出する反応セルチャンバ内のハイドリノプラズマとの１つまたは複数を含む。黒体放射体として機能する外壁を有するＳｕｎＣｅｌｌ構成要素は、耐火材料を含む反応セルチャンバおよび貯留槽のうちの少なくとも１つを備え得るものであり、該耐火材料は、壁などの溶融金属との合金形成に対して耐性があり、該壁は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ合金を含み、ＶＨＴ防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または同様のセラミック塗料あるいはセラミック被覆鋼もしくはステンレス鋼または耐火金属などで内面がコーティングされている。あるいは、壁は、炭素、石英、石英ガラス、ならびにアルミナ、ハフニア、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ホウ素（ＢＮ）、および本開示の別のものなどのセラミックのうちの少なくとも１つを含んでもよい。一実施形態では、黒体放射体は、ＴＰＶセルへの赤外光の放射を遮断するフィルタを備えてもよい。ＴＰＶセルは、前面における赤外線フィルタのようなフィルタと、裏面における赤外線ミラーのようなミラーとの少なくとも１つを備え得る。セルのバンドギャップ未満のエネルギーを有するＰＶセルに入る光子は、対応する低エネルギー光子をリサイクルするべく、ＰＶウィンドウを介して、ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素壁および反応セルチャンバの少なくとも１つなど、ＳｕｎＣｅｌｌに反射されてもよい。

反応セルチャンバ内の溶融金属によるプラズマとリサイクル光の反射と多重反射により、直接プラズマ放射、迷走プラズマ、ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素放射（例えば、壁、溶融金属、および正極放射）、ならびにチャンバから出るかＰＶウィンドウを透過し得るリサイクル光の割合は、１００％であってもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌからＰＶウィンドウを通してＰＶ変換器、オーブン吸収器、ボイラー吸収器などの負荷に伝達される電力が放射によって支配されるように、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つが熱的に絶縁されてもよい。放射されるハイドリノ反応電力の割合は、典型的には約０～０．３の範囲内にある溶融金属の放射率と５００℃～３５００℃の範囲内にある反応セルチャンバ壁温度との関数である。透過放射線の割合は、溶融金属の放射率が低下し、反応セルチャンバ壁温度が上昇すると増加し得る。下部反応セルチャンバに接続された上部透明ハーフドームＰＶウィンドウを含む例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウの透過率は、プラズマ黒体温度３０００Ｋ、溶融金属放射率０．３、および反応セルチャンバ壁面温度１７００℃で、約１００％と算出された。

一実施形態（図９Ａ～Ｃ）では、所望の溶融金属操作温度、例えば約３００℃～３０００℃の範囲内の温度を達成するために断熱を高めるべく、反応セルチャンバの直径を大きくして、Ｗ製の内側ライナーを有するカーボンライナーのような厚いライナー、および任意に、少なくとも最も強いプラズマゾーンを並列させる多角形のＷ製プレートを収容する。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１の上部は、上部プレート４０９ａおよび対応するフランジ気密封止４０９ｅのサイズを縮小するべく、部分的なカバーを備える。反応セルチャンバの上部は、点火電極８用のフィードスルーを有する嵌合プレート４０９ａへのフランジ４０９ｅでキャッピングされた溶接環状体の中心にある溶接シリンダを備え得る。

例示的な実施形態では、グラファイト、熱分解グラファイト、ＢＮ、およびセラミックコーティンググラファイト、熱分解グラファイト、またはＢＮのうちの少なくとも１つを含み得る。例示的な実施形態では、コーティングは、高温セラミック塗料、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、またはレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤と、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ（Ａｒｅｍｃｏ）社のウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティングとの１つを、含み得る。図８Ｃ～Ｄに示される例示的な実施形態では、デュアル注入器貯留槽５ｃは、炭素で裏打ちされた、防炎または他のセラミックコーティングされた管を備え、さらに、反応セルチャンバ５ｂ３１は、反応セルチャンバのプラズマゾーンにタングステンライナーを備えたカーボンライニング、防炎または他のセラミック被覆チャンバを備える。炭素およびＷ製のライナーの少なくとも１つは、本開示の１つなどのセラミック、例えば、高温セラミック塗料、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、レスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤と、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ（Ａｒｅｍｃｏ）社のウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティングで、コーティングされてもよい。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、注入された溶融金属の流れが交差してプラズマを形成するように、溶融金属を注入するデュアル貯留槽および注入電極を備え得る。一実施形態では、少なくとも反応セルチャンバ壁は、可視光および赤外光の少なくとも１つに対して透明であってもよい。反応セルチャンバ壁は、ＰＶウィンドウを備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、正方形、長方形、五角形、六角形といった多角形状を有する反応セルチャンバを備え得る。反応セルチャンバの表面は、ＰＶセル、例えば、反応セルチャンバ壁とＰＶセルとの間にギャップが存在し得る熱光起電力（ＴＰＶ）セルによって、覆われてもよい。一実施形態では、少なくとも１つのウィンドウまたはフィルタは、反射を低減するべく、表面テクスチャまたは１／４波長板などの手段を備える。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、フランジ継手などの継手によって反応セルチャンバに接続されたチャンバを含むＰＶウィンドウをさらに備え得る。ＴＰＶセルは、ＰＶウィンドウを取り囲み、プラズマ放射を受け取り、それを電気に変換し得る。ＴＰＶセルは、電気に変換されない赤外光などの光を反射してプラズマに戻して再利用することができる。

一実施形態では、溶融金属はスズを含み得る。反応セルチャンバ温度は、酸化スズを形成するスズと水蒸気との反応が熱力学的に好ましくない温度よりも高く保たれてもよく、ここで、水は、ハイドリノ反応混合物（例えば、水素、酸素、および水蒸気のうちの少なくとも２つを含むもの）の一部として、ハイドリノ反応に供給される。ハイドリノ反応混合物が水蒸気を含む例示的な実施形態では、反応セルチャンバは温度８７５Ｋ以上に保たれる。ハイドリノ反応混合物の一部としての分子状または原子状の水素の添加は、酸化スズを形成するためのスズと水蒸気との反応が熱力学的に好ましくない温度を低下させる。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、水素源および酸素源などの水注入器と、プラズマセルなどの再結合器、アルミナなどの支持体上の貴金属などの再結合触媒、または本開示の別の再結合器とを含む。水素および酸素の供給源は、ガスライン、質量流量制御器、バルブ、流量および圧力センサ、コンピューター、ならびに本開示の他のシステムによって供給される対応するガスであり得る。あるいは、水蒸気ガスとして水を供給してもよい。水蒸気ガスは、質量流量制御器の動作のために所望の圧力に維持された水タンクから、質量流量制御器によって、反応セルチャンバおよび溶融金属の少なくとも１つに制御可能に流入させられ得る。水蒸気圧は、気密封止水タンクなどの水蒸気源の温度を制御することによって制御され得る。例示的な実施形態では、水蒸気質量流量制御器、例えば、ＭＫＳモデル＃１１５０、１１５２ｍ、および１６４０の少なくとも１つ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｋｓｉｎｓｔ．ｃｏｍ／ｃ／ｖａｐｏｒ－ｍａｓｓ－ｆｌｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ；ｈｔｔｐｓ：／／ｃｃｒｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／１６４０ａ－ｍａｓｓ－ｆｌｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ－ｍｋｓ／）は、入口圧力と出口圧力との差圧を感知し、そのデータを使用して水蒸気の流量を制御する機能を備える。

図８Ｃ～Ｄに示される例示的な実施形態では、光のリサイクルを伴う熱光起電力（ＴＰＶ）変換用のＳｕｎＣｅｌｌは、逆Ｙ字形状を有し、ここで、逆Ｙ形状の逆「Ｖ」部分は、反応セルチャンバ５ｂ３１に接続する２つの注入貯留槽５ｃを含み、逆Ｙ形状の直線部分は、黒体ラジエーターまたはＰＶウィンドウ５ｂ４を含む。逆Ｖ字形部分は、Ｈ_２およびＯ_２ガスなどの反応ガス用のガス入口を備えた反応セルチャンバ５ｂ３１に接続されたグロー放電セル９００と、反応物質を排出するために真空ポンプに接続された真空ライン７１１とのうちの少なくとも１つをさらに備え得る。グロー放電セルは、交換のために少なくとも放電電極へのアクセスを提供するべく、その上部にフランジを備え得る。グロー放電セル９００および真空ライン７１１のうちの少なくとも１つは、溶融金属の充填を回避するべく上向きに傾斜してもよく、溶融金属との合金の形成を回避するライナー、例えば、本開示のもので裏打ちされてもよい。グロー放電セルライナーは、導電性であってもよいし、電極として機能する非裏打ちセル壁の一部を有する部分ライナーを有してもよい。

直線部分のＰＶウィンドウは、反応セルチャンバへの開口部を有する長方形の空洞を含み得る。あるいは、ＰＶウィンドウは、反応セルチャンバを覆うプレートを備えてもよい。プレートは、ラヨテック社（ＲＡＹＯＴＥＫ）製などのガスケットで気密封止されたハウジング内のウィンドウを備え得る。ウィンドウは、金属化され、ハウジングにろう付けまたは溶接されてもよい。ウィンドウは、本開示のもののような接着剤によってハウジングに接着されてもよい。あるいは、ウィンドウは、反応セルチャンバの上部のフランジに接着されたプレートを有してもよい。接着剤は、本開示のものであってもよい。例示的なグルーまたは接着剤は、コートロニクスレスボンド（ＣＯＴＲＯＮＩＣＳＲＥＳＢＯＮＤ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤、ＺＲＯ_２－ＺＲＳＩＯ_４を含むアレムコ社（ＡＲＥＭＣＯ）製ウルトラ・テンプ（ＵＬＴＲＡ－ＴＥＭＰ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティング、およびＲＫ４５４などのデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）である。一実施形態では、少なくとも１つのフラットパネルＰＶ高密度受光器配列は、ＰＶウィンドウキャビティまたは反応セルチャンバの内側からの発光を受け取るべく、長方形のＰＶウィンドウ面またはプレートウィンドウに対して平坦かつ平行に配置される。ギャップは、対応するＰＶウィンドウ面またはプレートから各高密度受信器配列を分離し得る。

逆Ｙ字形状のＶ部分は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒなどの耐熱金属、および内部被覆鋼、ステンレス鋼、または耐熱金属を含み得る。コーティングは、ＶＨＴ防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または類似のセラミック塗料などの高温セラミック塗料、またはムライトなどのセラミックコーティングを含み得る。ＰＶウィンドウは、石英、サファイア、ＭｇＦ_２、酸窒化アルミニウム、または本開示の他のＰＶウィンドウを含み得る。一実施形態では、ＰＶウィンドウは、溶融金属が凝固するのを防ぐべく、それを予熱するための加熱器を備え得る。例示的な実施形態では、石英、サファイア、酸窒化アルミニウム、またはＭｇＦ_２製ＰＶウィンドウといったＰＶウィンドウは、抵抗加熱器、水素－酸素火炎加熱器、またはプラズマ再結合反応加熱器などの加熱器で予熱され得る。

一実施形態では、二重注入器は、対応する注入された溶融金属の流れを交差させるように整列させられてもよい。貯留槽の底部を考慮すると、貯留槽および交差する金属流は、流れが交差する点を頂点とする三角形を形成し、該頂点の角度は、交差する流れの相互のローレンツ偏向を避けるべく、底辺長を長くして大きくしてもよい（例：流れの軌跡をより直線的にし、円弧形状を少なくする）。

Ｖおよび直線部分は、ガスケット気密封止２６ｄ（図８Ｃ）などの気密封止によって接合され得る。ガスケットは炭素を含み得るものであり、気密封止２６ｄはボルト締めされたフランジを備えてもよい。あるいは、逆Ｖ字部分と直線部分との間の気密封止および接合部２６ｄは、接着剤を含み得る（図８Ｄ）。一実施形態では、ラヨテック社（ＲＡＹＯＴＥＫ）製などの高温ウィンドウを接続して、プラズマチャンバまたは空洞を形成することができ、ウィンドウは、光再利用を伴うＰＶ変換器へのプラズマ放出のためのＰＶウィンドウを備える（ｈｔｔｐｓ：／／ｒａｙｏｔｅｋｓｉｇｈｔｗｉｎｄｏｗｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐ－ｓｉｇｈｔ－ｇｌａｓｓ－ｗｉｎｄｏｗｓ．ｈｔｍｌ）。高温ウィンドウの接続は、ウィンドウの端部を溶接して多角体の空洞を形成することによって達成することができ、この多角形の空洞は、空洞の底部開口部で反応セルチャンバにさらに溶接され得る。

Ｙ字形状の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ステンレス鋼などの逆Ｖ字形状セクションを含む金属二重注入器セルを備えており（図８Ａ～Ｄ）、ここでＥＭポンプ管、貯留槽、反応セルチャンバなど、溶融金属と接触するすべての金属表面は、電気的絶縁を提供すべく、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料でコーティングされる。コーティングは、液体浸漬またはエアロゾル塗布によって達成され得る。一実施形態では、貯留槽５ｃに含まれる溶融金属に点火電源から電力を供給する点火電極８の電気的絶縁は、フィードスルー９１２を介して貯留槽、例えば貯留槽ベースプレート５ｋｋ１を貫通し得る。フィードスルー９１２は、溶融金属との合金形成に抵抗する、４００℃未満で動作する３４７ＳＳなどのステンレス鋼、Ｗ、またはＴａなどの金属を含み得る。別の実施形態では、フィードスルーは、４００℃未満で動作する３４７ＳＳなどのステンレス鋼、Ｗ、または溶融金属との合金形成に耐性を示すＴａなどの金属に接続された銅を含み得るものであり、ここで銅は、ガリウムやスズなどの溶融金属との合金形成から銅を保護するべく、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料または開示のものなどのセラミックコーティングでコーティングされてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、少なくとも１つの点火フィードスルー９１２、熱交換器、水などの冷却剤、循環ポンプ、温度センサ、流量計、制御器、ならびに各フィードスルーを冷却するためのフィードスルー入口および出口ラインをさらに備える。例示的な実施形態では、各フィードスルーは水冷式である。

一実施形態では、フィードスルー９１２（図８Ｃ～Ｄ）は、点火電極８を備え得るもので、該点火電極８は、金属を結合でき、かつ高温（例えば、３００℃～２０００℃）で動作するポッティングコンパウンドまたは接着剤でポッティングされる。例示的なポッティング接着剤は、コートロニクスレスボンド社（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）製９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ社（ＡＲＥＭＣＯ）製ウルトラ・テンプ（ＵＬＴＲＡ－ＴＥＭＰ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティング、およびＲＫ４５４などのデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）である。

一実施形態では、点火電極８およびＥＭポンプ電極５ｋ３０（図８Ｄ）のうちの少なくとも１つは、電気フィードスルー、本開示のものなどのポッティングコンパウンドまたは接着剤でポッティングされた電極、スウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）または同様の留め具で固定されコーティングされた電極、ならびにスウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）または同様の留め具で固定され、かつテフロン（登録商標）、グラファイト、またはＢＮフェルールなどの絶縁フェルールによって絶縁された電極の少なくとも１つを備え得る。電極コーティングは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料コーティングまたは酸化物コーティングなどのセラミックコーティングを含み得る。酸化タングステンまたは酸化タンタルなどの酸化物被膜は、電極を空気中で加熱する方法、電着、スパッタリング、または電極をアノード酸化することによって形成され得る。電極は、導電性であることが望まれる導電面にはコーティングされなくてもよく、該導電面は、例えば、点火電源またはＥＭポンプバスバー５ｋ２ａに接続され、ＥＭポンプ電極をＥＭポンプの電力源に接続するもの、および貯留槽５ｃの溶融金属と接触するものである。コーティングは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのコーティングを適用した後、ＥＭポンプチューブの内側などの伝導面から選択的に除去され得るもので、またはコーティングは、例えばマスクによって導電性表面上では回避されてもよい。マスクは、ワックスを含んでもよく、該ワックスは溶解によって除去され得る。マスクは、金属を溶融することによって除去することができるスズなどの金属を含み得る。マスクは、内部にボールベアリングが追加されたＥＭポンプ管を機械的に振動させるなどの手段によってマスクを破壊することによって除去し得るガラスまたはセラミックを含んでもよい。また、マスクの破壊は、液体窒素などの極低温液体への浸漬などの手段によってマスクを濡らして凍結させるという、少なくとも１つのステップによってなされてもよい。別の実施形態では、マスクは、水、酸、または塩基に可溶な材料を含んでよく、そのような材料として、ＮａＣｌ、ＣａＣＯ_３、または金属などの無機化合物または金属、および金属酸化物が挙げられ、それぞれ、対応する溶媒によって除去され得る。マスクは紙を含んでもよい。マスクは、ＥＭポンプ管の内側をコーティングするためにＥＭポンプバスバーをマスクするための水溶性テープなどの溶剤可溶性テープを含んでもよい。紙または水溶性テープは、次の方法でＥＭポンプ管の内面をコーティングした後、除去され得るものであり、該除去の方法として、機械的または空気圧による除去、塩酸などの酸による紙の溶解、水溶性テープの水による溶解、あるいは紙またはテープをＣＯ_２に酸化させることなどが挙げられる。例示的な燃焼方法は、ライター流体などの可燃性液体を加え、点火スパークまたは火炎を適用することである。一実施形態では、溶融金属との接触が望まれる電極表面など、導電性が望まれる表面上に形成される望ましくないタングステン酸化物は、加熱かつ飽和した水酸化アルカリ（例えば、ＮａＯＨ）などの強塩基よって除去され得る。

一実施形態では、溶融金属との合金形成に対してさらに耐性のある電気絶縁コーティングは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などの塗料を含む。塗料を加熱して硬化させるステップでは、ＥＭバスバー電極（例えば、塗料でコーティングされないようにマスキングされているもの）の酸化を避けるべく、反応セルチャンバが閉鎖または気密封止され、真空または不活性雰囲気下で加熱され得る。塗料は、超音波、圧力、蒸気または静電沈着によるエアロゾル化、および溶融金属に露出した表面を完全に覆う当業者に公知の他の方法によって分散され得る。

一実施形態では、ＥＭポンプ管は、フィードスルーが溶接されるフィードスルーカラーを備え得る。ＥＭポンプ管は、フィードスルーがポンプ管に溶接される前に、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのコーティングで被覆されてもよい。フィードスルーの中心電極とその溶接可能なハウジングとの間のギャップは、アルミナ、アルミコーティング、熱化学的アルミコーティング、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのコーティングで被覆されているものの少なくとも１つであってもよく、また、コートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９４０ＨＴ、コートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、ザウエライゼンエレクトロテンプセメント（ＳａｕｅｒｅｉｓｅｎＥｌｅｃｔｒｏｔｅｍｐＣｅｍｅｎｔ）（例えば、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓａｕｅｒｅｉｓｅｎ．ｃｏｍ／ｗｐ－ｃｏｎｔｅｎｔ／ｕｐｌｏａｄｓ／８．ｐｄｆｏｒｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓａｕｅｒｅｉｓｅｎ．ｃｏｍ／ｃｅｒａｍｉｃ－ａｓｓｅｍｂｌｙ／ｐｒｏｄｕｃｔ－ｉｎｄｅｘ／）、または本開示の別のセラミックなどのセラミックでポッティングされてもよく、ここでＥＭポンプ管内の溶融金属と接触する可能性のある表面は、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料とポッティング材料との少なくとも１つでコーティングされてもよい。

一実施形態では、点火電極およびＥＭポンプバスバーなどの電極は、溶融金属をセルに装填する場合などの空気への露出中の酸化を防止するべく、コーティングされてもよい。コーティングは、導電性、溶融金属の溶融温度での耐酸化性、および除去可能のうちの少なくとも１つであり得る。コーティングは、耐酸化性の導電性コーティングとして機能する炭化タングステンなどの炭化物を含み得る。炭化タングステンコーティングは、ＨＶＯＦプロセス（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｓｂｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．ｃｏｍ／ｔｕｎｇｓｔｅｎ－ｃａｒｂｉｄｅ－ｃｏａｔｉｎｇｓ）または当技術分野で公知の別の方法によって、適用されてもよい。コーティングは、金属、例えば、溶融によって除去され得るスズなどの溶融金属を含み得る。ニッケル、銅、亜鉛、または銀などの金属は、除去される溶融金属と合金を形成し得る。金属コーティングは、金属溶融物への浸漬、電気めっき、蒸着、および当技術分野で公知の他のコーティングプロセスによって適用されてもよい。

一実施形態では、入口ライザー、注入ＥＭポンプ管、１つまたは複数の貯留槽、および反応セルチャンバのうちの少なくとも１つは、電気絶縁体から構成されてもよく、あるいは、本開示のもののような電気絶縁体で被覆または裏打ちされてもよく、あるいは、二重の貯留槽、注入器、および点火電源間の短絡を防止するべく、すでに開示された一素材などの電気絶縁体でコーティングまたは裏打ちされてもよい。例示的な実施形態は、（ｉ）内部および外部の防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗装された入口ライザーおよび注入ＥＭポンプ管、（ｉｉ）電気絶縁酸化タングステンコートを形成するべく酸化されたＷ製入口ライザーおよび注入ＥＭポンプ管、ならびに（ｉｉｉ）電気絶縁性酸化タングステンコーティングを含むタングステンライナーを含む。電気絶縁性酸化タングステンコーティングを含むタングステンライナーを含む、反応セルチャンバ５ｂ３１および１つまたは複数の貯留槽５ｃのうちの少なくとも１つの、少なくとも１つを備える。

例示的な被覆電極は、端部に導電性表面を有する酸化タングステン電極であり、ここで、該タングステン電極は、必要に応じて除去される両端のマスクを使用して、高温の空気中で酸化される。あるいは、電極全体が酸化され、酸化層はエッチングまたは機械的な研磨によって電極から除去される。上記研磨は機械的に実施され得る。別の実施形態では、絶縁被覆を有する電極などの電極は、フェルールで固定されてもよく、該フェルールは、電極の電気絶縁被膜（セラミック被膜、Ｗ被膜、Ｔａ被膜など）を損傷させないように、少なくとも１つは絶縁酸化被膜を形成し、かつ柔らかいものとする。例示的なフェルールは、真鍮、アルミニウム、銅、銀、およびタンタルを含む。酸化物被覆フェルールの例は、アノード酸化アルミニウムのものである。別の例示的な酸化物被覆フェルールは、酸化ステンレス鋼である。

二重注入器を備えるＳｕｎＣｅｌｌの点火電極を電気的に絶縁する手段の代替実施形態では、（ｉ）少なくとも１つの貯留槽は、絶縁ガスケットを含むフランジ付きジョイントなどの絶縁ジョイントと、セラミックボルトまたは絶縁ブッシングを含むボルトなどの絶縁ボルトとを備え得るものであり、また、（ｉｉ）反応セルチャンバおよび少なくとも１つの貯留槽のうちの少なくとも１つは、２つの貯留槽を互いに電気的に絶縁する、アルミナ、ＳｉＣ、ＢＮ、または石英などの本開示のセラミックなどの電気絶縁壁部（アイソレーター、または電気ブレーク）を備えるものであり、ここで（ａ）貯留槽アイソレータは、各端にフランジを有するセラミックチューブを備え得るものであり、該フランジは、２つの貯留槽セクションを嵌合させるか、貯留槽セクションと、フランジ付き電気アイソレータまたは例示的なＣＦフランジ付き真空セラミックブレーク（ＣＦＦｌａｎｇｅｄＶａｃｕｕｍＣｅｒａｍｉｃＢｒｅａｋ）（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｅｓｋｅｒ．ｃｏｍ／ｎｅｗｗｅｂ／ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓ／ｃｅｒａｍｉｃｂｒｅａｋｓ＿ｖａｃｕｕｍ．ｃｆｍ？ｐｇｉｄ＝ｃｆ）などの電気ブレークなどの反応セルチャンバに嵌合し、貯留槽の一致するフランジに嵌合するガスケットと、ガスケットおよび電気的破断部を溶融金属との合金形成および熱衝撃からそれぞれ保護し得る本開示のもののようなセラミックライナーとの少なくとも１つを、さらに備え得るものであり、（ｂ）貯留槽アイソレータは、２つの貯留槽セクションまたは貯留槽セクションと反応セルチャンバとを溶接によって接合するための、コバールまたはインバーリングなどの溶接可能な金属リングを両端に有するセラミック管（例えば、例示的な溶接可能な真空セラミック（溶接可能真空セラミックブレーク（ＷｅｌｄａｂｌｅＶａｃｕｕｍＣｅｒａｍｉｃＢｒｅａｋ）、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｅｓｋｅｒ．ｃｏｍ／ｎｅｗｗｅｂ／ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓ／ｃｅｒａｍｉｃｂｒｅａｋｓ＿ｖａｃｕｕｍ．ｃｆｍ？ｐｇｉｄ＝ｗｅｌｄ）を備え得るものであり、さらに、（ｃ）貯留槽アイソレータは、２つの貯留槽セクションに接合するか、または貯留槽セクションと反応セルチャンバに接合するウェット気密封止を各端に有するセラミックチューブを備え得る。一実施形態では、電気遮断器は、最初にＭｏ－Ｍｎ合金でめっきされ、次にＮｉでめっきされたコバールにろう付けされるＮｉなどのセラミックシリンダを備える。ろう付けは、６００℃を超えるような高い融点を有し得る。例示的なろう付けは、Ｃｕ（７２）－Ａｇ（２８）合金、銅、ＡＢＡ、金ＡＢＡ、ＰｄＮｉＡｕ合金（ＡＭＳ４７８５融点＝１１３５℃）、またはＰａｌｏｒｏ、またはリンク先（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｒｇａｎｂｒａｚｅａｌｌｏｙｓ．ｃｏｍ／ｅｎ－ｇｂ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒａｚｉｎｇ－ａｌｌｏｙｓ／ｐｒｅｃｉｏｕｓ－ｂｒａｚｉｎｇ－ｆｉｌｌｅｒ－ｍｅｔａｌｓ／）のものなどに類似のろうである。

一実施形態では、図８Ｃ～８Ｌに示される二重注入器ＤｙｎａＢｏｏｋの両方の貯留槽は、（ｉ）各貯留槽から注入された溶融金属流が交差するまで、一方の貯留槽の点火電圧を他方の貯留槽の点火電圧から分離し、一方の貯留槽のＥＭポンプ電源を他方の貯留槽のＥＭポンプ電源から少なくとも部分的に分離すること、ならびに、（ｉｉ）点火電源をＥＭポンプ電源から少なくとも部分的に分離することも可能であることの、少なくとも１つをなす。別の実施形態では、点火電源の少なくとも２つの電源である第１の貯留槽のＥＭポンプ電源と第２の貯留槽のＥＭポンプ電源とは、少なくとも１つの他の電源に対してほぼ自律的に動作する能力を有する。各電源は、当技術分野で知られているもの、または電圧および電流変動抑制リアクタンスで修正されたものであり、独立した電源動作を可能にする高速電圧および電流点火過渡を無効にする。例示的な抑制リアクタンスは、ＥＭポンプ電源と並列の少なくとも１つのコンデンサバンクまたは直列の少なくとも１つのインダクタを含む。

一実施形態では、電気遮断器を有する貯留槽は、該電気遮断器が過熱しないように反応セルチャンバから十分に離れて除去されるように、十分な長さであり得る。一実施形態では、電気遮断器は、ライナーの内部の溶融金属温度がより高くなる一方で、遮断器がその破損温度以下に維持され得るように、熱絶縁体を有する少なくとも１つの内側ライナーを備え得る。電気遮断器は、外側などの酸化および内側などの合金形成の少なくとも１つを回避するべく、ＣｒＣ、アルミナ、ＴｉＮ、ＷＣ、または本開示の別のものなどの少なくとも１つのコーティングで被覆され得る。電気遮断器の金属とセラミックを接合させるろう付けは、レスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ステンレス鋼などのポッティング材料または本開示の別の材料で覆われてもよい。例示的な実施形態では、溶融金属は銀からなり、ライナーは、炭素、ＢＮ、石英、アルミナ、成形可能または鋳造可能なセラミック、高融点金属であるレスボンドなどの接合剤をさらに含むことができるアルミナビーズなどのセラミックビーズ、耐火金属、および本開示の他のライナーを含む。高融点金属であるレスボンドなどの接合剤をさらに含むことができるアルミナビーズなどのセラミックビーズ、ライナーは、ＥＭポンプの入口と出口のチャネルを除いて貯留槽を満たし得る。電気遮断器およびライナーの高さを最小限に抑えて、チャネルを通る熱伝導を可能にすることで、遮断器およびライナーにわたって溶融金属を維持し得る。一実施形態では、電気遮断器は外部から冷却されてもよい。ＥＭポンプ管ブレースは、本開示の電気遮断器ライナーを備え得る。

二重注入器を含むＳｕｎＣｅｌｌの点火電極を電気的に絶縁するための電気絶縁器を含む一実施形態では、少なくとも１つの貯留槽は電気遮断器を備え得ものであり、該電気遮断器は、各端部で貯溜槽壁部に接合するべく、各端部にセラミック金属接合部をさらに有し得るセラミック貯留槽壁部を備え得る。一実施形態では、貯留槽溶融金属レベルは、反応セルチャンバ側のアイソレータのセラミック部分の上部より下に位置する所望のレベルである。例示的な実施形態では、貯留槽溶融金属レベルは、反応セルチャンバ側の電気的遮断部のセラミック金属接合部の上部よりも下の所望のレベルである。入口ライザー入口の高さは、最大溶融金属レベルを所望のレベルに制御するべく、所望のレベルに一致するように調整され得る。電気遮断器は、溶融金属貯留槽または溶融金属貯留槽の下部の少なくとも１つに溶融物を流すための穴を有する内部断熱パック、ＥＭポンプ管への入口ライザー、およびパックのＥＭポンプ側の点火バスバーを備え得る。注入ＥＭポンプおよび電極は、絶縁パックを介して反応セルチャンバ側に貫通し、対向電極に溶融金属を注入し得る。

一実施形態では、入口ライザーへの溶融金属の流入速度は、ノズルによる溶融金属の注入速度よりも速い。入口ライザー開口部および噴射ノズルのサイズの少なくとも１つは、後者よりも前者で所望のより大きな流量を達成するように選択され得る。

一実施形態では、各貯留槽は、供給およびメンテンナンスの際に貯留槽の底から溶融金属を重力で容易に除去できるようにする排水プラグを備え得る。一実施形態では、入口ライザーは、ＥＭポンプとノズルが入口ライザーに流入する破片によって塞がれるのを保護すべく、ストレーナー、例えば、金属スクリーンを備え得る。

電気遮断器のＥＭポンプ側の貯留槽の長さを延長することで、貯留槽の溶融金属貯蔵量を増やし得る。電気遮断器の作動温度を下げるべく、電気遮断器をプラズマから遠くに移動させるために、遮断器の反応セル室側の長さを延長してもよい。別の実施形態では、電気遮断器は、高温（例えば、４５０℃から１５００℃までの間）に対応し得る。遮断器のろう付けは、動作温度よりも高い融点を有するように選択される。例示的な高温電気遮断器は、コバール（Ｋｏｖａｌ）とニオブの少なくとも１つと、パロロ（Ｐａｌｏｒｏ）－３Ｖなどの互換性のある高温ろう付け、リンク先にあるものなどの類似のろう付けを備える（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｏｒｇａｎｂｒａｚｅａｌｌｏｙｓ．ｃｏｍ／ｅｎ－ｇｂ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒａｚｉｎｇ－ａｌｌｏｙｓ／ｐｒｅｃｉｏｕｓ－ｂｒａｚｉｎｇ－ｆｉｌｌｅｒ－ｍｅｔａｌｓ／，ｏｒａｎｏｔｈｅｒｏｆｔｈｅｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ）。

電気遮断器は、セラミック（例えば、９７％アルミナ）、Ｃｕ／Ｎｉ（例えば、７０％～３０％）またはＦｅ／Ｎｉ（例えば、５０％～５０％）を含むものなどの、セラミック絶縁体の周方向に設けられた溶接アダプターフランジ、コンフラット（Ｃｏｎｆｌａｔ）フランジ（例：３０４ステンレス鋼）、ならびに溶接アダプタフランジの周方向にろう付けまたは溶接されたコンフレートフランジ（例えば３０４ステンレス鋼）を、備え得る。電気遮断器は、ＣＦフランジと溶接アダプタフランジとの間にベローズまたはＳフランジ（ダイアフラム）をさらに備え得る。

２つの貯留槽５ｃの最大溶融金属貯蔵量は、溶融金属の初期充填量および電気遮断器貯留槽の反対側にある貯留槽の入口ライザーの最も低い高さよりも上にある溶融金属量を含む電気遮断器の最大溶融レベルが、電気遮断器のセラミックの高さを超えないようなものとする

貯留槽電気遮断器を有する例示的な実施形態では、酸化されていない最も内側のＷ製ライナーが、中間カーボンライナーと反応セルチャンバ内の外側のＷ製ライナーまたはクラッディングとともに、使用され得る。ライナーは、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁、反応セルチャンバの床、およびタンク５ｃのうちの少なくとも１つを覆ってもよい。反応セルチャンバフロアライナー５ｂ３１ｂは、注入器５ｋ６１から貯留槽５ｃに戻る際に、溶融金属を対応する注入された溶融金属流ムから遠ざけるべく、導管または溝を備えてもよい。例示的な実施形態では、各貯留槽注入器５ｋ６１は、その貯留槽内の反応セルチャンバの中心に対して離れた位置にあり、フロアライナー５ｂ３１ｂの溝は、貯留槽の側面、および代替的に貯留槽の中心に面する側面へ溶融金属の戻り流を導く。別の実施形態では、注入器５ｋ６１は、戻り溶融金属の流れが注入された流れと干渉できないように、タンクおよび反応セルチャンバフロアライナー５ｂ３１ｂの上部よりも上方に延在する。

一実施形態では、ＥＭバスバーを含むようなＥＭポンプ管の少なくとも一部は、ＥＭポンプ管５ｋ６の入口部分および出口部分の上にある電気遮断器によって、対応するタンクの壁を通る電気経路として電気的に絶縁され、ここで、少なくとも電気遮断器によって絶縁されていない表面は、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などの電気絶縁コーティングを有してもよい。電気遮断器は、ガス管タイプ、例えば、ＭＰＦプロダクツ社（ＭＰＦＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．）の品番：Ａ０５７３－２－Ｗ（ｈｔｔｐｓ：／／ｍｐｆｐｉ．ｃｏｍ／ｓｈｏｐ／ｕｈｖ－ｂｒｅａｋｓ／１０ｋｖ－ｕｈｖ－ｂｒｅａｋｓ／ａ０５７３－１－ｗ／）を備え得る。一実施形態では、少なくとも１対のＥＭバスバー電極は、スウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）によるものなどの圧縮フィッティングによってＥＭポンプ管に固定され、かつ気密封止され得る。

一実施形態では、少なくとも１つの貯留槽のＥＭポンプは、２つのチャネルを形成するための仕切りまたはセパレータを含む単一の電気遮断器を備え、一方が入口ＥＭポンプ管の少なくとも一部として機能し、他方が注入器ＥＭポンプ管の少なくとも一部として機能する。セパレータは、電気絶縁体でコーティングされたセラミックまたは金属などの電気絶縁体を備え得る。セパレータは、電気的断絶の片側のみで、貯留槽またはＥＭポンプ管の一部などの構造体に接続されてもよい。アタッチメントは、注入器ＥＭポンプ管の延長部を有し得る。例示的なセパレータは、電気遮断器のセラミックに接合されたアルミナなどのセラミックと、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などの電気絶縁体でコーティングされた注入器ＥＭポンプ管の金属延長部とを備える。

一実施形態では、２つの貯留槽の電気的絶縁は１００％ではないが、例えば、二重の貯留槽電極間の寄生短絡電流が点火電極８に供給される全電流の２５％未満であるように許容されるのに十分なものであり、ここで、寄生電流は、点火電流経路に対する寄生経路の相対抵抗によって決定される。相対抵抗は主に、ＥＭポンプ管および貯留槽への電極貫通の抵抗、ならびにＥＭポンプ、貯留槽、および反応セルチャンバの内面のコーティングまたはライナーの完全性によって決定さる。

逆Ｖ形状セクションの頂部は、反応セルチャンバ５ｂ３１を備えてもよい。立方体、長方形、多角形、または半球形の空洞などの直線部分を含むＰＶウィンドウキャビティ５ｂ４は、反応セルチャンバおよびＰＶウィンドウの上部のフランジ２６ｄによって、反応セルチャンバ５ｂ３１の上部に取り付けられ得る。フランジ接合部２６ｄ（図８Ｃ）は、バーミキュライト、グラファイト、セラミック、スズ電気めっきバーミキュレート、または他の高温・高真空対応ガスケットなどのガスケットによって気密封止されてもよい。フランジとガスケットは、ボルトまたはクランプで気密封止され得る。図８Ｄに示される実施形態では、ガスケットは、レスボンド社（Ｒｅｓｂｏｎｄ）製９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤、ＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ社（ＡＲＥＭＣＯ）製ウルトラ・テンプ（ＵＬＴＲＡ－ＴＥＭＰ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティング、およびＲＫ４５４などのデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）によって、置き換えられる。一実施形態では、反応セルチャンバフランジ２６ｄは、アルミノシリケートでコーティングされたステンレス鋼フランジなどのセラミックでコーティングされた金属を含んでもよく、または接合フランジはコーティングされていなくてもよい。

一実施形態では、接着剤は、金属フランジにコーティングされる金属に特化した接着剤、およびＰＶウィンドウフランジの石英またはセラミックに特化してコーティングされる接着剤といった、複数の接着剤を含み得る。代表的な接着剤接合は、ステンレス鋼またはＴａ製のフランジ上のデュラボンド（Ｄｕｒａｂｏｎｄ）９５４と、ＰＶウィンドウの石英フランジ上のレスボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）とを含み、ここで、２つの接着剤が接合して、接着剤接合部２６ｄを形成する。別の実施形態では、フランジなどのＰＶウィンドウの接合部分は、当技術分野で公知の手段によって金属化され、金属化された接合部は、反応セルチャンバの対応するフランジにろう付け、溶接、または接着される。

例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウは、ＭＴＩによる石英キャビティなど、一端が閉鎖され他端が開放された石英管を備える。（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｔｉｘｔｌ．ｃｏｍ／ＥＱ－ＱＴＧＥ２１４．ａｓｐｘ）。フランジを有するのではなく、キャビティの開放端は、直線壁（例えば、円筒形キャビティの場合）、または反応セルチャンバフランジ２６ｄの凹みまたは座ぐり溝に挿入する直線壁を含み得る。あるいは、ＰＶウィンドウ壁または複数の壁は、反応セルチャンバフランジの内側または外側にしっかりとフィットして接合部を形成し得る。ＰＶウィンドウ５ｂ４は、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＬＥ、９４０ＨＴ、およびレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０４の少なくとも１つまたは本開示の別のものなどのグルーまたは接着剤で、反応セルチャンバフランジ２６ｄに気密封止され得る。

金属は、接着剤を接合した接合面が過剰に膨張して気密封止不良が生ずるのを回避するべく、熱膨張係数が低いこと、あるいは、伸縮ジョイスト、空洞、穴、または他の空洞構造を有し得る。逆Ｖ側フランジは、インバー、コバール、スーパーまたは他のステンレス鋼の溶接可能な金属、または低熱膨張係数を有するＷ、Ｍｏ、またはＴａあるいは合金を含み得る。Ｔａフランジは、純Ｎｉ、Ｆｅ、またはＣｕ製のインサートを使用してステンレス鋼に拡散接合されてもよい。Ｔａフランジは、反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも一部を構成するべく、ステンレス鋼を含むものなどの二重溶融金属貯留槽注入器に接合される円筒などの延長部を有してもよい。

一実施形態では、反応セルチャンバは、接合部の動作温度を下げるべく、フランジ付き接合部の内部に断熱インサートを備え得る。絶縁体は、石英、ＳｉＣ、またはＢＮなどのセラミック、グラファイト、または熱分解グラファイトを含み得る。グラファイト、熱分解グラファイト、またはＢＮは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、または９０４ジルコニア接着剤などのセラミックコーティング、あるいはＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ社（Ａｒｅｍｃｏ）製ウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティングでコーティングされてもよい。反応セルチャンバは、グラファイト、熱分解グラファイト、またはＢＮを含むもののようなライナーを含み得る。ライナーは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、またはレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦ、９４０ＨＴ、９４０ＬＥ、９４０ＨＥ、９４０ＳＳ、９０３ＨＰ、９０８、あるいはＺｒＯ_２－ＺｒＳｉＯ_４を含むアレムコ社（Ａｒｅｍｃｏ）製ウルトラテンプ（Ｕｌｔｒａ－Ｔｅｍｐ）５１６などの酸化ジルコニウムコーティングでコーティングされてもよい。一実施形態では、フランジ接合部は、ＰＶウィンドウフランジに接着または密封されたカーボンライナーなどのライナーの上部を備え、ここで、ライナーは、真空気密封止を作るべく、反応セルチャンバの上部に接着されてもよい。接着剤は、本開示のグルーまたは接着剤の１つまたは複数、あるいは当該技術分野で公知の別の適切なものを含んでもよい。

一実施形態では、グラファイトライナーは、注入器電極間の短絡を防止するべく、少なくとも１つの電気絶縁遮断器を含む。この遮断器は、高温対応の電気絶縁接着剤、例えばレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）などのセラミック接着剤で接合されたライナーの横断面を有し得る。一実施形態では、電気絶縁接着剤は、石英またはシリカ－アルミナ繊維絶縁体、ＢＮ、ＳｉＣ、炭素、ムライト、石英、溶融シリカ、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、本開示の他のもの、および当業者に公知のものなどの、電気絶縁性ワッシャーによって置換されてもよい。ライナーは、電気的短絡を防止するべく、本開示のものなどのセラミックコーティングで被覆され得る。カーボンライナーは、溶融金属がライナーの背後に流れて２つの注入器電極が電気的に短絡するのを防ぐべく、電気絶縁接着剤でタンクおよび反応セルチャンバにさらに接合されてもよい。

さらなる実施形態では、接合部は、接合部を冷却して動作温度を下げるべく、水冷ループなどの熱交換器を備え得る。冷却剤は、第２の熱交換器によって冷却されてもよい。冷却水は、ポンプによって再循環させられてもよい。動作温度の低下は、反応セルチャンバとＰＶウィンドウとの間の接合部の嵌合フランジの熱膨張の差を減少させ、それが接合部の破損の原因となる可能性を低減することが可能である。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、反応セルチャンバの上部にあるカウンターボアレセプタクルに挿入されて、反応セルチャンバからの溶融金属流に対する障壁を形成する。レセプタクルは、反応セルチャンバフランジの一部であってもよい。例示的な実施形態では、レセプタクルはさねはぎ型または逆段型であってもよい。ＰＶウィンドウの内側部分は、反応セルチャンバフランジの内側部分と重なってよい。レセプタクルは、グラファイトパッキンなどのパッキン、または本開示のものなどの接着剤によって気密封止されてもよい。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、ラヨテック社（ＲＡＹＯＴＥＫ）製のものなどの高温（例えば、１２００℃～２０００℃）サイトグラスウィンドウを備える（ｈｔｔｐｓ：／／ｒａｙｏｔｅｋｓｉｇｈｔｗｉｎｄｏｗｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐ－ｓｉｇｈｔ－ｇｌａｓｓ－ｗｉｎｄｏｗｓ．ｈｔｍｌ＃ｐｒｅｔｔｙＰｈｏｔｏ）。平らなラヨテック社（ＲＡＹＯＴＥＫ）製ウィンドウは、そのハウジングに取り付けられた石英またはサファイア環状体などのウィンドウ材料の環状体に変更されてもよい。石英またはサファイアなどのＰＶウィンドウチャンバは、一致する材料の環状体に融着または接着され得る。ウィンドウは、開放端で反応セルチャンバの上部に接合された立方体または長方体の開放端空洞に溶接されたプレートを含んでもよい。各ウィンドウハウジングの金属表面は、セラミック、石英、炭素、または本開示の１つなどのセラミックコーティングなどのコーティングのうちの少なくとも１つで被覆されてもよい。別の実施形態では、ウィンドウは、図８Ｃに示されるような長方形またはセラミックの空洞など、ラヨテック社（ＲＡＹＯＴＥＫ）製ウィンドウと同様の設計の空洞を有してもよく、ここで、ハウジングは反応セルチャンバの上部に溶接される。ウィンドウは、溶接、接着剤、またはフランジ接合によって反応セルチャンバの上部に接合され得る。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、ダイクロイックミラーまたはフィルタなどのミラーなどの手段を含み、バンドギャップよりもかなり高いエネルギーを有する波長の光をＰＶ変換器２６ａのＰＶセルに反射させる。一実施形態では、反射光は、約１０％～１０００％高い、１０％～５００％高い、および１０％～１００％高い、少なくとも１つの範囲のエネルギーを有する。別の実施形態では、反応セルチャンバおよびＰＶウィンドウのうちの少なくとも１つは、蛍光体などの光のエネルギーをダウンコンバートする手段を備え得る。接合部およびＰＶウィンドウは、ＰＶ変換器をさらに収容する真空チャンバなどのウィンドウチャンバを備える真空気密ハウジング内に収容され得る。ハウジングは、留め具または接合部によって反応セルチャンバの上部に固定され得る。

締結具または接合部は、溶接部を有し得る。ハウジングは、真空ポンプへの真空ライン用ならびにＰＶ変換器の電気ラインおよび冷却ライン用の貫通部を有し得る。ウィンドウチャンバと反応セルチャンバの真空ポンプを制御することにより、ウィンドウ（ベント）の両側でほぼ等しい圧力が維持され得る。一実施形態では、ウィンドウシートまたはフランジ上の反応セルチャンバの上部に対してウィンドウを保持させるべく、反応セルチャンバに対してウィンドウチャンバ内に過圧が保たれてもよい。あるいは、ウィンドウと反応セルチャンバの真空ラインとが接合された後に、単一の真空ポンプに接続されてもよい。別の実施形態では、ウィンドウの両側で圧力が平衡するように、ウィンドウの気密封止が漏れやすいものであってもよい。真空気密ハウジングは、フランジ付きポート、ゲートバルブ、またはドアなどの真空気密封止可能な開口部を有し得る。さらなる実施形態では、ウィンドウおよび反応セルチャンバは、２つの接続されたチャンバ間でガス圧が動的に等しくなるように、２つのチャンバを接続するガスラインなどの管を備えてもよい。

図８Ｆ～８Ｌおよび１３に示される実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、貯留槽５ｃ内にそれぞれ２つの溶融金属注入器５ｋ６１を備えており、ここで、それぞれが電流を通過させる電極の点火として機能する。一実施形態では、二重溶融金属注入器５ｋ６１のうちの少なくとも１つは、対応する貯留槽５ｃごとに注入器５ｋ６１またはノズル５ｑのうちの少なくとも１つを複数備えることができる。貯留槽５ｃ内の少なくとも１つの二重溶融金属注入器５ｋ６１は、断熱ライナーおよび電気遮断器フランジ９１４を含み得る電気遮断器９１３をさらに含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、貯留槽フランジ９１５をさらに含んでもよい。それぞれ貯留槽５ｃ内の二重溶融金属注入器５ｋ６１は、ＥＭポンプ管アセンブリ５ｋｋ、ＥＭポンプ管５ｋ６、ＥＭバスバー５ｋ２、ＥＭポンプ磁石５ｋ４、および入口ライザー５ｑａをさらに備えることができる。ＳｕｎＣｅｌｌは、真空ポンプに接続された真空ライン７１１をさらに備え得るものであり、それは、スズ、ガリウム、または銀などの溶融金属、および対応する酸化物の少なくとも１つを除去するためのスクリーンまたはフィルタを備えてもよい。金属酸化物および金属の少なくとも一方などの付着物質の真空ラインスクリーンを洗浄するべく、真空ライン７１１は、ガスジェットバックフラッシュ、例えば、真空スクリーンのポンプ側にある少なくとも１つのガスノズルを備え得るもので、それにより、スクリーンを通してアルゴンガスジェットなどのパルスガスジェットを適用して、付着した材料を反応セルチャンバ５ｂ３１に向かって吹き戻す。

ＳｕｎＣｅｌｌは、放電セル９０１、反応セルチャンバ５ｂ３１、固体プレートまたは内側ＰＶウィンドウフランジからなり得るトップフランジ２６ｅ、ＰＶウィンドウチャンバ９１６、内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４、内側ＰＶウィンドウ２６ｅ１のシート、および外側ＰＶウィンドウ５ｂ４をさらに備え得る。内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４は、半気密封止（例えば、溶融金属に密着するが、真空気密封止させる必要はない）であってもよく、ここで真空気密封止は、ＰＶウィンドウフランジ２６ｄ、内側ＰＶウィンドウフランジ２６ｅ、真空気密ハウジングまたはチャンバ９１６（反応セルチャンバ５ｂ３１の頂部で支持体２６ｅ１に接合される半気密封止ウィンドウ５ａｂ４を収容する）によって提供される。例示的な実施形態では、ウィンドウ５ａｂ４は、真空気密ではないそのハウジングへのガスケット気密封止を有するウィンドウを備え得る。あるいは、例示的なウィンドウ５ａｂ４は、内側ＰＶウィンドウフランジ支持体２６ｅ１へのような反応セルチャンバ５ｂ３１の上部の支持体にクランプ、接着、あるいはガスケット接合または接合によって固定された平板またはキャビティウィンドウを備えてよい。例示的なクランプは、支持体２６ｅ１とウィンドウ５ａｂ４との間のＣクランプである。内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４は、座ぐり固定具で内側ＰＶウィンドウフランジ支持体２６ｅ１に接続されてもよい。電気遮断器フランジ９１４、貯留槽フランジ９１５、内側ＰＶウィンドウフランジ２６ｅ、およびＰＶウィンドウフランジ２６ｄのうちの少なくとも１つによって、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、および内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４の少なくとも１つの内部へのアクセスが可能となり得る。

図８Ｊ～８Ｌおよび１３に示される実施形態では、外側ＰＶウィンドウ５ｂ４は、ガスケットおよび締結具２６ｄ１で気密封止されるＰＶウィンドウフランジ２６ｄを備えてもよい。例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウは、ウィンドウと同じ材料の精密にフライス加工またはラッピングされたフランジを有する半ドームの形態の溶融シリカ、石英、サファイア、または酸窒化アルミニウムを含み、ここでウィンドウは、グラフォイル、バーミキュライト、またはセラミック繊維ガスケット、フランジ上部の金属リング、およびクランプ２６ｄ１で気密封止され得る。ＰＶウィンドウドーム５ｂ４は、レスボンド９４０ＳＳなどの接着剤でさらに気密封止されてもよい。

一実施形態では、ＰＶ気密封止は、ウィンドウシートに接合された構造体と、該シート、構造体、およびＰＶウィンドウに接合する接着剤とを含む。一実施形態では、ＰＶウィンドウが取り付けられるフランジは、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳまたは本開示の別のものなどの接着剤に埋め込まれる金属ねじ、ロッド、またはメッシュなどの突出部を含む、締結具またはアンカー構造を備えるもので、ここで、接着剤は、ＰＶウィンドウを固定構造体およびシートにさらに接着する。例示的な実施形態では、締結具またはアンカー構造は、内側ＰＶウィンドウ２６ｅ１のシートに溶接されたステンレス鋼メッシュまたはスクリーンを含み、ここで、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０３ＨＰ、またはレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０８ＨＰは、メッシュまたはスクリーンを包んでシートに密着され、さらに、ヒューズシリカウィンドウまたは本開示の別のものなどの内側ＰＶウィンドウ５ａｂ４に接着する。

溶融金属としてスズを有する実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、ＰＶウィンドウ５ｂ４および５ａｂ４（図８Ｆ～８Ｌ）の少なくとも１つが、金属スズおよび酸化スズのうちの少なくとも１つによって不透明になるのを防止する手段を備える。一実施形態では、ＰＶウィンドウは、ＰＶウィンドウの温度を、スズ（融点＝２３２℃）ならびにＳｎＯ（融点＝１０８０℃）およびＳｎＯ_２（融点＝１６３０℃）などの酸化スズの少なくとも１つの融点よりも高く維持するウィンドウ温度制御器などの手段を備える。ウィンドウ温度制御器は、２００℃～２５００℃、２３２℃～２０００℃、２３２℃～１８００℃、２３２℃～１６５０℃の少なくとも一つの範囲内のものなど、所望のＰＶウィンドウ温度を維持するための加熱器またはチラー、温度センサ、および制御器の少なくとも一つを備える。加熱器またはチラーは、ウィンドウに適用される加熱または冷却された空気の流れを含み得る。後者の場合、ＰＶウィンドウはハイドリノプラズマによって加熱され得る。別の実施形態では、ＰＶウィンドウは、水素還元によって酸化スズを取り除くことが可能である。還元水素反応物質は、反応セルチャンバに流入する水素ガスを含み得るもので、ここで、水素圧の制御は、水素源、流量制御装置、圧力計、流量計、ライン、コンピュータを使用してなされ、還元が達成される。水素による酸化スズの還元に熱力学的に有利な条件を提供するべく、水素圧力およびＰＶウィンドウ温度の少なくとも１つが制御されてもよい。水素圧力は、１ミリトル～１０気圧の範囲内であってもよい。ＰＶウィンドウ温度は、１００℃～２５００℃、２３２℃～２０００℃、２３２℃～１８００℃、および２３２℃～１６５０℃の少なくとも一つの範囲内であってよい。水素反応は、ヒドリノ反応速度を最適化するために、所望に応じて異なる水素圧力で断続的に発生させてもよい。ＰＶウィンドウは、ハイドリノ反応プラズマによって洗浄され得る。ＰＶウィンドウは、ウィンドウの表面に溶融スズを注入することによって洗浄され得る。注入は、注入器ＥＭポンプまたは独立したＥＭポンプによってなされてもよい。ウィンドウを洗浄する１つまたは複数のＥＭポンプは、ウィンドウ表面上で注入を走査するラスター機構を有するラスター注入器を備え得る。ラスター機構は、注入された溶融金属流の方向を移動または回転させるべく、機械式、電磁気式、スクリュージャッキ、ステッパーモーター、リニアモーター、熱式、電気式、空気圧式、油圧式、磁気式、ソレノイド式、圧電式、形状記憶ポリマー、フォトポリマー、または当技術分野で公知の他のアクチュエータなどのアクチュエータを備え得る。別の実施形態では、ウィンドウは、炭素コーティングなどの酸化スズの付着に抵抗するコーティング、スピニングウィンドウ、メカニカルスクレーパー、および開示のものなどのガスジェットのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウ（例えば、５ａｂ４および５ｂ４の少なくとも１つ）の洗浄は、スズを対向流に噴射するためのもの、およびスズをＰＶウィンドウに噴射して金属酸化物や金属などの破片を除去するためのものなど、複数の噴射開口またはオリフィスを有する少なくとも１つのノズルから溶融金属を内面に噴射してなされる。ウィンドウ上に注入された溶融金属は、さらに追加の冷却を提供し、いくつかの実施形態では、過熱に関連するウィンドウの構造的変形（例えば、反り、割れ、透明度の低下）を防止または減少させ、または過熱に関連する任意の構造的変形（例えば、反り、割れ）を受けることを防止または減少させる。一実施形態では、ウィンドウは、それを加熱するために吸収される光エネルギー強度および熱エネルギー強度のバランスをとる動作黒体温度での放射熱損失により定常状態温度を維持する。

実施形態では、各ノズル開口部の大きさは、射出流量が、不安定またはポンピングの失敗の原因となるＥＭポンプキャビテーションを回避するように選択される。開口部の直径は、ポンピングのキャビテーションまたは不安定性を防止するために、ある程度の背圧を提供するように選択され得る。一実施形態では、噴射された溶融金属の流速は、流れの交差によって溶融金属がＰＶウィンドウに飛散し、洗浄および冷却の少なくとも１つを実行するように高いものであってよい。

一実施形態では、各ＥＭ注入器管５ｋ６１は、電気遮断器を含む貯留槽の電気遮断器よりも下の位置で、対応するタンク壁への構造支持ブレースを含み、ブレースの位置は、非電気遮断器貯留槽内で任意である。例示的な実施形態では、ブレースは、ＥＭポンプ入口およびＥＭ注入管５ｋ６１用の貫通部を有するＢＮまたはマコール（Ｍａｃｏｒ）セラミックなどのセラミック断熱材のブロックを備え得る。あるいは、ブレースは、貯留槽の壁に通された複数のボルトからなり、該ボルトの長さは個別に調整されて、ＥＭ注入器ー管５ｋ６１を所望の位置、例えば２つの溶融金属流の交差を達成してプラズマ点火を引き起こす位置に、個別に固定され得る。

一実施形態では、二重溶融金属注入器ーを含むものなどのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、注入器ー位置合わせ機構またはアライナーを備え、例えば、そのようなものとして、アクチュエータ（例えば、機械的、電磁的、スクリュージャッキ、ステッピングモーター、リニアモーター、熱式、電気式、空気式、油圧式、磁気式、ソレノイド式圧電、形状記憶ポリマー、フォトポリマー、または当該技術分野で公知の他のアクチュエータ）が挙げられ、ノズル５ｑ、注入器５ｋ６１、貯留槽５ｃ、遮断器貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１４ａ（図８Ｇ）、およびＥＭポンプアセンブリ５ｋｋの少なくとも１つを移動または回転させる。アライナーは、アライメントされたノズルから注入された対応する溶融金属ストリームを所望の方向に変化させて、溶融金属ストリームの交差をもたらす対向する注入器によって注入された対向ストリームとの整列を達成させることを可能にする。アライナーは、点火電流または電圧センサなどのセンサと、コンピュータなどの制御器とを備え、アライメントした注入器を自動的にアライメントさせて流れの交差を維持する。アライナーは、ノズル５ｑを回転させてアラインメントを達成するべく、機械的連動、例えば、歯車システムを備え得るもので、ここでノズルは、非対称の開口部を有し得る。アライナーは、注入器５ｋ６１またはノズル５ｑに接続され、注入器５ｋ６１またはノズル５ｑを機械的に動かす少なくとも１つの機械的プッシュプルロッドを備え得る。ロッドは、駆動機構への導管を通ってタンク５ｃを貫通し得るもので、ここで、導管および駆動機構の少なくとも一方が気密封止される。駆動機構は、ねじ付きロッドカラーと、ロッドを回転させる手段と、ロッドを押したり引いたりするための本開示の空気圧式、油圧式、および圧電式アクチュエータまたは他のアクチュエータとのうちの少なくとも１つを備え得る。

二重溶融金属注入器を備えるＳｕｎＣｅｌｌの別の実施形態では、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、対応する傾斜したＥＭポンプアセンブリ５ｋｋおよび貯留槽５ｃを取り付けて位置合わせするための支持体４０９ｋを有するスライドテーブル４０９ｃ（図８Ｂ～８Ｌおよび１３）に取り付けられてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ支持体４０９ｋは、任意の高さに調整可能なターンバックルを備え、ロックナットでロックされ得る。支持体４０９ｋは、セラミックワッシャなどの電気絶縁体によってスライドテーブル４０９ｃから電気的に絶縁され得る。ワッシャは、支持体４０９ｋの基部にあってもよい。ＳｕｎＣｅｌｌは、遮断器ＥＭポンプアセンブリ９１４ａを反応セルチャンバ５ｂ３１、遮断器の上の貯留槽部、反対側の貯留槽５ｃ、および貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａから電気的に絶縁する電気遮断器９１３（図８Ｇ～８Ｌおよび１３）を備えてもよい。反応セルチャンバ５ｂ３１、遮断器上方の貯留槽部、対向する貯留槽５ｃ、および貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａのうちの少なくとも１つは、遮断器ＥＭポンプアセンブリ９１４ａの支持とは独立して、スライドテーブル４０９ｃにさらに支持され、堅固に取り付けられてもよい。反応セルチャンバの各側における例示的な剛性支持体は、図８Ｈ～８Ｌおよび１３に示される反応セルチャンバ支持体９１８である。一実施形態では、支持体９１８は、ＳｕｎＣｅｌｌ構成要素が収縮および拡張するときに所望の支持圧力を維持するべく、ベース４０９ｃ端に変形可能なブッシングまたはばね９２２などの圧力制御器を備え得る。電気遮断器９１３を備える貯留槽は、溶接またはフランジ接続されたベローズ９１７などの貯留槽可撓部をさらに備え得る（例えば、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／ｂｅｌｌｏｗｓ／ｅｘｐａｎｓｉｏｎ－ｊｏｉｎｔｓ－ｗｉｔｈ－ｂｕｔｔ－ｗｅｌｄ－ｅｎｄｓ／ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／ｂｅｌｌｏｗｓ／ｅｘｐａｎｓｉｏｎ－ｊｏｉｎｔｓ－ｗｉｔｈ－ｂｕｔｔ－ｗｅｌｄ－ｅｎｄｓ／ｏｒｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／ｂｅｌｌｏｗｓ／ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ａｌｌ－ｍｅｔａｌ－ｅｘｐａｎｓｉｏｎ－ｊｏｉｎｔｓ－ｗｉｔｈ－ｆｌａｎｇｅｄ－ｅｎｄｓ／）または編み上げホース（例えば、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／ｂｅｌｌｏｗｓ／ｅｘｔｒｅｍｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ａｉｒ－ａｎｄ－ｓｔｅａｍ－ｈｏｓｅ－ｗｉｔｈ－ｍａｌｅ－ｔｈｒｅａｄｅｄ－ｆｉｔｔｉｎｇｓ／）。可撓部は、タンタルなどの材料を含むか、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、クロム、炭化クロム、アルミナ、タンタル、ＴｉＮ、または本開示の別のコーティングなどのコーティングで被覆されるもので、それによりベローズなどの可撓部が溶融金属との合金化から保護される。可撓部は、該可撓部を過熱から保護するべく、ライナー、例えば、ＢＮ、マコール（Ｍａｃｏｒ）、石英、アルミナ、ジルコニア、または本開示の別のものを含むものなどの断熱材を含み得る。ライナーは、柔軟性を可能にするべく、部分的、セグメント化、またはルーズフィットし得る。可撓部９１７は、電気遮断器９１３の上方または下方に接続され得る。アライナーは、可撓性部分の一方の側を圧縮し、反対側を伸張することによって、ベローズの円筒軸を選択的に傾斜させる少なくとも１つの傾斜システムを備え得る。傾斜システムは、破断ＥＭポンプアセンブリ９１４ａの支持体４０９ｋの長さを延長または収縮して、対応する注入器ＥＭポンプ管５ｋ６１およびノズル５ｑの方向を変える手段を備え得る。一実施形態では、傾斜システムは、複数の方位角および垂直方向で位置合わせを行うことができるように、複数の長さ調節可能な支持体４０９ｋを備える。アライナーの傾斜システムは、支持体４０９ｋの長さを調整するべく、アクチュエーター、例えば、機械式、スクリュージャッキ、ステッピングモータ、リニアモータ、熱、電気、空気圧、油圧、磁気、ソレノイド、圧電アクチュエータ、形状記憶ポリマー、フォトポリマー、または当該技術分野で公知の他のアクチュエータを備え得る。例示的な実施形態では、アライナーは、（ｉ）一端が遮断器９１３または遮断器フランジ９１４に突き合わせ溶接され、他端が貯留槽５ｃに突き合わせ溶接されたものなどのベローズと、（ｉｉ）４つのターンバックル支持体４０９ｋであり、それらの基部のセラミックワッシャーによってスライドテーブル４０９ｃから電気的に絶縁されたそれらのターンバックル支持体４０９ｋと、及び（ｉｉｉ）各ターンバックルを回転させ、ターンバックルの長さを調整することでノズル位置調整を行わせる機械的手段とを備え、ここで、電気遮断器のない反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃは、遮断器ＥＭポンプアセンブリ９１４ａの独立した動作を可能にするべく堅固に支持される。例示的な剛性支持体は、図８Ｈ～８Ｌおよび１３に示される反応セルチャンバ支持体９１８である。各ターンバックルを回転させる機械的手段は、各ターンバックル上の固定ギアと、それぞれ相手側ギアと、相手側ギアを回転させてターンバックルの長さ変化を起こさせるサーボモータ等のモータとを備え得る。回転は、対応するセンサから点火電流と電圧のデータを受信するコンピュータによって、制御され得る。あるいは、アライナーは、アライメントを引き起こすために支持体４０９ｋの１つまたは複数の長さを変更するべく、本開示のものなどの少なくとも１つのアクチュエータを有する傾斜システムを備える。

別の実施形態では、アライナーは、反応セルチャンバ５ｂ３１と貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａとの間の貯留槽５ｃ内のベローズなどの可撓部と、ベローズの一方の側の圧縮と反対側の拡張によってベローズの円筒軸を選択的に傾斜させる傾斜システムとを備え、ここで、少なくとも反応セルチャンバ５ｂ３１、ベローズの上の貯留槽部５ｃ、対向する貯留槽５ｃ、および遮断器ＥＭポンプアセンブリ９１４ａは、ベローズの下の貯留槽ＥＭポンプアセンブリ９１５ａの独立運動を可能にするべく、スライドテーブル４０９ｃにさらに支持されること、およびスライドテーブル４０９ｃに堅固に取り付けられることのうちの少なくとも１つであってもよい。例示的な剛性支持体は、図８Ｈ～８Ｌおよび１３に示される反応セルチャンバ支持体９１８である。傾斜システムは、長さを調節してベローズを傾斜させて整合させるような、少なくとも１つの支持体４０９ｋを備えてもよい。例示的な傾斜システムは、整合を達成するための長さ調節するような、本開示のものなどのアクチュエータである。

別の実施形態では、アライナーは、ベローズ９１７および収縮傾斜システムなどの柔軟なセクションを備え、ここで、傾斜システムによるベローズの傾斜は、ベローズの反対側の圧縮と伸長ではなく、ベローズの一方の側を収縮させることによって達成される。図８Ｈ～８Ｌおよび１３に示される例示的な収縮傾斜システムは、ベローズ９１７などの可撓部と、ベローズ９１７をその円筒軸に沿って広げ、両端でベローズに固定され得る収縮またはクランプ装置とを備える。例示的な収縮傾斜システムは、ベローズの電気遮断器端にあるフレーム９２０と、反対側の端にある可動フレーム９２０ａと、フレームにまたがるねじ９２１などの複数の収縮要素とを備え、ここでねじ９２１の収縮または短縮により、ベローズは、短縮されたねじの側で収縮または短縮し、対応するねじ９２１の伸長により反対側で長くなる。収縮要素は、本開示のものなどのアクチュエータを含み得る。アクチュエータはベローズの外側に取り付けられてもよく、ここで内部は、対応する貯留槽５ｃの一部分として機能し得る。

一実施形態では、アライナーは、ベローズなどの注入器ＥＭポンプ管５ｋ６１の可撓性部分と、注入器ＥＭポンプ管５ｋ６１を傾けるシステムとを備える。傾斜システムは、機械的連動のような連動と、該連動を作動させるシステム（例えば、機械式、スクリュージャッキ、ステッピングモーター、リニアモーター、熱、電気、空気圧、油圧、磁気、ソレノイド、圧電アクチュエータ、形状記憶ポリマー、フォトポリマー、または連動させるための当技術分野で公知の他のアクチュエータ）とを、備えてもよい。

一実施形態では、貯留槽、電気遮断器、およびベローズのうちの少なくとも１つは、磁性材料、例えば、鋼鉄などの高いキュリー温度（キュリー温度７７０℃）を有するものを、含み得る。鋼鉄などの磁性体は、磁気回路として機能し、点火電流の磁束あるいは貯留槽の渦電流またはイメージ電流によって発生する磁束を捕捉し得るもので、ここで、磁束のトラッピングは、溶融金属の流れにおける磁気ピンチ効果の不安定性を防ぐように機能する。一実施形態では、貯留槽、電気遮断器、およびベローズのうちの少なくとも１つは、磁性鋼から成るものなどの磁性材料クラッド、カラー、またはカバーを含んでいてもよい。別の実施形態では、貯留槽、電気遮断器、およびベローズのうちの少なくとも１つは、電気絶縁体、あるいは、ＥＭポンプによる溶融金属注入を妨害する可能性のある渦電流またはイメージ電流および対応する磁束の形成を防止し得る、電気伝導性が低いまたは無い材料から構成されてもよい。

一実施形態では、ノズル５ｑはそれぞれ、対向する側に１つなどの出口オリフィスを備え、相互のローレンツ偏向を回避するために、一直線状の水平線または直線的に接続された溶融金属流の周辺を形成する流れを発生させる。一実施形態では、ＥＭポンプ５ｋ６１の各注入管は、相互のローレンツ偏向を回避すべく、対向するノズルに角度を付けて線形的に接続流を発生させる部分を有してもよい。

図８Ｌに示される実施形態では、ノズル５ｑは、対応する溶融金属流がＥＭポンプ管５ｋ６１の注入器部と平行に排出されるように、ＥＭポンプ管５ｋ６１の注入器部の端部の略中心にある開口部を備える。一実施形態では、各注入器管は、複数（例えば、２、３、４）個のノズル５ｑを備え得るもので、および／または各貯留槽５ｃは、複数の注入器管５ｋ６ｌとの流体連通を含み得る。貯留槽５ｃ内のＥＭポンプ管５ｋ６１の注入器部の高さは、ノズルが貯留槽内にあるようにして、かつ反応セルチャンバ５ｂ３１内のより強力なプラズマへの曝露による損傷からノズルを保護するようにして、調整され得る。一実施形態では、ノズルは、貯留槽内の溶融金属プールに浸漬していてもよい。二重注入器ＳｕｎＣｅｌｌのそのような２つの注入器およびノズルのＥＭポンプ管５ｋ６１の貯留槽および対応する注入器部は、排出された溶融金属流が反応セルチャンバ５ｂ３１内で交差する軌跡９４１に従うように、互いに対して角度が付けられてもよい。貯留槽５ｃは、反応セルチャンバ５ｂ３１とＰＶウィンドウ５ａｂ４および５ｂ４とに接続された逆Ｖ字形を形成し得る。逆Ｖ字形の脚部を含む貯留槽間の角度は、約１°～１７９°の範囲内であってもよい。貯留槽５ｃが反応セルチャンバ５ｂ３１に接続する領域は、この領域が過熱するのを防止するべく、ヒートスプレッダを備え得る。ヒートスプレッダは、貯留槽のうちの少なくとも１つの壁と反応セルチャンバの床とを厚くするものであってもよい。ヒートスプレッダは、貯留槽外側の上部分の周りに金属カラーを備える。例示的なヒートスプレッダは、ステンレス鋼または銅を含む。

貯留槽の上部の過熱をさらに防止する一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、インサートのための受容器として機能し得る。インサートは、反応セルチャンバ床ライナー５ｂ３１ｂと、反応セルチャンバ５ｂ３１に接続する貯留槽５ｃの複数の部とを含み得る。インサートは、セラミック、炭素、石英、タングステンなどの耐熱金属、および本開示のまたは当技術分野で公知の別の耐火材料を含む少なくとも１つなどの耐火材料を含み得る。インサートは、複数の材料から成る複合体を含み得る。インサートは、共に締結され得る複数の部品を含み得る。締結具は、接着剤、ろう付け、溶接、ボルト、ねじ、クランプ、あるいは本開示のまたは当技術分野で公知の別の締結具を含み得る。接着されたカーボン部品の場合、例示的な接着剤は、アレムコプロダクツ社（ＡｒｅｍｃｏＰｒｏｄｕｃｔｓ）製のグラフィティックボンド（ＧｒａｐｈｉｔｉｃＢｏｎｄ）５５１ＲＮを含み得る。貯留槽は、反応セルチャンバの底部の少なくとも１つに固定され、互いに固定された、任意の所望の断面形状（例えば、円形、正方形、または長方形）の金属管を含み得る。対応する締結具は、溶接部を含み得る。上記金属は、ステンレス鋼または本開示の別のものを含み得る。管が部分的に互いに固定されている場合（例えば、頂点が断面で切り取られ、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＰＶウィンドウまたはＰＶウィンドウの少なくとも１つに接続されていることを除いて、図８Ａおよび８Ｂに示されているような場合）に、溶接部などのファスナーは、溶融金属注入器ー電極の電気的絶縁を維持するべく、各貯留槽の電気遮断器９１３の上方にあってよい。インサートは、貯留槽ライナーを備え得る。例示的な実施形態では、インサートは、フロアで反応セルチャンバに挿入して反応セルチャンバ床ライナー５ｂ３１ｂを形成する厚い炭素ブロックライナーを含み、ここで、ブロックは、反応セルチャンバの底部に取り付けられている、または各貯留槽の電気遮断器９１３の上で互いに取り付けられている断面寸法が略同一のステンレス鋼の貯留槽管と整列するべく、垂直に対して角度が付けられている貯留槽の直径を有するカーボンブロックに機械加工された２本の管を備える。上記角度は、垂直に対して約５～８５°の範囲内であってもよい。ブロックの厚さは、約１ｍｍ～１００ｍｍの範囲内であってもよい。一実施形態では、反応セルチャンバの壁は、プラズマ電流密度およびハイドリノ反応電力を増加させるべく、ＰＶウィンドウに向かって先細りまたは収束する。収束反応セルチャンバは、ＰＶウィンドウおよび本開示のＰＶウィンドウチャンバのうちの少なくとも１つに接続され得る。収束するプラズマは、ガス圧を増加させて、ＰＶウィンドウ５ａｂ４および５ｂ４またはＰＶウィンドウチャンバ９１６の領域にプラズマ流を発生させ、ＰＶ変換器２６ａへの光エネルギーの転送を増加させ得る。

一実施形態では、反応セルチャンバ容積全体とノズルでの貯留槽とからの強度のプラズマおよび光の放出があるが、貯留槽の断面積が反応セルチャンバのノズルのそれと比較して比較的小さいため、電流密度は貯留槽内のノズルで最も高くなる。ヒドリノの電力は、電流に応じて非線形に増減するが、一実施形態では、ヒドリノ反応物質の拡散制限が設定される。一実施形態では、水素、酸素、およびＨ_２Ｏのうちの少なくとも１つといったハイドリノ反応物質の流れのための入口は、ノズルが溶融するのを防ぐためにそこで発生する電力を制限するべく、ノズルで拡散制限を確立するように配置される。

一実施形態では、ノズル５ｑは、注入器ＥＭポンプ管の方向に配向され、該管は、ＰＶウィンドウ５ｂ４によって形成された任意のキャビティの少なくとも一部をさらに含み得る反応セルチャンバ５ｂ３１内で溶融金属流が交差することを可能にするべく、より高くなった反応セルチャンバ５ｂ３１をさらに備える。一実施形態では、反応セルチャンバおよびＰＶウィンドウのうちの少なくとも１つは、逆Ｙ字の垂直部分を含む形状を有し得る。この部分は、円形または正方形など、任意の所望の幾何学的水平断面を含み得る。反応セルチャンバは、ライナー５ｂ３１ａ、例えば炭素およびＷのうちの少なくとも１つを含むライナーを含み得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１の１つまたは複数の側壁の少なくとも一部は、ＰＶウィンドウを備え得る。図８Ｃ～８Ｄ及び８Ｌに示す例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウは、石英またはサファイアを含むものなどの透明な長方形または立方体のチャンバを備え得るものであり、該チャンバは、一致する金属フランジに嵌合したラップ状の石英またはサファイアフランジを含むものを接合させて反応セルチャンバ５ｂ３１に接続されてもよい。さらなる例示的な実施形態では、ＰＶウィンドウによって形成される対応するＰＶチャンバは、図８Ｌに示される反応セルチャンバ５ｂ３１を備え得るもので、ここで接合部は、貯留槽が反応セルチャンバに接続するベースにある。接合部は、グラファイトガスケットおよびクランプなどのガスケット、あるいは糊または接着剤で気密封止されてもよい。別の実施形態では、長方形または立方体のチャンバは、金属フレームなどのフレームにガスケットで気密封止されるか、接着または粘着される石英またはサファイアのウィンドウパネルを有するフレームを備え得る。いずれの実施形態においても、糊または接着剤は、本開示のもの、例えばレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、９８９、９０５、９４０ＬＥ、および９０７のうちの少なくとも１つを含み得る。接着剤は、異なる接着剤の対応する層によって、フレームへの接着およびウィンドウへの接着を可能にするべく、複数層といった複合体を含み得る。一実施形態では、ベースまたはフレームは、ベースまたはフレームに溶接またははんだ付けされた金属スクリーンなどのアンカーを含み得るもので、ここで接着剤は、アンカーと石英またはサファイアウィンドウなどのウィンドウに適用される。

一実施形態では、アンカーは、円筒の両端にカラーまたはフランジを有する円筒を有する薄い金属製の環状体を備える。上記環状体はベースまたはフレームに真空溶接され、該環の反対側のカラーはＰＶウィンドウに接着される。環状体は、円柱または環状体壁内の少なくとも１つの円周プリーツなどの少なくとも１つの拡張手段を備え得る。接着剤接合物は、対応する接着剤接合物のベースまたはフレーム側のレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳとウィンドウ側のレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９８９などの複数の層とを備え得る。一実施形態では、フランジ、接着剤、およびウィンドウの熱膨張係数は、動作温度範囲に対してほぼ一致する。例示的な実施形態では、サファイアウィンドウは、一致した同様の膨張係数を有する選択されたステンレス鋼（ＳＳ）フランジに接着される。一実施形態では、ＳＳは、コバールまたはインバーを含み得る。グルーまたは接着剤は、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、９８９、９０５、９４０ＬＥ、および９０７のうちの少なくとも１つなどの開示の１つを含み得る。接着剤接合物は、開示の１つなどの高温動作が可能なものなどの適切なろう付けと交換されてもよい。作動温度は、約３００℃～２０００℃の範囲内でもよい。一実施形態では、接着またはろう付けされたＰＶウィンドウの温度は、熱衝撃を防止するために非常にゆっくりと上昇および下降する。昇温速度は、約１０℃／時間～２０００℃／時間の範囲内であってもよい。

一実施形態では、ＥＭポンプ圧力を増加させて、溶融金属をＰＶキャビティの上部５ａｂ４および５ｂ４および側面ウィンドウのうちの少なくとも１つの表面上に噴射させることができる。酸化スズや酸化ガリウムなどの金属酸化物などの材料のウィンドウを洗浄する。

ノズルは、電気絶縁体を含む、または低い導電率を有する耐火クラッディングまたはコーティングを含み得る。一実施形態では、ノズル、コーティング、またはクラッディングの少なくとも１つは、高融点金属またはセラミック、Ｗ、Ｔａ、炭素、セラミック被覆炭素、ＢＮ、ジルコニア、アルミナ、ハフニア、レズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９４０ＨＴまたは９４０ＳＳなどのレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）ポッティング化合物、および本開示の別のセラミックまたは組み合わせオプションを含み得る。

ハイドリノ反応は、スズ、ガリウム、銀などの注入された溶融金属などの金属表面、または約５００℃～３５００℃の温度範囲内にある金属ライナーまたは注入器部分などの非常に熱い表面上で、伝播および自己持続することの少なくとも一方であってよい。ライナーは、選択的に加熱されて高温面として機能する反応セルチャンバ内に突出する部分を含み得る。高温表面は、外部電場および点火電流の印加のうちの少なくとも１つの必要性を低減または排除し得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３ｌのうちの少なくとも１つ、例えば壁ライナーおよび反応セルチャンバ５ｂ３ｌの底部もしくはベースライナーの少なくとも１つは、Ｗ、Ｔａなどの耐火性金属表面、例えば本開示のものとして、機能し得る。他の実施形態では、ライナーなどの高温面は、カーボンなどの耐火性ライナー基材上のＷＣ、ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、またはＴｉＮコーティングなどの金属窒化物、炭化物、または二ホウ化物コーティングなどの導電性セラミックを含み得る。代表的なコーティングは、ホウ化ハフニウム（ＨｆＢ_２）（融点＝３３８０℃）、炭化タングステン（ＷＣ）（融点＝２７８５℃～２８３０℃）、炭化ハフニウム（ＨｆＣ）（融点＝３９００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５（融点＝４０００℃）、Ｔａ_４ＨｆＣ_５ＴａＸ_４ＨｆＣＸ_５（融点＝４２１５℃）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）（融点＝３３８５℃）、二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ_２）（融点＝３２４６℃）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）（融点＝３４００℃）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）（融点＝２９５０℃）、ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）（融点＝３２２５℃）、炭化チタン（ＴｉＣ）（融点＝３１００℃）、窒化チタン（ＴｉＮ）（融点＝２９５０℃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）（融点＝２８２０℃）、ホウ化タンタル（ＴａＢ_２）（融点＝３０４０℃）、炭化タンタル（ＴａＣ）（融点＝３８００℃）、窒化タンタル（ＴａＮ）（融点＝２７００℃）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）（融点＝３４９０℃）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）（融点＝２５７３℃）、炭化バナジウム（ＶＣ）（融点＝２８１０℃）である。例示的な実施形態では、反応チャンバ５ｂ３１ライナーは、Ｗ製のフロアプレート５ｂ３１ｂおよびＷ製のプレート壁セグメントを含み得るもので、該セグメントは、例えば、長方形、立方体、六角形、八角形、または他の多角形を形成するものなどであり、それは、Ｗ製プレート間にセラミックストリップなどの電気絶縁体をさらに備え得るもので、それらを絶縁して、並置されたＷ製プレート間の電気経路を回避し、次にノズルの１つに至る電気経路を回避し得る。あるいは、壁ライナーは、少なくとも部分的に、電気絶縁体または低電気伝導度の材料を含むものであってもよく、該材料として、例えば、炭素、セラミックコーティングカーボン、石英、本開示のもののようなセラミック、またはセラミックコーティングのような非導電性コーティングでコーティングされたＷまたはＴａのような導電体が挙げられる。

図８Ａ～８Ｌに示されるような二重溶融金属注入器ＳｕｎＣｅｌｌの一実施形態では、一方のＥＭポンプのポンピング速度は、反対側のＥＭポンプの速度に対して増加され、速度増加に対応する支配的な注入された溶融金属流を、表面、例えば反応セルチャンバ側壁などの金属部分に衝突させて、反応セルチャンバ内でハイドリノ反応反応を開始させるための加熱面を形成する。ハイドリノ反応が開始されると、ＥＭポンプは、ＥＭポンピング速度のバランスがとれるように設定され得る。あるいは、その２つの貯留槽のうちの１つのみに電気遮断器を有するＳｕｎＣｅｌｌの実施形態では、支配的な注入された溶融金属流は、支配的な注入された溶融金属流の極性とは常に反対の極性にあるライナー表面に衝突して、ヒドリノ反応を開始させる高温表面を作り、ここで、その後にＥＭポンピング速度がバランスを取り得る。

一実施形態では、図８Ｈ～８Ｌおよび１３に示される９１４および９１５などのフランジの少なくとも一組、ならびに２６ｄ、２６ｅ、および９０２などの他のフランジは、接合された各構成要素の周囲の円環などの平坦な金属プレート（ボルト穴なし）に置き換えられ得る。プレートは、継ぎ目を形成するべく、外縁で共に溶接されてもよい。継ぎ目は、２つのプレートを分離するべく、切断または研削されてもよい。

一実施形態では、注入器ＥＭポンプ管５ｋ６１は、ＷまたはＴａなどの溶融金属との合金形成に対して耐火性および耐性のうちの少なくとも１つを有するものなどであり、管をＥＭポンプベースプレート５ｋｋ１上のカラーに固定するための管締結具を備えてもよい。締結具は溶接を含み得る。締結具は、圧縮フィッティングを含み得る。あるいは、締結具は、本開示の１つのような接着剤またはポッティング化合物、例えば、ステンレス鋼と同様の熱膨張係数を有し得るコートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９４０ＳＳ、コートロニクスレスボンド（ＣｏｔｒｏｎｉｃｓＲｅｓｂｏｎｄ）９４０ＨＴ、またはザウエライゼンエレクトロテンプセメント（ＳａｕｅｒｅｉｓｅｎＥｌｅｃｔｒｏｔｅｍｐＣｅｍｅｎｔ）を含み得る。別の実施形態では、締結具は、ＥＭポンプ管と、それぞれに設けられたワッシャなどのカラー環状体とを備え、ここで、管を固定するべく、環状体の端部を溶接してもよい。あるいは、ＥＭポンプ管は、ベースプレートに対して環状を押すカーボンプレートなどのカバーを使用して、ベースプレートに溶接されたカラーに管を固定するための環状を備えてもよい。プレートは、ベースプレートに接着されるか、少なくとも１つの留め具によって所定の位置に保持される。カラー、環状部、および締結具などの構成要素は、ＣｒＣ、アルミナ、またはＴａなどの本開示の１つなどのスズ合金耐性コーティングで被覆され得る。

ＥＭポンプ管５ｋ６、貯留槽５ｃ、および反応セルチャンバ５ｂ３１のうちの少なくとも１つは、下にある金属を溶融金属との合金形成から保護するコーティングで被覆され得る。例示的なコーティングは、酸化物、炭化物、二ホウ化物、窒化物、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料などのセラミックコーティング、および本開示の別のものである。ＥＭポンプ管５ｋ６、貯留槽５ｃ、および反応セルチャンバ５ｂ３１のうちの少なくとも１つ、例えば壁および底部のうちの少なくとも１つは、ライナーで裏打ちされ得る。例示的なライナーは、炭素、あるいはセラミック、例えばタングステンライナーの周囲にある９６＋％アルミナまたはＦＧ９９５アルミナなどのアルミナである。カーボンは、防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料、ＺｒＯ_２、またはレズボンド（Ｒｅｓｂｏｎｄ）９０７ＧＦなどの電気絶縁体でコーティングされてもよい。貯留槽５ｃおよび反応セルチャンバ５ｂ３１は、正方形または長方形の断面などの多角形の断面を有してもよい。ライナー、例えば、炭素およびタングステンのうちの少なくとも１つを含むものは、プレートの交点で同時に面取りされ得るライナー材料のプレートを含み得る。

本開示の実施形態では、反応セルチャンバ、入口ライザー、貯留槽、およびＥＭポンプ管などのＳｕｎＣｅｌｌ構成要素のコーティングは、酸化イットリウム、酸化ハフニウムチタン、酸化ジルコニウム、ＹＡＧ、３Ｙ_２Ｏ_３－５Ａｌ_２Ｏ_３、および酸化アルミニウムなどのＺＹＰコーティングによって、製造されたものを含み得る。少なくとも１つのＺＹＰコーティングが防炎（Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ）塗料の代わりになり得る。

反応セルチャンバ５ｂ３１およびＰＶウィンドウチャンバ９１６のうちの少なくとも１つは、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＰＶウィンドウチャンバ９１６のうちの少なくとも１つの重量を支持するべく、少なくとも１つの構造支持体、例えば、テーブル４０９ｃに取り付けることができる、少なくとも１つのコラムまたはターンバックル４０９ｋをさらに備え得る。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、少なくとも１つの送風機または圧縮機と、ウィンドウ表面上の高速ガス流によってＰＶを冷却するための少なくとも１つのジェットと、を備える。ヘリウムまたは水素などのガスは、不活性であり、放出された放射線に対して透明であり、高い熱伝達能力を有するように、選択され得る。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは球の中心に配置されてよく、該球の内側を光再利用可能なＰＶが覆う。あるいは、ＰＶウィンドウは、半球の内側を覆う光再利用可能なＰＶを含む半球の底部にある平面鏡を有する環状体の中心に配置されてもよい。ミラーは、研磨された金属、アクフレクト（Ａｃｃｕｆｌｅｃｔ）（アクラタス（Ａｃｃｕｒａｔｕｓ））などのセラミック、または約２００ｎｍ～５０００ｎｍの波長範囲内の光など、ＳｕｎＣｅｌｌによって放射される実質的にすべての波長を反射できる、当技術分野で公知の他の反射器を備え得る。

図８Ｌに示すような実施形態では、反応セルチャンバ壁を高温で動作させて、ＰＶ変換器２６ａのＰＶセルに対する黒体ラジエータとして機能させることができる。ＰＶ変換器２６ａのＰＶセルは、黒体ラジエータ壁への光再循環を実行するべく、赤外線バッキングまたは最下層ミラーをそれぞれ備え得る。反応セルチャンバ壁は、高温（例えば、約１０００℃～３５００℃の範囲内）での動作を可能にするニオブなどの耐火性材料を含み得る。壁は、酸化および溶融金属との合金形成の少なくとも１つを抑制するべく、アルミナまたはＣｒＣなどの本開示のコーティングで被覆されてもよい。

一実施形態では、ガリウムまたはスズなどの溶融金属は、熱光起電力変換器を備えるシェル型の管などの熱交換器を通って流される。ガリウムまたはスズなどの溶融金属は、シェルの内側に取り付けられたＴＰＶセルに放射する管を通してポンプで送り出されてもよい。

一実施形態では、ＰＶウィンドウを通してハイドリノプラズマによって放出される強力な黒体放射は、放射加熱器、光源、および指向性エネルギー兵器のうちの少なくとも１つとして直接利用され得る。強烈な発光などの指向性エネルギーは、ミサイルまたは弾丸などの飛来物を破壊または溶かすことが可能である。

一実施形態では、ヒドリノまたは分子ヒドリノを含む物質組成物は、ヒドリノが可視光を吸収または放出しない暗黒物質から成るため、コーティングされた物体にステルス性を提供するコーティングを含む。

一実施形態では、溶融金属は、スズ、ガリウム、ガリンスタン、銀、銅、７１．９％Ａｇ／２８．１％ＳｎなどのＡｇ－Ｃｕ合金、５０％Ａｇ／５０％Ｓｎ溶融などのＡｇ－Ｓｎ合金などの任意の既知の金属または合金を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、プラズマおよび黒体光のうちの少なくとも１つが反応セルチャンバからＰＶ変換器に放出されることを可能にするＰＶウィンドウを備え得る。一実施形態では、反応セルチャンバは、黒体温度をより均一にするガスを含む。ガスは、アルゴンなどの希ガスを含み得る。ガス圧は、温度をより良く分散させるべく、高くしてもよい。

溶融金属は、ＰＶウィンドウの湿潤に抵抗し、ウィンドウの不透明化を防止するスズなどの金属を含み得る。ＰＶウィンドウは、高温に対する耐性とスズの濡れに対する耐性との少なくとも一方を有し得る透明な材料を含み得る。ウィンドウは、石英、ゼロデュール（Ｚｅｒｏｄｕｒ）（アルミノケイ酸リチウムガラスセラミック）、ＵＬＥ（熱膨張係数（ＣＴＥ）がゼロのチタニア－シリカ二元ガラス）、サファイア、酸窒化アルミニウム、ＭｇＦ_２、ガラス、パイレックス（登録商標）、および当該技術分野で公知のその他のガラスのうちの少なくとも１つを含み得る。ウィンドウは、高温（例えば、約２００℃～１８００℃の範囲内）で動作可能であってもよく、反応セルチャンバの内部からのプラズマ放射を透過することに加えて、黒体放射体として機能し得る。適切な例示的高温対応ウィンドウは、ラヨテック（Ｒａｙｏｔｅｋ）の高圧高温サイトグラスウィンドウ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｉｇｈｔＧｌａｓｓＷｉｎｄｏｗｓ（ＨＴＨＰ））（ｈｔｔｐｓ：／／ｒａｙｏｔｅｋｓｉｇｈｔｗｉｎｄｏｗｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐ－ｓｉｇｈｔ－ｇｌａｓｓ－ｗｉｎｄｏｗｓ．ｈｔｍｌ）から成るものである。

一実施形態では、ＰＶウィンドウは、ソース（例えば、ガスノズルまたは注入器）、ガスソース、ならびに流量および圧力制御器（例えば、圧力センサ、バルブ、およびプラズマ発生中に動作し得るコンピュータ）からの、ガスブランケット、ガスジェット、高圧ジェット、またはガスナイフのうち少なくとも１つによって、洗浄または冷却の少なくともいずれかが達成される。ガスは、アルゴンなどの希ガスおよび蒸気のうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、ウィンドウクリーナーは、パルス化され得るウォータージェットを含み、ここで、余分な水は蒸気として排出されてもよい。一実施形態では、ガスジェットは蒸気を含み得る。ウィンドウは、蒸気が反応セルチャンバに流入する前に蒸気を除去するべく、真空ポンプに接続された局所真空ポートを備え得る。ウィンドウはさらに、蒸気が局所真空ポートおよび真空ポンプによって選択的に排出されることを可能にするべく、バッフル、例えば、反応セルチャンバからウィンドウを閉じるゲートバルブを、備え得る。一実施形態では、ウィンドウは、電磁ポンプなどの溶融金属ポンプを備え、ガリウム、スズ、銀、銅、またはそれらの合金などの溶融金属をウィンドウの内面に注入してそれを洗浄することが可能である。

一実施形態において、溶融金属はスズを含む。一実施形態では、ＰＶウィンドウは、酸化インジウムスズなどの導電性透明コーティングを含む。スズおよびＳｎＯ粒子などの付着粒子を弾くべく、電圧源によってウィンドウにバイアスを印加してもよい。一実施形態では、ウィンドウは、グロー放電源などのプラズマ源によってプラズマ洗浄される。一実施形態では、ウィンドウまたはウィンドウ用のハウジングのうちの少なくとも１つは、グロー放電の電極をさらに備え得る。一実施形態では、ＰＶウィンドウは、ＨＯＨおよび原子Ｈを反応セルチャンバ５ｂ３１に供給するグロー放電セル９００（図９Ａ）に近接する。放電セルは、供給された分子状水素から放電セル内で形成された原子状水素がＰＶウィンドウの表面上を流れるように、位置または角度の少なくとも一方が決定されていてもよい。原子状水素は、スズまたは酸化スズと反応して揮発性のＳｎＨ_４を形成し、ＰＶウィンドウを洗浄し得る。一実施形態では、放電セルの出口は、放電セルの出口からの原子状水素の流れをＰＶウィンドウに入射させるバッフルまたはデフレクタを備え得る。バッフルまたはダイバータは、ガラス、石英、またはアルミナまたはＢＮなどのセラミックなど、水素再結合係数または再結合容量が小さい材料を含み得る。

一実施形態では、ウィンドウは、少なくとも（ｉ）ＰＶ変換器の加熱を低減し、かつ（ｉｉ）ウィンドウを洗浄するための揮発性スタナンの形成を可能にするべく、冷却され、ここで、該スタナンは、該スタナンの熱分解温度より高い温度を有する反応セルチャンバ内で分解される。さらに、ウィンドウの温度は、スズの融点を超える温度、例えば２３５℃超に維持され得る。一実施形態では、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つにおけるような溶融スズの温度は、スタナン分解温度と水素が溶融スズから実質的に脱着する温度とのうちの１つ以上よりも高く維持される。水素は、反応セルチャンバからのハイドリノ反応物質であってもよい。一実施形態では、ウィンドウの温度は、酸化スズの水素還元温度より高く維持され、ここで、水素は、分子状および原子状の少なくとも１つの形態の気体であってもよい。反応セルチャンバおよび貯留槽のうちの少なくとも１つは、約２３５℃～３５００℃の温度範囲内に維持され得る。

一実施形態では、発電システム（ＳｕｎＣｅｌｌと呼ばれる）は、（ｉ）放電プラズ発生セルを介して溶融金属セルに向けられる水／水素混合物を生成する放電プラズ発生セル９００と、及び（ｉｉ）反応セルチャンバ５ｂ３１内に放電プラズマを発生させる放電プラズマ点火セルとを含む、少なくとも１つのプラズマセルを備え、ここで、少なくとも１つのプラズマセルが、反応セルチャンバ５ｂ３１内でハイドリノプラズマの点火を引き起こし、ここで、ハイドリノプラズマは、ハイドリノ反応によって少なくとも部分的に電力が供給され維持されるプラズマを含む。これらの実施形態では、グロー放電セルなどの放電プラズ発生セルは、ガス（例えば、酸素と水素の混合物を含むガス）から第一のプラズマの形成を誘発し、ここで、放電プラズマ発生セルの流出物は、溶融金属回路の任意の部分（例えば、溶融金属、アノード、カソード、溶融金属貯留槽に浸漬された電極、２つの溶融金属貯留槽のいずれか、２つの注入器溶融金属電極のいずれか）に向けられる。これらの実施形態では、グロー放電セルなどの放電プラズマ点火セルは、ガス放電などの反応セルチャンバ内で放電を誘発し、反応セルチャンバ内でハイドリノ反応の点火を引き起こす。放電プラズマ点火の電極は、点火電極を含み得る。放電セルの電極は、アノード、カソード、溶融金属貯留槽に浸漬された電極、２つの溶融金属貯留槽のいずれか、２つの注入器溶融金属電極のいずれか、貯留槽、反応セルチャンバ、ならびに、フィードスルーなどの電気絶縁コネクタを介して反応セルチャンバを貫通する独立した放電プラズマ点火電極の少なくとも１つを備え得る。放電プラズマ点火電極は、Ｔａ、Ｗなどの金属、または溶融金属との合金形成に抵抗する炭化物または窒化物被覆ステンレス鋼電極などの被覆金属であってもよい。

例示的な実施形態（図８Ｆ～Ｇ）では、タングステン放電プラズマ点火電極は、注入器電極５ｋ６の金属流の１つの近傍で反応セルチャンバを貫通し得る。電極は、フィードスルーを介して反応セルチャンバ壁を貫通し得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、放電プラズ発生セルに電力を供給する装置を含む高電圧電源を備え得る。電源は、放電プラズマ発生セルに高電圧を印加して、ガスグロー放電を発生させてハイドリノプラズマを点火することができる。１つの電極が点火バスバー５ｋ２ａ１を構成してもよい。反応セルチャンバ５ｂ３１が接地される例示的な実施形態では、高圧放電電源からの正電極リード線が電気遮断器９１３を有する貯留槽５ｃ内の点火バスバー５ｋ２ａ１に接続され、高圧放電電源からの負電極リード線が他の点火バスバー５ｋ２ａ１に接続されてもよい。代替実施形態では、放電プラズ発生セル９００は、放電プラズ発生セル９００および放電プラズマ点火セルとして機能する。その場合、正電極などの放電プラズ発生セルの電極は、放電プラズ発生セルを通って反応セルチャンバ内に延在し得る。

一実施形態では、光電気変換器は、光エネルギー出力の少なくとも１０％に対応するようなセルから放出される光の実質的な波長領域に応答する光起電力（ＰＶ）セルを含む本開示の光起電力変換器を備える。一実施形態では、ＰＶセルは、約１．５ＳＵＮ～７５０００ＳＵＮ、１０ＳＵＮ～１００００ＳＵＮ、および１００ＳＵＮ～２０００ＳＵＮのうちの少なくとも１つの強度範囲内など、太陽光の強度よりも大きな高強度の光を受け入れることができる集光型セルである。集光器ＰＶセルは、約１～１０００ＳＵＮの範囲内で動作し得るｃ－Ｓｉを含んでもよい。シリコンＰＶセルは、バンドギャップを改善して黒体スペクトルによりよく一致させ、熱除去を改善し、それによって冷却システムの複雑さを軽減する少なくとも１つの機能を実行する温度で、操作され得る。例示的な実施形態では、集光器シリコンＰＶセルは、３０００℃の黒体放射体のスペクトルに一致する約０．８４Ｖのバンドギャップを提供するべく、約１３０℃で１００～５００ＳＵＮで、操作され得る。ＰＶセルは、単接合または三重接合などの複数の接合を含み得る。集光器ＰＶセルは、単接合Ｓｉまたは単接合ＩＩＩ／Ｖ族半導体、または複数の層、例えば、ＩＩＩ／Ｖ族半導体の層、例えば、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ；ＩｎＡｌＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／Ｇｅ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／ＳｉＧｅ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｇｅ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ／ＳｉＧｅ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ；ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ；ＧａＩｎＰ／Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ／ＩｎＧａＡｓ；ＧａＩｎＰ－ＧａＡｓ－ｗａｆｅｒ－ＩｎＧａＡｓ；ＧａＩｎＰ－Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ－Ｇｅ；およびＧａＩｎＰ－ＧａＩｎＡｓ－Ｇｅ．の群の少なくとも１つを、含み得る。三重接合または二重接合などの複数の接合は、直列に接続されてもよい。別の実施形態では、接合部が並列に接続されてもよい。接合部は機械的に積層され得る。接合部はウェーハ接合されてもよい。一実施形態では、接合間のトンネルダイオードは、ウエハボンドに置き換えられてもよい。ウエハ接合は、後続の接合またはより深い接合によって変換される波長領域に対して、電気的に絶縁され、かつ透明であってもよい。各接合部は、独立した電気接続部またはバスバーに接続され得る。独立したバスバーは、直列または並列に接続されてもよい。各電気的に独立した接合部のための電気接点は、グリッドワイヤを備え得る。独立した接合部または群をなす接合部の複数の並列回路または相互接続すべてに対して電流を分配するべく、ワイヤシャドウ領域を最小化させてもよい。電流は、横方向に除去され得る。ウエハ接合層は、透明導電層を含み得る。例示的な透明導電体は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ドープ酸化亜鉛などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、導電性ポリマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、および当業者公知の他のものである。ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）は、中間接合層を含み得る。該接合は、透明材料（例えば、ホウケイ酸ガラスのようなガラス）とＰＶ半導体材料との間であってよい。例示的な二重接合セルは、ＧａＡｓ（ＧａＩｎＰ／／ＧａＡｓ）の底部層に接合されたＧａＩｎＰウエハーの上部層を含むものである。例示的な４接合セルは、ＩｎＰ基板上のＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓを含むもので、ここで各接合は、トンネルダイオード（／）、またはＩｎＰ上のＧａＩｎＰ／／ＧａＡｓ／／ＧａＩｎＡｓＰ／／ＧａＩｎＡｓによって与えられるセルなどの絶縁透明ウェーハボンド層（／／）によって個別に分離されてもよい。ＰＶセルは、ＩｎＧａＰ／／ＧａＡｓ／／ＩｎＧａＡｓＮＳｂ／／導電層／／導電層／／ＧａＳｂ／／ＩｎＧａＡｓＳｂを含み得る。基板は、ＧａＡｓまたはＧｅであってもよい。ＰＶセルは、Ｓｉ－Ｇｅ－Ｓｎおよび合金を含み得る。ダイオードとウエハボンドのすべての組み合わせは、本開示の範囲内にある。ＡＭ１．５ｄスペクトルの２９７倍の濃度で４４．７％の変換効率を有する例示的な４接合セルは、フランスのソイテック（ＳＯＩＴＥＣ）によって製造されている。ＰＶセルは、単一接合部を含み得る。例示的な単一接合ＰＶセルは、Ｓａｔｅｒら（Ｂ．Ｌ．Ｓａｔｅｒ，Ｎ．Ｄ．Ｓａｔｅｒ，「最大１０００ＳＵＮ強度まで対応する高耐圧シリコンＶＭＪ太陽電池」（“ＨｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｓｉｌｉｃｏｎＶＭＪｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｆｏｒｕｐｔｏ１０００ｓｕｎｓｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ”）、ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＳｐｅｃｉａｌｉｓｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００２に挙げられたものののうちの１つなどの単結晶シリコンセルを含み得、これらのすべてが参照により本明細書に援用される。あるいは、単一接合セルは、ＧａＡｓまたはＩＩＩ族およびＶ族からの元素などの他の元素でドープされたＧａＡｓを含み得る。例示的な実施形態では、ＰＶセルは、約１０００ＳＵＮで動作する三重接合集光器ＰＶセルまたはＧａＡｓＰＶセルを含む。別の例示的な実施形態では、ＰＶセルは、２５０ＳＵＮで動作するｃ－Ｓｉを含む。例示的な実施形態では、ＰＶは、９００ｎｍ未満の波長に選択的に応答し得るＧａＡｓと、９００ｎｍと１８００ｎｍとの間の領域の波長に選択的に応答し得るＩｎＰ、ＧａＡｓ、およびＧｅの少なくとも１つ上のＩｎＧａＡｓとを含み得る。．ＩｎＰ上のＧａＡｓとＩｎＧａＡｓを含む２種類のＰＶセルを組み合わせて使用することで、効率を高めてもよい。このような単一接合タイプのセルを２つ使用して、二重接合セルの効果を持たせてもよい。この組み合わせは、本開示で示されるように光の複数の反跳または反射を達成すべく、ダイクロイックミラー、ダイクロイックフィルタ、およびセルのアーキテクチャのうちの少なくとも１つを単独で、またはミラーと組み合わせて使用して、実施されてもよい。一実施形態では、各ＰＶセルは、入射光を分離および選別し、多接合セル内の特定の層に当たるように方向を変えるポリクロマート層を含む。例示的な実施形態では、セルは、可視光用のリン化インジウムガリウム層と、対応する光が向けられる赤外光用の砒化ガリウム層とを含む。ＰＶセルは、ＧａＡｓ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ_ｘＢｉ_ｙ合金を含み得る。

ＰＶセルはシリコンを含み得る。シリコンＰＶセルは、約５～２０００ＳＵＮの強度範囲内で動作し得る集光セルを含み得る。シリコンＰＶセルは、結晶シリコンを備え得るもので、少なくとも１つの表面は、結晶Ｓｉ層とは異なるバンドギャップを有し得るアモルファスシリコンをさらに含むものであってもよい。非晶質シリコンは、結晶シリコンより広いバンドギャップを有し得る。アモルファスシリコン層は、セルを電気透過性にすること、および、表面での電子正孔対の再結合を防止することの少なくとも１つの機能を果たし得る。シリコンセルは、多接合セルを含み得る。上記層は、個々のセルを含み得る。Ｇａ、Ａｓ、ＩｎＰ、Ａｌ、およびＩｎのうちの少なくとも１つを含むトップセルなどの少なくとも１つのセルは、イオンスライスされ、Ｓｉ底部セルなどのＳｉセル上に機械的に積層され得る。直列に接続された多接合セルおよびセルの層のうちの少なくとも１つは、セルの層の間の電流の不一致による電流および電力損失を最小限に抑えるためのバイパスダイオードを含み得る。セル表面は、セルへの光の透過を容易にするべくテクスチャー加工されてもよい。セルは、セルへの光の透過を高める反射防止コーティングを備え得る。反射防止コーティングは、バンドギャップエネルギーよりも低い波長をさらに反射し得る。コーティングは、約２～２０層などの複数の層を含み得る。層数の増加は、バンドギャップエネルギーを超える光などの所望の波長範囲をバンドパスし、バンドギャップエネルギー未満の波長などの別の範囲を反射する選択性を高め得る。細胞表面から反射された光は、光を吸収し得る少なくとも１つの他の細胞に跳ね返され得る。ＰＶ変換器は、測地線ドームなどの閉じた構造を備えて、反射光の複数の跳ね返りを提供し、ＰＶ吸収および変換のための断面積を増加させ得る。測地線ドームは、ＰＶセル１５で覆われた三角形ユニットなどの複数の受信器ユニット２００（図１１）を備え得る。ドームは積分球として機能し得る。変換されなかった光は再利用され得る。光の再利用は、測地線ドームなどの部材受信器ユニット間の反射を介して起こり得る。表面は、セルのバンドギャップエネルギーより低い波長を反射し得るフィルタを含み得る。セルは、吸収されていない光をセルを通して反射して戻すべく、銀または金の底層などの底部ミラーを備え得る。吸収がさらになされなかった光とセル表面フィルタによる反射がなされなかった光とが、黒体放射体によって吸収されてＰＶセルに再放出されてもよく、ここで黒体放射は、ＳｕｎＣｅｌｌの構成要素の１つ、例えば、反応セルチャンバおよび貯留槽の少なくとも１つの壁を、含み得る。一実施形態では、ＰＶ基板は、底部セルから基板の背面の反射器に透過する光に対して透明な材料を含み得る。透明基板を有する例示的な三重接合セルは、ＩｎＧａＡｓＰ（１．３ｅＶ）、ＩｎＧａＡｓＰ（０．９６ｅＶ）、ＩｎＧａＡｓ（０．７３ｅＶ）、ＩｎＰ基板、および銅または金のＩＲ反射体である。一実施形態では、ＰＶセルは集光器シリコン電池を含み得る。多接合ＩＩＩ－Ｖセルは、より高い電圧用に選択されてもよく、Ｓｉセルは、低コストを目的として選択されてもよい。バスバーシャドウイングは、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）などの透明導電体を使用することで低減され得る。

ＰＶセルは、ペロブスカイトセルを含み得る。例示的なペロブスカイトセルは、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、ＧａＮ、ＣＨ_３ＮＨ_３ＳｎＩ_３、単層ｈ－ＢＮ、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３－ｘＢｒ_ｘ、ＨＴＭ／ＧＡ、ボトムコンタクト（Ａｕ）の上部から下部までの層を含む。

セルは、ＥＵＶおよびＵＶをそれぞれ変換するために、ＡｌＮ上層およびＧａＮ下層を含むセルなどのマルチｐｎ接合セルを含み得る。一実施形態では、光起電力セルは、ＵＶおよびＥＵＶなどの短波長光の過度の減衰を回避するべく、表面近傍に重いｐドーピングを有するＧａＮｐ層セルを含み得る。ｎ型ボトム層は、ＡｌＧａＮまたはＡｌＮを含み得る。一実施形態では、ＰＶセルは、ｐｎ接合の最上層に高濃度にｐドープされたＧａＮおよびＡｌ_ｘＧａ_１－ｘＮを含み、ここでｐドープ層は二次元正孔ガスを含む。一実施形態では、ＰＶセルは、半導体接合を有するＧａＮ、ＡｌＧａＮ、およびＡｌＮのうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、ＰＶセルは、金属接合を有するｎ型ＡｌＧａＮまたはＡｌＮを含み得る。一実施形態では、ＰＶセルは、ＰＶ材料のバンドギャップを超える高エネルギー光に対して、複数の電子－正孔対で応答する。光強度は、再結合機構を飽和させて効率を改善するのに十分であり得る。

変換器は、（ｉ）ＧａＮ、（ｉｉ）ＡｌＧａＮまたはＡｌＮのｐｎ接合、および（ｉｉｉ）それぞれがｎ型ＡｌＧａＮまたはＡｌＮのベース領域上にＧａＮのｐ型２次元二次元正孔ガスを含む浅い超薄型ｐｎヘテロ接合光セルの少なくとも１つの複数を含み得る。それぞれは、Ａｌ薄膜層などの金属薄膜層、ｎ型層、空乏層、ｐ型層、および短波長光と真空動作によりパッシベーション層がないＡｌ薄膜層などの金属薄膜層へのリードを、備え得る。ＡｌＧａＮまたはＡｌＮのｎ型層を含む光起電力セルの一実施形態では、適切な仕事関数を有する金属がｐ層に代わってショットキー整流障壁を構成し、ショットキーバリア金属／半導体光起電力セルを構成し得る。

別の実施形態では、変換器は、光起電力（ＰＶ）セル、光電（ＰＥ）、およびＰＶセルとＰＥセルとのハイブリッドのうちの少なくとも１つを含み得る。ＰＥセルは、ＧａＮＰＥセルなどの固体セルを含み得る。ＰＥセルはそれぞれ、光電カソード、ギャップ層、およびアノードを含み得る。例示的なＰＥセルは、セシウムで皮膜されたＧａＮ（カソード）／ＡｌＮ（セパレータまたはギャップ）／セシウムで皮膜されたＡｌ、Ｙｂ、またはＥｕ（アノード）を含む。ＰＶセルはそれぞれ、本開示のＧａＮ、ＡｌＧａＮ、およびＡｌＮＰＶセルのうちの少なくとも１つを含み得る。ＰＥセルはハイブリッドの最上層であってもよく、ＰＶセルは最下層であってもよい。ＰＥセルは、最も短い波長の光を変換し得る。一実施形態では、ＰＥセルのカソード層およびアノード層、ならびにＰＶセルのｐ層およびｎ層のうちの少なくとも１つは、逆さまにされてもよい。電流収集を改善するために、アーキテクチャを変更することができる。一実施形態において、燃料の点火からの発光は偏光され、変換器は、光偏光選択材料を使用してセルの活性層への光の透過を最適化するように最適化される。

一実施形態では、反応セルチャンバ内のハイドリノプラズマからＰＶウィンドウを通ってＰＶ変換器に至る発光は、約１０ｎｍ～３００ｎｍの波長領域内の光など、主に紫外線および極端紫外線を含み得る。ＰＶセルは、約１０ｎｍ～３００ｎｍの波長領域内の少なくとも一部に応答し得る。ＰＶセルは、集光ＵＶセルを含み得る。セルは、黒体放射に応答し得る。黒体放射は、約１０００Ｋ～６０００Ｋの少なくとも１つの温度範囲に対応するものであってもよい。入射光強度は、約２～１００，０００ＳＵＮおよび１０～１０，０００ＳＵＮの少なくとも１つの範囲内であり得る。セルは、約３００℃未満および１５０℃未満の少なくとも１つの温度範囲など、当技術分野で公知の温度範囲内で動作され得る。ＰＶセルは、ＩＩＩ族窒化物、例えばＩｎＧａＮ、ＧａＮ、およびＡｌＧａＮのうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、ＰＶセルは、複数の接合部を含み得る。接合点は、直列に積層されてもよい。別の実施形態では、接合点は独立しているか、または電気的に並列である。独立した接合点は、機械的に積層されてもよく、またはウエハ接合されてもよい。例示的な多接合ＰＶセルは、例えば、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、およびＡｌＧａＮの群由来のｎ－ｐドープ半導体を複数含む少なくとも２つの接合点を含む。ＧａＮのｎドーパントは、酸素を含んでいてもよく、ｐドーパントは、Ｍｇを含んでいてもよい。例示的な三重接合セルは、ＩｎＧａＮ／／ＧａＮ／／ＡｌＧａＮを含み得るもので、ここで、記号／／は、分離透明ウエハ接合層または機械的積層を指すこともある。ＰＶは、集光型ＳＵＮ光発電（ＣＰＶ）と同等の高い光強度で動作され得る。基板は、サファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、およびＧａＮのうちの少なくとも１つであってもよく、ここで、後者の２つは、ＣＰＶ用途に最適な格子整合性を提供する。層は、当技術分野で公知の有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）法を使用して堆積させてもよい。セルは、ＣＰＶで使用されるようなコールドプレートまたは市販のＧａＮダイオードレーザのようなダイオードレーザによって、冷却され得る。グリッド接点は、ＣＰＶセルの場合と同様に、セルの前面と背面とに取り付けられ得る。一実施形態では、ＧａＮ、ＡｌＮ、およびＧａＡｌＮのうちの少なくとも１つを含むものなどのＰＶセルの表面が終端処理されてもよい。終端層は、ＨおよびＦの少なくとも１つを含み得る。終端により、欠陥によるキャリア再結合の影響を減少させることが可能である。表面は、ＡｌＮなどのウィンドウで終端されてもよい。

一実施形態では、光起電力（ＰＶ）および光電（ＰＥ）変換器のＰＶウィンドウおよび保護ウィンドウのうちの少なくとも１つは、それが応答する光に対して実質的に透明であり得る。ウィンドウは、応答光に対して少なくとも１０％透過的であってもよい。ウィンドウは、ＵＶライトに対して透過的であってもよい。ウィンドウは、ＰＶセルまたはＰＥセル上のＵＶ透過コーティングなどのコーティングを含み得る。コーティングは、蒸着などで付着さされ得る。コーティングは、サファイアまたはＭｇＦ_２ウィンドウなどの本開示のＵＶウィンドウの材料を含み得る。他の適切なウィンドウは、ＬｉＦおよびＣａＦ２を含む得る。ＭｇＦ_２ウィンドウなどのウィンドウは、ＥＵＶ減衰を制限するべく薄くしてもよい。一実施形態では、ＧａＮなどの硬いガラス状のものなどのＰＶまたはＰＥ材料は、洗浄可能な表面として機能する。ＧａＮなどのＰＶ材料は、ウィンドウとして機能し得る。一実施形態では、ＰＶセルまたはＰＥセルの表面電極はウィンドウを含み得る。電極およびウィンドウは、アルミニウムを含み得る。ウィンドウは、アルミニウム、炭素、グラファイト、ジルコニア、グラフェン、ＭｇＦ_２、アルカリ土類フッ化物、アルカリ土類ハロゲン化物、Ａｌ_２Ｏ_３、およびサファイアのうちの少なくとも１つを含み得る。ウィンドウは、セルからのＵＶおよびＥＵＶ放射に対して透明であるように、非常に薄いもの、例えば厚さが約１Å～１００Åのものであってもよい。例示的な薄い透明薄膜は、Ａｌ、Ｙｂ、およびＥｕ薄膜である。この膜は、ＭＯＣＶＤ、蒸着、スパッタリング、および当技術分野で公知の他の方法によって、適用され得る。

一実施形態では、セルは、光起電力効果、光電効果、熱電子効果、および熱電効果の群からの少なくとも１つのメカニズムなどの少なくとも１つのメカニズムによって、入射光を電気に変換し得る。変換器は、光起電層の上に光電層をそれぞれが有する複数の二層セルを備え得る。極紫外光などのより高いエネルギーの光は、最上層によって選択的に吸収および変換され得る。複数の層から成る層は、ＭｇＦ_２ウィンドウなどのＵＶウィンドウを含み得る。ＵＶウィンドウは、軟Ｘ線放射による損傷などの電離放射線による損傷から極端紫外光（ＵＶ）ＰＶを保護し得る。一実施形態では、ＵＶＰＶに損傷を与える放射を選択的に減衰させるべく、低圧セルガスを追加してもよい。代替として、この放射は、光電変換器の上層によって、少なくとも部分的に電気に変換され、ＵＶ－ＰＶから少なくとも部分的に遮断され得る。別の実施形態では、ＧａＮなどのＵＶ－ＰＶ材料はまた、光起電力効果および光電効果の少なくとも１つを使用して、セルからの極端紫外放射の少なくとも一部を電気に変換し得る。

光起電力変換器は、紫外光を電気に変換するＰＶセルを含み得る。例示的な紫外線ＰＶセルは、Ｎｂドープ酸化チタン（ＳｒＴｉＯ_３：Ｎｂ）上に堆積したポリ（４－スチレンスルホン酸）膜によってドープされたｐ型半導体ポリマーＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ：ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ／ＳｒＴｉＯ_３：Ｎｂヘテロ構造）、ＧａＮ、マンガンなどの遷移金属をドープしたＧａＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、Ｓｉ、およびＴｉＯ_２の少なくとも１つを含む。他の例示的なＰＶ光セルは、ｎ－ＺｎＯ／ｐ－ＧａＮヘテロ接合セルを含む。

高強度光を電気に変換するために、発生器は、図１０に示されるような光分配システムおよび光起電力変換器２６ａを備え得る。光分配システムは、セルから放出された光の伝搬軸に沿ってルーバー付きスタックに配置された複数の半透明ミラーを備えてもよく、ここでスタックの各ミラー部材２３において、光は、横方向に反射された光を受けるべく、光伝搬方向と平行に整列されたものなどのＰＶセル１５上に少なくとも部分的に反射される。光電気パネル１５は、ＰＥ、ＰＶ、および熱電子セルのうちの少なくとも１つを含み得る。変換器へのウィンドウは、約１０００Ｋから４０００Ｋの温度に対応する短波長光または黒体放射などのセル放出光に対して透明であり得る。ここで電力変換器は、熱光起電力（ＴＰＶ）電力変換器を含み得る。ＰＶウィンドウまたはＰＶ変換器へのウィンドウは、サファイア、酸窒化アルミニウム、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、およびＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＣｄＦ_２などのフッ化物などの他のアルカリ土類ハロゲン化物、石英、溶融石英、ＵＶガラス、ホウケイ酸塩、およびインフラシル（Ｉｎｆｒａｓｉｌ）（ソーラボ（ＴｈｏｒＬａｂｓ）のうちの少なくとも１つを含み得る。半透過ミラー２３は、短波長光に対して透過性であってもよい。その材料は、ＵＶミラーなどのミラーなどの反射材料で部分的に覆われたＰＶ変換器ーウィンドウの材料と同じであってもよい。半透過性ミラー２３は、反射材の市松模様を含み得るもので、該反射材は、例えば、ＭｇＦ_２被覆ＡｌおよびＭｇＦ_２またはＬｉＦ膜あるいはアルミニウム上のＳｉＣ膜などのフッ化物薄膜のうちの少なくとも１つである。

一実施形態では、黒体エミッタ５ｂ４ｃの表面にイッテルビウムなどの選択的エミッタを使用することによって、ＴＰＶ変換効率が高められ得る。イッテルビウムは、希土類金属類の代表的な元素であり、通常の黒体スペクトルを放出する代わりに、線放射スペクトルに類似するスペクトルを放出する。これにより、比較的狭い放射エネルギースペクトルがＴＰＶセルのバンドギャップに対して非常に密接に一致することになる。

一実施形態では、ＰＶ変換器２６ａ（例えば、図１２～１３を参照）は、複数の三角形受受信器ユニット（ＴＲＵ）を備え得るものであり、ＴＲＵのそれぞれが前面集光型光起電力セルなどの複数の光起電力セルと、取付板と、該取付板の背面に設けられた冷却器と、を備える。冷却器は、マルチチャネルプレート、冷却剤の相変化を支持する表面、およびヒートパイプのうちの少なくとも１つを備え得る。複数の三角形受信器ユニットを互いに接続して、少なくとも部分的な測地線ドームを形成し得る。それらのＴＲＵは、電気接続、バスバー、および冷却剤チャネルのうちの少なくとも１つの相互接続をさらに備え得る。一実施形態では、受信器ユニットおよび接続パターンは、冷却システムの複雑さを軽減する形状を含み得る。測地線球形ＰＶ変換器の、三角形受信器ユニットの数など、ＰＶ変換器構成要素の個数を減らしてもよい。ＰＶ変換器は、複数の部分を含み得る。それらの部分は、黒体放射体５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４の周りに部分的な囲いを形成するべく、一緒に接合されてもよい。ＰＶ変換器および黒体放射器５ｂ４ｃのうちの少なくとも１つは、多面体であってもよい。ここで、黒体放射体ーの表面と受信器ユニットの表面は、幾何学的に一致したものとしてもよい。ＰＶウィンドウはまた、部分ドームＰＶウィンドウ５ｂ４（図１３）および部分測地線ドームＰＶ変換器２６ａの場合のように、ＰＶ変換器２６ａと同様の幾何学的整合を有し得る。例えば、ＰＶウィンドウは球形または半球形であってもよく、ＰＶ変換器は測地線ドーム構成の複数のＰＶパネルを備えてもよく、任意に、ＰＶウィンドウ球の中心と測地線ドームの中心とが同一または略同一である（例えば、１ｃｍ以内）。ＰＶ変換器筐体は、三角形、正方形、長方形、円筒形、または他の幾何学的ユニットのうちの少なくとも１つを備え得る。黒体放射体５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４は、ＰＶ変換器のユニットを照射するために、正方形、部分球、または他の望ましい形状のうちの少なくとも１つを有し得る。例示的な実施形態では、変換器筐体は、黒体放射体５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４の周りに、球形、長方形、または正方形であり得る５つの正方形のユニットを含み得る。変換器筐体は、黒体放射体またはＰＶウィンドウのベースから光を受け取る受光ユニットをさらに備えてもよい。ベースユニットの形状は、集光を最適化するものであってもよい。筐体は、正方形と三角形との組み合わせから構成されてもよい。筐体は、上部の四角形を含み、４つの交互の正方形と三角形との組を含む上側部分に接続され、中央部として６つの正方形に接続され、部分的または存在しない底部正方形に接続された四角形と三角形とが交互になった４つの組を含む少なくとも部分的な下側部分に接続される。

ＳＵＮ光発電変換器の測地線高密度受信器配列の三角形要素の模式図を図１１に示す。測地線ドーム内のＰＶ変換器２６ａ（例えば、図１２～１３を参照）は、高密度受信器配列を備えることができる。高密度受信器配列は、黒体放射器５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４からの光を電気に変換することができる複数のコンセントレータ光起電力セル１５からそれぞれが構成される三角形要素２００から構成される。ＰＶセル１５は、ＧａＡｓＮウエハ上のＧａＡｓＰ／Ｎセル、ＩｎＰ上のＩｎＡｌＧａＡｓ、およびＧａＡｓ上のＩｎＡｌＧａＡｓのうちの少なくとも１つを含み得る。これらのセルはそれぞれ、少なくとも１つの接合部を含み得る。三角形要素２００は、型押しされたコバール（Ｋｏｖａｒ）シートを含むものなどのカバー本体２０１と、圧入管を含むものなどのホットポート２０２およびコールドポート２０４と、隣接する三角形要素２００を接続するための型押しされたコバールシートを含むものなどの取り付けフランジ２０３とを、備え得る。

熱源を含む一実施形態では、ＰＶ変換器２６ａの熱交換器は、図１１に示される三角形要素２００などの複数の熱交換器要素２００を備え、それぞれ、高温の冷却剤出口２０２と、より低温の冷却剤入口２０４と、光を吸収する手段と、を備える。光は、反応セルチャンバ室壁などの黒体放射体５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４を通してのヒドリノプラズマからであってもよい。熱交換要素２００はそれぞれ、電気に変換されないエネルギーを熱として、要素を通って流れる冷却剤に伝達され得る。冷却剤入口および出口の少なくとも１つは、共通の水マニホルドに取り付けられ得る。熱交換器システムは、冷却剤ポンプ、冷却剤貯留槽、ならびに放射体および放射体を通る空気流で熱気を負荷に提供するエアファンなどの負荷熱交換器を、さらに備え得る。

各受信器ユニットの冷却器または熱交換器は、少なくとも１つの冷却剤入口および１つの冷却剤出口を含む冷却剤ハウジング、通路を有するプレートなどの分流バッフルなどの少なくとも１つの冷却剤分配構造、ならびにＰＶセル取り付けプレートに取り付けられた複数の冷却フィンの、少なくとも１つを備え得る。フィンは、銀、銅、またはアルミニウムなどの熱伝導性の高い材料から構成され得る。フィンの高さ、間隔、および分布は、ＰＶセル領域にわたって均一な温度を達成するように選択され得る。冷却器は、熱エポキシによって取り付けプレートおよびＰＶセルのうちの少なくとも１つに取り付けられ得る。ＰＶセルは、カバーガラスまたはウィンドウによって前面（照明側）で保護され得る。一実施形態では、レシーバユニットを含む筐体は、圧力容器を含み得る。圧力容器の圧力は、反応セルチャンバ５ｂ３１内の溶融金属蒸気圧の内圧を少なくとも部分的に釣り合うように調整され得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌの電力は、プラズマ黒体放射および温度を記録できる光電力計または分光計によって光学的に感知され得る。ＰＶウィンドウ５ｂ４を介して伝達されるような記録された電力は、所望の電力出力を維持するために本開示のものなどのハイドリノ反応条件を制御するために制御器によって使用され得る。

一実施形態（図１２～１３）では、光束の半径二乗反比例に基づいて光強度を減少させるべく、ＰＶ変換器の半径は、黒体放射器５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４の半径に対して増加させられ得る。あるいは、光強度は、入射光を部分的にＰＶセル１５に反射させて、黒体放射体光線路（図１０）に沿った一連の半透明ミラー２３を含む光分配システムによって、さらに光の一部を一連の半透明ミラーの次の部材に透過させて減少させられ得る。光分配システムは、放射状経路、ジグザグ経路、または一連のＰＶセルおよびミラーを積み重ねて所望の光強度分布および変換を達成するのに都合の良い他の経路に沿って光強度を低減するためのミラーを備え得る。一実施形態では、黒体放射体５ｂ４ｃまたはＰＶウィンドウ５ｂ４は、一連のミラー、レンズ、またはフィルタを対応するＰＶセルと組み合わせて備える配光およびＰＶ変換システムに適合する幾何学的配置を有し得る。例示的な実施形態では、直線的な配光およびＰＶ変換システムの形状に適合するべく、黒体放射体またはＰＶウィンドウは正方形であり得る。

冷却システムのパラメータは、発電機のコスト、性能、および電力出力を最適化するように選択され得る。例示的なパラメータは、冷却剤の種類・特性、冷却剤の相変化、冷却剤の圧力、ＰＶ温度、冷却水温度と温度範囲、冷却剤の流量、黒体放射体の半径に相対的なＰＶ変換器および冷却剤システムの半径、ならびにＰＶの前面または背面にある光のリサイクルおよび波長帯域選択フィルタまたは反射体であり、ＰＶで電気に変換できないＰＶ入射光の光量を減らしたり、ＰＶセルを通過する際に変換できなかった光を再利用したりする。例示的な冷却システムは、ｉ．）ＰＶセルで蒸気を形成し、蒸気を輸送し、蒸気を凝縮して周囲との交換界面で熱を放出すること、ｉｉ．）ＰＶセルで流れを形成し、それを凝縮して液体に戻し、放射体などの周囲との熱交換器で単相からの熱を除去すること、ならびに、ｉｉｉ．）マイクロチャネルプレートを使用してＰＶセルから熱を除去し、熱交換器で周囲の熱を除去することの、少なくとも１つを実行するものである。ＰＶセルを冷却する間、冷却剤は単相のままであってもよい。

ＰＶセルは、コールドプレートに取り付けられ得る。熱は、冷却マニホルドへの冷却剤導管または冷却剤パイプによってコールドプレートから除去され得る。マニホルドは、ＰＶ変換器の垂直軸またはｚ軸に沿って離間し、ＰＶ変換器から出てくる冷却剤導管または冷却剤パイプを含む、ＰＶ変換器の周囲の複数のトロイダルパイプを備え得る。一実施形態では、熱出力を負荷に提供するべく、加熱された冷却剤が使用されてもよい。冷却システムは、冷却剤を冷却し、熱負荷に熱を提供すべく、少なくとも１つの追加の熱交換器を備え得る。冷却された冷却剤は、ポンプによってコールドプレートに再循環され得る。

反応セルチャンバ、貯留槽、およびＥＭポンプのうちの少なくとも１つは、水などの冷却剤によって冷却され得る。冷却剤は、本開示に従って熱を除去するべく、熱交換器を通して受動的に循環させられてもよく、またはポンプによって能動的に循環させられてもよい。受動循環は、蒸気形成および凝縮熱伝達サイクルを含み得る。ＰＶセルおよびＰＶウィンドウのうちの少なくとも１つは、循環冷却剤によって冷却され得る。一実施形態では、ＰＶ変換器２６ａは、ＰＶセルの高密度受信器配列、ＰＶウィンドウ、ＰＶ変換器を収容するハウジングと、少なくとも１つのポンプによってハウジング内を循環する冷却剤と、熱交換器、少なくとも１つの温度センサと、少なくとも１つのフローセンサと、ＰＣセルとＰＶウィンドウの少なくとも１つから熱を除去するための熱交換器とを備え、ここで、光は再利用されてもよい。冷却剤は水を含み得る。冷却剤は、ＰＶウィンドウおよびＰＶセルのうちの少なくとも１つの動作温度に対して選択され、放出または再循環光に対して低い吸収係数を有する溶融塩を含み得る。ＰＶウィンドウとＰＶセルとの間の光路長は、放出された光または再利用された光の吸収を低減するべく、最小限に抑えられてもよい。ＰＶウィンドウを冷却して安定したウィンドウ温度を維持するべく、ポンプによって冷却剤の流量が維持され得る。別の実施形態では、ＰＶウィンドウは、ＰＶセルへの黒体放射が動作温度を維持するのに十分な冷却を提供する温度で操作される。一実施形態では、ＰＶウィンドウキャビティは、ＰＶウィンドウによる光吸収がプラズマ加熱と比較してＰＶウィンドウの加熱に大きく寄与するように十分に大きく、ここで、プラズマからウィンドウ壁が離れていると、プラズマ加熱を減少させる。

一実施形態では、ＰＶバンドギャップ未満の光は、ＰＶセルから反射され、黒体放射体５ｂ４ｃによって吸収され、黒体放射体の動作温度（例えば、約１０００Ｋ～４０００Ｋの範囲内）で黒体放射として再放出されることによって、再利用され得る。黒体放射体は、ＳｕｎＣｅｌｌの外部壁またはＰＶウィンドウとハイドリノ反応プラズマとを備える。一実施形態では、バンドギャップ未満の反射放射線は、反応セルチャンバ５ｂ３１のガスおよびプラズマによって吸収されるように、ＰＶウィンドウに対して透明であり得る。吸収された反射電力は、黒体放射体を加熱して、その温度を維持することに寄与し、それによってバンドギャップ以下の反射光の再利用が達成され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ外部壁などの黒体放射体を備える一実施形態では、表面に高い放射率が適用され得る。コーティングは、炭素、炭化物、ホウ化物、酸化物、窒化物、または本開示の他の耐火材料を含み得る。例示的なコーティングは、グラファイト、ＺｒＢ_２、炭化ジルコニウム、およびＺｒＣ－ＺｒＢ_２およびＺｒＣ－ＺｒＢ_２－ＳｉＣなどのＺｒＣ複合材料である。コーティングは粉末層を含み得る。

ＳｕｎＣｅｌｌから伝達される放射電力密度を、熱光起電力（ＴＰＶ）セルの許容可能な動作電力密度に一致させるべく、ＳｕｎＣｅｌｌによって生成される電力はまた、反応セルチャンバおよび貯留槽のうちの少なくとも１つの幾何学的面積を増加させることによって、反応セルチャンバおよび貯留槽のうちの少なくとも１つのより大きな表面積にわたって分散され得る。一実施形態では、反応セルチャンバおよび貯留槽壁のうちの少なくとも１つによって放射される所望の電力密度は、対応する壁表面積を増加させるべく、ＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも１つの寸法を増加させて、ＳｕｎＣｅｌｌにより発生する電力に適合される。ＴＰＶセルは、壁から放射されてＴＰＶセルに入射させられる光の対応する濃度で、高い効率を有するように選択される。濃度がＴＰＶセルの容量またはＴＰＶセルの冷却システムの少なくとも１つを超えるＰＶウィンドウを含む一実施形態では、光濃度は、図８Ｅに示すようなＰＶウィンドウ５ｂ４からより大きな距離でＰＶ変換器２６ａのＴＰＶセルを配置することによって、適切なレベルまで低減され得る。例示的な実施形態では、ＰＶ変換器２６ａは、ＰＶウィンドウ５ｂ４を取り囲む六面立方体または矩形のキャビティを備え得る。ＰＶ変換器の底部パネルは、ＰＶウィンドウフランジ２６ｄに取り付けられてもよい。接続部は、ＰＶパネルとフランジ接続部との間に断熱材を備え得る。一実施形態では、逆Ｙ字形状ＳｕｎＣｅｌｌの直線形状部分を含むＰＶウィンドウは、光をより広い面積に行き渡らせるべく、サイズを大きくし得る。例示的なＰＶ形状は、逆Ｖ形状部分のフランジとの接合部の断面よりも大きな断面の本体を有する円筒形または長方形のジャグである。別の実施形態では、ＰＶウィンドウへの熱負荷は、該ＰＶウィンドウを大きくして表面積を増やすことで減少し得るもので、ここで面積が大きいほど熱損失が大きくなり、ウィンドウの所望の動作温度が保たれる。

一実施形態では、ＴＰＶ変換器は、真空、大気圧、および大気圧を超える圧力のうちの少なくとも１つが可能なチャンバ内に収容される。ＴＰＶ変換器は、真空または希ガス雰囲気（例えば、アゴン雰囲気）などの不活性雰囲気下に維持され得る。チャンバは、点火のための電気接続のための電気フィードスルー、ＥＭポンプ、およびプラズマ放電セル９００電流を備えるとともに、温度、ガス流量、ガス圧力、光エネルギー、および光スペクトルセンサなどのセンサのための他のものも備える。

一実施形態では、点火電力、ＥＭポンプ電力、真空ポンプ電力、制御器電力、チラーまたは冷却器の電力、およびブロワー電力のうちの少なくとも１つなど、本開示のＳｕｎＣｅｌｌ、ボイラー、および空気熱交換器の少なくとも１つを動作させる電力の少なくとも一部は、ＳｕｎＣｅｌｌ熱光起電力（ＴＰＶ）変換機によって供給され得る。ＳｕｎＣｅｌｌを作動させる電力がＳｕｎＣｅｌｌ発光のＴＰＶ変換によって少なくとも部分的に提供されるＳｕｎＣｅｌｌ－ＴＰＶ－空気熱交換器システムの例示的な実施形態（図９Ｆおよび９Ｉ）では、反応チャンバ壁、貯留槽壁、およびＰＶウィンドウの少なくとも１つからの黒体放射が、ＰＶ変換器に入射されてもよく、また、ＳｕｎＣｅｌｌから発生した残りの熱電力は、図９Ｇ～Ｈまたは図７Ｇに示されるような空気熱交換器によって空気に伝達されてもよい。ボイラー点火電源の実施形態では、点火電源として機能する少なくともいくらかの電気を提供するＰＶウィンドウおよびＰＶ変換器は、防水および気密のうちの少なくとも１つであるようなハウジングに収容され得る。

一実施形態では、光熱電源は、図２～５、８Ａ～８Ｌ、１３、および９Ｊに示されるようなＰＶウィンドウ５ｂ４を有するＳｕｎＣｅｌｌ８１２を備え、ここで加熱対象の収容物（ｌｏａｄ）は、ＳｕｎＣｅｌｌからのプラズマ、黒体、ＵＶ、可視、および赤外線放射の少なくとも１つで直接的または間接的に照射される。放射は、１つまたは複数のミラーおよびレンズのうちの少なくとも１つによって、所望の位置に向けて反射されてもよい。光は、対応する反射器を使用してジグザグ光線経路を介して導入されてもよい。図９Ｊに示される一実施形態では、放射線は、熱空洞のようなハウジング、例えばオーブンシステム９２８（例えば、空気循環器９２９およびコンベア９３２をさらに備えるもの）の熱的に絶縁されているハウジング９３０に、閉じ込められ得る。熱空洞は、光熱オーブンを含み得る。オーブン壁の少なくとも１つは、黒体空洞または放射体を備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、加熱ランプを備え得る。空洞壁の断熱材は、高温対応断熱材を含み得るもので、該高温対応断熱材は、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、ハフニア、ジルコニア、ＢＮ、またはグラファイトなど、本開示の１つのセラミックである。光学熱オーブンは、オーブンの内部温度を制御するべく、熱センサなどのセンサおよびＳｕｎＣｅｌｌ光出力制御などの制御装置をさらに備え得る。上記オーブンは、ＳｕｎＣｅｌｌスタートアップオーブン９３１を含み得る。スタートアップオーブン９３１は、スズなどの溶融金属を溶かし得る。起動オーブンは、起動時にＳｕｎＣｅｌｌを加熱する状態から、起動後にＳｕｎＣｅｌｌからの電力で加熱するオーブンに切り替えられてもよい。光熱オーブンは、１つがＳｕｎＣｅｌｌ９３１を収容し、ＰＶウィンドウ５ｂ４からの光を受けて加熱される別の作業用オーブンチャンバ９３０など、複数のキャビティを備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌ９３１を収容するオーブンキャビティは、始動オーブンを含み得る。複数のチャンバを含む一実施形態では、１つのチャンバ９３１はＳｕｎＣｅｌｌを収容することができ、別のチャンバは、作業チャンバ内に配置された所望の材料または物体を加熱する作業チャンバ９３０を備え得る。一実施形態では、ＰＶウィンドウは、プラズマ放射の少なくとも一部を電気に変換するべく、ＰＶ変換器２６ａのＰＶセルによって少なくとも部分的に覆われてもよい。電気は、点火電力、ＥＭポンプ電力、制御器電力、グロー放電電力、および真空ポンプ電力などの寄生負荷に電力を供給するために使用されるように、電力調整器、供給、および制御器２によって少なくとも部分的に調整されてもよい。産業用オーブンおよび炉に熱動力を与える光エネルギーは、ボイラーからの電力とその蒸気から空気への熱交換器とともに、多くの市場、例えば空間・プロセス加熱、蒸気処理、調理、グリル、焼成、乾燥、硬化、製錬、精製、合成燃料の生産、アンモニアの生産、淡水化、精製、およびセメントの生産に貢献し得る。

一実施形態では、図９Ｋに示されるＳｕｎＣｅｌｌボイラーは、ＳｕｎＣｅｌｌ８１２によってボイラーチャンバ１１６を外部から加熱するために、図９Ｊに示されるようなオーブンまたは炉を備える。外部補給水貯留槽３６は、補給水を供給し、ボイラーチャンバ１１６内の水の乱流を減衰させることが可能である。ＳｕｎＣｅｌｌボイラーは、図８Ａ～８Ｌおよび図９Ｊに示すプラズマウィンドウ５ｂ４および５ａｂ４を有するＳｕｎＣｅｌｌ８１２と、壁または底部などボイラーチャンバ１１６の外側の黒体吸収体９４２と、該黒体吸収体９４２からボイラーチャンバ１１６の内部の水へ熱伝達して加熱水および蒸気の少なくとも１つを生成する熱交換器９４３とを、備え得る。例示的な実施形態では、黒体吸収体９４２は、陽極酸化された銅またはアルミニウムなどの高い熱伝達係数を有するものなどの陽極酸化金属を含み得る。ＰＶウィンドウ５ｂ４および５ａｂ４などのＳｕｎＣｅｌｌの少なくとも一部は、チャンバ９３１Ａ内に収容され得る。チャンバ９３１Ａは、１つの上部チャンバ９３１Ａと別の下部チャンバ９３１Ｂなどの複数のチャンバを備えてもよく、ここで上部チャンバは下部チャンバよりも高温に保たれ、下部チャンバは、ハイドリノプラズマが開始した後にＥＭポンプ５ｋｋを冷却するためのファン９４６などの手段をさらに備えてもよく、ここで、両方のチャンバは、溶融金属となる金属を溶かしてハイドリノ反応を開始するための加熱器オーブンとして機能し得る。熱交換器９４３は、ボイラキャビティ１１６の壁を貫通する銅またはアルミニウム棒またはヒートパイプなどの伝熱棒を備えることができ、該棒またはヒートパイプに接続された管またはフィンなどの伝熱面をさらに備えることができる。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌウィンドウ５ｂ４は、ボイラー貯留槽１１６の外側の基部にある吸収板９４２を加熱するために光エネルギーを伝送する。ここでプレート９４２は、貯留槽底部の反対側の貯留槽水中に伝熱フィン９４３を備える。別の実施形態では、５ｂ４などのＰＶウィンドウと、熱的に絶縁されてもよい反応セルチャンバ５ｂ３１の一部などのＳｕｎＣｅｌｌの一部とのうちの少なくとも１つは、ボイラー水が直接プラズマ放射、ならびに熱対流および伝導によって加熱され得るように、ボイラーチャンバ壁の貫通部を通してボイラーチャンバ１１６の内側にあってもよい。

ＳｕｎＣｅｌｌは、寄生負荷に電力を供給するためのＰＶ変換器２６ａを備え得る。図９Ｊおよび９Ｋに示されるようなＰＶ変換器２６ａは、放出される光エネルギーおよび電力の同時生成を可能にするべく、ＰＶウィンドウ５ａｂ４および５ｂ４の周囲に配置されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌは、高いヒドリノ反応速度と反応チャンバ壁への高いヒドリノ反応生成物透過性との少なくとも１つを維持するべく、高温（例えば、１１０℃～３０００℃の範囲内）で、反応セルチャンバの壁および反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも１つによって、操作されてもよい。

別の実施形態では、図１３に示すもののようなＳｕｎＣｅｌｌ８１２は、ヒドリノ反応による発電電力の大部分を電気として出力するＰＶ変換器２６ａを備え得る。図９Ｋに示されるようなボイラーは、ボイラー黒体吸収体を水熱交換器９４３に置き換え、かつＳｕｎＣｅｌｌによって出力される電気によって電力供給される電気加熱要素を備え得る。

一実施形態では、光熱オーブンのＰＶウィンドウのようなＳｕｎＣｅｌｌのＰＶウィンドウは、内側ウィンドウまたはペイン５ａｂ４と外側ウィンドウまたはペイン５ｂ４とから成る図８Ｉおよび８Ｌならびに図１３に示すもののような空間的に分離したペインなどの複数のウィンドウを備え得る。分離されたウィンドウガラスは空洞を形成し得る。ＰＶウィンドウは、真空ポンプを備え得る。該空洞は、空洞内の少なくとも部分的な真空を維持するべく、真空ポンプによって差動的に排気されてもよい。差動排気により、空気漏れが軽減され得る。外側ペインは、少なくとも部分的に真空され得る。内側ペインは、キャビティから溶融金属およびプラズマを少なくとも部分的に気密封止し得る。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、アルゴンなどの不活性ガスの貯留槽、少なくとも１つのバルブ、流量制御器、圧力センサ、および大気圧を超えるものなどキャビティ内のガスの所望の圧力を維持する制御器を備え得る。一実施形態では、オーブンは、真空対応または気密封止容器または空洞を備え得るもので、ここで、真空可能または気密封止オーブンは、チャンバ９１６に接続されるか、チャンバ９１６を備えてもよい（図８Ｇ、８Ｉ、および８Ｌ）。チャンバ９１６は、差動真空ポンプによって真空状態に維持されてもよいし、不活性ガス雰囲気などの所望の雰囲気の圧力に維持されてもよい。

一実施形態では、反応セルチャンバ内で生成された光出力は、ＰＶウィンドウを通して本開示の光起電力変換器に伝達され、電気に変換され得る。電気は、抵抗加熱、空調、電気オーブン、高温電気炉、電気アーク炉、電気蒸気ボイラー、ヒートポンプ、照明、動力列車、電気モーター、家電製品、電動工具、コンピュータ、オーディオ・ビデオシステム、およびデータセンターから成る群の例示的用途または負荷などの当該分野で公知の電気の任意の用途に使用され得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、必要な負荷の要求を満たすべく、任意の縮尺で作成され得るもので、またＳｕｎＣｅｌｌは所望のスケールにまとめられてもよい。ＰＶ変換器は、所望の電流および電圧範囲を出力するように設計され得る。ＳｕｎＣｅｌｌは、少なくとも１つのインバータ、変圧器、および直流－直流変換器、ならびに直流から直流への電圧変換器およびレギュレータなどの用途に対応する電力調整システムを備え得る。

一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌの出力電力は、本開示のものなどのハイドリノ反応速度を決定するパラメータを制御することによって、所望のレベルに制御されてもよい。出力電力は、（ｉ）フォトダイオードなどの光センサによって感知されるＳｕｎＣｅｌｌ光電力、（ｉｉ）ＰＶ変換器２６ａの電力出力、および（ｉｉｉ）光高温計または熱電対などの熱センサによって感知される熱電力のうちの少なくとも１つによって、感知されてもよい。出力電力は、約１Ｈｚ～３０，０００Ｈｚの範囲内であり得るヒドリノ反応によって発生する音の強度および周波数によって感知され得るヒドリノ反応速度によって、決定される。本開示のものなどのハイドリノ反応速度を決定する制御パラメータ（例えば、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｈ_２Ｏ流量、ＥＭポンピング速度、点火電流、動作温度）は、プラズマ音および周波数の少なくとも１つに基づいて変更されて、所望のハイドリノ反応率を達成し得る。

一実施形態では、重力の欠如は、慣性力または圧力差によって補償され得る。具体的には、航空宇宙の実施形態では、ＥＭポンプは、対応する貯留槽内の溶融金属を所望の溶融金属高さレベルに維持しつつ、溶融金属射出を維持するのに十分な速さと強さでポンピングする。一実施形態では、ＥＭポンプは慣性力を使用して、ＳｕｎＣｅｌｌの動きから生じ得る重力および遠心力を克服する。ＥＭポンプは、反応セルチャンバから溶融金属を汲み出し得る。ＥＭポンプは、ＥＭポンプ５ｋ６１の注入部分を通る注入流を維持するべく、溶融金属を貯留槽およびＥＭポンプ注入口へ輸送し得る。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌは、溶融金属の流れを戻すための重力に取って代わるべく、各ＥＭポンプ貯留槽の基部の方向に遠心力を生成するように回転するガントリに取り付けられてもよい。図８Ｃ～Ｄに示される別の実施形態では、光再利用を伴う熱光起電力（ＴＰＶ）変換のためのＳｕｎＣｅｌｌは、逆Ｙ字形状を含み、ここで、逆Ｙ字形状の逆「Ｖ」部分は、反応セルチャンバ５ｂ３１に接続する２つの注入貯留槽５ｃを含み、逆Ｙ字形状の直線部分は、黒体放射器またはＰＶウィンドウ５ｂ４を含む。高温プラズマおよび反応セルチャンバのガスの溶融金属の容積変位の少なくとも１つは、反応セルチャンバ５ｂ３１と空洞を含むＰＶウィンドウとからのガス圧力勾配を発生し得、これが溶融金属に力を及ぼし、それにより溶融金属が貯留槽に逆流して貯留槽内に保持され、ここで、表面張力により溶融金属が溜まり得る。

ニュートリノ通信システム
ハイドリノ分子は、単一の分子軌道（ＭＯ）に２つの水素同位体核と２つの電子とを含む。一意に、ＭＯは、対電子と不対電子とを含む（ミルズ（Ｍｉｌｌｓ）ＧＵＴ、Ｈ_２（１／４）のスピン磁気モーメント部分によるパラメータと磁気エネルギー（ＰａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＭａｇｎｅｔｉｃＥｎｅｒｇｉｅｓＤｕｅｔｏｔｈｅＳｐｉｎＭａｇｎｅｔｉｃＭｏｍｅｎｔｏｆＨ_２（１／４）ｓｅｃｔｉｏｎ））。２つのハイドリノ原子の間で結合が形成される際にスピン角運動量が保存するためには、結合エネルギーはスピン１／２の電子ニュートリノなどのニュートリノとして放出される必要がある。

Ｈ（１／Ｐ）＋Ｈ（１／Ｐ） → Ｈ_２（１／Ｐ）＋υ_ｅ（３８）

具体的には、ニュートリノは電場と磁場に角運動量
を持つ光子を含む（ミルズ（Ｍｉｌｌｓ）ＧＵＴ、Ｈ_２（１／４）、ニュートリノ（Ｎｅｕｔｒｉｎｏｓ）セクション）。式（３８）の反応において、反応物質の角運動量は反応生成物に保存され、ここで、反応する２つのハイドリノ原子はそれぞれ電子スピン１／２であり、生成する分子ハイドリノと電子ニュートリノもそれぞれスピン１／２である。ニュートリノ放出反応（式（３８））は、通信に利用され得る。

一実施形態では、ニュートリノ通信システムおよび方法は、ハイドリノを形成する反応システムを含むニュートリノエミッタを備えており、ここで、時間変調されたニュートリノ放出を伴う時間変調されたハイドリノ反応を引き起こすべく、ハイドリノ反応速度および分子ハイドリノの形成速度の少なくとも一方は、時間および強度で変化させられ得る。一実施形態では、点火電流、ＥＭポンプ電流、および反応物質の流れを制御することによって、ハイドリノ反応速度が調節され得る。変調は、周波数分割多重化、振幅変調、および複数の別個の通信、ビデオ、またはデータを同時に搬送するための当技術分野で公知の他の方法を含み得る。ニュートリノ通信システムは、ハイドリノ反応速度および分子ハイドリノの形成速度のうちの少なくとも１つの速度調整器をさらに含み得る。該速度調整器は、電場源、磁場源、光子ビーム、および粒子ビームのうちの少なくとも１つなど、少なくとも１つの場源およびビーム源を備え得る。粒子ビームは、電子ビームから構成されてもよい。光子のビームは、紫外線、可視光線、または赤外線のガスレーザーあるいはダイオードレーザーなどのレーザーから構成されてもよい。該速度調整器は、光子またはレーザーウィンドウまたは粒子ビームウィンドウなどのウィンドウを含み得る。レーザウィンドウは、ＰＶウィンドウを含み得る。例示的な電子ビームウィンドウは、窒化ケイ素ウィンドウを含む。レートモディファイアは、通信情報を符号化するニュートリノの放出に一致する変化を生じさせるべく、時間的にパルス化されることおよび強度が変調されることのうちの少なくとも１つであってもよい。

一実施形態では、ニュートリノ通信システムは、通信信号またはデータストリームを生成するためのオーディオまたはビデオトランスデューサなどの少なくとも１つのトランスデューサと、コンピュータなどのプロセッサと、該コンピュータで保存または処理されるデータなどのデータストリームと、通信信号またはデータストリーム、データストリーム、およびプロセッサからの通信信号出力を格納および提供するための少なくとも１つのメモリ要素と、プロセッサから出力されたデータストリームと通信信号を受信してハイドリノ反応速度調整器を制御する制御器との、１つまたは複数を備える。

一実施形態では、ハイドリノ反応混合物は、（ｉ）水素分子、水素化物、有機化合物の少なくとも１つのような水素と、及び（ｉｉ）水、水酸化物、過酸化物、水素、酸化物、酸素、スーパーオキサイドなどのＨＯＨ触媒源、および水素と酸素の少なくとも一方を含む物質組成物との、供給源を含む。マトリックス、例えば、アルカリまたはアルカリ土類ハロゲン化物、ダイヤモンド、石英、または他の無機結晶性化合物などの結晶性マトリックスは、紫外線、可視光線、または赤外線レーザーなどのレーザーに対して透明であってよい。レーザー出力は、ハイドリノ反応物質を含む固体マトリックスへの照射によってハイドリノ反応を引き起こすのに十分であり得る。

一実施形態では、ハイドリノを形成するための反応系は、（ｉ）水蒸気、水素ガス、および酸素ガスの少なくとも１つのようなハイドリノ反応混合物を含む反応チャンバと、（ｉｉ）ガス貯留槽、バルブ、ライン、流量計、圧力計、圧力調整器、制御器、およびレーザーなどの、反応混合物の少なくとも１つの供給源とを備え、ここでハイドリノ反応速度および分子ハイドリノの形成速度の少なくとも１つは、時間変調されたニュートリノ放出を伴う一時的に変調されたハイドリノ反応を引き起こすべく、時間および強度を変化させるか、またはレーザーパルスによって一時的に変調され得る。レーザーは、変調されたハイドリノ反応速度およびニュートリノ放出通信信号を引き起こすべく、反応混合物内で時間的に変調されたプラズマを引き起こし得る。

本開示は、ニュートリノ通信システムおよび通信方法も含む。これらは、エミッタ信号を構成する結合形成時にニュートリノを放出したハイドリノ分子の結合エネルギーと同等である結合エネルギーを有するハイドリノ分子の供給源となるニュートリノ受信器を含み得る。受信器分子ハイドリノは、入射ニュートリノを吸収して結合を切断し、２つのハイドリノ原子を形成し得る。分子ハイドリノのハイドリノ原子への変換およびハイドリノ分子によるニュートリノの吸収から得られるハイドリノ原子の少なくとも１つは、ハイドリノ通信センサによって時間および濃度の変化が監視され得る。上記センサは、ｒｆＳＱＵＩＤなどの超伝導量子干渉計（ＳＱＵＩＤ）を備えてもよい。上記センサは、ｒｆＳＱＵＩＤなどのＳＱＵＩＤに組み合わされたされた超伝導変圧器などの変圧器を備えてもよい。非常に高い感度を有する例示的なｒｆＳＱＵＩＤセンサは、Ｒ．Ｍ．Ｗｅｉｓｓｋｏｆら、「単一イオントラップ実験のためのｒｆＳＱＵＩＤ検出器」（“ｒｆＳＱＵＩＤｄｅｔｅｃｔｏｒｆｏｒｓｉｎｇｌｅ－ｉｏｎｔｒａｐｐｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ”）、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ．Ｖｏｌ．６３、ｐ．４５９９（１９８８）；ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０６３／１．３４０１３７によるものを含む。上記センサは、センサの感度を上げるべく、磁化されてもよい。ＳＱＵＩＤセンサは、ヒドリノ原子からヒドリノ分子への比較的遅い逆反応に起因する低周波信号のバックグラウンド上で、エミッタからの高周波通信信号に応答し得る。ＳＱＵＩＤセンサは、入力信号を出力通信信号に処理するための当技術分野公知のものなどの、少なくとも１つの信号処理要素および方法を備え得る。処理要素は、（ｉ）所望の信号または処理された信号の周波数帯域を選択するための高周波数フィルタ、低周波数フィルタ、および周波数帯域フィルタのうちの１つなどの少なくとも１つのフィルタと、（ｉｉ）信号の位相をシフトさせる移相器と、（ｉｉｉ）信号を増幅する増幅器と、（ｉｖ）通信信号に対するノイズ信号を抑制し、ＳＱＵＩＤを安定させるためのフィードバック回路と、（ｖ）所望のインピーダンス、共振周波数、およびＱ値の少なくとも１つを提供するための、少なくとも１つのインダクタ、コンデンサ、および抵抗器と、（ｖｉ）ＳＱＵＩＤセンサ信号の周波数と位相の少なくとも１つをシフトするミキサ、ヘテロダイン、変調器、復調器、または周波数シフタと、及び（ｖｉｉ）信号を処理して通信信号を出力するコンピュータなどのプロセッサとを、含み得る。ＳＱＵＩＤセンサは、少なくとも１つのハイドリノ分子の対応するハイドリノ原子への変換によって引き起こされる流束の変化に応答し得る。ＳＱＵＩＤジョセフソン接合は、少なくとも１つのハイドリノ分子を含み得る。

別の実施形態では、センサは、電子－核スピン反転プ遷移に関する超微細構造線に応答するものなど、ヒドリノ原子のセンサから構成されてもよい。超微細構造センサは、ハイドリノ原子の超微細遷移の共鳴吸収を生成することができる電磁放射源、共鳴電磁放射の吸収の検出器、およびプロセッサを含み得る。例示的な実施形態では、Ｈ（１／４）超微細構造は、約２１．４ｃｍ^－１の共鳴周波数を有する。別の実施形態では、ハイドリノ原子センサは、印加磁場内のハイドリノ原子核または電子スピンフリップのうちの少なくとも１つのセンサを含み得るもので、ここで、ハイドリノ原子センサまたは監視システムは、ヒドリノ原子に磁場を印加する永久磁石または電磁石などの磁場源と、ハイドリノ原子の核または電子スピン反転遷移の共鳴吸収を生じさせることができる電磁放射源と、共鳴電磁放射線の吸収の検出器と、プロセッサと、を備える。別の実施形態では、センサは、ヒドリノ水素化物イオンを形成するための、対応するヒドリノ原子への電子の結合からの放出に応答するもののような、ヒドリノ水素化物イオンのセンサを含み得る。センサは、少なくとも１つのフォトダイオードおよび少なくとも１つのフィルタなど、少なくとも１つの特定の波長または帯域を検出することができる光検出器を備えることができる。あるいは、センサは、ヒドリノ水素化物放出に応答する分光計を備えてもよい。ヒドリノ水素化物イオン（Ｈ^－）放出は、式（１９）による接合エネルギーに対応し得る。式（１９）においてｐ＝２からｐ＝２４である例示的な実施形態では、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、および０．６９ｅＶである。放出は、結合エネルギーのカットオフを伴う連続放射を含むことができ、水素化物イオン放出のフラクソン結合構造をさらに含み得る。

センサ応答の時間的変動および強度は、送信されたニュートリノ信号で通信を受信するべく、プロセッサによって処理され得る。信号処理は、信号対雑音比を改善し、バックグラウンド信号を低減するべく、ヘテロダインシフト、フィルタリング、および当技術分野で公知の他の技術を含み得る。例示的な分子ハイドリノ源は、ＫＣｌ：Ｈ_２（１／４）またはＧａＯＯＨ：Ｈ_２（１／４）などの結晶性化合物に埋め込まれた分子ハイドリノを含む。別の供給源は、薄膜アルミニウムまたはジルコニウムなどの金属格子などの電子源として機能する格子に埋め込まれた分子ヒドリノを含み得るもので、ここで、上記供給源は、ニュートリノの検出中に格子内で形成されるヒドリノ水素化物（ｈｙｄｒｉｎｏｈｙｄｒｉｄｅ）放出に対して少なくとも部分的に透明である。

ニュートリノの放出は、視線などの方向性を有し得る。視線は、物理的な構造物や地球を通過し得る。エミッタと受信器との位置合わせは、エミッタおよび受信器のＧＰＳ座標などの位置情報によって決定され得る。一実施形態では、通信システムは、指向性ニュートリノ放出を引き起こすべく、操縦可能な磁場源およびレーザなどの操縦可能な光子源のうちの少なくとも１つをさらに備える。指向性は、ハイドリノ原子の核スピンおよび電子のスピンの少なくとも１つの磁気的整列ならびに結果として生じる分子ハイドリノと、原子および分子の少なくとも１つの電子スピンおよび核スピンの少なくとも１つの分極とによって、達成され得る。偏光は、レーザー照射によって達成され得る。別の実施形態では、ニュートリノ放出の変調のさらなる方法は、ニュートリノ放出を分子ヒドリノ励起に結合させることによって達成される。分子ハイドリノ励起は、ニュートリノ放出の際のハイドリノ分子回転、振動、スピンフリップ、スピン軌道結合、フラクソン連結、および磁気傾斜エネルギー遷移のうちの少なくとも１つを含み得るもので、ここで、上記変調は、エネルギーシフトおよび時間変調のうちの少なくとも１つを含み得る。ニュートリノ通信システムは、永久磁石または電磁石などの磁場源、高周波放射源などの電磁放射源、およびレーザーなどの光子源の少なくとも１つを含む共鳴分子ヒドリノ励起を起こすためのニュートリノ放出変調システムをさらに含んでもよい。変調システムは、電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光計およびラマン分光計のうちの少なくとも１つを備え得る。一実施形態では、ニュートリノは偏極し得る。分極は、反応セルチャンバに磁場を印加することによって達成され得るもので、ここで、放出信号変調は、無線周波数、レーザー、または電子ビーム照射のうちの少なくとも１つによって符号化され得る。

本明細書における付属書または副付属書の参照は、参照によりその全体が組み込まれる２０２１年８月２３日に出願された米国出願第６２／２３６，１９８号の付属書、とりわけ、本開示のシステムによって生成され、その後に収集された材料のＥＰＲおよびラマンなどの分光測定を指す。

［実施例］
実施例１
システムの動作中にプラズマ光の光透過を促進するために、ウィンドウの様々な変更を実施した。本開示の二重溶融金属流注入システムを使用して、システムの操作性を確保するためのウィンドウへの適切な変更を特定した。このシステムでは、溶融金属流を交差させ、閉じた電気回路を形成するべく、２つの電磁ポンプを介して、かつ対応するノズルを通して、電気的に分離された貯留槽から連続的に流れた１０～１２ｋｇの溶融スズを使用した。

最初の一連の実験では、溶融シリカウィンドウを使用した。プラズマ発生中に溶融金属と溶融金属酸化物に与えられた運動エネルギーによって、ウィンドウの内側での蓄積が引き起こされた。これらの欠陥は、光伝播を阻害し、それによって制限された動作後のエネルギー収集が制限された。システムの操作により、第二のプラズマの発生中に溶融シリカの溶融および変形が生じた。

最終的なエネルギー収集のためにＰＶウィンドウを介した透過率を高めるべく、スズ貯留槽と流体連通する電磁ポンプからの第二のプラズマの発生中にスズをその表面に注入することによって、ＰＶウィンドウに変更を加えた。

この変更をＰＶウィンドウとシステム設定とに組み込むことで、ＰＶウィンドウを通る光透過率が向上し、発光スペクトルを測定できる安定した動作ウィンドウが得られた。これらの変更は、第二のプラズマ形成反応で溶融金属としてスズが使用された場合（例えば、ガリウムと比較して）、非常に良好に機能することが判明した。

実施例２
本開示の二重溶融金属流噴射システムを使用して、第二のプラズマからの発光スペクトルを測定した。このシステムは、電気的に分離された貯留槽から２つの電磁ポンプと対応するノズルを介して連続的に流れた１０～１２ｋｇの溶融スズを使用し、溶融金属流を交差させて閉じた電気回路を形成した。定電流モードに設定された電源を使用して、交差する流れに電流を流すべく、電磁ポンプ貯留槽を反対方向にバイアスした。繰り返しテストを実行し、例えば、いくつかの実験では、入力電流を７９０Ａに維持した。

水素ガス（Ｈ_２）と酸素ガス（Ｏ_２）をグロー放電セルに流し込み、該セルにおいて、その流出物を交差するバイアスをかけた溶融スズ流に向けた。水素を２０００ｓｃｃｍかつ酸素を３０ｓｃｃｍの流量で、グロー放電セルに流し、第二のプラズマの形成を開始させた。

マイテックス社（Ｍｉｇｈｔｅｘ）製ＵＶ－Ｖｉｓ＿ＩＲ分光計を使用して、サンプリング時間を１００ｍｓおよび２５μｍスリットとして、第二のプラズマの発光スペクトルを１８０ｎｍ～８００ｎｍの範囲にわたって測定した。第二のプラズマの発光スペクトルを、実施例１で説明したＰＶウィンドウの変更を用いて測定した。図１４は、動作中にシステムで発生した第二のプラズマから測定された発光スペクトルを示す。図に示すように、発光スペクトルにはいくつかの飽和特徴が含まれる。

実行中、発生期の水と原子状水素の濃度とが反応セル内で減少し、出力が著しく低下した。図１５は、このような限られた反応物質の条件下で発生したプラズマの発光スペクトルを示すものであり、プラズマからの発光ピークが明確に識別できる。図に示されるように、光出力は、入力反応物質濃度を変えることで、制御され得る。

グロー放電セルへの水素および微量酸素の供給を中止し、代わりにアルゴンを供給し、該アルゴンを５トルの全圧を一定に維持する流速で流した。入力電流は７９０Ａに維持された一方、反応物質が除去されると、電圧は初期の４８Ｖ（プラズマ生発生中の電圧）から６１Ｖに増加し、それに伴ってプラズマ光強度が減衰した。入力電力３６ｋＷの高ヒドリノ電力間隔の全波長範囲にわたる積分光強度は、前者の場合の光出力４７０ｋＷに相当する入力電力４０ｋＷでの低プラズマ電力間隔の１１．７倍であった。図１４は、バイアスされたストリーム全体に３６ｋＷの入力電力が供給され、結果として４７０ｋＷの測定光エネルギー出力が得られたものである。図１５の発光は、Ｈ_２濃度の低下により光出力が１１．７倍以上減少しているが、入力電力は４０ｋＷでより大きくなった（定電流方式）。低出力のプラズマは、システムを駆動するのに役立つプラズマ電力出力の減少により、より高い電圧を必要とした。

実施例３
本開示の二重溶融金属流噴射システムを使用して、第二のプラズマからの発光スペクトルを測定した。このシステムは、溶融金属流を交差させて閉じた電気回路を形成するために、２つの電磁ポンプを通して、かつ対応するノズルを通して、電気的に分離した貯留槽から連続的に流された１０～１２ｋｇの溶融スズを用いた。定電流モードに設定された電源供給装置によって、交差する流れに電流を流すべく、電磁貯留槽に逆バイアスをかけた。

このシステムには、第二のプラズマに隣接して直径６インチのＰＶウィンドウを設け、実施例１で特定した改変を採用した。第２のウィンドウによって第１のＰＶウィンドウを囲むことで、ＤｅｌｌＣＯＭＰ反応セルチャンバを真空状態に保ち、集光型太陽電池を備える高密度受信器配列に光が導かれるのを促進させた。

反応セルのシステム領域でシステムの内部温度を変化させるべく、システム内の耐火性ライナーの厚さを調整した。例えば、適切なライナーを備えたシステムの領域では、内部温度を３０００Ｋにすることができた。これらの耐火物で裏打ちされた反応セルチャンバは、黒体空洞として機能した。プラズマを発生させることで、これらのライナーにエネルギーが伝達され、制御された温度で黒体放射が誘導される。３０００Ｋでは、高密度の受信器配列が黒体光出力に一致し、それにより、光再利用の活用とシステム効率の向上とがもたらされた。

３０００Ｋ～５０００Ｋの内部温度で動作するのに十分な耐火ライナーを有するシステムが動作した。これらのシステムからは、４．６～３５ＭＷ／ｍ^２の出力密度を持つ放射線が発生した。高密度の受信器配列と赤外線光の再利用とを活用することで、エネルギー収集効率の向上を５０％を上回るものとすることができる。

Claims

発電システムであって、
（ａ）反応チャンバを含む、大気圧未満の圧力を維持することができる少なくとも１つの貯留槽と、
（ｂ）溶融金属が２つの電極の間を流れて回路を完成させるように構成された、該２つの電極と、
（ｃ）前記回路が閉じているときに前記２つの電極の間に点火電流を印加するために前記２つの電極に接続された電源と、
（ｄ）送達されたガスからの第一のプラズマの形成を誘導するためのプラズマ発生セル（例えば、グロー放電セル）であり、該プラズマ発生セルからの流出物が回路（例えば、前記溶融金属、前記アノード、前記カソード、溶融金属貯留槽に浸漬された電極）に向けられ、
前記回路に電流が印加されると、該プラズマ発生セルからの流出物が反応して第二のプラズマおよび反応生成物を生成する、プラズマ発生セルと、及び
（ｅ）第二のプラズマからのエネルギーを機械的エネルギー、熱的エネルギー、および／または電気的エネルギーに変換および／または転送するように構成された熱光電変換器を有する電源アダプタと、を備え、
第二のプラズマからのエネルギーは黒体放射体に吸収されて黒体放射を発生し、前記黒体放射は熱光起電力変換器で変換される、発電システム。
請求項１に記載の発電システムであって、前記プラズマ発生セル内の前記ガスは、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）との混合物を含む、発電システム。
請求項２に記載の発電システムであって、水素に対する酸素の相対モル比は、０．０１から５０（例えば、０．１から２０、０．１から１５）である、発電システム。
請求項１～３のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記溶融金属はスズである、発電システム。
請求項１～４のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記電源アダプタは熱光起電力アダプタである、発電システム。
請求項５に記載の発電システムであって、
前記熱光起電力アダプタは、測地線ドーム内の光起電力変換器を備え（例えば、図１２を参照）、
前記光起電力変換器は、複数の三角形要素から構成される受信器配列（例えば、高密度受信器配列）を備え得るものであり、さらに、
前記三角形要素の各々は、黒体放射を電気に変換できる複数の集光型光起電力セルを備える、発電システム。
請求項１～６のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記２つの電極のうち正にバイアスされた電極は、黒体放射体であるか、黒体放射体を備えるか、または黒体放射体に接続される、発電システム。
請求項６～７のいずれか一項に記載の発電システムであって、光電池のバンドギャップよりも小さいエネルギーを有する光子が前記プラズ発生セルに向かって反射される、発電システム。
請求項１～８のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記第二のプラズマを含む反応セルと前記熱光起電力変換器との間にＰＶウィンドウをさらに備える、発電システム。
請求項９に記載の発電システムであって、スズが前記ＰＶウィンドウを濡らさない、発電システム。
請求項１～１０のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記ガスはスズを酸化しない反応混合物を含む、発電システム。
請求項９～１１のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記ＰＶウィンドウは平坦面を備え（または主に備え）、前記電源アダプタは光起電（ＰＶ）変換器を含み、さらに、前記ＰＶ変換器は、前記ＰＶウィンドウと一致する形状を有するＰＶウィンドウを介してプラズマ放射を受けるための、フラットかつ高密度の受信器配列パネルを備える、発電システム。
請求項９～１２のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記ＰＶウィンドウは、石英、サファイア、酸窒化アルミニウム、ＣａＦ_２、およびＭｇＦ_２のうちの少なくとも１つを含む、発電システム。
請求項１～１３のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記反応生成物は（例えば、溶融金属がスズを含む、またはスズである場合に）ＰＶウィンドウを濡らさない、発電システム。
請求項１～１４のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記２つの電極の各電極は、溶融金属貯留槽と、該溶融金属貯留槽の中の溶融金属のみに電流を供給し、該電流の供給によって点火電流を供給するための電気フィードスルーとを備える、発電システム。
請求項１５に記載の発電システムであって、前記貯留槽に接続された反応セルチャンバをさらに備え、前記貯留槽および前記反応セルチャンバの少なくとも１つの壁は、セラミックコーティングおよびライナーのうちの少なくとも１つによって電気的に絶縁される、発電システム。
請求項１６に記載の発電システムであって、前記貯留槽の少なくとも１つと前記反応セルチャンバが１つのライナーによって断熱される、発電システム。
請求項１７に記載の発電システムであって、前記ライナーは、カーボンおよびタングステンのうちの少なくとも１つを含む、発電システム。
請求項１８に記載の発電システムであって、前記ライナーはセラミックコーティングで被覆される、発電システム。
請求項１～１８のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記２つの電極間を流れる溶融金属は、溶融金属を含む１つまたは複数の溶融金属貯留槽と別々に流体連通する二重溶融金属注入システムから形成され、
各溶融金属注入システムは、電磁ポンプとノズルとを備え、
各電磁ポンプは、前記ノズルを介して溶融金属を流して溶融金属流を形成し、
前記電極は前記溶融金属流に連通し、それにより反対極性の二重溶融金属流を形成し、さらに、
前記溶融金属流を交差させることにより、完全な回路を形成する、発電システム。
請求項２０に記載の発電システムであって、前記貯留槽の少なくとも１つは、電極を互いに電気的に絶縁するための電気ブレーキを備える、発電システム。
請求項２０または２１に記載の発電システムであって、可撓性要素と、前記貯留槽の注入器電極を傾けて溶融金属流を整列させる少なくとも１つのアクチュエータと、をさらに備える、発電システム。
請求項２２に記載の発電システムであって、前記貯留槽は、複数の支持体によって支持されたベースプレートを備え、前記貯留槽の注入器電極を傾ける前記少なくとも１つのアクチュエータは、少なくとも１つの支持体を延長または短縮する、発電システム。
請求項２２に記載の発電システムであって、前記可撓性要素は、一端に固定フレームを備え、かつ反対端に可動フレームを備えるとともに、前記可動フレームと前記フレームに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは前記可撓性要素の片側で収縮し、反対側で拡張して前記注入器を傾ける、発電システム。
請求項２２に記載の発電システムであって、前記可撓性要素はベローズを含む、発電システム。
請求項２０～２５のいずれか一項に記載の発電システムであって、前記二重溶融流は、ウィンドウを含むチャンバ内で交差し、前記第二のプラズマまたは前記黒体放射から発生した光が前記ウィンドウから出て負荷を加熱する、発電システム。
請求項２６に記載の発電システムであって、前記負荷は、前記第二のプラズマズマまたは黒体放射から発生する光によって加熱されるオーブンチャンバ（またはその中の空気／水／蒸気）である、発電システム。
請求項１～２７のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記第二のプラズマ反応は、ＰＶウィンドウを含む反応チャンバ内で起こり、
前記溶融金属または酸化された溶融金属が前記ＰＶウィンドウから除去され、さらに、
（ａ）前記ＰＶウィンドウは、石英、サファイア、酸窒化アルミニウム、ＣａＦ_２、およびＭｇＦ_２のうちの少なくとも１つを含み、
（ｂ）前記ＰＶウィンドウは、溶融金属の酸化物（例えば、酸化スズ）の融点を超えて加熱され、
（ｃ）前記溶融金属の前記酸化物の水素還元は、前記水素還元を達成するのに十分な圧力で水素ガスを前記反応チャンバに流すことによって起こり、および／または
（ｄ）前記ＰＶウィンドウは、前記第二のプラズマの形成中にその表面上に溶融金属が（例えば、電磁ポンプから）注入される、発電システム。
請求項１～２８のいずれか一項に記載の発電システムであって、少なくとも１つの前記ＰＶウィンドウと少なくとも１つの熱吸収体とを備え、前記第二のプラズマ反応からの光エネルギーは、放射エネルギー伝達によって前記ＰＶウィンドウを通して前記熱吸収体に伝達され、前記熱吸収体は、前記放射電力伝達からの熱出力を伝達する、発電システム。
請求項２９に記載の発電システムであって、前記熱吸収体からの熱出力によって加熱される水ボイラーをさらに備える、発電システム。
請求項２９に記載の発電システムであって、前記熱吸収体からの熱出力によって加熱される空気熱交換器をさらに備える、発電システム。
ＰＶウィンドウから溶融金属酸化物（例えば、酸化スズ）を除去するためのシステムであって、
脱凝集材料の供給源を備え、前記脱凝集材料が前記ＰＶウィンドウに向けられ、さらに、
前記脱蓄積材料が水素ガスまたは溶融金属酸化物の溶融金属である、システム。
紫外光を発生するプラズマを形成する方法であって、
（ａ）グロー放電セルに導かれたガスから第一のプラズマを形成すること、
（ｂ）電気的にバイアスされた溶融金属の流れを作ること、
（ｃ）前記グロー放電セルからの流出物を前記電気的にバイアスされた溶融金属の流れに向けて、紫外光を生成する第二のプラズマを形成することを、含む方法。
請求項３２に記載の方法であって、前記プラズマ発生セル内のガスは、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）との混合物を含む、方法。
ＰＶウィンドウから溶融金属酸化物（例えば、酸化スズ）を除去する方法であって、
脱蓄積材料を前記ＰＶウィンドウに向けることを含み、
前記蓄積材料は、水素ガスまたは溶融金属酸化物の溶融金属である、方法。
請求項３４に記載の方法であって、
前記ウィンドウは、プラズマにさらされるとともに、前記溶融金属は、過熱に伴う前記ウィンドウの構造的変形（反り、割れ、透明度の低下など）あるいは過熱に伴う何らかの構造的変形（反り、ひび割れなど）を受けることを防止または減少する速度で、前記ウィンドウに向けられる、方法。