KR101871950B1 - Hydrogen-Catalyst Reactor - Google Patents

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Abstract

신규 수소종 및 새로운 형태의 수소를 포함하는 물질의 조성물을 형성하는, 원자 수소의 촉매작용을 위한 반응 셀, 수소 원자 공급원, 촉매를 형성하는 원소 또는 원소들을 포함하는 적어도 하나의 반응물 및 적어도 하나의 기타 원소와의 반응 혼합물을 포함하는 수소 촉매의 공급원이 제공되며, 이에 의해, 공급원으로부터 촉매가 형성되고 원자 수소의 촉매작용이 원자 수소의 촉매 작용 중 수소 1 몰당 약 300 kJ이 넘는 에너지를 방출한다.

Figure 112015022675507-pct00187

Figure R1020097024516

A reaction cell for the catalysis of atomic hydrogen, a hydrogen atom source, at least one reactant comprising elements or elements that form a catalyst, and at least one A source of hydrogen catalyst comprising a reaction mixture with other elements is provided whereby a catalyst is formed from the source and the catalytic action of the atomic hydrogen releases an energy of greater than about 300 kJ per mole of hydrogen during the catalysis of atomic hydrogen .

Figure 112015022675507-pct00187

Figure R1020097024516

Description

수소-촉매 반응기 {Hydrogen-Catalyst Reactor}A hydrogen-catalytic reactor (Hydrogen-Catalyst Reactor)

관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related application

본 출원인은 하기의 이점을 청구하고 상기 출원에 개시된 것은 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다:The Applicant claims the benefit of and is incorporated herein by reference in its entirety:

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발명의 기술Invention of the invention

1. 발명의 분야1. Field of the Invention

*본 명세서에 참조로 포함되어 있는 논문, R. Mills, J. He, Z. Chang, W. Good, Y. Lu, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to Novel Hydrogen Species H-(1/4) and H2(1/4) as a New Power Source", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32, No. 12, (2007), pp. 2573-2584에 개시되어 있는 바와 같이, 광범위한 조사기법으로부터 얻어진 데이터들은 강하고 일관성 있게 수소가 한때 이전에 가능할 것으로 생각했었던 저에너지 상태로 존재할 수 있음을 제안하고 있다. 예측된 반응은 안정한 수소 원자로부터 에너지를 받아들일 수 있는 촉매까지 공진, 비방사성 에너지를 전달하는 것을 포함한다. 생성물은 수소 원자의 리드베리(Rydberg) 분수 상태인 H(1/p)이고, 여기서,

Figure 112015022675507-pct00001
(p≤137이 정수임)이 수소 여기 상태를 위한 리드베리 방정식에서 잘 알려진 변수인 n=정수를 대체한다. He+, Ar+ 및 K는 촉매로서 기능할 것으로 예측되는데, 왜냐하면 이들의 화학 또는 물리적 공정의 엔탈피 변화가 수소 원자의 포텐셜 에너지인 27.2eV의 정수배와 같아서, 촉매 조건(catalyst criterion)을 충족시키기 때문이다. 에너지 준위에 관한 닫힌 형태(closed-form) 방정식에 근거한 특정 예측들을 시험하였다. 예를 들면, 두 개의 H(1/p)은 반응하여, 촉매화되지 않은 수소 원자를 포함하는 H2의 P2배의 진동 및 회전 에너지를 갖는 H2(1/p)을 형성할 수 있다. 대기압 전자빔 여기 아르곤-수소 플라즈마로부터 145-300 nm 영역에서 회전선들이 관찰되었다. 수소의 42배의 전례가 없는 에너지 간격(spacing)이 핵간 거리가 H2의 (1/4)임을 입증하였고, 임을 확인하였다.* Paper, which is incorporated herein by reference, R. Mills, J. He, Z. Chang, W. Good, Y. Lu, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to Novel Hydrogen Species H - (1/4 ) and H 2 (1/4) as a New Power Source ", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32, No. 12, (2007), pp. As disclosed in 2573-2584, data from a wide range of investigation techniques suggests that hydrogen can exist in a low-energy state that was previously thought to be possible in a strong and consistent manner. The predicted response involves transmitting resonant, non-radiative energy from a stable hydrogen atom to a catalyst capable of receiving energy. The product is H (1 / p), which is the Rydberg fractional state of the hydrogen atom,
Figure 112015022675507-pct00001
(p? 137 is an integer) replaces the well-known variable n = integer in the Reed-Berry equation for the hydrogen-excited state. He + , Ar +, and K are expected to function as catalysts because their enthalpy change in the chemical or physical process is equal to an integral multiple of 27.2 eV, the potential energy of the hydrogen atom, satisfying the catalyst criterion to be. Specific predictions based on closed-form equations for energy levels were tested. For example, two H (1 / p) may react to form H 2 (1 / p) with a vibration and rotational energy of P 2 times H 2 containing un-catalyzed hydrogen atoms . Rotational lines were observed in the region of 145-300 nm from atmospheric pressure electron beam excited argon - hydrogen plasma. It has been verified that an unprecedented spacing of 4 2 times the hydrogen proves that the intercritical distance is (1/4) of H 2 .

예측된 알칼리 촉매 K의 생성물은, 신규 알칼리 할리도(X) 수소화물 화합물인 KH*X를 형성할 수 있는 H-(1/4), 및 결정 내에 포획될 수 있는 H2(1/4)이다. 외부 테트라메틸실란(TMS) 대비 신규 화합물 KH*Cl의 1H MAS NMR 스펙트럼은 -35.9 ppm의 절대적 공진 시프트(shift)에 해당하는 -4.4 ppm에서의 크고 분명한 업필드(upfield) 공진을 보여주었는데, 이는 p=4인 H-(1/p)의 이론적 예측치와 일치하였다. 예측된 오르토 및 파라-H2(1/4)의 주파수는 H-(1/4)에 할당된 -4.6 ppm NMR 피크를 갖는 KH*I의 고해상도 FTIR 스펙트럼에서 1943 cm-1 및 2012 cm-1에서 관찰되었다. 1943/2012 cm-1-강도 비율은 특징적인 3:1의 오르토:파라-피크-강도 비율과 일치했고, 69 cm-1의 오르토-파라 스플릿팅(splitting)은 예측된 것과 일치하였다. NMR에 의해 H-(1/4)를 갖는 KH*Cl은 아르곤-수소 플라즈마에서 관찰된 바와 같이, 간극 H2(1/4)의 유사한 방출을 여기하는 12.5 KeV 전자선에 흔히 존재하였다. K 촉매 및 원자 수소의 공급원으로서 각각 KNO3 및 레이니 니켈(Raney nickel)이 사용되어 대응하는 발열반응을 생성하였다. 상기 에너지 밸런스는, 수소와 대기 산소 간의 연소로 인하여, 가장 강렬하다고 알려진 KNO3 화학반응의 경우, 예상한 것의 약 300배인 △H=-17,925 kcal/mole KNO3였고, 이론적 최대 엔탈피인 -57.8 kcal/mole H2의 60배가 넘는 -3585 kcal/mole H2였다. 생성열로부터 계산된, KNO3의 물, 칼륨 금속 및 NH3로의 환원과정은 단지 -14.2 kcal/mole H2를 방출하였는데, 이는 관측된 열이나 수소 연소를 설명할 수가 없다. 하지만, 상기 결과들은 연소의 100배 이상의 생성 엔탈피를 갖는 H-(1/4) 및 H2(1/4)의 형성과 일치한다. The product of the predicted alkali catalyst K is H - (1/4) capable of forming a new alkaline halide (X) hydride compound, KH * X, and H 2 (1/4) to be. The 1H MAS NMR spectrum of the novel compound KH * Cl versus the external tetramethylsilane (TMS) showed a large and distinct upfield resonance at -4.4 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm, This is consistent with the theoretical predictions of H - (1 / p) with p = 4. The frequencies of the predicted ortho and para-H 2 (1/4) are 1943 cm -1 and 2012 cm -1 in the high-resolution FTIR spectrum of KH * I with a -4.6 ppm NMR peak assigned to H - (1/4) Respectively. The 1943/2012 cm-1-intensity ratio was consistent with the characteristic 3: 1 ortho: para-peak-intensity ratio, and the ortho-para splitting at 69 cm -1 was consistent with the predicted. By NMR, KH * Cl with H - (1/4) was common to the 12.5 KeV electron beam, which excited a similar emission of the gap H 2 (1/4), as observed in an argon-hydrogen plasma. KNO 3 and Raney nickel were used as sources of K catalyst and atomic hydrogen, respectively, to generate the corresponding exothermic reaction. The energy balance was ΔH = -17,925 kcal / mole KNO 3 , which is about 300 times that expected, due to combustion between hydrogen and atmospheric oxygen, the KNO 3 chemical reaction being known to be the most intense, and the theoretical maximum enthalpy of -57.8 kcal / mole H 2 , which was more than 60 times that of -3585 kcal / mole H 2 . The reduction process of KNO 3 to water, potassium metal and NH 3 , calculated from the heat of generation, emitted only -14.2 kcal / mole H 2 , which can not account for observed heat or hydrogen combustion. However, these results are consistent with the formation of H - (1/4) and H 2 (1/4) with a production enthalpy over 100 times that of combustion.

실시예들에 있어서, 본 발명은 저에너지 수소종 및 화합물을 형성하는 전력 공급원 및 반응기를 포함한다. 본 발명은 촉매 및 원자 수소를 제공하는 촉매 반 응 혼합물을 추가로 포함한다. 바람직한 원자 촉매는 리튬, 칼륨, 및 세슘 원자이다. 바람직한 분자 촉매는 NaH이다. In embodiments, the invention includes a power source and a reactor that form low energy hydrogen species and compounds. The present invention further comprises a catalyst and a reaction mixture which provides atomic hydrogen. Preferred atomic catalysts are lithium, potassium, and cesium atoms. A preferred molecular catalyst is NaH.

하이드리노(Hydrino)Hydrino

다음과 같이 주어진 결합 에너지 The given binding energy

Figure 112015022675507-pct00002
(1)
Figure 112015022675507-pct00002
(One)

(p는 1보다 큰 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137이다)를 갖는 수소 원자는 다음 문헌에 개시되어 있다:(p is an integer greater than 1, preferably between 2 and 137) is disclosed in the following references:

R. L. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics", October 2007 Edition, (posted at http://www.blacklightpower.com/theory/book.shtml); BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512 (posted at www.blacklightpower.com)에 의해 제공된, R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, May 2006 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, ("'06 Mills GUT"); BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512에 의해 제공된, R.Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, January 2004 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, ("'04 Mills GUT"); BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512에 의해 제공된, R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2003 Edition, BlackLight Power,Inc., Cranbury, NewJersey,("'03 Mills GUT"); BlackLight Power,Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512에 의해 제공된, R.Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2002 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey,("'02 Mills GUT"); BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512에 의해 제공된, R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2001 Edition, BlackLight Power,Inc., Cranbury, NewJersey, Distributed by Amazon.com ("'01 Mills GUT"); BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ,08512에 의해 제공된, R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, January 2000 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, Distributed by Amazon.com ("'00 Mills GUT"); R. L. 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WO 90/13126; WO 92/10838; WO 94/29873; WO 96/42085; WO 99/05735; WO 99/26078; WO 99/34322; WO 99/35698; WO 00/07931; WO 00/07932; WO 01/095944; WO 01/18948; WO 01/21300; WO 01/22472; WO 01/70627; WO 02/087291; WO 02/088020; WO 02/16956; WO 03/093173; WO 03/066516; WO 04/092058; WO 05/041368; WO 05/067678; WO 2005/116630; WO 2007/051078; And WO 2007/053486; And U.S. Patent Nos. 6,024,935 and 7,188,033. The disclosures of which are all incorporated herein by reference ("Mills prior art").

이온화 에너지로도 알려져 있는 원자, 이온 또는 분자의 결합 에너지는 원자, 이온 또는 분자로부터 하나의 전자를 제거하는데 필요한 에너지이다. 수식 (1)에 주어진 결합 에너지를 갖는 수소원자는 이하에서 하이드리노 원자(hydrio atom) 또는 하이드리노(hydrino)라고 지칭한다. 반지름이

Figure 112015022675507-pct00003
(여기서, aH는 일반적인 수소 원자의 반지름이고 p는 정수임)인 하이드리노에 대한 표시는
Figure 112015022675507-pct00004
이다. 반지름 aH를 갖는 수소 원자는 이하에서 "일반적인 수소 원자" 또는 "정상적인 수소 원자"라고 지칭한다. 일반적인 수소 원자는 결합 에너지가 13.6eV인 것을 특징으로 한다. The binding energy of an atom, ion, or molecule, also known as ionizing energy, is the energy required to remove an electron from an atom, ion, or molecule. The hydrogen atom having the binding energy given in the formula (1) is hereinafter referred to as a hydrino atom or a hydrino. Radius
Figure 112015022675507-pct00003
(Where aH is the radius of a common hydrogen atom and p is an integer)
Figure 112015022675507-pct00004
to be. Hydrogen atoms with radius aH are referred to below as " normal hydrogen atoms " or " normal hydrogen atoms ". A typical hydrogen atom has a binding energy of 13.6 eV.

하이드리노는 일반적인 수소 원자를 대략The hydrino has a general hydrogen atom

m·27.2eV (2)m · 27.2 eV (2)

(여기서, m은 정수임)의 반응의 순(net) 엔탈피를 갖는 촉매와 반응시킴으로써 형성된다. 이 촉매는 Mills의 기출원된 특허출원에서 에너지 홀 또는 에너지 홀의 공급원이라고 지칭되었다. 촉매작용의 속도는 반응의 순 엔탈피가 m·27.2eV에 보다 가까워질수록 증가한다고 여겨진다. m·27.2eV의 ±10%, 바람직하게는 ±5% 내의 반응의 순 엔탈피를 갖는 촉매가 대부분의 적용에 적합하다고 밝혀졌다. (Where m is an integer) reaction of the catalyst with a net enthalpy of reaction. This catalyst was referred to as a source of energy holes or energy holes in Mills's proposed patent application. The rate of catalysis is believed to increase as the net enthalpy of the reaction is closer to m · 27.2 eV. It has been found that catalysts with a net enthalpy of reaction within ± 10%, preferably within ± 5% of m · 27.2 eV, are suitable for most applications.

이러한 촉매작용은 수소 원자의 크기, rn=naH가 적당히 감소함에 따라 수소 원자로부터 에너지를 방출한다. 예를 들면, H(n=1)의 H(n=1/2)로의 촉매작용은 40.8 eV를 방출하며, 수소 반지름은 aH에서 1/2 aH로 줄어든다. 촉매 시스템은, t개의 전자의 이온화 에너지의 합이 대략 m·27.2eV (m은 정수임)가 되도록, 하나의 원자로부터 t개의 전자가 이온화되어 각각 연속체(continuum) 에너지 준위에 제공된다. This catalytic action releases energy from the hydrogen atom as the size of the hydrogen atom, r n = na H , moderately decreases. For example, a catalytic action to H (n = 1) of H (n = 1/2) is released, and a 40.8 eV, hydrogen radius is reduced in a H to 1/2 H a. The catalyst system is such that t electrons from one atom are ionized and provided to a continuum energy level, respectively, such that the sum of the ionization energies of the t electrons is approximately m · 27.2 eV (m is an integer).

상기 하나의 촉매 시스템은 리튬 금속을 포함한다. 리튬의 1차 및 2차 이온화 에너지는 각각 5.39172eV 및 75.64018eV이다[1]. 그리고 Li이 Li2+ 로 되는 2가 이온화(t=2) 반응은 81.0319eV의 순 반응 엔탈피를 가지며, 이는 수식 (2)에서 m=3인 것과 동일하다. The one catalyst system comprises lithium metal. The primary and secondary ionization energies of lithium are 5.39172 eV and 75.64018 eV, respectively [1]. The divalent ionization (t = 2) reaction in which Li is Li 2+ has a net reaction enthalpy of 81.0319 eV, which is the same as m = 3 in Equation (2).

Figure 112015022675507-pct00005
(3)
Figure 112015022675507-pct00005
(3)

Figure 112015022675507-pct00006
Figure 112015022675507-pct00006

(4)(4)

그리고, 전체 반응은 아래와 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00007
(5)
Figure 112015022675507-pct00007
(5)

또다른 실시예에 있어서, 촉매 시스템은 세슘을 포함한다. 세슘의 1차 및 2차 이온화 에너지는 각각 3.89390eV 및 23.15745eV이다. 그리고, Cs가 Cs2+로 되는 2가 이온화(t=2) 반응은 27.05135eV의 순 반응 엔탈피를 가지며, 이는 수식 (2)에서 m=1인 것과 동일하다. In another embodiment, the catalyst system comprises cesium. The primary and secondary ionization energies of cesium are 3.89390 eV and 23.15745 eV, respectively. The divalent ionization (t = 2) reaction in which Cs is Cs 2+ has a net reaction enthalpy of 27.05135 eV, which is the same as m = 1 in the formula (2).

Figure 112015022675507-pct00008
(6)
Figure 112015022675507-pct00008
(6)

Figure 112015022675507-pct00009
(7)
Figure 112015022675507-pct00009
(7)

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00010
(8)
Figure 112015022675507-pct00010
(8)

또다른 촉매 시스템은 칼륨 금속을 포함한다. 칼륨의 1차, 2차, 및 3차 이온화 에너지는 4.34066eV, 31.63eV, 및 45.806eV이다[1]. 그리고, K가 K3+로 되는 3가 이온화(t=3) 반응은 81.7767eV의 순 반응 엔탈피를 가지며, 이는 수식 (2)에서 m=3인 것과 동일하다. Another catalyst system includes potassium metal. The primary, secondary, and tertiary ionization energies of potassium are 4.34066 eV, 31.63 eV, and 45.806 eV [1]. And the trivalent ionization (t = 3) reaction in which K is K 3+ has a net reaction enthalpy of 81.7767 eV, which is the same as m = 3 in equation (2).

Figure 112015022675507-pct00011
(9)
Figure 112015022675507-pct00011
(9)

Figure 112015022675507-pct00012
(10)
Figure 112015022675507-pct00012
(10)

그리고, 상기 전체 반응은 다음과 같다:The overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00013
(11)
Figure 112015022675507-pct00013
(11)

전력 공급원과 마찬가지로, 촉매작용 중에 방출되는 에너지는 촉매에 흡수되는 에너지보다 훨씬 크다. 상기 방출 에너지는 통상적인 화학 반응에 비해 크다. 예를 들면, 수소 및 산소 기체가 연소되어 물을 형성할 때, Like the power source, the energy released during the catalysis is much greater than the energy absorbed by the catalyst. The emission energy is larger than a conventional chemical reaction. For example, when hydrogen and oxygen gas are burned to form water,

Figure 112015022675507-pct00014
(12)
Figure 112015022675507-pct00014
(12)

알려진 물 형성 엔탈피는 수소 원자 당 △Hf= -286 kJ/mole 또는 1.48 eV 이다. 반면, 촉매작용을 거치는 각 (n=1) 일반적인 수소 원자는 40.8 eV의 순 엔탈피를 방출한다. 더욱이, 추가적인 촉매 전이가 일어날 수 있다: The known water formation enthalpy is? H f = -286 kJ / mole or 1.48 eV per hydrogen atom. On the other hand, a typical hydrogen atom (n = 1) undergoing catalysis releases a net enthalpy of 40.8 eV. Moreover, additional catalytic transitions may occur:

Figure 112015022675507-pct00015
등. 일단 촉매작용이 시작되면, 하이드리노는 추가로 불균형(disproportionation)이라 불리는 과정에서 자가촉매작용을 한다. 상기 메커니즘은 무기 이온 촉매작용의 메커니즘과 유사하다. 하지만, 하이드리노 촉매작용은 엔탈피가 m·27.2eV에 더 잘 매치되므로 무기 이온 촉매작용에 비해 반응 속도가 빠르다.
Figure 112015022675507-pct00015
Etc. Once the catalysis is initiated, the hydrino further self-catalyses in a process called disproportionation. The mechanism is analogous to the mechanism of inorganic ion catalysis. However, the hydrinocatalysis has a faster reaction rate than the inorganic ion catalysis because the enthalpy is better matched to m · 27.2 eV.

본 발명의 추가 촉매작용 생성물The additional catalytic products of the present invention

본 발명의 하이드리노 수소화물 이온은 전자 공급원이 하이드리노, 즉 약

Figure 112015022675507-pct00016
(여기서, n은 1/p이고, p는 1보다 큰 정수임)의 결합 에너지를 갖는 수소 원자와 반응함으로써 형성될 수 있다. 상기 하이드리노 수소화물 이온은 H-(n=1/p) 또는 H-(1/p)로 표현된다. The hydrino hydride ion of the present invention is characterized in that the electron source is hydrino,
Figure 112015022675507-pct00016
(Where n is 1 / p and p is an integer greater than 1). The hydrinos hydride ion is represented by H - (n = 1 / p) or H - (1 / p).

Figure 112015022675507-pct00017
(13)
Figure 112015022675507-pct00017
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Figure 112015022675507-pct00018
(14)
Figure 112015022675507-pct00018
(14)

하이드리노 수소화물 이온은 일반적인 수소 핵과 약 0.8 eV의 결합 에너지를 갖는 두 개의 전자를 포함하는 일반적인 수소화물 이온과 구분된다. 후자는 이하에서 "일반적인 수소화물 이온" 또는 "정상적인 수소화물 이온"이라고 지칭된다. 하이드리노 수소화물 이온은 프로테움(proteum), 듀테륨(deuterium) 또는 트리튬(tritium)을 포함하는 수소 핵 및, 수식 (15)에 따른 결합 에너지에서 두 개의 구별할 수 없는 전자를 포함한다. The hydrino hydride ions are distinguished from common hydride nuclei and common hydride ions containing two electrons with a binding energy of about 0.8 eV. The latter is referred to below as " normal hydride ion " or " normal hydride ion ". The hydrino hydride ion contains two indistinguishable electrons in the hydrogen nucleus including proteum, deuterium or tritium and the binding energy according to equation (15).

신규 하이드리노 수소화물 이온의 결합 에너지는 하기 식에 의해 표현될 수 있다.The binding energy of a novel hydrino hydride ion can be expressed by the following equation.

Figure 112015022675507-pct00019
(15)
Figure 112015022675507-pct00019
(15)

여기서, p는 1보다 큰 정수이고, s=1/2이며, π는 파이이고, h는 플랑크 상수 바이며, μ0는 진공 투과도이고, me는 전자의 질량이며, μe

Figure 112015022675507-pct00020
에 의해 주어진 감소된 전자 질량이고, 여기서, mp는 양자의 질량이고, aH는 수소 원자의 반지름이며, a0는 보어(Bohr) 반지름이고, e는 기본 전하이다. 상기 반지름들은 하기에 의해 주어진다. Here, p is an integer greater than 1, and s = 1/2, and π is pi, h is Planck's constant bar, μ 0 is the vacuum permeability, m e is the mass of the electron, μ e is
Figure 112015022675507-pct00020
, Where mp is the mass of both, aH is the radius of the hydrogen atom, a 0 is the Bohr radius, and e is the base charge. These radii are given by

Figure 112015022675507-pct00021
(16)
Figure 112015022675507-pct00021
(16)

p의 함수(여기서, p는 정수임)로서의 하이드리노 수소화물 이온 H-(n=1/p)의 결합 에너지가 표 1에 나타나 있다. The binding energies of the hydrino hydride ions H - (n = 1 / p) as a function of p (where p is an integer) are shown in Table 1.

Figure 112015022675507-pct00022
Figure 112015022675507-pct00022

본 발명에 따르면, p=2 내지 23인 경우 일반적인 수소화물 이온(약 0.8eV)의 결합보다는 크고, p=24(H-)인 경우보다는 작은, 수식(15-16)에 따른 결합 에너지를 갖는 하이드리노 수소화물 이온(H-)이 제공된다. 수식 (15-16)의 p=2 내지 p=24의 경우, 상기 수소화물 이온의 결합 에너지는 각각 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 및 0.69eV이다. 또한, 상기 신규 수소화물 이온을 포함하는 조성물이 제공된다. In accordance with the present invention, p = 2 to 23 in the case greater than the bond of the common hydride ion (about 0.8eV), p = 24 (H -) rather than a small, having a binding energy according to the formula (15-16) when A hydrinos hydride ion (H < - & gt ; ) is provided. In the case of p = 2 to p = 24 in the formula (15-16), the binding energies of the hydride ions were 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 and 0.69 eV. Also provided is a composition comprising the novel hydride ion.

하이드리노 이온은 일반적인 수소 핵 및 약 0.8eV의 결합 에너지를 갖는 2개의 전자를 포함하는 일반적인 수소 이온과 구별된다. 후자는 이하에서 "일반적인 수소 이온" 또는 "정상적인 수소 이온"으로 지칭된다. 하이드리노 수소화물 이온은 프로테움, 듀테륨, 또는 트리튬을 포함하는 수소 핵 및 수식 (15-16)에 따른 결합 에너지에서 2개의 구별할 수 없는 전자를 포함한다. The hydrino ion is distinguished from a common hydrogen ion and a common hydrogen ion containing two electrons having a binding energy of about 0.8 eV. The latter is referred to below as " normal hydrogen ion " or " normal hydrogen ion ". The hydrino hydride ion contains two indistinguishable electrons in the binding energy according to the formula (15-16) and the hydrogen nucleus comprising proteium, deuterium, or tritium.

하나 이상의 하이드리노 수화물 이온 및 하나 이상의 다른 원소를 포함하는 신규 화합물이 제공된다. 상기 화합물은 하이드리노 수소화물 화합물로 지칭된다. There is provided a novel compound comprising at least one hydrinohydrate ion and at least one other element. The compound is referred to as a hydrino hydride compound.

일반적인 수소종은 다음의 결합 에너지: (A) 수소화물 이온, 0.754eV ("일반적인 수소화물 이온"); (b) 수소 원자("일반적인 수소 원자"), 13.6eV; (c) 이원자 수소 분자, 15.3eV ("일반적인 수소 분자"); (d) 수소 분자 이온, 16.3eV ("일반적인 수소 분자 이온"); 및 (e) H+ 3, 22.6eV ("일반적인 삼수소(trihydrogen)를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서, 수소 형태와 관련하여, "정상적인(normal)"및 "일반적인(ordinary)"은 동의어이다.Typical hydrogen species have the following bonding energies: (A) hydride ion, 0.754 eV ("normal hydride ion"); (b) hydrogen atom ("common hydrogen atom"), 13.6 eV; (c) a binary hydrogen molecule, 15.3 eV (" generic hydrogen molecule "); (d) hydrogen molecule ion, 16.3 eV (" generic hydrogen molecule ion "); And (e) H + 3 , 22.6 eV (" having a common trihydrogen ". In this context, with respect to the hydrogen form, "normal" and "ordinary" to be.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, (a) 약

Figure 112015022675507-pct00023
(여기서, p는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 결합 에너지를 갖는 수소 원자; (b) 약 According to another embodiment of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition comprising (a)
Figure 112015022675507-pct00023
(Where p is an integer, preferably an integer of 2 to 137), preferably a binding energy within ± 10%, more preferably ± 5%; (b) about

Figure 112015022675507-pct00024
Figure 112015022675507-pct00024

의 결합 에너지(여기서, p는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 24의 정수임), 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 결합 에너지를 갖는 수소화물 이온(H-); (c) H+ 4(1/p); (d) 약

Figure 112015022675507-pct00025
(여기서, P는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 결합 에너지를 갖는 트리하이드리노(trihydrino) 분자 이온, H+ 3(1/p); (e) 약
Figure 112015022675507-pct00026
(여기서, P는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 결합 에너지를 갖는 디하이드리노(diihydrino) 분자 이온; (f) 약
Figure 112015022675507-pct00027
(여기서, P는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 결합 에너지를 갖는 디하이드리노(diihydrino) 분자 이온과 같은 적어도 하나 의 결합 에너지가 증가된 수소종을 포함하는 화합물이 제공된다. Of the binding energy (where, p is an integer, preferably an integer of 2 to 24), preferably ± 10%, preferably a hydride ion having a binding energy within the ± 5% than the (H -); (c) H + 4 (1 / p); (d) about
Figure 112015022675507-pct00025
Trihydrino molecular ion having a binding energy of preferably within ± 10%, more preferably within ± 5%, of binding energy of H (where P is an integer, preferably an integer of 2 to 137), H + 3 (1 / p); (e) about
Figure 112015022675507-pct00026
A diihydrino molecular ion having a binding energy of preferably within ± 10%, more preferably within ± 5%, of a binding energy of an amino acid (wherein P is an integer, preferably an integer of 2 to 137); (f) about
Figure 112015022675507-pct00027
Such as a diihydrino molecular ion having a binding energy within a binding energy of preferably 10% or more, more preferably +/- 5% There is provided a compound comprising at least one hydrogen species with increased binding energy.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, (a) According to another preferred embodiment of the present invention, (a)

Figure 112015022675507-pct00028
(17)
Figure 112015022675507-pct00028
(17)

(여기서, p는 정수이고, h는 플랑크 상수 바이며, me는 전자의 질량이고, c는 진공에서의 광속이며, μ는 감소된 핵의 질량이고, k는 미리 계산된 조화력 상수(harmonic force constant)임[2])의 총 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 총에너지를 갖는 디하이드리노 분자 이온 및 (b)  (Where p is an integer, h is a Planck constant, me is the mass of the electron, c is the flux in vacuum, μ is the mass of the reduced nucleus, k is the harmonic force constant (B) a total energy of preferably less than or equal to 10%, more preferably less than or equal to 5%, and (b)

Figure 112015022675507-pct00029
(18)
Figure 112015022675507-pct00029
(18)

(여기서, p는 정수이고, a0는 보어 반지름임)의 총 에너지, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±5% 내의 총에너지를 갖는 디하이드리노 분자 이온과 같은 적어도 하나의 결합 에너지가 증가된 수소종을 포함하는 화합물이 제공된다.At least one binding energy such as a dihydrino molecular ion having a total energy of at least 10%, preferably at least 10%, more preferably at least 5%, of the total energy of the total energy (where p is an integer and a 0 is the bore radius) Lt; RTI ID = 0.0 > hydrogen < / RTI > species.

상기 화합물이 음전하를 띠는 결합 에너지가 증가된 수소종을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화합물은 양성자, 일반적인 H+ 2, 일반적인 H+ 3와 같은 하나 이상의 양이온(cation)을 추가로 포함한다.According to one embodiment of the present invention, where the compound comprises a hydrogen species with an increased binding energy that is negatively charged, the compound may be added with one or more cations such as protons, general H + 2 , general H + 3 .

적어도 하나 이상의, 결합 에너지가 증가된 수소화물 이온을 포함하는 화합물을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 화합물은 이후 "하이드리노 수소화물 화합물"로 지칭된다. 상기 방법은 수소 원자를 약

Figure 112015022675507-pct00030
(여기서, m은 1보다 큰 정수로서, 바람직하게는 400보다 작은 정수임)의 순 반응 엔탈피를 갖는 촉매와 반응시켜, 약
Figure 112015022675507-pct00031
(여기서, p는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지를 갖는 결합 에너지가 증가된 수소 원자를 생성하는 단계를 포함한다.There is provided a method for preparing a compound comprising at least one or more hydride ions with increased binding energy. This compound is hereinafter referred to as a " hydrino hydride compound ". The method comprises dissolving a hydrogen atom at about
Figure 112015022675507-pct00030
(Where m is an integer greater than 1, preferably less than 400)
Figure 112015022675507-pct00031
(Where p is an integer, preferably an integer from 2 to 137) to produce a hydrogen atom with increased binding energy.

상기 촉매작용의 추가 생성물은 에너지이다. 결합 에너지가 증가된 수소 원자는 전자 공급원과 반응하여, 결합 에너지가 증가된 수소화물 이온을 생성할 수 있다. 상기 결합 에너지가 증가된 수소화물 이온은 하나 이상의 양이온과 반응하여 적어도 하나 이상의 결합 에너지가 증가된 수소화물 이온을 포함하는 화합물을 생성할 수 있다. The additional product of the catalysis is energy. Hydrogen atoms with increased binding energy can react with electron sources to produce hydride ions with increased binding energy. The hydride ion having the increased binding energy may react with one or more cations to generate a compound containing hydride ions having an increased binding energy.

신규 수소종 및 원자 수소의 촉매작용에 의해 형성된 새로운 형태의 수소를 포함하는 물질의 조성물이 "Mills 선행 문헌"에 개시되어 있다. 상기 신규 물질의 수소 조성물은 다음을 포함한다: A composition of matter comprising a new type of hydrogen formed by the catalysis of new hydrogen species and atomic hydrogen is disclosed in " Mills Preceding Literature ". The hydrogen composition of the novel material comprises:

(a) 다음과 같은 결합 에너지를 갖는, 적어도 하나 이상의 중성, 양성, 또는 음성 수소종(이하, "결합 에너지가 증가된 수소종")(a) at least one neutral, positive, or negative hydrogen species (hereinafter " hydrogen species with increased binding energy ") having the following bonding energies:

(i) 대응하는 일반적인 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) binding energy greater than the binding energy of the corresponding common hydrogen species, or

(ii) 일반적인 수소종의 결합 에너지가 주변 조건(표준 온도 및 압력, STP)의 열적 에너지보다 더 작거나 음이기 때문에, 대응하는 일반적인 수소종이 불안정하거나 또는 관측되지 않는 임의의 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지; 및(ii) Because the bond energy of a common hydrogen species is less than or equal to the thermal energy of ambient conditions (standard temperature and pressure, STP), the corresponding general hydrogen species is less stable than the binding energy of any hydrogen species that is unstable or unobserved. Greater binding energy; And

(b) 적어도 하나 이상의 다른 원소. 본 발명의 화합물들은 이하 "결합 에너지가 증가된 수소 화합물"이라고 지칭된다. (b) at least one or more other elements. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as " hydrogen bonds with increased binding energy ".

여기서, "다른 원소"는 결합 에너지가 증가된 수소종 외의 다른 원소를 의미한다. 따라서, 다른 원소가 일반적인 수소종 또는 수소 이외의 다른 임의의 원소일 수 있다. 한 화합물 군에서는, 다른 원소 및 결합 에너지가 증가된 수소종이 중성이다. 다른 화합물 군에서는, 다른 원소가 밸런싱 전하를 제공하여 중성 화합물을 형성하도록 하기 위해서, 다른 원소 및 결합 에너지가 증가된 수소종이 대전된다. 전자의 화합물 군은 분자 및 배위 결합을 특징으로 하고; 후자의 군은 이온 결합을 특징으로 한다. Here, " other element " means an element other than hydrogen species whose binding energy is increased. Thus, the other element may be any ordinary hydrogen species or any other element than hydrogen. In one group of compounds, hydrogen species with increased elemental and binding energies are neutral. In another group of compounds, hydrogen species with increased elemental and binding energies are charged so that the other element provides a balancing charge to form a neutral compound. The former group of compounds is characterized by molecular and coordination bonds; The latter group is characterized by ionic bonding.

또한, 다음을 포함하는 신규 화합물 및 분자 이온이 제공된다:Also provided are novel compounds and molecular ions comprising:

(a) 하기의 총 에너지를 갖는 적어도 하나 이상의 중성, 양성, 또는 음성 수소종(이하, "결합 에너지가 증가된 수소종")(a) at least one neutral, positive, or negative hydrogen species (hereinafter " hydrogen species with increased binding energy ") having the following total energy:

(i) 대응하는 일반적인 수소종의 총 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) a binding energy greater than the total energy of the corresponding generic hydrogen species, or

(ii) 일반적인 수소종의 총 에너지가 주변 조건(표준 온도 및 압력, STP)의 열적 에너지보다 더 작거나 음이기 때문에, 대응하는 일반적인 수소종이 불안정하거나 또는 관측되지 않는 임의의 수소종의 총 에너지보다 더 큰 총 에너지; 및(ii) Because the total energy of a typical hydrogen species is less than or equal to the thermal energy of ambient conditions (standard temperature and pressure, STP), the corresponding general hydrogen species is less stable than the total energy of any hydrogen species that is unstable or unobserved. Greater total energy; And

(b) 적어도 하나의 다른 원소.(b) at least one other element.

수소종의 총 에너지는 수소종으로부터 모든 전자를 제거하기 위한 에너지의 합이다. 본 발명에 따른 수소종은 대응하는 일반적인 수소종의 총 에너지보다 더 큰 총 에너지를 갖는다. 총 에너지가 증가된 수소종의 몇몇 실시예가 대응되는 일반적인 수소종의 제1 전자 결합 에너지보다 더 작은 제1 전자 결합 에너지를 가질 수도 있지만, 본 발명에 따른 총 에너지가 증가된 수소종은 또한 "결합 에너지가 증가된 수소종"이라고 지칭된다. 예를 들면, p=24인 경우, 수식 (15-16)의 수소화물 이온은 일반적인 수소화물 이온의 제1 결합 에너지보다 더 작은 제1 결합 에너지를 갖는 반면에, p=24인 경우, 수식 (15-16)의 수소화물 이온의 총 에너지는 대응하는 일반적인 수소화물 이온의 총 에너지보다 훨씬 크다. The total energy of a hydrogen species is the sum of the energies for removing all electrons from the hydrogen species. The hydrogen species according to the present invention have a total energy greater than the total energy of the corresponding generic hydrogen species. Although some embodiments of hydrogen species with increased total energy may have a first electron binding energy that is less than the first electron binding energy of the corresponding common hydrogen species, the hydrogen species with increased total energy according to the present invention may also have a & Energy-enhanced hydrogen species ". For example, in the case of p = 24, the hydride ion of the formula (15-16) has a first binding energy lower than the first binding energy of the normal hydride ion, whereas when p = 24, 15-16) is much greater than the total energy of the corresponding normal hydride ion.

또한, 다음을 포함하는 신규 화합물 및 분자 이온이 제공된다:Also provided are novel compounds and molecular ions comprising:

(a) 다음과 같은 결합 에너지를 갖는 복수의 중성, 양성, 또는 음성 수소종(이하, "결합 에너지가 증가된 수소종")(a) a plurality of neutral, positive, or negative hydrogen species (hereinafter " hydrogen species with increased binding energy ") having the following bonding energies,

(i) 대응하는 일반적인 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) binding energy greater than the binding energy of the corresponding common hydrogen species, or

(ii) 일반적인 수소종의 결합 에너지가 주변 조건의 열적 에너지보다 더 작거나 또는 음이기 때문에, 대응하는 일반적인 수소종이 불안정하거나 또는 관측되지 않는 임의의 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지; 및(ii) binding energy greater than the binding energy of any corresponding generic hydrogen species unstable or any unobservable hydrogen species, since the bond energy of a common hydrogen species is less than or equal to the thermal energy of the ambient conditions; And

(b) 선택적인 하나의 다른 원소. 본 발명의 화합물은 이하 "결합 에너지가 증가된 수소 화합물"이라고 지칭된다. (b) one optional element. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as " hydrogen bonds with increased binding energy ".

결합 에너지가 증가된 수소종은 하나 이상의 하이드리노 원자를 하나 이상의 전자, 하이드리노 원자, 적어도 하나 이상의 상기 결합 에너지가 증가된 수소종을 포함하는 화합물, 및 적어도 하나 이상의 다른 원자, 분자, 또는 결합 에너지가 증가된 수소종 이외의 이온과 반응시킴으로써 형성될 수 있다. A hydrogen species with an increased binding energy can be prepared by reacting one or more hydrino atoms with one or more electrons, a hydrino atom, a compound containing at least one hydrogen species with increased binding energy, and at least one other atom, Can be formed by reacting with an ion other than an increased hydrogen species.

또한, 다음을 포함하는 신규 화합물 및 분자 이온이 제공된다. Also provided are novel compounds and molecular ions comprising:

(a) 다음과 같은 총 에너지를 갖는 복수의 중성, 양성, 또는 음성 수소종(이하, "결합 에너지가 증가된 수소종")(a) a plurality of neutral, positive, or negative hydrogen species (hereinafter referred to as " hydrogen species with increased binding energy ") having the following total energy:

(i) 일반적인 분자 수소의 총 에너지보다 더 큰 총 에너지, 또는(i) a total energy greater than the total energy of a typical molecular hydrogen, or

(ii) 일반적인 수소종의 총 에너지가 주변 조건의 열적 에너지보다 더 작거나 음이기 때문에 대응하는 일반적인 수소종이 불안정하거나 또는 관측되지 않는 임의의 수소종의 총 에너지보다 더 큰 총 에너지; 및(ii) the total energy of the corresponding generic hydrogen species is greater than the total energy of any hydrogen species that is unstable or unobservable, since the total energy of a common hydrogen species is less than or equal to the thermal energy of the ambient conditions; And

(b) 선택적인 하나의 다른 원소. 본 발명의 화합물은 이하 "결합 에너지가 증가된 수소 화합물"이라고 지칭된다. (b) one optional element. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as " hydrogen bonds with increased binding energy ".

일 실시예에 있어서, (a) p=2 내지 23인 경우 일반적인 수소 이온의 결합 에너지(약 0.8 eV)보다 더 크고, p=24인 경우보다는 작은, 수식 (15-16)에 따른 결합 에너지를 갖는 수소화물 이온("결합 에너지가 증가된 수소화물 이온" 또는 "하이드리노 수소화물 이온"); (b) 일반적인 수소 원자의 결합 에너지(약 13.6 eV)보다 더 큰 결합 에너지를 갖는 수소 원자 ("결합 에너지가 증가된 수소 원자" 또는 "하이드리노"); (c) 약 15.3 eV 보다 더 큰 제1 결합 에너지를 갖는 수소 분자("결합 에너지가 증가된 수소 분자" 또는 "디하이드리노(dihydrino)"); 및 (d) 약 16.3 eV보다 더 큰 결합 에너지를 갖는 분자 수소 이온("결합 에너지가 증가된 분자 수소 이온" 또는 "디하이드리노 분자 이온")으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 결합 에너지가 증가된 수소종을 포함하는 화합물이 제공된다. In one embodiment, (a) the binding energy according to equation (15-16) is greater than the binding energy (about 0.8 eV) of a general hydrogen ion and less than p = 24 for p = 2 to 23 (&Quot; hydride ion with increased binding energy " or " hydrinos hydride ion "); (b) a hydrogen atom (" hydrogen atom with increased binding energy " or " hydrinos ") having a binding energy greater than the binding energy of a common hydrogen atom (about 13.6 eV); (c) hydrogen molecules ("hydrogen molecules with increased binding energy" or "dihydrino") having a first binding energy greater than about 15.3 eV; And (d) at least one binding energy selected from the group consisting of molecular hydrogen ions ("molecular hydrogen ions with increased binding energy" or "dihydrolyn molecular ion") having binding energies greater than about 16.3 eV Lt; RTI ID = 0.0 > hydrogen < / RTI > species.

결합 에너지가 증가된 종의 특징 및 확인Characterization and identification of species with increased binding energy

수소 원자 및 특정 촉매 간의 공진 에너지 전달 메커니즘(rt-plasma)에 바탕을 둔, 새로운 전력 공급원이 될 수 있는 새로운 화학적 발생 또는 보조 플라즈마 공급원이 개발되어왔다. 생성물들은 H-(1/4) 및 H2(1/4)와 같이 보다 안정적인 수소화물 및 분자 수소종이다. 상기 공급원은 수소 분해자(dissociator) 및 촉매를 백열등으로 가열함으로써 작동하여, 수소 원자 및 기체 촉매를 각각 제공하고, 상기 촉매가 수소 원자와 반응하여 플라즈마를 생성한다. Mills 등[3-10]에 의해, 수소 원자의 포텐셜 에너지인 27.2 eV의 정수배에서 단독 또는 다중으로 이온화하는 수소 원자 및 특정 원자화 원소 또는 특정 기체 이온으로부터, 낮은 온도(예를 들어, 103 K) 및 매우 낮은 장의 세기(field strength)에서 강한 극자외선(EUV)이 관측되었다는 것은 의외였다. 수많은 독립된 실험관측 결과들은, 전형적인 "바닥"(n=1) 상태보다 더 낮은 에너지에서 양자 분수 상태에 있는 수소를 화학적 중간체로 생성하는 신규한 수소 원자의 반응으로부터 rt-플라즈마가 기인함을 확증한다. 전력이 방출되고 [3, 9, 11-13], 최종 반응 생성물은 신규 수소화물 화합물 [3, 14-16] 또는 저에너지 분자 수소[17]이다. 이를 뒷받침하는 데이터에는 EUV 분광학 [3-10, 13, 17-22, 25, 27-28], 촉매 및 수소화물 이온 생성물로부터의 특징적 방출 [3, 5, 7, 21-22, 27-28], 저에너지 수소 방출 [12-13, 18-20], 화학적으로 형성된 플라즈마 [3-10, 21-22, 27-28], 상당한 (>100 eV) 발머 α 선폭 증대(broadening) [3-5, 7, 9-10, 12, 18-19, 21, 23-28], H선의 밀도 반전 [3, 21, 27-29], 상승된 전자 온도 [19, 23-25], 변칙의 플라즈마 잔광(afterglow) 지속 [3, 8], 전력 발생 [3, 9, 11-13], 및 신규 화합물의 분석 [3, 14-16]을 포함한다. New chemically generated or assisted plasma sources have emerged that can be a new source of power, based on resonant energy transfer mechanisms (rt-plasma) between hydrogen atoms and certain catalysts. The products are more stable hydrides and molecular hydrogen species such as H - (1/4) and H 2 (1/4). The source operates by heating a hydrogen dissociator and a catalyst with an incandescent lamp to provide a hydrogen atom and a gaseous catalyst, respectively, and the catalyst reacts with hydrogen atoms to produce a plasma. (For example, 10 3 K) from hydrogen atoms and specific atomizing elements or specific gas ions ionized singly or multiply at an integer multiple of 27.2 eV, which is the potential energy of a hydrogen atom, by Mills et al. [3-10] And extreme ultraviolet radiation (EUV) were observed at very low field strengths. Numerous independent experimental observations confirm that the rt plasma originates from the reaction of a novel hydrogen atom that produces hydrogen as a chemical intermediate in the quantum fraction state at a lower energy than the typical "bottom" (n = 1) state . The power is released [3, 9, 11-13] and the final reaction product is the new hydride compound [3, 14-16] or the low-energy molecular hydrogen [17]. Data supporting this include characteristic emissions from EUV spectroscopy [3-10, 13, 17-22, 25, 27-28], catalyst and hydride ion products [3, 5, 7, 21-22, 27-28] , Chemically formed plasma [3-10, 21-22, 27-28], considerable (> 100 eV) Ballmer alpha broadening [3-5, 7, 9-10, 12, 18-19, 21, 23-28], density reversal of H line [3, 21, 27-29], elevated electron temperature [19, 23-25], anomalous plasma afterglow afterglow [3, 8], power generation [3, 9, 11-13], and analysis of new compounds [3, 14-16].

이전에 제공된 이론 [6, 18-20, 30]은 전자의 구조를 푸는 맥스웰의 방정식에 기초하고 있다. 익숙한 리드베리 방정식(수식 (19))은 수식 (20)의 n>1인 수소 여기 상태를 위해 생겨난다. Previously provided theories [6, 18-20, 30] are based on Maxwell's equation solving the structure of electrons. The familiar Reed-Berry equation (equation (19)) arises for the hydrogen-excited state of n> 1 in equation (20).

Figure 112015022675507-pct00032
(19)
Figure 112015022675507-pct00032
(19)

Figure 112015022675507-pct00033
(20)
Figure 112015022675507-pct00033
(20)

추가 결과는 수소 원자가, 수소 원자의 포텐셜 에너지, 즉 m·27.2 eV(여기서, m은 정수임)의 정수배의 순 엔탈피를 갖는 반응을 제공하는 특정 원자, 엑시머(excimer), 및 이온과 촉매 반응을 할 수 있다는 것이다. 상기 반응은 분수 주양자수에 해당하는 비반응 수소 원자보다 에너지가 낮은, 하이드리노로 불리는 수소 원자를 형성하는 비방사성 에너지 전달을 포함한다. 즉, 수소 여기 상태의 경우,

Figure 112015022675507-pct00034
(p는 정수임) (21)An additional result is that the hydrogen atom undergoes a catalytic reaction with a particular atom, excimer, and ion that provides a reaction with a net enthalpy of the potential energy of the hydrogen atom, i.e., m · 27.2 eV (where m is an integer) It is possible. The reaction involves non-radioactive energy transfer, which forms a hydrogen atom, called hydrinos, which has a lower energy than the unreacted hydrogen atom corresponding to the fractional number of electrons. That is, in the case of the hydrogen-excited state,
Figure 112015022675507-pct00034
(p is an integer) (21)

이 리드베리 방정식에서 널리 알려진 변수인 n=정수를 대체한다. n=1인 수소 상태 및 n = 1/정수인 수소 상태는 비방사성이지만, 비방사성 에너지 전달을 통하여 두 개의 비방사성 상태, 즉 n=1 내지 n=1/2간의 전이가 가능하다. 따라서, 촉매는 m·27.2 eV의 양성 순 반응 엔탈피(즉, 그것은 공진적으로 수소 원자로부터의 비방사성 에너지 전달을 받아들이고 주변으로 에너지를 방출하여 분수 양자 에너지 준위로의 전자 전이에 영향을 준다)를 제공한다. 상기 비방사성 에너지 전달의 결과로서, 수소 원자는 불안정해지고, 수식 (19) 및 (21)에 의해 주어진 주에너지 준위를 갖는 저에너지 비방사성 상태에 도달할 때까지 추가적으로 에너지를 방출한다. 수소 분자 결합 형성과 같이 광자 없이 발생하고 충돌을 필요로 하는 과정들은 흔하다[31]. 또한, 일부 시판중인 인광체(phosphor)들은 다극 결합(multipole coupling)을 포함하는 공진 비방사성 에너지 전달에 기초하고 있다. This replaces the well-known variable n = integer in the Reed-Berry equation. A hydrogen state with n = 1 and a hydrogen state with n = 1 / integer is non-radioactive but is capable of transitioning between two non-radioactive states, ie, n = 1 to n = 1/2, via non-radioactive energy transfer. Thus, the catalyst has a positive net reaction enthalpy of m · 27.2 eV (ie, it resonantly accepts non-radiative energy transfer from hydrogen atoms and releases energy to the periphery, affecting electron transfer to fractional quantum energy levels) to provide. As a result of the nonradiative energy transfer, the hydrogen atom becomes unstable and releases additional energy until it reaches a low energy nonradiative state with the main energy level given by Eqs. (19) and (21). Processes that occur without photons and require collisions, such as hydrogen bonding, are common [31]. In addition, some commercially available phosphors are based on resonant non-radiative energy transfer involving multipole coupling.

두 개의 H(1/p)은 반응하여 H2(1/p)을 형성할 수 있다. 수소 분자 이온 및 분자 전하 및 전류 밀도 작용, 결합 거리, 및 에너지는 종래에 놀랄만한 정확성으로 풀렸다[30, 33]. 비방사의 제한(constraint)을 갖는 타원 배위(ellipsoidal coordinate)에 있는 라플라시안(Laplacian)을 이용하여, 장형 타원체(prolate spheroid) 분자 오비탈의 각 포커스(focus)에 +pe의 중심장(central field)을 갖는 수소 분자의 총 에너지는 다음과 같다:Two H (1 / p) react to form H 2 (1 / p). Hydrogen molecule ion and molecular charge and current density action, bond distance, and energy have traditionally been solved with surprising accuracy [30, 33]. Using Laplacian in an ellipsoidal coordinate with a non-radiative constraint, the central field of the + pe at each focus of the prolate spheroid molecular orbital The total energy of the hydrogen molecule is:

Figure 112015022675507-pct00035
Figure 112015022675507-pct00035

(22)                                                                   (22)

(여기서, p는 정수이고, h는 플랑크 상수 바이며, me는 전자의 질량이고, C는 진공에서의 광속이며, μ는 감소된 핵의 질량이며, k는 기초 상수[30, 33]만을 갖는 닫힌 형태 방정식에서 미리 계산된 조화력 상수이고, a0는 보어 반지름이다). 분수-리드베리-상태 분자 수소 H2(1/p)의 진동 및 회전 에너지는 H2의 P2배이다. 따라서, 수소-형태 분자 H2(1/p)의 υ=0에서 υ=1로의 전이의 경우, 진동 에너지 Evib는 Where p is an integer, h is a Planck constant, m e is the mass of the electron, C is the flux in vacuum, μ is the mass of the reduced nucleus, k is the base constant [30, 33] , And a 0 is the radius of the bore). The vibration and rotational energy of fraction-lead beryl-state molecular hydrogen H 2 (1 / p) is P 2 times H 2 . Thus, in the case of the transition of the hydrogen-form molecule H 2 (1 / p) from v = 0 to v = 1, the vibration energy Evib

Evib = P20.515902 eV (23) Evib = P20.515902 eV (23)

(여기서, H2가 υ=0에서 υ=1로의 전이되는 경우의 실험적 진동 에너지인 EH2(υ=0→υ=1)는 뷰틀러(Beutler)[34] 및 헤르쯔버그(Herzberg)[35]에 의해 주어짐)이다. 수소-형태 분자 H2(1/p)가 J에서 J+1로 전이되는 경우의 회전 에너지, Erot [30, 33]는EH 2 (υ = 0 → υ = 1), which is the experimental vibration energy when H 2 transitions from υ = 0 to υ = 1, is described by Beutler [34] and Herzberg [35 ]). The rotational energy when the hydrogen-form molecule H 2 (1 / p) transitions from J to J + 1, Erot [30, 33]

Figure 112015022675507-pct00036
(24)
Figure 112015022675507-pct00036
(24)

(여기서, I는 관성 모멘트이고, H2가 J=0에서 J=1로 전이되는 경우의 실험적 회전 에너지는 아트킨스(Atkins)[36]에 의해 주어짐)이다. 회전 에너지의 p2 의존성은 핵간 거리의 역(inverse) p 의존성 및 대응하는 I에 대한 충격으로부터 유래한다. H2(1/p)의 예측된 핵간 거리 2c'는 다음과 같다:(Where I is the moment of inertia and the experimental rotational energy when H 2 transitions from J = 0 to J = 1 is given by Atkins [36]). The p 2 dependence of the rotational energy results from the inverse p dependence of the inter-nucel distance and the impact on the corresponding I. The predicted internuclear distance 2c 'of H 2 (1 / p) is:

Figure 112015022675507-pct00037
(25)
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(25)

회전 에너지는 잘 확립된 이론[37]을 이용하여 I 및 핵간 거리를 매우 정확하게 측정하게 해준다.
Ar+은 이온화 에너지가 약 27.2eV이기 때문에 촉매로서 기능할 수 있다. Ar+에서 Ar2+로의 촉매 반응은 H(1/2)를 형성하며, 이는 추가로 촉매이자 반응물로 기능하여 H(1/4)를 형성한다[19-20, 30]. 따라서, 흐름에 의존적으로 H(1/4)가 관측될 것으로 예측되는데, H2(1/4)의 형성시 중간체의 축적을 요하기 때문이다. 상기 메커니즘은 흐르는 플라즈마 기체를 이용한 실험에 의해 시험되었다. 12.5 keV 전자선에 의해 여기된 고압 아르곤-수소 플라즈마의 경우, 중성 분자 방출이 예상되었다. H2(1/4)의 경우, 회전선이 예상되었고, 150-250 nm 영역에서 발견되었다. 수식 (25)에 의해 주어진 H2의 1/4의 핵간 거리에 해당하는 수식 (23-24)에 의해 예측된 것과 스펙트럼선을 비교하였다. 수식 (23-24)에서 p=4인 경우, H2(1/4)의 υ=1→υ=0 진동-회전 시리즈에 대한 예측된 에너지는 다음과 같다:
The rotational energy allows a very accurate measurement of I and inter-nucetal distances using well-established theories [37].
Ar + can function as a catalyst because the ionization energy is about 27.2 eV. In Ar + catalyst reaction to Ar 2+ forms a H (1/2), which in addition functions as a catalyst and a reaction to form an H (1/4) [19-20, 30 ]. Therefore, H (1/4) is expected to be observed in dependence on the flow, because it requires the accumulation of an intermediate in the formation of H 2 (1/4). The mechanism was tested by an experiment using a flowing plasma gas. In the case of a high pressure argon-hydrogen plasma excited by a 12.5 keV electron beam, neutral molecular emission was expected. For H 2 (1/4), a spinning line was expected and was found in the 150-250 nm region. The spectral lines were compared with those predicted by the equation (23-24) corresponding to the inter-nucleus distance of 1/4 of H 2 given by equation (25). For p = 4 in Eqs. (23-24), the predicted energies for a series of υ = 1 → υ = 0 oscillation-rotation of H 2 (1/4) are as follows:

삭제delete

Figure 112015022675507-pct00038
Figure 112015022675507-pct00039
(26)
Figure 112015022675507-pct00038
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(26)

He+는 2·2.27eV인 54.417eV에서 이온화하기 때문에, 또한 화학적 또는 물리적 과정의 엔탈피 변화가 27.2eV의 정수배와 동일해야 한다는 촉매조건을 충족한다. He+의 촉매 반응의 생성물인 H(1/3)은 추가로 촉매로 작용하여 H(1/4) 및 H(1/2)[19-20, 30]을 형성할 수 있고, 이는 다른 상태인 H(1/p)로 전이를 일으킬 수 있다. q·13.6 eV(여기서, q=1,2,3,4,6,7,8 또는 11임)의 에너지를 갖는 신규한 방출선이, 헬륨의 2% 수소와의 마이크로파 방전시 기록된 극자외선(EUV) 분광기에 의해 이전에 관찰되었다[18-20]. 상기 선들은 수식 (19) 및 (21)에 의해 주어진 수소 원자의 분수 리드베리 상태인 H(1/p)과 일치하였다. Since He + ionizes at 54.417 eV, which is 2 · 2.27 eV, it also meets catalytic conditions that the change in enthalpy of the chemical or physical process must be the same as an integral multiple of 27.2 eV. The product H (1/3) of the catalytic reaction of He + can additionally act as a catalyst to form H (1/4) and H (1/2) [19-20, 30] Can induce a transition to H (1 / p). q 13.6 eV, where q = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, or 11, is irradiated with ultraviolet radiation recorded at microwave discharge with 2% hydrogen of helium (EUV) spectroscopy [18-20]. The lines corresponded to H (1 / p), which is the fractional Reid Berry state of the hydrogen atom given by Eqs. (19) and (21).

회전선은 대기압 전자빔으로 여기된 아르곤-수소 플라즈마로부터 145-300 nm 영역에서 관측되었다. 상기 전례가 없는 수소의 42 배의 에너지 간격이 핵간 거리를 H2의 1/4배로 확증하였고, H2(1/4)임을 확인하였다(수식 (23-26)). H2(1/p) 기체는 고-진공(10-6 Torr)이 가능한 액체 질소 냉온트랩(cryotrap)을 이용하여, 헬륨-수소 플라즈마 기체를 액화시킴으로써, 분리되었고, 질량 분광학(MS)에 의해 규명되었다. 상기 응축성 기체는 MS에 의해 H2보다 이온화 에너지가 높았다[17]. 촉매작용-플라즈마 기체의 액화로부터 뿐만 아니라 대응하는 수소화물 이온 H-(1/4)를 함유하는 수소화물의 화학적 분해로부터 얻어진 H2(1/4) 기체가 1H NMR에 의해 H2는 4.63에서 확인된데 비해 2.18 ppm에서 업필드가 시프트된 단일 피크로서 확인되었다. 아르곤-수소 플라즈마를 유지한 전자빔으로부터 그리고 침입형(interstitial) H2(1/4)과 함께 H-(1/4)을 함유하는 고체 시료의 푸리에 변환 자외선 (FTIR) 분광분석법으로부터 진동-회전 방출에 관한 연구에 의해 H2(1/4)이 추가로 규명되었다. Rotating lines were observed in the region of 145-300 nm from an argon - hydrogen plasma excited by an atmospheric electron beam. The energy gap of 4 2 times of the unprecedented hydrogen was confirmed to be 1/4 times of H 2 and H 2 (1/4) (Equation (23-26)). The H 2 (1 / p) gas was separated by liquefying the helium-hydrogen plasma gas using a liquid nitrogen cold trap capable of high-vacuum (10 -6 Torr) and was separated by mass spectroscopy Respectively. The condensable gas has a higher ionization energy than H 2 by MS [17]. Catalysis - H 2 (1/4) gas obtained from the lysis of the plasma gas as well as from the chemical decomposition of the hydride containing the corresponding hydride ion H - (1/4) has a H 2 of 4.63 The upfield was identified as a shifted single peak at 2.18 ppm versus the identified. (FTIR) spectroscopy of solid samples containing H - (1/4) from an electron beam with an argon - hydrogen plasma maintained and interstitial H 2 (1/4) H 2 (1/4) has been further identified by a study of H 2 .

저장기 열량측정법(calorimetry)을 이용하여, 수식 (19) 및 (21)에 의해 주어진 상태를 형성하는 반응으로 인해 rt-플라즈마에서 측정가능한 전력이 발생하는지 여부를 결정하였다. 구체적으로, 에벤슨(Evenson) 마이크로파 공동(cavity)을 이용하여 생성된 He/H2(10%)(500 mTorr), Ar/H2(10%)(500 mTorr) 및 H2O(g)(500 및 200 mTorr) 플라즈마는, 기체 흐름, 압력 및 마이크로파 작동 조건과 동일한 조건하에서 He, Kr, Kr/H2(10%)와 같은 비 rt-플라즈마보다 5% 높은 열을 생성하였다. rt-플라즈마의 초과 전력 밀도는 약 10 W·cm-3였다. 독특한 진공 자외선(VUV)외에도, 이러한 rt-플라즈마에 관한 초기 연구들은 수소 발머 계열선의 급격한 선폭 증대[3-5, 7, 9-10, 12, 18-19, 21, 23-28] 및 물 플라즈마의 경우, 수소 여기 상태의 밀도 반전을 포함하는 기타 독특한 특징들이 존재함을 입증하였다. 현재 및 과거 결과들은 rt-플라즈마에서 발생하는 아직 알려지지 않은 발열 화학반응이 존재한다는 것과 일치한다. Using the calorimetry of the reservoir, it was determined whether a measurable power in the rt plasma occurred due to the reaction forming the state given by Eqs. (19) and (21). Specifically, He / H 2 (10%) (500 mTorr), Ar / H 2 (10%) (500 mTorr) and H 2 O (g) produced using an Evenson microwave cavity, (500 and 200 mTorr) plasma produced 5% higher heat than non-rt-plasma such as He, Kr, Kr / H 2 (10%) under the same conditions as gas flow, pressure and microwave operating conditions. The excess power density of the rt-plasma was about 10 W · cm-3. In addition to the unique Vacuum Ultraviolet (VUV), earlier studies on this rt-plasma have shown a sharp increase in line width of the hydrogen-based halogen line [3-5, 7, 9-10, 12, 18-19, 21, 23-28] , There are other unique characteristics including the density reversal of the hydrogen-excited state. Present and past results are consistent with the existence of an unknown pyrogenic reaction occurring in the rt-plasma.

Sr+에서 Sr3+로의 이온화 에너지가 2·27.2 eV의 순 반응 엔탈피를 갖기 때문에, Sr+는 단독 또는 Ar+ 촉매와 함께 촉매로서 기능할 수 있다. rt-플라즈마가 텅스텐 필라멘트에서 발생한 수소 원자 및 가열에 의해 증발한 스트론튬으로부터 낮은 온도(예를 들어, 103 K)에서, 낮은 장(low field) (1V/cm)을 가지고 형성되었다고 종래 보고된 바 있다[4-5,7,9-10]. 아르곤의 첨가에 따라 증가하여, 강한 VUV 방출이 관측되었으나, 나트륨, 마그네슘 또는 바륨이 스트론튬을 대체하거나 수소, 아르곤 또는 스트론튬 단독을 첨가했을때는 증가하지 않았다. 전형적인 리드베리 계열 Ar I 및 Ar II 선이 없이, 45.6 nm에서 Ar2+의 연속체 상태로부터 특징적인 방출이 관찰되었는데, 이는 수소 원자로부터 Ar+까지 27.2 eV의 공진 비방사성 에너지가 전달되었음을 확증하였다. 예측된 Sr3+ 방출선들은 rt-플라즈마 메커니즘을 뒷받침하는 스트론튬-수소 플라즈마로부터 또한 관측되었다[5, 7]. 매우 빠른 H(25 eV)에 해당되는 H 발머 α선의 시간-의존적 선폭 증대가 관측되었다. 20 mW·cm-의 초과 전력이 부가 촉매로 Ar+를 Sr+에 첨가하였을 때 형성된 rt-플라즈마 상에서 열량적으로 측정되었다. Since the ionization energy from Sr + to Sr 3+ has a net reaction enthalpy of 2 · 27.2 eV, Sr + can function alone or as a catalyst with an Ar + catalyst. It has been previously reported that the rt plasma is formed with a low field (1 V / cm) at a low temperature (e.g., 103 K) from strontium evaporated by heating and hydrogen atoms generated in the tungsten filament [4-5,7,9-10]. Increased with the addition of argon, strong VUV emissions were observed, but did not increase when sodium, magnesium or barium replaced strontium or hydrogen, argon or strontium alone. Characteristic emissions were observed from the continuum state of Ar2 + at 45.6 nm, without the typical Reidberg series Ar I and Ar II lines, confirming that 27.2 eV of resonance-nonradiative energy was transferred from the hydrogen atom to Ar +. Predicted Sr3 + emission lines were also observed from the strontium-hydrogen plasma supporting the rt-plasma mechanism [5, 7]. A time-dependent linewidth increase of the H-Ballmer? Line corresponding to very fast H (25 eV) was observed. An excess power of 20 mW · cm- was calorimetrically determined on the rt-plasma formed when Ar + was added to Sr + as an addition catalyst.

14, 24 eV, 및 23-45 eV의 평균 수소 원자 온도에 해당하는 발머 α선의 현저한 선폭증대가 스트론튬 및 아르곤-스트론튬 rt-플라즈마의 경우 관측되었고, 스트론튬-수소, 헬륨-수소, 아르곤-수소, 스트론튬-헬륨-수소, 및 스트론튬-아르곤-수소의 방전을 각각 순수한 수소, 제논-수소, 및 마그네슘-수소에 대한

Figure 112015022675507-pct00040
와 비교하였다. 동일한 광출력을 얻기 위하여, 수소-나트륨, 수소-마그네슘, 및 수소-바륨 혼합물은 수소-스트론튬 혼합물의 전력의 각각 4000, 7000, 및 6500 배를 요구하였고, 아르곤의 첨가시 약 2배 만큼 상기 비율이 증가하였다. 수소-스트론튬 혼합물의 경우, 수소 단독 및 나트륨-수소 혼합물의 경우가 250 V, 수소-마그네슘 및 수소-바륨 혼합물의 경우가 약 140-150 V와 비교하여 볼 때, 약 2 V의 매우 낮은 전압에서 글로 방전(glow discharge) 플라즈마를 형성하였다 [4-5, 7]. 이러한 전압은 너무 낮아서 적용 장(field)이 높은 가속화 이온을 포함하는 통상적인 메커니즘에는 적용할 수 없다. 낮은 전압의 EUV 및 가시광선 공급원이 유용하다[10]. Significant linewidth enhancement of the Ballmer a line, corresponding to an average hydrogen atom temperature of 14, 24 eV, and 23-45 eV, was observed for strontium and argon-strontium rt-plasmas, and strontium-hydrogen, helium- Strontium-helium-hydrogen, and strontium-argon-hydrogen, respectively, for pure hydrogen, xenon-hydrogen, and magnesium-
Figure 112015022675507-pct00040
. To obtain the same light output, the hydrogen-sodium, hydrogen-magnesium, and hydrogen-barium mixtures required 4000, 7000, and 6500 times of the power of the hydrogen-strontium mixture, respectively, Respectively. In the case of a hydrogen-strontium mixture, the hydrogen alone and in the case of the sodium-hydrogen mixture in the case of 250 V, the hydrogen-magnesium and the hydrogen-barium mixture in the case of the very low voltage of about 2 V To form a glow discharge plasma [4-5, 7]. This voltage is too low to be applicable to conventional mechanisms involving high acceleration fields. Low voltage EUV and visible light sources are useful [10].

일반적으로, 수소 원자로부터 촉매로 m·27.2 eV의 에너지가 전달되면, H 원자의 중심장 상호작용이 m 배 만큼 증가하고, 전자는 수소 원자 반지름 aH로부터

Figure 112015022675507-pct00041
의 반지름까지 m 준위 이하로 떨어진다. K가 K3+로 되면서 수소 원자의 포텐셜 에너지의 3배, 즉 3·27.2 eV만큼의 순 엔탈피를 갖는 반응을 제공하기 때문에, K는 촉매로 기능하여 촉매작용을 겪는 각 일반적인 수소 원자들이 총 204 eV를 방출하게 할 수 있다[3]. 그리고 나서, K는 생성물인 H(1/4)과 반응하여 낮은 상태의 H(1/7)을 형성하거나, 불균형이라 불리는 공정에서 하이드리노만을 포함하는 다음과 같은 추가적인 촉매 전이가 일어날 수 있다:
Figure 112015022675507-pct00042
등. 포텐셜 에너지의 다극 확대(multipole expansion)에 대응하는 하이드리노의 이온화 에너지 및 준안정 공진 상태(metastable resonant state)가 이전에 주어진 바와 같이[19-20, 30], m·27.2 eV (수식 (10 및 (21))이기 때문에, 촉매작용이 시작되면 하이드리노는 추가로 더 낮은 상태로의 전이를 자가촉매한다. 이 메커니즘은 무기 이온 촉매작용의 메커니즘과 유사하다. 제1 하이드리노 원자로부터 제2 하이드리노 원자로 m·27.2 eV의 에너지가 전달되면 제1 원자의 중심장이 m 배만큼 증가하고 전자가 반지름
Figure 112015022675507-pct00043
에서 반지름
Figure 112015022675507-pct00044
로 m 준위 아래로 떨어진다. 촉매 생성물 H(1/p)는 또한 전자와 반응하여 다음의 결합 에너지 EB를 갖는 신규 수소화물 이온 H-(1/p)을 형성할 수 있다[3, 14, 16, 21, 30] In general, when an energy of m · 27.2 eV is transferred from a hydrogen atom to a catalyst, the center field interaction of H atoms increases by m times, and electrons increase from a hydrogen atom radius aH
Figure 112015022675507-pct00041
To the radius of m. Since K provides a reaction with a net enthalpy of 3 · 27.2 eV, which is three times the potential energy of a hydrogen atom, as K 3 +, K functions as a catalyst so that each typical hydrogen atom undergoing catalysis has a total of 204 eV Can be released [3]. Then K reacts with the product H (1/4) to form a low state H (1/7), or in the process called imbalance, the following additional catalytic transition involving hydrinos may occur:
Figure 112015022675507-pct00042
Etc. The ionization energy and metastable resonant state of the hydrino corresponding to the multipole expansion of the potential energy are given as [19-20, 30], m 占 27.2 eV (Equations (10) and (21), the initiation of the catalytic action causes the hydrinos to autocatalyst to an additional lower state. This mechanism is analogous to the mechanism of inorganic ion catalysis. From the first hydrino atom to the second hydride atom When the energy of the Reno atom m · 27.2 eV is transferred, the center length of the first atom is increased by m times and the electron is radiated
Figure 112015022675507-pct00043
Radius at
Figure 112015022675507-pct00044
M falls below the m-level. The catalytic product H (1 / p) can also react with electrons to form a new hydride ion H - (1 / p) with the following binding energy EB [3, 14, 16, 21, 30]

Figure 112015022675507-pct00045
(27)
Figure 112015022675507-pct00045
(27)

(여기서, p는 1보다 큰 정수이고, S=1/2이며, h는 플랑크 상수 바이고, μ0는 진공 투과도이고, me는 전자 질량이며, μe는

Figure 112015022675507-pct00046
(여기서, mp는 양자의 질량이고, aH는 수소 원자의 반지름이며, a0는 보어 반지름이고, e는 기본 전하임)에서 주어진 감소된 전자 질량임). 이온 반지름은
Figure 112015022675507-pct00047
이다. 수식 (27)로부터, 계산된 수소화물 이온의 이온화 에너지는 0.75418 eV이고, 리케(Lykke)[38]에 의한 실험값은 6082.99±0.15 cm-1(0.75418 eV)이다. (Where p is an integer greater than 1, S = 1/2, h is Planck's constant, mu is vacuum permeability, me is an electronic mass,
Figure 112015022675507-pct00046
(Where mp is the mass of both, aH is the radius of the hydrogen atom, a0 is the radius of the bore, and e is the reduced electron mass given by the basic charge). The ion radius
Figure 112015022675507-pct00047
to be. From equation (27), the calculated ionization energy of the hydride ion is 0.75418 eV and the experimental value by Lykke [38] is 6082.99 ± 0.15 cm-1 (0.75418 eV).

예측된 분수 주양자수 p=4를 갖는 하이드리노 수소화물로 불리는 매우 안정적인 신규 수소화물 이온 H-(1/p)을 형성하는 수소 원자와 K 간의 공진 에너지 전달을 포함하여, 활발한 촉매 반응의 실질적인 증거들이 이전에 보고되었다[3]. 특징적인 방출이 K3+로부터 관측되었는데, 이는 수소 원자로부터 K까지 3·27.2 eV의 공진 비방사성 에너지가 전달되었음을 확인시켜주었다. 수식 (27)로부터, H-(1/4)의 결합 에너지 EB는 다음과 같다:The actual evidence of an active catalytic reaction, including the resonant energy transfer between a hydrogen atom and K forming a highly stable new hydride ion H - (1 / p), called the hydrinos hydride with a predicted fractional number p = 4 Have been previously reported [3]. Characteristic emissions were observed from K3 +, confirming the transfer of resonant non-radiative energy of 3 · 27.2 eV from hydrogen atom to K. From equation (27), the binding energy EB of H - (1/4) is as follows:

EB = 11.232 eV (λvac = 1103.8 Å) (28) EB = 11.232 eV (? Vac = 1103.8 Å) (28)

생성물인 수소화물 이온 H-(1/4)은 예측된 결합 에너지 11.2 eV에 대응하는 110 nm에서 분광학적으로 관측되었다[3, 21].The product hydride ion H - (1/4) was spectroscopically observed at 110 nm corresponding to the predicted binding energy of 11.2 eV [3, 21].

업필드-시프트 NMR 피크는, 일반적인 수소화물 이온에 비해 감소된 반지름을 가지며, 양자의 반자성 차폐(diamagnetic shielding)가 증가한 저에너지 상태의 수소가 존재한다는 직접적 증거이다. H-(1/p)에 대한 총 이론적 시프트

Figure 112015022675507-pct00048
는 H-(1/1)의 시프트 및 낮은 전자 에너지 상태로 인한 공헌도의 합으로 주어진다:The upfield-shifted NMR peak is a direct evidence that there is a low-energy state of hydrogen with a reduced radius compared to normal hydride ions, with increased diamagnetic shielding of both. The total theoretical shift for H - (1 / p)
Figure 112015022675507-pct00048
Is given as the sum of the contribution due to the shift of H - (1/1) and the low electron energy state:

Figure 112015022675507-pct00049
(29)
Figure 112015022675507-pct00049
(29)

(여기서, p=정수>1). 대응하는 알칼리 수소화물 및 알칼리 하이드리노 수소화물(H-(1/p) 포함)은 1H MAS NMR에 의해 규명되었고, 이론값과 비교되었다. 예측된 피크와 관측된 피크가 일치함은 테스트의 정확성을 말해준다. (Where p = integer > 1). The corresponding alkali hydrides and alkaline hydrino hydrides (including H - (1 / p)) were identified by 1H MAS NMR and compared with theoretical values. The agreement between the predicted peak and the observed peak indicates the accuracy of the test.

외부 테트라메틸실란(TMS) 대비 신규 화합물 KH*Cl의 1H MAS NMR 스펙트럼은 -35.9 ppm의 절대 공진 시프트에 해당하는 -4.4 ppm에서의 크며 분명한 업필드 공진을 나타내었는데, 이는 이론적 예측치인 P=4 [3,14-16]와 일치하였다. 이 결과는 강한 수소 리만(Lyman) 방출하는 rt-플라즈마, 고정적 반전된 리만 밀도, 초과 잔광(afterglow) 지속(duration), 매우 활동적인 수소 원자, 촉매작용으로 인한 특징적인 알칼리-이온 방출, 예측된 신규 스펙트럼선, 및 통상적인 화학[3]을 넘어선 전력의 측정으로부터 얻은 이전의 관측들을 확증하였으며, 이는 H-(1/p)로 명명된 보다 안정적인 수소화물 이온을 형성하는 원자 수소의 촉매반응에 대한 예측과 일치하였다. KH*Cl의 이론 및 실험적 시프트를 비교하는 것이 형성 중 내재하는 강한 발열을 갖는 저-에너지 수소의 직접적 증거이기 때문에, 임의의 알려진 설명[39]을 제거하기 위하여 적외선 (FTIR) 분광법에 의한 추가적인 분석을 반복하였다. The 1H MAS NMR spectrum of the novel compound KH * Cl versus the external tetramethylsilane (TMS) showed a large and clear upfield resonance at -4.4 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm, [3, 14-16]. These results show that the strong hydrogen Lyman-emitting rt-plasma, the fixed inverted Lehman density, the afterglow duration, the highly active hydrogen atom, the characteristic alkali-ion release due to catalysis, Previous observations from new spectral lines, and measurements of power beyond conventional chemistry [3], have confirmed the catalytic reaction of atomic hydrogen to form more stable hydride ions named H - (1 / p) Consistent with the forecast. Since comparison of the theoretical and experimental shifts of KH * Cl is a direct proof of low-energy hydrogen with strong intrinsic intrinsic onset, additional analysis by infrared (FTIR) spectroscopy to remove any known explanation [39] .

기본 분석 결과[14, 16], 이러한 화합물들을 알칼리 금속, 할로겐 및 수소를 함유한 것으로 확인되었고, 이 조성물 중 업필드-시프트 수소화물 NMR 피크를 갖는 알려진 수소화물 화합물은 문헌에 발견되지 않았다. 알칼리 수소화물과 혼합되거나 단독의 일반적인 알칼리 수소화물은 다운-필드 시프트 피크[3, 14-16]를 나타낸다. 문헌에서, 업필드 NMR 피크의 가능한 공급원으로서 H-(1/p)의 대안으로 쓰일 수 있는 것은 U 중심의 H(U centered H)에 한정된다. KCl에서 Cl-을 H-로 치환함으로써 생긴 503 cm-1에서의 강하고 특징적인 적외선 회전 밴드는 업필드-시프트 NMR 피크의 공급원으로서 U 중심의 H를 제거할 수 있게 하였다[39].As a result of the basic analysis [14, 16], these compounds were found to contain alkali metals, halogens and hydrogen, and known hydride compounds with up field-shift hydride NMR peaks in this composition were not found in the literature. Typical alkali hydrides mixed with or alone in alkaline hydrides indicate down-field shift peaks [3, 14-16]. In the literature, it is limited to U centered H that can be used as an alternative to H - (1 / p) as a possible source of upfield NMR peaks. A strong and distinctive infrared rotation band at 503 cm-1 produced by the replacement of Cl- with H - in KCl allowed removal of the U center H as a source of upfield-shift NMR peaks [39].

추가 규명으로서, 하이드리노 수소화물 KH*I의 X-선 광전자 스펙트럼(XPS)을 수행하여, 수식 (28)에 의해 주어진 예측된 H-(1/4)의 결합 에너지가 관찰되는지 여부를 결정하였고, 90일간 아르곤 중에서 보관하기 전과 후에 H-(1/4)를 갖는 상기 결정들의 FTIR 분석을 수행하여, 수식 (24)에 의해 주어지는 예측된 회전 에너지를 갖는 침입형(interstitial) H2(1/4)를 탐색하였다. 매우 작은 수소 분자의 자유 회전으로 인한 오르토-파라 스플릿팅(splitiing)을 갖는 에너지 상태에서 단일 회전 피크를 확인하는 것은 다른 가능성 있는 과제가 없기 때문에 확실한 존재 증거라고 할 수 있을 것이다[39]. As a further identification, the X-ray photoelectron spectrum (XPS) of the hydrino hydride KH * I was performed to determine if the predicted H - (1/4) binding energy given by equation (28) , FTIR analysis of the crystals with H <"& gt ; (1/4) before and after storage in argon for 90 days is performed to determine the interstitial H 2 (1 / 4) were searched. Identifying a single rotation peak in an energy state with ortho-para splitting due to the free rotation of a very small hydrogen molecule would be a valid proof of existence because there are no other potential challenges [39].

H2(1/4)의 회전 방출은 H-(1/4)에 해당하는 피크를 갖는 KH*I의 결정에서 관측되었고, H2(1/4)의 진동-회전 방출은 H2(1/4)의 충돌 여기(excitation)로 인한 1% 수소를 갖는 12.5 keV-전자선 유지 아르곤 플라즈마로부터 관찰되었으며, KH*Cl의 격자 내에 포획된 H2(1/4), 또는 H-(1/4)로부터 형성된 H2(1/4) 또는 전자 충격(bombardment)을 통해 H의 K 촉매작용으로부터 본래 장소에서 형성된 H2(1/4)은 기체가 검출가능한 방출(<10-5 Torr)[39]을 생성할 수 있는 압력 이하에서, 12.5 keV 전자총을 이용하여 결정의 전자빔 여기상의 윈도우리스(windowless) EUV 분광기에 의해 조사하였다. H2(1/4)의 회전 에너지 또한 상기 기술에 의해 확인되었다. 광범위한 조사기법으로부터 얻은 일관된 결과들은 수소가 이전에 가능하다고 생각되어졌던 H-(1/4) 및 H2(1/4)의 형태의 저에너지 상태로 존재할 수 있다는 분명한 증거를 제공한다. 일 실시예에서, Li 촉매 반응 및 NaH 촉매 반응의 생성물은 H-(1/4) 및 H2(1/4)이고, NaH의 경우 추가적으로 H-(1/3) 및 H2(1/3)이다. 본 발명은 이들의 확인 및 EUV 분광기, 촉매 및 수소화물 이온 생성물로부터의 특징적인 방출, 저에너지 수소 방출, 화학적으로 형성된 플라즈마, 독특한 발머 α 선폭증대, H선의 밀도 반전, 높아진 전자 온도, 변칙의 플라즈마 잔광(afterglow) 지속, 전력 발생, 및 신규 화합물의 분석에 의해 대응하는 활동적 발열 반응을 제공한다. 종 H-(1/p) 및 H2(1/p)의 바람직한 확인기법은 H-(1/p) 및 H2(1/p)의 NMR, 결정 내 포획된 H2(1/p)의 FTIR, H-(1/p)의 XPS, H-(1/p)의 TOF-SIMS, H2(1/p)의 전자빔 여기 방출 분광법, 결정 격자 내에 포획된 H2(1/p)의 전자빔 방출 분광법, 및 H-(1/p)을 포함하는 신규 화합물의 TOF-SIMS 확인이다. 왕성한 촉매작용 및 전력 밸런스를 위한 바람직한 규명 기법은 선폭증대(line broadening), 플라즈마 형성, 및 열량측정법이다. 바람직하게는, H-(1/p) 및 H2(1/p)는 각각 H-(1/4) 및 H2(1/4)이다.Rotating the release of H 2 (1/4) is H - were observed in the (1/4) the determination of KH * I having a peak of the vibration of H 2 (1/4) - rotation release H 2 (1 / 4) where impact (excitation) as was observed from 12.5 keV- electron beam maintain an argon plasma having a 1% hydrogen in, the H 2 (1/4) trapped in the lattices of KH * Cl, or H in the - (1/4 (1/4) or H 2 (1/4) formed in situ from the K catalysis of H through the bombardment formed H 2 (1/4) formed from gas , A windowless EUV spectrometer on the electron beam excitation of the crystal using a 12.5 keV electron gun. The rotational energy of H 2 (1/4) was also confirmed by the above technique. Consistent results from extensive investigative techniques provide clear evidence that hydrogen can be present in low energy states in the form of H - (1/4) and H 2 (1/4), previously thought to be possible. In one embodiment, the products of the Li and NaH catalytic reactions are H - (1/4) and H 2 (1/4), and in the case of NaH additionally H - (1/3) and H 2 )to be. The present invention is based on their identification and their characteristic emission from EUV spectroscopy, catalyst and hydride ion products, low energy hydrogen emission, chemically formed plasma, unique Ballmer alpha linewidth increase, H line density inversion, elevated electron temperature, sustained afterglow, power generation, and analysis of new compounds to provide the corresponding active exothermic response. Species H - (1 / p) and H 2 (1 / p) A preferred check technique is H in - (1 / p) and H 2 (1 / p) of NMR, crystals within the captured H 2 (1 / p) of FTIR, H - (1 / p ) of the XPS, H - (1 / p ) of the TOF-SIMS, H 2 (1 / p) electron beam here emission spectroscopy, the H 2 (1 / p) trapped within the crystal lattice of of the electron beam emission spectroscopy, and H - (1 / p) is the TOF-SIMS identification of novel compounds, including. Preferred techniques for vigorous catalysis and power balance are line broadening, plasma formation, and calorimetry. Preferably, H - (1 / p) and H 2 (1 / p) are H - (1/4) and H 2 (1/4), respectively.

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도 1A는 본 발명에 따른 에너지 반응기 및 발전장치(power plant)의 개략도이다. 1A is a schematic diagram of an energy reactor and a power plant according to the present invention.

도 2A는 본 발명에 따른 연료를 재활용하거나 재생하기 위한 에너지 반응기 및 발전장치의 개략도이다. 2A is a schematic diagram of an energy reactor and a power generation apparatus for recycling or regenerating fuel according to the present invention.

도 3A는 본 발명에 따른 전력 반응기의 개략도이다. 3A is a schematic diagram of a power reactor according to the present invention.

*도 4A는 본 발명에 따른 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기의 개략도이다. 4A is a schematic diagram of discharge power and plasma cell and reactor according to the present invention.

도 1은 리튬-아르곤-수소 및 리튬-수소 rt-플라즈마를 형성하는 필라멘트 기체 셀를 포함하는 실험 기구이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an experimental apparatus comprising a filament gas cell forming a lithium-argon-hydrogen and lithium-hydrogen rt-plasma.

도 2는 하이드리노를 형성하는 NaH 촉매 반응의 에너지 밸런스를 측정하기 위해 사용된 반응 셀의 개략도 및 수류 열량계(water flow calorimetry)의 절단면이다. 구성은 다음과 같다: 1-출입부/배출부 서미스터(thermistor); 2-고온밸브; 3-세라믹 섬유 히터; 4-구리 수냉 코일; 5-반응기; 6-절연체; 7-셀 열전대(thermocouple), 및 8-수류 챔버. Figure 2 is a schematic of the reaction cell used to measure the energy balance of the NaH catalytic reaction to form the hydrinos and a cut plane of the water flow calorimetry. The configuration is as follows: 1-in / out thermistor; 2-high temperature valve; 3-ceramic fiber heater; 4-copper water cooling coil; A 5-reactor; 6-insulator; 7-cell thermocouple, and 8-flow chamber.

도 3은 하이드리노를 형성하는 NaH 촉매 반응의 에너지 밸런스를 측정하기 위해 사용된 수류 열량계의 개략도이다. 3 is a schematic view of a flow calorimeter used to measure the energy balance of the NaH catalytic reaction forming the hydrinos.

도 4는 반응 혼합물 (i) R-Ni, Li, LiNH2, 및 LiBr 또는 LiI 또는 (ii) Pt/Ti 해리제, Na, NaH, 및 반응물과 같은 NaCl 또는 NaBr을 포함하는 LiH*Br, LiH*I, NaH*Cl 및 NaH*Br을 합성하는 스테인레스 스틸 기체 셀의 개략도이다. 구성은 다음과 같다: 101-스테인레스 스틸 셀; 117-셀의 내부 공동(cavity); 118-높은 진공 콘플랫 플랜지(conflat flange); 119-메이팅 블랭크(mating blank) 콘플랫 플랜지; 102-스테인레스 스틸 튜브 진공선 및 기체 공급선; 103-가마 또는 상부 절연체 뚜껑, 104-고온 절연체로 감싼 히터 커버; 108-Pt/Ti 해리제; 109-반응물; 110-고진공 터보 펌프; 112-압력 게이지; 111-진공 펌프 밸브; 113-밸브; 114-밸브; 115-조절장치, 및 116-수소 탱크4 is a reaction mixture (i) R-Ni, Li , LiNH 2, and LiBr or LiI or (ii) Pt / Ti dissociation claim, Na, NaH, and the reactants and LiH containing as NaCl or NaBr * Br, LiH * I, NaH * Cl, and NaH * Br. The configuration is as follows: 101-stainless steel cell; 117-inner cavity of the cell; 118 - High vacuum con- fllat flange; 119-mating blank cone flange; 102-Stainless Steel Tube Vacuum Lines and Gas Supply Lines; 103-kiln or top insulator lid, 104-heater cover wrapped in high temperature insulator; 108-Pt / Ti dissociation agent; 109-reactant; 110-High vacuum turbo pump; 112-Pressure gauge; 111-Vacuum pump valve; 113-valve; 114-valve; 115-regulating device, and 116-hydrogen tank

도 5는 (A) 리튬-아르곤-수소 rt-플라즈마의 초기 방출시 및 (B) 작동 70시간에의 방출시 고해상도 시각 분광기로 기록된 656.3 nm 발머 α선폭을 보여준다. 리튬선 및 유일한 H선의 현저한 증대(broadening)가 >40 eV의 평균 수소 원자 온도 및 90% 이상의 분수 밀도에 해당하는 시간에 대하여 관찰되었다. Figure 5 shows the 656.3 nm Ballmer alpha linewidth recorded with a high resolution visual spectrometer at (A) at the initial discharge of the lithium-argon-hydrogen rt-plasma and (B) at 70 hours of operation. Significant broadening of the lithium line and unique H line was observed for a time corresponding to an average hydrogen atom temperature of > 40 eV and a fractional density of greater than 90%.

도 6은 (A) 리튬-수소-플라즈마의 초기 방출시 및 (B) 작동 70시간에의 방출시에 고해상도(±0.006 nm) 시각 분광기로 기록된 656.3 nm 발머 α선폭을 보여준다. 리튬선 및 유일한 H 선폭 증대(broadening)는 시간이 지남에 따라 관측되었지만, 아르곤-수소 기쳬(95/5%)를 갖는 경우에 비해 감소하였다.Figure 6 shows a 656.3 nm Ballmer alpha linewidth recorded with a high resolution (+/- 0.006 nm) time spectrometer at (A) at the initial discharge of the lithium-hydrogen-plasma and (B) at 70 hours of operation. Lithium lines and unique H line broadening were observed over time, but decreased compared to those with argon - hydrogen evolution (95/5%).

도 7은 0.1도/분의 주사 속도에서의 NaH의 DSC(100-750 ℃) 결과를 보여준다. 넓은 발열 피크가 47 KJ/mole에 해당하는 350 내지 420 ℃에서 관측되었으며, 57 KJ/mole의 대응되는 엔탈피를 갖는 상기 온도 범위에서 나트륨 수소화물 분해와 일치한다. 640 내지 825 ℃의 영역에서 NaH 촉매를 형성하는 조건하에서 커다란 발열이 관찰되었는데, 이는 H의 경우 가장 큰 발열 반응인 수소의 연소 엔탈피, 즉 -241.8 KJ/mole H2보다 큰 적어도 -354 KJ/mole H2에 해당하는 것이다. Figure 7 shows DSC (100-750 ° C) results for NaH at a scan rate of 0.1 degrees / minute. A broad exotherm peak was observed at 350-420 ° C., corresponding to 47 KJ / mole, consistent with sodium hydride decomposition at this temperature range with a corresponding enthalpy of 57 KJ / mole. Was a large exothermic observed under the conditions applied to form the catalyst NaH in the region of 640 to 825 ℃, which, if the H largest exothermic reaction in the hydrogen combustion enthalpy, that is, -241.8 KJ / mole H 2 is greater than at least -354 KJ / mole H 2 .

도 8은 0.1 도/분의 주사 속도에서 MgH2의 DSC(100-750 ℃)의 결과를 보여준다. 두 개의 뾰족한 흡열 피크가 관측되었다. 68.81 KJ/mole MgH2에 해당하는 351.75 ℃에 중심을 둔 제1 피크는 74.4 KJ/mole MgH2의 분해 에너지와 일치한다. 6.65 KJ/mole MgH2에 해당하는 647.66 ℃에 있는 제2 피크는 Mg(m)의 알려진 녹는점인 650 ℃ 및 융합 엔탈피 8.48 KJ/mole MgH2와 일치한다. 따라서, 상기 예측된 행동은 대조군, 비촉매 수소화물의 분해의 경우에서 관찰되었다. Figure 8 shows the results of DSC (100-750 ° C) of MgH 2 at a scanning rate of 0.1 degrees / minute. Two sharp endothermic peaks were observed. The first peak centered at 351.75 ° C, corresponding to 68.81 KJ / mole MgH 2 , corresponds to a decomposition energy of 74.4 KJ / mole MgH 2 . The second peak at 647.66 ° C, corresponding to 6.65 KJ / mole MgH 2 , corresponds to a known melting point of Mg (m) of 650 ° C and a fusion enthalpy of 8.48 KJ / mole MgH 2 . Therefore, the predicted behavior was observed in the case of decomposition of the non-catalytic hydrides in the control group.

도 9는 진공 시험용 셀 및 저항성 가열장치를 갖는 캘리브래이션 작동(calibration run)을 위한 온도 대 시간을 보여준다. Figure 9 shows temperature versus time for a calibration run with a vacuum test cell and a resistive heating device.

도 10은 진공 시험용 셀 및 저항성 가열장치를 갖는 캘리브래이션 작동(calibration run)을 위한 전력 대 시간을 보여준다. 입력 및 출력 전력 곡선들의 수치적분(numerical integration)은 저항성 입력의 96.4%의 흐름의 출력 냉각과의 결합에 해당하는 292.2 KJ의 출력 에너지 및 303.1 KJ의 입력 에너지를 나타낸다. Figure 10 shows power versus time for a calibration run with a vacuum test cell and a resistive heating device. The numerical integration of the input and output power curves represents an output energy of 292.2 KJ and an input energy of 303.1 KJ, corresponding to a combined output cooling of 96.4% of the resistive input.

도 11은 촉매 물질, 1g Li, 0.5g LiNH2, 10g LiBr, 및 15g Pd/Al2O3를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응시 시간에 따른 셀 온도를 나타낸다. 상기 반응은 120초도 되지 않아 19.1 KJ의 에너지를 방출하여 160 W를 초과하는 시스템-반응-보정된 피크 전력을 발생시켰다. Figure 11 shows the cell temperature over time for a cell containing a reagent comprising a catalytic material, 1 g Li, 0.5 g LiNH 2 , 10 g LiBr, and 15 g Pd / Al 2 O 3 and a hydrinot reaction. The reaction did not reach 120 seconds, resulting in 19.1 KJ of energy, resulting in a system-response-corrected peak power of greater than 160 W.

도 12는 촉매 물질, 1 g Li, 0.5 g LiNH2, 10 g LiBr, 및 15 g Pd/Al2O3를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응에시 시간에 따른 냉각력을 나타낸다. 적용된 캘리브레이션 보정을 갖는 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적분은 19.1 kJ의 초과 에너지에 해당하는 227.2 kJ의 출력 에너지 및 208.1 kJ의 입력 에너지를 생산하였다. 12 shows the catalyst material, 1 g Li, 0.5 g LiNH 2, 10 g LiBr, and 15 g Pd / Al 2 O 3 in accordance with the cooling power during the time selwa hydroxy Reno reaction containing reagents comprising a. The numerical integration of the input and output power curves with the applied calibration correction produced an output energy of 227.2 kJ corresponding to an excess energy of 19.1 kJ and an input energy of 208.1 kJ.

도 13은 출발물질로서 R-Ni, 15 g R-Ni/Al 알로이 분말, 및 3.28 g의 Na를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 R-Ni 제어 전력 시험시 시간에 따른 셀의 온도를 나타낸다.Figure 13 shows the cell temperature over time for a cell containing a reagent comprising R-Ni, 15 g R-Ni / Alalloy powder as starting material, and 3.28 g Na and R-Ni control power test.

도 14는 출발물질로서 R-Ni, 15 g R-Ni/Al 알로이 분말, 및 3.28 g의 Na를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 제어 전력 시험시 시간에 따른 냉각력을 나타낸다. 에너지 밸런스는 384 kJ의 출력 에너지 및 385 kJ의 입력 에너지를 생산하는 입력 및 출력 전력 곡선의 캘리브레이션-보정 수치적분으로 얻어졌다. Figure 14 shows the cooling power over time for a control power test with a cell containing a reagent comprising R-Ni, 15 g R-Ni / Alalloy powder as starting material, and 3.28 g Na. The energy balance was obtained by a calibration-calibrated numerical integration of the input and output power curves producing an output energy of 384 kJ and an input energy of 385 kJ.

도 15는 촉매 물질, 15 g NaOH-도프(doped) R-Ni 2800, 및 3.28 g의 Na를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응시 시간에 따른 셀의 온도를 나타낸다. 상기 반응은 90초도 되지 않아 36 KJ의 에너지를 방출하여 0.5 W를 초과하는 시스템-반응-보정된 피크 전력을 발생시켰다.Figure 15 shows the cell temperature over time in a cell containing a reagent comprising a catalytic material, 15 g NaOH-doped R-Ni 2800, and 3.28 g of Na and a hydrinot reaction. The reaction took less than 90 seconds to release 36 KJ of energy, resulting in a system-response-corrected peak power of greater than 0.5 W.

도 16은 촉매 물질, 15 g NaOH-도프 R-Ni 2800, 및 3.28 g의 Na를 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응시 시간에 따른 냉각력을 나타낸다. 적용된 캘리브레이션 보정을 갖는 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적분은 36 kJ의 초과 에너지에 해당하는 185.1 kJ의 출력 에너지 및 149.1 kJ의 입력 에너지를 생산하였다. Figure 16 shows the cooling power over time for a cell containing a catalyst material, a reagent comprising 15 g NaOH-doped R-Ni 2800, and 3.28 g Na and a hydrinoc reaction. The numerical integration of the input and output power curves with the applied calibration calibration produced an output energy of 185.1 kJ corresponding to an excess energy of 36 kJ and an input energy of 149.1 kJ.

도 17은 촉매 물질, 15 g NaOH-도프 R-Ni 2400을 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응시 시간에 따른 셀의 온도를 나타낸다. 상기 세포 온도는 60초에 60℃에서 205℃로 급격하게 뛰었으며, 상기 반응은 짧은 시간에 11.7 KJ의 에너지를 방출하여 0.25 W를 초과하는 시스템-반응-보정된 피크 전력을 발생시켰다.Figure 17 shows the temperature of the cell over time in the presence of the catalyst material, the reagent containing 15 g NaOH-doped R-Ni 2400 and the hydrinos. The cell temperature jumped from 60 ° C to 205 ° C in 60 seconds and the reaction emitted 11.7 KJ of energy in a short time resulting in a system-response-corrected peak power exceeding 0.25 W.

도 18은 촉매 물질, 15 g NaOH-도프 R-Ni 2400을 포함하는 시약을 함유하는 셀와 하이드리노 반응시 시간에 따른 냉각력을 나타낸다. 캘리브레이션 보정이 적용된 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적분은 195.7 kJ의 출력 에너지 및 11.7 kJ의 초과 에너지에 해당하는 184.0 kJ의 입력 에너지를 생산하였다. Figure 18 shows the cooling power over time for a cell containing a reagent comprising a catalytic material, 15 g NaOH-Doped R-Ni 2400 and a hydrinos reaction. The numerical integration of the input and output power curves with the calibration correction produced an input energy of 184.0 kJ corresponding to an output energy of 195.7 kJ and an excess energy of 11.7 kJ.

도 19는 LiBr의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. Figure 19 shows the positive TOF-SIMS spectrum of LiBr (m / e = 0-100).

도 20은 LiH*Br 결정의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. Figure 20 shows the positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of LiH * Br crystals.

도 21은 LiBr의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. Figure 21 shows the negative TOF-SIMS spectrum of LiBr (m / e = 0-100).

도 22는 도 20은 LiH*Br 결정의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. 주요 수소화물, LiHBr-, 및 Li2H2Br- 피크가 독특하게도 관측되었다.Figure 22 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of a LiH * Br crystal. The major hydrides, LiHBr - , and Li 2 H 2 Br - peaks were uniquely observed.

도 23은 LiI의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-200)을 나타낸다. Figure 23 shows the positive TOF-SIMS spectrum of LiI (m / e = 0-200).

도 24는 LiH*I 결정의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-200)을 나타낸다. LiH+, Li2H2I+, Li4H2I+, 및 Li6H2I+는 LiH*I 결정의 양이온 스펙트럼에서만 관측되었다. 24 shows the positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-200) of LiH * I crystals. LiH + , Li 2 H 2 I + , Li 4 H 2 I + , and Li 6 H 2 I + were observed only in the cation spectrum of LiH * I crystals.

도 25는 LiI의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-180)을 나타낸다.Figure 25 shows the negative TOF-SIMS spectrum of LiI (m / e = 0-180).

도 26은 LiH*I 결정의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-180)을 나타낸다. 주요 수화물인 LiHI-, 및 Li2H2I-, 및 NaHI- 피크가 독특하게도 관측되었다. 26 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-180) of the LiH * I crystal. The major hydrates, LiHI - , Li 2 H 2 I -, and NaHI - were uniquely observed.

도 27은 15 kJ의 초과열의 생성을 수반하는 NaH*-코팅된 Pt/Ti의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=20-30)을 나타낸다. 하이드리노 수소화물 화합물 NaHx-가 관측되었다. Figure 27 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 20-30) of NaH * -coated Pt / Ti with the generation of excess heat of 15 kJ. The hydrinos hydride compound NaHx &lt;&quot;&gt; - was observed.

도 28은 50 ℃에서 48시간 이상 반응시킨 R-Ni의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. 표면상의 주요 이온은 표면의 NaOH 도핑과 일치하는 Na+였다. 또한, Al+, Ni+, Cr+, 및 Fe+와 같은 R-Ni 2400의 기타 주원소 이온들이 관측되었다. 28 shows a positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of R-Ni reacted at 50 ° C for at least 48 hours. The major ion on the surface was Na +, which is consistent with NaOH doping on the surface. In addition, other principal element ions of R-Ni 2400 such as Al + , Ni + , Cr + , and Fe + were observed.

도 29는 50 ℃에서 48 시간 이상 반응시킨 R-Ni의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-180)을 나타낸다. 나트륨 하이드리노 수소화물 및 상기 이온과 NaOH가 결합된, 주요 수소화물인 NaH- 및 NaH3NaOH- 뿐만 아니라 NaOH, NaO, OH 및 O-와 결합된 나트륨 하이드리노 수소화물 NaHx -에 해당하는 기타 독특한 이온들이 관측되었다. 29 shows a negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-180) of R-Ni reacted at 50 ° C for 48 hours or more. Sodium hydrinos hydride and NaH - and NaH 3 NaOH - which are the main hydrides to which NaOH is bonded, as well as sodium hydrinos hydride NaH x - bonded to NaOH, NaO, OH and O - Unique ions were observed.

도 30A-B는 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다. Figures 30A-B show 1H MAS NMR spectra versus external TMS.

(A) LiH*Br은 각각 H-(1/4) 및 H2(1/4)에 해당하는 넓은 -2.5 ppm 업필드-시프트 피크 및 1.13 ppm에서의 피크를 나타내며, (A) LiH * Br represents a broad -2.5 ppm upfield-shift peak corresponding to H - (1/4) and H 2 (1/4), respectively, and a peak at 1.13 ppm,

(B) LiH*I는 각각 H-(1/4)에 해당하는 넓은 -2.09 pppm 업필드-시프트 피크 및 H2(1/4) 및 H2에 해당하는 1.06 ppm 및 4.38 ppm에서의 피크를 나타낸다. (B) LiH * I are each H-peak at 1.06 ppm and 4.38 ppm corresponding to the peak shift, and H 2 (1/4), and H 2 - (1/4) corresponding to a wide field-up -2.09 pppm .

도 31A-B는 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다.Figures 31A-B show 1H MAS NMR spectra versus external TMS.

(A) KH*Cl은 필수적으로 자유 이온의 환경에 대응하는 매우 뾰족한 -4.46 ppm 업필드-시프트 피크를 나타내며, (A) KH * Cl represents a very sharp -4.46 ppm up field-shift peak corresponding essentially to the free ion environment,

(B) KH*I는 LiH*Br 및 LiH*I의 경우와 유사한 -2.31 ppm 업필드-시프트 피크를 나타낸다. 양 스펙트럼은 또한 H2(1/4)에 해당하는 1.13 ppm 피크를 가지고 있었다. (B) KH * I represents a -2.31 ppm up field-shift peak similar to that of LiH * Br and LiH * I. Both spectra also had a 1.13 ppm peak corresponding to H 2 (1/4).

도 32A-B는 할로겐화물(Halide)의 비분극성 및 이에 대응하는 H-(1/4)에 대한 비반응성에 근거하여, 분자 종에 대한 LiH*X의 H 함량 선택성을 보이는, 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다. (A) 비분극화 불소를 포함하는 LiH*F는 H2에 해당하는 4.31 ppm에서의 피크 및 H2(1/4)에 해당하는 1.16 ppm에서의 피크(H-(1/4) 이온 피크는 없음)를 나타내며, (B) 비분극화 염소를 포함하는 LiH*Cl은 H2에 해당하는 4.28 ppm에서의 피크 및 H2(1/4)에 해당하는 1.2 ppm에서의 피크(H-(1/4) 이온 피크는 없음)를 나타낸다. Figures 32A-B are graphs showing the H content selectivity of LiH * X versus molecular species, based on the non - polarity of the halide and the corresponding non-reactivity to H- (1/4) MAS NMR spectrum. (A) LiH * F is a peak (H at 1.16 ppm corresponding to the peak, and H 2 (1/4) at 4.31 ppm for the H 2 containing non-fluorine-polarization (1/4) ion peak that represents a no), including (B) a non-polarized chlorine Cl * is LiH peak at 1.2 ppm corresponding to the peak, and H 2 (1/4) at 4.28 ppm corresponding to H 2 (H - (1 / 4) no ion peak).

도 33은 각각 H-(1/4), H2(1/4), 및 H2에 해당하는 -3.58 ppm 업필드-시프트 피크, 1.13 ppm에서의 피크, 및 4.3 ppm에서의 피크를 보여주는 외부 TMS 대비 NaH*Br의 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다.H 33 is respectively external showing the peak of the peak shift, the peak at 1.13 ppm, and 4.3 ppm - (1/4), H 2 (1/4), and -3.58 ppm up field corresponding to the H 2 The 1H MAS NMR spectrum of NaH * Br versus TMS is shown.

도 34A-B는 H2, H2(1/4), 및 H-(1/4)의 상대적 강도에 수소 첨가가 미치는 영향을 보여준다. 수소 첨가는 H-(1/4) 피크를 증가시키고 H2(1/4)는 감소시킨 반면, H2는 증가시켰다. (A) 수소 첨가로 합성된 NaH*Cl은 H-(1/4)에 해당하는 -4 ppm 업필드-시프트 피크, H2(1/4)에 해당하는 1.1 ppm 피크, 및 H2에 해당하는 주된 4 ppm 피크를 나타내고, (B) 수소 첨가없이 합성된 NaH*Cl은 H-(1/4)에 해당하는 -4 ppm 업필드-시프트 피크, H2(1/4)에 해당하는 주된 1.0 ppm 피크, 및 H2에 해당하는 작은 4.1 ppm 피크를 나타낸다.Figure 34A-B is H 2, H 2 (1/4) , and H - shows the effect of hydrogen addition on the relative strength of (1/4). Hydrogenation increased the H - (1/4) peak and H 2 (1/4) while H 2 increased. (A) NaH * Cl synthesized by hydrogenation corresponds to -4 ppm upfield shift peak corresponding to H - (1/4), 1.1 ppm peak corresponding to H 2 (1/4), and H 2 (B) NaH * Cl synthesized without hydrogenation shows a main peak of 4 ppm corresponding to H - (1/4), a main peak corresponding to H 2 (1/4) 1.0 ppm peak, and a small 4.1 ppm peak corresponding to H 2 .

도 35는 NaCl 및 유일한 수소 공급원인 고체산 KHSO4의 반응으로부터 생성된 NaH*Cl의 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타내며, 상기 NaH*Cl은 -3.97 ppm에서 H-(1/4) 피크 및 H-(1/3)에 해당하는 -3.15 ppm에서의 업필드-시프트 피크를 나타낸다. H2(1/4) 및 H2(1/3)에 대응하는 피크들은 각각 1.15 ppm 및 1.7 ppm에서 나타난다. 상기 양 분수 수소 상태는 존재하였고, 수소 기체 및 해리제(dissociator)를 첨가하지 않고 H 공급원으로서 고체산을 이용하여 NaH*Cl을 합성했기 때문에, 4.3 ppm에서 H2 피크가 존재하지 않았다. (SB=측 밴드).35 is NaCl and represents the only hydrogen supplied causes the solid acid external TMS contrast 1H MAS NMR spectrum of a NaH Cl * produced from the reaction of KHSO 4, NaH wherein * is H, Cl at -3.97 ppm - (1/4) peak and Shift peak at -3.15 ppm corresponding to H - (1/3). The peaks corresponding to H 2 (1/4) and H 2 (1/3) appear at 1.15 ppm and 1.7 ppm, respectively. The positive fraction was hydrogen conditions exist, since the synthesis NaH * Cl using a solid acid as a source of H without addition of hydrogen gas and the dissociation (dissociator), H 2 was not a peak exists at 4.3 ppm. (SB = side band).

도 36A-B는 XPS 조사 스펙트럼을 나타낸다(Eb = 0 eV 내지 1200 eV). (A) LiBr. (B) LiH*Br. Figures 36A-B show XPS emission spectra (E b = 0 eV to 1200 eV). (A) LiBr. (B) LiH * Br.

도 37은 LiH*Br 및 대조군 LiBr(대시표시)의 고해상도 XPS 스펙트럼의 0-85 eV 결합 에너지 영역을 나타낸다. 알려진 원소나 기타 주요 원소의 피크에 해당하지 않는 9.5 eV 및 12.3 eV에서의 추가 피크를 갖는다는 점에서 LiH*Br의 XPS 스펙트럼은 LiBr과는 다르다. 상기 피크들은 두 가지 다른 화학적 환경에 있는 H-(1/4)과 일치한다. Figure 37 shows the 0-85 eV binding energy region of the high resolution XPS spectrum of LiH * Br and control LiBr (dashed). The XPS spectrum of LiH * Br differs from LiBr in that it has additional peaks at 9.5 eV and 12.3 eV, which do not correspond to known elements or peaks of other major elements. The peaks correspond to H - (1/4) in two different chemical environments.

도 38A-B는 XPS 조사 스펙트럼(Eb = 0 eV 내지 1200 eV)을 나타낸다. (A) NaBr. (B) NaH*Br.Figures 38A-B show XPS emission spectra (E b = 0 eV to 1200 eV). (A) NaBr. (B) NaH * Br.

도 39는 NaH*Br 및 대조군 NaBr(대시표시)의 고해상도 XPS 스펙트럼의 0-40 eV 결합 에너지 영역을 나타낸다. 알려진 원소나 기타 주요 원소의 피크에 해당하지 않는 9.5 eV 및 12.3 eV에서의 추가 피크를 갖는다는 점에서 NaH*Br의 XPS 스펙트럼은 NaBr과는 다르다. 상기 피크들은 두 가지 다른 화학적 환경에 있는 H-(1/4)과 일치한다. Figure 39 shows the 0-40 eV binding energy region of the high resolution XPS spectrum of NaH * Br and control NaBr (dashed). The XPS spectrum of NaH * Br differs from that of NaBr in that it has additional peaks at 9.5 eV and 12.3 eV, which do not correspond to known elements or peaks of other major elements. The peaks correspond to H - (1/4) in two different chemical environments.

도 40A-B는 XPS 조사 스펙트럼을 나타낸다(Eb = 0 eV 내지 1200 eV). (A) Pt/Ti. (B) 15 kJ의 초과열의 생성을 수반하는 NaH*-코팅된 Pt/Ti. Figures 40A-B show XPS emission spectra (E b = 0 eV to 1200 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with the generation of 15 kJ of excess heat.

도 41A-B는 고해상도 XPS 스펙트럼을 나타낸다(Eb = 0 eV 내지 100 eV). (A) Pt/Ti. (B) 15 kJ의 초과열의 생성을 수반하는 NaH*-코팅된 Pt/Ti. NaH*-코팅된 Pt/Ti 상에서 Pt4f7/2, Pt4f5/2, 및 O2s 피크는 각각 70.7 eV, 74 eV, 및 23 eV에서 관측되었고, Pt/Ti의 경우 최외곽(valence) 밴드가 유일하게 관측되었다. Na 2p 및 Na 2s 피크들은 NaH*-코팅된 Pt/Ti 상에서 31 eV 및 64 eV에서 관측되었고, Pt/Ti의 경우 최외곽 밴드가 유일하게 관측되었다. Figures 41A-B show high resolution XPS spectra (E b = 0 eV to 100 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with the generation of 15 kJ of excess heat. The Pt4f 7/2 , Pt4f 5/2 , and O2s peaks on NaH * -coated Pt / Ti were observed at 70.7 eV, 74 eV, and 23 eV, respectively, and for Pt / Ti the outermost valence band was unique Respectively. The Na 2p and Na 2s peaks were observed at 31 eV and 64 eV on NaH * -coated Pt / Ti, and the outermost bands were observed only for Pt / Ti.

도 42A-B는 고해상도 XPS 스펙트럼(Eb = 0 eV 내지 50 eV)을 나타낸다. (A) Pt/Ti. (B) 15 kJ의 초과열의 생성을 수반하는 NaH*-코팅된 Pt/Ti. 알려진 원소나 기타 주요 원소 피크에 해당하지 않는 6 eV, 10.8 eV 및 12.8 eV에서의 추가 피크를 갖는다는 점에서 NaH*-코팅된 Pt/Ti의 XPS 스펙트럼은 Pt/Ti와는 다르다. 상기 10.8 eV 및 12.8 eV 피크들은 두 가지 다른 화학적 환경에 있는 H-(1/4)와 일치하고, 6 eV 피크는 H-(1/3)과 일치하고 이에 해당되었다. 따라서, 분수 수소 상태, 1/3 및 1/4는 수식 (27)에 의해 예측된 바와 같이 존재하였다. Figures 42A-B show high resolution XPS spectra (E b = 0 eV to 50 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with the generation of 15 kJ of excess heat. The XPS spectrum of NaH * -coated Pt / Ti differs from that of Pt / Ti in that it has additional peaks at 6 eV, 10.8 eV, and 12.8 eV, which do not correspond to known elements or other key element peaks. The 10.8 eV and 12.8 eV peaks correspond to H - (1/4) in two different chemical environments, and the 6 eV peak corresponds to H - (1/3). Thus, the fractional hydrogen state, 1/3 and 1/4, existed as predicted by equation (27).

도 43은 주원소 피크가 확인된 NaH*-코팅된 Si의 XPS 조사 스펙트럼(Eb = 0 eV 내지 120 eV)을 나타낸다. 43 shows the XPS irradiation spectrum (E b = 0 eV to 120 eV) of NaH * -coated Si whose main element peaks were confirmed.

도 44는 알려진 원소나 기타 주요 원소 피크에 해당하지 안는 6 eV, 10.8 eV 및 12.8 eV에서의 피크를 갖는, NaH*-코팅된 Si의 XPS 조사 스펙트럼(Eb = 0 eV 내지 120 eV)을 나타낸다. 상기 10.8 eV 및 12.8 eV 피크들은 두 가지 다른 화학적 환경에 있는 H-(1/4)과 일치하고, 6 eV 피크는 H-(1/3)과 일치하고 이에 해당되었다. 따라서, 분수 수소 상태, 1/3 및 1/4는 수식 (27)에 의해 예측된 바와 같이 도 42B에서 나타낸 NaH*-코팅된 Pt/Ti의 결과와 일치하게 존재하였다. Figure 44 shows the XPS emission spectra (E b = 0 eV to 120 eV) of NaH * -coated Si with peaks at 6 eV, 10.8 eV and 12.8 eV, corresponding to known elements or other key element peaks . The 10.8 eV and 12.8 eV peaks corresponded to H - (1/4) in two different chemical environments, and the 6 eV peak corresponded to H - (1/3). Thus, the fractional hydrogen states, 1/3 and 1/4, were consistent with the results of the NaH * -coated Pt / Ti shown in Figure 42B as predicted by equation (27).

도 45A-B는 고해상도(0.5 cm-1) FTIR 스펙트럼(490-4000 cm-1)을 나타낸다. (A) LiBr. (B) -2.5 ppm NMR 피크에 유지된 동적 진공(dynamic vaccum) 하에서 >600 ℃로 가열된 H-(1/4)에 해당하는 NMR 피크를 갖는 LiH*Br. 3314, 3259, 2079(넓음), 1567, 및 1541 cm-1에서의 아마이드(amide) 피크 및 3172(넓음), 1953, 및 1578 cm-1에서의 이미드(imide) 피크들은 제거되었다; 따라서, 그들은 유지된 -2.5 ppm NMR 피크의 공급원은 아니였다. 1H MAS NMR 스펙트럼 내의 -2.5 ppm은 H-(1/4)에 해당하였다. 나아가, 1989 cm-1에 FTIR 피크는 임의의 알려진 화합물에 해당할 수 없었지만, 파라 H2(1/4)의 예측된 주파수와 일치하였다.Figures 45A-B show high resolution (0.5 cm -1 ) FTIR spectra (490-4000 cm -1 ). (A) LiBr. (B) LiH * Br with an NMR peak corresponding to H - (1/4) heated to > 600 ° C under dynamic vacuum maintained at -2.5 ppm NMR peak. The amide peaks at 3314, 3259, 2079 (broad), 1567, and 1541 cm -1 and the imide peaks at 3172 (broad), 1953, and 1578 cm -1 were removed; Thus, they were not the source of the maintained -2.5 ppm NMR peak. The -2.5 ppm in the 1H MAS NMR spectrum corresponds to H - (1/4). Further, the FTIR peak at 1989 cm -1 could not correspond to any known compound but was consistent with the predicted frequency of para H 2 (1/4).

도 46은 H2(1/4)가 함유된 전자빔 여기 CsCl의 150-350 nm 스펙트럼을 보여준다. 평평하게 배치된 일련의 선들은 220-300 nm 영역에서 관측되었으며, 이는 H2(1/4)의 P 가지(branch)의 간격 및 강도 프로파일과 일치하였다.Figure 46 shows a 150-350 nm spectrum of electron beam excited CsCl containing H 2 (1/4). A series of flattened lines were observed in the 220-300 nm region, consistent with the spacing and strength profile of the P branch of H 2 (1/4).

도 47은 H2(1/4)가 함유된 NaH*Cl로 코팅된 전자빔 여기 실리콘 웨이퍼의 100-550 nm의 스펙트럼을 나타낸다. 평평하게 배치된 일련의 선들은 220-300 nm 영역에서 관측되었으며, 이는 H2(1/4)의 P 가지(branch)의 간격 및 강도 프로파일과 일치하였다.Figure 47 shows a spectrum of 100-550 nm of an electron beam excited silicon wafer coated with NaH * Cl containing H 2 (1/4). A series of flattened lines were observed in the 220-300 nm region, consistent with the spacing and strength profile of the P branch of H 2 (1/4).

바람직한 실시형태의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

수소 촉매 반응기Hydrogen catalytic reactor

본 발명에 따른 에너지 및 저에너지 수소종을 생성하기 위한 수소 촉매 반응기(50)가 도 1A에 나타나 있으며, 에너지 반응 혼합물(54), 열 교환기(60), 및 스팀 발생기(62)와 터빈(70)과 같은 전력 변환기를 함유하는 용기(vessel)(52)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 촉매작용은 공급원(56)에서 나온 수소 원자를 촉매(58)와 반응시켜 저에너지 수소 "하이드리노"를 형성하고 전력을 생성하는 단계를 포함한다. 열교환기(60)는 수소 및 촉매로 구성된 반응 혼합물이 반응하여 저에너지 수소를 형성할 때, 촉매작용에 의해 방출된 열을 흡수한다. 열교환기는 교환기(60)로부터 열을 흡수하여 스팀을 생성하는 스팀 발생기(62)와 열을 교환한다. 에너지 반응기(50)는, 스팀 발생기(62)로부터 스팀을 받고나서, 기계력(mechanical power)을, 스팀 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전력 발생기(80)로 공급하는 터빈을 추가로 포함하며, 상기 전기 에너지는 일을 생성하거나 분해를 위한 로드(90)에 전달된다. A hydrogen catalytic reactor 50 for producing energy and low energy hydrogen species in accordance with the present invention is shown in Figure 1A and includes an energy reaction mixture 54, a heat exchanger 60, and a steam generator 62 and a turbine 70, And a vessel 52 containing a power converter, such as a power converter. In one embodiment, the catalysis includes reacting hydrogen atoms from the source 56 with the catalyst 58 to form a low energy hydrogen " hydrinos " and generate power. The heat exchanger 60 absorbs the heat released by the catalytic action when the reaction mixture composed of hydrogen and the catalyst reacts to form low energy hydrogen. The heat exchanger exchanges heat with a steam generator (62) that absorbs heat from the exchanger (60) and generates steam. The energy reactor 50 further includes a turbine that receives steam from the steam generator 62 and then supplies mechanical power to a power generator 80 that converts steam energy to electrical energy, The energy is transferred to the rod 90 for producing or dissolving the work.

일 실시예에 있어서, 에너지 반응 혼합물(54)은 공급 경로(supply passage)(42)를 통해 공급된 고체 연료와 같은 에너지 방출 물질(56)를 포함한다. 상기 반응 혼합물은 수소 동위원소 원자의 공급원이나 분자 수소 동위원소의 공급원, 및 공진적으로 대략 m·27.2 eV를 제거하여 저에너지 수소 원자를 형성하는 촉매(58)의 공급원을 포함하며, 여기서, m은 정수, 바람직하게는 400보다 작은 정수이고, 상기 저에너지 상태의 수소로의 반응은 수소를 촉매와 접촉시킴으로써 일어난다. 상기 촉매는 용융(molten), 액체, 기체 또는 고체 상태일 수 있다. 촉매작용은 열과 같은 형태로 에너지를 방출하고 저에너지 수소 동위원소 원자, 분자, 수소화물 이온, 및 저에너지 수소 화합물 중 적어도 어느 하나를 형성한다. 따라서, 전력 셀는 또한 저에너지 수소 화학반응기를 포함한다. In one embodiment, the energy reaction mixture 54 comprises an energy-emitting material 56, such as a solid fuel, supplied via a supply passage 42. Wherein the reaction mixture comprises a source of a source of hydrogen isotope atoms, a source of molecular hydrogen isotopes, and a source of a catalyst (58) that resonantly removes about 27.2 eV to form low-energy hydrogen atoms, wherein m is Is an integer, preferably an integer less than 400, and the reaction with hydrogen in the low energy state occurs by contacting hydrogen with the catalyst. The catalyst may be molten, liquid, gaseous or solid. The catalytic action releases energy in the form of heat and forms at least one of low-energy hydrogen isotope atoms, molecules, hydride ions, and low-energy hydrogen compounds. Thus, the power cell also includes a low-energy hydrogen chemical reactor.

수소 공급원은 수소 기체, 열 해리를 포함하는 물의 해리, 물의 전기분해, 수소화물로부터 얻어지는 수소, 또는 금속-수소 용액으로부터 얻어지는 수소일 수 있다. 또다른 실시예에 있어서, 에너지 방출 물질(56) 중 수소 분자는 혼합물(54)의 수소 분자 해리 촉매에 의해 수소 원자로 해리된다. 상기 해리 촉매는 수소, 듀테륨, 트리튬 원자 및/또는 분자를 흡수할 수 있으며, 예를 들면 원소, 화합물, 알로이, 또는 팔라듐 및 백금과 같은 귀금속, 몰리브덴 및 텅스텐과 같은 내화 금속(refractory metal), 니켈, 티타늄과 같은 전이 금속, 니오븀 및 지르코늄과 같은 내부 전이 금속, 및 Mills 선행 문헌에 언급된 기타 물질을 포함한다. 바람직하게는, 상기 해리제는 Pt, Pd, Ru, Ir, Re 또는 Rh 또는 Al2O3, SiO2 상의 Ni, 또는 이의 조합과 같은 귀금속처럼 높은 표면적을 갖는다. The hydrogen source may be hydrogen gas, dissociation of water including thermal dissociation, electrolysis of water, hydrogen obtained from the hydride, or hydrogen obtained from the metal-hydrogen solution. In another embodiment, the hydrogen molecules in the energy-emitting material 56 are dissociated into hydrogen atoms by the hydrogen molecule dissociation catalyst of the mixture 54. [ The dissociation catalyst is capable of absorbing hydrogen, deuterium, tritium atoms and / or molecules, and is capable of absorbing, for example, elements, compounds, refractory metals such as noble metals such as palladium and platinum, molybdenum and tungsten, Transition metals such as titanium, internal transition metals such as niobium and zirconium, and other materials mentioned in Mills prior art. Preferably, the dissociating agent has a surface area as high as a noble metal such as Pt, Pd, Ru, Ir, Re or Rh or Al 2 O 3 , Ni on SiO 2 , or a combination thereof.

일 실시예에 있어서, 원자나 이온으로부터 t 전자의 이온화 에너지의 합이 대략 m·27.2 eV (여기서, t와 m은 각각 정수이다)인 연속 에너지 준위까지의 t 전자의 이온화에 의해 촉매가 제공된다. 촉매는 또한 참여 이온 사이에 t 전자를 전달함으로써 제공될 수 있다. 하나의 이온으로부터 또 다른 이온으로의 t 전자의 전달은 반응의 순 엔탈피를 제공하여, 이로써 전자를 주는 이온의 t 이온화 에너지에서 전자를 받는 이온의 t 전자의 이온화에너지를 뺀 값이 m·27.2 eV (여기서, t와 m은 각각 정수이다)이 된다. 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 촉매는 수소에 결합한 M 원자를 갖는 NaH와 같은 MH를 포함하고, M-H 결합 에너지 및 t 전자의 이온화 에너지의 합으로 m·27.2 eV이 제공된다. In one embodiment, the catalyst is provided by ionization of the t electrons to a continuous energy level wherein the sum of the ionization energies of the t electrons from the atom or ion is approximately m · 27.2 eV (where t and m are each an integer) . The catalyst may also be provided by transferring t electrons between the participating ions. The transfer of t electrons from one ion to another provides the net enthalpy of the reaction so that the value obtained by subtracting the ionization energy of the t electron of the electrons that receive electrons from the t ionization energy of the electrons gives m 27.2 eV (Where t and m are integers, respectively). In another preferred embodiment, the catalyst comprises MH, such as NaH, with M atoms bonded to hydrogen, and m 27.2 eV is provided as the sum of the M-H bond energy and the ionization energy of t electrons.

바람직한 실시예에 있어서, 촉매 소소는 촉매 공급 경로(41)를 통해 공급되는 촉매 물질(58)을 포함하고, 일반적으로 대략 ± 1 eV의 순 엔탈피를 제공한다. 상기 촉매는 명세서에 제시된 것과 본 명세서에 참조로 포함된 Mills 선행 문헌(예를 들면, PCT/US90/01998의 표 4 및 PCT/US94/02219의 25-46, 80-108 페이지)에 기재된 원자, 이온, 분자, 및 하이드리노를 포함한다. 실시예에 있어서, 상기 촉매는 AlH, BiH, ClH, CoH, GeH, InH, NaH, RuH, SbH, SeH, SiH, SnH, C2, N2, O2, CO2, NO2 및 NO3의 분자 및 Li, Be, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Kr, Rb, Sr, Nb, Mo, Pd, Sn, Te, Cs, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, Pb, Pt, Kr, 2K+, He+, Na+, Rb+, Sr+, Fe3+, Mo2+, Mo4+, In3+, He+, Ar+, Xe+, Ar2+ 및 H+의 원자 및 이온, 및 Ne+ 및 H+의 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 종을 포함할 수 있다. In a preferred embodiment, the catalyst bed comprises a catalytic material 58 fed through a catalyst feed path 41, and generally provides a net enthalpy of about ± 1 eV. The catalysts can be prepared by reacting the atoms listed in the specification and described in Mills prior art (see, e.g., Table 4 of PCT / US90 / 01998 and 25-46, pages 80-108 of PCT / US94 / 02219) Ions, molecules, and hydrino. In an embodiment, the catalyst of AlH, BiH, ClH, CoH, GeH, InH, NaH, RuH, SbH, SeH, SiH, SnH, C 2, N 2, O 2, CO 2, NO 2 and NO 3 M and Pb are selected from the group consisting of Li, Be, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Kr, Rb, Sr, Nb, Mo, Pd, Sn, Ce, Pr, Sm, Gd, Dy, Pb, Pt, Kr, 2K +, He +, Na +, Rb +, Sr +, Fe 3+, Mo 2+, Mo 4+, In 3+, He +, Atoms and ions of Ar.sup. + , Xe.sup. + , Ar.sup.2 + and H.sup. + , And at least one species selected from the group of Ne.sup. + And H.sup. + .

수소 촉매 반응기 및 전기력 시스템Hydrogen catalytic reactor and electric power system

전력 시스템의 일 실시예에 있어서, 열 교환 매체를 갖는 열 교환기에 의해열이 제거된다. 상기 열 교환기는 수벽(water wall)일 수 있으며, 상기 매체는 물일 수 있다. 열은 스페이스 및 가열 공정을 위해 직접 전달될 수 있다. 대안적으로, 물과 같은 상기 열 교환 매체는 스팀 전환과 같은 상 변화를 겪는다. 이러한 전환은 스팀 발생기에서 일어날 수 있다. 스팀은 스팀 터빈 및 발생기와 같은 열 엔진에서 전기를 발생시키는데 사용될 수 있다. In one embodiment of the power system, heat is removed by a heat exchanger having a heat exchange medium. The heat exchanger may be a water wall, and the medium may be water. Heat can be transferred directly for space and heating processes. Alternatively, the heat exchange medium such as water undergoes a phase change such as steam conversion. Such a conversion may occur in the steam generator. Steam can be used to generate electricity in heat engines such as steam turbines and generators.

본 발명에 따른 연료를 재활용 또는 재생하기 위한 수소 촉매 에너지 및 저에너지 수소종 생성 반응기(5)의 일 실시예가 도 2A에 나타나 있으며, 이는 고체 연료 혼합물(11), 수소 공급원(12), 스팀 파이프 및 스팀 발생기(13), 터빈과 같은 전력 변환기, 물 응축기(16), 물-보충 공급원(17), 고체연료 재활용기(18), 및 수소-디하이드리노 기체 분리기(19)를 함유하는 보일러(10)를 포함한다. 단계 1에서, 촉매 및 수소 공급원을 포함하는 고체 연료는 반응하여 하이드리노 및 저에너지 수소 생성물을 형성한다. 단계 2에서, 사용된 연료는 재처리되어 보일러(10)에 재공급되고, 화력 발전을 유지한다. 보일러(10)에서 생성된 열은 파이프 및 스팀 발생기(13)에서 스팀을 형성하고 터빈(14)으로 전달되어 이번에는 발전기를 가동함으로써 전기를 발생시킨다. 단계 3에서, 물이 수냉각기(16)에 의해 응축된다. 물 손실이 물 공급원(17)에 의해 이루어져 사이클이 완료되고 열-전기력 전환이 유지된다. 단계 4에서, 하이드리노 수소화물 화합물 및 디하이드리노 기체와 같은 저에너지 수소 생성물이 제거될 수 있고, 미반응 수소는 연료 재활용기(18) 또는 수소 공급원(12)으로 되돌아가 사용된 연료에 다시 첨가되어 재활용된 연료를 보충한다. 상기 기체 생성물 및 반응하지 않은 수소는 수소-디하이드리노 기체 분리기(19)에 의해 분리될 수 있다. 임의의 생성물인 하이드리노 수소화물 화합물은 고체-연료 재활용기(18)를 이용하여 분리되고 제거될 수 있다. 상기 공정은 고체 연료가 되돌아온 보일러 내부 또는 보일러 외부에서 수행될 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 사용된 연료 제거, 재생, 및 재-공급을 달성하기 위하여 반응물 및 생성물을 움직이는 적어도 하나 이상의 기체 및 물질 이동장치를 추가로 포함할 수 있다. 하이드리노 형성에 사용된 수소를 보충하기 위한 수소가 연료 재생 중 공급원(12)로부터 첨가되고, 이는 재활된 소비되지 않은 수소를 포함할 수 있다. 상기 재활용된 연료는 화력 생산을 유지하여 전력 발전장치가 전기를 생산하게 한다.  One embodiment of a hydrogen catalytic energy and low energy hydrogen species production reactor 5 for recycling or regenerating fuel according to the present invention is shown in Figure 2A, which includes a solid fuel mixture 11, a hydrogen source 12, a steam pipe, A boiler containing a steam generator 13, a power converter such as a turbine, a water condenser 16, a water-replenishing source 17, a solid fuel recycler 18 and a hydrogen-dihydrogen gas separator 19 10). In step 1, the solid fuel comprising the catalyst and the hydrogen source is reacted to form the hydrino and low energy hydrogen product. In step 2, the spent fuel is reprocessed and re-supplied to the boiler 10 to maintain thermal power generation. The heat generated in the boiler 10 forms steam in the pipe and steam generator 13 and is transferred to the turbine 14, which in turn generates electricity by operating the generator. In step 3, water is condensed by the water cooler 16. The water loss is made by the water source 17 to complete the cycle and maintain the heat-electric force conversion. In step 4, a low-energy hydrogen product such as a hydrino hydride compound and a dihydrin gas may be removed and the unreacted hydrogen may be returned to the fuel recycler 18 or the hydrogen source 12 and added back to the spent fuel Thereby replenishing the recycled fuel. The gaseous product and the unreacted hydrogen can be separated by the hydrogen-dihydrochloride gas separator 19. Any product hydrinos hydride compounds can be separated and removed using a solid-fuel recycler 18. The process may be performed either inside the boiler where the solid fuel returns or outside the boiler. Thus, the system may further comprise at least one gas and mass transfer device for moving the reactants and products to achieve the spent fuel removal, regeneration, and re-feeding. Hydrogen for replenishing the hydrogen used in the hydrino formation is added from the source 12 during fuel regeneration, which may include reused spent hydrogen. The recycled fuel maintains thermal power production and allows the power generation unit to produce electricity.

바람직한 실시예에 있어서, 반응 혼합물은 원자 또는 분자 촉매 및 추가로 반응하여 하이드리노를 형성하는 수소 원자의 반응물을 생성할 수 있고, 촉매 및 원자 수소의 생성에 의해 형성된 생성물 종은 적어도 상기 생성물을 수소와 반응시키는 단계에 의해 재생될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 반응기는, 반응물이 연속적으로 공급되고 부산물이 제거되고 재생되며 반응기로 되돌아가는 유동화 반응기 섹션을 추가로 포함할 수 있는 무빙 베드 반응기를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 하이드리노 수소화물 화합물 또는 디하이드리노 분자와 같은 저에너지 수소 생성물은 반응물이 재생됨에 따라 회수된다. 나아가, 하이드리노 수소화물 이온은 기타 화합물을 형성하거나 반응물의 재생 동안에 디하이드리노 분자로 전환될 수 있다. In a preferred embodiment, the reaction mixture is capable of producing a reactant of an atomic or molecular catalyst and a hydrogen atom that further reacts to form a hydrino, and the product species formed by the formation of the catalyst and atomic hydrogen, &Lt; / RTI &gt; In one embodiment, the reactor includes a moving bed reactor, which may further include a fluidization reactor section in which the reactants are continuously supplied and by-products are removed and regenerated and returned to the reactor. In one embodiment, a low-energy hydrogen product, such as a hydrino hydride compound or dihydrino molecule, is recovered as the reactant is regenerated. Furthermore, hydrino hydride ions can be converted to dihydrino molecules during the formation of other compounds or during regeneration of the reactants.

*전력 시스템은 반응 셀보다 낮은 온도로 표면 온도를 조절하는 온도 조절 수단에 의해 촉매 증기 압력을 유지하는 촉매 응축기 수단을 추가로 포함할 수 있다. 상기 표면 온도는 바람직한 수치로 유지되어 바람직한 촉매의 증기압을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 촉매 응축기 수단은 셀 내 튜브 그리드(grid)이다. 열 교환기의 일 실시예에 있어서, 열 교환 매체의 유속은 주 열 교환기보다 낮은 바람직한 온도에서 응축기를 유지하는 속도로 조절될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 응축기가 보다 낮고 바람직한 온도가 되도록 하기 위하여, 작동 매체는 물이고, 상기 유속은 수벽보다 냉각기에서 더 높다. 작동 매체의 각 흐름은 스페이스 및 열공정 또는 스팀으로의 전환을 위해 전달되도록 재결합될 수 있다. The power system may further comprise catalytic condenser means for maintaining the catalyst vapor pressure by means of a temperature regulating means for regulating the surface temperature to a temperature lower than the reaction cell. The surface temperature is maintained at the desired value to provide the desired catalyst vapor pressure. In one embodiment, the catalytic condenser means is an in-cell tube grid. In one embodiment of the heat exchanger, the flow rate of the heat exchange medium can be regulated at a rate that maintains the condenser at a lower preferred temperature than the main heat exchanger. In one embodiment, the working medium is water and the flow rate is higher in the cooler than the water wall, so that the condenser is at a lower and preferred temperature. Each stream of the working medium can be recombined to be transferred for space and thermal processing or conversion to steam.

본 에너지 발명은 명세세에 참조로 포함된 Mills 선행 문헌에 추가로 설명되어 있다. 본 발명의 셀는 이전에 기재된 것을 포함하고, 추가로 본 명세서에 개시된 촉매, 반응 혼합물, 방법, 및 시스템을 포함한다. 본 발명의 전해셀 에너지 반응기, 플라즈마 전기분해 반응기, 기체 방출 에너지 반응기, 배리어 전극 반응기, RF 플라즈마 반응기, 가압 기체 에너지 반응기, 기체 방전 에너지 반응기, 마이크로파 셀 에너지 반응기, 및 글로우 방전 셀 및 마이크로파 및/또는 RF 플라즈마 반응기의 조합은 다음을 포함한다: 수소 공급원; 촉매의 고체, 용융, 액체 및 기체 공급원 중 하나; 수소 및 촉매를 함유하는 용기, 여기서, 저에너지 수소를 형성하는 반응이 수소를 촉매와 접촉시키거나 MH 촉매의 반응에 의해 일어남. 전력 변환을 위하여, 각 셀 형태는 열 엔진, 스팀 또는 기체 터빈 시스템, 스터링 엔진 또는 열이온 또는 화력 변환기와 같은 기술분야에서 숙련자에게 알려진 변환기 뿐만 아니라, Mills 선행 문헌에 기재된 열 에너지 또는 플라즈마를 기계력 또는 전기력으로 변환하는 임의의 변환기와 접속될 수 있다.This energy invention is further described in the Mills prior art incorporated by reference in the specification. The cell of the present invention includes those previously described and further includes the catalysts, reaction mixtures, methods, and systems disclosed herein. The present invention provides an electrolytic cell energy reactor, a plasma electrolysis reactor, a gas discharge energy reactor, a barrier electrode reactor, an RF plasma reactor, a pressurized gas energy reactor, a gas discharge energy reactor, a microwave cell energy reactor, and a glow discharge cell and microwave and / Combinations of RF plasma reactors include: a hydrogen source; One of the solid, molten, liquid and gaseous sources of the catalyst; Wherein the reaction to form the low energy hydrogen occurs by contacting the hydrogen with the catalyst or by the reaction of the MH catalyst. For power conversion, each cell type may be replaced by thermal energy or plasma as described in the Mills prior art, as well as transformers known to those skilled in the art such as thermal engines, steam or gas turbine systems, stairing engines or thermal ion or thermal power converters, And may be connected to any transducer that converts it to an electric force.

추가의 플라즈마 변환기는 Mills 선행 문헌에 개시된 자기 거울 자기유체 전력 변환기, 플라즈마 전력 변환기(plasmadynamic power converter), 자이로트론(gyrotron), 양자 군집(photon bunching) 마이크로파 전력 변환기, 전하 표류(charge drift power) 또는 광전기 변환기를 포함한다.The additional plasma transducer may be a magnetic mirror magnetic fluid power converter, a plasmadynamic power converter, a gyrotron, a photon bunching microwave power converter, a charge drift power, And a photoelectric transducer.

일 실시예에 있어서, 셀는 Mills 선행 문헌에 제시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 내부 연소 엔진의 실린더를 포함한다. In one embodiment, the cell includes a cylinder of at least one internal combustion engine as shown in the Mills prior art.

수소 기체 셀 및 고체 연료 반응기Hydrogen gas cells and solid fuel reactors

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하이드리노 및 전력을 생성하기 위한 반응기는 수소 기체 셀의 형태를 취할 수 있다. 본 발명의 기체 셀 수소 반응기는 도 3A에 나타나 있다. 반응물인 하이드리노는 촉매와의 촉매작용에 의해 제공된다. 촉매작용은 기체상에서 또는 고체나 액체 상태에서 일어날 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the hydrinos and reactors for generating power can take the form of hydrogen gas cells. The gas cell hydrogen reactor of the present invention is shown in FIG. 3A. The hydrino reactant is provided by catalysis with the catalyst. The catalysis can take place in the gas phase or in solid or liquid state.

도 3A의 반응기는 진공 또는 대기압보다 압력을 포함할 수 있는 챔버(200)를 갖는 반응 용기(207)를 포함한다. 챔버(200)과 연결된 수소 공급원(201)는 수소 공급 경로(242)를 통하여 수소를 챔버로 전달한다. 조절장치(222)는 수소 공급 경로(242)를 통해 용기로 들어가는 수소의 압력 및 흐름을 조절하도록 위치한다. 압력 센서(223)은 용기 내 압력을 모니터링한다. 진공 펌프(256)는 진공관(257)을 통해 챔버의 공기를 제거하는데 사용된다. The reactor of Figure 3A includes a reaction vessel 207 having a chamber 200 that may contain vacuum or atmospheric pressure. The hydrogen source 201 connected to the chamber 200 transfers hydrogen to the chamber through the hydrogen supply path 242. The regulator 222 is positioned to regulate the pressure and flow of hydrogen entering the vessel through the hydrogen feed path 242. The pressure sensor 223 monitors the pressure in the container. Vacuum pump 256 is used to remove air from the chamber through vacuum tube 257.

일 실시예에 있어서, 촉매작용은 기체상에서 일어난다. 촉매는 셀 온도를 높은 온도에 유지시킴으로써 기체화되고, 번갈아 촉매의 공기압을 결정한다. 원자 및/또는 분자 수소 반응물은 또한 임의의 암력 범위일 수 있는 원하는 압력에서 유지된다. 일 실시예에 있어서, 상기 압력은 공기압보다 낮은, 바람직하게는 약 10 mTorr 내지 약 100 mTorr의 범위이다. 또다른 실시예에 있어서, 상기 압력은 금속 공급원과 같은 촉매 공급원 및 금속 수소화물과 같은 대응하는 수소화물의 혼합물을, 희망하는 작동 온도에 유지되는 셀 내에 유지시킴으로써 결정된다.In one embodiment, the catalysis occurs on a gas phase. The catalyst is gasified by maintaining the cell temperature at a high temperature and alternately determines the air pressure of the catalyst. The atomic and / or molecular hydrogen reactant may also be maintained at the desired pressure, which may range anywhere within the field. In one embodiment, the pressure is in a range of less than air pressure, preferably from about 10 mTorr to about 100 mTorr. In yet another embodiment, the pressure is determined by maintaining a mixture of a corresponding hydride, such as a metal hydride, and a catalyst source, such as a metal source, in a cell maintained at the desired operating temperature.

하이드리노 원자를 발생시키기 위한 촉매 공급원(250)은 촉매 저장기(295) 내에 놓여질 수 있고, 가열에 의해 기체 촉매가 형성될 수 있다. 반응 용기(207)는 촉매 저장기(295)에서 반응 챔버(200)까지의 기체 촉매의 통로를 위한 촉매 공급 경로(241)를 갖는다. 대안적으로, 촉매는 상기 용기 내부에 보트와 같이 내화학성 개방형 용기 내에 배치될 수 있다.A catalyst source 250 for generating hydrino atoms may be placed in the catalyst reservoir 295 and a gaseous catalyst may be formed by heating. The reaction vessel 207 has a catalyst supply path 241 for passage of the gaseous catalyst from the catalyst reservoir 295 to the reaction chamber 200. Alternatively, the catalyst may be placed in an open chemical-resistant container such as a boat inside the container.

수소 공급원은 수소 기체 및 분자 수소일 수 있다. 수소는 분자 수소 해리 촉매에 의해 수소 원자로 해리될 수 있다. 상기 해리 촉매 또는 해리제는, 예를 들면, 레이니니켈(R-Ni), 유가 금속 또는 귀금속, 지지체 상의 유가 금속 또는 귀금속을 포함한다. 상기 유가 또는 귀금속은 Pt, Pd, Ru, Ir, 및 Rh일 수 있고, 상기 지지체는 Ti, Nb, Al2O3,SiO2 및 이의 조합 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 추가 해리제는 수소 스필오버(spillover) 촉매, 니켈 섬유 매트, Pd 시트, Ti 스폰지, Ti 또는 Ni 스폰지 또는 매트위에 전기도금된 Pt 또는 Pd, TiH, Pt 블랙, 및 Pd 블랙, 몰리브덴 및 텅스텐과 같은 내화 금속, 니켈 및 티타늄과 같은 전이 금속, 이전 Mills 선행 문헌에 언급된 기타 상기 물질들을 포함할 수 있는 탄소 상의 Pt 또는 Pd이다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 수소는 Pt 또는 Pd 상에서 해리된다. 상기 Pt 또는 Pd는 티타늄 또는 Al2O3와 같은 지지물질 상에 코팅될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 해리제는 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 내화 금속이고, 상기 해리물질은 도 3A의 단면도에 나타낸 바와 같이 가열 코일의 형태를 취할 수 있는 온도 조절 수단(230)에 의해 상승된 온도에서 유지될 수 있다. 상기 가열 코일은 전력 공급원(225)에 의해 동력을 공급받는다. 바람직하게는, 상기 해리물질은 셀의 작업 온도에서 유지된다. 해리제는 보다 효과적으로 해리시키기 위하여 셀 온도 이상의 온도에서 추가로 작동될 수 있고, 상기 상승 온도는 촉매가 해리제 상에서 응축되는 것을 방지할 수 있다. 수소 분해장치는 또한 공급장치 (285)에 의해 전력을 공급받는 280과 같이 뜨거운 필라멘트에 의해 제공될 수 있다. The hydrogen source may be hydrogen gas and molecular hydrogen. Hydrogen can be dissociated into hydrogen atoms by a molecular hydrogen dissociation catalyst. The dissociation catalyst or dissociation agent includes, for example, Raney nickel (R-Ni), a valuable metal or a noble metal, a valuable metal on the support or a noble metal. The oil or noble metal may be Pt, Pd, Ru, Ir, and Rh, and the support may be at least one of Ti, Nb, Al 2 O 3 , SiO 2, and combinations thereof. Additional dissociation agents include, but are not limited to, hydrogen spillover catalysts, nickel fiber mats, Pd sheets, Ti sponges, Ti or Ni sponges, or electroplated Pt or Pd, TiH, Pt black, and Pd black, molybdenum, and tungsten Transition metals such as refractory metals, nickel and titanium, and Pt or Pd on carbon which may include other such materials mentioned in previous Mills prior art documents. In a preferred embodiment, the hydrogen dissociates on Pt or Pd. The Pt or Pd may be coated on a support material such as titanium or Al 2 O 3 . In another embodiment, the dissociation agent is a refractory metal such as tungsten or molybdenum, and the dissociation material is elevated by temperature regulation means 230, which can take the form of a heating coil, as shown in the cross- Lt; / RTI &gt; The heating coil is powered by a power supply 225. Preferably, the dissociation material is maintained at the operating temperature of the cell. The dissociation agent can be further activated at a temperature above the cell temperature to more effectively dissociate, and the rising temperature can prevent the catalyst from condensing on the dissociation agent. The hydrocracker may also be provided by a hot filament, such as 280, powered by a feeder 285.

일 실시예에 있어서, 수소 해리가 일어나서 해리된 수소 원자는 기체 촉매와 접촉하여 하이드리노 원자를 생성한다. 촉매 증기압은 전력 공급장치(272)로부터 전력을 공급받은 촉매 저장기 히터(298)로 촉매 저장기(295)의 온도를 조절함으로써 원하는 압력에 유지된다. 촉매가 반응기 내부의 보트에 함유되면, 촉매 증기압은 보트의 전력 공급원을 조절함으로써 촉매 보트의 온도를 조절하여 원하는 수치로 유지된다. 셀 온도는 전력 공급장치(225)에 의해 전력을 공급받는 히팅 코일(230)에 의해 원하는 작동 온도에서 조절될 수 있다. 셀(투과 셀라 불림)는 내부 반응 챔버(200) 및 외부 수소 저장기(290)를 추가로 포함하여, 수소가 두 개의 채버를 분리하는 벽(291)을 통한 수소 확산에 의해 셀에 공급될 수 있다. 벽의 온도는 확산 속도를 조절하기 위하여 히터로 조절될 수 있다. 확산 속도는 수소 저장기 내 수소 압력을 조절함으로써 추가로 조절될 수 있다. In one embodiment, hydrogen dissociation occurs and the dissociated hydrogen atom contacts the gaseous catalyst to produce the hydrino atom. The catalyst vapor pressure is maintained at the desired pressure by regulating the temperature of the catalyst reservoir 295 to the catalyst reservoir heater 298 powered from the power supply 272. When the catalyst is contained in a boat inside the reactor, the catalyst vapor pressure is adjusted to the desired value by adjusting the temperature of the catalyst boat by regulating the power source of the boat. The cell temperature can be regulated at a desired operating temperature by the heating coil 230 powered by the power supply 225. The cell (also referred to as a permeable cell) may further include an internal reaction chamber 200 and an external hydrogen reservoir 290 to allow hydrogen to be supplied to the cell by hydrogen diffusion through a wall 291 separating the two chars have. The temperature of the wall can be adjusted with a heater to adjust the diffusion rate. The diffusion rate can be further controlled by adjusting the hydrogen pressure in the hydrogen reservoir.

촉매압력을 원하는 수준에 유지하기 위해서, 수소 소스처럼 투과를 갖는 셀가 밀봉될 수 있다. 대안적으로, 셀는 각 주입부 또는 배출부에 고온 밸브를 추가로 포함하여 반응 기체 혼합물과 접촉하는 밸브가 원하는 온도에 유지된다. 셀는 저에너지 수소종 및/또는 결합 에너지가 증가된 수소 화합물을 선택적으로 수집하는 게터(getter) 또는 트랩(trap)(225)을 추가로 포함할 수 있으며, 디하이드리노 기체 생성물을 방출하기 위한 선택적 밸브(206)을 추가로 포함할 수 있다. To keep the catalyst pressure at a desired level, a cell with permeation, such as a hydrogen source, can be sealed. Alternatively, the cell may further include a high temperature valve at each injection or discharge, such that the valve in contact with the reactant gas mixture is maintained at the desired temperature. The cell may further include a getter or trap 225 that selectively collects hydrogen compounds with increased low energy hydrogen species and / or binding energies, and may include a selective valve (s) to release dihydrogen gas product (206). &Lt; / RTI &gt;

촉매는 리튬 원자, 칼륨 원자 또는 세슘 원자, NaH 분자 및 하이드리노 원자의 군 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 여기서, 촉매작용은 불균등화반응(disproportion reaction)을 포함한다. 리튬 촉매는 셀 온도를 500-1000℃ 범위에 유지함으로써 기체가 된다. 바람직하게는 상기 셀는 500-750℃ 범위에서 유지된다. 셀 압력은 대기압보다 적은, 바람직하게는 약 10 mTorr 내지 약 100 Torr 범위에 유지될 수 있다. 가장 바람직하게는, 촉매 및 수소 압력 중 적어도 어느 하나는 리튬 및 리튬 수소화물, 칼륨 및 칼륨 수소화물, 나트륨 및 나트륨 수소화물, 및 세슘 및 세슘 수소화물과 같이 촉매 금속 및 대응 수소화물의 혼합물을 원하는 작동 온도에 유지된 셀 내에 유지시킴으로써 결정된다. 기체상 촉매는 금속 또는 리튬 금속 소스로부터의 리튬 원자를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 리튬 촉매는 500-1000℃의 작동 온도 범위에 있는 리튬 금속 및 리튬 수소화물의 혼합물에 의해 결정된 압력, 가장 바람직하게는 500-750℃의 작동 온도 범위에 있는 셀를 갖는 압력에 유지된다. 다른 실시예에 있어서, K, Cs, 및 Na이 Li을 대체하며, 여기서, 촉매는 K 원자, Cs 원자, 및 NaH 분자이다. The catalyst may comprise at least one or more of the group of lithium atoms, potassium atoms or cesium atoms, NaH molecules and hydrino atoms, wherein the catalytic action involves a disproportion reaction. The lithium catalyst becomes a gas by maintaining the cell temperature in the range of 500-1000 ° C. Preferably the cell is maintained in the range of 500-750 &lt; 0 &gt; C. The cell pressure may be maintained at less than atmospheric pressure, preferably in the range of about 10 mTorr to about 100 Torr. Most preferably, at least one of the catalyst and hydrogen pressure is selected from the group consisting of lithium and lithium hydride, potassium and potassium hydrides, sodium and sodium hydrides, and mixtures of catalyst metals and corresponding hydrides, such as cesium and cesium hydrides, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; operating temperature. &Lt; / RTI &gt; The gas phase catalyst may comprise a lithium atom from a metal or lithium metal source. Preferably, the lithium catalyst is maintained at a pressure determined by a mixture of a lithium metal and a lithium hydride in an operating temperature range of 500-1000 DEG C, most preferably a cell having an operating temperature range of 500-750 DEG C . In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

촉매 저장기 또는 보트, 기체 Na, NaH 촉매 또는 Li, K, 및 Cs 증기와 같은 기체 촉매를 포함하는 기체 셀 반응기의 일 실시예는 셀 증기의 공급원인 저장기 또는 보트 내의 증기에 비해 셀 내 과열(super-heated) 조건에 유지된다. 일 실시예에 있어서, 과열된 증기는 수소 해리제 또는 infra에 개시된 금속 및 금속 수소화물 분자 중 적어도 어느 하나의 해리제 상의 촉매의 응축을 감소시킨다. 저장기 또는 보트로부터의 촉매로서 Li를 포함하는 일 실시예에 있어서, 상기 저장기 또는 보트는 Li이 증발하는 온도에 유지된다. H2는 저장기 온도에서 LiH가 급격한 몰분율을 형성할 때의 압력보다 낮은 압력에서 유지된다. 이러한 조건을 달성하는 상기 압력 및 온도는 주어진 등온선에서의 H2 압력 대 LiH 몰분율의 도 6.1[40]과 같이 뮬러(Mueller) 등의 데이터 직선으로부터 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 해리제를 함유하는 셀 반응 챔버는 Li이 벽이나 해리제 상에 응축되지 않는 높은 온도에서 작동된다. H2는 촉매 전달 속도를 증가시키기 위해 저장기로부터 셀로 흐를 수 있다. 촉매 저장기로부터 셀까지 흐른 후 셀를 빠져나가는 흐름은 하이드리노 생성물을 제거하여 하이드리노가 반응을 억제하는 것을 예방하는 수단이다. 다른 실시예에 있어서, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하는데, 여기서, 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다. One embodiment of a gas cell reactor comprising a catalyst reservoir or boat, a gaseous Na, NaH catalyst, or a gaseous catalyst such as Li, K, and Cs vapor, and is maintained in a super-heated condition. In one embodiment, the superheated steam reduces the condensation of the catalyst on the dissociation agent of at least one of the hydrogen dissociation agent or the metal and metal hydride molecules disclosed in infra. In an embodiment comprising Li as a catalyst from a reservoir or a boat, the reservoir or boat is maintained at a temperature at which Li evaporates. H 2 is maintained at a pressure lower than the pressure at which LiH forms a steep molar fraction at the reservoir temperature. The pressure and temperature achieving this condition can be determined from a data line such as Mueller as shown in Figure 6.1 [40] of H 2 pressure versus LiH mole fraction at a given isotherm. In one embodiment, the cell reaction chamber containing the dissociation agent is operated at a high temperature such that Li does not condense on the walls or dissociation agent. H 2 can flow from the reservoir to the cell to increase the rate of catalyst delivery. The flow out of the cell after flowing from the catalyst reservoir to the cell is a means of removing the hydrino product and preventing the hydrinos from inhibiting the reaction. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, where the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

수소는 수소 공급원으로부터 반응에 공급된다. 바람직하게는, 수소는 수소 저장기로부터 투과막에 의해 공급된다. 수소 저장기의 압력은 10 Torr 내지 10,000 Torr의 범위, 바람직하게는 100 Torr 내지 1000 Torr, 가장 바람직하게는 대략 대기압일 수 있다. 셀는 약 100℃ 내지 3000℃의 온도, 바람직하게는 약 100℃ 내지 1500℃, 가장 바람직하게는 약 500℃ 내지 800℃의 온도에서 작동될 수 있다. Hydrogen is supplied to the reaction from a hydrogen source. Preferably, hydrogen is supplied by the permeable membrane from the hydrogen reservoir. The pressure of the hydrogen reservoir may be in the range of 10 Torr to 10,000 Torr, preferably 100 Torr to 1000 Torr, and most preferably at about atmospheric pressure. The cell may be operated at a temperature of about 100 ° C to 3000 ° C, preferably about 100 ° C to 1500 ° C, and most preferably about 500 ° C to 800 ° C.

수소 공급원은 첨가된 수소화물의 분해로부터일 수 있다. 투과막에 의해 H2를 공급하는 셀 디자인은 H 원자가 높은 온도에서 투과해나가는 밀봉 된 용기 내에 위치한 내부 금속 수소화물을 포함하는 것이다. 상기 용기는 Pd, Ni, Ti 또는 Nb를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 수소화물은 수소화물ㅇ르 포함하는 Nb 튜브와 같이 밀봉 된 튜브에 위치하며, 스웨이지락(Swagelock)과 같은 밀봉장치로 양 끝이 밀봉된다. 상기 밀봉된 케이스에서, 수소화물은 알칼리(alkaline) 또는 알칼리 토류(alkaline earth) 수소화물일 수 있다. 또는, 내부-수소화물-시약 케이스와 마찬가지에서, 수소화물은 소금꼴 수소화물(saline hydride), 티타늄 수소화물, 바나듐, 니오븀 및 탄탈 수소화물, 지르코늄 및 하프늄 수소화물, 희토 수소화물, 이트륨 및 스칸듐 수소화물, 전이금속 수소화물, 금속간(intermetalic) 수소화물 및 W. M. Mueller 등[40]에 의해 제시된 알로이의 군 중 적어도 어느 하나일 수 있다. The hydrogen source may be from decomposition of the added hydride. The cell design that supplies H 2 by the permeable membrane is comprised of an internal metal hydride located in a sealed vessel where the H atoms permeate at high temperatures. The vessel may comprise Pd, Ni, Ti or Nb. In one embodiment, the hydride is located in a sealed tube, such as an Nb tube containing hydride, and is sealed at both ends with a sealing device such as Swagelock. In the sealed case, the hydride may be an alkaline or alkaline earth hydride. Alternatively, as with the inner-hydride-reagent case, the hydrides can include saline hydride, titanium hydride, vanadium, niobium and tantalum hydride, zirconium and hafnium hydride, rare earth hydride, yttrium and scandium Hydrides, transition metal hydrides, intermetalic hydrides and at least one of the group of alloys suggested by WM Mueller et al. [40].

일 실시예에 있어서, 각 수소화물 분해 온도에 근거할 때, 수소화물 및 작동온도 ±200℃는 하기의 리스트 중 적어도 어느 하나이다:In one embodiment, based on the decomposition temperature of each hydride, the hydride and the operating temperature ± 200 ° C is at least one of the following list:

800℃의 작동 온도를 갖는 희토 수소화물; 700℃의 작동 온도를 갖는 란탄 수소화물; 750℃의 작동 온도를 갖는 가돌리륨 수소화물; 750℃의 작동 온도를 갖는 네오디뮴 수소화물; 800℃의 작동 온도를 갖는 이트륨 수소화물; 800℃의 작동 온도를 갖는 스칸듐 수소화물; 850-900℃의 작동 온도를 갖는 이테르븀 수소화물; 약 450℃의 작동 온도를 갖는 티타늄 수소화물; 약 950℃의 작동 온도를 갖는 세륨 수소화물; 약 700℃의 작동 온도를 갖는 프라세오디뮴 수소화물; 약 600℃의 작동 온도를 갖는 지르코늄-티타늄 (50%/50%) 수소화물; 약 450℃의 작동 온도를 갖는 Rb/RbH 또는 K/KH와 같은 알칼리 금속/알칼리 금속 수소화물 혼합물; 및 약 900-1000℃의 작동 온도를 갖는 Ba/BaH2와 같은 알칼리토금속/알칼리 토금속 수소화물 혼합물. Rare earth hydrides having an operating temperature of 800 &lt; 0 &gt;C; A lanthanum hydride having an operating temperature of 700 캜; A gadolinium hydride having an operating temperature of 750 캜; A neodymium hydride having an operating temperature of 750 캜; Yttrium hydride having an operating temperature of 800 ° C; A scandium hydride having an operating temperature of 800 &lt; 0 &gt;C; A ytterbium hydride having an operating temperature of 850-900 캜; A titanium hydride having an operating temperature of about 450 &lt; 0 &gt;C; A cerium hydride having an operating temperature of about 950 캜; A praseodymium hydride having an operating temperature of about 700 캜; Zirconium-titanium (50% / 50%) hydride having an operating temperature of about 600 ° C; An alkali metal / alkali metal hydride mixture such as Rb / RbH or K / KH having an operating temperature of about 450 &lt; 0 &gt;C; And Ba / BaH alkaline earth metals, such as 2 / alkaline earth hydride mixture having an operating temperature of about 900-1000 ℃.

기체 상태의 금속은 이원자 공유 분자를 포함한다. 본 발명의 목적은 K 및 Cs 뿐만 아니라 Li과 같은 원자 촉매를 제공하는 것이다. 따라서, 반응기는 금속 분자("MM") 및 금속 수소화물 분자("MH") 중 적어도 어느 하나의 해리제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 촉매 공급원, H2 공급원, 및 MM, MH 및 HH의 해리제(여기서, M은 원자 촉매임)는 예를 들어 온도 및 반응물 농도의 원하는 셀 조건에서 작동하기 위해 일치된다. 일 실시예에 있어서, H2 수소화물 공급원이 사용되는 경우, 이의 분해 온도가 원하는 촉매의 증기압을 생성하는 온도의 범위 내이다. 수소 공급원이 수소 저장기로부터 반응 챔버까지 투과되는 경우, 연속 작동을 위환 바람직한 촉매 공급원은 Sr 및 Li인데, 이들의 각 증기압이 투과가 일어나기 위한 온도에서 0.01 내지 100 Torr의 원하는 범위 내에 있기 때문이다. 투과 셀의 다른 실시예에 있어서, 셀는 투과를 허용하는 높은 온도에서 작동된 후, 상기 셀 온도가 원하는 압력에서 휘발성 촉매의 증기압을 유지하는 온도까지 내려간다. The gaseous metal comprises a divalent covalent molecule. It is an object of the present invention to provide atomic catalysts such as Li as well as K and Cs. Thus, the reactor may further comprise at least one dissociating agent of metal molecules (" MM &quot;) and metal hydride molecules (" MH &quot;). Preferably, the catalyst source, the H 2 source, and the dissociation agent of MM, MH and HH, where M is an atomic catalyst, are matched for operation at the desired cell conditions, for example, temperature and reactant concentration. In one embodiment, when a H 2 hydride source is used, its decomposition temperature is within a range of temperatures that produce a vapor pressure of the desired catalyst. When the hydrogen source is permeated from the hydrogen reservoir to the reaction chamber, the preferred catalyst sources for continuous operation are Sr and Li, since their respective vapor pressures are within the desired range of 0.01 to 100 Torr at the temperature at which permeation takes place. In another embodiment of the transmissive cell, the cell is operated at a high temperature that allows permeation, then the cell temperature is lowered to a temperature that maintains the vapor pressure of the volatile catalyst at the desired pressure.

기체 셀의 일 실시예에 있어서, 해리제는 공급원으로부터 촉매 및 H를 생성하는 수단을 포함한다. Ti 또는 Pd 상의 Pt, 단독 또는 Ti와 같은 기질상의 이리듐 또는 로듐과 같은 표면 촉매는 또한 촉매 및 원자 수소가 조합된 분자의 해리제로서 기능한다. 바람직하게는, 상기 해리제는 Pt/Al2O3orPd/Al2O3와 같은 높은 표면적을 갖는다.In one embodiment of the gas cell, the dissociation agent comprises means for producing a catalyst and H from a source. Surface catalysts such as Pt on Ti or Pd, alone or iridium or rhodium on a substrate such as Ti, also function as dissociating agents for the molecules in which the catalyst and atomic hydrogen are combined. Preferably, the dissociating agent has a high surface area such as Pt / Al 2 O 3 orPd / Al 2 O 3 .

H2 공급원은 또한 H2 기체를 흡수할 수 있다. 이 경우, 압력이 관측되고 조절된다. 이는 각각 K 또는 Cs 금속 및 LiNH2와 같은 촉매 및 촉매 공급원으로 가능한데, 이들은 고온 밸브의 사용을 허용하는 낮은 온도에서 휘발하기 때문이다. LiNH2은 또한 Li 셀의 필요한 작동 온도를 낮추고, 부식이 적어 필라멘트가 수소 해리제로 작용하는 플라즈마 및 필라멘트 셀의 케이스 내부를 통해 주입하는 것을 이용하여 장기 수명(long-duration) 작업을 허용한다.The H 2 source can also absorb H 2 gas. In this case, the pressure is observed and adjusted. This is possible with catalysts and catalyst sources such as K or Cs metal and LiNH 2 , respectively, because they volatilize at low temperatures, allowing the use of high temperature valves. LiNH 2 also allows long-duration operation by lowering the required operating temperature of the Li cell and injecting it through the interior of the plasma and filament cell case where the filaments act as a hydrogen dissociating agent because of the low corrosion.

*촉매로서 NaH를 갖는 기체 셀 수소 반응기의 추가의 실시예는 반응기 셀 내에 해리제 및 저장기 내에 Na를 갖는 필라멘트를 포함한다. H2는 저장기를 통해 주요 챔버로 흘러들어갈 수 있다. 전력은 기체 유속, H2 압력 및 Na 증기압을 조절함으로써 조절된다. 후자는 저장기 온도를 조절함으로써 조절될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 하이드리노 반응은 외부 히터로 가열함으로써 개시되며, H 원자는 해리제에 의해 공급된다. A further embodiment of a gaseous-cell hydrogen reactor with NaH as catalyst comprises a dissociation agent in the reactor cell and a filament with Na in the reservoir. H 2 can flow into the main chamber through the reservoir. Power is regulated by adjusting the gas flow rate, H 2 pressure and Na vapor pressure. The latter can be adjusted by adjusting the reservoir temperature. In yet another embodiment, the hydrino reaction is initiated by heating with an external heater, and the H atom is supplied by a dissociation agent.

본 발명은 또한 디하이드리노 분자 및 하이드리노 수소화물 화합물과 같은 본 발명의 결합 에너지가 증가된 수소 화합물을 생성하기 위한 그 외의 반응기에 관한 것이다. 촉매작용의 추가 생성물은 플라즈마, 빛 및 전력이다. 상기 반응기는 이후, "수소 반응기" 또는 "수소 셀"로 지칭된다. 상기 수소 반응기는 하이드리노를 만들기 위한 셀를 포함한다. 하이드리노를 만들기 위한 셀는 예를 들면, 기체 셀, 기체 방전 셀, 플라즈마 토치 셀 또는 마이크로파 전력 셀의 형태를 취할 수 있다. 이러한 예시적인 셀들은 Mills 선행 문헌에 개시되어 있고, 참조로 포함되어 있다. 이러한 각 셀는 수소 원자 공급원; 하이드리노를 만들기 위한 고체, 용융 또는 기체 촉매 중 적어도 어느 하나; 및 하이드리노를 만들기 위한 수소 및 촉매를 반응시키기 위한 용기를 포함한다. 본 명세세에 사용 및 고찰된 바와 같이, 용어 "수소"는 달리 특정하지 않는 한 프로테움(1H) 뿐만 아니라 중수소(deuterium)(2H) 및 삼중수소(tritium)(3H)를 포함한다. The present invention also relates to other reactors for producing hydrogen compounds with increased binding energy of the present invention such as dihydrino molecules and hydrino hydride compounds. Additional products of catalysis are plasma, light and power. The reactor is hereinafter referred to as a " hydrogen reactor " or " hydrogen cell &quot;. The hydrogen reactor comprises a cell for making hydrinos. The cell for making the hydrinos can take the form of, for example, a gas cell, a gas discharge cell, a plasma torch cell or a microwave power cell. These exemplary cells are disclosed in the Mills prior art document and are incorporated by reference. Each such cell comprises a hydrogen atom source; At least one of a solid, molten or gaseous catalyst for making hydrinos; And a vessel for reacting hydrogen and a catalyst for making the hydrinos. As used and discussed in this specification, the term "hydrogen" includes deuterium ( 2 H) and tritium ( 3 H) as well as proteases ( 1 H) .

수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기Hydrogen gas discharge power and plasma cell and reactor

본 발명의 수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기는 도 4A에 나타나있다. 도 4A의 수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기는 챔버(300)를 갖는 수소 기체로 채워진 글로우 방전 진공 용기(355)를 포함하는 기체 방전 셀(307)를 포함한다. 수소 공급원(322)은 수소 공급 경로(342)에 의한 조절 밸브(325)를 통해 챔버(300)로 수소를 공급한다. 촉매는 셀 챔버(300) 내에 함유된다. 전압 및 전류 공급원(330)은 전류가 양극(305) 및 음극(320) 사이를 통과하게 한다. 상기 전류는 가역적일 수 있다. The hydrogen gas discharge power and plasma cell and reactor of the present invention are shown in FIG. 4A. The hydrogen gas discharge power and plasma cell and reactor of FIG. 4A include a gas discharge cell 307 including a glow discharge vacuum vessel 355 filled with a hydrogen gas having a chamber 300. The hydrogen supply source 322 supplies hydrogen to the chamber 300 through the regulating valve 325 by the hydrogen supply path 342. The catalyst is contained in the cell chamber 300. The voltage and current source 330 allows current to pass between the anode 305 and the cathode 320. The current may be reversible.

일 실시예에 있어서, 양극(305)의 물질은 Fe, Dy, Be 또는 Pd와 같은 촉매 공급원일 수 있다. 수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기의 또 다른 실시예에 있어서, 용기(313)의 벽은 전도성이고 전극(305)을 대체하는 양극으로서 작용하고, 음극(320)은 스테인레스 스틸 중공 음극과 같이 가운데가 뚫려있을 수 있다. 방전은 촉매 공급원을 촉매로 증발시킬 수 있다. 수소 분자는 방전에 의해 해리되어 하이드리노 및 에너지를 생성하기 위한 수소 원자를 형성할 수 있다. 추가의 해리가 챔버 내 수소 해리제에 의해 일어날 수 있다. In one embodiment, the material of the anode 305 may be a catalyst source such as Fe, Dy, Be or Pd. In another embodiment of the hydrogen gas discharge power and plasma cell and reactor, the walls of the vessel 313 are conductive and serve as an anode to replace the electrode 305, and the cathode 320, like a stainless steel hollow cathode, May be open. The discharge can evaporate the catalyst source to the catalyst. The hydrogen molecule may dissociate by discharge to form hydrino and hydrogen atoms for generating energy. Additional dissociation can occur by in-chamber hydrogen dissociation.

기체상에서 촉매가 일어나는 수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기의 또다른 실시예는 조절가능한 기체 촉매를 이용한다. 하이드리노로 변환되기 위한 기체 수소 원자는 수소 분자 기체의 방전에 의해 제공된다. 기체 방전 셀(307)는 촉매 저장기(395)에서부터 반응 챔버(300)까지의 기체 촉매(350)의 통과를 위한 촉매 공급 경로(341)를 갖는다. 상기 촉매 저장기(395)는 반응 챔버(300)에 기체 촉매를 공급하기 위한 전력 공급원(372)을 갖는 촉매 저장기 히터(392)에 의해 가열된다. 전원공급 장치(372)에 의해 히터(392)를 조정하여 촉매 저장기(395)의 온도를 조절함으로써 촉매 증기압이 조절된다. 반응기는 또한 선택적 통풍 밸브(venting valve)(301)를 추가로 포함한다. 스테인레스 스틸, 텅스텐 또는 세라믹 보트와 같이 내화학적이고, 기체 방전 셀의 내부에 위치하는 개방 컨테이너는 촉매를 포함할 수 있다. 촉매보트 내 촉매는 관련 전원공급장치를 사용하는 보트 히터로 가열되어 기체촉매를 반응챔버로 제공할 수 있다. 대안적으로, 글로우 기체방전 셀는 보트 내의 촉매가 승화, 비등 또는 증발되어 기체상이 되도록 상승된 온도에서 작동된다. 촉매가 셀 내에서 응축되는 것을 막기 위하여, 상기 온도는 촉매 공급원, 촉매 저장기(395) 또는 촉매보트의 온도 이상으로 유지된다. Another embodiment of the hydrogen gas discharge power and plasma cell and reactor in which the catalyst takes place in the gas phase utilizes an adjustable gas catalyst. The gaseous hydrogen atoms to be converted to the hydrino are provided by the discharge of the hydrogen molecular gas. The gas discharge cell 307 has a catalyst supply path 341 for passing the gas catalyst 350 from the catalyst reservoir 395 to the reaction chamber 300. The catalyst reservoir 395 is heated by a catalyst reservoir heater 392 having a power supply 372 for supplying a gaseous catalyst to the reaction chamber 300. The catalyst vapor pressure is regulated by regulating the heater 392 by the power supply 372 to regulate the temperature of the catalyst reservoir 395. The reactor further comprises a selective venting valve (301). An open container that is chemically resistant, such as stainless steel, tungsten, or ceramic boat, and located within a gas discharge cell, may include a catalyst. The catalyst in the catalyst boat may be heated with a boat heater using an associated power supply to provide a gaseous catalyst to the reaction chamber. Alternatively, the glow gas discharge cell is operated at an elevated temperature such that the catalyst in the boat is sublimed, boiled, or evaporated to become a gaseous phase. To prevent the catalyst from condensing in the cell, the temperature is maintained above the temperature of the catalyst source, the catalyst reservoir 395, or the catalytic boat.

바람직한 일 실시예에 있어서, 촉매작용이 기체상에서 일어나고, 리튬이 촉매이며, 리튬 금속과 같은 리튬 원자 공급원 또는 LiNH2와 같은 리튬 화합물이 셀 온도를 약 300-1000℃의 범위로 유지함으로써 기체화된다. 보다 바람직하게는 셀가 약 500-750℃의 범위로 유지된다. 원자 및/또는 분자 수소 반응물은 대기압보다 낮은 압력, 바람직하게는 약 10 mTorr 내지 약 100 Torr의 범위로 유지된다. 가장 바람직하게는, 상기 압력은 리튬 금속 및 리튬 수소화물의 혼합물을 원하는 작동 온도에 유지된 셀내에 유지함으로써 결정된다. 상기 작동 온도 범위는 바람직하게는 300-1000℃의 범위이고, 가장 바람직하게는 상기 압력은 약 300-750℃의 작동 온도에 있는 셀로 달성된다. 상기 셀는 전원공급장치(385)에 의해 전력이 공급되는 도 4A의 (380)과 같은 히팅 코일에 의해 원하는 작동 온도로 조절될 수 있다. 두 개의 챔버를 분리하는 벽(313)을 통해 수소를 확산시킴으로써 세포에 수소가 공급될 수 있도록 셀는 내부 반응 챔버(300) 및 외부 수소 저장기(390)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 벽의 온도는 확산 속도를 조절하는 히터로 조절될 수 있다. 확산 속도는 수소 저장기 내의 수소 압력을 조절함으로써 추가로 조절될 수 있다. In a preferred embodiment, the catalysis takes place in the gas phase, lithium is the catalyst, and a lithium atom source such as lithium metal or a lithium compound such as LiNH 2 is gasified by maintaining the cell temperature in the range of about 300-1000 ° C . More preferably the cell is maintained in the range of about 500-750 &lt; 0 &gt; C. The atomic and / or molecular hydrogen reactant is maintained at a pressure below atmospheric pressure, preferably in the range of about 10 mTorr to about 100 Torr. Most preferably, the pressure is determined by maintaining a mixture of a lithium metal and a lithium hydride in a cell maintained at a desired operating temperature. The operating temperature range is preferably in the range of 300-1000 ° C, and most preferably the pressure is achieved in a cell at an operating temperature of about 300-750 ° C. The cell can be regulated to a desired operating temperature by a heating coil, such as 380 of Figure 4A, powered by a power supply 385. [ The cell may further include an inner reaction chamber 300 and an outer hydrogen reservoir 390 so that hydrogen can be supplied to the cells by diffusing the hydrogen through the wall 313 separating the two chambers. The temperature of the wall can be controlled by a heater that adjusts the diffusion rate. The diffusion rate can be further controlled by adjusting the hydrogen pressure in the hydrogen reservoir.

본 발명의 플라즈마 셀의 일 실시예는 Li 및 LiNH2와 같은 반응물을 재생시킨다. 일 실시예에 있어서, 수식 (32) 및 (37)에 의해 주어진 반응이 일어나 하이드리노 생산으로 인해 방출된 상당한 초과량의 에너지를 갖는 하이드리노 반응물, Li 및 H를 생성한다. 그리고 나서, 생성물이 수소 공급원에 의해 수소화된다. LiH가 형성되는 경우, 저에너지 수소 촉매 반응물을 생성하는 일 반응이 수식 (66)에 나타나 있다. 이는 수소 플라즈마 셀 내의 양극 영역에서와 같이 플라즈마 셀 내의 반응 영역 내에 위치한 반응물로 달성될 수 있다. 상기 반응은 LiH + e- -> Li 및 H- (30)일 수 있고, 그 후, Li2NH+H- -> Li + LiNH2 (31) 반응이 어느 정도 일어나 Li + LiNH2의 정상 상태(steady-state) 수준을 유지할 수 있다. 상기 압력, 전자 밀도, 및 에너지는 하이드리노 반응물인 Li+LiNH2.을 생성하기 위하여 최대 또는 원하는 정도의 반응을 달성하도록 조절될 수 있다.One embodiment of the plasma cell of the present invention regenerates reactants such as Li and LiNH 2 . In one embodiment, the reaction given by equations (32) and (37) takes place to produce the hydrino reactants, Li and H, with a significant excess of energy released due to hydrino production. The product is then hydrogenated by a hydrogen source. When LiH is formed, one reaction to produce a low-energy hydrogen-catalyzed reactant is shown in equation (66). This can be accomplished with a reactant located within the reaction zone within the plasma cell, such as in the anode region within the hydrogen plasma cell. The reaction is LiH + e- - may be 30, and thereafter, Li 2 NH + H - - > Li and H -> Li + LiNH 2 ( 31) the reaction is somewhat up in the normal state Li + LiNH 2 (steady-state) level. The pressure, electron density, and energy may be adjusted to achieve a maximum or desired reaction to produce the hydrinot reactant Li + LiNH 2 .

일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 플라즈마 반응 동안 교반 또는 혼합된다. 본 발명의 플라즈마 재생 시스템 및 방법의 추가 실시예에 있어서, 셀는 가열된 평-바닥 스테인레스 스틸 플라즈마 챔버를 포함한다. LiH 및 Li2NH는 용융된 Li 혼합물을 포함한다. 스테인레스 스틸은 자성이 없기 때문에, 평-바닥 플라즈마 반응기에 설치된 교반 모터에 의해 구동되는 스테인레스 스틸이 코팅된 교반바로 액체 혼합물이 교반될 수 있다. Li-금속 혼합물은 양극으로 작용할 수 있다. LiH의 Li로의 환원 및 H-+Li2NH의 Li 및 LiNH2로의 추가 반응은 생성물의 XRD 및 FTIR에 의해 감시될 수 있다. Li, LiNH2, Li2NH, Li3N, LiNO3, LiX, NH4X(Xisahalide), NH3, 및 H2의 군의 종을 포함하는 반응 혼합물을 갖는 시스템의 또 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 시약의 첨가 및 플라즈마 재생에 의해 상기 반응물 중 적어도 어느 하나가 재생된다. 플라즈마는 NH3 및H2. 와 같은 기체 중 어느 하나일 수 있다. 플라즈마는 그 자리에(반응 셀 내에) 또는 반응 셀와 연통하는 외부 셀 내에 유지될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, K, Cs, 및 Na는 Li을 대체하며, 여기서, 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In one embodiment, the mixture is stirred or mixed during the plasma reaction. In a further embodiment of the plasma regeneration system and method of the present invention, the cell comprises a heated, flat-bottomed stainless steel plasma chamber. LiH and Li 2 NH include Li molten mixture. Since stainless steel is not magnetic, the stainless steel coated stirrer driven by a stirring motor installed in a flat-bottom plasma reactor can immediately stir the liquid mixture. The Li-metal mixture can act as an anode. Reduction of LiH to Li and the further reaction of H & lt ; + &gt; Li 2 NH with Li and LiNH 2 can be monitored by XRD and FTIR of the product. In another embodiment of Li, LiNH 2, Li 2 NH , Li 3 N, LiNO 3, LiX, NH 4 X (Xisahalide), NH 3, and H system with a reaction mixture containing a species of a group of 2 , At least one of the reactants is regenerated by addition of one or more reagents and by plasma regeneration. Plasma is NH 3 and H 2 . Or the like. Plasma can be held in place (in the reaction cell) or in an external cell that communicates with the reaction cell. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, where the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

촉매 압력을 원하는 수준으로 유지하기 위해서, 수소 공급원처럼 투과를 갖는 셀가 밀봉될 수 있다. 대안적으로, 반응 기체 혼합물과 접촉하는 밸브가 원하는 온도에서 유지되도록 각 출입부 또는 배출부에 고온 밸브를 추가로 포함한다. To keep the catalyst pressure at a desired level, a cell having permeation, such as a hydrogen source, can be sealed. Alternatively, a high temperature valve is additionally included in each inlet or outlet so that the valve in contact with the reactant gas mixture is maintained at the desired temperature.

플라즈마 셀 온도는 셀를 절연시키고 히터(380)로 보충적 히터 전력을 공급함으로써 광범위하게 독립적으로 조절될 수 있다. 따라서, 촉매 증기압은 플라즈마 전력과 독립적으로 조절될 수 있다.The plasma cell temperature can be adjusted independently and broadly by isolating the cell and supplying supplemental heater power to the heater 380. Thus, the catalyst vapor pressure can be adjusted independently of the plasma power.

방전 전압은 약 100 내지 10,000 볼트의 범위이다. 전류는 원하는 볼트에서 임의의 원하는 범위 내에 있을 수 있다. 나아가, 플라즈마는 본 명세서에 참조로 포함된 PCT/US04/10608 (발명의 명칭: "Pulsed Plasma Power Cell and Novel Spectral Lines")과 같은 Mills 선행 문헌에 개시된 바와 같이 펄스형일 수 있다.The discharge voltage is in the range of about 100 to 10,000 volts. The current may be within any desired range at the desired bolt. Further, the plasma may be pulsed as disclosed in the Mills prior art, such as PCT / US04 / 10608 (entitled "Pulsed Plasma Power Cell and Novel Spectral Lines"), which is incorporated herein by reference.

질화붕소(Boron nitride)는 플라즈마 셀의 피드 스루(feed-through)를 포함할 수 있는데, 상기 물질이 Li 증기에 안정적이기 때문이다. 결정질 또는 투명 알루미나(alumina)가 본 발명의 다른 안정적인 피드 스루 물질이다. Boron nitride may include a feed-through of the plasma cell because the material is stable to Li vapor. Crystalline or transparent alumina is another stable feed-through material of the present invention.

고체 연료 및 수소 촉매 반응기Solid fuel and hydrogen catalytic reactors

기체 상태의 금속은 이원자 공유 분자를 포함한다. 본 발명의 목적은 K 및 Cs 뿐만 아니라 Li과 같은 원자촉매 및 분자촉매 NaH를 제공하는 것이다. 따라서, 고체-연료의 일 실시예에 있어서, 반응물은 알로이, 복합체 또는 금속 촉매 M과 가역적으로 형성하고 분해되거나 반응하여 Li과 같은 기체촉매를 제공하는 복합체의 공급원을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 촉매 공급원 및 수소 원자 공급원 중 적어도 어느 하나는 반응하여 촉매 및 원자 수소 중 적어도 어느 하나를 형성하는 적어도 하나의 반응물을 추가로 포함한다. 일 실시예에 있어서, 공급원은 LiNH2와 같은 아마이드 중 적어도 어느 하나, Li2NH와 같은 이미드, Li3N와 같은 질화물(nitride), 및 NH3를 갖는 촉매 금속 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 및 기타 실시예들은 infra.에 주어져 있는데, 여기서, 추가적으로 K, Cs, 및 Na는 Li을 대체할 수 있고, 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다. The gaseous metal comprises a divalent covalent molecule. It is an object of the present invention to provide K and Cs as well as atomic catalysts such as Li and molecular catalyst NaH. Thus, in one embodiment of the solid-fuel, the reactant comprises a source of a complex that reversibly forms and decomposes or reacts with the alloy, complex or metal catalyst M to provide a gaseous catalyst such as Li. In yet another embodiment, at least one of the catalyst source and the hydrogen atom source further comprises at least one reactant to form at least one of a catalyst and an atomic hydrogen. In one embodiment, the source comprises at least one of an amide such as LiNH 2 , an imide such as Li 2 NH, a nitride such as Li 3 N, and a catalytic metal with NH 3 . These and other embodiments are given in infra. Where further K, Cs, and Na can replace Li, and the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

본 발명은 대기압보다 낮거나, 동등하거나 높은 압력을 포함하도록 제작되고 배열된 반응 용기를 포함하는 에너지 반응기, 용기와 연통하는, 화학적으로 수소 원자를 생성하기 위한 수소 원자 공급원, 용기와 연통하는, 리튬 원자, 세슘 원자, 칼륨 원자 및 NaH 분자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 촉매 공급원을 포함하고, 추가로 저에너지 수소화물과 결합하거나 반응하기 위한 이온 화합물의 공급원과 같이 게터를 포함할 수 있다. 촉매 및 반응물 수소원자의 공급원은 연속적으로 또는 배치(batch)식으로 셀 내부 또는 외부에서 재생되는 고체 연료를 포함할 수 있으며, 여기서, H 촉매작용이 일어나고 하이드리노가 형성되도록 물리적 공정이나 화학적 반응이 공급원으로부터 촉매 및 H를 생성한다. 따라서, 본 발명의 하이드리노 반응물의 실시예는 고체 연료를 포함하고, 바람직한 실시예는 재생될 수 있는 고체 연료를 포함한다. 고체 연료는 스페이스 및 공정 가열, 전기 생성, 동력 분야, 추진체(propellant), 및 당해 기술분야에서 기술을 가진 자에게 잘 알려진 기타 적용분야 범위의 다양한 분야에 사용될 수 있다.The present invention relates to an energy reactor comprising an energy reactor comprising a reaction vessel constructed and arranged to contain a pressure lower than, equal to or higher than atmospheric pressure, a hydrogen atom source for chemically producing a hydrogen atom in communication with the vessel, A catalyst source comprising at least one of an atom, a cesium atom, a potassium atom and a NaH molecule, and may further comprise a getter, such as a source of an ionic compound for binding or reacting with a low energy hydride. Catalysts and Reactants The source of hydrogen atoms can include solid fuels that are continuously or batch regenerated inside or outside the cell where the H catalysis and the physical process or chemical reaction to form hydrinos Catalyst and H from the source. Thus, embodiments of the hydrino reactants of the present invention include a solid fuel, and preferred embodiments include a solid fuel that can be regenerated. Solid fuels may be used in a variety of applications, including space and process heating, electricity generation, power generation, propellant, and other applications that are well known to those skilled in the art.

도 3A 및 4A에 나타낸 바와 같은 본 발명의 기체 셀 또는 플라즈마 셀는 공급원으로부터 촉매 및 H를 형성하기 위한 수단을 포함한다. 고체-연료 실시예에 있어서, 셀는 화학적 또는 물리적 공정을 개시할 때 촉매 및 H를 제공하기 위하여 반응물을 추가로 포함한다. 상기 공정은 가열 또는 플라즈마 반응과 같은 수단에 의해 개시된다. 바람직하게는, 하이드리노 생성을 유지하기 위한 외부 전력의 요구도는 하이드리노를 생성하는 H 촉매 반응의 큰 전력에 비하면 낮거나 거의 없다. 반응물은 반응 및 재생을 위한 순 방출 에너지로 재생될 수 있다. The gas cell or plasma cell of the present invention as shown in Figures 3A and 4A includes means for forming a catalyst and H from a source. In a solid-fuel embodiment, the cell further comprises a reactant to provide a catalyst and H when initiating a chemical or physical process. The process is initiated by means such as heating or plasma reaction. Preferably, the need for external power to maintain hydrinogenation is low or very low compared to the large power of the H catalytic reaction that produces hydrinos. Reactants can be regenerated with net emission energy for reaction and regeneration.

다른 실시예에 있어서, 도 3A에 나타나 있는 반응기는 고체 연료 반응기를 포함하며, 여기서, 반응 혼합물은 촉매공급원 및 수소 공급원을 포함한다. 상기 반응 혼합물은 반응물의 흐름을 공급함으로써 그리고 대응 생성물 혼합물로부터 생성물을 제거함으로써 재생될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 반응 용기(207)는 진공 또는 대기압과 같거나 대기압보다 큰 압력을 함유할 수 있는 챔버(200)를 갖는다. 기체 시약(221)처럼 적어도 하나 이상의 시약 공급원이 챔버와 연통하고 있고, 적어도 하나 이상의 시약 공급 경로(242)를 통하여 챔버로 시약을 전달한다. 제어기(222)는 시약의 압력과 시약 공급 경로(242)를 통한 용기로의 시약의 흐름을 조절하기 위해 배치된다. 진공 펌프(256)는 진공 라인(257)을 통해 챔버를 비우기 위해 사용된다. 대안적으로, 라인(257)은 반응기로부터 물질을 제거하는 생성물 경로 라인과 같은 적어도 어느 하나의 배출부를 대표한다. 상기 반응기는 고체 연료 화학 및 하이드리노 형성 촉매 반응을 개시하는 원하는 온도로 반응물을 올리기 위한 히터(230)와 같은 열 공급원을 추가로 포함한다. 일 실시예에 있어서, 온도는 약 50 내지 1000℃의 범위, 바람직하게는 약 100-600℃의 범위이고, 적어도 Li/N-알로이 시스템을 포함하는 반응물의 경우, 원하는 온도는 100-500℃의 범위이다. In another embodiment, the reactor shown in Figure 3A comprises a solid fuel reactor, wherein the reaction mixture comprises a catalyst source and a hydrogen source. The reaction mixture can be regenerated by feeding the flow of reactant and removing the product from the corresponding product mixture. In one embodiment, the reaction vessel 207 has a chamber 200 that can contain a vacuum or atmospheric pressure equal to or greater than atmospheric pressure. At least one reagent source, such as a gaseous reagent 221, is in communication with the chamber and delivers the reagent to the chamber through at least one reagent supply path 242. The controller 222 is arranged to regulate the pressure of the reagent and the flow of the reagent through the reagent supply path 242 to the vessel. A vacuum pump 256 is used to evacuate the chamber through the vacuum line 257. Alternatively, line 257 represents at least one outlet, such as a product path line that removes material from the reactor. The reactor further comprises a source of heat, such as a heater 230 for raising the reactants to a desired temperature to initiate solid fuel chemistry and hydrino formation catalysis. In one embodiment, the temperature is in the range of about 50 to 1000 占 폚, preferably about 100 to 600 占 폚, and for reactants comprising at least the Li / N-Alloy system, the desired temperature is 100 to 500 占 폚 Range.

셀는 수소 기체의 수소 원자를 형성하는 수소 기체 공급원 및 해리제를 추가로 포함할 수 있다. 용기는 리튬 원자와 같은 원자 촉매 공급원 및 수소 원자 공급원 중 적어도 하나 이상을 생성하기 위한 용기와 연통하는 수소 공급원(221)를 추가로 포함할 수 있다. 수소 공급원은 수소 기체일 수 있다. H2 기체는 수소 저장기(290)로부터 수소 라인(242)에 의해 또는 투과에 의해 공급될 수 있다. 예시적인 재생 반응에 있어서, 리튬 원자 및 원자 수소의 공급원은 수식 (66-71)에 따른 수소 첨가에 의해 재생될 수 있다. 대안적인 재생 반응의 제1단계는 수식 (69)에 주어질 수 있다. The cell may further comprise a hydrogen gas source and a dissociation agent to form hydrogen atoms of the hydrogen gas. The vessel may further comprise a hydrogen source (221) in communication with a vessel for producing at least one of an atomic catalyst source such as a lithium atom and a hydrogen atom source. The hydrogen source may be hydrogen gas. H 2 gas may be supplied by hydrogen line 242 from hydrogen reservoir 290 or by permeation. In an exemplary regeneration reaction, the source of lithium atoms and atomic hydrogen may be regenerated by hydrogenation according to equation (66-71). The first step of the alternative regeneration reaction can be given in equation (69).

일 실시예에 있어서, 셀 크기 및 물질은 높은 작동 온도가 기록되는 그런 것이다. 셀는 바람직한 작동 온도를 달성하기 위하여 전력 배출부에 맞추어 적절히 제작될 수 있다. 셀 제작을 위한 고온 물질은 니오븀 및 하스톨로이(Hastalloy)와 같은 고온 스테인레스 스틸이다. H2 공급원은 LiNH2와 반응하지 않지만 매우 높은 온도에서 H만을 방출하는 내부 금속 수소화물일 수 있다. 또한, 수소화물이 LiNH2와 반응하는 경우, 셀 내 열린 또는 닫힌 용기 내에 둠으로써 Li 및 LiNH2와 같은 시약과 분리될 수 있다. 투과에 의해 H2를 공급하는 셀 설계는 수소 원자가 고온에서 투과해나가는 밀봉된 용기내에 배치된 내부 금속 수소화물을 포함하는 것이다. In one embodiment, the cell size and material are such that high operating temperatures are recorded. The cell may be suitably fabricated to fit the power outlet to achieve the desired operating temperature. High temperature materials for cell fabrication are high temperature stainless steel such as niobium and Hastalloy. The H 2 source may be an internal metal hydride that does not react with LiNH 2 but releases only H at very high temperatures. In addition, the number of the hydride can be separated from the reagent, such as Li and LiNH 2 When the reaction LiNH 2, by placing in a cell in an open or a closed container. The cell design that supplies H 2 by permeation includes an inner metal hydride disposed in a sealed vessel where hydrogen atoms permeate at high temperatures.

반응기는, 크기와 같은 물리적 특성의 차이에 의해 기계적으로 분리하는 체와 같이 생성 혼합물의 성분들을 분리하는 수단을 추가로 포함할 수 있다. 반응기는 상 변화 또는 반응 차이에 근거하여 하나 이상의 성분을 분리하는 수단을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 상 변화는 히터를 이용하여 용융시키는 것을 포함하며, 액체는 중력 여과, 압화 기체를 이용한 여과, 및 원심분리와 같이 기술분야에 공지된 수단들에 의해 고체로부터 분리된다. 상기 반응은 수소화물 분해와 같은 분해를 포함할 수 있으며, 상기 분리는 각각 대응 금속을 녹인 후, 이를 분리함으로써 또는 기계적으로 수소화물을 분리함으로써 수행될 수 있다. 후자는 체거르기에 의해 달성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상변화 또는 반응은 바람직한 반응물 또는 중간체를 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 임의의 바람직한 분리 단계를 포함하는 재생은 반응기 내부 또는 외부에서 일어날 수 있다. The reactor may further comprise means for separating the components of the product mixture, such as a sieve that mechanically separates by a difference in physical properties, such as size. The reactor may further comprise means for separating one or more components based on a phase change or reaction difference. In one embodiment, the phase change comprises melting using a heater, wherein the liquid is separated from the solid by means known in the art, such as gravity filtration, filtration through a pressurized gas, and centrifugation. The reaction may involve decomposition, such as decomposition of the hydride, which may be carried out by dissolving the corresponding metal respectively, separating them, or mechanically separating the hydrides. The latter can be achieved by sieving. In one embodiment, the phase change or reaction may produce the desired reactants or intermediates. In an embodiment, regeneration, including any desired separation step, may occur within or outside the reactor.

화학 반응기Chemical reactor

*본 발명의 화학 반응기는 MX(여기서, M은 알칼리 금속이고, X는 할로겐화물임)와 같은 무기 화합물의 공급원을 추가로 포함한다. 수소화물에 추가로, 무기 화합물은 알칼리 또는 수산화물, 산화물, 탄산염, 황산염, 인산염, 붕산염, 및 규산염과 같은 알칼리토 염(기타 적합한 무기 화합물은 본 명세서에 참조로 포함된, D. R. Lide, CRC Hand book of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp.4-45 to 4-97에 제시되어 있음)일 수 있다. 무기 화합물은 생성물 축적 및 이로 인한 역반응을 막음으로써 전력을 생산하거나 또는 기타 생성물 억제에 있어 게터로 추가로 작용할 수 있다. 바람직한 Li 화학적-타입의 전력 셀는 약 760 Torr H2 및 약 700+℃에서 작동하는 수소 셀 내에 Li, LiNH2, LiBr 또는 LiI 및 R-Ni를 포함한다. 바람직한 NaH 화학적-타입의 전력 셀는 약 760 Torr H2 및 약 700+℃에서 작동하는 수소 셀 내에 Na, NaX (X는 할로겐화물, 바람직하게는 Br 또는 I임) 및 R-Ni를 포함한다. 셀는 중 적어도 어느 하나를 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 K 화학적-타입 전력 셀는 약 760 Torr H2 및 약 700+℃에서 작동하는 수소 셀 내에 K, KI, 및 Ni 스크린 또는 R-Ni 해리제를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 H2 압력 범위는 약 1 Torr 내지 105 Torr이다. 바람직하게는 수소는 약 760-1000 Torr 범위에 유지된다. LiHBr 및 LiHI와 같은 LiHX는 일반적으로 약 450-550℃의 온도 범위에서 합성되지만, 존재하는 LiH과 보다 낮은 온도(~350℃)에서 작동될 수 있다. NaHBr 및 NaHI와 같은 NaHX는 일반적으로 약 450-550℃의 온도 범위에서 합성된다. KHI와 같은 KHX는 약 450-550℃의 온도 범위에서 합성된다. NaHX 및 KHX 반응기의 실시예에 있어서, NaH 및 K는 촉매 저장기와 같은 공급원으로부터 공급되는데, 여기서, 셀 온도는 촉매 저장기보다 높은 수준에서 유지된다. 바람직하게는, 셀는 약 300-500℃의 온도 범위에서 유지되고, 상기 저장기는 약 50 내지 200℃ 이하의 온도 범위에서 유지된다.The chemical reactor of the present invention further comprises a source of inorganic compounds such as MX, where M is an alkali metal and X is a halide. In addition to the hydrides, inorganic compounds include alkali earth salts such as alkali or hydroxides, oxides, carbonates, sulphates, phosphates, borates and silicates (other suitable inorganic compounds are described in DR Lide, CRC Handbook for example, in Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp.4-45 to 4-97. Inorganic compounds can additionally act as getters to produce power or to inhibit other products by preventing product accumulation and the adverse reaction thereto. Preferred Li chemical- include Li, LiNH 2, LiBr or LiI and R-Ni in the type of power selneun hydrogen cell operating at about 760 Torr H 2 and about 700 + ℃. Preferred NaH chemical- and Na, NaX in the hydrogen cell operating at power selneun about 760 Torr H 2 and about + 700 ℃ of type (X is a halogen the cargo, being preferably Br or I) and include the R-Ni. The cell may further include at least one of the cells. Preferred chemical K-type and power selneun including K, KI, and Ni screen or R-Ni in the hydrogen dissociation the cell operating at about 760 Torr H 2 and about 700 + ℃. In one embodiment, the H 2 pressure range is from about 1 Torr to 10 5 Torr. Preferably, the hydrogen is maintained in the range of about 760-1000 Torr. LiHX, such as LiHBr and LiHI, is generally synthesized in the temperature range of about 450-550 DEG C, but can be operated at a lower temperature (~ 350 DEG C) with existing LiH. NaHBr and NaHI are generally synthesized in the temperature range of about 450-550 &lt; 0 &gt; C. KHX, such as KHI, is synthesized in the temperature range of about 450-550 ° C. In the NaHX and KHX reactor embodiments, NaH and K are supplied from a source such as a catalyst reservoir wherein the cell temperature is maintained at a higher level than the catalyst reservoir. Preferably, the cell is maintained at a temperature in the range of about 300-500 &lt; 0 &gt; C, and the reservoir is maintained in a temperature range of about 50 to 200 &lt; 0 &gt; C or less.

촉매로서 NaH를 갖는 수소 반응기의 또 다른 실시예는 전력 및 NaHX(여기서, H는 결합 에너지가 증가된 수소이고, X는 할로겐화물임)와 같은 결합 에너지가 증가된 수소 화합물의 생성을 위한 플라즈마 토치를 포함한다. NaF, NaCl, NaBr, NaI 중 적어도 어느 하나는 H2 또는 He/H2 또는 Ar/H2와 같은 희가스(noble gas)/수소 혼합물과 같은 플라즈마 기체 내에 분무될 수 있다. Another embodiment of a hydrogen reactor having NaH as the catalyst is a plasma torch for the generation of hydrogen compounds with increased binding energy such as power and NaHX where H is hydrogen with increased binding energy and X is a halide. . At least one of NaF, NaCl, NaBr, NaI may be sprayed in a plasma gas such as rare gas (noble gas) / hydrogen mixture such as H 2 or He / H 2 or Ar / H 2.

일반 고체 연료 화학General Solid Fuel Chemistry

본 발명의 반응 혼합물은 촉매 또는 촉매 공급원 및 수소 원자 또는 원자 수소 (H) 공급원을 포함하며, 이때 상기 촉매와 수소 원자 중 적어도 하나는 하나 이상의 반응 혼합물 종 또는 둘 이상의 반응 혼합물 종 간의 화학 반응에 의해 방출된다. 바람직하게는, 상기 반응은 가역적이다. 바람직하게는, 상기 방출된 에너지는 촉매와 반응물 수소의 형성 반응의 엔탈피보다 더 크고, 상기 반응 혼합물의 반응물이 재생되어 재순환되는 경우, 바람직하게는, 식 (1)에 의해 주어진 생성물 H 상태의 큰 형성 에너지로 말미암아 반응과 재생의 사이클에 걸쳐 순 에너지를 방출한다. 상기 종은 원소, 알로이 또는 화합물 예컨대 분자 또는 유기 화합물 중 하나 이상일 수 있고, 이때 각각은 상기 반응기 내의 반응물 또는 생성물 중 하나 이상일 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 종은 수소와 촉매 중 적어도 하나와 함께 알로이 또는 화합물 예컨대 분자 또는 유기 화합물을 형성할 수 있다. 상기 하나 이상의 반응 혼합물 종은 하나 이상의 반응 생성물 종을 형성하여, H 또는 유리 촉매의 방출 에너지가 상기 반응 생성물 종의 형성이 없는 경우보다 상대적으로 낮아지게 된다. 상기 반응물이 촉매 및 원자 수소를 제공하여 식 (1)로 주어지는 에너지 준위를 갖는 상태를 형성하는 실시양태에서, 상기 반응물은 고체, 액체(용융 상태를 포함함) 및 기체 반응물 중 하나 이상을 포함한다. 상기 촉매 및 원자 수소를 형성하여 식 (1)로 주어진 에너지 준위를 갖는 상태를 형성하기 위한 반응은 상기 고체, 액체(용융 상태를 포함함) 및 기체 상 중 하나 이상에서 일어난다. 본원에 제시된 예시적인 고체-연료 반응은 확실히 제한적인 것으로 의미되지 않는바, 추가적인 시약을 포함하는 다른 반응 역시 본 발명의 범위 내에 든다는 점에서 그러하다.The reaction mixture of the present invention comprises a catalyst or a catalyst source and a hydrogen atom or an atomic hydrogen (H) source, wherein at least one of the catalyst and the hydrogen atom is reacted by a chemical reaction between one or more reaction mixture species or two or more reaction mixture species . Preferably, the reaction is reversible. Preferably, the released energy is greater than the enthalpy of the formation reaction of the catalyst and the reactant hydrogen, and preferably when the reactant of the reaction mixture is regenerated and recycled, preferably the product H of the product H given by equation (1) Formation energy releases net energy over the course of the reaction and regeneration. The species may be one or more of an element, an alloy or a compound such as a molecule or an organic compound, each of which may be one or more of the reactants or products in the reactor. In one embodiment, the species may form an alloy or compound such as a molecule or an organic compound with at least one of hydrogen and a catalyst. The at least one reaction mixture species forms one or more reaction product species such that the release energy of H or free catalyst is relatively lower than in the absence of formation of the reaction product species. In embodiments where the reactant provides a catalyst and atomic hydrogen to form a state having an energy level given by equation (1), the reactant includes at least one of solid, liquid (including molten) and gaseous reactants . The reaction to form the catalyst and the atomic hydrogen to form a state having the energy level given by equation (1) occurs in at least one of the solid, liquid (including molten state) and gas phase. The exemplary solid-fuel reactions presented herein are not meant to be strictly limiting, as other reactions, including additional reagents, are also within the scope of the present invention.

한 실시양태에서, 상기 반응 생성물 종은 상기 촉매 및 수소 또는 이들의 공급원 중 하나 이상의 알로이 또는 화합물이다. 한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물 종은 촉매 수소화물이고 상기 반응 생성물 종은 비교적 낮은 수소 함량을 갖는 촉매 알로이 또는 화합물이다. 상기 촉매의 수소화물로부터 H를 방출하는 에너지는 하나 이상의 또 다른 종 예컨대 원소 또는 제 1 화합물과 함께 알로이 또는 제 2 화합물의 형성으로 낮아질 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 촉매는 Li, K, Cs 및 NaH 분자 중 하나이고, 상기 수소화물은 LiH, KH, CsH 및 NaH 중 하나이고, 상기 하나 이상의 다른 원소는 M(촉매), Al, B, Si, C, N, Sn, Te, P, S, Ni, Ta, Pt 및 Pd의 군 중에서 선택된다. 상기 제 1 및 제 2 화합물은 H2, H2O, NH3, NH4X(X는 반대이온 예컨대 할라이드이고, 다른 음이온은 문헌[D.R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp.4-45 to 4-97]에 주어져 있으며, 이를 본원에 참고로 인용한다), MX, MNO3, MAlH4, M3AlH6, MBH4, M3N, M2NH 및 MNH2의 군 중에서 하나일 수 있고, 이때 M은 촉매일 수 있는 알칼리 금속이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 촉매 원소 외 다른 하나 이상의 원소를 포함하는 수소화물은 가역적 분해에 의해 H를 방출한다.In one embodiment, the reaction product species is at least one of the catalyst and hydrogen or a source thereof. In one embodiment, the reaction mixture species is a catalytic hydride and the reaction product species is a catalytic alloy or compound having a relatively low hydrogen content. The energy that releases H from the hydride of the catalyst may be lowered by the formation of an alloy or a second compound with one or more other species such as an element or a first compound. In one embodiment, the catalyst is one of Li, K, Cs and NaH molecules, and the hydride is one of LiH, KH, CsH and NaH and the at least one other element is selected from the group consisting of M (catalyst) Si, C, N, Sn, Te, P, S, Ni, Ta, Pt and Pd. Wherein the first and second compounds are selected from the group consisting of H 2 , H 2 O, NH 3 , NH 4 X where X is a counterion such as halide and the other anions are described in DR Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press , Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), are given in pp.4-45 to 4-97], and incorporated by reference herein), MX, MNO 3, MAlH 4, M 3 AlH 6, MBH 4 , M 3 N, M 2 NH and MNH 2 , where M is an alkali metal which may be a catalyst. In another embodiment, the hydride comprising at least one element other than the catalytic element releases H by reversible decomposition.

하나 이상의 반응 혼합물 종은 하나 이상의 반응 생성물 종을 형성하여 유리 촉매 방출 에너지가 반응 생성물 종의 형성이 없는 경우보다 상대적으로 낮아지게 할 수 있다. 반응 종 예컨대 알로이 또는 화합물은 가역적 반응 또는 분해에 의해 유리 촉매를 방출할 수 있다. 또한, 상기 유리 촉매를, 하나 이상의 다른 종 예컨대 원소 또는 제 1 화합물을 사용하여 촉매 공급원의 가역적 반응에 의해 형성하여 알로이 또는 제 2 화합물과 같은 종을 형성할 수 있다. 상기 원소 또는 알로이는 M(촉매 원자), H, Al, B, Si, C, N, Sn, Te, P, S, Ni, Ta, Pt 및 Pd 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 화합물은 H2, NH3 및 NH4X의 군 중에서 하나일 수 있으며, 이때 M은 촉매일 수 있는 알칼리 금속이다. 상기 촉매는 Li, K 및 Cs 원자, 및 NaH 분자 중에서 하나일 수 있다. 상기 촉매 공급원은 M-M 예컨대 LiLi, KK, CsCs 및 NaNa일 수 있다. H 공급원은 MH 예컨대 LiH, KH, CsH 또는 NaH일 수 있다.One or more reaction mixture species may form one or more reaction product species such that the free catalyst release energy is relatively lower than in the absence of formation of reaction product species. The reactive species such as alloys or compounds can release the free catalyst by reversible reaction or decomposition. In addition, the free catalyst can be formed by reversible reaction of the catalyst source with one or more other species such as elements or first compounds to form species such as alloys or second compounds. The element or alloy may include at least one of M (catalytic atom), H, Al, B, Si, C, N, Sn, Te, P, S, Ni, Ta, Pt and Pd. The first and second compounds may be one of the group of H 2 , NH 3 and NH 4 X, wherein M is an alkali metal which may be a catalyst. The catalyst may be one of Li, K and Cs atoms, and NaH molecules. The catalyst source may be MM, such as LiLi, KK, CsCs, and NaNa. The H source may be MH, such as LiH, KH, CsH or NaH.

Li 촉매는 알로이화되거나 또는 반응하여 하나 이상의 다른 원소 또는 화합물을 갖는 화합물을 형성하여 LiH로부터 H, 또는 LiH 및 LiLi 분자들로부터 Li 방출에 대한 에너지 장벽을 낮출 수 있다. 또한, 상기 알로이 또는 화합물은 추가적인 반응 종과의 분해 또는 반응에 의해 H 또는 Li를 방출할 수 있다. 상기 알로이 또는 화합물은 LiAlH4, Li3AlH6, LiBH4, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX 및 LiNO3의 군 중에서 하나 이상일 수 있다. 상기 알로이 또는 화합물은 Li/Ni, Li/Ta, Li/Pd, Li/Te, Li/C, Li/Si 및 Li/Sn 중에서 하나 이상일 수 있으며, 이때 Li와 상기 알로이 또는 화합물 중 임의의 다른 원소 간의 당량비 변화에 따라 Li 및 H를 최적으로 방출할 수 있고, 이는 그 후 촉매 반응 동안 반응하여 비교적 낮은 에너지 상태의 수소를 형성한다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 상기 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.The Li catalyst can be allayed or reacted to form compounds with one or more other elements or compounds to lower the energy barrier to Li release from LiH, or LiH and LiLi molecules. In addition, the alloy or compound may release H or Li by decomposition or reaction with additional reactive species. The alloy or compound may be one or more of the group of LiAlH 4 , Li 3 AlH 6 , LiBH 4 , Li 3 N, Li 2 NH, LiNH 2 , LiX and LiNO 3 . The alloy or compound may be at least one of Li / Ni, Li / Ta, Li / Pd, Li / Te, Li / C, Li / Si and Li / Sn, The Li and H can be released optimally according to the change of the equivalence ratio between hydrogen and hydrogen, which then reacts during the catalytic reaction to form hydrogen in a relatively low energy state. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

한 실시양태에서, 상기 알로이 또는 화합물은 화학식 MxEy를 가지며, 이때 M은 촉매 예컨대 Li, K 또는 Cs이거나 또는 Na이고, E는 다른 원소이고,×및 y는 당량비를 나타낸다. M 및 Ey는 임의의 바람직한 몰 비일 수 있다. 한 실시양태에서, x는 1 내지 50 범위이고, y는 1 내지 50 범위이고, 바람직하게는 x는 1 내지 10 범위이고, y는 1 내지 10 범위이다.In one embodiment, the alloy or compound has the formula M x E y , where M is a catalyst such as Li, K or Cs or Na, E is another element, x and y represent equivalence ratios. M and E y can be any desired molar ratio. In one embodiment, x ranges from 1 to 50, y ranges from 1 to 50, preferably x ranges from 1 to 10, and y ranges from 1 to 10.

또 다른 실시양태에서, 상기 알로이 또는 화합물은 화학식 MxEyEz를 가지며, 이때 M은 촉매 예컨대 Li, K 또는 Cs이거나 또는 Na이고, Ey는 제 1 다른 원소이고, Ez는 제 2 다른 원소이고, x, y 및 z는 당량비를 나타낸다. M, Ey 및 Ez는 임의의 바람직한 몰 비일 수 있다. 한 실시양태에서, x는 1 내지 50 범위이고, y는 1 내지 50 범위이고, z는 1 내지 50 범위이며, 바람직하게는 x는 1 내지 10 범위이고, y는 1 내지 10 범위이고, z는 1 내지 10 범위이다. 바람직한 실시양태에서, Ey 및 Ez는 H, N, C, Si 및 Sn의 군에서 선택된다. 상기 알로이 또는 화합물은 LixCySiz, LixSnySiz, LixNySiz, LixSnyCz, LixNySnz, LixCyNz, LixCyHz, LixSnyHz, LixNyHz 및 LixSiyHz 중에서 하나 이상일 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 상기 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In another embodiment, the alloy or compound has the formula M x E y E z , where M is a catalyst such as Li, K or Cs or Na, E y is the first other element, E z is the second And x, y and z represent equivalence ratios. M, E y and E z can be any desired molar ratios. In one embodiment, x ranges from 1 to 50, y ranges from 1 to 50, z ranges from 1 to 50, preferably x ranges from 1 to 10, y ranges from 1 to 10, z is 1 to 10. In a preferred embodiment, E y and E z are selected from the group of H, N, C, Si and Sn. The alloy or compound may be selected from the group consisting of Li x C y Siz, Li x Sn y Si z , Li x N y Si z , Li x Sn y C z , Li x N y Sn z , Li x C y N z , Li x C y H z , Li x Sn y H z , Li x N y H z, and Li x Si y H z . In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

또 다른 실시양태에서, 상기 알로이 또는 화합물은 화학식 MxEwEyEz를 가지며, 이때 M은 촉매 예컨대 Li, K 또는 Cs이거나 또는 Na이고, Ew는 제 1 다른 원소이고, Ey는 제 2 다른 원소이고, Ez는 제 3 다른 원소이고, x, w, y 및 z는 당량비를 나타낸다. M, Ey, Ey 및 Ez는 임의의 바람직한 몰 비일 수 있다. 한 실시양태에서, x는 1 내지 50 범위이고, w는 1 내지 50 범위이고, y는 1 내지 50 범위이고, z는 1 내지 50 범위이며, 바람직하게는 x는 1 내지 10 범위이고, w는 1 내지 10 범위이고, y는 1 내지 10 범위이고, z는 1 내지 10 범위이다. 바람직한 실시양태에서, Ew, Ey 및 Ez는 H, N, C, Si 및 Sn의 군에서 선택된다. 상기 알로이 또는 화합물은 LixHwCySiz, LixHwSnySiz, LixHwNySiz, LixHwSnyCz, LixHwNySnz 및 LixHwCyNz 중에서 하나 이상일 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 상기 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다. MxEwEyEz와 같은 종은 예시적인 것으로 제한적인 것으로 의미되지 않는바, 추가적인 원소들을 포함하는 다른 종 역시 본 발명의 범위 내에 든다는 점에서 그러하다.In another embodiment, the alloy or the compound has the formula M x E w E y E z, where M is a catalyst for example, Li, K or Cs, or or Na and, E w is the first other elements, E y is E z is the third different element, and x, w, y and z represent the equivalence ratio. M, E y , E y and E z may be any desired molar ratios. In one embodiment, x ranges from 1 to 50, w ranges from 1 to 50, y ranges from 1 to 50, z ranges from 1 to 50, preferably x ranges from 1 to 10, and w is 1 to 10, y ranges from 1 to 10, and z ranges from 1 to 10. In a preferred embodiment, E w , E y and E z are selected from the group of H, N, C, Si and Sn. The alloy or compound may be selected from the group consisting of Li x H w C y Si z , Li x H w Sn y Si z , Li x H w N y Si z , Li x H w Sn y C z , Li x H w N y Sn z , Li x H w C y N z . In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule. Species such as M x E w E y E z are not meant to be limiting and other species, including additional elements, are also within the scope of the present invention.

한 실시양태에서, 상기 반응은 수소 원자 공급원 및 Li 촉매 공급원을 함유한다. 상기 반응은 수소 해리제, H2, 수소 원자 공급원, Li, LiH, LiNO3, LiNH2, Li2NH, Li3N, LiX, NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, NH3 및 NH4X의 군 중에서 하나 이상의 종을 함유하며, 이때 X는 할라이드 및 CRC[41]에 제시된 것과 같은 반대이온이다. 상기 반응물의 중량%는 임의의 바람직한 몰 범위일 수 있다. 상기 반응물은 볼 밀(ball mill)을 사용하여 잘 혼합될 수 있다.In one embodiment, the reaction contains a hydrogen atom source and a Li catalyst source. The reaction is hydrogen dissociation claim, H 2, a source of hydrogen atom, Li, LiH, LiNO 3, LiNH 2, Li 2 NH, Li 3 N, LiX, NH 3, LiBH 4, LiAlH 4, Li 3 AlH 6, NH 3 And NH 4 X, wherein X is a counterion such as halide and CRC [41]. The wt% of the reactants may be in any desired molar range. The reactants can be mixed well using a ball mill.

한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 촉매 공급원 및 H 공급원을 포함한다. 한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 Li 촉매 및 원자 수소를 형성하기 위해 반응을 수행하는 반응물을 추가로 포함한다. 상기 반응물은 H2, 하이드리노 촉매, MNH2, M2NH, M3N, NH3, LiX, NH4X(X는 할라이드와 같은 반대 이온이다), MNO3, MAlH4, M3AlH6 및 MBH4의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이때 M은 촉매일 수 있는 알칼리 금속이다. 상기 반응 혼합물은 Li, LiH, LiNO3, LiNO, LiNO2, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX, NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, LiOH, Li2S, LiHS, LiFeSi, Li2CO3, LiHCO3, Li2SO4, LiHSO4, Li3PO4, Li2HPO4, LiH2PO4, Li2MoO4, LiNbO3, Li2B4O7(리튬 테트라보레이트), LiBO2, Li2WO4, LiAlCl4, LiGaCl4, Li2CrO4, Li2Cr2O7, Li2TiO3, LiZrO3, LiAlO2, LiCoO2, LiGaO2, Li2GeO3, LiMn2O4, Li4SiO4, Li2SiO3, LiTaO3, LiCuCl4, LiPdCl4, LiVO3, LiIO3, LiFeO2, LiIO4,LiClO4, LiScOn, LiTiOn, LiVOn, LiCrOn, LiCr2On, LiMn2On, LiFeOn, LiCoOn, LiNiOn, LiNi2On, LiCuOn 및 LiZnOn(여기서, n은 1, 2, 3 또는 4), 산화음이온(oxyanion), 강산의 산화음이온, 산화제, 분자 산화제 예컨대 V2O3, I2O5, MnO2, Re2O7, CrO3, RuO2, AgO, PdO, PdO2, PtO, PtO2 및 NH4X(여기서, X는 니트레이트 또는 CRC[41]에 제시된 다른 적당한 음이온임), 및 환원제의 군 중에서 선택되는 시약을 포함할 수 있다. 각각의 경우, 상기 혼합물은 수소 또는 수소 공급원을 추가로 포함한다. 다른 실시양태에서, 다른 해리제가 사용되거나 사용되지 않을 수 있으며, 이때 수소 원자 및 임의로는 촉매 원자가 상기 혼합물 종의 반응에 의해 화학적으로 생성된다. 추가의 실시양태에서, 상기 반응물 촉매는 상기 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture comprises a catalyst source and a H source. In one embodiment, the reaction mixture further comprises a Li catalyst and a reactant that performs the reaction to form atomic hydrogen. The reactants include H 2 , a hydrinocatalyst, MNH 2 , M 2 NH, M 3 N, NH 3 , LiX, NH 4 X (where X is a counterion such as a halide), MNO 3 , MAlH 4 , M 3 AlH 6 And MBH 4 , wherein M is an alkali metal, which may be a catalyst. The reaction mixture is Li, LiH, LiNO 3, LiNO , LiNO 2, Li 3 N, Li 2 NH, LiNH 2, LiX, NH 3, LiBH 4, LiAlH 4, Li 3 AlH 6, LiOH, Li 2 S, LiHS , Li 2 CO 3 , LiHCO 3 , Li 2 SO 4 , LiHSO 4 , Li 3 PO 4 , Li 2 HPO 4 , LiH 2 PO 4 , Li 2 MoO 4 , LiNbO 3 , Li 2 B 4 O 7 tetraborate), LiBO 2, Li 2 WO 4, LiAlCl 4, LiGaCl 4, Li 2 CrO 4, Li 2 Cr 2 O 7, Li 2 TiO 3, LiZrO 3, LiAlO 2, LiCoO 2, LiGaO 2, Li 2 GeO 3 , LiMn 2 O 4 , Li 4 SiO 4 , Li 2 SiO 3 , LiTaO 3 , LiCuCl 4 , LiPdCl 4 , LiVO 3 , LiIO 3 , LiFeO 2 , LiIO 4 , LiClO 4 , LiScO n , LiTiO n , LiVO n , LiCrO n, LiCr 2 O n, LiMn 2 O n, LiFeO n, LiCoO n, LiNiO n, LiNi 2 O n, LiCuO n and LiZnO n (here, n is 1, 2, 3 or 4) oxide anion (oxyanion , Oxidizing anions of strong acids, oxidizing agents, molecular oxidants such as V 2 O 3 , I 2 O 5 , MnO 2 , Re 2 O 7 , CrO 3 , RuO 2 , AgO, PdO, PdO 2 , PtO, PtO 2 and NH 4 X where X is nitrate or other suitable anion given in CRC [41] And reagents selected from the group of reducing agents. In each case, the mixture further comprises a hydrogen or hydrogen source. In another embodiment, other dissociation agents may be used or not, wherein the hydrogen atoms and optionally the catalyst atoms are chemically produced by the reaction of the mixture species. In a further embodiment, the reactant catalyst may be added to the reaction mixture.

상기 반응 혼합물은 또한 산 예컨대 H2SO3, H2SO4, H2CO3, HNO2, HNO3, HClO4, H3PO3 및 H3PO4 또는 산 공급원 예컨대 무수 산을 더 포함할 수 있다. 상기 후자는 SO2, SO3, CO2, NO2, N2O3, N2O5, Cl207, PO2, P2O3 및 P2O5의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.The reaction mixture may further comprise an acid such as H 2 SO 3 , H 2 SO 4 , H 2 CO 3 , HNO 2 , HNO 3 , HClO 4 , H 3 PO 3 and H 3 PO 4 or an acid source, . The latter includes at least one of the group of SO 2 , SO 3 , CO 2 , NO 2 , N 2 O 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O 7 , PO 2 , P 2 O 3 and P 2 O 5 .

한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 반응물 촉매를 더 포함하여 저-에너지-수소 촉매 또는 저-에너지-수소 촉매 공급원 및 수소 원자 또는 수소 원자 공급원으로 작용하는 반응물을 생성한다. 적합한 반응물 촉매는 산, 염기, 할라이드 이온, 금속 이온 및 자유 라디칼 공급원 군 중에서 하나 이상을 포함한다. 상기 반응물 촉매는 약-염기-촉매 예컨대 Li2SO4, 약-산 촉매 예컨대 고체 산 예컨대 LiHSO4, 금속 이온 공급원 예컨대 각각 Ti3+ 및 Al3+ 이온을 제공하는 TiCl3 또는 AlCl3, 자유 라디칼 공급원 예컨대 CoX2(여기서, X는 Cl과 같은 할라이드이고, 이때 Co2+는 O2와 반응하여 O2- 라디칼을 형성할 수 있음), 금속 예컨대 바람직하게는 약 1 몰% 농도의 Ni, Fe 및 Co, X- 이온 공급원(X는 할라이드) 예컨대 LiX-로부터의 Cl- 또는 F-, 자유 라디칼 개시제/전파제 공급원 예컨대 퍼옥사이드, 아조-군 화합물 및 UV 광의 군 중에서 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture further comprises a reactant catalyst to produce a reactant that acts as a low-energy-hydrogen catalyst or a low-energy-hydrogen catalyst source and a hydrogen or hydrogen atom source. Suitable reactant catalysts include one or more of the acid, base, halide, metal, and free radical sources. The reactant catalyst may be a weak-base catalyst such as Li 2 SO 4 , a weak acid catalyst such as a solid acid such as LiHSO 4 , a metal ion source such as TiCl 3 or AlCl 3 providing Ti 3+ and Al 3+ ions respectively, source, for example CoX 2 (wherein, X is a halide such as Cl, this time is Co 2+ can form a radical O 2- reacts with O 2), the metal for example and preferably of from about 1 mol% concentration of Ni, Fe And a source of Co, X - ions (where X is a halide) such as Cl - or F - from LiX - , a free radical initiator / carrier source such as peroxide, an azo group compound and UV light.

한 실시양태에서, 저-에너지 수소에 대한 반응 혼합물은 수소 공급원, 촉매 공급원, 및 촉매를 이온화시켜 수소 원자로부터 에너지를 공진적으로 수용함으로써 식 (1)에 의해 주어진 에너지를 갖는 하이드리노를 형성함에 따른 상기 촉매로부터의 하나 이상의 하이드리노 게터(getter) 및 전자 게터를 포함한다. 하이드리노 게터는 저-에너지 수소와 결합하여 보통 수소로의 역 반응을 방지할 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 하이드리노 게터 예컨대 LiX 또는 Li2X(X는 할라이드 또는 다른 음이온 예컨대 CRC[41]로부터의 음이온임)를 포함한다. 상기 전자 게터는 촉매로부터 전자를 수용하고 촉매-이온 중간체 예컨대 Li2+ 중간체를 안정화시켜 촉매 반응이 빠른 속도로 일어나도록 하는 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 상기 게터는 하나 이상의 양이온 및 하나의 음이온을 포함하는 무기 화합물일 수 있다. 상기 양이온은 Li+일 수 있다. 상기 음이온은 할라이드 또는 CRC[41]에 주어진 다른 음이온 예컨대 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, NO2 -, SO4 2-, HSO4 -, CoO2 -, IO3 -, IO4 -, TiO3 -, CrO4 -, FeO2 -, PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, VO3 -, ClO4 - 및 Cr2O7 2-를 포함하는 군 중에서 하나, 및 상기 반응물 중 다른 음이온일 수 있다. 상기 수소화물 결합제 및/또는 안정제는 LiX(X는 할라이드)의 군 중에서 하나 이상, 및 상기 반응물을 포함하는 다른 화합물일 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture for low-energy hydrogen is prepared by ionizing a hydrogen source, a catalyst source, and a catalyst to resonate energy from the hydrogen atom to form a hydrinos having the energy given by equation (1) And one or more hydrinogetters from the catalyst and an electronic getter. Hydrinogetor can combine with low-energy hydrogen to prevent reverse reactions to normal hydrogen. In one embodiment, the reaction mixture comprises a hydrinogen, such as LiX or Li 2 X, where X is an anion from a halide or other anion such as CRC [41]. The electronic getter can perform one or more functions to receive electrons from the catalyst and stabilize the catalyst-ion intermediate such as Li 2 + intermediate to cause the catalytic reaction to occur at a high rate. The getter may be an inorganic compound comprising at least one cation and at least one anion. The cation may be Li &lt; + &gt;. The anion may be a halide or other anion given in CRC [41] such as F - , Cl - , Br - , I - , NO 3 - , NO 2 - , SO 4 2- , HSO 4 - , CoO 2 - , IO 3 - , IO 4 - , TiO 3 - , CrO 4 - , FeO 2 - , PO 4 3- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , VO 3 - , ClO 4 - and Cr 2 O 7 2- One of the groups, and other anions in the reactants. The hydride binder and / or stabilizer may be one or more of the group LiX (X is a halide), and other compounds comprising the reactants.

상기 반응 혼합물 예컨대 Li, LiNH2 및 X(여기서, X는 상기 수소화물 결합 화합물임)의 실시양태에서, X는 LiHBr, LiHI, 하이드리노 수소화물 화합물 및 저-에너지 수소 화합물 중에서 하나 이상이다. 한 실시양태에서, 상기 촉매 반응 혼합물은 수소 공급원으로부터의 수소 첨가에 의해 재생된다.In embodiments of the reaction mixture, such as Li, LiNH 2, and X where X is a hydride-binding compound, X is at least one of LiHBr, LiHI, a hydrino hydride compound and a low-energy hydrogen compound. In one embodiment, the catalytic reaction mixture is regenerated by hydrogenation from a hydrogen source.

한 실시양태에서, 상기 하이드리노 생성물은 안정한 하이드리노 수소화물 화합물을 형성하기 위해 결합할 수 있다. 상기 수소화물 결합제는 LiX일 수 있으며, 이때 X는 할라이드 또는 다른 음이온이다. 상기 수소화물 결합제는, TMS의 상위필드 천이(upfield shift)보다 더 큰 NMR 상위필드 천이를 갖는 수소화물과 반응할 수 있다. 상기 결합제는 알칼리 할라이드일 수 있고, 수소화물 결합 생성물은 TMS의 상위필드 천이보다 더 큰 NMR 상위필드 천이를 갖는 알칼리 수소화물일 수 있다. 상기 수소화물은 11 내지 12 eV의 XPS에 의해 결정되는 결합 에너지를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 촉매 반응의 생성물은 TMS에 대해 약 1 ppm에서 고체 NMR 피크 및 결정질 이온 격자에 포획된 약 250 eV의 결합 에너지를 갖는 수소 분자 H2(1/4)이다. 한 실시양태에서, 생성물 H2(1/4)는 반응기의 이온성 화합물의 결정질 격자에 포획되어 적외선 흡수 선택율이 상기 분자가 IR 활성이 되고 FTIR 피크가 약 1990 cm-1에서 관찰되도록 된다.In one embodiment, the hydrino product may be combined to form a stable hydrino hydride compound. The hydride binder may be LiX, where X is a halide or other anion. The hydride binder may react with a hydride having a higher NMR top field transition than an upfield shift of TMS. The binder may be an alkali halide and the hydride bonded product may be an alkali hydride with a higher NMR top field transition than the upper field transition of TMS. The hydride may have a binding energy determined by XPS of 11 to 12 eV. In one embodiment, the product of the catalytic reaction is a hydrogen molecule H 2 (1/4) having a solid NMR peak at about 1 ppm for TMS and a binding energy of about 250 eV captured in the crystalline ion lattice. In one embodiment, the product H 2 (1/4) is captured in the crystalline lattice of the ionic compound of the reactor such that the infrared absorption selectivity is such that the molecule is IR active and the FTIR peak is observed at about 1990 cm -1.

본 발명의 추가의 Li 원자 공급원은 추가의 Li 알로이 예컨대 Li 및 하나 이상의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 희토류 금속, 귀금속, 주석, 알루미늄, 다른 III족 및 IV족 금속, 악티나이드, 및 란탄계원소를 포함하는 알로이를 포함한다. 몇몇 전형적인 알로이는 LiBi, LiAg, LiIn, LiMg, LiAl, LiMgSi, LiFeSi, LiZr, LiAlCu, LiAlZr, LiAlMg, LiB, LiCa, LiZn, LiBSi, LiNa, LiCu, LiPt, LiCaNa, LiAlCuMgZr, LiPb, LiCaK, LiV, LiSn 및 LiNi의 군 중에서 하나 이상의 일원을 포함한다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 상기 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.Additional Li atom sources of the present invention include additional Li alloys such as Li and one or more alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, rare earth metals, precious metals, tin, aluminum, other Group III and IV metals, And an alloy containing an element. Some typical alloys are LiBi, LiAg, LiIn, LiMg, LiAl, LiMgSi, LiFeSi, LiZr, LiAlCu, LiAlZr, LiAlMg LiB LiCa LiZn LiBi LiNa LiCu LiPt LiCaNa LiAlCuMgZr LiPb LiCaK LiV, LiSn and LiNi. &Lt; / RTI &gt; In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

또 다른 실시양태에서, 음이온은 공유 결합된 Li-Li 분자의 Li 원자와 수소-형 결합을 형성할 수 있다. 이 수소-형 결합은, Li 원자가 촉매 원자로 작용하여 하이드리노를 형성할 수 있도록 (원자를 유리시키는) 진공 에너지 하에 존재하는 지점까지 Li-Li 결합을 약화시킬 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In another embodiment, the anion may form a hydrogen-type bond with the Li atom of the covalently bonded Li-Li molecule. This hydrogen-type bond can weaken the Li-Li bond to the point where the Li atom acts as a catalytic atom and is present under vacuum energy (to liberate the atom) so that it can form hydrinos. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

한 실시양태에서, 수소 해리제의 기능은 화학 반응에 의해 제공된다. H 원자는 둘 이상의 반응 혼합물 종의 반응에 의하거나 또는 하나 이상의 종의 분해에 의해 생성된다. 한 실시양태에서, Li-Li은 LiNH2와 반응하여 Li 원자, H 원자 및 Li2NH를 형성한다. 또한, LiNO3의 분해 또는 반응에 의해 Li 원자를 형성할 수도 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In one embodiment, the function of the hydrogen dissociation agent is provided by a chemical reaction. H atoms are generated by the reaction of two or more reaction mixture species or by decomposition of one or more species. In one embodiment, Li-Li reacts with LiNH 2 to form Li atoms, H atoms and Li 2 NH. Li atoms may also be formed by decomposition or reaction of LiNO 3 . In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

추가의 실시양태에서, 저-에너지 수소를 형성하기 위한 촉매 또는 촉매 공급원 외에도, 상기 반응 혼합물은 불균일계 촉매를 포함하여 MM 및 MH 예컨대 LiLi 및 LiH를 분해함으로써 M 및 H 원자를 제공한다. 불균일계 촉매는 전이 원소, 귀금속, 희토류 및 다른 금속 및 원자들 예컨대 W, Ta, Ni, Pt, Pd, Ti, Al, Fe, Ag, Cr, Cu, Zn, Co 및 Sn의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.In a further embodiment, in addition to a catalyst or a catalyst source for forming low-energy hydrogen, the reaction mixture comprises a heterogeneous catalyst to provide M and H atoms by decomposing MM and MH, such as LiLi and LiH. The heterogeneous catalyst includes at least one member selected from the group consisting of transition elements, noble metals, rare earths and other metals and atoms such as W, Ta, Ni, Pt, Pd, Ti, Al, Fe, Ag, Cr, Cu, Zn, .

Li 탄소 알로이의 실시양태에서, 반응 혼합물은 Li-탄소 인터칼레이션(intercalation) 한계보다 과량의 Li을 포함한다. 과량이란 1% 내지 1000%, 바람직하게는 1% 내지 10% 범위일 수 있다. 탄소는 활성 탄소상에 Pd 또는 Pt와 같은 수소 해리제를 갖는 수소 스필오버(spillover) 촉매를 더 포함할 수 있다. 추가의 실시양태에서, 셀 온도는 Li가 탄소 내로 완전히 인터칼레이션되는 온도보다 더 높다. 셀 온도는 약 100 내지 2000℃, 바람직하게는 200 내지 800℃, 가장 바람직하게는 약 300 내지 700℃ 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In an embodiment of the Li carbon alloy, the reaction mixture contains an excess of Li above the Li-carbon intercalation limit. The excess may range from 1% to 1000%, preferably from 1% to 10%. The carbon may further comprise a hydrogen spillover catalyst having a hydrogen dissociation agent such as Pd or Pt on the activated carbon. In a further embodiment, the cell temperature is higher than the temperature at which Li is fully intercalated into the carbon. The cell temperature may range from about 100 to 2000 캜, preferably from 200 to 800 캜, and most preferably from about 300 to 700 캜. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

Li 규소 알로이의 실시양태에서, 셀 온도는 H를 추가로 포함하는 규소 알로이이 수소 원자를 방출하게 되는 범위에 있다. 그 범위는 약 50 내지 1500℃, 바람직하게는 약 100 내지 800℃, 가장 바람직하게는 약 100 내지 500℃ 범위일 수 있다. 수소 압력은 약 0.01 내지 105 Torr, 바람직하게는 약 10 내지 5000 Torr, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 760 Torr 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In an embodiment of the Li silicon alloy, the cell temperature is in the range to release the hydrogen atoms of the silicon alloy, further comprising H. The range may be in the range of about 50 to 1500 占 폚, preferably about 100 to 800 占 폚, and most preferably about 100 to 500 占 폚. The hydrogen pressure may range from about 0.01 to 10 5 Torr, preferably from about 10 to 5000 Torr, and most preferably from about 0.1 to 760 Torr. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

상기 반응 혼합물, 알로이 및 화합물은 촉매 예컨대 Li 또는 촉매 공급원 예컨대 촉매 수소화물을 다른 원소(들) 또는 화합물(들) 또는 다른 원소(들) 또는 화합물(들)의 공급원 예컨대 다른 원소(들)의 수소화물과 혼합시킴으로써 형성될 수 있다. 촉매 수소화물은 LiH, KH, CsH 또는 NaH일 수 있다. 상기 시약들은 볼 밀링에 의해 혼합될 수 있다. 또한, 상기 촉매 알로이는 상기 촉매 및 하나 이상의 다른 원소 또는 화합물을 포함하는 알로이 공급원으로부터 형성될 수 있다.The reaction mixture, the alloying compound and the reaction mixture, the alloy and the compound can be added to the catalyst, for example, Li or the catalyst source such as the number of the other element (s), such as the source of other element (s) or compound (s) or other element (s) By mixing it with a paraffin. The catalytic hydride may be LiH, KH, CsH or NaH. The reagents may be mixed by ball milling. The catalyst alloy may also be formed from an alloy source comprising the catalyst and one or more other elements or compounds.

한 실시양태에서, Li/N 시스템이 Li 및 H 원자의 하이드리노 반응물을 형성하기 위한 반응 메커니즘은 다음과 같다.In one embodiment, the reaction mechanism for the Li / N system to form hydrino reactants of Li and H atoms is as follows.

LiNH2 + Li-Li → Li + H + Li2NH (32) LiNH 2 + Li-Li → Li + H + Li 2 NH (32)

다른 Li-알로이 시스템의 실시양태에서, 상기 반응 메커니즘은 Li/N 시스템의 그것과 유사하며, 이때 다른 알로이 원소(들)가 N을 대체한다. Li과 S, Sn, Si 및 C을 포함하는 반응 혼합물이 관여하는, 하이드리노 반응물, Li 및 H 원자를 형성하기 위한 반응을 수행하기 위한 예시적인 반응 메커니즘은 다음과 같다.In another embodiment of the Li-Alloy system, the reaction mechanism is similar to that of the Li / N system, where the other element (s) replace N. An exemplary reaction mechanism for carrying out the reaction for forming the hydrino reactants, Li and H atoms, involving a reaction mixture comprising Li and S, Sn, Si and C is as follows.

SH + Li-Li → Li + H + LiS (33)SH + Li-Li → Li + H + LiS (33)

SnH + Li-Li → Li + H + LiSn (34)SnH + Li-Li → Li + H + LiSn (34)

SiH + Li-Li → Li + H + LiSi, 및 (35)SiH + Li-Li? Li + H + LiSi, and (35)

CH + Li-Li → Li + H + LiC (36)CH + Li-Li -> Li + H + LiC (36)

LiS 알로이-촉매 시스템의 바람직한 실시양태는 Li을 Li2S와 함께 포함하고 Li을 LiHS와 함께 포함한다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.A preferred embodiment of the LiS alloy-catalyst system comprises Li with Li 2 S and Li with LiHS. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

1차 Li/N 알로이 반응Primary Li / N Alloy reaction

고체 및 액체 상태에서 리튬은 금속이고, 기체는 공유결합 Li2 분자들을 포함한다. 리튬 원자를 생성하기 위해, 고체 연료의 반응 혼합물은 Li/N 알로이 반응물을 포함한다. 반응 혼합물은 Li, LiH, LiNH2, Li2NH, Li3N, NH3, 해리제, 수소 공급원 예컨대 H2 기체 또는 수소화물, 지지체 및 게터 예컨대 LiX(X는 할라이드)의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 해리제는 바람직하게는 Li에 불활성인 고 표면적 지지체상의 Pt 또는 Pd이다. 이는 탄소 또는 Pd/Al2O3 상의 Pt 또는 Pd를 포함할 수 있다. 상기 후자의 지지체는 LiAlO2와 같은 재료의 보호성 표면 코팅을 포함할 수 있다. Li/N 알로이 또는 Na/N 알로이를 포함하는 반응 혼합물에 대한 바람직한 해리제는 Al2O3상의 Pt 또는 Pd, Raney 니켈(R-Ni) 및 탄소상의 Pt 또는 Pd이다. 상기 해리제 지지체가 Al2O3인 경우, 반응기 온도는 Li와 실질적인 반응을 초래하는 온도 미만으로 유지될 수 있다. 상기 온도는 약 250℃ 내지 600℃ 범위 미만일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Li는 LiH의 형태이고, 반응 혼합물은 LiNH2, Li2NH, Li3N, NH3, 해리제, 수소 공급원 예컨대 H2 기체 또는 수소화물, 지지체 및 게터 예컨대 LiX(X는 할라이드) 중에서 하나 이상을 포함하며, 이때 LiH과 Al2O3의 반응은 실질적으로 흡열반응이다. 다른 실시양태에서, 해리제는 상기 반응 혼합물의 균형과는 관련이 없으며, 이때 해리제는 H 원자들을 통과한다.In the solid and liquid states, lithium is a metal and the gas contains covalent Li 2 molecules. To produce the lithium atom, the reaction mixture of the solid fuel comprises a Li / N alloy reactant. The reaction mixture is at least one from the group of Li, LiH, LiNH 2, Li 2 NH, Li 3 N, NH 3, dissociation agents, a hydrogen source, for example H 2 gas or a hydride, a support and a getter for example, LiX (X is a halide) . The dissociation agent is preferably Pt or Pd on a high surface area support which is inert to Li. This may include Pt or Pd on carbon or Pd / Al 2 O 3 . The latter support may comprise a protective surface coating of a material such as LiAlO 2 . Preferred dissociation agents for reaction mixtures comprising Li / N alloys or Na / N alloys are Pt or Pd on Al 2 O 3 , Raney nickel (R-Ni) and Pt or Pd on carbon. If the dissociation support is Al 2 O 3 , the reactor temperature can be maintained below the temperature that results in a substantial reaction with Li. The temperature may be less than about 250 &lt; 0 &gt; C to about 600 &lt; 0 &gt; C. In another embodiment, Li is in the form of LiH, the reaction mixture is LiNH 2, Li 2 NH, Li 3 N, NH 3, dissociation agents, a hydrogen source, for example H 2 gas or a hydride, a support and a getter for example, LiX (X comprises one or more of the halide), wherein the LiH and Al 2 O 3 the reaction is substantially endothermic reaction. In another embodiment, the dissociation agent is unrelated to the balance of the reaction mixture, wherein the dissociation agent passes through the H atoms.

두 바람직한 실시양태는 Al2O3 분말 상의 LiH, LiNH2 및 Pd의 제 1 반응 혼합물 및 H2 기체를 추가로 포함할 수 있는 Al2O3 분말 상의 Li, Li3N 및 수소화된 Pd의 제 2 반응 혼합물을 포함한다. 제 1 반응 혼합물은 H2의 첨가에 의해 재생될 수 있고, 제 2 반응 혼합물은 H2를 제거하고 상기 해리제를 수소화시키거나 또는 H2를 재도입시킴으로써 재생될 수 있다. 촉매 및 H를 재생하기 위한 반응뿐만 아니라 상기 재생 반응은 하기에 제시되어 있다.The two preferred embodiments are Al 2 O 3 powder on the LiH, LiNH 2, and Pd of the first reaction mixture and which can further comprise a H 2 gas Al 2 O 3 powder, Li, Li 3 N and hydrogenated Pd on 2 reaction mixture. The first reaction mixture can be regenerated by addition of H 2 and the second reaction mixture can be regenerated by removing H 2 and hydrogenating the dissociation agent or reintroducing H 2 . The regeneration reaction as well as the reaction for regenerating the catalyst and H are shown below.

한 실시양태에서, LiNH2가 반응 혼합물에 첨가된다. LiNH2는 하기의 가역 반응에 따라 수소 원자뿐만 아니라 Li 원자를 생성한다. In one embodiment, LiNH 2 is added to the reaction mixture. LiNH 2 produces a Li atom as well as a hydrogen atom according to the following reversible reaction.

Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (37)Li 2 + LiNH 2 → Li + Li 2 NH + H (37)

Li2 + Li2NH → Li + Li3N + H (38)Li 2 + Li 2 NH → Li + Li 3 N + H (38)

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 약 2:1의 Li 및 LiNH2를 포함한다. 상기 하이드리노 반응 사이클에서, Li-Li와 LiNH2가 반응하여 Li 원자, H 원자 및 Li2NH를 형성하고, 사이클은 식 (38)에 따라 계속된다. 반응물은 임의의 중량%로 존재할 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture comprises about 2: 1 Li and LiNH 2 . In the hydrino reaction cycle, Li-Li reacts with LiNH 2 to form a Li atom, H atom and Li 2 NH, and the cycle continues according to equation (38). The reactants may be present at any weight percentages.

LiNH2로부터 Li2NH를 형성하는 메커니즘은 암모니아를 형성하는 제 1 단계를 포함하고[42]:The mechanism for forming Li 2 NH from LiNH 2 involves the first step of forming ammonia [42]:

2LiNH2 → Li2NH + NH3 (39)2LiNH 2 ? Li 2 NH + NH 3 (39)

LiH가 존재하는 경우, 암모니아와 반응하여 H2를 방출하고,When LiH is present, it reacts with ammonia to release H 2 ,

*LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (40) * LiH + NH 3 → LiNH 2 + H 2 (40)

순 반응은 LiNH2의 소비로 H2를 형성하고,The net reaction forms H 2 with the consumption of LiNH 2 ,

LiNH2 + LiH → Li2NH + H2 (41)LiNH 2 + LiH - &gt; Li 2 NH + H 2 (41)

Li가 존재하는 경우, 아마이드는 훨씬 더 에너지 효율적인 Li와 암모니아의 역 반응으로 인해 소비되지 않는다:When Li is present, amides are not consumed due to the more energy-efficient reversal of Li and ammonia:

Li-Li + NH3 → LiNH2 + H + Li (42) Li-Li + NH 3 → LiNH 2 + H + Li (42)

따라서, 한 실시양태에서, 반응물은 Li와 LiNH2의 혼합물을 포함함으로써 식 (37) 내지 (38)에 따른 Li 원자 및 H 원자를 형성한다.Thus, in one embodiment, the reactant comprises a mixture of Li and LiNH 2 to form Li and H atoms according to formulas (37) - (38).

Li 촉매 및 원자 수소 공급원으로 작용하는 Li와 LiNH2의 반응 혼합물은 재생될 수 있다. 재생 사이클 동안, Li, Li2NH 및 Li3N와 같은 종을 포함하는 반응 생성물 혼합물은 H와 반응하여 LiH 및 LiNH2를 형성할 수 있다. LiH는 688℃의 융점을 갖는 반면, LiNH2는 380℃에서 융점을 갖고, Li는 180℃에서 융점을 갖는다. 형성되는 LiNH2 액체 및 임의의 Li 액체를 약 380℃에서 LiH로부터 물리적으로 제거한 다음, LiH 고체를 독립적으로 가열하여 Li 및 H2를 형성할 수 있다. Li 및 LiNH2를 재결합시켜 상기 반응 혼합물을 재생시킬 수 있다. 그리고, LiH 열 분해로부터 과량의 H2를 다음 재생 사이클에서 재사용하고, 일부 보충 H2가 하이드리노 형성에서 소비된 임의의 H2를 대체한다. The reaction mixture of Li and LiNH 2 acting as a Li catalyst and an atomic hydrogen source can be regenerated. During the regeneration cycle, a reaction product mixture comprising species such as Li, Li 2 NH and Li 3 N may react with H to form LiH and LiNH 2 . LiH has a melting point of 688 캜, whereas LiNH 2 has a melting point at 380 캜, and Li has a melting point at 180 캜. LiNH 2, remove the liquid and any liquid Li is formed at about 380 ℃ physically from LiH and then, by heating the solid LiH independently it can form a Li and H 2. Li and LiNH 2 may be recombined to regenerate the reaction mixture. And, excess H 2 from LiH thermal decomposition is reused in the next regeneration cycle, and some supplement H 2 replaces any H 2 consumed in the hydrino formation.

바람직한 실시양태에서, 한 반응물을 다른 반응물에 대해 수소화시키거나 탈수소화시키는 경쟁적 반응을 이용하여 수소화 및 비-수소화된 화합물을 포함하는 바람직한 반응 혼합물을 형성한다. 예를 들어, 수소를 적절한 온도 및 압력 조건 하에 첨가하여 식 (37) 및 (38)의 역반응이 LiH를 형성하는 경쟁적 반응을 통해 일어나도록 함으로써 상기 수소화된 생성물이 주로 Li 및 LiNH2이도록 한다. 다르게는, Li, Li2NH 및 Li3N 군의 화합물을 포함하는 반응 혼합물을 수소화하여 수소화물을 형성하고, 미분 동역학에 기초한 선택도를 달성하는 동안 상기 온도 및 압력 범위에서 펌핑함으로써 LiH를 선택적으로 탈수소화시킬 수 있다.In a preferred embodiment, a preferred reaction mixture comprising hydrogenated and non-hydrogenated compounds is formed using competitive reactions in which one reactant is hydrogenated or dehydrogenated to another reactant. For example, by adding hydrogen under appropriate temperature and pressure conditions, the reverse reaction of equations (37) and (38) occurs through a competitive reaction to form LiH such that the hydrogenated product is primarily Li and LiNH 2 . Alternatively, the reaction mixture comprising the compounds of Li, Li 2 NH and Li 3 N groups is hydrogenated to form hydrides and LiH is selected by pumping at the temperature and pressure ranges while achieving selectivity based on differential kinetics. Lt; / RTI &gt;

한 실시양태에서, Li를 고 표면적에 걸쳐 박막 필름으로 증착하고, 암모니아의 첨가에 의해 LiH와 LiNH2의 혼합물을 형성한다. 반응 혼합물은 과량의 Li를 더 포함할 수 있다. Li 및 H 원자를 식 (37) 및 (38)에 따라 형성하고, 후속 반응으로 식 (1)에 의해 주어진 에너지를 갖는 상태를 형성한다. 이어서, H2를 첨가한 다음, 가열 및 펌핑함으로써 상기 혼합물을 재생시킬 수 있으며, 여기서, H2의 펌핑 및 제거는 선택적이다.In one embodiment, Li is deposited as a thin film over a high surface area and a mixture of LiH and LiNH 2 is formed by the addition of ammonia. The reaction mixture may further contain excess Li. Li and H atoms are formed according to equations (37) and (38), and a state with the energy given by equation (1) is formed in a subsequent reaction. The mixture can then be regenerated by adding H 2 , followed by heating and pumping, where pumping and removal of H 2 is optional.

리튬 촉매를 생성하기 위한 본 발명의 가역 시스템은 Li3N + H 시스템이고 펌핑에 의해 재생될 수 있다. 상기 반응 혼합물은 Li3N, Li3N 공급원 예컨대 Li 및 N2, H 공급원 예컨대 H2, 수소 해리제, LiNH2, Li2NH, LiH, Li, NH3 및 금속 수소화물 중에서 하나 이상을 포함한다. H2와 Li3N의 반응은 LiH 및 Li2NH를 제공하는 반면, Li3N과 수소 원자 공급원 예컨대 H2 및 해리제 또는 분해반응을 수행하는 수소화물로부터의 H의 반응은 다음과 같다.The reversible system of the present invention for producing a lithium catalyst is a Li 3 N + H system and can be regenerated by pumping. The reaction mixture comprises one or more of Li 3 N, Li 3 N sources such as Li and N 2 , H sources such as H 2 , hydrogen dissociation agents, LiNH 2 , Li 2 NH, LiH, Li, NH 3 and metal hydrides do. The reaction of H 2 with Li 3 N provides LiH and Li 2 NH while the reaction of Li 3 N with H from a hydrogen atom source such as H 2 and a hydride or a hydride undergoing a dissociation reaction is as follows.

Li3N + H → Li2NH + Li (43)Li 3 N + H? Li 2 NH + Li (43)

이어서, Li 원자 촉매가 추가의 H 원자와 반응하여 하이드리노를 형성할 수 있다. 부 생성물 예컨대 LiH, Li2NH 및 LiNH2는 H2의 반응 용기를 배기시킴으로써 Li3N으로 전환될 수 있다. 전형적인 Li/N 알로이 반응은 다음과 같다:
Li3N + H → Li2NH +Li (44)
Li3N +LiH → Li2NH +2Li (45)
The Li atom catalyst can then react with additional H atoms to form hydrino. Byproducts such as LiH, Li 2 NH and LiNH 2 can be converted to Li 3 N by evacuating the reaction vessel of H 2 . A typical Li / N-Alloy reaction is as follows:
Li 3 N + H? Li 2 NH + Li (44)
Li 3 N + LiH - &gt; Li 2 NH + 2 Li (45)

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Li2NH +LiH →Li3N +H2 (46)
Li2NH +H → LiNH2 +Li (47)
Li2NH +LiH → LiNH2 +2Li (48)
Li3N, H 공급원 및 수소 해리제는 임의의 바람직한 몰 비로 존재한다. 각각은 0 초과 100% 미만의 몰 비로 존재한다. 바람직하게는, 상기 몰 비는 비슷하다. 한 실시양태에서, Li3N; LiNH2, Li2NH, LiH, Li 및 NH3 중 하나 이상; 및 H 공급원 예컨대 금속 수소화물의 몰 비는 비슷하다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.
Li 2 NH + LiH → Li 3 N + H 2 (46)
Li 2 NH + H? LiNH 2 + Li (47)
Li 2 NH + LiH - &gt; LiNH 2 + 2 Li (48)
The Li 3 N, H source and hydrogen dissociation agent are present in any desired molar ratio. Each present in a molar ratio of greater than 0 to less than 100%. Preferably, the molar ratios are similar. In one embodiment, Li 3 N; LiNH 2 , Li 2 NH, LiH, Li, and NH 3 ; And the molar ratio of the H source, such as the metal hydride, are similar. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

한 실시양태에서, 리튬 아마이드와 수소가 반응하여 암모니아와 리튬을 형성한다:In one embodiment, lithium amide and hydrogen react to form ammonia and lithium:

1/2H2 + LiNH2 → NH3 + Li (49) 1 / 2H 2 + LiNH 2 → NH 3 + Li (49)

상기 반응은 H2 농도를 증가시킴으로써 Li 형성을 유도할 수 있다. 다르게는, 상기 정반응은 해리제를 사용한 H 원자의 형성을 통해 유도될 수 있다. H 원자에 의한 반응은 다음과 같이 주어진다:The reaction can induce Li formation by increasing H 2 concentration. Alternatively, the above-described normal reaction can be induced through the formation of H atoms using a dissociation agent. The reaction by the H atom is given by:

H + LiNH2 → NH3 + Li (50) H + LiNH 2 → NH 3 + Li (50)

Li 공급원과 반응하여 Li 촉매를 형성하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 반응 혼합물의 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 LiNH2, Li2NH, Li3N, Li, LiH, NH3, H2 및 해리제 군 중에서 하나 이상의 종을 포함한다. 한 실시양태에서, Li 촉매는 LiNH2와 수소, 바람직하게는 반응식 (50)에 주어진 바와 같은 수소 원자의 반응으로부터 생성된다. 반응물들의 비는 임의의 바람직한 양일 수 있다. 바람직하게는, 상기 비는 대략적인 당량비 내지 식 (49) 및 (50)에서와 같은 비이다. 촉매 형성 반응은 반응된 것을 대체하여 하이드리노를 형성하는 H 공급원 예컨대 H2 기체 첨가반응과 가역적이며, 이때 상기 촉매 반응은 식 (3) 내지 (5)에 의해 주어지고, 리튬 아마이드는 암모니아와 Li의 반응에 의해 형성된다:In embodiments of the reaction mixture comprising at least one compound to form the Li catalyst by reacting with the Li source, said reaction mixture LiNH 2, Li 2 NH, Li 3 N, Li, LiH, NH 3, H 2 and dissociation claim And at least one species from the group. In one embodiment, the Li catalyst is produced from the reaction of LiNH 2 with hydrogen, preferably a hydrogen atom as given in scheme (50). The ratio of reactants can be any desired amount. Preferably, the ratios are approximate equivalence ratios as in equations (49) and (50). The catalyst formation reaction is reversible with the H source such as H 2 gas addition reaction which forms a hydrino in place of the reacted gas. The catalytic reaction is given by equations (3) to (5) : &Lt; / RTI &gt;

NH3 + Li → LiNH2 + H (51)NH 3 + Li - &gt; LiNH 2 + H (51)

다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다. 바람직한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 수소 해리제, 수소 원자 공급원, 및 Na 또는 K 및 NH3를 포함한다. 한 실시양태에서, 암모니아는 Na 또는 K와 반응하여 촉매 공급원으로 작용하는 NaNH2 또는 KNH2를 형성한다. 또 다른 실시양태는 K 촉매 공급원 예컨대 K 금속, 수소 공급원 예컨대 NH3, H2 및 수소화물 예컨대 금속 수소화물, 및 해리제를 포함한다. 바람직한 수소화물은 해리제로서 작용할 수도 있는 R-Ni를 포함하는 것이다. 또한, 하이드리노 게터 예컨대 KX가 존재할 수 있으며, 이때 X는 바람직하게는 Cl, Br 또는 I와 같은 할라이드이다. 상기 셀는 수소 공급원의 교체로 연속적으로 운행될 수 있다. 상기 NH3는 K-K 예컨대 아마이드, 이미드 또는 니트라이드 중에서 하나 이상으로부터 KN 알로이 화합물의 가역적 형성에 의하거나 또는 K 원자의 방출에 의한 KH의 형성에 의해 K 원자의 공급원으로 작용할 수 있다.In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule. In a preferred embodiment, the reaction mixture comprises a hydrogen dissociation agent, a hydrogen atom source, and Na or K and NH 3 . In one embodiment, the ammonia forms an NaNH 2 or KNH 2 acting as a catalyst source to react with the Na or K. Another embodiment includes a K catalyst source such as a K metal, a hydrogen source such as NH 3 , H 2 and a hydride such as a metal hydride, and a dissociation agent. Preferred hydrides include R-Ni which may act as dissociation agents. Also, hydrinogetters such as KX may be present, where X is preferably a halide such as Cl, Br or I. The cell can be run continuously with replacement of the hydrogen source. The NH 3 can act as a source of K atoms by reversible formation of KN alloy from KK such as amide, imide or nitrides, or by formation of KH by the emission of K atoms.

추가의 실시양태에서, 상기 반응물은 촉매 예컨대 Li 및 수소 원자 공급원 예컨대 H2 및 해리제 또는 수소화물 예컨대 수소화된 R-Ni를 포함한다. H는 Li-Li와 반응하여 LiH 및 Li를 형성할 수 있고, 이는 또한 촉매로 작용하여 추가의 H와 반응하여 하이드리노를 형성할 수 있다. 이어서, LiH로부터 방출된 H2를 제거함으로써 Li을 재생시킬 수 있다. LiH 분해에 대한 1 Torr에서의 안정기(plateau) 온도는 약 560℃이다. LiH는 0.5 Torr 및 R-Ni의 알로이 형성 및 소결 온도 미만인 약 500℃에서 분해될 수 있다. 상기 용융된 Li는 R-Ni로부터 분리될 수 있고, R-Ni는 다시 수소화될 수 있고, Li 및 수소화된 R-Ni는 또 다른 반응 사이클로 회수될 수 있다.In a further embodiment, the reactant comprises a catalyst such as Li and a hydrogen atom source such as H 2 and a dissociation agent or hydride such as hydrogenated R-Ni. H can react with Li-Li to form LiH and Li, which can also act as a catalyst and react with additional H to form hydrinos. Then, Li can be regenerated by removing H 2 released from LiH. The plateau temperature at 1 Torr for LiH decomposition is about 560 ° C. LiH can be decomposed at about 500 캜, which is less than the alloy formation and sintering temperature of 0.5 Torr and R-Ni. The molten Li may be separated from the R-Ni, the R-Ni may be hydrogenated again, and the Li and the hydrogenated R-Ni may be recovered in another reaction cycle.

한 실시양태에서, Li 원자는 표면상에 증착될 수 있다. 상기 표면은 지지체이거나 또는 H 원자의 공급원일 수 있다. 상기 표면은 수소화물 및 수소 해리제 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 표면은 수소화될 수 있는 R-Ni일 수 있다. 상기 증착은 Li 원자 공급원을 함유하는 저장조로부터 제공될 수 있다. Li 공급원은 가열에 의해 제어될 수 있다. 가열시 Li 원자를 제공하는 한 공급원은 Li 금속이다. 상기 표면은 증착 동안 저온 예컨대 실온으로 유지될 수 있다. Li-코팅된 표면을 가열하여 Li와 H를 반응시켜 식 (1)에 의해 주어진 H 상태를 형성할 수 있다. 당해 분야에 널리 알려져 있는 다른 박막 증착 기법은 본 발명의 실시양태를 추가로 포함한다. 이러한 실시양태는 물리적 분무, 전기-분무, 에어로졸, 전기-아크 용접, 크누센(Knudsen) 셀 제어 방출, 디스펜서-캐쏘드 주입, 플라즈마 증착, 스퍼터링 및 추가의 코팅 방법 및 시스템 예컨대 Li의 미세 분산 용융, Li의 전기도금 및 Li의 화학적 증착을 포함한다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In one embodiment, a Li atom may be deposited on the surface. The surface may be a support or a source of H atoms. The surface may comprise at least one of a hydride and a hydrogen dissociation agent. The surface may be R-Ni which can be hydrogenated. The deposition may be provided from a reservoir containing a Li atom source. The Li source can be controlled by heating. One source that provides Li atoms upon heating is Li metal. The surface can be maintained at a low temperature, such as room temperature, during deposition. The Li-coated surface can be heated to react Li and H to form the H state given by equation (1). Other thin film deposition techniques well known in the art further include embodiments of the present invention. Such embodiments include but are not limited to physical spraying, electrospray, aerosol, electro-arc welding, Knudsen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems, , Electroplating of Li, and chemical vapor deposition of Li. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

수소화물 표면상에 증착된 Li의 경우, 펌핑에 의한 가열에 의해 LiH 및 Li를 제거함으로써 재생시킬 수 있고, 상기 수소화물은 H2를 도입시킴으로써 다시 수소화될 수 있으며, 상기 셀를 소정의 실시양태에서 배기시킨 후 Li 원자를 상기 재생된 수소화물 위로 다시 증착시킬 수 있다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In the case of Li deposited on the hydride surface, it can be regenerated by removing LiH and Li by heating by pumping, and the hydride can be hydrogenated again by introducing H 2 , After evacuation, Li atoms can be re-deposited over the regenerated hydride. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

Li 및 R-Ni는 임의의 바람직한 몰 비로 존재한다. Li 및 R-Ni 각각은 0 초과 100% 미만의 몰 비로 존재한다. 바람직하게는, Li 및 R-Ni의 몰 비는 비슷하다.Li and R-Ni are present in any desired molar ratio. Each of Li and R-Ni is present in a molar ratio of more than 0 and less than 100%. Preferably, the molar ratios of Li and R-Ni are similar.

바람직한 실시양태에서, 한 반응물을 다른 반응물에 대해 수소화시키거나 탈수소화시키는 경쟁적 반응을 이용하여 수소화 및 비-수소화된 화합물을 포함하는 반응 혼합물을 달성한다. 예를 들어, LiH 형성이 R-Ni 수소화물 형성보다 열역학적으로 유리하다. 그러나, 저온 예컨대 약 25℃ 내지 100℃ 범위에서 LiH 형성 속도는 매우 낮은 반면, R-Ni 수소화물 형성은 상기 온도 범위에서 적합한 압력 예컨대 약 100 Torr 내지 3000 Torr에서 높은 속도로 이루어진다. 따라서, Li와 수소화된 R-Ni의 반응 혼합물은, 약 400 내지 500℃에서 펌핑하여 LiH를 탈수소화시키고, 상기 용기를 약 25 내지 100℃로 냉각시키고, 바람직한 선택도를 달성하는 기간 동안 수소를 첨가하여 R-Ni를 우선적으로 수소화시키고, 이어서 상기 셀를 배기시켜 과량의 수소를 제거함으로써 LiH 및 R-Ni로부터 재생될 수 있다. 과량의 Li이 존재하거나 또는 과량으로 첨가되는 동안, R-Ni는 선택적으로 단독으로 수소화됨으로써 반복되는 사이클에서 사용될 수 있다. 이는 R-Ni의 선택적 수소화를 이루는 온도 및 압력 범위에서 수소를 첨가하고, 이어서 용기를 가열하여 H 원자 및 Li 원자를 형성하고 후속적으로 하이드리노 반응을 개시하기 전에 과량의 수소를 제거함으로써 달성될 수 있다. 이 과정에서 추가의 수소화물 및 촉매 공급원이 Li 및 R-Ni 대신에 사용될 수 있다. 추가의 실시양태에서, 상기 R-Ni는 승온 및 고압 수소를 사용하여 별개의 제조 단계에서 또는 전기분해를 사용하여 대부분 수소화된다. 전기분해는 염기성 수용액에서 일어날 수 있다. 상기 염기는 수산화물일 수 있다. 상대 전극은 니켈일 수 있다. 이 경우, R-Ni는 적절한 온도, 압력 및 온도 경사 속도에 의해 오랜 기간 동안 H 원자를 제공할 수 있다.In a preferred embodiment, a reaction mixture comprising hydrogenated and non-hydrogenated compounds is achieved using competitive reactions in which one reactant is hydrogenated or dehydrogenated to another reactant. For example, LiH formation is thermodynamically more advantageous than R-Ni hydride formation. However, the LiH formation rate is very low at low temperatures, such as in the range of about 25 DEG C to 100 DEG C, while R-Ni hydride formation takes place at a high rate at a suitable pressure in the range of about 100 Torr to 3000 Torr. Thus, the reaction mixture of Li and hydrogenated R-Ni is pumped at about 400 to 500 DEG C to dehydrogenate LiH, the vessel is cooled to about 25 to 100 DEG C, and hydrogen is added for a period of time to achieve the desired selectivity Can be regenerated from LiH and R-Ni by preferential hydrogenation of R-Ni by addition, followed by evacuation of the cell to remove excess hydrogen. While excess Li is present or added in excess, the R-Ni may be used in a cycle that is repeated by selectively hydrogenating alone. This is accomplished by adding hydrogen in the temperature and pressure range that make up the selective hydrogenation of R-Ni, and then heating the vessel to form H and Li atoms and subsequently removing excess hydrogen before initiating the hydrino reaction . In this process, additional hydride and catalyst sources may be used instead of Li and R-Ni. In a further embodiment, the R-Ni is mostly hydrogenated in a separate manufacturing step using elevated temperature and high pressure hydrogen or using electrolysis. Electrolysis can take place in a basic aqueous solution. The base may be a hydroxide. The counter electrode may be nickel. In this case, R-Ni can provide H atoms for a long period of time by appropriate temperature, pressure, and temperature ramp rates.

LiH는 688℃의 높은 융점를 가지는데, 이는 해리제를 소결시키거나 또는 해리제 금속이 촉매 금속과 알로이를 형성하는 온도보다 높을 수 있다. 예를 들어, LiNi 알로이는 해리제가 R-Ni이고 촉매가 Li인 경우에 약 550℃를 초과하는 온도에서 형성될 수 있다. 따라서, 또 다른 실시양태에서, LiH를 비교적 낮은 융점에서 제거할 수 있는 LiNH2로 전환시켜 반응 혼합물을 재생시킬 수 있다. 리튬 수소화물과 암모니아로부터 리튬 아마이드를 형성하는 반응은 다음과 같다:LiH has a high melting point of 688 ° C, which may be higher than the temperature at which the dissociation agent is sintered or the dissociation agent metal forms an alloy with the catalyst metal. For example, the LiNi alloy may be formed at temperatures above about 550 [deg.] C when the dissociation agent is R-Ni and the catalyst is Li. Accordingly, it is yet another embodiment, the LiH was converted to LiNH 2, which can be removed at a relatively low melting point can be regenerated to the reaction mixture. The reaction to form lithium amide from lithium hydride and ammonia is as follows:

LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (52) LiH + NH 3 → LiNH 2 + H 2 (52)

이어서, 용융된 LiNH2가 380℃의 융점에서 회수될 수 있다. LiNH2는 분해반응에 의해 Li로 전환될 수 있다.The molten LiNH 2 can then be recovered at a melting point of 380 ° C. LiNH 2 can be converted to Li by a decomposition reaction.

용융된 LiNH2의 회수를 포함하는 한 실시양태에서, 기체 압력을 LiNH2를 포함하는 혼합물에 적용하여 고체 성분들로부터 그의 분리 속도를 증가시킨다. 분리 망 또는 반-투과 막이 상기 고체 성분들을 존속시킬 수 있다. 기체는 불활성 기체 예컨대 희가스 또는 분해 생성물 예컨대 LiNH2의 분해를 제한하는 질소일 수 있다. 용융된 Li는 또한 기체 압력을 사용하여 분리될 수 있다. 해리제로부터 임의의 잔류물을 세정하기 위해, 기체 흐름을 사용할 수 있다. 희가스와 같은 불활성 기체가 바람직하다. 잔류물 Li가 R-Ni와 같은 해리제에 부착되는 경우, 상기 잔류물은 역시 R-Ni를 재생시킬 수 있는 염기성 수용액으로 세척함으로써 제거될 수 있다. 다르게는, Li를 수소화하여 LiH 및 R-Ni의 고체 및 존재하는 임의의 추가적인 고체 화합물을 체질과 같은 방법에 의해 기계적으로 분리할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, R-Ni와 같은 해리제 및 다른 반응물들을 물리적으로 분리해낼 수 있지만, 수소 원자가 반응 혼합물의 균형에 작용할 수 있도록 근접하게 유지될 수도 있다. 반응 혼합물과 해리제의 균형은, 예를 들어 개방 병치된 보트 내에 놓일 수 있다. 다른 실시양태에서, 반응기는 해리제 및 반응 혼합물의 균형을 독립적으로 함유하는 다중 구획을 추가로 포함한다. 각 구획의 분리막은 해리제 구획에서 형성된 수소 원자가 반응 혼합물의 균형 구획으로 흐르면서 화학적 분리를 유지하도록 한다. 상기 분리막은 금속 망이거나, 또는 금속성일 수 있는 반투과성 불활성 막일 수 있다. 내용물은 반응기의 작동 중에 기계적으로 혼합될 수 있다. 반응 혼합물과 그 생성물의 분리된 균형은 제거되고 반응 용기 외부에서 재가공되어 해리제로부터 독립적으로 회수되거나, 또는 반응기 내에서 독립적으로 재가공될 수 있다. In one embodiment involving recovery of molten LiNH 2 , the gas pressure is applied to the mixture comprising LiNH 2 to increase its separation rate from the solid components. Separation net or semi-permeable membrane can sustain these solid components. The gas may be an inert gas such as noble gas or nitrogen which limits decomposition of decomposition products such as LiNH 2 . Molten Li can also be separated using gas pressure. In order to clean any residue from the dissociation agent, a gas flow can be used. An inert gas such as rare gas is preferable. If the residue Li adheres to a dissociation agent such as R-Ni, the residue can be removed by washing with a basic aqueous solution which can also regenerate R-Ni. Alternatively, Li may be hydrogenated to mechanically separate LiH and R-Ni solids and any additional solid compounds present, such as by sieving. In another embodiment, dissociation agents such as R-Ni and other reactants may be physically separated, but hydrogen atoms may be held in close proximity to act on the balance of the reaction mixture. The balance of the reaction mixture and the dissociating agent can, for example, be placed in an open juxtaposed boat. In another embodiment, the reactor further comprises multiple compartments containing the dissociation agent and the balance of the reaction mixture independently. The separation membrane in each compartment allows the hydrogen atoms formed in the dissociation compartment to flow into the balance compartment of the reaction mixture to maintain chemical separation. The separation membrane may be a metal mesh or a semi-permeable inert film which may be metallic. The contents may be mechanically mixed during operation of the reactor. The separate balance of the reaction mixture and its product can be removed and reworked outside the reaction vessel to be recovered independently from the dissociation agent or independently reworked within the reactor.

시스템이 Li 원자 촉매 및 H 원자를 생성하는 다른 실시양태는 Li, 암모니아 및 LiH를 포함한다. Li 원자 촉매 및 H 원자는 Li2와 NH3의 반응에 의해 생성될 수 있다:Other embodiments in which the system produces Li atom catalysts and H atoms include Li, ammonia, and LiH. Li atom catalysts and H atoms can be produced by the reaction of Li 2 and NH 3 :

Li2 + NH3 → LiNH2 + Li + H (53)Li 2 + NH 3 ? LiNH 2 + Li + H (53)

LiNH2는 하기 반응식에서 NH3의 공급원이다:LiNH 2 is the source of NH 3 in the following reaction:

2LiNH2 → Li2NH + NH3 (54) 2 LiNH 2 - &gt; Li 2 NH + NH 3 (54)

바람직한 실시양태에서, Li는 큰 표면적을 갖는 지지체상에 분산되어 암모니아와 반응한다. 암모니아는 또한 LiH와 반응하여 LiNH2를 생성한다:In a preferred embodiment, Li is dispersed on a support having a large surface area to react with ammonia. Ammonia also reacts with LiH to produce LiNH 2 :

LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (55) LiH + NH 3 → LiNH 2 + H 2 (55)

그리고, H2는 Li2NH와 반응하여 LiNH2를 재생시킬 수 있다:H 2 can then react with Li 2 NH 3 to regenerate LiNH 2 :

H2+ Li2NH → LiNH2 + LiH (56)H 2 + Li 2 NH → LiNH 2 + LiH (56)

또 다른 실시양태에서, 반응물은 LiNH2와 해리제의 혼합물을 포함한다. 리튬 원자를 형성하는 반응은 다음과 같다:In another embodiment, the reactant comprises a mixture of LiNH 2 and a dissociation agent. The reaction to form a lithium atom is as follows:

LiNH2 + H → Li + NH3 (57)LiNH 2 + H -> Li + NH 3 (57)

이어서, Li는 추가의 H와 반응하여 하이드리노를 형성할 수 있다. Li may then react with additional H to form a hydrino.

Li 원자 촉매 및 H 원자를 생성하는 시스템의 다른 실시양태는 Li 및 LiBH4 또는 NH4X(X는 할라이드와 같은 음이온임)을 포함한다. Li 원자 촉매 및 H 원자는 Li2와 LiBH4의 반응에 의해 생성될 수 있다:Other embodiments of the Li atom catalyst and system for generating H atoms include Li and LiBH 4 or NH 4 X where X is an anion such as a halide. Li atom catalysts and H atoms can be generated by the reaction of Li 2 and LiBH 4 :

Li2 + LiBH4 → LiBH3 + Li + LiH (58)Li 2 + LiBH 4 ? LiBH 3 + Li + LiH (58)

NH4X는 LiNH2 및 H2를 생성할 수 있다:NH 4 X can produce LiNH 2 and H 2 :

Li2 + NH4X → LiX + LiNH2 + H2 (59)Li 2 + NH 4 X? LiX + LiNH 2 + H 2 (59)

이어서, Li 원자는 식 (32) 및 (37)에 따라 생성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Li 원자와 H의 하이드리노 반응물을 형성하기 위한 Li/N 시스템에 대한 반응 메커니즘은 다음과 같다:Then, a Li atom can be produced according to equations (32) and (37). In another embodiment, the reaction mechanism for the Li / N system to form the hydrino reactant of Li atoms with H is as follows:

NH4X + Li-Li → Li + H + NH3 + LiX (60)NH 4 X + Li-Li → Li + H + NH 3 + LiX (60)

상기 식에서, X는 반대 이온, 바람직하게는 할라이드이다. Wherein X is a counterion, preferably a halide.

Li 원자 촉매는 Li2NH 또는 Li3N와 H2의 해리에 의해 형성된 H 원자의 반응에 의해 생성될 수 있다:Li atom catalysts can be produced by the reaction of H 2 atoms formed by the dissociation of Li 2 NH or Li 3 N and H 2 :

Li2NH + H → LiNH2 + Li (61)Li 2 NH + H LiNH 2 + Li (61)

Li3N + H → Li2NH + Li (62)Li 3 N + H? Li 2 NH + Li (62)

추가의 실시양태에서, 반응 혼합물은 Li 외의 금속 예컨대 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 Th의 질화물을 포함한다. 반응 혼합물은 Li과 치환되거나 또는 Li과 혼합된 금속 화합물을 형성하는 금속을 포함할 수 있다. 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 전이 금속의 군에서 선택될 수 있다. 화합물은 N 예컨대 아마이드, 이미드 및 니트라이드를 더 포함할 수 있다. In a further embodiment, the reaction mixture comprises a nitride other than Li, such as Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and Th. The reaction mixture may contain a metal which is substituted with Li or forms a metal compound mixed with Li. The metal may be selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals and transition metals. The compound may further comprise N, such as amides, imides and nitrides.

한 실시양태에서, Li 촉매는 음이온 교환 반응 예컨대 할라이드(X) 교환 반응에 의해 화학적으로 생성된다. 예를 들어, Li 금속 및 Li-Li 분자 중에서 하나 이상이 할라이드 화합물과 반응하여 Li 원자 및 LiX를 형성한다. 다르게는, LiX가 금속 M과 반응하여 Li 원자 및 MX를 형성한다. 한 실시양태에서, 리튬 금속은 란탄계원소 할라이드와 반응하여 Li 및 LiX(여기서, X는 할라이드)을 형성한다. 한 예는 CeBr3와 Li2이 반응하여 Li 및 LiBr을 형성한다. 다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In one embodiment, the Li catalyst is chemically produced by an anion exchange reaction such as a halide (X) exchange reaction. For example, at least one of Li metal and Li-Li molecules react with a halide compound to form Li atoms and LiX. Alternatively, LiX reacts with the metal M to form Li atoms and MX. In one embodiment, the lithium metal reacts with a lanthanide element halide to form Li and LiX, wherein X is a halide. One example is that CeBr 3 and Li 2 react to form Li and LiBr. In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

또 다른 실시양태에서, 반응 혼합물은 하버(Haber) 과정[43]의 반응물 및 생성물을 더 포함한다. 생성물은 NHx(x=0,1,2,3,4)일 수 있다. 이들 생성물은 Li 또는 Li을 포함하는 화합물과 반응하여 Li 원자 및 H 원자를 형성할 수 있다. 예를 들어, Li-Li이 NHx와 반응하여 Li 및 가능하게는 H를 형성할 수 있다:In another embodiment, the reaction mixture further comprises the reagents and products of the Haber process [43]. The product may be NH x (x = 0, 1, 2, 3, 4). These products can react with Li or a compound containing Li to form Li atoms and H atoms. For example, Li-Li may react with NHx to form Li and possibly H:

Li-Li + NH3 → Li + LiNH2 + H (63) Li-Li + NH 3 → Li + LiNH 2 + H (63)

Li-Li + NH2 → LiNH2 + Li (64) Li-Li + NH 2 → LiNH 2 + Li (64)

Li-Li + NH2 → Li2NH + H (65) Li-Li + NH 2 → Li 2 NH + H (65)

다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In another embodiment, K, Cs, and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom, and a NaH molecule.

하나 이상의 개별적인 화합물의 녹는점보다 더 낮은 온도에서 녹는 화합물들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, Li 및 LiNH2와 같은 반응물들을 혼합한 용융염인 공융(eutectic) 혼합물을 형성할 수 있다.Mixtures of compounds that melt at a temperature lower than the melting point of one or more individual compounds may be used. Preferably, a eutectic mixture can be formed which is a molten salt mixed with reactants such as Li and LiNH 2 .

반응 혼합물의 화학은 반응물의 물리적 상태 및 용매 또는 첨가되는 용질 또는 알로이 종의 존재 또는 부재에 따라 매우 실질적으로 변할 수 있다. 물리적 상태를 변화시키기 위한 본 발명의 목적은 반응 속도를 제어하고 열역학을 변경하여 H 공급원으로부터의 H 첨가에 의해 지속가능한 저 에너지 수소 반응을 달성하는 것이다. 반응물 예컨대 Li 및 LiNH2, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들의 혼합물을 포함하는 Li/N 알로이 시스템이 용매로 작용할 수 있다. 예를 들어, 과량의 Li가 LiNH2를 위한 용융 용매로 작용하여, 고체-상태 혼합물과는 상대적으로 상이한 반응 역학 및 열역학을 갖게 되는 용매화된 Li 및 LiNH2 반응물을 포함할 수 있다. 상기 전자의 효과, 즉 저 에너지 수소 반응 역학의 제어는, 용질 및 용매의 특성 예컨대 온도, 농도 및 몰 비를 제어함으로써 조정될 수 있다. 촉매 원자 및 수소 원자를 생성시키는 반응 다음으로, 상기 후자의 효과는 초기 반응물을 재생시키는 데 사용될 수 있다. 이는 상기 생성물이 수소화 반응에 의해 직접 재생될 수 있는 경로이다.The chemistry of the reaction mixture can vary very substantially depending on the physical state of the reactants and the presence or absence of the solvent or solute or alloyl species added. It is an object of the present invention to change the physical state to control the rate of the reaction and to change the thermodynamics to achieve a sustainable low energy hydrogen reaction by the addition of H from the H source. Li / N alloys systems including reactants such as Li and LiNH 2 , alkali metals, alkaline earth metals, and mixtures thereof can act as solvents. For example, an excess of Li may include solvated Li and LiNH 2 reactants that act as a molten solvent for LiNH 2 , resulting in a relatively different reaction kinetics and thermodynamics than the solid-state mixture. The effect of the electrons, i.e., the control of the low-energy hydrogen reaction dynamics, can be adjusted by controlling the solute and the characteristics of the solvent such as temperature, concentration and molar ratio. The reaction of producing catalyst atoms and hydrogen atoms Next, the latter effect can be used to regenerate the initial reactants. This is a route through which the product can be directly regenerated by the hydrogenation reaction.

반응물의 재생이 용매 또는 첨가 용질 또는 알로이 종에 의해 촉진되는 한 실시양태는 리튬 금속을 포함하며, 이때 Li의 수소화가 완료되지 않아 Li가 용매 및 반응물에 존재하게 된다. Li 용매에서, 하기의 재생 반응이 공급원으로부터의 H 첨가에 의해 일어나 LiH를 형성할 수 있다:One embodiment in which the regeneration of the reactants is facilitated by a solvent or an additive solu- tion or an alloying species comprises a lithium metal wherein the hydrogenation of Li is not complete and Li is present in the solvent and reactants. In a Li solvent, the following regeneration reaction can take place by the addition of H from a source to form LiH:

LiH + Li2NH → 2Li + LiNH2 (66) LiH + Li 2 NH → 2Li + LiNH 2 (66)

Li 및 LiNH2과 같은 반응물을 포함하는 Li/N 알로이 시스템의 경우, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물이 용매로 작용할 수 있다. 한 실시양태에서, 용매는 LiH에서 Li로의 반응을 감소시키고 H 방출과 함께 불안정한 용매 수소화물을 형성할 수 있도록 선택된다. 바람직하게는, 상기 용매는 Li+를 감소시킬 수 있으면서 낮은 열 안정성을 갖는 상응하는 수소화물을 갖는 Li(과량), Na, K, Rb, Cs 및 Ba의 군 중에서 하나 이상일 수 있다. 727℃의 높은 융점을 갖는 Ba의 경우에서와 같이 용매의 융점이 목적하는 것보다 더 높은 경우, 상기 용매는 다른 용매 예컨대 금속과 혼합되어 공융 혼합물을 포함하는 것과 같은 비교적 낮은 융점을 갖는 용매를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 하나 이상의 알칼리 토금속을 하나 이상의 알칼리 금속과 혼합하여 융점을 낮추고, Li+ 감소 가능성을 높이고, 상응하는 용매 수소화물의 안정성을 감소시킬 수 있다.In the case of Li / N alloy systems containing reactants such as Li and LiNH 2 , alkali metals, alkaline earth metals and mixtures thereof can act as solvents. In one embodiment, the solvent is selected to reduce the reaction of LiH to Li and form an unstable solvent hydride with H release. Preferably, the solvent can be one or more of the group of Li (excess), Na, K, Rb, Cs and Ba with corresponding hydrides with low thermal stability while reducing Li &lt; + &gt;. When the melting point of the solvent is higher than desired, as in the case of Ba having a high melting point of 727 DEG C, the solvent is mixed with another solvent such as metal to form a solvent having a relatively low melting point, can do. In one embodiment, one or more alkaline earth metals may be mixed with one or more alkali metals to lower the melting point, increase the Li + reduction potential, and reduce the stability of the corresponding solvent hydride.

반응물의 재생이 용매 또는 첨가 용질 또는 알로이 종에 의해 촉진되는 또 다른 실시양태는 칼륨 금속을 포함한다. LiH와 LiNH2의 혼합물 중의 칼륨 금속은 LiH에서 Li로의 반응을 감소시키고 KH를 형성할 수 있다. KH는 중간 온도 예컨대 300℃에서 열적으로 불안정하기 때문에, 이는 Li2NH에서 Li 및 LiNH2로의 수소화 반응을 추가로 촉진할 수 있다.Another embodiment wherein the regeneration of the reactants is facilitated by a solvent or an additive solu- tion or alloy species includes potassium metal. The potassium metal in the mixture of LiH and LiNH 2 can reduce the reaction from LiH to Li and form KH. Since KH is thermally unstable at an intermediate temperature, for example 300 ℃, which can be promoted by adding the hydrogenation reaction to Li and Li in LiNH 2 NH 2.

따라서, K는 식 (66)으로 주어진 반응을 촉매할 수 있다. 반응 단계는 다음과 같다:Thus, K can catalyze the reaction given by equation (66). The reaction steps are as follows:

LiH + K → Li + KH (67)LiH + K? Li + KH (67)

KH + Li2NH → K + Li + LiNH2 (68) KH + Li 2 NH → K + Li + LiNH 2 (68)

여기서, H는 H가 저 에너지 수소 생성에 의해 소모되는 속도로 첨가된다. 다르게는, K가 LiH로부터 Li 및 H를 촉매적으로 생성하며, 이때 LiNH2가 Li2NH의 수소화 반응으로부터 직접 형성된다. 반응 단계는 다음과 같다:Where H is added at a rate at which H is consumed by low energy hydrogen production. Alternatively, K catalytically produces Li and H from LiH, where LiNH 2 is formed directly from the hydrogenation reaction of Li 2 NH. The reaction steps are as follows:

Li2NH + 2H → LiH + LiNH2 (69)Li 2 NH + 2H → LiH + LiNH 2 (69)

LiH + K → KH + Li (70)LiH + K? KH + Li (70)

KH → K + H(g) (71)KH - &gt; K + H (g) (71)

수소화물(KH)의 바람직한 불안정성 조건 외에도, 아마이드(KNH2) 또한 불안정하여 리튬 아마이드와 칼륨 아마이드의 교환은 열역학적으로 바람직하지 않다. K 외에, Na가 또한 LiH를 감소시킬 수 있고 비교적 낮은 증기 압력을 갖기 때문에 금속 용매로 바람직하다. 적합한 금속 용매의 다른 예로는 Rb, Cs, Mg. Ca, Sr, Ba 및 Sn이 있다. 상기 용매는 금속 혼합물 예컨대 둘 이상의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직한 용매는 380℃ 초과에서 Li(과량) 및 Na이며, 이는 Li가 상기 온도 초과에서 Na 중에서 혼화성이기 때문이다. In addition to the desired instability condition of the hydride (KH), amide (KNH 2 ) is also unstable and the exchange of lithium amide and potassium amide is not thermodynamically favorable. Besides K, Na is also preferred as a metal solvent because it can reduce LiH and has a relatively low vapor pressure. Other examples of suitable metal solvents include Rb, Cs, Mg. Ca, Sr, Ba and Sn. The solvent may comprise a metal mixture, such as a mixture of two or more alkali metals or alkaline earth metals. Preferred solvents are Li (excess) and Na above 380 DEG C because Li is miscible in Na at above this temperature.

또 다른 실시양태에서, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속은 식 (70) 및 (71)에 따라 재생 촉매로 작용한다. 한 실시양태에서, LiNH2는 LiNH2를 용융시킴으로써 LiH/LiNH2 혼합물로부터 먼저 제거된다. 이어서, 금속 M을 첨가하여 LiH의 Li으로의 전환을 촉매할 수 있다. M은 증류에 의해 선택적으로 제거될 수 있다. Na, K, Rb 및 Cs는, 비교적 낮은 온도에서 분해하고 열적으로 분해하는 아마이드를 형성하는 수소화물을 형성하며, 따라서 또 다른 실시양태에서는, 하나 이상이, 식 (67) 내지 (71)로 주어지는 K에 대한 상응하는 반응에 따라 LiH의 Li 및 H로의 촉매적 전환을 위한 반응물로 작용할 수 있다. 또한, 몇몇 알칼리 토금속 예컨대 Sr은 매우 안정한 수소화물을 형성할 수 있고, LiH와 알칼리 토금속이 반응하여 안정한 알칼리 토 수소화물을 형성하는 것에 의해 LiH를 Li로 전환시키도록 작용할 수 있다. 승온에서 작동시킴으로써, 주로 Li으로 존재하는 리튬 함유물에 의한 분해를 통해 알칼리 토 수소화물로부터 수소가 공급될 수 있다. 반응 혼합물은 Li, LiNH2,×및 해리제를 포함할 수 있으며, 이때 X는 리튬 화합물 예컨대 LiH, Li2NH 및 Li3N, 및 안정한 수소화물을 형성하여 LiH로부터 Li를 생성하는 소량의 알칼리 토금속을 갖는다. 수소 공급원은 H2 기체일 수 있다. 작동 온도는 H를 이용할 수 있을 만큼 충분해야한다. In another embodiment, the alkali metal or alkaline earth metal acts as a regeneration catalyst according to equations (70) and (71). In one embodiment, LiNH 2 is first removed from the LiH / LiNH 2 mixture by melting the LiNH 2. Subsequently, metal M can be added to catalyze the conversion of LiH to Li. M can be selectively removed by distillation. Na, K, Rb, and Cs form hydrides that decompose at relatively low temperatures and form thermally decomposing amides, and thus in another embodiment, one or more of the compounds of formula (67) to Can act as a reactant for the catalytic conversion of LiH to Li and H according to the corresponding reaction to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; K. &Lt; / RTI &gt; In addition, some alkaline earth metals such as Sr can form highly stable hydrides and can act to convert LiH to Li by reacting LiH with an alkaline earth metal to form a stable alkaline to hydride. By operating at elevated temperatures, hydrogen can be supplied from the alkaline toto hydride through decomposition by a lithium-containing material present primarily in Li. The reaction mixture may comprise Li, LiNH 2 , x and dissociation agent wherein X is a lithium compound such as LiH, Li 2 NH and Li 3 N, and a small amount of alkali to form a stable hydride to form Li from LiH Have the earth metal. The hydrogen source may be H 2 gas. The operating temperature should be sufficient to make H available.

한 실시양태에서, LiNO3는 일련의 커플링 반응에서 Li와 H의 공급원 LiNH2를 생성하도록 작용할 수 있다. Li, LiNH2 및 LiNO3를 포함하는 촉매 반응 혼합물의 실시양태를 고려한다. Li와 LiNH2이 반응하여 Li3N을 형성하고 H2를 방출하는 반응은 다음과 같다:In one embodiment, LiNO 3 can act to produce Li and H source LiNH 2 in a series of coupling reactions. Consider the embodiment of the catalytic reaction mixture comprising Li, LiNH 2, and LiNO 3. The reaction of Li with LiNH 2 to form Li 3 N and release H 2 is as follows:

LiNH2 + 2Li → H2 + Li3N (72)LiNH 2 + 2 Li → H 2 + Li 3 N (72)

방출된 H2(식 (72))와 LiNO3이 균형된 H2 환원 반응으로 물 및 리튬 아마이드를 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction to form water and lithium amide by a balanced H 2 reduction reaction of the released H 2 (equation (72)) with LiNO 3 is as follows:

4H2 + LiNO3 → LiNH2 + 3H2O (73)4H 2 + LiNO 3 ? LiNH 2 + 3H 2 O (73)

이어서, 반응식 (72)는 생성된 LiNH2 및 나머지량 Li와 함께 진행될 수 있고, 식 (72) 및 (73)으로 제시된 커플링 반응은 Li이 완전히 소진될 때까지 일어날 수 있다. 전체 반응은 다음과 같이 주어진다:Reaction Scheme 72 can then be run with the resulting LiNH 2 and the balance Li, and the coupling reaction shown in equations (72) and (73) can occur until Li is completely depleted. The overall reaction is given as:

LiNO3 + 8Li + 3LiNH2 → 3H2O + 4Li3N (74) LiNO 3 + 8Li + 3LiNH 2 → 3H 2 O + 4Li 3 N (74)

물은 응축과 같은 방법에 의해 동역학적으로 제거되거나 또는 게터와 반응하여 Li, LiNH2, Li2NH 및 Li3N과 같은 종과의 반응을 방지할 수 있다.Water can be removed by reaction with the getter or kinetically by methods such as condensation to prevent the reaction of the species, such as Li, LiNH 2, Li 2 NH and Li 3 N.

예시적인 Li 촉매 반응물의 재생Regeneration of exemplary Li catalytic reactants

본 발명은 또한 반응 혼합물을 생성하거나 재생하여 반응 동안 형성되는 임의의 부 생성물로부터 식 (1)로 주어지는 상태를 형성하는 방법 및 시스템을 포함한다. 예를 들어, 에너지 반응기의 실시양태에서, 촉매 반응물 혼합물 예컨대 Li, LiNH2 및 LiNO3은 코튼(Cotton) 및 윌킨슨(Wilkinson)[43]에 의해 주어진 바와 같은 당해 분야 숙련자들에게 공지된 방법에 의해 임의의 부 생성물 예컨대 LiOH 및 Li2O로부터 재생된다. 부 생성물을 포함하는 반응물 혼합물의 성분들은 액체 또는 고체일 수 있다. 상기 혼합물은 원하는 온도로 가열 또는 냉각되고, 상기 생성물은 당해 분야 숙련자들에게 공지된 수단에 의해 물리적으로 분리된다. 한 실시양태에서, LiOH 및 Li2O는 고체이고, Li, LiNH2 및 LiNO3는 액체이며, 상기 고체 성분들은 상기 액체 성분들로부터 분리된다. LiOH 및 Li2O는 고온에서 H2와의 환원에 의하거나 또는 용융된 화합물들 또는 이들을 함유하는 혼합물의 전기분해에 의해 리튬 금속으로 전환될 수 있다. 전기분해 셀는 LiOH, Li2O, LiCl, KCl, CaCl2 및 NaCl 중에서 하나 이상을 포함하는 공융 염을 포함할 수 있다. 전기 분해 셀는 BeO 또는 BN 용기와 같은 Li에 의한 공격에 저항성을 갖는 재료로 구성된다. Li 생성물은 증류에 의해 정제될 수 있다. LiNH2는 예컨대 Li을 질소와 반응시킨 후 수소 환원시키는 것과 같은 당해 분야에 공지된 수단에 의해 형성된다. 다르게는, LiNH2는 Li와 NH3의 반응에 의해 직접적으로 형성될 수 있다.The present invention also includes a method and system for forming a state given by equation (1) from any by-product formed or regenerated to form a reaction mixture during the reaction. For example, in an embodiment of the energy reactor, the catalytic reaction mixture, for example Li, LiNH 2, and LiNO 3 is by a method known to the art skilled as given by Cotton (Cotton) and Wilkinson (Wilkinson) [43] It is reproduced from any by-products for example, LiOH and Li 2 O. The components of the reactant mixture comprising the byproducts may be liquid or solid. The mixture is heated or cooled to the desired temperature and the product is physically separated by means known to those skilled in the art. In one embodiment, the LiOH and Li 2 O is a solid, Li, LiNH 2, and LiNO 3 is a liquid, the solid components are separated from the liquid component. LiOH and Li 2 O can be converted to lithium metal by reduction with H 2 at high temperature or by electrolysis of molten compounds or mixtures containing them. Among the electrolytic selneun LiOH, Li 2 O, LiCl, KCl, CaCl 2 and NaCl may comprise a molten salt containing one or more. The electrolysis cell is composed of a material resistant to attack by Li, such as a BeO or BN vessel. The Li product can be purified by distillation. LiNH 2 is formed by means known in the art, for example, by reacting Li with nitrogen and then reducing the hydrogen. Alternatively, LiNH 2 can be formed directly by the reaction of Li and NH 3 .

초기 반응 혼합물이 Li, LiNH2 및 LiNO3 중에서 하나 이상을 포함하는 경우, Li 금속은 전기분해와 같은 방법에 의해 재생될 수 있고, LiNO3은 Li 금속으로부터 생성될 수 있다. 어려운 질소 고정 단계를 제거하는 하나의 중요한 단계는 심지어 실온에서도 Li 금속과 N2를 반응시켜 Li3N을 형성하는 것이다. Li3N은 H2와 반응하여 Li2NH 및 LiNH2를 형성할 수 있다. Li3N은 산소 공급원과 반응하여 LiNO3를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, Li3N은 리튬(Li), 리튬 니트라이드(Li3N), 산소(O2), 산소 공급원, 리튬 이미드(Li2NH) 및 리튬 아마이드(LiNH2) 중에서 하나 이상의 반응물 또는 중간체를 포함하는 리튬 니트레이트(LiNO3)의 합성에 사용된다.When the initial reaction mixture contains at least one of Li, LiNH 2 and LiNO 3 , the Li metal may be regenerated by a method such as electrolysis and LiNO 3 may be produced from Li metal. One important step in removing the difficult nitrogen fixation step is to react Li metal with N 2 even at room temperature to form Li 3 N. Li 3 N was reacted with H 2 to form the Li 2 NH and LiNH 2. Li 3 N may react with an oxygen source to form LiNO 3 . In one embodiment, Li 3 N is lithium (Li), lithium nitride (Li 3 N), oxygen (O 2), oxygen source, lithium already more than one of the DE (Li 2 NH) and lithium amide (LiNH 2) Is used in the synthesis of lithium nitrate (LiNO 3 ) containing reactants or intermediates.

한 실시양태에서, 산화 반응은 다음과 같다:In one embodiment, the oxidation reaction is as follows:

LiNH2 + 2O2 → LiNO3 + H2O (75)LiNH 2 + 2O 2 → LiNO 3 + H 2 O (75)

Li2NH + 2O2 → LiNO3 + LiOH (76)Li 2 NH + 2O 2 ? LiNO 3 + LiOH (76)

Li3N + 2O2 → LiNO3 + Li2O (77)Li 3 N + 2 O 2 ? LiNO 3 + Li 2 O (77)

리튬 니트레이트는 하기 반응에 의해 NO2, NO 및 O2 중에서 하나 이상을 사용하여 Li2O 및 LiOH로부터 재생될 수 있다:Lithium nitrate can be regenerated from Li 2 O and LiOH using at least one of NO 2 , NO and O 2 by the following reaction:

3Li2O + 6NO2 + 3/2O2 → 6LiNO3 (78)3Li 2 O + 6NO 2 + 3 / 2O 2 ? 6LiNO 3 (78)

Li2O + 3NO2 → 2LiNO3 + NO (79)Li 2 O + 3NO 2 ? 2LiNO 3 + NO (79)

NO + 1/2O2 → NO2 (80)NO + 1 / 2O 2 ? NO 2 (80)

LiOH + NO2 + NO → 2LiNO2 + H2O (공업적 과정) (81) LiOH + NO 2 + NO → 2LiNO 2 + H 2 O ( industrial process) (81)

2LiOH + 2NO2 → LiNO3 + LiNO3 + H2O (82) 2 LiOH + 2NO 2 LiNO 3 + LiNO 3 + H 2 O (82)

리튬 산화물은 스팀과의 반응에 의해 리튬 수산화물로 전환될 수 있다:Lithium oxide can be converted to lithium hydroxide by reaction with steam:

Li2O + H2O → 2LiOH (83)Li 2 O + H 2 O → 2 LiOH (83)

한 실시양태에서, Li2O는 LiOH로 전환된 다음 식 (81)에 따라 NO2 및 NO와 반응한다.In one embodiment, Li 2 O is converted to LiOH and then reacts with NO 2 and NO according to equation (81).

리튬 산화물 및 리튬 수산화물 둘 다는 질산 처리시키고 건조시켜 리튬 니트레이트로 전환시킬 수 있다:Both lithium oxide and lithium hydroxide can be converted to lithium nitrate by treatment with nitric acid and drying:

Li2O + 2HNO3 → 2LiNO3 + H2O (84)Li 2 O + 2HNO 3 ? 2LiNO 3 + H 2 O (84)

LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (85) LiOH + HNO 3 → LiNO 3 + H 2 O (85)

LiNO3는 리튬 산화물 또는 리튬 수산화물을 질산으로 처리하여 제조될 수 있다. 코튼 및 윌킨슨에 의해 제시된 바와 같이, 질산 또한 공지된 공업적 방법 예컨대 하버(Haber) 공정에 이은 오스왈트(Ostwald) 공정[43]에 의해, 그리고 이어서 NO의 수화 및 산화에 의해 생성될 수 있다. 한 실시양태에서, 예시적인 단계 순서는 다음과 같다:LiNO 3 can be prepared by treating lithium oxide or lithium hydroxide with nitric acid. As suggested by Cotton and Wilkinson, nitric acid can also be produced by known industrial methods such as the Haber process followed by the Ostwald process [43] and subsequently by hydration and oxidation of NO. In one embodiment, an exemplary step sequence is as follows:

Figure 712015004410476-pct00050
Figure 712015004410476-pct00050

LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (87) LiOH + HNO 3 → LiNO 3 + H 2 O (87)

특히, 몇몇 산화물을 함유하는 α-철과 같은 촉매를 사용하여 승온 및 승압에서 N2 및 H2로부터 NH3를 생성하는 데 상기 하버 공정이 사용될 수 있다. 암모니아를 사용하여 Li로부터 LiNH2를 형성할 수 있다. 뜨거운 백금 또는 백금-로듐 촉매와 같은 촉매에서 암모니아를 NO로 산화시키기 위해 상기 오스왈트 공정이 사용될 수 있다. 상기 NO는 산소 및 물과 추가로 반응하여 질산을 형성할 수 있으며, 이는 리튬 산화물 또는 리튬 수산화물과 반응하여 리튬 니트레이트를 형성할 수 있다. 이어서, 결정질 리튬 니트레이트가 건조에 의해 수득된다. 또 다른 실시양태에서, NO 및 NO2가 리튬 산화물 및 리튬 수산화물 중에서 하나 이상과 직접적으로 반응하여 리튬 니트레이트를 형성한다. 이어서, 재생된 Li, LiNH2 및 LiNO3가 바람직한 몰 비로 상기 반응기로 회수된다.In particular, the above harbor process can be used to produce NH 3 from N 2 and H 2 at elevated temperature and elevated pressure using a catalyst such as α-iron containing several oxides. Ammonia can be used to form LiNH 2 from Li. The Oswalt process may be used to oxidize ammonia to NO in a catalyst such as a hot platinum or platinum-rhodium catalyst. The NO may further react with oxygen and water to form nitric acid, which may react with lithium oxide or lithium hydroxide to form lithium nitrate. Crystalline lithium nitrate is then obtained by drying. In another embodiment, NO and NO 2 react directly with one or more of lithium oxide and lithium hydroxide to form lithium nitrate. The regenerated Li, LiNH 2 and LiNO 3 are then recovered in the reactor in the preferred molar ratio.

추가의 예시적인 재생 반응에서, 반응기의 실시양태는 Li, LiNH2 및 LiCoO2의 반응물을 포함한다. LiOH, Li2O, 및 Co 및 이의 저급 산화물이 부 생성물이다. 상기 반응물은 LiOH 및 Li2O의 Li로의 전기분해에 의해 재생될 수 있다. LiNH2는 Li와 NH3 또는 N2의 반응에 이어서 H2와의 반응에 의해 재생될 수 있다. CoO2 및 이의 저급 산화물은 산소와의 반응에 의해 재생될 수 있다. LiCoO2는 Li와 CoO2의 반응에 의해 형성될 수 있다. 이어서, Li, LiNH2 및 LiCoO2가 배취(batch)식 또는 연속 재생 공정에서 셀로 회수된다. LiIO3 또는 LiIO4가 상기 혼합물의 시약인 경우, IO3 - 및/또는 IO4 -가 염기와의 요오드 또는 요오드화 반응에 의해 재생될 수 있고, 추가로 목적하는 음이온으로 전기분해되어, LiIO3 또는 LiIO4로 침출되고, 건조되고, 탈수될 수 있다.In a further illustrative of the regeneration, the embodiments of the reactor comprises a reaction product of a Li, LiNH 2, and LiCoO 2. LiOH, Li is the 2 O, and cobalt (Co), and its low-grade oxide by-products. The reaction can be reproduced by the electrolysis to the LiOH and Li 2 O Li. LiNH 2 can be regenerated by the reaction of Li with NH 3 or N 2 followed by reaction with H 2 . CoO 2 and its lower oxide can be regenerated by reaction with oxygen. LiCoO 2 can be formed by the reaction of Li and CoO 2 . Then, Li, LiNH 2, and LiCoO 2 is recovered from cell batches (batch) or continuous regeneration process. When LiIO 3 or LiIO 4 is a reagent for the above mixture, IO 3 - and / or IO 4 - can be regenerated by iodine or iodination reaction with the base and further electrolyzed to the desired anion to form LiIO 3 or Leached with LiIO 4 , dried and dehydrated.

NaH 분자 촉매NaH molecular catalyst

추가의 실시양태에서, MH(여기서, H는 수소이고, M은 또 다른 원소임)와 같이 수소를 포함하는 화합물이 수소 공급원 및 촉매 공급원으로 작용한다. 한 실시양태에서는, M-H 결합의 파괴와 M 원자로부터 t 전자들의 이온화에 의해 상기 결합 에너지와 t 전자들의 이온화 에너지의 합이 대략

Figure 112015022675507-pct00051
(여기서, m은 정수임) 중에서 하나가 되도록 하는 연속 에너지 준위로 촉매 시스템을 제공한다.In a further embodiment, a compound comprising hydrogen, such as MH (where H is hydrogen and M is another element), acts as a hydrogen source and a catalyst source. In one embodiment, the sum of the binding energy and the ionization energy of the t electrons by the destruction of the MH bond and the ionization of the t electrons from the M atom is approximately
Figure 112015022675507-pct00051
(Where m is an integer). &Lt; / RTI &gt;

하나의 이러한 촉매 시스템은 나트륨을 포함한다. NaH의 결합 에너지는 1.9245 eV이다[44]. Na의 제 1 및 제 2 이온화 에너지는 각각 5.13908 eV 및 47.2864 eV이다[1]. 이들 에너지를 기초로, NaH의 결합 에너지 + Na의 Na2+에 대한 이중 이온화 에너지(t=2)는 식 (2)에서 m=2인 경우와 등가인 54.35 eV(2×27.2 eV)가 되기 때문에, NaH 분자는 촉매 및 H 공급원으로 작용할 수 있다. 상기 촉매 반응은 하기 식으로 주어진다:One such catalyst system comprises sodium. The binding energy of NaH is 1.9245 eV [44]. The first and second ionization energies of Na are 5.13908 eV and 47.2864 eV, respectively [1]. Based on these energies, the double ionization energy (t = 2) for the binding energy of NaH + Na2 + of Na is 54.35 eV (2 × 27.2 eV) equivalent to m = 2 in equation (2) NaH molecules can act as catalysts and H sources. The catalytic reaction is given by the following formula:

Figure 112015022675507-pct00052
Figure 112015022675507-pct00052

Figure 112015022675507-pct00053
Figure 112015022675507-pct00053

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00054
Figure 112015022675507-pct00054

참고문헌 [30]의 제5장 및 참고문헌 [20]에 제시된 바와 같이, 수소 원자 H(1/p)(p=1,2,3,...137)는 또한 식 (1)로 주어지는 저 에너지 상태로 전이될 수 있으며, 이때 한 원자의 전이는, 포텐셜 에너지가 반대로 변함과 동시에 m·27.2 eV를 공진적 및 비방사적으로 수용하는 제 2 원자에 의해 촉매된다. m·27.2 eV의 H(1/p')으로의 공진 전달에 의해 유도된 H(1/p)의 H(1/(p+m))로의 전이에 대한 전체적인 일반식은 다음과 같이 표시된다:The hydrogen atom H (1 / p) (p = 1, 2, 3, ... 137) is also given by equation (1), as given in chapter 5 of reference [30] Can be transferred to a low energy state where the transition of one atom is catalyzed by a second atom that resonates and non-radiatively receives m · 27.2 eV while the potential energy is reversed. The overall general expression for the transition of H (1 / p) to H (1 / (p + m)) induced by resonance transfer to H (1 / p ') of 27.2 eV is expressed as:

Figure 112015022675507-pct00055
Figure 112015022675507-pct00055

높은 수소 농도의 경우, H(1/3)(p=3)의 H 촉매(p=1; m=1)에 의한 H(1/4)(p+m=4)로의 전이는 빠를 수 있다:The transition to H (1/4) (p + m = 4) by H catalyst (p = 1; m = 1) with H (1/3) :

Figure 112015022675507-pct00056
Figure 112015022675507-pct00056

할라이드에서의 H-(1/4)의 안정한 결합 및 이의 다른 반응 종에 대한 이온화 안정성으로 인해, 2H(1/4) → H2(1/4) 및 H-(1/4) + H+ → H2(1/4) 반응에 의해 형성되는 H-(1/4) 및 이에 상응하는 분자는 수소 촉매의 바람직한 생성물이다.(1/4) - &gt; H 2 (1/4) and H - (1/4) + H + - &gt; due to the stable binding of H - (1/4) in the halide and its ionization stability to other reactive species The H - (1/4) formed by the H 2 (1/4) reaction and the corresponding molecule are preferred products of the hydrogen catalyst.

NaH의 결합 에너지, Na에서 Na2+로의 이중 이온화 에너지(t=2) 및 H의 포텐셜 에너지의 합이 식 (2)에서 m=3인 경우와 등가인 81.56 eV(3·27.2 eV)이기 때문에, NaH 촉매 반응은 조화로운 반응일 수 있다. 촉매 반응은 다음과 같이 주어진다:The sum of the binding energy of NaH, the double ionization energy from Na to Na 2+ (t = 2) and the potential energy of H is 81.56 eV (3 · 27.2 eV), which is equivalent to m = 3 in equation (2) , The NaH catalytic reaction can be a harmonious reaction. The catalytic reaction is given as:

Figure 112015022675507-pct00057
Figure 112015022675507-pct00057

Figure 112015022675507-pct00058
Figure 112015022675507-pct00058

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00059
Figure 112015022675507-pct00059

여기서, H+ fast 은 운동 에너지가 13.6 eV 이상인 빠른 수소 원자이다.Here, H + fast is a fast hydrogen atom with a kinetic energy of 13.6 eV or more.

한 실시양태에서, 상기 반응 혼합물은 NaH 분자 및 수소 공급원 중 하나 이상을 포함한다. NaH 분자는 촉매로 작용하여 식 (1)로 주어지는 H 상태를 형성할 수 있다. NaH 분자 공급원은 Na 금속, 수소 공급원, 바람직하게는 수소 원자 및 NaH(들) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 수소 공급원은 H2 기체 및 해리제 및 수소화물 중 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 해리제 및 수소화물은 R-Ni일 수 있다. 바람직하게는, 상기 해리제는 또한 Pt/Ti, Pt/Al2O3 및 Pd/Al2O3 분말일 수 있다. 고체 NaH는 NaH 분자, H 원자 및 Na 원자의 하나 이상의 공급원일 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture comprises at least one of a NaH molecule and a hydrogen source. The NaH molecule acts as a catalyst to form the H state given by equation (1). The NaH molecular source may comprise one or more of Na metal, a hydrogen source, preferably a hydrogen atom and NaH (s). The hydrogen source may be at least one of H 2 gas and dissociation agent and hydride. Preferably, the dissociating agent and the hydride may be R-Ni. Preferably, the dissociating agent may also be Pt / Ti, Pt / Al 2 O 3 and Pd / Al 2 O 3 powder. The solid NaH may be a source of one or more of NaH molecules, H atoms and Na atoms.

바람직한 실시양태에서, 나트륨 원자 및 NaH 분자 중 하나가 금속, 이온 또는 Na의 분자 형태 및 하나 이상의 다른 화합물 또는 원소 간의 반응에 의해 제공된다. Na 또는 NaH의 공급원은 금속 Na, Na를 포함하는 무기 화합물 예컨대 NaOH, 및 기타 적합한 Na 화합물 예컨대 NaNH2, Na2CO3 및 Na2O(이들은 CRC[41]에 제공되어 있음), NaX(X는 할라이드) 및 NaH(들) 중에서 하나 이상일 수 있다. 다른 원소는 H, 치환제 또는 환원제일 수 있다. 상기 반응 혼합물은 (1) 나트륨 공급원 예컨대 Na(m), NaH, NaNH2, Na2CO3, Na2O, NaOH, NaOH 도핑된 R-Ni, NaX(X는 할라이드), 및 NaX 도핑된 R-Ni, (2) 수소 공급원 예컨대 H2 기체 및 해리제 및 수소화물, (3) 치환제 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 바람직하게는 Li, 및 (4) 환원제 예컨대 금속 예컨대 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 란탄계원소, 전이금속 예컨대 Ti, 알루미늄, B, 금속 알로이 예컨대 AlHg, NaPb, NaAl, LiAl 및 금속 단독 또는 환원제 예컨대 알칼리 토 할라이드, 전이 금속 할라이드, 란탄계원소 할라이드 및 알루미늄 할라이드와의 조합의 공급원 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 알칼리 금속 환원제는 Na이다. 다른 적합한 환원제는 금속 수소화물 예컨대 LiBH4, NaBH4, LiAlH4 또는 NaAlH4를 포함한다. 바람직하게는, 환원제는 NaOH와 반응하여 NaH 분자 및 Na 생성물 예컨대 Na, NaH(들) 및 Na2O를 형성한다. NaH 공급원은 NaOH 및 반응물 예컨대 환원제를 포함하여 NaH 촉매 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 또는 R-Ni의 Al 금속간 화합물을 형성하는 R-Ni일 수 있다. 추가의 예시적인 반응물은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 산화제 예컨대 AlX3, MgX2, LaX3, CeX3 및 TiXn(여기서, X는 할라이드, 바람직하게는 Br 또는 I임)이다. 또한, 상기 반응 혼합물은 게터 또는 분산제 예컨대 R-Ni와 같은 해리제 내로 도핑될 수 있는 NaCO3, Na3SO4 및 Na3PO4 중에서 하나 이상을 포함하는 또 다른 화합물을 포함할 수 있다. 상기 반응 혼합물은 지지체를 추가로 포함할 수 있으며, 이때 상기 지지체는 상기 혼합물 중 하나 이상의 반응물로 도핑될 수 있다. 상기 지지체는 바람직하게는 상기 반응 혼합물로부터 NaH 촉매의 생성에 바람직한 큰 표면적을 가질 수 있다. 상기 지지체는 R-Ni, Al, Sn, Al2O3 예컨대 감마, 베타 또는 알파 알루미나, 나트륨 알루미네이트(코튼[45]에 따르면, 베타-알루미나는 다른 이온들을 갖고, Na+를 제공하며, 이상적인 조성물 Na2O·11Al2O3를 가짐), Si, 실리카, 실리케이트, 제올라이트, 란탄계원소, 전이 금속, 금속 알로이 예컨대 Na과의 알칼리 및 알칼리 토 알로이, 희토류 금속, SiO2-Al2O3 또는 SiO2 담지된 Ni, 및 다른 담지된 금속 예컨대 알루미나 담지된 백금, 팔라듐 또는 루테늄 중에서 하나 이상으로 이루어진 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 지지체는 큰 표면적을 가지며, 고-표면적(HSA) 물질 예컨대 R-Ni, 제올라이트, 실리케이트, 알루미네이트, 알루미나, 알루미나 나노입자, 다공성 Al2O3, Pt, Ru 또는 Pd/Al2O3, 탄소, Pt 또는 Pd/C, 무기 화합물 예컨대 Na2CO3, 실리카 및 제올라이트 물질, 바람직하게는 Y 제올라이트 분말을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, Al2O3와 같은 지지체(및 존재하는 경우 상기 해리제의 Al2O3 지지체)는 란탄계원소와 같은 환원제와 반응하여 표면-개질된 지지체를 형성한다. 한 실시양태에서, 표면 Al은 란탄계원소와 치환되어 란탄계원소-치환된 지지체를 형성한다. 이 지지체는 NaH 분자 공급원 예컨대 NaOH에 의해 도핑되고, 환원제 예컨대 란탄계원소와 반응할 수 있다. 상기 란탄계원소-치환된 지지체와 란탄계원소와의 후속 반응은 그것을 실질적으로 변화시키지 않을 것이며, 상기 표면상에 도핑된 NaOH는 환원제 란탄계원소와 반응하여 NaH 촉매로 환원될 수 있다.In a preferred embodiment, one of the sodium atom and the NaH molecule is provided by the reaction between the molecular form of the metal, ion or Na and one or more other compounds or elements. A source of Na or NaH metal Na, inorganic compounds including Na, for example NaOH, and other suitable Na compound such as NaNH 2, Na 2 CO 3 and Na 2 O (which may be provided in the CRC [41]), NaX ( X May be one or more of halide (s) and NaH (s). The other element may be H, a substituent or a reducing agent. The reaction mixture (1) sodium source for example, Na (m), NaH, NaNH 2, Na 2 CO 3, Na 2 O, NaOH, the NaOH doped R-Ni, NaX (X is a halide), and NaX doped R (2) a hydrogen source such as H 2 gas and dissociation agent and a hydride, (3) a substituent such as an alkali metal or alkaline earth metal, preferably Li, and (4) a reducing agent such as a metal such as an alkali metal, A source of a lanthanide element, a transition metal such as Ti, aluminum, B, a metal alloy such as AlHg, NaPb, NaAl, LiAl and a metal alone or in combination with a reducing agent such as an alkaline earth halide, a transition metal halide, a lanthanide element halide and an aluminum halide And may include one or more. Preferably, the alkali metal reducing agent is Na. Other suitable reducing agents include metal hydrides, for example LiBH 4, NaBH4, LiAlH 4 or NaAlH 4. Preferably, the reducing agent forms a molecular NaH and Na product e.g. Na, NaH (s), and Na 2 O by reaction with NaOH. The NaH source may be an R-Ni forming an NaH catalyst, such as an alkali metal or alkaline earth metal, or an Al intermetallic compound of R-Ni, including NaOH and a reactant such as a reducing agent. An exemplary reaction of the added is an alkali metal or alkaline earth metal and an oxidizing agent, for example AlX 3, MgX 2, LaX 3 , CeX 3 and TiX n (where, X is a halide, preferably Br or I Im). The reaction mixture may also include another compound comprising at least one of NaCO 3 , Na 3 SO 4 and Na 3 PO 4 which may be doped into a dissociation agent such as a getter or dispersant such as R-Ni. The reaction mixture may further comprise a support, wherein the support may be doped with one or more reactants in the mixture. The support may preferably have a large surface area desirable for the formation of NaH catalyst from the reaction mixture. The support according to the R-Ni, Al, Sn, Al 2 O 3 for example, gamma, beta or alpha-alumina, sodium aluminate (cotton [45], a beta-alumina having a different ion, provides a Na +, and the ideal the composition Na 2 O · 11Al 2 O 3 having a), Si, silica, silicate, zeolite, lanthanide elements, transition metal, metal alloy such as alkali and alkaline earth alloy, rare earth metals and of Na, SiO 2 -Al 2 O 3 Or Ni supported on SiO 2 , and other supported metals such as platinum supported on alumina, palladium, or ruthenium. The support has a large surface area, a high-specific surface area (HSA) materials such as R-Ni, zeolite, silicate, aluminate, alumina, alumina nano-particles, the porous Al 2 O 3, Pt, Ru or Pd / Al 2 O 3, carbon, it is possible to Pt or Pd / C, the inorganic compounds such as Na 2 CO 3, silica, and zeolite materials, preferably comprises a Y zeolite powder. In one embodiment, the support (Al 2 O 3 support and the presence of the dissociated first if any) such as Al 2 O 3 surface is reacted with a reducing agent, such as a lanthanide element - to form a modified support. In one embodiment, the surface Al is substituted with a lanthanide element to form a lanthanide element-substituted support. The support may be doped with a NaH molecular source such as NaOH and reacted with a reducing agent such as a lanthanide element. The subsequent reaction of the lanthanide element-substituted support with the lanthanide element will not substantially change it, and the doped NaOH on the surface can be reduced to the NaH catalyst by reacting with the reducing agent lanthanide element.

반응 혼합물이 NaH 촉매 공급원을 포함하는 한 실시양태에서, NaH 공급원은 Na의 알로이 및 수소 공급원일 수 있다. 상기 알로이는 나트륨 금속의 알로이과 같이 하나 이상의 당해 분야에 공지된 것 및 하나 이상의 다른 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 전이 금속, Al, Sn, Bi, Ag, In, Pb, Hg, Si, Zr, B, Pt, Pd 또는 기타 금속을 포함할 수 있고, H 공급원은 H2 또는 수소화물일 수 있다.In one embodiment in which the reaction mixture comprises an NaH catalyst source, the NaH source may be an Alloy and a hydrogen source of Na. The alloy may be one or more of those known in the art such as an alloy of sodium metal and one or more other alkali or alkaline earth metals, transition metals, Al, Sn, Bi, Ag, In, Pb, Hg, Si, Zr, B, Pt , Pd, or other metal, and the H source may be H 2 or a hydride.

시약들 예컨대 NaH 분자 공급원, 나트륨 공급원, NaH 공급원, 수소 공급원, 치환제 및 환원제는 임의의 바람직한 몰 비로 존재한다. 각각은 0 초과 100% 미만의 몰 비로 존재한다. 바람직하게는, 상기 몰 비는 비슷하다.Reagents such as NaH molecular source, sodium source, NaH source, hydrogen source, substituent and reducing agent are present in any desired molar ratio. Each present in a molar ratio of greater than 0 to less than 100%. Preferably, the molar ratios are similar.

바람직한 실시양태는 Al2O3 분말상에 NaH와 Pd의 반응 혼합물을 포함하며, 이때 상기 반응 혼합물은 H2의 첨가에 의해 재생될 수 있다.A preferred embodiment comprises a reaction mixture of NaH and Pd on an Al 2 O 3 powder, wherein the reaction mixture can be regenerated by addition of H 2 .

한 실시양태에서, Na 원자는 표면상에 증착된다. 상기 표면은 NaH 분자를 형성하기 위한 지지체 또는 H 원자 공급원일 수 있다. 상기 표면은 수소화물, 및 수소화될 수 있는 수소 해리제 예컨대 Pt, Ru 또는 Pd/Al2O3 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면적은 크다. 상기 증착은 Na 원자 공급원을 함유하는 저장조로부터 형성될 수 있다. 상기 Na 공급원은 가열에 의해 제어될 수 있다. 가열시 Na 원자를 제공하는 하나의 공급원은 Na 금속이다. 상기 표면은 증착 동안 저온 예컨대 실온으로 유지될 수 있다. 상기 Na-코팅된 표면을 가열하여 Na와 H를 반응시킴으로써 NaH를 형성할 수 있고, 또한 NaH 분자를 반응시켜 식 (1)로 주어지는 H 상태를 형성할 수 있다. 당해 분야에 공지되어 있는 다른 박막 증착 기법은 본 발명의 실시양태를 추가로 포함한다. 이러한 실시양태는 물리적 분무, 전기-분무, 에어로졸, 전기-아크 용접, 크누센 셀 제어 방출, 디스펜서-캐쏘드 주입, 플라즈마 증착, 스퍼터링 및 추가의 코팅 방법 및 시스템 예컨대 Na의 미세 분산 용융, Na의 전기도금 및 Na의 화학적 증착을 포함한다. Na 금속은 고-표면적 물질, 바람직하게는 Na2CO3, 탄소, 실리카, 알루미나, R-Ni 및 Pt, Ru 또는 Pd/Al2O3상에 분산시켜 활성을 증가시킴으로써 또 다른 시약 예컨대 H 또는 H 공급원과의 반응시 NaH를 형성할 수 있다. 다른 분산 물질은 코튼[46] 등에 제시된 바와 같이 당해 분야에 공지되어 있다.In one embodiment, Na atoms are deposited on the surface. The surface may be a support or H atom source for forming NaH molecules. The surface may comprise at least one of a hydride, and a hydrogen dissociation agent capable of being hydrogenated, such as Pt, Ru or Pd / Al 2 O 3 . Preferably, the surface area is large. The deposition may be formed from a reservoir containing a source of Na atoms. The Na source can be controlled by heating. One source that provides Na atoms upon heating is Na metal. The surface can be maintained at a low temperature, such as room temperature, during deposition. The Na-coated surface can be heated to react with Na and H to form NaH, and NaH molecules can be reacted to form the H state given by formula (1). Other thin film deposition techniques known in the art further include embodiments of the present invention. Such embodiments include but are not limited to physical spraying, electro-spraying, aerosol, electro-arc welding, Krusen-cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems, Electroplating and chemical vapor deposition of Na. The Na metal is dispersed in a high-surface area material, preferably Na 2 CO 3 , carbon, silica, alumina, R-Ni and Pt, Ru or Pd / Al 2 O 3 to increase activity, H &lt; / RTI &gt; Other dispersing agents are known in the art, such as cotton [46] et al.

한 실시양태에서, 환원제 또는 NaH 공급원 예컨대 Na 및 NaOH를 포함하는 하나 이상의 반응물은 에어로졸화 반응을 수행하여 상응하는 반응물 증기를 생성하고 반응시킴으로써 NaH 촉매를 형성한다. Na 및 NaOH는 셀 내에서 반응하여 NaH 촉매를 형성할 수 있으며, 이때 하나 이상의 종은 에어로졸화 반응을 수행한다. 상기 에어로졸화된 종은 상기 셀 내로 옮기고 반응시켜 NaH 촉매를 형성할 수 있다. 상기 에어로졸화된 종을 나르기 위한 수단은 캐리어(carrier) 기체일 수 있다. 상기 반응물의 에어로졸화는, 기계적 교반기 및 상기 반응물을 셀 내로 운반하여 NaH 촉매를 형성하기 위한 캐리어 기체 예컨대 희가스를 사용하여 달성될 수 있다. 한 실시양태에서, NaH 공급원 및 반응물로 작용할 수 있는 Na는 하전되어 전기적으로 분산됨으로써 에어로졸화된다. 상기 반응물 예컨대 Na 및 NaOH 중 하나 이상은 캐리어 기체 중에서 기계적으로 에어로졸화될 수 있거나 또는 초음파 에어로졸화 처리될 수 있다. 상기 반응물을 오리피스에 관통시켜 증기를 형성할 수도 있다. 다르게는, 상기 반응물을 매우 높은 온도로 국지적으로 가열 증발시키거나 승화시켜 증기를 형성할 수도 있다. 상기 반응물은 수소 공급원을 더 포함할 수 있다. 상기 수소는 Na과 반응하여 NaH 촉매를 형성할 수 있다. Na는 증기 형태일 수 있다. 셀는 해리제를 포함함으로써 H2로부터 수소 원자를 형성할 수 있다. 당해 분야에 공지되어 있는 에어로졸화를 달성하는 다른 수단은 본 발명의 일부이다.In one embodiment, a reductant or one or more reactants comprising a NaH source such as Na and NaOH undergo an aerosolization reaction to produce and react the corresponding reactant vapor to form an NaH catalyst. Na and NaOH may react in the cell to form an NaH catalyst, where at least one species performs an aerosolization reaction. The aerosolized species may be transferred into the cell and reacted to form a NaH catalyst. The means for carrying the aerosolized species may be a carrier gas. The aerosolization of the reactants can be accomplished using a mechanical stirrer and a carrier gas, such as rare gas, to transport the reactants into the cell to form the NaH catalyst. In one embodiment, the NaH source and Na, which can act as a reactant, are charged and aerosolized by being electrically dispersed. One or more of the reactants, such as Na and NaOH, may be mechanically aerosolized in the carrier gas or may be subjected to ultrasonic aerosolization. The reactant may be passed through an orifice to form a vapor. Alternatively, the reactants may be locally heated to a very high temperature to evaporate or sublimate to form a vapor. The reactant may further comprise a hydrogen source. The hydrogen may react with Na to form an NaH catalyst. Na can be in vapor form. The cell can form a hydrogen atom from H 2 by including a dissociation agent. Other means of accomplishing the aerosolization known in the art are part of the present invention.

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 Na 또는 Na 공급원, NaH 또는 NaH의 공급원, 금속 수소화물 또는 금속 수소화물의 공급원, 반응물 또는 반응물의 공급원을 포함하는 군 중에서 하나 이상의 종을 포함함으로써 금속 수소화물, 수소 해리제 및 수소 공급원을 형성한다. 반응 혼합물은 지지체를 더 포함할 수 있다. 금속 수소화물을 형성하기 위한 반응물은 란탄계원소, 바람직하게는 La 또는 Gd를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, La는 NaH와 가역적으로 반응하여 LaHn(n=1,2,3)을 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 수소화물 교환 반응은 NaH 촉매를 형성한다. 상기 가역적인 일반 반응은 다음과 같이 주어질 수 있다:In one embodiment, the reaction mixture comprises at least one species selected from the group consisting of a source of Na or Na sources, a source of NaH or NaH, a source of metal hydrides or metal hydrides, a source of reactants or reactants, A dissociation agent and a hydrogen source. The reaction mixture may further comprise a support. The reactants for forming the metal hydride may include a lanthanide element, preferably La or Gd. In one embodiment, La can react reversibly with NaH to form LaH n (n = 1, 2, 3). In one embodiment, the hydride exchange reaction forms an NaH catalyst. The reversible general reaction can be given as: &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

MaH + M → Na + MH (96)MaH + M? Na + MH (96)

식 (96)으로 주어진 반응은 표 2에 제공된 다른 MH-형 촉매에도 적용된다. 상기 반응은 수소 형성 과정이고, 해리하여 수소 원자를 형성하고, Na와 반응하여 NaH 촉매를 형성할 수 있다. 상기 해리제는 바람직하게는 Pt, Pd 또는 Ru/Al2O3 분말, Pt/Ti 및 R-Ni 중에서 하나 이상이다. 바람직하게는, Al2O3와 같은 해리제 지지체는 Al이 La로 치환된 하나 이상의 표면을 포함하거나 또는 Pt, Pd 또는 Ru/M2O3 분말을 포함하며, 이때 M은 란탄계원소가다. 상기 해리제는 나머지 반응 혼합물로부터 분리될 수 있으며, 이때 상기 분리막은 H원자를 통과시킨다. The reaction given by equation (96) also applies to the other MH-type catalysts provided in Table 2. The reaction is a hydrogen forming process, dissociates to form hydrogen atoms, and can react with Na to form an NaH catalyst. The dissociation agent is preferably at least one of Pt, Pd or Ru / Al 2 O 3 powder, Pt / Ti and R-Ni. Preferably, the dissociative support, such as Al 2 O 3 , comprises at least one surface where Al is replaced by La or comprises a Pt, Pd or Ru / M 2 O 3 powder, where M is a lanthanide element. The dissociation agent may be separated from the remainder of the reaction mixture, wherein the separation membrane passes H atoms.

바람직한 실시양태는 Al2O3 상에 NaH, La 및 Pd의 반응 혼합물을 포함하며, 이때 상기 반응 혼합물은, 한 실시양태에서, H2를 첨가하고, 체질에 의해 NaH와 란탄계원소 수소화물을 분리하고, 란탄계원소 수소화물을 가열하여 La를 형성하고, La 및 NaH를 혼합함으로써 재생될 수 있다. 다르게는, 상기 재생은 Na을 용융시키고 액체를 제거하여 Na와 란탄계원소 수소화물을 분리하고, 란탄계원소 수소화물을 가열하여 La를 형성하고, Na를 NaH로 수소화하고, La 및 NaH를 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 혼합은 볼 밀링에 의할 수 있다. A preferred embodiment comprises a reaction mixture of NaH, La, and Pd on Al 2 O 3 , wherein the reaction mixture comprises, in one embodiment, adding H 2 and separating NaH and lanthanide element hydride And the lanthanide element hydride is heated to form La and mixed with La and NaH. Alternatively, the regeneration may be performed by melting Na and removing the liquid to separate Na and lanthanide element hydride, heating the lanthanide element hydride to form La, Na being hydrogenated with NaH, mixing La and NaH . The mixing can be performed by ball milling.

한 실시양태에서, 고-표면적 물질 예컨대 R-Ni는 NaX(X=F, Cl, Br, I)로 도핑될 수 있다. 도핑된 R-Ni는, 할라이드를 치환시켜 Na 및 NaH 중에서 하나 이상을 형성시키는 시약과 반응한다. 한 실시양태에서, 상기 반응물은 하나 이상의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 바람직하게는 K, Rb 및 Cs 중에서 하나 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 반응물은 알칼리 또는 알칼리 토 수소화물, 바람직하게는 KH, RbH, CsH, MgH2 및 CaH2 중 하나 이상이다. 상기 반응물은 알칼리 금속 및 알칼리 토 수소화물 둘 다일 수 있다. 상기 가역적인 일반 반응은 다음과 같이 주어질 수 있다:In one embodiment, the high-surface area material such as R-Ni may be doped with NaX (X = F, Cl, Br, I). The doped R-Ni reacts with a reagent that displaces the halide and forms one or more of Na and NaH. In one embodiment, the reactants are one or more alkali metals or alkaline earth metals, preferably one or more of K, Rb and Cs. In another embodiment, the reaction product is an alkali or alkaline earth hydride, preferably at least one of KH, RbH, CsH, MgH 2 and CaH 2. The reactant can be both an alkali metal and an alkaline tosid hydride. The reversible general reaction can be given as: &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

NaX + MH → NaH + MX (97)NaX + MH- &lt; / RTI &gt; NaH + MX (97)

NaH 촉매를 형성하기 위한 NaOH 촉매 반응NaOH catalytic reaction to form NaH catalyst

NaOH 및 Na로부터 Na2O 및 NaH로의 반응은 다음과 같다:The reaction from NaOH and Na to Na 2 O and NaH is as follows:

NaOH + 2Na → Na2O + NaH (98) NaOH + 2Na → Na 2 O + NaH (98)

상기 발열 반응은 NaH(g)의 형성을 유도할 수 있다. 따라서, Na 금속은 촉매 NaH(g)를 형성하기 위한 환원제로 작용할 수 있다. NaH 공급원과 유사하게 높은 발열적 환원 반응을 제공하는 적합한 환원제의 다른 예는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 예컨대 Mg 및 Ca 중 하나 이상, 금속 할라이드 예컨대 LiBH4, NaBH4, LiAlH4 또는 NaAlH4, B, Al, 전이 금속 예컨대 Ti, 란탄계원소 예컨대 La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd 및 Er, 바람직하게는 La, Tb 및 Sm이다. 바람직하게는, 상기 반응 혼합물은 NaH 촉매 공급원을 포함하는 NaOH와 같은 도판트를 갖는 고-표면적 물질(HSA 물질)을 포함한다. 바람직하게는, 고 표면적을 갖는 물질 위의 도판트의 촉매로의 전환을 달성한다. 상기 전환은 환원 반응에 의해 일어날 수 있다. 상기 환원제는 기체 스트림으로 제공될 수 있다. 바람직하게는, Na가 기체 스트림으로서 반응기 내로 흐른다. 바람직한 환원제 외에도, Na, 다른 바람직한 환원제로는 다른 알칼리 금속, Ti, 란탄계원소 또는 Al이 있다. 바람직하게는, 상기 반응 혼합물은 HSA 물질, 바람직하게는 R-Ni 내로 도핑된 NaOH를 포함하며, 이때 상기 환원제는 Na 또는 금속간 Al이다. 상기 반응 혼합물은 H 공급원 예컨대 수소화물 또는 H2 기체 및 해리제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 H 공급원은 수소화된 R-Ni이다.The exothermic reaction may induce the formation of NaH (g). Thus, the Na metal can act as a reducing agent to form the catalyst NaH (g). Other examples of suitable reducing agent to provide a similarly high pyrogenically reduction reaction with NaH source is an alkali metal, an alkaline earth metal such as Mg and one or more metal halides, for example LiBH of Ca 4, NaBH 4, LiAlH 4 or NaAlH 4, B, Al , Transition metals such as Ti, lanthanide elements such as La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd and Er, preferably La, Tb and Sm. Preferably, the reaction mixture comprises a high-surface area material (HSA material) having a dopant, such as NaOH, containing an NaH catalyst source. Preferably, the conversion of the dopant to a catalyst having a high surface area is achieved. The conversion can take place by a reduction reaction. The reducing agent may be provided as a gaseous stream. Preferably, Na flows into the reactor as a gaseous stream. In addition to the preferred reducing agent, Na, other preferred reducing agents include other alkali metals, Ti, lanthanide elements or Al. Preferably, the reaction mixture comprises an HSA material, preferably NaOH doped into R-Ni, wherein the reducing agent is Na or intermetallic Al. The reaction mixture may further comprise a source H, for example a hydride, or H 2 gas and dissociation agents. Preferably, the H source is hydrogenated R-Ni.

한 실시양태에서, 상기 반응 온도는 란탄계원소와 같은 환원제가 R-Ni와 같은 촉매 공급원과 함께 알로이를 형성하는 온도보다 낮게 유지된다. 란타늄의 경우, 바람직하게는 상기 반응 온도는, 가서(Gasser) 및 케피프(Kefif)에 의해 밝혀진 바와 같이, Ni과 La의 알로이 온도인 532℃를 초과하지 않는다. 또한, 상기 반응 온도는 100℃ 내지 450℃ 범위와 같은 Al2O3와 R-Ni의 반응이 상당한 정도로 발생하는 온도보다 낮게 유지된다.In one embodiment, the reaction temperature is maintained below the temperature at which the reducing agent, such as a lanthanide element, forms an alloy with a catalyst source such as R-Ni. In the case of lanthanum, preferably the reaction temperature does not exceed 532 占 폚, which is the alloy temperature of Ni and La, as determined by Gasser and Kefif. Also, the reaction temperature is maintained below a temperature at which the reaction of Al 2 O 3 and R-Ni occurs to a considerable extent, such as in the range of 100 ° C to 450 ° C.

한 실시양태에서, 식 (98)로 주어진 바와 같이 반응 생성물로 형성되어 NaH 촉매를 생성하는 Na2O가 수소 공급원과 반응하여, NaH 촉매 공급원으로 추가로 작용할 수 있는 NaOH를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 수소 원자의 존재 하에서 식 (98)로부터 NaOH로의 재생 반응은 다음과 같다:In one embodiment, Na 2 O, formed as a reaction product and giving rise to a NaH catalyst, as given by equation (98), may react with a hydrogen source to form NaOH, which may further serve as an NaH catalyst source. In one embodiment, the regeneration reaction from formula (98) to NaOH in the presence of a hydrogen atom is as follows:

Figure 112015022675507-pct00060
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따라서, 소량의 NaOH 및 Na, 및 수소 원자 공급원 또는 수소 원자는 NaH 촉매의 촉매 공급원으로 작용하고, 차례로 식 (98) 내지 (101)로 주어진 바와 같은 재생 반응의 다중 사이클을 통해 고 수율의 하이드리노를 형성한다. 한 실시양태에서, 식 (102)로 주어지는 반응으로부터, Al(OH)3는 NaOH와 NaH의 공급원으로 작용할 수 있으며, 이때 Na 및 H에 의해 식 (98) 내지 (101)로 주어진 반응을 수행하여 하이드리노를 형성한다.Thus, small amounts of NaOH and Na, and the hydrogen atom source or hydrogen atom act as the catalyst source for the NaH catalyst and, in turn, through multiple cycles of the regeneration reaction as given in equations (98) - (101) . In one embodiment, from the reaction given by equation (102), Al (OH) 3 can act as a source of NaOH and NaH, where the reaction given by equations (98) To form hydrinos.

Figure 112015022675507-pct00061
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한 실시양태에서, 금속간 Al은 환원제로 작용하여 NaH 촉매를 형성한다. 나머지 반응은 다음과 같다:In one embodiment, intermetallic Al acts as a reducing agent to form an NaH catalyst. The remainder of the reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00062
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이러한 발열 반응은 NaH(g)의 형성을 유도하여 식 (88) 내지 (92)로 주어지는 매우 발열적인 반응을 유도할 수 있으며, 이때 NaH의 재생은 수소 원자의 존재 하에 Na로부터 이루어진다.This exothermic reaction can induce the formation of NaH (g), leading to a very exothermic reaction given by Eqs. (88) - (92) wherein NaH regeneration is made from Na in the presence of hydrogen atoms.

두 가지 바람직한 실시양태는 약 0.5중량% NaOH를 포함하는 Na와 R-Ni의 제 1 반응 혼합물(이때 Na가 환원제로 작용함) 및 약 0.5중량% NaOH를 포함하는 R-Ni의 제 2 반응 혼합물(이때 금속간 Al이 환원제로 작용함)을 포함한다. 상기 반응 혼합물은, H 공급원 및 환원제로 작용할 수 있는 NaOH 및 NaH를 첨가함으로써 재생될 수 있다.Two preferred embodiments include a first reaction mixture of Na and R-Ni containing about 0.5 wt% NaOH (where Na acts as a reducing agent) and a second reaction mixture of R-Ni containing about 0.5 wt% NaOH (Where intermetallic Al acts as a reducing agent). The reaction mixture can be regenerated by adding NaOH and NaH, which can act as a H source and a reducing agent.

에너지 반응기의 한 실시양태에서, NaH 공급원 예컨대 NaOH는 수소 공급원 예컨대 수소화물 및 수소 기체 및 해리제 중 하나 이상의 첨가에 의해 재생된다. 수소화물 및 해리제는 수소화된 R-Ni일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, NaH 공급원 예컨대 NaOH도핑된 R-Ni는 재수소화, NaH의 첨가 및 NaOH의 첨가 중 하나 이상에 의해 재생되며, 이때 상기 첨가는 물리적 혼합에 의할 수 있다. 상기 혼합은 예컨대 볼 밀링과 같은 수단에 의해 기계적으로 수행될 수 있다.In one embodiment of the energy reactor, the NaH source, such as NaOH, is regenerated by the addition of at least one of a hydrogen source such as a hydride and hydrogen gas and a dissociation agent. The hydride and dissociation agent may be hydrogenated R-Ni. In another embodiment, the NaH source such as NaOH doped R-Ni is regenerated by one or more of rehydrogenation, addition of NaH and addition of NaOH, where the addition can be by physical mixing. The mixing can be performed mechanically by means such as ball milling.

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 또한 NaOH 또는 Na2O와 반응하여 매우 안정한 산화물 및 NaH를 형성하는 산화물-형성 반응물을 더 포함한다. 이러한 반응물은 세륨, 마그네슘, 란탄계원소, 티탄 또는 알루미늄 또는 이들의 화합물 예컨대 AlX3, MgX2, LaX3, CeX3 및 TiXn(여기서, X는 할라이드, 바람직하게는 Br 또는 I임) 및 환원용 화합물 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함한다. 한 실시양태에서, NaH 촉매 공급원은 그 표면에 NaOH와 같은 나트륨 화합물을 포함하는 R-Ni를 포함한다. 이어서, NaOH와 산화물-형성 반응물 예컨대 AlX3, MgX2, LaX3, CeX3 및 TiXn, 및 알칼리 금속 M과의 반응은 각각 NaH, MX 및 Al2O3, MgO, La2O3, Ce2O3 및 Ti2O3를 형성한다.In one embodiment, the reaction mixture is also an oxide that forms a very stable oxide and NaH reacts with NaOH or Na 2 O - further includes a formation reaction. This reaction is cerium, magnesium and lanthanide elements, titanium or aluminum or a compound such as AlX 3, MgX 2, LaX 3 , CeX 3 and TiXn (wherein, X is a halide, being preferably Br or I) and for the reduction Compounds such as alkali metals or alkaline earth metals. In one embodiment, the NaH catalyst source comprises R-Ni that includes a sodium compound such as NaOH on its surface. Then, NaOH with an oxide-forming reaction is, for example AlX 3, MgX 2, LaX 3 , CeX 3 and TiX n, and reaction with an alkali metal M are each NaH, MX, and Al 2 O 3, MgO, La 2 O 3, Ce 2 O 3 and Ti 2 O 3 .

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 NaOH 도핑된 R-Ni, 및 Na 및 NaH 분자 중에서 하나 이상을 형성하기 위해 첨가되는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함한다. Na는 H2 기체와 같은 공급원 또는 R-Ni와 같은 수소화물과 더 반응하여 NaH 촉매를 형성할 수 있다. NaH의 후속적인 촉매 반응은 식 (1)로 주어지는 H 상태를 형성한다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 M의 첨가는 하기 반응들에 의해 Na+를 Na로 환원시킬 수 있다:In one embodiment, the reaction mixture comprises NaOH-doped R-Ni, and an alkali or alkaline earth metal added to form at least one of the Na and NaH molecules. Na can react with a source such as H 2 gas or a hydride such as R-Ni to form a NaH catalyst. Subsequent catalytic reactions of NaH form the H state given by equation (1). The addition of an alkali metal or alkaline earth metal M can reduce Na &lt; + &gt; to Na by the following reactions:

NaOH + M → MOH + Na (104)NaOH + M? MOH + Na (104)

2NaOH + M → M(OH)2 + 2Na (105)2NaOH + M? M (OH) 2 + 2Na (105)

M은 또한 NaOH와 반응하여 H 및 Na를 형성할 수 있다:M can also react with NaOH to form H and Na:

2NaOH + M → Na2O + H2 + MO (106) 2 NaOH + M? Na 2 O + H 2 + MO (106)

Na2O + M → M2O + 2Na (107)Na 2 O + M? M 2 O + 2Na (107)

이어서, 촉매 NaH는 하기 반응:The catalyst NaH then reacts with the following reaction:

Na + H → NaH (108)Na + H- &lt; / RTI &gt; NaH (108)

에 의해 식 (106)에 주어진 바와 같은 반응으로부터 및 R-Ni로부터 H 및 임의의 첨가된 H 공급원과 반응함으로써 형성될 수 있다. Na는 NaH의 추가 공급원이기 때문에 바람직한 환원제이다.From the reaction as given in equation (106) by reaction with H and any added H source from R-Ni. Na is a preferred reducing agent because it is an additional source of NaH.

수소는 NaOH를 환원시키고 NaH 촉매를 형성하기 위해 첨가될 수 있다:Hydrogen may be added to reduce NaOH and form NaH catalysts:

NaOH + H2 → NaH + H2O (109) NaOH + H 2 → NaH + H 2 O (109)

R-Ni에서의 H는 NaOH를 Na 금속 및 펌핑에 의해 제거될 수 있는 물로 환원시킬 수 있다.H in R-Ni can reduce NaOH to Na metal and water that can be removed by pumping.

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 NaH 공급원과 반응하여 NaH 촉매를 형성하는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 상기 공급원은 NaOH일 수 있다. 상기 화합물은 LiNH2, Li2NH 및 Li3N 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 반응 혼합물은 H2와 같은 수소 공급원을 더 포함할 수 있다. 실시양태에서, 수산화 나트륨과 리튬 아마이드가 NaH 및 수산화 리튬을 형성하는 반응은 다음과 같다:In one embodiment, the reaction mixture comprises at least one compound that reacts with an NaH source to form an NaH catalyst. The source may be NaOH. The compounds may include one or more of the LiNH 2, Li 2 NH and Li 3 N. The reaction mixture may further comprise a hydrogen source such as H 2 . In an embodiment, the reaction of sodium hydroxide and lithium amide to form NaH and lithium hydroxide is as follows:

NaOH + LiNH2 → LiOH + NaH +1/2N2 + LiH (110) NaOH + LiNH 2 → LiOH + NaH + 1 / 2N 2 + LiH (110)

수산화 나트륨과 리튬 이미드가 NaH 및 수산화 리튬을 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction of sodium hydroxide and lithium imide to form NaH and lithium hydroxide is as follows:

NaOH + Li2OH → Li2O + NaH + 1/2N2 + 1/2H2 (111) NaOH + Li 2 OH → Li 2 O + NaH + 1 / 2N 2 + 1 / 2H 2 (111)

그리고, 수산화 나트륨과 리튬 니트라이드가 NaH 및 리튬 산화물을 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction of sodium hydroxide and lithium nitrate to form NaH and lithium oxide is as follows:

NaOH + Li3N → Li2O + NaH + 1/2N2 + Li (112) NaOH + Li 3 N → Li 2 O + NaH + 1 / 2N 2 + Li (112)

NaH 촉매를 형성하기 위한 알칼리 토 수산화물 촉매 반응 Alkali earth hydroxide catalysis to form NaH catalysts

한 실시양태에서, H 공급원을 Na 공급원에 제공하여 촉매 NaH를 형성한다. Na 공급원은 금속일 수 있다. H 공급원은 수산화물일 수 있다. 수산화물은 알칼리, 알칼리 토 수산화물, 전이 금속 수산화물 및 Al(0H)3 중 하나 이상일 수 있다. 한 실시양태에서, Na는 수산화물과 반응하여 그 상응하는 산화물 및 NaH 촉매를 형성한다. 수산화물이 Mg(OH)2인 실시양태에서, 생성물은 MgO이다. 수산화물이 Ca(OH)2인 실시양태에서, 생성물은 CaO이다. 알칼리 토 산화물은 물과 반응하여 코튼에 제시된 바와 같은 수산화물을 재생시킬 수 있다[48]. 수산화물은 여과 및 원심분리와 같은 수단에 의해 침전물로 수집될 수 있다.In one embodiment, the H source is provided to the Na source to form the catalytic NaH. The Na source may be a metal. The H source may be a hydroxide. The hydroxide may be at least one of alkali, alkaline earth hydroxide, transition metal hydroxide, and Al (OH) 3 . In one embodiment, Na reacts with the hydroxide to form its corresponding oxide and NaH catalyst. In embodiments where the hydroxide is Mg (OH) 2 , the product is MgO. In embodiments where the hydroxide is Ca (OH) 2 , the product is CaO. Alkaline earth oxides can react with water to regenerate hydroxides as indicated on cotton [48]. Hydroxides can be collected into the precipitate by means such as filtration and centrifugation.

예를 들어, 한 실시양태에서, NaH 촉매 형성 반응 및 Mg(OH)2 재생 사이클은 하기 반응으로 주어진다:For example, in one embodiment, the NaH catalyst formation reaction and the Mg (OH) 2 regeneration cycle are given by the following reaction:

3Na + Mg(OH)2 → 2NaH + MgO + Na2O (113) 3Na + Mg (OH) 2 → 2NaH + MgO + Na 2 O (113)

MgO + H2O → Mg(OH)2 (114)MgO + H 2 O? Mg (OH) 2 (114)

한 실시양태에서, NaH 촉매 형성 반응 및 Ca(OH)2 재생 사이클은 하기 반응으로 주어진다:In one embodiment, the NaH catalyst formation reaction and the Ca (OH) 2 regeneration cycle are given by the following reaction:

4Na + Ca(OH)2 → 2NaH + CaO + Na2O (115) 4Na + Ca (OH) 2 → 2NaH + CaO + Na 2 O (115)

CaO + H2O → Ca(OH)2 (116)CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (116)

NaH 촉매를 형성하기 위한 Na/N 알로이 반응Na / N Alloy Reaction to Form NaH Catalyst

고체 및 액체 상태에서 나트륨은 금속이고, 기체는 공유 Na2 분자들을 포함한다. NaH 촉매를 생성하기 위해, 고체 연료의 반응 혼합물은 Na/N 알로이 반응물을 포함한다. 한 실시양태에서, 반응 혼합물, 고체-연료 반응 및 재생 반응은 Li/N 시스템의 그것들을 포함하며, 이때 Na가 Li를 대신하고, 상기 촉매는 분자 NaH이고, 단 상기 고체 연료 반응은 원자 Li 및 H보다 오히려 분자 NaH를 생성한다. 한 실시양태에서, 반응 혼합물은 NaH 공급원과 반응하여 NaH 촉매를 형성하는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 반응 혼합물은 Na, NaH, NaNH2, Na2NH, Na3N, NH3, 해리제, 수소 공급원 예컨대 H2 기체 또는 수소화물, 지지체 및 게터 예컨대 NaX(X는 할라이드)의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 해리제는 바람직하게는 Pt, Ru 또는 Pd/Al2O3 분말이다. 고온 작동의 경우, 상기 해리제는 Na에 적당히 불활성인 고 표면적 지지체상의 Pt 또는 Pd를 포함할 수 있다. 상기 해리제는 탄소 또는 Pd/Al2O3상의 Pt 또는 Pd일 수 있다. 상기 후자의 지지체는 NaAlO2와 같은 물질의 보호성 표면 코팅을 포함할 수 있다. 반응물은 임의의 중량%로 존재할 수 있다.In the solid and liquid states, sodium is a metal and the gas contains shared Na 2 molecules. To produce an NaH catalyst, the reaction mixture of the solid fuel comprises a Na / N alloy reactant. In one embodiment, the reaction mixture, the solid-fuel reaction and the regeneration reaction, includes those of the Li / N system wherein Na is replaced by Li and the catalyst is the molecule NaH, Molecular NaH rather than H. In one embodiment, the reaction mixture comprises at least one compound that reacts with an NaH source to form an NaH catalyst. The reaction mixture is at least one from the group of Na, NaH, NaNH 2, Na 2 NH, Na 3 N, NH 3, dissociation agents, a hydrogen source, for example H 2 gas or a hydride, a support and a getter for example, NaX (X is a halide) . The dissociation agent is preferably Pt, Ru or Pd / Al 2 O 3 powder. For high temperature operation, the dissociating agent may comprise Pt or Pd on a high surface area support that is moderately inert to Na. The dissociation agent may be carbon or Pt or Pd on Pd / Al 2 O 3 . The latter support may comprise a protective surface coating of a material such as NaAlO 2 . The reactants may be present at any weight percentages.

바람직한 실시양태는 Al2O3상에 Na 또는 NaH, NaNH2 및 Pd의 반응 혼합물을 포함하며, 이때 상기 반응 혼합물은 H2의 첨가에 의해 재생될 수 있다.A preferred embodiment comprises a reaction mixture of Na or NaH, NaNH 2 and Pd on Al 2 O 3 , wherein the reaction mixture can be regenerated by addition of H 2 .

한 실시양태에서, NaNH2가 반응 혼합물에 첨가된다. NaNH2는 하기 가역 반응에 따라 NaH를 생성한다:In one embodiment, NaNH 2 is added to the reaction mixture. NaNH 2 produces NaH according to the following reversible reaction:

Na2 + NaNH2 → NaH + Na2NH (117)Na 2 + NaNH 2 - &gt; NaH + Na 2 NH (117)

And

2NaH + NaNH2 → NaH(g) + Na2NH + H2 (118) 2 NaH + NaNH 2 NaH (g) + Na 2 NH + H 2 (118)

하이드리노 반응 사이클에서, Na-Na 및 NaNH2가 반응하여 NaH 분자 및 Na2NH를 형성하고, NaH는 하이드리노 및 Na를 형성한다. 따라서, 상기 반응은 하기 반응에 따르면 가역적이다:In the hydrinose reaction cycle, Na-Na and NaNH 2 react to form NaH molecules and Na 2 NH 3, and NaH forms hydrinos and Na. Thus, the reaction is reversible according to the following reaction:

Na2NH + H2 → NaNH2 + NaH (119)Na 2 NH + H 2 - &gt; NaNH 2 + NaH (119)

And

Na2NH + Na + H → NaNH2 + Na2 (120)Na 2 NH + Na + H? NaNH 2 + Na 2 (120)

한 실시양태에서, 식 (119)의 NaH는 분자이기 때문에 이 반응은 촉매를 생성하는 또 다른 반응이다.In one embodiment, NaH in formula (119) is a molecule, so this reaction is another reaction that produces a catalyst.

나트륨 아마이드와 수소가 암모니아 및 나트륨 수소화물을 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction of sodium amide and hydrogen to form ammonia and sodium hydride is as follows:

H2 + NaNH2 → NH3 + NaH (121)H 2 + NaNH 2 → NH 3 + NaH (121)

한 실시양태에서, 상기 반응은 가역적이다. 상기 반응은 H2 농도를 증가시킴으로써 NaH를 형성하도록 유도될 수 있다. 다르게는, 상기 정반응은 해리제를 사용하여 H 원자의 형성을 통해 유도될 수 있다. 반응은 다음과 같이 주어진다:In one embodiment, the reaction is reversible. The reaction can be induced to form NaH by increasing H 2 concentration. Alternatively, the positive reaction can be induced through the formation of H atoms using a dissociation agent. The reaction is given as:

2H + NaNH2 → NH3 + NaH (122) 2H + NaNH 2 → NH 3 + NaH (122)

발열 반응은 NaH(g)의 형성을 유도할 수 있다.The exothermic reaction can induce the formation of NaH (g).

한 실시양태에서, NaH 촉매는 NaNH2와 수소, 바람직하게는 식 (121) 및 (122)에 주어진 바와 같은 수소 원자의 반응으로부터 생성된다. 반응물들의 비는 임의의 바람직한 양일 수 있다. 바람직하게는, 상기 비는 식 (121) 및 (122)의 그것에 대한 대략적인 당량비이다. 촉매를 형성하기 위한 반응은 H 공급원 예컨대 H2 기체 또는 수소화물을 첨가하여 반응된 것을 보충함으로써 가역적이고, 이때 상기 촉매 반응은 식 (88) 내지 (95)에 주어져 있으며, 나트륨 아마이드는 암모니아와 Na의 반응에 의한 추가적인 NaH 촉매에 의해 형성된다:In one embodiment, the NaH catalyst is produced from the reaction of NaNH 2 with hydrogen, preferably hydrogen atoms as given in equations (121) and (122). The ratio of reactants can be any desired amount. Preferably, the ratio is an approximate equivalent ratio to that of equations (121) and (122). The reaction for forming the catalyst is reversible by adding a H source, such as H 2 gas or hydride, to compensate for the reaction, wherein the catalytic reaction is given in equations (88) to (95) Lt; RTI ID = 0.0 &gt; NaH &lt; / RTI &gt;

NH3 + Na2 → NaNH2 + NaH (123)NH 3 + Na 2 → NaNH 2 + NaH (123)

한 실시양태에서, HSA 물질은 NaNH2로 도핑된다. 도핑된 HSA 물질은 아마이드 기를 치환시켜 Na 및 NaH 중 하나 이상을 형성하게 되는 반응물과 반응한다. 한 실시양태에서, 상기 반응물은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 바람직하게는 Li이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 반응물은 알칼리 또는 알칼리 토 수소화물, 바람직하게는 LiH이다. 상기 반2응물은 알칼리 금속 및 알칼리 토 수소화물 둘 다일 수 있다. H 공급원 예컨대 H 기체는 또한 반응 혼합물의 임의의 다른 반응물 예컨대 수소화물, HSA 물질 및 치환용 시약에 의해 제공되는 것에 더하여 제공될 수 있다. In one embodiment, the HSA material is doped with NaNH 2 . The doped HSA material reacts with a reactant that displaces the amide group to form one or more of Na and NaH. In one embodiment, the reactant is an alkali metal or alkaline earth metal, preferably Li. In another embodiment, the reactant is an alkali or alkaline hydrotreated, preferably LiH. The semi-solid may be both an alkali metal and an alkaline tohydrogen. H source, such as H 2 gas, may also be provided in addition to being provided by any other reactants of the reaction mixture, such as hydrides, HSA materials, and replacement reagents.

한 실시양태에서, 나트륨 아마이드는 리튬과 반응하여 리튬 아마이드, 이미드 또는 니트라이드 및 Na 또는 NaH 촉매를 형성한다. 나트륨 아마이드와 리튬이 리튬 이미드와 NaH를 형성하는 반응은 다음과 같다:In one embodiment, sodium amide reacts with lithium to form lithium amide, imide or nitrides and Na or NaH catalysts. The reaction of sodium amide and lithium to form lithium iodide and NaH is as follows:

2Li + NaNH2 → Li2NH + NaH (124) 2Li + NaNH 2 → Li 2 NH + NaH (124)

나트륨 아마이드와 리튬 수소화물이 리튬 아마이드와 NaH를 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction of sodium amide and lithium hydride to form lithium amide and NaH is as follows:

LiH + NaNH2 → LiNH2 + NaH (125) LiH + NaNH 2 → LiNH 2 + NaH (125)

나트륨 아마이드, 리튬 및 수소가 리튬 아마이드와 NaH를 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction of sodium amide, lithium and hydrogen to form lithium amide with NaH is as follows:

Li + 1/2H2 + NaNH2 → LiNH2 + NaH (126) Li + 1 / 2H 2 + NaNH 2 → LiNH 2 + NaH (126)

한 실시양태에서, 상기 혼합물의 반응은 Na를 형성하고, 상기 반응물은 또한 Na와 반응하여 촉매 NaH를 다음과 같은 반응에 의해 형성하는 H 공급원을 더 포함한다: In one embodiment, the reaction of the mixture forms Na, and the reactant further comprises an H source reacting with Na to form the catalytic NaH by the reaction:

Li + NaNH2 → LiNH2 + Na (127) Li + NaNH 2 → LiNH 2 + Na (127)

And

Na + H → NaH (128)Na + H- &lt; / RTI &gt; NaH (128)

LiH + NaNH2 → LiNH2 + NaH (129) LiH + NaNH 2 → LiNH 2 + NaH (129)

한 실시양태에서, 상기 반응물은 NaNH2, NaNH2의 아마이드 기를 치환시키기 위한 반응물 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 바람직하게는 Li를 포함하고, 또한 H 공급원 예컨대 MH(M=Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr 및 Ba), H2 및 수소 해리제, 및 수소화물을 포함할 수 있다.In one embodiment, the reaction is NaNH 2, comprising a reaction product such as alkali metal or alkaline earth metal, preferably Li for replacing an amide of NaNH 2, and further H source e.g. MH (M = Li, Na, K, Rb , Cs, Mg, Ca, Sr and Ba), H 2 and hydrogen dissociation agents, and hydrides.

상기 반응 혼합물의 시약 예컨대 M, MH, NaH, NaNH2, HSA 물질, 수소화물 및 해리제는 임의의 바람직한 몰 비로 존재한다. M, MH, NaNH2 및 해리제 각각은 0 초과 100% 미만의 몰 비로 존재하고, 바람직하게는 상기 몰 비는 비슷하다.Reagent, for example M, MH, NaH, NaNH 2, HSA material, a hydride, and the dissociation of the reaction mixture is present in any desired ratio of the mole of the same. The M, MH, NaNH 2 and dissociation agents are each present in a molar ratio of more than 0 and less than 100%, preferably the molar ratios are similar.

분자 촉매 NaH를 생성하기 위한 시스템의 다른 실시양태는 Na 및 NaBH4 또는 NH4X(X는 할라이드와 같은 음이온임)를 포함한다. 분자 NaH 촉매는 Na2와 NaBH4의 반응에 의해 생성될 수 있다:Other embodiments of the system for producing the molecular catalyst NaH include Na and NaBH 4 or NH 4 X where X is an anion such as a halide. Molecular NaH catalysts can be produced by the reaction of Na 2 and NaBH 4 :

Na2 + NaBH4 → NaBH3 + Na + NaH (130)Na 2 + NaBH 4 → NaBH 3 + Na + NaH (130)

NH4X는 NaNH2 및 H2를 생성할 수 있다:NH 4 X can produce NaNH 2 and H 2 :

Na2 + NH4X → NaX + NaNH2 + H2 (131)Na 2 + NH 4 X → NaX + NaNH 2 + H 2 (131)

이어서, NaH 촉매가 식 (117) 내지 (129)의 반응에 따라 생성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Na/N 시스템이 하이드리노 촉매 NaH를 형성하기 위한 반응 메커니즘은 다음과 같다:Then, an NaH catalyst may be produced according to the reaction of formulas (117) to (129). In another embodiment, the reaction mechanism for the Na / N system to form the hydrinocatalyst NaH is as follows:

NH4X + Na-Na → NaH + NH3 + NaX (132)NH 4 X + Na-Na - &gt; NaH + NH 3 + NaX (132)

NH 촉매 반응물의 제조 및 재생Preparation and regeneration of NH 3 catalyst reactants

한 실시양태에서, NaH 분자 또는 Na 및 수소화된 R-Ni는 Li-계 반응물 시스템에 대해 개시된 시스템 및 방법 후의 시스템 및 방법에 의해 재생될 수 있다. 한 실시양태에서, Na는 NaH로부터 방출된 H2를 배기시킴으로써 고체 NaH로부터 재생될 수 있다. NaH 분해에 대한 약 1 Torr에서의 안정기 온도는 약 500℃이다. NaH는 약 1 Torr 및 R-Ni의 알로이 형성 및 소결 온도 미만인 약 500℃에서 분해될 수 있다. 상기 용융된 Na는 R-Ni로부터 분리될 수 있고, R-Ni는 다시 수소화될 수 있고, Na 및 수소화된 R-Ni는 또 다른 반응 사이클로 회수될 수 있다. 수소화물 표면상에 증착된 Na의 경우, 펌핑에 의한 가열에 의해 Na를 제거함으로써 재생될 수 있고, 상기 수소화물은 H2를 도입시킴으로써 다시 수소화될 수 있으며, 상기 셀를 소정의 실시양태에서 배기시킨 후 Na 원자를 상기 재생된 수소화물 위로 다시 증착시킬 수 있다. In one embodiment, NaH molecules or Na and hydrogenated R-Ni can be regenerated by the system and method after the system and method disclosed for Li-based reactant systems. In one embodiment, Na can be regenerated from solid NaH by evacuating H 2 released from NaH. The ballast temperature at about 1 Torr for NaH decomposition is about 500 ° C. NaH can be decomposed at about 500 &lt; 0 &gt; C, which is below the alloy formation and sintering temperatures of about 1 Torr and R-Ni. The molten Na can be separated from the R-Ni, the R-Ni can be hydrogenated again, and the Na and the hydrogenated R-Ni can be recovered in another reaction cycle. In the case of Na deposited on the hydride surface, it can be regenerated by removing Na by heating by pumping, and the hydride can be hydrogenated again by introducing H 2 , and the cell is evacuated in certain embodiments After which Na atoms can be re-deposited over the regenerated hydride.

바람직한 실시양태에서, 한 반응물을 다른 반응물에 대해 수소화시키거나 탈수소화시키는 경쟁적 반응을 이용하여 수소화 및 비-수소화된 화합물을 포함하는 반응 혼합물을 형성한다. 예를 들어, NaH 고체의 형성은 R-Ni 수소화물의 형성보다 열역학적으로 유리하다. 그러나, 저온 예컨대 약 25℃ 내지 100℃ 범위에서 NaH 형성 속도는 낮은 반면, R-Ni 수소화물 형성은 상기 온도 범위에서 적합한 압력 예컨대 약 100 Torr 내지 3000 Torr에서 높은 속도로 이루어진다. 따라서, Na와 수소화된 R-Ni의 반응 혼합물은 약 400 내지 500℃에서 펌핑하여 NaH를 탈수소화시키고, 상기 용기를 약 25 내지 100℃로 냉각시키고, 바람직한 선택도를 달성하는 기간 동안 수소를 첨가하여 R-Ni를 우선적으로 수소화시키고, 이어서 상기 셀를 배기시켜 과량의 수소를 제거함으로써 NaH 고체 및 R-Ni로부터 재생될 수 있다. 과량의 Na가 존재하거나 또는 과량으로 첨가되는 동안, R-Ni는 선택적으로 단독으로 수소화함으로써 반복되는 사이클에서 사용될 수 있다. 이는 R-Ni의 선택적 수소화를 달성하는 온도 및 압력 범위에서 수소를 첨가하고, 이어서 용기를 가열하여 H 원자 및 NaH 분자를 형성하고 후속적인 반응으로 식 (1)로 주어지는 H 상태를 수득하기 전에 과량의 수소를 제거함으로써 달성될 수 있다. 다르게는, Na 및 수소 공급원 예컨대 R-Ni를 포함하는 반응 혼합물을 수소화하여 수소화물을 형성할 수 있고, 미분 동역학에 기초한 선택도를 달성하는 동안 상기 온도 및 압력 범위에서 펌핑함으로써 NaH 고체를 선택적으로 탈수소화시킬 수 있다.In a preferred embodiment, a reaction mixture comprising hydrogenated and non-hydrogenated compounds is formed using a competitive reaction in which one reactant is hydrogenated or dehydrogenated to another reactant. For example, the formation of NaH solids is thermodynamically more advantageous than the formation of R-Ni hydrides. However, the formation rate of R-Ni hydride is low at a low temperature, for example, in the range of about 25 DEG C to 100 DEG C, while the R-Ni hydride formation takes place at a high rate at a suitable pressure in the range of about 100 Torr to 3000 Torr. Thus, the reaction mixture of Na and hydrogenated R-Ni is pumped at about 400-500 ° C to dehydrogenate NaH, cool the vessel to about 25-100 ° C, add hydrogen for a period of time to achieve the desired selectivity To hydrogenate the R-Ni preferentially, and then the cell is evacuated to remove excess hydrogen, which can be regenerated from the NaH solids and R-Ni. While excess Na is present or added in excess, the R-Ni may be used in a cycle that is repeated by selective hydrogenation alone. This is accomplished by adding hydrogen in a temperature and pressure range to achieve selective hydrogenation of R-Ni, and then heating the vessel to form H atoms and NaH molecules and subsequent reaction to yield an excess of &lt; RTI ID = 0.0 & &Lt; / RTI &gt; Alternatively, a reaction mixture comprising Na and a hydrogen source such as R-Ni may be hydrogenated to form a hydride, and NaH solids may be selectively introduced by pumping in the temperature and pressure ranges while achieving selectivity based on differential kinetics. It can be dehydrogenated.

분말 반응물 예컨대 촉매 및 환원제의 분말 공급원을 갖는 한 실시양태에서, 상기 환원제 분말은 촉매 공급원 분말과 혼합된다. 예를 들어, NaH 촉매를 제공하는 NaOH도핑된 R-Ni는 각각 금속 또는 금속 수소화물 분말 예컨대 란탄계원소 또는 NaH와 혼합된다. 고체 물질 예컨대 해리제, 지지체, 또는 상기 반응 혼합물 중에서 하나 이상의 다른 종으로 도핑되거나 코팅되는 HSA 물질을 갖는 반응 혼합물의 실시양태에서, 상기 혼합은 볼 밀링 또는 초기 습윤법에 의해 달성될 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 표면은, 상기 표면을 NaOH 또는 NaX(X는 상대 음이온 예컨대 할라이드임)와 같은 종의 용액 내로 침윤시킨 다음에 건조시킴으로써 코팅될 수 있다. 다르게는, 당해 분야에 널리 공지되어 있는 바와 같이 R-Ni를 에칭시키기는 데 사용되는 것과 동일한 과정[49]을 사용하여 농축된 (탈산소화된) NaOH에 의해 에칭시킴으로써 NaOH를 Ni/Al 알로이 또는 R-Ni 내로 혼입될 수 있다. 한 실시양태에서, NaOH와 같은 종으로 도핑된 R-Ni와 같은 HSA 물질은 Na와 같은 환원제와 반응하여, 하이드리노를 형성하는 NaH 촉매를 형성한다. 이어서, 과량의 환원제 예컨대 Na는 바람직하게는 승온에서 진공 하에 증발에 의해 생성물로부터 제거될 수 있다. 반응물은 응축시켜 재순환시킬 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 환원제 및 생성물 종 중에서 하나 이상은, 운반 매질 예컨대 기체 또는 액체 예컨대 용매를 사용하여 제거되고, 제거된 종은 상기 운반 매질로부터 단리된다. 상기 종은 침전, 여과 또는 원심분리와 같이 당해 분야에 널리 공지되어 있는 수단에 의해 단리될 수 있다. 상기 종은 직접적으로 재순환되거나 추가로 반응하여 재순환에 적합한 화학적 형태를 취할 수 있다. 또한, 상기 NaOH는 H 환원에 의해 또는 수증기 기체 스트림과의 반응에 의해 재생될 수 있다. 상기 전자의 경우, 과량의 Na가 바람직하게는 승온에서 진공 하에 증발에 의해 제거될 수 있다. 다르게는, 물과 같은 적합한 용매로 세척함으로써 상기 반응 생성물을 제거할 수 있고, 상기 HSA 물질을 건조시킬 수 있고, 상기 초기 반응물을 첨가할 수 있다. 독립적으로, 상기 생성물은 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있는 방법에 의해 원래의 반응물로 재생될 수 있다. 또는, R-Ni의 세척으로 분리된 NaOH와 같은 반응 생성물을 R-Ni를 에칭시키는 공정에 사용하여 그것을 재생시킬 수 있다. HSA 물질과 반응하는 반응물을 포함하는 한 실시양태에서, 생성물 예컨대 산화물을 묽은 산과 같은 용매로 처리하여 상기 생성물을 제거할 수 있다. 이어서, HSA 물질을 재-도핑 및 재사용하면서 제거된 생성물을 공지된 방법에 의해 재생할 수도 있다.In one embodiment having a powder reactant, such as a catalyst and a powder source of a reducing agent, the reducing agent powder is mixed with the catalyst source powder. For example, NaOH-doped R-Ni providing an NaH catalyst is each mixed with a metal or metal hydride powder such as a lanthanide element or NaH. In embodiments of the reaction mixture having a HSA material doped or coated with a solid material such as a dissociation agent, a support, or one or more other species in the reaction mixture, the mixing can be accomplished by ball milling or an initial wetting method. In one embodiment, the surface can be coated by impregnating the surface with a solution of a species such as NaOH or NaX (where X is a counter anion, such as a halide) and then drying. Alternatively, the NaOH may be etched by concentrated (deoxygenated) NaOH using the same process [49] as used to etch R-Ni, as is well known in the art, R-Ni. &Lt; / RTI &gt; In one embodiment, an HSA material, such as R-Ni doped with a species such as NaOH, reacts with a reducing agent such as Na to form a NaH catalyst that forms a hydrinos. An excess of reducing agent such as Na can then be removed from the product, preferably by evaporation under vacuum at elevated temperature. The reactants can be recycled by condensation. In another embodiment, at least one of the reducing agent and product species is removed using a carrier medium such as a gas or a liquid, such as a solvent, and the removed species is isolated from the carrier medium. The species may be isolated by means well known in the art, such as precipitation, filtration or centrifugation. The species may be recycled directly or may be further reacted to take a chemical form suitable for recycling. In addition, the NaOH can be regenerated by H reduction or by reaction with a water vapor stream. In the case of the former, excess Na can be removed by evaporation, preferably under vacuum, at elevated temperatures. Alternatively, the reaction product can be removed by washing with a suitable solvent such as water, the HSA material can be dried, and the initial reactant can be added. Independently, the product can be recycled to the original reactant by methods known to those skilled in the art. Alternatively, a reaction product such as NaOH separated by R-Ni washing can be used in the process of etching R-Ni to regenerate it. In one embodiment that includes a reactant that is reactive with the HSA material, the product, such as an oxide, may be treated with a solvent such as dilute acid to remove the product. The removed product may then be regenerated by known methods while re-doping and reusing the HSA material.

코튼[48]에 제시된 바와 같이 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있는 방법 및 시스템을 사용하여, 환원제 예컨대 알칼리 금속을 그 상응하는 화합물, 바람직하게는 NaOH 또는 Na2O를 포함하는 생성물로부터 재생시킬 수 있다. 한 방법은 혼합물 예컨대 공융 혼합물에서의 전기분해를 포함한다. 추가의 실시양태에서, 반응 생성물은 적어도 몇몇 산화물 예컨대 란탄계원소 금속 산화물(예컨대 La2O3)을 포함할 수 있다. 수산화물 또는 산화물을 염산과 같은 약산에 용해시켜 NaCl 또는 LaCl3와 같은 상응하는 염을 형성할 수 있다. 상기 기체들은 저압에서 스트림 흐름일 수 있다. 상기 염을 생성물 환원제 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속으로 처리하여 원래의 환원제를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 제 2 환원제는 알칼리 토금속, 바람직하게는 Ca이며, 이때 NaCl 또는 LaCl3가 Na 또는 La 금속으로 환원된다. 당해 분야 숙련자들에게 공지된 방법은 코튼[48]에 제시되어 있으며, 그 전 개시내용을 본원에 참고로 인용한다. 추가의 CaCl3 생성물 역시 회수되고 재순환된다. 다른 실시양태에서, 상기 산화물은 고온에서 H2에 의해 환원된다.And as set forth in Cotton [48] the art using the method and system known to the field of those skilled, is a reducing agent for example alkali metal to the corresponding compound, preferably a can be regenerated from the product containing NaOH or Na 2 O . One method involves electrolysis in a mixture such as a eutectic mixture. In a further embodiment, the reaction product may comprise at least some oxides such as lanthanum elemental metal oxides (e.g. La 2 O 3 ). The hydroxide or oxide may be dissolved in a weak acid such as hydrochloric acid to form the corresponding salt, such as NaCl or LaCl 3 . The gases may be stream streams at low pressure. The salt can be treated with a product reducing agent such as an alkali metal or an alkaline earth metal to form the original reducing agent. In one embodiment, the second reducing agent is an alkaline earth metal, preferably Ca, wherein NaCl or LaCl 3 is reduced to Na or La metal. Methods known to those skilled in the art are given in Cotton [48], the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Additional CaCl 3 product is also recovered and recycled. In another embodiment, the oxide is reduced by H 2 at elevated temperatures.

NaAlH4가 환원제인 한 실시양태에서, 생성물은 R-Ni 생성물로부터 분리될 필요가 없는 Na 및 Al을 포함한다. R-Ni는 분리 없이 촉매 공급원으로서 재생된다. 재생은 NaOH의 첨가에 의할 수 있다. NaOH는 건조시켜 재사용하기 위한[50] R-Ni의 Al을 부분적으로 에칭[49]시킬 수 있다. 다르게는, Na 및 Al은 상기 반응 생성물 혼합물로부터 동일계 내에서 반응하거나 분리되고, 코튼[51]에 의하거나 또는 회수된 NaH와 Al이 NaAlH4를 형성하는 반응에 의해 제시된 바와 같이 H2와 반응하여 NaAlH4를 형성한다.In one embodiment where NaAlH 4 is a reducing agent, the product comprises Na and Al that need not be separated from the R-Ni product. R-Ni is regenerated as a catalyst source without separation. Regeneration may be by addition of NaOH. NaOH may be partially dried by dry etching [50] R-Ni Al for reuse. Alternatively, Na and Al are reacted or separated in situ from the reaction product mixture and reacted with H 2 either by cotton [51] or as recovered NaH and Al form NaAlH 4 as shown by the reaction NaAlH 4 is formed.

R-Ni는 NaH 촉매의 공급원으로서 NaOH를 갖는 바람직한 HSA 물질이다. 한 실시양태에서, 제조업자로부터 입수한 Na 함량은 R-Ni 그램당 약 0.01 mg 내지 100 mg, 바람직하게는 R-Ni 그램당 약 0.1 mg 내지 10 mg, 가장 바람직하게는 R-Ni 그램당 약 1 mg 내지 10 mg이다. R-Ni 또는 Ni의 알로이는 또한 조촉매(promoter) 예컨대 Zn, Mo, Fe 및 Cr 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다. R-Ni 또는 알로이는 더블유.알. 그레이스 데이비드손 라니(W.R. Grace Davidson Raney) 2400, Raney 2800, Raney 2813, Raney 3201 및 Raney 4200, 바람직하게는 2400이거나, 또는 이들 물질의 에칭 또는 Na-도핑된 실시양태 중에서 하나 이상일 수 있다. R-Ni의 NaOH 함량은 약 1.01 내지 1000배 범위의 배수로 증가될 수 있다. 고체 NaOH는 볼 밀링과 같은 수단에 의해 혼합함으로써 첨가될 수 있거나, 또는 용액 중에 용해되어 바람직한 농도 또는 pH를 달성할 수 있다. 용액을 R-Ni에 첨가하고 물을 증발시켜 도핑을 달성할 수 있다. 도핑은 R-Ni의 그램당 약 0.1 ㎍ 내지 100 mg, 바람직하게는 R-Ni의 그램당 약 1 ㎍ 내지 100 ㎍, 가장 바람직하게는 R-Ni의 그램당 약 5 ㎍ 내지 50 ㎍ 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 0.1 g의 NaOH를 100 ㎖의 증류수에 용해시키고, 10 ㎖의 NaOH를 500 g의 비-디캔팅된 R-Ni(더블유.알. 그레이스 케미칼 캄파니로부터 입수가능하며, Na의 초기 총 함량이 약 0.1중량%인 로트 #2800/05310)에 첨가한다. 이어서, 혼합물을 건조시킨다. 건조는 65시간 동안 진공 하에서 50℃로 가열함으로써 달성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 도핑은 R-Ni와 함께 NaOH 예컨대 R-Ni의 그램당 약 1 내지 10 mg의 NaOH를 볼 밀링함으로써 달성될 수 있다.R-Ni is the preferred HSA material with NaOH as a source of NaH catalyst. In one embodiment, the Na content obtained from the manufacturer is about 0.01 mg to 100 mg per gram of R-Ni, preferably about 0.1 mg to 10 mg per gram of R-Ni, most preferably about 0.5 to about 10 mg per gram of R-Ni 1 mg to 10 mg. The alloy of R-Ni or Ni may further comprise at least one of a promoter such as Zn, Mo, Fe and Cr. R-Ni or Alloy is W. Al. W. R. Grace Davidson Raney 2400, Raney 2800, Raney 2813, Raney 3201, and Raney 4200, preferably 2400, or an etched or Na-doped embodiment of these materials. The NaOH content of R-Ni can be increased in multiples of about 1.01 to 1000 times. The solid NaOH may be added by mixing by means such as ball milling, or it may be dissolved in the solution to achieve the desired concentration or pH. The solution can be added to R-Ni and water can be evaporated to achieve doping. The doping can range from about 0.1 μg to 100 mg per gram of R-Ni, preferably from about 1 μg to 100 μg per gram of R-Ni, and most preferably from about 5 μg to 50 μg per gram of R-Ni have. In one embodiment, 0.1 grams of NaOH is dissolved in 100 milliliters of distilled water and 10 milliliters of NaOH is added to 500 grams of non-decanted R-Ni (available from W. L. Grace Chemical Company, Lot # 2800/05310 with a total content of about 0.1% by weight). The mixture is then dried. Drying can be achieved by heating to 50 &lt; 0 &gt; C under vacuum for 65 hours. In another embodiment, doping can be accomplished by ball milling about 1-10 mg NaOH per gram of NaOH, such as R-Ni with R-Ni.

R-Ni는 표준 R-Ni 건조 과정[50]에 따라 건조될 수 있다. R-Ni는 진공 하에 약 10 내지 500℃의 온도 범위에서 디캔팅 및 건조될 수 있고, 바람직하게는 50℃에서 건조된다. 지속 기간은 약 1시간 내지 200시간, 바람직하게는 약 65시간 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 건조된 R-Ni의 H 함량은 약 1 ㎖ 내지 100 ㎖ H/g R-Ni, 바람직하게는 약 10 내지 50 ㎖ H/g R-Ni(여기서, ㎖ 기체는 STP 상태임) 범위이다. 건조 중 및 그 후의 건조 온도, 시간, 진공 압력 및 기체(존재하는 경우, 예컨대 He, Ar 또는 H2)의 흐름을 제어하여 건조 및 바람직한 H 함량을 달성한다.R-Ni can be dried according to the standard R-Ni drying process [50]. The R-Ni can be decanted and dried under vacuum at a temperature range of about 10 to 500 占 폚, and is preferably dried at 50 占 폚. The duration may range from about 1 hour to 200 hours, preferably about 65 hours. In one embodiment, the H content of the dried R-Ni is between about 1 ml and 100 ml H / g R-Ni, preferably about 10-50 ml H / g R-Ni wherein the ml gas is in the STP state ) Range. The drying temperature and time, the vacuum pressure, and the flow of gas (if any, such as He, Ar or H 2 ), during and after drying, are controlled to achieve drying and desirable H content.

NaOH와 같은 NaH 촉매 공급원에 의해 도핑된 R-Ni의 한 실시양태에서, Ni/A 알로이으로부터 R-Ni의 제조는 상기 알로이를 NaOH 수용액으로 에칭시키는 단계를 포함한다. NaOH의 농도, 에칭 시간 및 세척 교환을 변화시켜 바람직한 수준의 NaOH 혼입을 달성할 수 있다. 한 실시양태에서, NaOH 용액은 무-산소이다. 몰 농도는 약 1 내지 10 M 범위, 바람직하게는 약 5 내지 8 M 범위, 가장 바람직하게는 약 7 M이다. 한 실시양태에서, 상기 알로이를 약 50℃에서 약 2시간 동안 NaOH와 반응시킨다. 이어서, 상기 용액을 물 예컨대 탈이온수에 의해 Al(OH)3 침전물이 형성될 때까지 희석시킨다. 이 경우, NaOH와 Al(OH)3가 수용성 Na[Al(OH)4]를 형성하는 반응을 적어도 부분적으로 방지하여 NaOH가 R-Ni 내로 혼입되도록 한다. 상기 혼입은 디캔팅 없이 R-Ni를 건조시킴으로써 달성될 수 있다. 희석된 용액의 pH는 8 내지 14, 바람직하게는 9 내지 12, 가장 바람직하게는 약 10 내지 11 범위일 수 있다. 약 12시간 동안 상기 용액을 통해 아르곤을 발포시킬 수 있고, 이어서 상기 용액을 건조시킬 수 있다.In one embodiment of the R-Ni doped with a NaH catalyst source such as NaOH, the production of R-Ni from the Ni / A alloy comprises etching the alloy with an aqueous NaOH solution. The concentration of NaOH, the etching time, and the wash exchange can be varied to achieve a desired level of NaOH incorporation. In one embodiment, the NaOH solution is non-oxygen. The molar concentration is in the range of about 1 to 10 M, preferably in the range of about 5 to 8 M, and most preferably about 7 M. In one embodiment, the alloy is reacted with NaOH at about 50 &lt; 0 &gt; C for about 2 hours. The solution is then diluted with water, such as deionized water, until an Al (OH) 3 precipitate forms. In this case, the reaction in which NaOH and Al (OH) 3 form water-soluble Na [Al (OH) 4 ] is at least partially prevented so that NaOH is incorporated into R-Ni. The incorporation can be achieved by drying the R-Ni without decanting. The pH of the diluted solution may range from 8 to 14, preferably from 9 to 12, most preferably from about 10 to 11. Argon can be bubbled through the solution for about 12 hours and then the solution can be dried.

환원제와 촉매 공급원이 하이드리노(식 (1)로 주어지는 상태를 갖는 H)를 형성하는 반응에 이어서, 환원제 및 촉매 공급원을 재생시킨다. 한 실시양태에서, 반응 생성물이 분리된다. 환원제 생성물은 촉매 공급원의 생성물로부터 분리될 수 있다. 환원제 및 촉매 공급원 중 하나 이상이 분말인 한 실시양태에서, 상기 생성물은 입자 크기, 형상, 중량, 밀도, 자력 또는 유전 상수 중 하나 이상에 기초하여 기계적으로 분리된다. 크기 및 형상에서 상당한 차이를 갖는 입자들은 체를 사용하여 기계적으로 분리될 수 있다. 밀도에서 큰 차이를 갖는 입자들은 부력 차에 의해 분리될 수 있다. 유전 상수에서 큰 차이를 갖는 입자들은 정전기적으로 분리될 수 있다. 한 실시양태에서, 임의의 소결작용을 반전시키기 위해 상기 생성물을 분쇄한다. 상기 분쇄는 볼 밀에 의할 수 있다.Following the reaction in which the reducing agent and the catalyst source form hydrinos (H with the state given by formula (1)), the reducing agent and the catalyst source are regenerated. In one embodiment, the reaction product is separated. The reducing agent product can be separated from the product of the catalyst source. In one embodiment where at least one of the reducing agent and the catalyst source is a powder, the product is mechanically separated based on at least one of particle size, shape, weight, density, magnetic force or dielectric constant. Particles with significant differences in size and shape can be mechanically separated using sieves. Particles with large differences in density can be separated by a buoyancy difference. Particles with large differences in dielectric constant can be electrostatically separated. In one embodiment, the product is pulverized to reverse any sintering action. The pulverization may be performed by a ball mill.

당해 분야 숙련자들에게 공지된 방법이 통상적인 실험의 적용에 의해 본 발명의 분리에 적용될 수 있다. 일반적으로, 기계적 분리는 4개 군, 즉 얼리(Earle)[52](그 전체 개시내용을 본원에 참고로 인용함)에 기술되어 있는 바와 같이 침강, 원심분리, 여과 및 체질로 분리될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 입자들의 분리는 체질 및 분립기의 사용 중 하나 이상에 의해 달성된다. 입자들의 크기 및 형상은 출발 물질에서 선택하여 바람직한 생성물 분리를 달성할 수 있다.Methods known to those skilled in the art can be applied to the separation of the present invention by the application of routine experimentation. In general, mechanical separation can be separated by settling, centrifugation, filtration and sieving as described in four groups, Earle [52] (the entire disclosure of which is incorporated herein by reference) . In a preferred embodiment, the separation of the particles is achieved by at least one of sieving and use of a mill. The size and shape of the particles can be selected from the starting materials to achieve the desired product separation.

추가의 실시양태에서, 상기 환원제는 분말이거나 또는 분말로 전환되고, HSA 물질과 같은 반응 생성물 혼합물의 다른 성분들로부터 기계적으로 분리된다. 실시양태에서, Na, NaH 및 란탄계원소는 환원제 및 환원제 공급원 중 하나 이상을 포함하고, HSA 물질 성분은 R-Ni이다. 상기 환원제 생성물은, 임의의 미반응된 비-분말 환원제 금속을 수소화물로 전환시킴으로써 생성물 혼합물로부터 분리될 수 있다. 상기 금속 수소화물을 분쇄하여 분말을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 분말을 입자들의 크기 차이를 기초로 다른 생성물 예컨대 촉매 공급원의 그것으로부터 분리할 수 있다. 상기 분리는, 특정 크기 범위를 선택해서 분리시키는 일련의 체상에서 혼합물을 진탕시켜 행할 수 있다. 다르게는, 또는 체질과 조합하여, 입자들 간의 큰 자화율(magnetic susceptibility) 차이를 기준으로 금속 수소화물 또는 금속 입자들로부터 R-Ni 입자들을 분리한다. 상기 환원된 R-Ni 생성물은 자성일 수 있다. 상기 미반응된 란탄계원소 금속 및 수소화된 금속 및 임의의 산화물 예컨대 La2O3는 각각 약한 상자성체 및 반자성체이다. 상기 생성물 혼합물을 일련의 강한 자석 단독 또는 하나 이상의 체와 조합된 강한 자석에서 진탕하여, R-Ni 생성물 입자들의 상기 자석에 상대적으로 강한 접착 또는 부착 및 두 부류의 입자들의 크기 차이 중 하나 이상에 기초하여 분리할 수 있다. 체가 사용되고 자기장이 인가되는 한 실시양태에서, 상기 후자는 중력에 추가로 힘을 더하여 상기 체를 통해 보다 작은 R-Ni 생성물 입자들을 유인하는 한편, 상기 환원제 생성물의 약한 상자성 또는 반자성은 상대적으로 큰 크기 때문에 체 위에 유지된다. 알칼리 금속은 가열 및 선택적으로는 진공을 적용함으로써 그 상응하는 수소화물로부터 회수될 수 있다. 상기 방출된 수소는 반복적인 반응-재생 사이클의 또 다른 배취 내에서 알칼리 금속과 반응할 수 있다. 여러 단에서의 상기 사이클에서는 적어도 하나의 배취가 존재할 수 있다. 상기 수소화물 및 임의의 다른 화합물(들)을 분리한 다음에 반응시켜 상기 수소화물로부터의 금속 형성과는 별도로 금속을 형성할 수 있다.In a further embodiment, the reducing agent is a powder or is converted to a powder and is mechanically separated from other components of the reaction product mixture, such as HSA material. In an embodiment, the Na, NaH, and lanthanide elements comprise at least one of a reducing agent and a reducing agent source, and the HSA material component is R-Ni. The reducing agent product can be separated from the product mixture by converting any unreacted non-powder reducing agent metal to the hydride. The metal hydride may be pulverized to form a powder. The powder can then be separated from that of another product, such as a catalyst source, based on the size difference of the particles. The separation can be performed by agitating the mixture on a series of sieves that select and isolate a particular size range. Alternatively, or in combination with sieving, the R-Ni particles are separated from the metal hydride or metal particles based on the difference in magnetic susceptibility between the particles. The reduced R-Ni product may be magnetic. The unreacted lanthanide elemental metal and the hydrogenated metal and any oxide such as La 2 O 3 are each weakly paramagnetic and half- diamagnetic. The product mixture is agitated in a series of intense magnets alone or in a strong magnet combined with one or more sieves to provide a relatively strong adhesion or adhesion of the R-Ni product particles to the magnets, . In one embodiment where a sieve is used and a magnetic field is applied, the latter adds additional force to gravity to attract smaller R-Ni product particles through the sieve while a weak paramagnetic or a quasi-magnetic property of the reductant product results in a relatively large size So it is kept on the sieve. The alkali metal can be recovered from its corresponding hydride by heating and optionally by applying a vacuum. The hydrogen released can react with the alkali metal in another batch of a repetitive reaction-regeneration cycle. At least one batch may be present in the cycle at various stages. The hydride and any other compound (s) may be separated and then reacted to form a metal separately from the metal formation from the hydride.

한 실시양태에서, 반응 혼합물은, 바람직하게는 반응물이 R-Ni와 같은 HSA 물질의 표면상에 존재하는 경우에 증착 기법에 의해 재생된다. 표면상의 NaH 촉매공급원 및 HSA 물질과 같은 NaH 촉매 형성을 지지하는 물질 중 하나 이상을 포함하는 다른 코팅된 바람직한 반응물을 갖는 추가의 실시양태에서, 상기 반응물은 기체 스트림을 R-Ni와 같은 HSA 물질과 반응시킴으로써 제공된다. 상기 증착된 반응물은 Na, NaH, Na2O, NaOH, Al, Ni, NiO, NaAl(OH)4, β-알루미나, Na2O·nAl2O3(n은 1 내지 1000의 정수, 바람직하게는 11임), Al(OH)3, 및 알파, 베타 및 감마 형태의 Al2O3의 군 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직한 반응물이거나, 또는 바람직한 반응물일 뿐만 아니라, 기체 스트림의 순서 및 조성 및 화학으로 전환되어 상기 기체 스트림으로부터 반응물을 형성하는 증착된 원소, 화합물, 중간체 및 종은 증착 분야 숙련자들에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 알칼리 금속이 직접적으로 증착될 수 있고, Al과 같이 낮은 증기 압력을 갖는 임의의 금속이 상기 기체 할라이드 또는 수소화물로부터 증착될 수 있다. 더욱이, 산화물 생성물 예컨대 Na2O가 수소 공급원과 반응하여 수산화물 예컨대 NaOH를 형성할 수 있다. 수소 공급원은 NaOH를 재생시키기 위해 수증기 기체 스트림을 포함할 수 있다. 다르게는, NaOH는 H2 또는 H2 공급원을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, R-Ni와 같은 HSA 물질의 수소화는 수소 기체를 공급하고, 펌핑과 같은 수단에 의해 과량의 수소를 제거함으로써 달성될 수 있다. NaOH는 수증기 또는 수소 기체와 같은 공급원으로부터 반응된 H의 총 몰수를 정밀하게 제어함으로써 화학양론적으로 재생될 수 있다. 이 단에서 형성된 임의의 추가적인 Na 또는 NaH는 각각 증발, 및 분해 및 증발에 의해 제거될 수 있다. 다르게는, 산화물 또는 수산화물 생성물 예컨대 Na2O 또는 과량의 NaOH가 제거될 수 있다. 이는, 증류 또는 증발에 의해 제거될 수 있는 NaI와 같은 할라이드로의 전환에 의해 달성될 수 있다. 상기 증발은 가열에 의해 그리고 승온에서 진공을 유지함으로써 달성될 수 있다. 할라이드로의 전환은 HI와 같은 산과의 반응에 의해 달성될 수 있다. 상기 처리는 상기 산 기체를 포함하는 기체 스트림에 의할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 임의의 과량의 NaOH는 승화에 의해 제거된다. 이는 코튼[53]에 의해 제시된 바와 같이 350 내지 400℃의 온도 범위에서 진공 하에 일어난다. 임의의 증발, 증류, 운반, 기체 스트림 공정 또는 관련된 반응물 공정은 캐리어 기체를 추가로 포함할 수 있다. 캐리어 기체는 불활성 기체 예컨대 희가스일 수 있다. 추가적인 단계는 기계적 혼합 또는 분리를 포함할 수 있다. 예를 들어, NaOH 및 NaH는 또한 각각 볼 밀링 및 체질과 같은 방법에 의해 증착되거나 또는 기계적으로 제거될 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture is preferably regenerated by a deposition technique when the reactant is on the surface of an HSA material such as R-Ni. In a further embodiment having another coated preferred reactant comprising at least one of the NaH catalyst source on the surface and the material supporting the NaH catalyst formation, such as the HSA material, the reactant may be a mixture of an HSA material such as R-Ni . The deposited reagent is Na, NaH, Na 2 O, NaOH, Al, Ni, NiO, NaAl (OH) 4, β- alumina, Na 2 O · nAl 2 O 3 (n is an integer of 1 to 1000, preferably Is 11), Al (OH) 3 , and Al 2 O 3 in alpha, beta and gamma form. The preferred reactants, or preferred reactants, as well as the order and composition of the gaseous streams and the deposited elements, compounds, intermediates and species which are converted into chemistries and form reactants from the gaseous stream are well known to those skilled in the art of deposition. For example, an alkali metal can be deposited directly, and any metal having a low vapor pressure, such as Al, can be deposited from the gas halide or hydride. Moreover, an oxide product such as Na 2 O may react with a hydrogen source to form a hydroxide such as NaOH. The hydrogen source may comprise a water vapor stream to regenerate NaOH. Alternatively, NaOH can be formed using an H 2 or H 2 source. In addition, hydrogenation of HSA material such as R-Ni can be achieved by supplying hydrogen gas and removing excess hydrogen by such means as pumping. NaOH can be regenerated stoichiometrically by precisely controlling the total number of moles of H reacted from a source such as water vapor or hydrogen gas. Any additional Na or NaH formed in this stage can be removed by evaporation, respectively, and by decomposition and evaporation. Alternatively, the oxide or hydroxide product such as Na 2 O or excess NaOH may be removed. This can be achieved by conversion to a halide, such as NaI, which can be removed by distillation or evaporation. The evaporation can be achieved by heating and maintaining the vacuum at elevated temperatures. The conversion to the halide can be achieved by reaction with an acid such as HI. The treatment may be performed with a gas stream containing the acid gas. In another embodiment, any excess NaOH is removed by sublimation. This takes place under vacuum at temperatures ranging from 350 to 400 [deg.] C as indicated by cotton [53]. Any evaporation, distillation, transport, gas stream process or associated reactant process may further comprise a carrier gas. The carrier gas may be an inert gas such as rare gas. Additional steps may include mechanical mixing or separation. For example, NaOH and NaH can also be deposited or mechanically removed by methods such as ball milling and sieving, respectively.

*환원제가 바람직한 제 1 원소 예컨대 Na 외의 원소인 경우, 다른 원소는 당해 분야에 공지되어 있는 방법을 사용하여 제 2 원소 예컨대 Na에 의해 치환될 수 있다. 하나의 단계는 과량의 환원제의 증발을 포함할 수 있다. 고 표면적 물질 예컨대 R-Ni를 에칭시킬 수 있다. 상기 에칭은 염기, 바람직하게는 NaOH에 의할 수 있다. 상기 에칭된 생성물은 예컨대 디캔팅 및 가능하게는 원심분리에 의해 기계적으로 제거된 물과 같은 실질적으로 임의의 모든 용매에 의해 디캔팅될 수 있다. 상기 에칭된 R-Ni는 진공 하에 건조되고 재순환될 수 있다.If the reducing agent is an element other than the preferred first element such as Na, the other element may be substituted by a second element such as Na using a method known in the art. One step may involve the evaporation of excess reducing agent. High surface area materials such as R-Ni may be etched. The etching can be with a base, preferably NaOH. The etched product can be decanted by virtually any solvent, such as, for example, decanting and possibly water mechanically removed by centrifugation. The etched R-Ni can be dried and recycled under vacuum.

추가적인 MH-형 촉매 및 반응Additional MH-type catalysts and reactions

MH 유형의 또 다른 촉매 시스템은 알루미늄을 포함한다. AlH의 결합 에너지는 2.98 eV이다[44]. Al의 제 1 및 제 2 이온화 에너지는 각각 5.985768 eV 및 18.82855 eV이다[1]. 이들 에너지를 기초로, AlH의 결합 에너지 + Al의 Al2+로의 이중 이온화(t=2)가 식 (2)에서의 m=1과 등가인 27.79 eV(27.2 eV)이기 때문에, AlH 분자는 촉매 및 H 공급원으로 작용할 수 있다. 상기 촉매 반응은 다음과 같이 주어진다:Another catalyst system of the MH type includes aluminum. The binding energy of AlH is 2.98 eV [44]. The first and second ionization energies of Al are 5.985768 eV and 18.82855 eV, respectively [1]. On the basis of these energies, the AlH molecule has a catalytic activity as the binding energy of AlH + the double ionization (t = 2) of Al to Al 2+ is 27.79 eV (27.2 eV) And H sources. The catalytic reaction is given by:

Figure 112015022675507-pct00063
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Figure 112015022675507-pct00064
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그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00065
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한 실시양태에서, 반응 혼합물은 AlH 분자 및 AlH 분자 공급원 중 하나 이상을 포함한다. AlH 분자 공급원은 Al 금속 및 수소 공급원, 바람직하게는 수소 원자를 포함할 수 있다. 수소 공급원은 수소화물, 바람직하게는 R-Ni일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 촉매 AlH는 Al의 산화물 또는 수산화물과 환원제의 반응에 의해 생성된다. 상기 환원제는 앞서 제시된 NaOH 환원제 중 하나 이상을 포함한다. 한 실시양태에서, H 공급원은 Al 공급원에 제공하여 촉매 AlH를 형성한다. Al 공급원은 금속일 수 있다. H 공급원은 수산화물일 수 있다. 수산화물은 알칼리, 알칼리 토 수산화물, 전이 금속 수산화물 및 Al(OH)3 중 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the reaction mixture comprises at least one of an AlH molecule and an AlH molecule source. The AlH molecular source may comprise an Al metal and a hydrogen source, preferably a hydrogen atom. The hydrogen source may be a hydride, preferably R-Ni. In another embodiment, the catalyst AlH is produced by the reaction of a reducing agent with an oxide or hydroxide of Al. The reducing agent comprises at least one of the NaOH reducing agents given above. In one embodiment, the H source is provided to an Al source to form the catalyst AlH. The Al source may be a metal. The H source may be a hydroxide. The hydroxide may be one or more of alkali, alkaline earth hydroxide, transition metal hydroxide and Al (OH) 3 .

라니 니켈은 하기의 두 반응 단계에 의해 제조될 수 있다:Raney nickel can be prepared by the following two reaction steps:

Figure 112015022675507-pct00066
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Na[Al(OH)4]는 농축된 NaOH 중에 쉽게 용해된다. 이는 탈산소화된 물에서 세척시킬 수 있다. 제조된 Ni는 Al(약 10중량%, 변할 수 있음)을 함유하고, 다공성이고, 큰 표면적을 갖는다. 이는 Ni 격자 및 Ni-AlHx(x=1,2,3) 둘 다에서 다량의 H를 함유한다.Na [Al (OH) 4 ] easily dissolves in concentrated NaOH. It can be rinsed in deoxygenated water. The Ni produced contains Al (about 10% by weight, which can vary), is porous, and has a large surface area. It contains a large amount of H in both the Ni lattice and Ni-AlH x (x = 1, 2, 3).

R-Ni는 또 다른 원소와 반응하여 AlH 분자의 화학적 방출을 야기하고, 이어서 식 (133) 내지 (135)에 제시된 반응에 따른 촉매작용을 진행한다. 한 실시양태에서, AlH 방출은 환원 반응, 에칭 또는 알로이 형성에 의해 유발된다. 하나의 이러한 다른 원소 M은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속으로서, R-Ni의 Ni 부분과 반응하여 AlHx 성분을 형성함으로써 후속적으로 촉매작용을 경험하는 AlH 분자들을 방출한다. 한 실시양태에서, M은 Al 수산화물 또는 산화물과 반응하여 Al 금속을 형성하고, 이는 또한 H와 반응하여 AlH를 형성할 수 있다. 상기 반응은 가열에 의해 개시될 수 있고, 속도는 온도를 제어함으로써 제어될 수 있다. M(알칼리 금속 또는 알칼리 토금속) 및 R-Ni는 임의의 바람직한 몰 비로 존재한다. 각각의 M 및 R-Ni는 0 초과 및 100% 미만의 몰 비로 존재한다. 바람직하게는, M과 R-Ni의 몰 비는 비슷하다.The R-Ni reacts with another element to cause the chemical evolution of the AlH molecule, and then proceeds with the catalysis according to the reactions shown in equations (133) to (135). In one embodiment, the AlH release is caused by a reduction reaction, an etch, or an alloy formation. One such other element M is an alkali metal or alkaline earth metal, which reacts with the Ni portion of R-Ni to form AlH x components, thereby releasing AlH molecules that undergo subsequent catalysis. In one embodiment, M reacts with an Al hydroxide or oxide to form an Al metal, which may also react with H to form AlH. The reaction can be initiated by heating, and the rate can be controlled by controlling the temperature. M (alkali metal or alkaline earth metal) and R-Ni are present in any desired molar ratio. Each M and R-Ni is present in a molar ratio of greater than 0 and less than 100%. Preferably, the molar ratios of M and R-Ni are similar.

한 실시양태에서, Al 원자는 표면상에 증착된다. 상기 표면은 AlH 분자들을 형성하기 위한 지지체 또는 H 원자 공급원일 수 있다. 상기 표면은 수소화물 및 수소 해리제 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 표면은 수소화될 수 있는 R-Ni일 수 있다. 상기 증착은 Al 원자들 공급원을 함유하는 저장조로부터 형성될 수 있다. Al 공급원은 가열에 의해 제어될 수 있다. 가열시 Al 원자를 제공하는 한 공급원은 Al 금속이다. 상기 표면은 증착 동안 저온 예컨대 실온으로 유지될 수 있다. Al-코팅된 표면을 가열하여 Al과 H를 반응시켜 AlH를 형성할 수 있고, 또한 AlH 분자를 반응시켜 식 (1)에 의해 주어진 H 상태를 형성할 수 있다. Al 및 다른 원소들 예컨대 하나 이상의 금속 층을 형성하기 위해 당해 분야에 널리 알려져 있는 다른 박막 증착 기법은 본 발명의 실시양태를 추가로 포함한다. 이러한 실시양태는 물리적 분무, 전기-분무, 에어로졸, 전기-아크 용접, 크누센 셀 제어 방출, 디스펜서-캐쏘드 주입, 플라즈마 증착, 스퍼터링 및 추가의 코팅 방법 및 시스템 예컨대 Al의 미세 분산 용융, Al의 전기도금 및 Al의 화학적 증착을 포함한다.In one embodiment, Al atoms are deposited on the surface. The surface may be a support or H atom source for forming AlH molecules. The surface may comprise at least one of a hydride and a hydrogen dissociation agent. The surface may be R-Ni which can be hydrogenated. The deposition may be formed from a reservoir containing a source of Al atoms. The Al source can be controlled by heating. One source that provides Al atoms during heating is Al metal. The surface can be maintained at a low temperature, such as room temperature, during deposition. The Al-coated surface can be heated to react Al and H to form AlH, and AlH molecules can also be reacted to form the H state given by equation (1). Other thin film deposition techniques well known in the art for forming Al and other elements, such as one or more metal layers, further include embodiments of the present invention. Such embodiments include but are not limited to physical spraying, electro-spraying, aerosol, electro-arc welding, Krusen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems, Electroplating and chemical vapor deposition of Al.

한 실시양태에서, AlH 공급원은 R-Ni 및 당해 분야에 공지된 Al의 다른 Raney 금속 또는 알로이 예컨대 Ni, Cu, Si, Fe, Ru, Co, Pd, Pt 및 다른 원소 및 화합물 중에서 하나 이상을 포함하는 R-Ni 또는 알로이를 포함한다. R-Ni 및 알로이는 또한 조촉매 예컨대 Zn, Mo, Fe 및 Cr 중 하나 이상을 포함할 수 있다. R-Ni 또는 알로이는 더블유.알. Grace Raney 2400, Raney 2800, Raney 2813, Raney 3201, Raney 4200, 또는 이들 물질의 에칭 또는 Na-도핑된 실시양태 중 하나 이상일 수 있다. AlH 촉매 시스템의 또 다른 실시양태에서, 촉매 공급원은 Ni/Al 알로이를 포함하며, 이때 Al 대 Ni 비는 약 10 내지 90%, 바람직하게는 약 10 내지 50%, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 30% 범위이다. 촉매 공급원은 팔라듐 또는 백금을 포함할 수 있고, Raney 금속으로서 Al을 더 포함한다.In one embodiment, the AlH source comprises at least one of R-Ni and other Raney metals or alloys such as Ni, Cu, Si, Fe, Ru, Co, Pd, Pt and other elements of Al known in the art R-Ni or an alloy. The R-Ni and alloys may also include one or more of the cocatalysts such as Zn, Mo, Fe and Cr. R-Ni or Alloy is W. Al. Grace Raney 2400, Raney 2800, Raney 2813, Raney 3201, Raney 4200, or an etched or Na-doped embodiment of these materials. In another embodiment of the AlH catalyst system, the catalyst source comprises a Ni / Al alloy wherein the Al to Ni ratio is about 10-90%, preferably about 10-50%, more preferably about 10-30 %. The catalyst source may comprise palladium or platinum and further comprises Al as the Raney metal.

AlH 공급원은 AlH3를 더 포함할 수 있다. AlH3는 Ni상에 또는 그와 함께 증착되어 NiAlHx 알로이를 형성할 수 있다. 상기 알로이는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속과 같은 금속의 첨가에 의해 활성화될 수 있다. 한 실시양태에서, 반응 혼합물은 AlH3, R-Ni 및 금속 예컨대 알칼리 금속을 포함한다. 상기 금속은 저장조로부터의 증발에 의하거나 또는 승온에서 R-Ni 상으로 흐르는 공급원으로부터의 중력에 의해 공급될 수 있다. 한 실시양태에서, AlH 분자 또는 Al 및 수소화된 R-Ni는 다른 반응물 시스템용으로 개시된 시스템 및 방법 이후의 시스템 및 방법에 의해 재생될 수 있다. MH 유형의 또 다른 촉매 시스템은 염소를 포함한다. HCl의 결합 에너지는 4.4703 eV이다[44]. Cl의 제 1, 제 2 및 제 3 이온화 에너지는 각각 12.96764 eV, 23.814 eV 및 39.61 eV이다[1]. 이들 에너지를 기초로, HCl의 결합 에너지 + Cl의 Cl3+로의 삼중 이온화(t=3)가 식 (2)에서의 m=3과 등가인 80.86 eV(3·27.2 eV)이기 때문에, HCl은 촉매 및 H 공급원으로 작용할 수 있다. 상기 촉매 반응은 다음과 같이 주어진다:AlH source may further include AlH 3. AlH 3 can be deposited on or in conjunction with Ni to form a NiAlH x alloy. The alloy may be activated by the addition of a metal such as an alkali metal or an alkaline earth metal. In one embodiment, the reaction mixture comprises AlH 3, R-Ni and metals such as alkali metals. The metal may be supplied by gravity from a source that flows from the reservoir to evaporation or from R-Ni at elevated temperatures. In one embodiment, the AlH molecule or Al and the hydrogenated R-Ni can be regenerated by a system and method subsequent to the system and method disclosed for other reactant systems. Another catalyst system of the MH type comprises chlorine. The binding energy of HCl is 4.4703 eV [44]. The first, second and third ionization energies of Cl are 12.96764 eV, 23.814 eV and 39.61 eV, respectively [1]. On the basis of these energies, HCl was found to be the highest value since the triple ionization (t = 3) of Cl to Cl 3+ of HCl + 80.86 eV (3 · 27.2 eV) Catalyst and H source. The catalytic reaction is given by:

Figure 112015022675507-pct00067
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Figure 112015022675507-pct00068
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그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00069
Figure 112015022675507-pct00069

한 실시양태에서, 반응 혼합물은 HCl 또는 HCl 공급원을 포함한다. 공급원은 NH4Cl 또는 고체 산 및 염소 예컨대 알칼리 또는 알칼리 토 염화물일 수 있다. 상기 고체 산은 MHSO4, MHCO3, MH2PO4 및 MHPO4 중 하나 이상일 수 있으며, 이때 M은 양이온 예컨대 알칼리 또는 알칼리 토 양이온이다. 다른 이러한 고체 산은 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있다. 한 실시양태에서, 상기 반응물은 이온성 격자 내의 HCl 촉매 예컨대 알칼리 또는 알칼리 토 할라이드, 바람직하게는 염화물 내의 HCl을 포함한다. 한 실시양태에서, 반응 혼합물은 H2SO4와 같은 강산 및 NaCl과 같은 이온성 화합물을 포함한다. 산과 이온성 화합물 예컨대 NaCl의 반응은 결정 격자 내의 HCl을 생성하여 하이드리노 촉매 및 H 공급원으로 작용한다.In one embodiment, the reaction mixture comprises an HCl or HCl source. The source can be NH 4 Cl or a solid acid and a chlorine such as an alkali or alkaline earth chloride. The solid acid may be one or more of MHSO 4 , MHCO 3 , MH 2 PO 4 and MHPO 4 , where M is a cation such as an alkali or alkaline earth cation. Other such solid acids are known to those skilled in the art. In one embodiment, the reactant comprises an HCl catalyst in an ionic lattice such as an alkali or alkaline earth halide, preferably HCl in a chloride. In one embodiment, the reaction mixture comprises a strong acid such as H 2 SO 4 and an ionic compound such as NaCl. The reaction of an acid with an ionic compound such as NaCl produces HCl in the crystal lattice and acts as a hydrinocatalyst and H source.

일반적으로, 결합 에너지와 t 전자들의 이온화 에너지의 합이 대략 m·27.2 eV(여기서, m은 표 2에 제정수임)가 되도록 하는 연속 에너지 준위로, M-H 결합의 파괴에 의해 제공되는 하이드리노를 생성하기 위한 MH 형 수소 촉매 및 t 전자들의 각각의 M 원자로부터의 이온화가 하기 표 2에 주어져 있다. 각각의 MH 촉매는 제 1 컬럼에 제시되어 있고, 상응하는 M-H 결합 에너지는 제 2 컬럼에 제시되어 있다. 제 1 컬럼에 제시된 MH 종의 원자 M은 이온화하여 제 2 컬럼의 결합 에너지와 함께 m·27.2 eV의 순 반응 엔탈피를 제공한다. 촉매의 엔탈피는 제 8 컬럼에 제시되어 있고, 이때 m은 제 9 컬럼에 제시되어 있다. 이온화에 참여하는 전자들은 이온화 포텐셜(이온화 에너지 또는 결합 에너지라고도 함)로 제시되어 있다. 예를 들어, NaH의 결합 에너지, 즉 1.9245 eV[44]는 제 2 컬럼에 제시되어 있다. 원자 또는 이온의 n번째 전자의 이온화 포텐셜은 IPn 으로 표시되며 CRC[1]에 제시되어 있다. 예를 들어, Na + 5.13908 eV → Na+ + e- 및 Na + 47.2864 eV → Na2+ + e-. 제 1 이온화 포텐셜, 즉 IP1 = 5.13908 eV 및 제 2 이온화 포텐셜, 즉 IP2 = 47.2864는 각각 제 2 및 제 3 컬럼에 제시되어 있다. NaH 결합의 파괴에 대한 순 반응 엔탈피 및 Na의 이중 이온화는 각각 제 8 컬럼에 제시된 바와 같이 54.35 eV이고 제 9 컬럼에 제시된 바와 같이 m=2이다. 또한, H는 하기 표 2에 제시된 MH 분자들 각각과 반응하여, 예시적인 식 (92)에 제시된 바와 같이 MH 단독의 촉매 반응 생성물에 대해 상대적으로 1씩 증가하는 양자 수 p를 갖는 하이드리노를 형성한다(식 (1)).Generally, a hydrino produced by the breakdown of the MH bond at a continuous energy level such that the sum of the binding energy and the ionization energy of the t electrons is approximately m 27.2 eV, where m is the number given in Table 2 The MH type hydrogen catalyst and the ionization of each of the t electrons from the respective M atoms are given in Table 2 below. Each MH catalyst is presented in the first column and the corresponding MH binding energy is presented in the second column. The atom M of the MH species presented in the first column is ionized to provide a net reaction enthalpy of m · 27.2 eV with the binding energy of the second column. The enthalpy of the catalyst is shown in column 8, where m is given in column 9. Electrons participating in ionization are presented as ionization potentials (also called ionization energy or bond energy). For example, the binding energy of NaH, 1.9245 eV [44], is presented in the second column. The ionization potential of the nth electron of an atom or ion is denoted by IP n and is given in CRC [1]. For example, Na + 5.13908 eV → Na + + e- and Na + 47.2864 eV → Na 2+ + e - . The first ionization potential, IP 1 = 5.13908 eV, and the second ionization potential, IP 2 = 47.2864, are shown in the second and third columns, respectively. The net reaction enthalpy for destruction of the NaH bond and the double ionization of Na are 54.35 eV as shown in the eighth column and m = 2 as shown in the ninth column. Also, H reacts with each of the MH molecules shown in Table 2 below to form a hydrin with a quantum number p that increases by 1 relative to the catalytic reaction product of MH alone, as shown in the exemplary equation (92) (Equation (1)).

하기의 표2는 약 m·27.2 eV의 순 반응 엔탈피를 제공할 수 있는 MH 형 수소 촉매를 나타낸 것이다.Table 2 below shows MH type hydrogen catalysts capable of providing a net reaction enthalpy of about m · 27.2 eV.

Figure 112015022675507-pct00070
Figure 112015022675507-pct00070

MH 형 촉매의 다른 실시양태에서, 반응물은 SbH, SiH, SnH 및 InH의 공급원을 포함한다. 상기 촉매 MH를 제공하는 실시양태에서, 상기 공급원은 M, H2 공급원 및 MHx 예컨대 Sb, Si, Sn 및 In 및 H2 공급원, 및 SbH3, SiH4, SnH4 및 InH3 중에서 하나 이상을 포함한다.In another embodiment of the MH-type catalyst, the reactant comprises a source of SbH, SiH, SnH and InH. In an embodiment providing the catalyst MH, the source comprises at least one of M, H 2 and MH x sources such as Sb, Si, Sn and In and H 2 sources and SbH 3 , SiH 4 , SnH 4 and InH 3 .

반응 혼합물은 H 공급원 및 촉매 공급원을 더 포함하며, 이때 H 및 촉매의 하나 이상의 공급원은 HCl 촉매를 형성하는 고체 산 또는 NH4X(여기서, X는 할라이드, 바람직하게는 Cl임)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 반응 혼합물은 NH4X, 고체 산, NaX, LiX, KX, NaH, LiH, KH, Na, Li, K, 지지체, 수소 해리제 및 H2 중에서 하나 이상을 포함할 수 있으며, 여기서, X는 할라이드, 바람직하게는 Cl이다. 상기 고체 산은 NaHSO4, KHSO4, LiHSO4, NaHCO3, KHCO3, LiHCO3, Na2HPO4, K2HPO4, Li2HPO4, NaH2PO4, KH2PO4 및 LiH2PO4일 수 있다. 상기 촉매는 NaH, Li, K 및 HCl 중에서 하나 이상일 수 있다. 상기 반응 혼합물은 해리제 및 지지체 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. The reaction mixture further comprises an H source and a catalyst source, wherein H and at least one source of the catalyst may be a solid acid or NH 4 X, wherein X is a halide, preferably Cl, to form an HCl catalyst. Preferably, the reaction mixture may include a NH 4 X, a solid acid, NaX, LiX, KX, NaH, LiH, KH, Na, Li, K, a support, a hydrogen dissociation one or more of the claim and H 2, Wherein X is a halide, preferably Cl. Wherein the solid acid is selected from the group consisting of NaHSO 4 , KHSO 4 , LiHSO 4 , NaHCO 3 , KHCO 3 , LiHCO 3 , Na 2 HPO 4 , K 2 HPO 4 , Li 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , KH 2 PO 4 and LiH 2 PO 4 Lt; / RTI &gt; The catalyst may be one or more of NaH, Li, K and HCl. The reaction mixture may further comprise at least one of a dissociation agent and a support.

당해 분야에 널리 공지되어 있는 다른 박막 증착 기법은 본 발명의 실시양태를 추가로 포함한다. 이러한 실시양태는 물리적 분무, 전기-분무, 에어로졸, 전기-아크 용접, 크누센 셀 제어 방출, 디스펜서-캐쏘드 주입, 플라즈마 증착, 스퍼터링 및 추가의 코팅 방법 및 시스템 예컨대 M의 미세 분산 용융, M의 전기도금 및 M의 화학적 증착을 포함하며, 여기서, MH는 촉매를 포함한다.Other thin film deposition techniques well known in the art further include embodiments of the present invention. Such an embodiment may be applied to a variety of coating processes and systems such as physical spray, electrospray, aerosol, electric arc welding, Krusen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems, Electroplating and chemical vapor deposition of M, wherein MH comprises a catalyst.

M 알로이 예컨대 각각 AlH 및 Al을 포함하는 MH 공급원의 경우, 상기 알로이는 H2 공급원 예컨대 H2 기체에 의해 수소화될 수 있다. H2는 반응 중에 상기 알로이에 공급될 수 있거나, 또는 H2는 반응 중에 변하는 H 압력과 함께 바람직한 H 함량의 알로이를 형성하도록 공급될 수 있다. 이 경우, 초기 H2 압력은 약 제로(0)일 수 있다. 상기 알로이는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속과 같은 금속의 첨가에 의해 활성화될 수 있다. MH 촉매 및 MH 공급원의 경우, 수소 기체는 약 1 Torr 내지 100 atm, 바람직하게는 약 100 Torr 내지 10 atm, 더욱 바람직하게는 약 500 Torr 내지 2 atm 범위로 유지될 수 있다. 다른 실시양태에서, 수소 공급원은 수소화물 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수소화물 또는 전이 금속 수소화물로부터 제공된다.In the case of an MH source including M alloys, such as AlH and Al, respectively, the alloy may be hydrogenated by an H 2 source such as H 2 gas. H 2 may be fed to the alloy during the reaction, or H 2 may be fed to form the desired H content of Alloy with varying H pressure during the reaction. In this case, the initial H 2 pressure may be about zero. The alloy may be activated by the addition of a metal such as an alkali metal or an alkaline earth metal. For MH catalysts and MH sources, the hydrogen gas may be maintained at a range from about 1 Torr to 100 atm, preferably from about 100 Torr to 10 atm, and more preferably from about 500 Torr to 2 atm. In another embodiment, the hydrogen source is provided from a hydride such as an alkali metal or alkaline earth metal hydride or a transition metal hydride.

고 밀도의 수소 원자는 삼체 충돌(three-body-collision) 반응을 수행하여 하이드리노를 형성하며, 이때 두 개의 추가 H 원자들이 이온화할 때, 하나의 H 원자는 전이하여 식 (1)로 주어지는 상태를 형성한다. 반응은 다음과 같이 주어진다:High-density hydrogen atoms undergo a three-body-collision reaction to form hydrino, where two H atoms are ionized, one H atom transitions to a state given by Eq. (1) . The reaction is given as:

Figure 112015022675507-pct00071
Figure 112015022675507-pct00071

Figure 112015022675507-pct00072
Figure 112015022675507-pct00072

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00073
Figure 112015022675507-pct00073

또 다른 실시양태에서, 상기 반응은 다음과 같이 주어진다:In another embodiment, the reaction is given as:

Figure 112015022675507-pct00074
Figure 112015022675507-pct00074

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00075
Figure 112015022675507-pct00075

한 실시양태에서, 고 밀도의 H 원자를 제공하는 물질은 R-Ni이다. H 원자는 R-Ni 내 H의 분해 및 H2 공급원 예컨대 셀에 제공된 H2 기체로부터 H2의 해리 중에서 하나 이상으로부터 제공될 수 있다. R-Ni는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 M과 반응하여 H 원자 층의 생성을 촉진함으로써 촉매작용을 일으킬 수 있다. R-Ni는 금속 M을 증발시킨 다음에 수소를 첨가하여 상기 R-Ni를 재수소화시킴으로써 재생될 수 있다.In one embodiment, the material providing the high density of H atoms is R-Ni. H atom is from the R-Ni within the decomposition H and H 2 H 2 gas supply source, for example provided in the cell can be provided from one or more of the dissociation of H 2. The R-Ni reacts with an alkali metal or an alkaline earth metal M to accelerate the formation of the H atom layer, thereby causing a catalytic action. The R-Ni can be regenerated by evaporating the metal M and then re-hydrogenating the R-Ni by adding hydrogen.

참고문헌references

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48. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced 무기 Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999).48. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999).

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51. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), pp. 190-191.51. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), pp. 190-191.

52. R.L. Earle, M.D. Earle, Unit Operations in Food Processing, The New Zealand Institute of Food Science & Technology (Inc.), Web Edition 2004, available at http://www.nzifst.org.nz/unitoperations/.52. R.L. Earle, M.D. Earle, Unit Operations in Food Processing, The New Zealand Institute of Food Science & Technology (Inc.), Web Edition 2004, available at http://www.nzifst.org.nz/unitoperations/.

53. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced 무기 Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 98.53. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 98.

실험Experiment

본 실험 섹션에서 이후에 주어진 방정식 수, 섹션의수, 및 참고문헌의 수는 발명의 개시의 실험 섹션에 기재된 것을 참고로 한다.The number of equations, the number of sections, and the number of references given later in this Experimental Section refer to those described in the experimental section of the disclosure of the invention.

요약summary

조사 기술의 넓은 스펙트럼으로부터의 데이타는, 수소가 이전에 생각할 수 있는 것보다 낮은 에너지 상태에서 존재할 수 있다는 것을 확고하게 일관되게 나타낸다. 예상된 반응은 다른 안정한 수소 원자로부터 에너지 수용 가능 촉매로의 비방출형 공명 에너지 전달을 수반한다. 생성물은 H(1/p), "하이드리노(hydrino) 원자"로 불리는 수소 원자의 분수 리드베리(Rydberg) 상태 (여기서,

Figure 112015022675507-pct00076
(p ≤ 137 는 정수임) 는 수소 여기 상태에 대해 리드베리 방정식에서 공지된 파라미터 n = 정수를 대신함) 이다. 리튬 원자 및 NaH 분자는 촉매로서 사용되기 때문에, 촉매 기준에 부합한다 - 수소 원자의 포텐셜 에너지, 27.2 eV 의 정수 배수 m (예, Li 에 대해서는 m = 3 및 NaH 에 대해서는 m = 2) 와 같은 엔탈피 변화를 갖는 화학적 또는 물리적 공정. 신규 알칼리 할리도 하이드리노(hydrino) 수소화물 화합물 (MH*X; M = Li 또는 Na,×= 할라이드) 및 디하이드리노 분자 H2(1/4) 의 상응하는 하이드리노(hydrino) 수소화물 이온 H-(1/4) 의 에너지 준위의 폐쇄형 방정식에 기반을 둔 구체적인 예상을, 화학적으로 발생된 촉매작용 반응물을 사용하여 테스트했다.The data from a broad spectrum of survey techniques shows firmly and consistently that hydrogen can exist at a lower energy state than previously thought. The expected reaction involves the non-emissive resonance energy transfer from other stable hydrogen atoms to the energy-accepting catalyst. The product is a fraction of the hydrogen atom called H (1 / p), " hydrino atom " in the Rydberg state,
Figure 112015022675507-pct00076
(p &lt; 137 is an integer) is substituted for the parameter n = integer known in the Reed-Berry equation for the hydrogen excited state). Since the lithium atom and the NaH molecule are used as catalysts, they meet the catalyst criteria - the enthalpy, such as the potential energy of the hydrogen atom, an integer multiple of 27.2 eV (e.g., m = 3 for Li and m = Chemical or physical process with change. The corresponding hydrino hydride ion of the novel alkali halide hydrino hydride compound (MH * X; M = Li or Na, x = halide) and the dihydrino molecule H 2 (1/4) Specific predictions based on a closed equation of H - (1/4) energy level were tested using chemically generated catalytic reactants.

먼저, Li 촉매를 테스트했다. Li 및 LiNH2 를 리튬 원자 및 원자 수소의 공급원으로서 사용했다. 수류 배치 열량측정법을 사용하여, 1g Li, 0.5g LiNH2, 1Og LiBr, 및 15g Pd/Al2O3 으로부터의 측정된 전력은 ΔH = -19.1 kJ 의 에너지 밸런스와 함께 약 160W 였다. 관찰된 에너지 밸런스는 공지의 화학을 기반으로 한 최대 이론의 4.4 배였다. 다음으로, Raney 니켈 (R-Ni) 은, 전력 반응 혼합물이 화학 합성에서 사용될 때 해리제로서 쓰이고, 여기서, LiBr 은 결정에서 H2(1/4)를 포획할 뿐만 아니라 LiH*X 를 형성하기 위해 촉매작용 생성물 H(1/4)의 게터(getter)로서 작용했다. ToF-SIMs 는 LiH*X 피크를 보여주었다. 1H MAS NMR LiH*Br 및 LiH*I 는, LiX 매트릭스에서 H-(1/4)에 부합하는 약 -2.5 ppm 에서 크고 뚜렷한 상위필드 공명을 보여주었다. 1.13 ppm 에서의 NMR 피크는 침입형 H2(1/4)에 부합하고, 통상의 H2 의 42 배의 H2(1/4)의 회전 주파수는 FTIR 스펙트럼의 1989 cm-1 에서 관찰되었다. LiH*Br 결정에 대해 기록된 XPS 스펙트럼은 다른 1차 원소 피크의부재를 기반으로 한 어떤 공지의 원소로 할당될 수 없는 약 9.5 eV 및 12.3 eV 에서 피크를 보여주지만, 2가지의 화학 환경에서 H-(1/4)의 결합 에너지에 부합했다. 에너지 공정의 한층 더한 서명은, Li 원자가 수소 원자와 함께 존재할 때, 저온(예,

Figure 112015022675507-pct00077
) 및 약 1-2 V/cm 의 아주 낮은 필드(field) 강도에서 공명 전달, 즉 rt-플라즈마로 불리는 플라즈마의 형성의 관찰이었다. H Balmer α 라인의 시간 의존성 라인 넓어짐(증대)이 아주 빠른 H (>40 eV) 에 대응하여 관찰되었다.First, the Li catalyst was tested. Li and LiNH 2 were used as a source of lithium atoms and atomic hydrogen. Using the flow batch calorimetry, the measured power from 1 g Li, 0.5 g LiNH 2 , 10 g LiBr, and 15 g Pd / Al 2 O 3 was about 160 W with an energy balance of ΔH = -19.1 kJ. The observed energy balance was 4.4 times the maximum theoretical based on known chemistry. Next, Raney nickel (R-Ni) is used as a dissociation agent when the power reaction mixture is used in chemical synthesis, where LiBr not only captures H 2 (1/4) in the crystal but also forms LiH * X Which served as a getter of the catalytic product H (1/4). ToF-SIMs showed a LiH * X peak. 1H MAS NMR LiH * Br and LiH * I showed large and pronounced high field resonance at about -2.5 ppm, corresponding to H - (1/4) in the LiX matrix. NMR peaks was consistent with the interstitial H 2 (1/4), and the rotational frequency of the 4 2 H 2 (1/4) times of the conventional H 2 at 1.13 ppm were observed at 1989 cm-1 in the FTIR spectrum . The XPS spectrum recorded for the LiH * Br crystal shows peaks at about 9.5 eV and 12.3 eV, which can not be assigned to any known element based on the absence of other primary element peaks, but the H - (1/4) bond energy. A further signature of the energy process is that when Li atoms are present with hydrogen atoms,
Figure 112015022675507-pct00077
) And the formation of a plasma called resonance transmission, rt-plasma, at a very low field strength of about 1-2 V / cm. The time dependence of the H Balmer α line was observed in response to a very rapid H (> 40 eV) line expansion (increase).

NaH 이 독특하게도 동력학을 달성하는 것은, 촉매 반응이 고유의 H 의 방출에 의존하기 때문인데, 상기 H 는 H(1/4)를 형성하기 위해 추가로 반응하는 H(1/3)를 형성하기 위해 전달을 부수적으로 겪는다. 고온 시차 주사 열량측정법 (DSC)은 분자 NaH 형성의 양을 증대시키기 위해 아주 느린 온도 경사율(0.1 ℃/min)에서 헬륨 분위기 하에서 이온성 NaH 에 대해 수행되었다. -177 kJ/mole NaH 의 신규 발열 효과는 온도 범위 640℃ - 825℃ 에서 관찰되었다. 높은 전력을 달성하기 위해, 표면적 약 100 m2/g 을 갖는 R-Ni 는 NaOH 로 표면-코팅되고, Na 금속과 반응하여 NaH 를 형성한다. 수류 배치 열량측정법을 사용하여, 15 g 의 R-Ni 로부터의 측정된 전력은, Na 금속과 반응할 때 R-Ni 개시 물질, R-NiAl 알로이로부터 ΔH 0 kJ 와 비교하여 ΔH=-36 kJ 의 에너지 밸런스와 함께 약 0.5 kW 였다. NaH 반응의 관찰된 에너지 밸런스는 -1.6×104 kJ/mole H2 였다, -241.8 kJ/mole H2 연소 엔탈피의 66배 이상.NaH uniquely achieves kinetics because the catalytic reaction depends on the release of the intrinsic H, which forms H (1/3), which reacts further to form H (1/4) We suffer incidental transmission of danger. High temperature differential scanning calorimetry (DSC) was performed on ionic NaH under a helium atmosphere at a very slow temperature gradient (0.1 ° C / min) to increase the amount of molecular NaH formation. The new heating effect of -177 kJ / mole NaH was observed in the temperature range of 640 ℃ - 825 ℃. To achieve high power, R-Ni with a surface area of about 100 m 2 / g is surface-coated with NaOH and reacts with Na metal to form NaH. Using the flow-flow calorimetry, the measured power from 15 g of R-Ni was found to be less than that of the R-Ni starting material, R-NiAl alloy when reacted with Na metal, of ΔH = -36 kJ With an energy balance of about 0.5 kW. The observed energy balance of the NaH reaction was -1.6 × 104 kJ / mole H 2 , -241.8 kJ / mole H 2 More than 66 times the combustion enthalpy.

ToF-SIMs 는 소듐 하이드리노(hydrino) 수소화물, NaHx, 피크를 보여주었다. NaH*Br 및 NaH*Cl 의 1H MAS NMR 스펙트럼은 각각 H-(1/4) 에 부합하는 -3.6 ppm 및 -4 ppm 에서 크고 뚜렷한 상위필드 공명을 보여주었고 1.1 ppm 에서 NMR 피크는 H2(1/4)에 부합했다. NaCl 및 수소의 유일한 공급원인 고체산 KHSO4 의 반응으로부터의 NaH*Cl 은 2개의 분수 수소 상태를 포함했다. H-(1/4) NMR 피크는 -3.97 ppm 에서 관찰되었고, H-(1/3) 피크는 또한 -3.15 ppm 에서 존재했다. 상응하는 H2(1/4) 및 H2(1/3) 피크는 각각 1.15 ppm 및 1.7 ppm 에서 관찰되었다. NaH*Br 에 대해 기록괸 XPS 스펙트럼은 LiH*Br 및 KH*I 으로부터의 결과에 부합하는 약 9.5 eV 및 12.3 eV 에서 H-(1/4) 피크를 보여주었고, 반면에, 소듐 하이드리노(hydrino) 수소화물은 할라이드 피크의 부재에서 6 eV 에서 H-(1/3) XPS 피크를 추가적으로 갖는 2개의 분수 수소 상태를 보여주었다. 통상의 H2 의 42 배의 에너지를 갖는 예상된 회전 전달은 또한 12.5 keV 전자 빔을 사용하여 여기된 H2(1/4)로부터 관찰되었다.ToF-SIMs showed a sodium hydrino hydride, NaH x , peak. The 1H MAS NMR spectra of NaH * Br and NaH * Cl showed a large and distinct high field resonance at -3.6 ppm and -4 ppm, respectively, corresponding to H - (1/4), and the NMR peak at 1.1 ppm showed H 2 / 4). NaH * Cl from the reaction of solid acid KHSO 4 , the sole source of NaCl and hydrogen, contained two fractional hydrogen states. The H - (1/4) NMR peak was observed at -3.97 ppm and the H - (1/3) peak was also present at -3.15 ppm. The corresponding H 2 (1/4) and H 2 (1/3) peaks were observed at 1.15 ppm and 1.7 ppm, respectively. XPS spectrum recorded for the pools NaH LiH * * Br Br and is at about 9.5 eV and 12.3 eV consistent with the results from the KH * I H - showed the (1/4) peak, on the other hand, sodium hydro Reno (hydrino ) hydride is H at 6 eV in the absence of halide peak-I showed the two states with a hydrogen fraction in addition to (1/3) XPS peak. The expected rotational transmission with an energy of 4 2 times the normal H 2 was also observed from the excited H 2 (1/4) using a 12.5 keV electron beam.

I. 서론I. Introduction

밀스(Mills) [1-12] 는 고전적인 원칙을 사용하여 결합된 전자의 구조를 해석했고, 계속해서 쿼크 규모에서 우주까지의 물리 및 화학의 기본적인 현상에 대한 관찰에 부합하는 결과와 함게 Grand Unified Theory of Classical Physics (GUTCP) 로 불리는 원칙을 기반으로 한 단일 이론을 개발했다. 이 논문은 먼저 수소 원자의 낮은 에너지 상태의 존재를 수분하는 GUTCP 의 2개의 특정 예상을 포함하는 2개의 시리즈에 있고, 이는 강력한 신규 에너지 공급원 및 수소 원자의 낮은 에너지 상태로의 전달을 나타내고 있다 [2].Mills [1-12] interpreted the structure of the combined electrons using classical principles, and subsequently, with the result of observing the fundamental phenomena of physics and chemistry from quark scale to cosmos, the Grand Unified We have developed a single theory based on a principle called Theory of Classical Physics (GUTCP). This paper is in two series, first with two specific predictions of GUTCP that polishes the presence of low energy states of hydrogen atoms, indicating a robust new energy source and the transfer of hydrogen atoms to low energy states [2 ].

GUTCP 는 이전에 생각할 수 있는 것보다 낮은 에너지 상태에서 수소를 형성하기 위해 다른 안정한 수소 원자로부터 에너지 수용 가능 촉매로의 비방출형 공명 에너지 전달을 수반하는 반응을 예상한다. 구체적으로는, 생성물은 H(1/p), "하이드리노(hydrino) 원자"로 불리는 수소 원자의 분수 리드베리(Rydberg) 상태 (여기서, (p ≤ 137 는 정수임) 는 수소 여기 상태에 대해 리드베리 방정식에서 공지된 파라미터 n = 정수를 대신함) 이다. He+, Ar+, Sr+, Li, K, 및 NaH 이 촉매로서 쓰이는 것으로 예상되기 때문에, 촉매 기준에 부합한다 - 수소 원자의 포텐셜 에너지, 27.2 eV 의 정수 배와 같은 엔탈피 변화를 갖는 화학적 또는 물리적 공정. 조사 기술의 넓은 스펙트럼으로부터의 데이타는, "작은 수소"에 대해 하이드리노로 불리는 이들 상태 및 디하이드리노 분자로 불리는 상응하는 2원자 분자의 존재를 확고하게 일관되게 지지한다. 종래의 "그라운드(ground)" (n = 1) 상태보다 낮은 에너지인 분수 퀀텀 상태에서 수소를 발생하는 수소 원자의 신규 반응의 가능성을 지지하는 이들 이전의 관련 연구 중 일부는 극자외선 (EUV) 분광법, 촉매 및 수소화물 이온 생성물로부터의 특징적인 방출, 저에너지 수소 방출, 화학적 형성 플라즈마, Balmer α 라인 증대, H 라인의 반전 분포, 높은 전자 온도, 변칙 플라즈마 잔상 기간, 발전, 및 신규 화합물의 분석을 포함한다 [13-40].The GUTCP predicts a reaction involving non-emissive resonant energy transfer from another stable hydrogen atom to an energy-accepting catalyst to form hydrogen at a lower energy state than previously thought possible. Specifically, the product is a hydrogen atom in the form of H (1 / p), the fractional Ridberg state of a hydrogen atom termed a " hydrino atom " Replacing the known parameter n = integer in the Berry equation). Since it is expected that He + , Ar + , Sr + , Li, K, and NaH are expected to be used as catalysts, it meets the criteria of the catalyst - chemical or physical, with enthalpy changes such as the potential energy of a hydrogen atom, an integer multiple of 27.2 eV fair. Data from a broad spectrum of illumination techniques firmly and consistently supports these states, termed hydrino, and the presence of the corresponding diatomic molecule, called the dihydrino molecule, for " small hydrogen &quot;. Some of these previous related studies supporting the possibility of novel reactions of hydrogen atoms generating hydrogen in fractional quantum states that are lower energy than the conventional " ground " (n = 1) state include Extreme Ultraviolet (EUV) spectroscopy , Characteristic emissions from catalysts and hydride ion products, low-energy hydrogen emissions, chemically-formed plasma, Balmer alpha line amplification, H line inversion distribution, high electron temperature, anomalous plasma afterimage duration, [13-40].

최근, 하이드로노스의 존재를 지지하는 어떤 예상치 못한 천체물리적 결과의 발표가 있었다. 1995년에, 밀스(Mills)는, 우주의 팽창은 측정되기 전에 탑쿼크의 질량을 정확히 예상한 동일한 방정식으로부터 가속화되고 있다는 GUTCP 예상 [41] 을 발표했다. 우주론자는 놀랍게도, 이는 2000년까지 확인되었다. 밀스(Mills)는 거의 확인할 수 있는 GUTCP 를 기반으로 한 암흑 물질의 본성에 관한 다른 예상을 했다. 최근 증거를 기반으로, Bournaud 등 [42-43] 은, 암흑 물질은 중력 효과에 의한 것을 제외하고 관찰할 수 없는 것에 의해 아무픈 상이하게 행동하는 조밀한 분자 형태의 수소라는 것을 제안했다. 이론적인 모델은, 큰 질량의 은하의 충돌 파편으로부터 형성된 왜성은 비바리온성(nonbaryonic) 암흑 물질이 없어야 된다는 것을 예상했다. 그와 같이, 그의 중력은 별과 별내의 기체와 일치해야 한다. 그와 같은 재순환 은하의 의 관찰된 기체 운동학을 분석하여, 버나드(Bournaud) 등 [42-43] 은, 최근에 충돌을 경험한 큰 질량의 은하 주위의 고리에 놓여 있는 일련의 왜성 은하의 중력 질량을 측정했다. 차가운 암흑 물질 (CDM) 이론의 예상과는 반대로, 그의 결과는, 보이는 물질의 약 2배로 계산되는 큰 질량의 어두운 성분을 함유한다는 것을 증명한다. 이 바리온성(baryonic) 암흑 물질은 차가운 수소 분자인 것으로 주장되고 있지만, CO 라인의 방출과 같은 종래의 방법에 의해 전혀 추적되지 않는다는 점에서 통상의 수소 분자와는 구별된다. 이들 결과는, 암흑 물질이 디하이드리노 분자라는 예상에 부합한다.Recently, there was some unexpected announcement of astronomical physical results that supported the existence of Hydro North. In 1995, Mills published GUTCP estimates [41] that the cosmic expansion is accelerating from the same equation that accurately predicted the mass of the top quark before it was measured. Surprisingly, this was confirmed until 2000. Mills made other predictions about the nature of the dark matter based on the almost identifiable GUTCP. Based on recent evidence, Bournaud et al. [42-43] suggested that dark matter is a dense molecular form of hydrogen that behaves differently than it can by unobservable except by gravity effects. The theoretical model predicted that dwarfism formed from the collisional debris of a massive galaxy should be free of nonbaryonic dark matter. As such, his gravity must match the stars and the gas within the star. Analyzing the observed gas kinetics of such a recirculating galaxy, Bournaud et al. [42-43] reported that the gravitational mass of a series of dwarf galaxies lying in a ring around a massive galaxy, . Contrary to the predictions of the cold dark matter (CDM) theory, the results demonstrate that it contains a large mass of dark components, which is calculated to be about twice the visible matter. Although this baryonic dark matter is claimed to be a cold hydrogen molecule, it is distinct from conventional hydrogen molecules in that it is not tracked at all by conventional methods such as the release of CO lines. These results are consistent with the prediction that dark matter is a dihydrino molecule.

암흑 물질을 함유하는 차가운 성간 구역 상에 기록된 방출 라인은 H(1/p), 방정식 (2a) 및 (2c) [29] 에 의해 주어진 수소 원자의 분수 리드베리(Rydberg) 상태에 부합했다. q·13.6 eV (여기서, q = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 또는 11임)의 에너지를 갖는 그와 같은 방출 라인은 또한 2% 수소를 갖는 헬륨의 마이크로파 방전에 대해 기록된 극자외선 (EUV) 분광법에 의해 관찰되었다[27- 29]. 이들 He+ 이 촉매 기준 - 27.2 eV 의 정수 배수와 같은 엔탈피 변화를 갖는 화학적 또는 물리적 공정을 완수하는 것은, 2·27.2 eV 인 54.417 eV 에서 이온화하기 때문이다. He+ 촉매작용 반응의 생성물, H(1/3)은 또한 다른 상태 H(1/p)로 전이하기 위한 촉매로서 쓰일 수 있다.The emission lines recorded on the cold interstellar zone containing dark matter corresponded to the fractional Rydberg state of the hydrogen atom given by H (1 / p), equations (2a) and (2c) [29]. Such a discharge line with energies of q 13.6 eV where q = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, or 11 is also responsible for the microwave discharge of helium with 2% (EUV) spectroscopy [27-29]. The reason for these chemical and physical processes to have enthalpy changes such as He + is an integer multiple of 27.2 eV on a catalyst basis is ionization at 54.417 eV, 2 · 27.2 eV. The product of the He + catalysis, H (1/3), can also be used as a catalyst to transition to another state H (1 / p).

J. R. 리드베리(Rydberg)는, 수소 원자의 모든 스펙트럼 라인은 완전한 실험식 관계에 의해 주어진다는 것을 보여주었다: J. R. Reidberg has shown that all spectral lines of hydrogen atoms are given by a complete empirical relationship:

Figure 112015022675507-pct00078
(1)
Figure 112015022675507-pct00078
(One)

(여기서, R = 109,671 cm-1, nf = 1,2,3,..., nj = 2,3,4,... 및 ni > nf 임). Bohr(보어), Schroedinger, 및 Heisenberg 는 각각 리드베르그(Rydberg) 방정식에 따라서 에너지 준위를 제공하는 수소 원자에 대한 이론을 개발했다.(Where R = 109,671 cm-1, n f = 1,2,3, ..., n j = 2, 3, 4, ..., and n i > n f ). Bohr, Schroedinger, and Heisenberg have developed a theory of hydrogen atoms, each providing energy levels according to the Rydberg equation.

Figure 112015022675507-pct00079
(2a)
Figure 112015022675507-pct00079
(2a)

n = 1,2,3,... (2b)n = 1, 2, 3, (2b)

(여기서, e 는 기본 전하이고, εo 는 진공의 유전율이고, aH 는 수소 원자의 반경임). 수소 원자의 여기 에너지 상태는 방정식 (2b) 에서 n > 1 에 대해 방정식 (2a) 에 의해 주어진다. n = 1 상태는 "순수한" 광자 전에 대해 "그라운드(ground)" 상태이다 (즉, n = 1 상태는 광자를 흡수할 수 있고, 여기 전자상태로 갈 수 있지만, 광자를 방출할 수 없고 저에너지 전자 상태로 갈 수 없음). 그러나, 그라운드 상태로부터 저에너지 상태로의 전자 전이는 공명 비방출형 에너지 전달, 예컨대 다중극 커플링 또는 공명 충돌 메카니즘에 의해 가능할 수 있다. 광자없이 일어나고 충돌이 필요한 수소 분자 결합 형성과 같은 공정이 일반적이다 [44]. 또한, 일부 시판 인광체는 다중극 커플링을 수반하는 공명 비방출형 에너지 전단을 기반으로 한다[45].(Where, e is the elementary charge, ε o is the dielectric constant of a vacuum, a H is the radius being a hydrogen atom). The excited energy state of a hydrogen atom is given by equation (2a) for n> 1 in equation (2b). The n = 1 state is a "ground" state for a "pure" photon (ie, the n = 1 state can absorb a photon and can go into an excited state but can not emit a photon, Can not go to state). However, electron transition from ground state to low energy state may be possible by resonant non-emissive energy transfer, such as multipole coupling or resonant collision mechanism. Processes such as hydrogen molecule bond formation that occur without photons and require collision are common [44]. In addition, some commercially available phosphors are based on resonant non-emissive energy shearing involving multipole coupling [45].

이전에 보고된 이론[1, 13-40]은, 수소 원자가 어떤 원자, 엑시머, 이온 및 2수소 원자화물(수소 원자의 포텐셜 에너지, Eh = 27.2 eV (여기서, Eh 는 하나의 하트리(Hartree)임)의 정부 배수의 순수 엔탈피를 반응에 제공함)과의 촉매 반응을 겪을 수 있다는 것을 예상한다. 공지의 전자 에너지 준위를 기초로 하여 확인할 수 있는 구체적인 종류 (예, He+, Ar+, Sr+, K, Li, HCl, 및 NaH)는 공정을 촉진하기 위해 수소 원자와 함께 존재하는 것이 필요하다. 상기 반응은 엄청나게 뜨거운 여기 상태 H [13-17, 19-20, 32-39], 및 분수 주양자 수에 해당하는 미반응 수소 원자보다 에너지가 낮은 수소 원자를 형성하기 위해 비방출형 에너지 전달, 그 다음 H 로의 q·13.6 eV 방출 또는 q·13.6 eV 전달을 수반한다. 즉,Previous theoretical as reported in [1, 13-40], the hydrogen atom is any atom, excimer, ions and two potential energy of the hydrogen storage (hydrogen atom, h E = 27.2 eV (wherein, E h is one with tri ( Hartree)) to the reaction of the gaseous effluent to the reactor. It is necessary that the specific species (e.g., He + , Ar + , Sr + , K, Li, HCl, and NaH) that can be identified based on known electron energy levels are present with the hydrogen atom . The reaction is characterized by an extremely hot excited state H [13-17, 19-20, 32-39], and non-emissive energy transfer to form hydrogen atoms with lower energies than unreacted hydrogen atoms corresponding to the fractional number of electrons, Followed by q 13.6 eV emission or q 13.6 eV transmission to H. In other words,

Figure 112015022675507-pct00080
(2c)
Figure 112015022675507-pct00080
(2c)

는 수소 여기 상태에 대한 리드베리(Rydberg) 방정식에서 공지의 파라미터 n = 정수를 대신한다. 수소의 n - 1 상태 및 수소의 n = 1/정수 상태는 비방출형이지만, n = 1 ~ n = 1/2 인 2개의 비방출형 상태 사이의 전이는, 비방출형 에너지 전달을 통해서 가능하다. 따라서, 촉매는 m·27.2 eV 의 반응의 순 포지티브 엔탈피를 제공한다 (즉, 이 촉매는 수소 원자로부터 비방출형 에너지 전달을 공명적으로 허용하고, 에너지를 주위로 방출하여 분사 양자 에너지 준위에 대한 전자 전이에 영향을 미친다). 비방출형 에너지 전달의 결과로서, 수소 원자는 불안정하게 되고, 방정식 (2a) 및 (2c) 에 의한 주에너지 준위를 갖는 저에너지 비방출형 상태를 달성할 때까지 에너지를 추가로 방출한다.Replaces the known parameter n = integer in the Rydberg equation for the hydrogen excited state. The n-1 state of hydrogen and n = 1 / integer state of hydrogen are non-emissive, but the transition between two non-emissive states with n = 1 to n = 1/2 is possible through non-emissive energy transfer Do. Thus, the catalyst provides a net positive enthalpy of the reaction of m · 27.2 eV (ie, this catalyst resonantly allows non-emissive energy transfer from hydrogen atoms, emits energy around, Affecting electron transfer). As a result of the non-emissive energy transfer, the hydrogen atoms become unstable and release additional energy until a low energy non-emissive state with the main energy levels according to equations (2a) and (2c) is achieved.

촉매 생성물, H(1/p) 은 결합 에너지 EB [1, 13-14, 18, 30]을 갖는 신규 수소화물 이온 H-(1/p)를 형성하기 위해 전자와 반응할 수도 있다. The catalytic product, H (1 / p), may react with electrons to form a new hydride ion H - (1 / p) with binding energy E B [1, 13-14, 18, 30].

Figure 112015022675507-pct00081
Figure 112015022675507-pct00081

여기서, p = 정수 > 1, S = 1/2 이고, h 는 플라크 상수 바(bar)이고, μo 는 진공의 투과도이고, me 는 전자의 질량이고, μe

Figure 112015022675507-pct00082
(여기서, mp 는 양성자의 질량임) 로 표시되는 환산 전자 질량, ao 는 Bohr(보어) 반경이고, 이온 반경은
Figure 112015022675507-pct00083
이다. 방정식 (3)으로부터, 수소 이온의 계산된 이온화는 0.75418 eV 이고, 리케(Lykke) [46] 에 의해 주어진 실험값은 6082.99 ± 0.15 cm-1 (0.75418 eV)이다.Where h is the plaque constant bar, μ o is the permeability of the vacuum, m e is the mass of the electron and μ e is the mass of the electron,
Figure 112015022675507-pct00082
(Where mp is the mass of the proton), a o is the Bohr (bore) radius, and the ion radius is
Figure 112015022675507-pct00083
to be. From equation (3), the calculated ionization of the hydrogen ion is 0.75418 eV and the experimental value given by Lykke [46] is 6082.99 +/- 0.15 cm -1 (0.75418 eV).

상위필드 이동된 NMR 피크는 통상의 수소 이온에 대해 감소된 반경을 가지며 양성자의 반자기성 차폐에서 증대를 갖는 저에너지 상태 수소의 존재의 직접적인 증거이다. 이동은 저에너지 상태로 인한 통상의 수소화물 이온 H- 및 성분의 합에 의해 주어진다[1, 15]:The upper field shifted NMR peak is a direct evidence of the presence of low energy state hydrogen with a reduced radius for normal hydrogen ions and an increase in semiconductive shielding of protons. The migration is given by the sum of the normal hydride ion H - and components due to the low energy state [1, 15]:

Figure 112015022675507-pct00084
(4)
Figure 112015022675507-pct00084
(4)

여기서, H- 에 대해 p = 0 이고, H-(1/p) 에 대해 p = 정수 > 1 이며, 는 미세 구조 상수이다.Here, H - and p = 0 for a, H -, and p = an integer> 1, for the (1 / p), is the fine structure constant.

H(1/p)는 양성자와 반응할 수 있고 두 개의 H(1/p)는 반응하여 H2(1/p)+ 및 H2(1/p)을 각각 형성할 수 있다. 수소 분자 이온 및 분자 전하 및 전류 밀도 함수, 결합 거리, 및 에너지는 비방출의 억제를 갖는 타원체 좌표에서 라플라시안(Laplacian)으로부터 설명되었다[1, 6].H (1 / p) can react with a proton and two H (1 / p) can react to form H 2 (1 / p) + and H 2 (1 / p) respectively. Hydrogen molecular ion and molecular charge and current density functions, coupling distances, and energies have been described from Laplacian in ellipsoidal coordinates with suppression of non-emission [1, 6].

Figure 112015022675507-pct00085
Figure 112015022675507-pct00085

장형 타원체 분자 궤도의 각 촛점에서 +pe 의 중심장을 갖는 수소 분자 이온의 총에너지 ET 는 하기이다:The total energy E T of the hydrogen molecule ion having the center field of + pe at each focal point of the elongated ellipsoidal molecular orbital is:

Figure 112015022675507-pct00086
Figure 112015022675507-pct00086

여기서, p 는 정수이고, c 는 진공 중의 빛의 속도이고, μ 는 환산 핵질량이고, k 는 기본 상수만을 갖는 폐쇄형 방정식에서 이전에 설명된 조화 하중 상수이다[1, 6]. 장형 타원체 분자 궤도의 각 촛점에서 +pe 의 중심장을 갖는 수소 분자의 총에너지는 하기이다:Where p is an integer, c is the speed of light in vacuum, μ is the converted core mass, and k is the harmonic load constant previously described in a closed equation with only a fundamental constant [1, 6]. The total energy of the hydrogen molecule having the center field of + pe at each focal point of the elongated ellipsoidal molecular orbital is:

Figure 112015022675507-pct00087
Figure 112015022675507-pct00087

수소 분자 H2(1/p)의 결합 해리 에너지, ED 는 상응하는 수소 원자와 ET 의 총에너지 사이의 차이이다:The bond dissociation energy of the hydrogen molecule H 2 (1 / p), E D is the difference between the corresponding energy of the corresponding hydrogen atom and E T :

ED = E(2H(1/p))-ET (8)E D = E (2 H (1 / p)) - E T (8)

여기[47]에서, Here, in [47]

E(2H(1/p)) = -p227.20eV (9)E (2H (1 / p) ) = -p 2 27.20eV (9)

ED 는 방정식 (8-9) 및 (7) 에 의해 주어진다:E D is given by the equations (8-9) and (7):

Figure 112015022675507-pct00088
Figure 112015022675507-pct00088

참고문헌 [1, 6]으로부터 H2, D2, H+ 2, 및 D+ 2 의 계산 및 측정 파라미터는 하기 표3에 주어진다.Calculation and measurement parameters of H 2 , D 2 , H + 2 , and D + 2 from Reference [1, 6] are given in Table 3 below.

Figure 112015022675507-pct00089
Figure 112015022675507-pct00089

H2(1/p)의 1H NMR 공명은 타원형 좌표에서 분수 반경에 기인한 H2 의 공명으로부터 상위필드인 것으로 예상되고[1, 6], 여기서, 전자는 핵에 상당히 가깝다. 이전에 유래된 H2(1/p)에 대한 예상된 이동,

Figure 112015022675507-pct00090
[1, 6]은 H2 와 H2(1/p)에 대한 p = 정수 > 1 에 의존하는 용어의 이동의 합에 의해 주어진다:The 1H NMR resonance of H 2 (1 / p) is expected to be the upper field from the resonance of H 2 due to the fractional radius in elliptical coordinates [1, 6], where the electrons are very close to the nucleus. The expected migration to the previously derived H 2 (1 / p)
Figure 112015022675507-pct00090
[1, 6] is given by the sum of the translations of terms dependent on p = integer> 1 for H 2 and H 2 (1 / p):

Figure 112015022675507-pct00091
Figure 112015022675507-pct00091

여기서, H2 에 대해 p = 0 이다.Here, p = 0 for H 2 .

수소형 H2(1/p) 의 υ = 0 ~ υ = 1 전이에 대한 분자 진동 에너지, Evib 는 [1, 6] 이다.E vib is the molecular vibration energy for the transition from υ = 0 to υ = 1 of the small H 2 (1 / p), [1, 6].

Evib = p20.55902 eV (13)E vib = p 2 0.55902 eV (13)

여기서, p 는 정수이고, υ = 0 ~ υ = 1 전이에 대한 실험 진동 에너지, 는 뷰틀러(Beutler) [48] 및 헤르즈버그(Ηerzberg) [49] 에 의해 주어진다.Where p is an integer and the experimental vibrational energy for the transition from v = 0 to v = 1 is given by Beutler [48] and Hertzberg [49].

수소형 H2(1/p) 의 J ~ J+1 전이에 대한 회전 에너지, Erot 는 [1, 6]이다.The rotation energy E rot for the J to J + 1 transition of the small H 2 (1 / p) is [1, 6].

Figure 112015022675507-pct00092
Figure 112015022675507-pct00092

여기서, p 는 정수, I 는 관성 모멘트이고, H2 의 J = 0 ~ J = 1 전이에 대한 실험 회전 에너지는 아트킨(Atkins)[50]에 의해 주어진다.Where p is an integer and I is the moment of inertia and the experimental rotational energy for the J = 0 to J = 1 transition of H 2 is given by Atkins [50].

회전 에너지의 p2 의존은 관성 모멘트 I 에 대한 핵간 거리 및 상응하는 충격의 역 p 의존에서 생긴다. H2 (1/p)에 대한 예상된 핵간 거리 2c' 는 하기이다:The p 2 dependence of the rotational energy results from the inter-nucleus distance to the moment of inertia I and the inverse p dependence of the corresponding impulse. The expected core-to-nucleus distance 2c 'for H 2 (1 / p) is:

Figure 112015022675507-pct00093
(15)
Figure 112015022675507-pct00093
(15)

수소의 신규 상태의 형성은 아주 왕성이다. 신규 공명 에너지 전달 메카니즘 (rt-플라즈마)를 기반으로 하며 신규 전력 공급원일 수 있는 신규 화학적 발생 또는 증진 플라즈마 공급원이 개발되었다. 하나의 그와 같은 공급원은 수소 원자 및 기상 촉매를 각각 제공하기 위해 수소 해리제 및 촉매를 백열등으로 가열함으로써 작동하고, 그에 따라 촉매는 플라즈마를 생성하기 위해 수소 원자와 반응한다. 놀랍게도, 강한 EUV 방출이, 수소 원자의 포텐셜 에너지, 27.2 eV 의 정수배에서 단순히 또는 다양하게 이온화하는 수소 원자 및 어떤 원자화 원소 또는 어떤 기상 이온으로부터 약 1-2 V/cm 의 놀라운 저(低)전계 강도뿐만 아니라 저온(예, 103 K)에서 밀스(Mills) 등 [13-21, 38-39]에 의해 관찰되었다.The formation of a new state of hydrogen is very vigorous. A new source of chemically generated or enhanced plasma, which is based on the new resonant energy transfer mechanism (rt-plasma) and can be a new power source, has been developed. One such source operates by heating the hydrogen dissociation agent and catalyst to an incandescent lamp to provide hydrogen atoms and a gaseous catalyst, respectively, so that the catalyst reacts with hydrogen atoms to produce a plasma. Surprisingly, it has been found that strong EUV emissions can be obtained from hydrogen atoms that simply or variably ionize at the potential energy of the hydrogen atom, an integer multiple of 27.2 eV, and surprisingly low field strengths of about 1-2 V / cm from any atomizing element or gas phase ion But also by Mills et al. [13-21, 38-39] at low temperatures (eg, 10 3 K).

K ~ K3+ 는 반응에 수소 원자의 포텐셜의 3배에 해당하는 순 엔탈피(net enthalpy)를 제공한다. 열적 해리 수소를 갖는 상기 기상 원자의 존재는 정상 반전 리만(Lyman) 밀도와 함께 강한 EUV 방출을 갖는 rt-플라즈마를 형성했다는 것은 이전에 보고되었다[13-21, 38-39]. 다른 비촉매 금속, 예컨대 Mg 는 플라즈마를 생성하지 않닸다. 18eV 의 발머(Balmer)α, β 및 γ 라인의 상당한 라인 증대가 관찰되었다. rt-플라즈마로부터의 방출은, 플라즈마에 적용된 전기장이 0 일때에도 일어났다. 종래의 방전 전력 공급원은 존재하지 않기 때문에, 플라즈마의 형성은 왕성한 반응을 필요로 했다. 도플러(Doppler) 선폭 증대의 원인은 관찰자에 대하여 방출체의 상대적인 열적 운동이다. 선폭 증대는 원자 온도의 척도이며, 상당한 증가가 예상되었고, 수소와 함께 촉매, Sr+ 또는 Ar+ 뿐만 아니라 K [13-21, 38-39] 에 대해 관찰되었다. 종래 설명이 없는 높은 수소 온도의 관찰은, rt-플라즈마가 유리 에너지의 공급원을 가져야 한다는 것을 나타낸다. 왕성한 화학 반응이 더욱 관련된 것은, 증대가 시간 의존성이라는 것을 알았기 때문이었다[13-14, 20]. 따라서, 열동력 밸런스는 열량으로 측정되었다. 반응은 발열이기 때문에, 20 mW cm-3 의 초과 전력이 깔베(Calvet) 열량측정법으로 측정되었다 [20]. 추가 실험에서, KNO3 및 Raney 니켈은 각각 K 촉매 및 원자 수소의 공급원으로서 사용되어 상응하는 발열 반응을 일으켰다. 에너지 밸런스는, 최대 가능한 H2 목록 [14]를 전제로, KNO3 의 가장 왕성한 공지의 화학에 대해 기대된 것의 300배인 ΔH = -17,925 kcal/mole KNO3, 및 대기 중의 산소에 의한 수소의 연소에 기인한 -57.8 kcal/mole H2 의 가정의 최대 엔탈피의 60배 초과인 ΔH = -3585 kcal/mole H2 였다. 왕성한 촉매 반응의 추가의 실질적인 증거는 아주 안정한 신규 수소화물 이온 및 분자 H-(1/4) 및 H2(1/4) 를 각각 형성하기 위해 수소 원자와 K 사이의 공명 에너지 전달을 수반하여 상기에 보고되었다 [13-15, 24-26, 30-31]. 특징적인 방출은 예상된 촉매로서 쓰이는 수소원자로부터 K 으로 3·27.2 eV 의 공명 비방출형 에너지 전달을 확인한 K3+ 로부터 관찰되었다. 방정식 (3)으로부터, H-(1/4) 의 결합 에너지 EB 는 하기이다:K ~ K 3+ provides a net enthalpy corresponding to three times the potential of the hydrogen atom in the reaction. It has previously been reported that the presence of these gaseous atoms with thermal dissociation hydrogen formed rt-plasma with strong EUV emission with normal inverse Lyman density [13-21, 38-39]. Other non-catalytic metals, such as Mg, do not produce plasma. Significant line augmentation of the Balmer alpha, beta and gamma lines of 18 eV was observed. The emission from the rt-plasma occurred even when the electric field applied to the plasma was zero. Since there is no conventional discharge power source, the formation of plasma requires a vigorous reaction. The cause of Doppler line width increase is the relative thermal motion of the emitter relative to the observer. The linewidth increase is a measure of the atomic temperature and a significant increase was expected and observed for K [13-21, 38-39] as well as for catalyst, Sr + or Ar + , with hydrogen. Observations of high hydrogen temperatures without the prior art indicate that the rt-plasma should have a source of free energy. More vigorous chemical reactions were related to the fact that the increase was time-dependent [13-14, 20]. Thus, the thermal power balance was measured in calories. Since the reaction is exothermic, an excess power of 20 mW cm -3 was measured by Calvet calorimetry [20]. In a further experiment, KNO 3 and Raney nickel were used as sources of K catalyst and atomic hydrogen, respectively, resulting in a corresponding exothermic reaction. Energy balance, combustion of hydrogen, by assuming the maximum possible H 2 list [14], the oxygen in the 300-fold ΔH = -17,925 kcal / KNO 3 mole, and the atmosphere of what is expected for the most vigorous known chemistry of KNO 3 in a greater than 60 times the maximum enthalpy of a family of -57.8 kcal / mole H 2 group it was ΔH = -3585 kcal / mole H 2 . Substantial evidence of more vigorous the reaction catalyst is very stable novel hydride ions and molecules H - to involve resonance energy transfer between hydrogen atoms and K to form the (1/4), and H 2 (1/4), each of the , [13-15, 24-26, 30-31]. Characteristic emissions were observed from K 3+ confirming resonance-free emission energy transfer of 3 · 27.2 eV from the hydrogen atom used as the catalyst expected. From equation (3), the binding energy E B of H - (1/4) is:

Figure 112015022675507-pct00094
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생성물 수소화물 이온 H-(1/4)는 11.2 eV 의 예상된 결합 에너지에 해당하는110 nm 에서 EUV 분광법으로 관찰되었다[13-15, 24-26, 30- 31]. H-(1/4)의 동일함은 그의 결합 에너지의 XPS 측정에 의해 이전에 확인되었다. 8.9 eV 및 10.8 eV 에서 추가적인 특징을 가짐으로써 KI 와 상이한 KH*I 의 XPS 스펙트럼은어떤 다른 1차 원소 피크에 대응하지 않고 두 개의 상이한 화학 환경에서 H-(1/4)Eb = 11.2eV 와 일치했다. 외부의 테트라메틸실란(TMS)에 대한 신규 화합물 KH*Cl 의 1H MAS NMR 스펙트럼은 p = 4 의 이론적 예상과 일치한 -35.9 ppm 의 절대 공명 이동에 해당하는 -4.4 ppm 에서 크고 뚜렷한 상위필드 공명을 보여주었다[13-15, 25-26, 30-31]. 원소 분석은 알칼리 금속, 할로겐 및 수소를 함유하는 이들 화합물을 확인했고, 이 조성물의 비(非)공지 수소화물 화합물은 상위필드 이동 수소화물 NMR 피크를 갖는 문헌에서 발견될 수 있었다. 단독 또는 알칼리 할라이드와 혼합된 통상의 알칼리 수소화물은 하위필드 이동 피크를 보여주었다 [13-15, 25-26, 30-31]. 상기 문헌으로부터, 상위필드 NMR 피크의 가능한 공급원으로서 H-(1/p)의 대안적인 것의 목록은 kJ 중심에 있는 H 로 한정되었다. 이는 KCl 에서 Cl- 의 H- 로의 치환에 기인한 530 cm-1 에서 강하고 특징적인 적외선 진동 밴드의 부재에 의해 제거되었다[51].The product hydride ion H - (1/4) was observed by EUV spectroscopy at 110 nm corresponding to the expected binding energy of 11.2 eV [13-15, 24-26, 30-31]. The identity of H - (1/4) was previously confirmed by XPS measurement of its binding energy. By having additional features at 8.9 eV and 10.8 eV, the XPS spectrum of KH * I, which is different from KI, does not correspond to any other primary element peaks and has H - (1/4) E b = 11.2 eV in two different chemical environments It was a match. The 1 H MAS NMR spectrum of the new compound KH * Cl for external tetramethylsilane (TMS) showed a large and distinct high field resonance at -4.4 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm, consistent with the theoretical prediction of p = (13-15, 25-26, 30-31). Elemental analysis confirmed these compounds containing alkali metals, halogens and hydrogen, and the non-known hydride compounds of this composition could be found in the literature with high field transfer hydride NMR peaks. Conventional alkali hydrides alone or mixed with alkali halides showed subfield migration peaks [13-15, 25-26, 30-31]. From this document, a list of alternatives of H - (1 / p) as a possible source of high field NMR NMR peaks was defined as H at the center of kJ. This was removed by the absence of a strong and distinctive infrared oscillation band at 530 cm -1 due to the substitution of Cl - with H - in KCl [51].

추가 특징으로서, H-(1/4) 에 의한 KH*I 결정의 FTIR 분석이 수행되었고, 방정식 (14)에 의해 주어진 예상된 회전 에너지를 갖는 침입형 H2(1/4)가 관찰되었다. 회전 라인은 대기압 전자 빔 여기 아르곤 - 수소 플라즈마으로부터 145-300 nm 구역에서 관찰되었다[13-14]. 수소의 42 배인 전례없는 에너지 간격은 H2 거리의 1/4 로서 핵간 거리를 확립했고, H2(1/4)를 확인했다(방정식 (13-15)). 스펙트럼은 여기된 υ = 1 진동 상태에서 조밀한 회전 상태의 부재에 대응하는 P 브랜치 도미넌트(branch dominant)와는 비대칭이었다. 이는 높은 회전 에너지 (열에너지의 10배), 회전 여기 상태의 짧은 수명 및 전자빔 회전 여기의 낮은 단면적에 기인하였고, 반면에, 진동 쌍극자 여기가 허용되었다. 따라서, 단지 υ = 1, J = O 상태는 전자빔 여기로부터 상당히 조밀하고, 전이는 υ = l ~ υ = 0 전이 동안에 AJ > 0 와 함께 일어났다. NMR 에 의해 H-(1/4)을 갖는 KH*Cl 는 12.5 keV 전자 빔에 부수적이고, 상기 빔은 아르곤-수소 플라즈마에서 관찰되는 바와 같이 침입형 H2(1/4)의 유사한 방출을 여기했다[13-14]. 구체적으로 KH*Cl 의 격자에 포획된 H2(1/4)는, 어떤 기체가 검출가능 방출물(<10-5 Torr)을 생성할 수 있는 압력 이하에서 12.5 keV 전자건을 사용하여 결정의 전자빔 여기에 대한 무윈도(windowless) EUV 분광법에 의해 조사되었다. H2(1/4) 의 회전 에너지는 마찬가지로 이 기술에 의해 확인되었다. 이들 결과로 격렬한 수소 리만(Lyman) 방출, 정상 반전 리만(Lyman) 밀도, 지나친 잔광 지속, 아주 왕성한 수소 원자, 촉매작용에 기인한 특징적인 알칼리-이온 방출, 예상된 신규 스펙트럼 라인, 및 더욱 안정한 하이드리노 이온 지정 H-(1/p)을 형성하기 위해 원자 수소의 촉매 반응을 예상에 부합한 어떤 종래의 화학[13-40]을 넘어서는 전력 측정을 갖는 왕성한 하이드리노 형성 반응에 의해 형성된 플라즈마로부터 이전의 관찰을 확인했다. 이온과 실험 에너지의 비교는 수소의 형성 동안에 불분명한 큰 발열을 갖는 저에너지 수소의 직접적인 증거이기 때문에, 이들 실험이 추가적으로 예상된 촉매 Li 및 NaH 로 반복될 때의 결과를 이 논문에 보고한다.As a further feature, H - is (1/4) * KH FTIR analysis of this crystal I was carried out, the equation (14), the interstitial H 2 (1/4) with a given energy by the expected rotation by was observed. Rotating lines were observed at 145-300 nm from the atmospheric pressure electron beam excited argon-hydrogen plasma [13-14]. An unprecedented energy interval of 4 2 times the hydrogen was established at a quarter of the H 2 distance, and confirmed the H 2 (1/4) (equation (13-15)). The spectrum was asymmetric with the P branch dominant corresponding to the absence of dense rotational state in the excited v = 1 oscillatory state. This was due to the high rotational energy (10 times the thermal energy), the short lifetime of the rotational excited state and the low cross-sectional area of the electron beam rotational excitation, while vibrational dipole excitation was permitted. Thus, only the υ = 1, J = O state is fairly dense from the electron beam excitation, and the transition occurs with AJ> 0 during the transition from v = 1 to v = 0. The KH * Cl with H - (1/4) by NMR was incidental to the 12.5 keV electron beam and the beam emitted a similar emission of interstitial H 2 (1/4) as observed in an argon-hydrogen plasma [13-14]. In particular, H 2 (1/4) captured in the lattice of KH * Cl can be detected by using a 12.5 keV electron gun at a pressure below which a gas can generate a detectable emission (<10 -5 Torr) Electron beam excitation was investigated by windowless EUV spectroscopy. The rotational energy of H 2 (1/4) was similarly confirmed by this technique. As a result of these efforts, it is expected that the results of intense hydrogen Lyman emission, normal Lyman density, excessive persistence of persistence, very strong hydrogen atom, characteristic alkali-ion release due to catalysis, anticipated new spectral lines, From the plasma formed by the vigorous hydrino formation reaction with power measurements beyond any conventional chemistry [13-40] that matched the catalytic reaction of atomic hydrogen to form the lino ion designation H - (1 / p) . Since the comparison of the ion and experimental energy is a direct proof of low-energy hydrogen with a large exotherm that is unclear during the formation of hydrogen, we report the results when these experiments are repeated with the further expected Li and NaH catalysts.

예상된 수소화물 화합물을 만들어서 사용하고 분석한 촉매 시스템은 리튬 원자를 수반한다. 리튬의 1차 및 2차 이온화 에너지는 각각 5.39172 eV 및 75.64018 eV 이다 [52]. 그때, Li - Li2+ 의 이중 이온화 (t - 2) 반응은 3·27.2 eV 에 해당하는 81.0319 eV 의 반응의 순 엔탈피를 갖는다.Catalyst systems that make, use and analyze expected hydride compounds carry lithium atoms. The primary and secondary ionization energies of lithium are 5.39172 eV and 75.64018 eV, respectively [52]. At that time, the doubly ionized (t - 2) reaction of Li - Li 2+ has a net enthalpy of reaction of 81.0319 eV, corresponding to 3 · 27.2 eV.

Figure 112015022675507-pct00095
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And, 전체 반응 isAnd, the total reaction is

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리튬은 고체 및 액체 상태의 금속이고, 기체는 공유결합 Li2 분자이고[53], 각각은 결합 에너지 110.4 kJ/mole 를 갖는다[54]. 리튬 원자를 산출하기 위해, LiNH2 는 반응 혼합물에 첨가되었다. LiNH2 는 역반응 [55-64]에 따라 수소 원자도 산출한다:Lithium is a solid and liquid metal, the gas is a covalent Li 2 molecule [53], each with a binding energy of 110.4 kJ / mole [54]. To yield a lithium atom, LiNH 2 was added to the reaction mixture. LiNH 2 also yields a hydrogen atom according to the reverse reaction [55-64]:

Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (20)Li 2 + LiNH 2 → Li + Li 2 NH + H (20)

*및* And

Li2 + Li2NH → Li + Li3N + H (21)Li 2 + Li 2 NH → Li + Li 3 N + H (21)

리튬 아미드의 리튬 니트라이드 및 리튬 수소화물로의 반응 에너지는 발명이다[65-66]:The reaction energy of lithium amide to lithium nitrides and lithium hydrides is an invention [65-66]:

4Li + LiNH2 → Li3N + 2LiH ΔH = -198.5 kJ/mole LiNH2 (22) 4Li + LiNH 2 → Li 3 N + 2LiH ΔH = -198.5 kJ / mole LiNH 2 (22)

따라서, 반응은 상당한 정도로 일어나야 한다. 방정식 (17-19)에 의해 주어진 왕성한 반응의 구체적인 예상은 rt-플라즈마 형성 및 H 라인 증대에 의해 테스트되었다. 발달된 전력은 수류 배치 열량측정법으로 측정되었다. 그 다음, 방정식 (3) 및 (5-15) 에 의해 각각 주어진 에너지를 갖는 H-(1/4) 및 H2(1/4)의 예상된 생성물은 마술각 고체 양성자 핵자기 공명 분광법 (MAS 1H NMR), X선 광전자 분광법 (XPS), 비행 시간형 2차 이온 질량 분광법 (ToF-SIMs), 및 푸리에(Fourier) 변환 적외선 분광법 (FTIR)으로 테스트되었다.Therefore, the reaction must take place to a considerable extent. Specific predictions of the vigorous response given by equation (17-19) were tested by rt-plasma formation and H line amplification. The developed electric power was measured by flow-flow calorimetry. Then, equations (3) and H each having a given energy by the (5-15) of the expected product (1/4), and H 2 (1/4) are each solid-state magic proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (MAS 1 F NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMs), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).

MH (여기서, M 은 수소 이외의 다른 원소임)와 같은 수소를 포함하는 화합물은 수소의 공급원 및 촉매의 공급원으로서 쓰인다. 촉매 반응은 M - H 결합의 파손 + 각 원자 M 으로부터 연속 에너지 준위로의 t 전자의 이온화에 의해 제공되고, 이에 따라 t 전자의 of 결합 에너지 및 이온화 에너지의 합은 약 m·27.2 eV (여기서, M 은 정수임)이다. 하나의 그와 같은 촉매 시스템은 소듐을 수반한다. 결합 에너지 NaH 는 1.9245 eV 이고 [54], Na 의 1차 및 2차 이온화 에너지는 각각 5.13908 eV 및 47.2864 eV 이다[52]. 이들 에너지를 기반으로, NaH 분자가 촉매 및 H 공급원으로서 쓰이는 것은, 결합 에너지 NaH Na- Na2+ 의 이중 이온화 (t=2)의 결합 에너지가 54.35 eV (2·27.2 eV) 이기 때문이다. 촉매 반응는 하기에 의해 주어진다:A compound containing hydrogen, such as MH (where M is other than hydrogen), is used as a source of hydrogen and a source of catalyst. The catalytic reaction is provided by breakdown of the M - H bond + ionization of the t electrons from each atom M to the continuous energy level so that the sum of the binding energy and ionization energy of t electrons is about m · 27.2 eV, M is an integer). One such catalyst system involves sodium. The combined energy NaH is 1.9245 eV [54] and the primary and secondary ionization energies of Na are 5.13908 eV and 47.2864 eV, respectively [52]. Based on these energies, the NaH molecule is used as a catalyst and H source because the binding energy of the double ionization (t = 2) of the binding energy NaH Na - Na 2 + is 54.35 eV (2 · 27.2 eV). The catalytic reaction is given by:

Figure 112015022675507-pct00097
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그리고, 전체 반응은 하기이다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00098
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참고문헌 [1] 의 챕터 5 및 참고문헌 [29]에 주어진 바와 같이, 수소 원자 H(1/p) p = l,2,3,..137 는 방정식 (2a) 및 (2c)에 의해 주어진 저에너지 상태로의 추가 전이를 겪을 수 있고, 여기서, 하나의 원자의 전이는 포텐션 에너지에서 부수적인 반대 변화와 함께 m·27.2 eV 를 공명으로 비방출형으로 받아들이는 다른 것에 의해 촉진된다. m·27.2 eV 에서 H(1/p') 로의 공명 전달에 의해 유도된 H(1/p) 에서 H(l/(p + m))로의 전이에 대한 전체 일반 방정식은 하기로 나타낸다.The hydrogen atom H (1 / p) p = 1, 2, 3, ... 137 is given by the equations (2a) and (2c), as given in chapter 5 and reference [29] Where the transition of one atom is facilitated by another that accepts m · 27.2 eV as a resonant non-emissive with incidental opposite changes in the potential energy. The overall general equation for the transition from H (1 / p) to H (l / (p + m)) induced by resonance transfer from m · 27.2 eV to H (1 / p '

Figure 112015022675507-pct00099
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높은 수소 원자 농도의 경우에, 촉매(p = 1 ; m = 1)로서 H 에 의한, H(1/3) (p = 3) 에서 H(1/4) (p + m = 4) 로의 전이는 빨라질 수 있다:In the case of high hydrogen atom concentration, the transition from H (1/3) (p = 3) to H (1/4) (p + m = 4) by H as catalyst (p = 1; Can be accelerated:

Figure 112015022675507-pct00100
Figure 112015022675507-pct00100

NaH 촉매 반응이 일치될 수 있는 것은, 결합 에너지 NaH, Na - Na2+ 의 이중 이온화(t = 2), 및 H 의 포텐셜 에너지의 합이 81.56 eV (3·27.2 eV)이기 때문이다.The reason why the NaH catalytic reaction can be matched is that the sum of the binding energy NaH, the double ionization of Na - Na 2+ (t = 2), and the potential energy of H is 81.56 eV (3 · 27.2 eV).

Figure 112015022675507-pct00101
Figure 112015022675507-pct00101

그리고, 전체 반응은 하기이다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00102
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여기서, H+ fast 는 적어도 13.6 eV 의 운동 에너지를 갖는 빠른 수소 원자가다. H-(1/4)는 안정한 할라이도수소화물을 형성하고, 반응 반응 2H(1/4) → H2(1/4) 및 H-(1/4) + H+ → H2 (1/4) 에 의해 형성된 상응하는 분자와 함께 호감 있는 생성물이다[13-15, 24-26, 30-31]. 상응하는 하이드리노(hydrino) 원자 H(1/4) 가 관찰과 일치한 바람직한 최종 생성물인 것은, p = 4 양자 상태가 긴 이론 수명을 부여하는 사중극자보다 더 높은 다극성을 갖는다. H(1/4)는 H 로부터(예, 방정식 (36-38)) 또는 다중 전이를 통해(예, 방정식 (23-27)) 직접 형성될 수 있다. 후자의 경우에, 쌍극자 및 사중극자 전이에 각각 상응하는 양자수 p = 2; ℓ= 0 및 p = 3; ℓ = 0,1,2 를 갖는 고-에너지 H(Mp) 상태는 이론적으로 허용되는 빠른 전이를 갖는다.Where H + fast is a fast hydrogen atom with kinetic energy of at least 13.6 eV. H - (1/4) forms a stable Hala Ido hydride, the reaction the reaction 2H (1/4) → H 2 ( 1/4) , and H - (1/4) + H + → H 2 (1 / 4) with the corresponding molecule [13-15, 24-26, 30-31]. The corresponding hydrino atom H (1/4) is the preferred end product consistent with the observation that the p = 4 quantum state has a higher polarity than the quadrupole giving a long theoretical lifetime. H (1/4) can be formed directly from H (e.g., equations (36-38)) or through multiple transitions (e.g., equations (23-27)). In the latter case, the quantum number p = 2 corresponding to the dipole and quadrupole transition, respectively; l = 0 and p = 3; High-energy H (Mp) states with l = 0,1,2 have theoretically acceptable fast transitions.

소듐 수소화물은 일반적으로 기상 수소와 금속 소듐의 반응에 의해 형성된 이온 결정성 화합물의 형태이다. 또, 기상 상태에서, 소듐은 결합 에너지 74.8048 kJ/mole 를 갖는 공유결합 Na2 분자를 포함한다[53]. NaH(s)가 헬륨 분위기 하에서 아주 느린 온도 경사율 (0.1 ℃/min) 에서 가열되어 NaH(g)를 형성할 때, 방정식 (23-25)에 의해 주어진 예상된 발열 반응은 시차 주사 열량측정법 (DSC)에 의해 고온에서 관찰된다는 것을 알았다. 높은 전력을 달성하기 위해, 화학 시스템은 NaH (g)의 양 및 형성 속도를 크게 증가시키기 위해 설계되었다. 형성 열로부터 계산된 NaOH 및 Na 에서 Na2O 및 NaH(s)로의 반응[54, 65]은 ΔH = -44.7 kJ/mole NaOH 를 방출한다:Sodium hydrides are generally in the form of ionic crystalline compounds formed by the reaction of gaseous hydrogen with sodium metal. Also, in the gaseous state, sodium contains covalent Na 2 molecules with a binding energy of 74.8048 kJ / mole [53]. When NaH (s) is heated at a very slow temperature gradient (0.1 ° C / min) under helium atmosphere to form NaH (g), the expected exothermic reaction given by equation (23-25) DSC). &Lt; / RTI &gt; To achieve high power, the chemical system was designed to greatly increase the amount and rate of formation of NaH (g). The reaction of NaOH and Na to Na 2 O and NaH (s) calculated from the forming heat [54, 65] releases ΔH = -44.7 kJ / mole NaOH:

NaOH + 2Na → Na2O + NaH(s) ΔH = -44.7 kJ/mole NaOH (31)NaOH ( 2 ) NaH2O + NaH (s) DELTA H = -44.7 kJ / mole NaOH (31)

이 발열 반응은 NaH(g)를 형성시킬 수 있고 방정식 (23-25)에 의해 주어진 그 발열 반응을 위해 이용되었다. 수소 원자의 존재에서의 재생 반응은 하기와 같다:This exothermic reaction could form NaH (g) and was used for its exothermic reaction given by Equation (23-25). The regeneration reaction in the presence of a hydrogen atom is as follows:

Na2O + H → NaOH + Na ΔH = -11.6 kJ/mole NaOH (32) Na 2 O + H → NaOH + Na ΔH = -11.6 kJ / mole NaOH (32)

NaH → Na + H(1/3) ΔH = -10,500 kJ/mole H (33)NaH → Na + H (1/3) ΔH = -10,500 kJ / mole H (33)

And

NaH → Na + H(1/4) ΔH = -19,700 kJ/mole H (34)NaH → Na + H (1/4) ΔH = -19,700 kJ / mole H (34)

따라서, 소량의 NaOH, Na, 및 수소 원자는 방정식 (31-34) 에 의해 주어진 것과 같은 재생 반응의 다중 순환을 통해 하이드리노의 큰 수율의 하이드린을 차례로 형성하는 NaH 촉매의 촉매 공급원으로서 쓰인다. 높은 표면적 약 100 m2/g 를 가지며 H 를 함유하는 R-Ni 는 NaOH 로 표현 코팅되고 Na 금속과 반응하여 NaH(g)를 형성했다. NaH (g) 의 형성에서의 에너지 밸런스는 관련된 소량에 기인하여 무시해도 좋기 때문에, 방정식 (23-25)에 의해 주어진 하이드리노(hydrino) 반응에 기인한 에너지 및 전력은 수류 배치 열량측정법으로 명확히 측정되었다. 그 다음, R-Ni 2400 는, 약 0.5 wt% NaOH 을 포함하드록 제조되고, 금속간 화합물의 Al 은 반응물로서 쓰여서 열량측정 동안에 NaH 촉매를 형성했다. 형성 열로부터 계산된 NaOH + Al - Al2O3 + NaH 의 반응[65]은 ΔH = -189.1 kJ/mole NaOH 에 의해 발열이다. 밸런스 반응은 하기로 주어진다:Thus, small amounts of NaOH, Na, and hydrogen atoms are used as catalyst sources for NaH catalysts which in turn form hydrin in a large yield of hydrinos through multiple cycles of the regeneration reaction, such as those given by equations (31-34). R-Ni, which has a high surface area of about 100 m 2 / g and contains H, was coated with NaOH and reacted with Na metal to form NaH (g). Since the energy balance in the formation of NaH (g) is negligible due to the associated small amount, the energy and power due to the hydrino reaction given by equation (23-25) can be clearly determined . The R-Ni 2400 was then hardlocked with about 0.5 wt% NaOH, and the intermetallic Al was used as the reactant to form the NaH catalyst during the calorimetry. The reaction of NaOH + Al - Al 2 O 3 + NaH calculated from the formation heat [65] is exothermic by ΔH = -189.1 kJ / mole NaOH. The balance reaction is given by:

3NaOH + 2Al → Al2O3 + 3NaH ΔH = -189.1 kJ l mole NaOH (35) 3NaOH + 2Al → Al 2 O 3 + 3NaH ΔH = -189.1 kJ l mole NaOH (35)

이 발열 반응은 NaH(g)를 형성시킬 수 있고 방정식 (23-25)에 의해 주어진 그 발열 반응을 위해 이용되었고, 여기서, NaH 의 재생은 수소 원자의 존재에서 Na 로부터 일어난다. 0.5 wt% NaOH 에 대해, 방정식 (35)에 의해 주어진 발열 반응은 측정 동안에 무수할만한 ΔH = -0.024 kJ 배경 열을 제공했다.This exothermic reaction can form NaH (g) and is used for its exothermic reaction given by Equation (23-25), where the regeneration of NaH occurs from Na in the presence of hydrogen atoms. For 0.5 wt% NaOH, the exothermic reaction given by equation (35) provided a myriad of ΔH = -0.024 kJ background heat during the measurement.

반응 생성물 H(1/p)은 저에너지 상태로의 추가 반응을 겪을 수 있다는 것이 상기 [28-29]에 보고되었다. 예를 들어, Ar+ - Ar2+ 의 촉매 반응은 H(1/2)를 형성하고, 이는 촉매와 반응물 모두로서 추가로 쓰여서 H(1/4) [1, 13-14, 28-29] 및 상응하는 선호 분자 H2(1/4) (이는 상이한 촉매 [13-14]로 관찰됨)를 형성할 수 있다. 따라서, 참고문헌 [29] 의 방정식 (23-25) 및 표1로부터 NaH 촉매의 예상된 생성물은 방정식 (3) 및 (5-15)에 의해 주어진 에너지를 각각 갖는 H-(1/3) 및 H2(1/4)이다. 상기 생성물은 MAS 1H NMR 및 ToF-SIMs 에 의해 테스트되었다.It has been reported in [28-29] that the reaction product H (1 / p) may undergo further reaction to a low energy state. For example, the catalytic reaction of Ar + -Ar 2+ forms H (1/2), which is further used as both catalyst and reactant to form H (1/4) [1, 13-14, 28-29] And the corresponding preferred molecule H 2 (1/4), which is observed with different catalysts [13-14]. Thus, the reference H has a given energy respectively, by reference [29] Equations (23-25) and the product equation (3) and (5-15) of NaH estimated catalyst from Table 1 (1/3) and H 2 (1/4). The product was tested by MAS &lt; 1 &gt; H NMR and ToF-SIMs.

MH 형의 다른 촉매 시스템은 염소를 수반한다. HCl 의 결합 에너지는 4.4703 eV [54] 이다. Cl 의 1차, 2차, 및 3차 이온화 에너지는 각각 12.96764 eV, 23.814 eV, 및 39.61 eV 이다[52]. 이들 에너지를 기반으로, HCl 이 촉매 및 H 공급원으로서 쓰일 수 있는 것은, HCl 의 결합 에너지 + Cl to Cl3+ 의 3중 이온화 (t = 3) 가 80.86 eV (3·27.2 eV) 이기 때문이다. 촉매 반응은 하기에 의해 주어진다:Other catalyst systems of type MH involve chlorine. The binding energy of HCl is 4.4703 eV [54]. The primary, secondary, and tertiary ionization energies of Cl are 12.96764 eV, 23.814 eV, and 39.61 eV, respectively [52]. Based on these energies, HCl can be used as catalyst and H source because the triple ionization (t = 3) of the binding energy of HCl + Cl to Cl 3+ is 80.86 eV (3.227.2 eV). The catalytic reaction is given by:

Figure 112015022675507-pct00103
Figure 112015022675507-pct00103

Cl3+ + 3e- + Η → HCl + 80.86 eV (37)Cl 3+ + 3e - + H - &gt; HCl + 80.86 eV (37)

그리고, 전체 반응은 하기와 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00104
Figure 112015022675507-pct00104

그 때, 예상된 생성물은 H2(1/4)이다.At that time, the expected product is H 2 (1/4).

알칼리 클로라이드는 일반적 H2O 오염물로부터 Cl 및 H 모두를 함유한다. 따라서, 어떤 HCl 은 결정형 매트릭스에서 침입형으로 형성될 수 있다. H+ 가 Li+ 를 가장 쉽게 대용할 수 있고 대용은 Cs+ 의 경우일 것 같기 때문에, 알칼리 클로라이드가 촉매작용을 겪는 HCl 를 형성하여 1족 원소의 순서로 증가하는 형성률의 경향을 갖는 H2(1/4)을 형성할 수 있다는 것이 예상되었다. 격자 구조의 상이함에 기인하여, MgCl2 는 HCl 촉매를 형성할 수 없고; 따라서, 염소 대조군으로서 쓰인다. 이 조건은 다른 알칼리 토 할라이드 및 전이 금속할라이드, 예컨대 H2(1/4)의 형성용 대조군으로서 쓰일 수 있는 구리의 할라이드에 적용된다. 이러한 세트로부터의 하나의 예외는 적당한 격자에서 Mg2+ 인데, 그 이유는, Mg2+ - Mg3+ 의 이온화가 거의 3·27.2 eV 인 80.1437 eV 이기 때문이다[52]. 이러한 가설은, 촉매 반응이 가능하거나 그렇지 않을 때 H2(1/4)의 예상된 방출이 선택적으로 관찰되는지를 결정하는 목적과 함께, 알칼리 할라이드, MgX2 (X = F, Cl, Br, I), 및 CuX2 (X = F, Cl, Br)에 대해 전자 빔-여기 방출 분광법에 의해 테스트되었다. NMR 은 방출 결과와 비교될 상응하는 예상된 H2(1/4) 피크를 찾기 위해 상들 화합물에 대해 기록되었다.Alkali chlorides contain both Cl and H from common H 2 O contaminants. Thus, any HCl may be formed in the crystalline matrix in an interstitial form. Since H + is the easiest substituent to Li + and substitution is likely to occur in Cs + , the alkali chloride forms HCl that undergoes catalytic action, resulting in the formation of H 2 1/4). Due to the difference in lattice structure, MgCl 2 can not form an HCl catalyst; Therefore, it is used as a chlorine control. This condition applies to halides of copper which can be used as controls for the formation of other alkaline earth halides and transition metal halides such as H 2 (1/4). One exception from this set is Mg 2+ in the proper lattice because the ionization of Mg 2+ - Mg 3+ is approximately 3.227.2 eV, 80.1437 eV [52]. This hypothesis is based on the assumption that an alkali halide, MgX 2 (X = F, Cl, Br, I), with the objective of determining whether the expected release of H 2 ), and electron beams for CuX 2 (X = F, Cl, Br) - this was tested by emission spectroscopy. NMR was recorded for the parent compounds to find the corresponding expected H 2 (1/4) peak to be compared with the emission results.

II. 실험 방법II. Experimental Method

Rt-플라스마 및 선 넓힘 방법. LiNH2 아르곤-수소 (95/5%) 및 LiNH2 수소 rt-플라스마를 상기 설명한 실험 장치[15-21] (도 1)에서 생성시켰으며, 상기 장치는 기체 입구 및 출구로의 통로를 구비한 마개를 가진 열적으로 절연되는 스테인레스 스틸 셀을 포함한다. 티타늄 필라멘트 (55 cm 길이, 0.5 mm 직경)를 셀 내의 히터 및 수소 해리기로 사용하였다. 1 atm의 아르곤 조건의 글로브 박스 내에서 LiNH2 (Alfa Aesar사, 99.95%) 1g을 셀의 중앙에 놓았다. 상기 셀을 밀봉하고 글로브 박스에서 꺼내었다. 상기 셀을 50 ℃에서 4 시간 동안 유지시키면서 헬륨을 30 sccm의 속도로 1 Torr 압력에서 흘려보내었다. 필라멘트 전력을 매 20분마다 20 W씩 증가시켜 200 W에 도달시켰다. 120 W에서, 필라멘트 온도는 800 내지 1000 ℃의 범위인 것으로 추정되었다. 셀의 외벽 온도는 약 700 ℃이었다. 그 후, 셀에 1 Torr로 유지되는 아르곤-수소(95/5%)를 5.5 sccm의 속도로 흘려보내거나 또는 이를 흘려보내지 않고 셀을 작동시켰다. 또한, 셀에 아르곤-수소 (95/5%) 대신 수소 기체를 흘려보내면서 작동시켰다. Li 선의 존재를 증명하기 위하여 필라멘트 히터를 이용해 LiNH2를 증발시켰다. 아르곤-수소의 존재 또는 수소 플라스마의 존재는 발머 영역에서 가시 스펙트럼으로 기록된 것에 의해 결정되었으며, 이를 위해 앞서 언급된 80/80 ㎛의 입구/출구 슬릿과 3초의 적분시간을 이용하는 CCD 검출기 [15-21]를 구비한 분광기 (Jobin Yvon Horiba 1250 M)를 사용하였다. 아르곤-수소(95/5%)-LiNH2 또는 티타늄 필라멘트를 갖는 수소-LiNH2 rt-플라스마로부터 방출된 656.3 nm의 발머계열 선의 폭은 초기 및 시험 중에 정기적으로 측정되었다. 대조군으로서, LiNH2를 함유하는 기체를 흘려주며 상기 실험이 각각 시행되었다. Rt-Plasma and Line Widening Method. LiNH 2 argon-hydrogen (95/5%) and LiNH 2 hydrogen rt-plasma were produced in the above-described experimental apparatus [15-21] (FIG. 1), which was equipped with a gas inlet and outlet passage Includes thermally insulated stainless steel cells with plugs. Titanium filaments (55 cm length, 0.5 mm diameter) were used as heaters and hydrogen dissociation devices in the cell. 1 g of LiNH 2 (Alfa Aesar, 99.95%) was placed in the center of the cell in a glove box under 1 atm of argon. The cell was sealed and taken out from the glove box. The cell was flowed at a pressure of 1 Torr at a rate of 30 sccm while maintaining the cell at 50 캜 for 4 hours. The filament power was increased by 20 W every 20 minutes to reach 200 W. At 120 W, the filament temperature was estimated to be in the range of 800-1000 ° C. The outer wall temperature of the cell was about 700 ° C. Thereafter, the cell was operated without flowing or flowing the argon-hydrogen (95/5%) maintained at 1 Torr in the cell at a rate of 5.5 sccm. Further, the cell was operated while flowing hydrogen gas instead of argon-hydrogen (95/5%). LiNH 2 was evaporated using a filament heater to demonstrate the presence of Li-line. The presence of argon-hydrogen or the presence of hydrogen plasma was determined by recording in the visible spectrum in the Balmer region and for this the CCD detector [15- 21] (Jobin Yvon Horiba 1250 M) was used. The width of the 656.3 nm Ballmer family line emitted from the hydrogen-LiNH 2 rt-plasma with argon-hydrogen (95/5%) -LiNH 2 or titanium filament was measured initially and periodically during testing. As a control, each of the above experiments was carried out by flowing a gas containing LiNH 2 .

시차 주사 열량 측정법 (DSC). 시차 주사 열량 측정계 (DSC) 측정법이 열량계(HT-1000, Setaram사, 프랑스)의 DSC 모드를 이용하여 수행되었다. 두개의 알루미나 글로브가 시료군 구획과 참조군 구획에 각각 사용되었다. 두개의 글로브는 대기 반응이 제어되도록 하였다. NaH 0.067g을 평면-바닥 Al-23 도가니(Alfa-Aesar사, 15 mm 높이×10 mm 외경×8 mm 내경)에 넣었다. 그 다음, 상기 도가니를 시료군 알루미나 글로브 셀의 바닥에 놓았다. 참조군으로서, 알루미늄 산화물 시료(Alfa-Aesar사, -400 메쉬 분말, 99.9%)를 시료군과 동일 질량으로 동일 종류의 Al-23 도가니에 넣었다. 모든 시료들은 글로브 박스에서 취급되었다. 각각의 알루미나 글로브 셀을 글로브 박스 내에서 밀봉하고, 글로브 박스로부터 꺼낸 뒤, 재빨리 열량계에 부착하였다. 이들은 즉시 1 mTorr 이하의 압력으로 감압되었다. 셀은 1 atm의 헬륨으로 다시 채워지고, 재감압된 뒤, 760 Torr의 헬륨으로 다시 채워졌다. 그 다음, 셀을 오븐에 넣고, 이들의 위치를 DSC 장비 내에 고정시켰다. 오븐의 온도를 원하는 출발 온도인 100 ℃로 맞추었다. 오븐의 온도를 100 ℃ 부터 750 ℃까지 0.1 ℃/분의 속도로 상승시켰다. 대조군으로서 NaH대신 MgH2를 사용하였다. MgH2 시료(Alfa-Aesar사, 90%, 잔류 Mg)를 시료군 셀에 첨가하고, 이와 동일한 질량의 알루미늄 산화물(Alfa-Aesar사)을 참조군 셀에 첨가하였다. 모든 시료는 글로브 박스 내에서 취급되었다.Differential scanning calorimetry (DSC). Differential scanning calorimetry (DSC) measurements were performed using the DSC mode of a calorimeter (HT-1000, Setaram, France). Two alumina globes were used in the sample compartment and the reference compartment, respectively. The two gloves allowed the atmospheric reaction to be controlled. 0.067 g of NaH was placed in a flat-bottom Al-23 crucible (Alfa-Aesar, 15 mm height x 10 mm outer diameter x 8 mm inner diameter). The crucible was then placed on the bottom of the sample group alumina globe cell. As a reference group, an aluminum oxide sample (Alfa-Aesar, -400 mesh powder, 99.9%) was charged in the same kind of Al-23 crucible with the same mass as the sample group. All samples were handled in a glove box. Each alumina globe cell was sealed in a glove box, removed from the glove box, and quickly attached to the calorimeter. They were immediately decompressed to a pressure of 1 mTorr or less. The cell was refilled with 1 atm of helium, re-depressurized, and then refilled with 760 Torr of helium. The cells were then placed in an oven and their locations were fixed in the DSC equipment. The temperature of the oven was adjusted to the desired starting temperature of 100 ° C. The temperature of the oven was raised from 100 ° C to 750 ° C at a rate of 0.1 ° C / min. As a control, MgH 2 was used instead of NaH. An MgH 2 sample (Alfa-Aesar, 90%, residual Mg) was added to the sample cell and aluminum oxide (Alfa-Aesar) of the same mass was added to the reference cell. All samples were handled in a glove box.

물-유량, 배치(batch) 열량계. 약 60 ㎤의 체적(외경 1.0", 길이 5.0", 및 외벽 두께 0.065")의 원통형 스테인레스 스틸 반응기를 도 2에 나타내었다. 셀에는 길이 2.5" 및 외벽 두께 0.035"를 갖는 내부용접된 원통형 열전대가, 계기(DAS사)에 의해 판독되는 열전대(Type K, Omega사)를 가지는 중앙부에 추가로 구비되었다. 고온 밸브와 함께 밀봉된 셀에 대하여, 중앙으로부터 1/4"인치 떨어진 말단에 용접된 외경 3/8", 두께 0.065"의 튜브를 다음의 시약들을 도입하기 위한 통로로 사용하였다: (i) Li 1g, LiNH2 0.5g, LiBr 10g, 및 Pd/Al2O3 15g, (ii) Na 3.28 g, Raney (R-) Ni/Al 알로이 15g, (iii) NaOH 도핑된 R-Ni 15g, 및 (iv) 3 wt% Al(OH)3 도핑된 Ni/Al 알로이. 상기 통로를 점용접으로 밀봉하는 경우에는, 외경 1/4" 및 외벽 두께 0.02" SS를 갖는 튜브를 사용하였다. 반응물을 글로브 박스에 적재하고, 밸브를 통로 튜브에 부착하여 셀을 밀봉한 뒤, 셀을 글로브 박스로부터 꺼내 진공 펌프에 연결하였다. 셀을 10 mTorr의 압력까지 감압시켜 수축시켰다. 그 후, 셀을 밸브와 함께 밀봉하거나 남은 튜브를 차단시킨 셀을 1/2" 점용접하여 밀봉하였다. Water - flow rate, batch calorimeter. A cylindrical stainless steel reactor with a volume of about 60 cm3 (outer diameter 1.0 ", length 5.0", and outer wall thickness 0.065 ") is shown in Figure 2. The cell has an internally welded cylindrical thermocouple with a length of 2.5" and an outer wall thickness of 0.035 " , And a thermocouple (Type K, Omega) read by a meter (DAS). For a cell sealed with a hot valve, an outer diameter welded to the end, 1/4 " (I) 1 g of Li, 0.5 g of LiNH 2 , 10 g of LiBr and 15 g of Pd / Al 2 O 3 , (ii) a solution of Na (Iii) 15 g of NaOH-doped R-Ni, and (iv) 3 wt% Al (OH) 3 -doped Ni / Al alloy. When the passageway was sealed by spot welding, a tube having an outer diameter of 1/4 "and an outer wall thickness of 0.02" SS was used. The reaction was loaded in a glove box, the valve was attached to the passage tube to seal the cell, the cell was taken out of the glove box and connected to the vacuum pump. The cells were shrunk by depressurization to a pressure of 10 mTorr. Thereafter, the cell was sealed with a valve or the remaining tube was sealed and sealed with a 1/2 "spot welding.

반응기를 도 3에 도시한 원통형 열량계 챔버 내에 설치하였다. 스테인레스 스틸 챔버는 내경 15.2 cm, 외벽 두께 0.305 cm, 및 길이 40.4를 갖도록 하였다. 탈착가능한 스테인레스 스틸 판과 VitonTM O링(o-ring)을 사용하여 챔버의 양 말단을 밀봉시켰다. 반응기와 원통형 챔버의 내벽과의 공간은 고온 절연체로 충진되었다. 챔버 내의 기체 조성 및 압력은 반응기와 챔버 간의 열전도도를 조절하여 제어되었다. 챔버의 내부는 1000 Torr의 헬륨으로 1차 충진되어 셀을 실온에 도달하게 한 뒤, 열량 측정 중에 감압시켜 셀의 온도를 증가시켰다. 그리고나서, 1000 Torr의 헬륨을 첨가하여 고온의 셀로부터 냉각수로의 열전도율을 증가시키고 압력-부피 변화와 관련된 열 변화를 조절하였다. 반응기 및 챔버의 상대적인 치수는 반응기에서 챔버로 흐르는 열이 주로 방사상이 되도록 조절하였다. 챔버의 외부 원통면에 63번 정도 단단히 감아 놓은 내경 6.35 mm의 구리 튜브를 통해 빠르게 흐르는 냉각수를 이용하여 챔버의 열을 식혔다. 반응기 및 챔버는 50 kW의 열 전력 펄스를 1분 동안 안전하게 흡수할 수 있도록 설계되었다. 흡수된 에너지는 열량 측정을 위하여 정해진 방식에 따라 냉각수 흐름에 순차적으로 방출되었다. 냉각수의 온도 상승은 정밀 서미스터 탐침(Omega사, OL-703-PP, 0.01℃)를 이용하여 냉각 코일 입구 및 출구에서 측정되었다. 입구의 물의 온도는 0.01C 온도 안정성 및 20℃에서 900 W의 냉각 용량을 갖는 항온 수조(Cole Parmer, digital Polystat사, model 12101-41)에 의해 조절되었다. 수조내의 순환에 의해 발생하는 온도 변동을 감소시키기 위하여 절연된 8 리터 용량의 탱크를 수조의 하부에만 설치하였다. 장비 내의 냉각수 흐름은 FMI 모델 QD 가변 유속 양성 치환 실험 펌프에 의해 유지되었다. 냉각수 유속은 고해상도 가변 면적 유량계에 의해 제어되었다. 유량계는 자체적인 유량 선별에 의해 조정되었다. 이차 유속 측정은 유속을 계속적으로 데이터 수집 장치로 내보내는 터빈 유량계(McMillan사, G111 Flometer, 1 %)에 의해 수행되었다. 열량계 챔버는 멜라민 발포 절연체로 채워진 밀폐된 HDPE 탱크 내에 설치되어 장치의 열 손실률을 최소화하였다. 냉각수로의 열 전력 방출을 정밀히 측정하여 측정된 입력 전력과의 비교해 볼 때, 열 손실률이 2 내지 3 %인 것을 알 수 있다.The reactor was installed in the cylindrical calorimeter chamber shown in Fig. The stainless steel chamber had an inner diameter of 15.2 cm, an outer wall thickness of 0.305 cm, and a length of 40.4. Both ends of the chamber were sealed using a removable stainless steel plate and a Viton ™ o-ring (o-ring). The space between the reactor and the inner wall of the cylindrical chamber was filled with a high temperature insulator. The gas composition and pressure in the chamber were controlled by controlling the thermal conductivity between the reactor and the chamber. The interior of the chamber was filled first with 1000 Torr of helium to allow the cell to reach room temperature and then the cell temperature was increased by reducing the pressure during calorimetry. Then, 1000 Torr of helium was added to increase the thermal conductivity from the hot cell to the cooling water and to control the heat change associated with the pressure-volume change. The relative dimensions of the reactor and chamber were adjusted so that the heat flowing from the reactor to the chamber was primarily radial. The chamber was cooled using fast flowing cooling water through a 6.35 mm ID copper tube tightly wound about 63 times on the outer cylindrical surface of the chamber. The reactor and chamber were designed to safely absorb a 50 kW thermal power pulse for 1 minute. The absorbed energy was released sequentially to the cooling water flow according to the prescribed method for calorimetric measurement. The temperature rise of the cooling water was measured at the inlet and outlet of the cooling coil using a precision thermistor probe (Omega, OL-703-PP, 0.01 ° C). The temperature of the water at the inlet was controlled by a constant temperature water bath (Cole Parmer, digital Polystat, model 12101-41) with a temperature stability of 0.01 C and a cooling capacity of 900 W at 20 캜. In order to reduce the temperature fluctuation caused by circulation in the water tank, an insulated 8 liter capacity tank was installed only in the lower part of the water tank. Coolant flow in the equipment was maintained by an FMI model QD variable flow positive displacement experiment pump. The cooling water flow rate was controlled by a high resolution variable area flowmeter. The flowmeter was calibrated by its own flow screening. Secondary flow measurements were performed by a turbine flowmeter (McMillan, G111 Flometer, 1%) that continually fed the flow rate to the data acquisition device. The calorimeter chamber was installed in a sealed HDPE tank filled with a melamine foam insulator to minimize the heat loss rate of the device. It can be seen that the heat loss rate is 2 to 3% when compared with the measured input power by precisely measuring the thermal power emission to the cooling water.

열량계는 조절 시간 동안 작용하는 정밀 히터에 의해 조정되어 히터에 의해 부가되는 총 에너지의 회수 백분율을 결정한다. 에너지 회수율은 해당 시간 동안의 총 출력 전력 PT을 적분하여 계산되었다. 상기 전력은 다음 식에 의해 계산되었다.The calorimeter is adjusted by a precision heater operating during the adjustment time to determine the percentage recovery of the total energy added by the heater. The energy recovery rate was calculated by integrating the total output power P T during that time. The power was calculated by the following equation.

*

Figure 112015022675507-pct00105
(39)*
Figure 112015022675507-pct00105
(39)

상기 식에서, 은 총 유속이며, Cp는 물의 비열이고, 는 입구와 출구간의 온도 차이의 절대값이며 여기서, 두 개의 서미스터는 입력 전력 없이 일정한 유량인 경우의 차이를 보정하였다. 보정 시험의 1단계로서, 속이 빈 반응 셀(다음에 시험되는 반응물을 함유하는 전력 셀과 동일한 것임)을 1 Torr 미만으로 감압시키고 열량계 진공 챔버 내에 삽입시켰다. 상기 챔버를 감압시키고 헬륨을 충진하여 1000 Torr에 도달시켰다. 전력을 공급하지 않은 장치는 대략 2시간이 지나 평형에 도달하였으며, 이 시간은 서미스터 간의 온도 차이가 일정해지는 시간이다. 장치를 한 시간 더 가동시켜 두 개의 센서의 보정값에 따르는 차이값을 얻었다. 보정 정도는 0.036 ℃이었고, 시험이 모두 수행되는 동안 수집된 데이터를 볼 때 상기 보정값은 일정하였다. Wherein R is the total flow rate, C p is the specific heat of water, is the absolute value of the difference in temperature between the inlet and the outlet where, two thermistors were corrected for differences in the case of flow constant, the input power. As a first step in the calibration test, a hollow reaction cell (identical to the power cell containing the reactant to be tested next) was depressurized to less than 1 Torr and inserted into the calorimeter vacuum chamber. The chamber was depressurized and filled with helium to reach 1000 Torr. Unpowered devices reached equilibrium after approximately two hours, which is the time at which the temperature difference between the thermistors becomes constant. The device was run for one more hour to obtain a difference value according to the correction values of the two sensors. The degree of correction was 0.036 &lt; 0 &gt; C, and the corrected values were constant when viewing the data collected during the entire test run.

입력 전력 당 셀의 온도를 증가시키기 위하여, 10시간의 평형시간 중 마지막 10분 동안, 진공 펌프를 통해 챔버 내의 헬륨을 배출시키고, 계속적으로 펌프작업을 통해 챔버를 1 Torr 미만의 압력으로 유지시켰다. 50분 동안 100.00 W의 전력이 히터(50.23 V 및 1.991 A)에 공급되었다. 이 시간 동안, 셀 온도는 대략 650 ℃로 증가되었고, 수온의 차이값(출구와 입구간의 수온차)의 최대치는 대략 1.2 ℃이었다. 50분 후에, 전력이 0을 가리켰다. 냉각수로의 열 전이율을 증가시키기 위해서, 챔버를 100 Torr의 헬륨으로 재가압하고, 유량 서미스터 내의 평형 관찰에 의해 확인된 바와 같이 장치를 24 시간 후에 완전한 평형에 도달시켰다. To increase the temperature of the cell per input power, the helium in the chamber was evacuated through a vacuum pump during the last 10 minutes of the equilibration time of 10 hours, and the chamber was maintained at a pressure of less than 1 Torr by continuous pumping operation. A power of 100.00 W was supplied to the heaters (50.23 V and 1.991 A) for 50 minutes. During this time, the cell temperature increased to approximately 650 ° C and the maximum value of the water temperature difference (water temperature difference between the outlet and inlet) was approximately 1.2 ° C. After 50 minutes, the power indicated zero. To increase the heat transfer rate to the cooling water, the chamber was repressurized to 100 Torr of helium and the device was allowed to reach full equilibrium after 24 hours as confirmed by equilibrium observation in a flow thermistor.

하이드리노 반응은 보정 수행시의 절차를 따랐지만, 셀은 시료를 함유하였다. 1000 Torr 헬륨을 이용한 챔버내의 평형시간은 90분이었다. 100.00 W의 전력을 히터에 공급하고, 10분 후에, 헬륨을 챔버에서 배출시켰다. 셀을 상기 배출 속도보다 빠르게 가열시켜, 57분에 시약을 하이드리노 반응의 한계 온도인 190 ℃에 도달시켰다. 약 58분에 셀 온도가 빠르게 증가하여 378 ℃에 도달함에 따라 반응의 개시가 확인되었다. 10분 후에, 전력을 차단하였으며, 헬륨을 셀에 1시간 동안 150 sccm의 속도로 천천히 주입시켰다.The hydrolysis reaction followed the procedure for calibration, but the cell contained the sample. The equilibration time in the chamber using 1000 Torr helium was 90 minutes. A power of 100.00 W was supplied to the heater, and after 10 minutes, the helium was discharged from the chamber. The cell was heated faster than the exit rate and at 57 minutes the reagent was allowed to reach a limit temperature of 190 DEG C, the hydrinot reaction. The start of the reaction was confirmed as the cell temperature rapidly increased to about 378 ° C in about 58 minutes. After 10 minutes, the power was turned off and helium was slowly injected into the cell at a rate of 150 sccm for 1 hour.

반응물로서 0.1 wt% NaOH-도핑된 R-Ni 2800 또는 0.5 wt% NaOH-도핑된 R-Ni 2400 (원소 분석은 제작자인 W. R. Grace Davidson에 의해 수행되었으며, NaOH의 wt%는 불활성 대기 중에서 시료에 대한 원소 분석(Galbraith)을 수행하여 얻었다) 및 이들 반응물의 반응과 함께 Li (1 g) 및 LiNH2 (0.5 g), LiBr (10g) (Alfa Aesar사, ACS 등급 99+%), 및 Pd/Al2O3 (15g) (1% Pd, Alfa Aesar사)를 함유하는 반응 혼합물의 반응에서 얻어지는 생성물들이 분석되었으며, 상기 분석은 아르곤 하의 글로브 박스 내에 적재된 밀폐된 시료 홀더(Bruker사, Model #A100B37)를 이용한 정량 X-선 회절분석(XRD)에 의해 분석되었으며, 또한 단계간격 0.02°및 8시간의 산출시간으로 10°내지 70°범위를 걸쳐 40kV/30mA의 전력으로 Cu 방사선을 이용하는 회절계 (Siemens사, D5000)를 이용하여 분석되었다. 또한, 총 체적 291cc를 갖는 진공 장치에 연결된 16.5 cc의 스테인레스 스틸 셀 내에서, 무게를 단 R-Ni의 시료를 25℃부터 550℃까지 가열시켜, 물리적으로 흡착되거나 화학흡착된 기체로 분해시키고 방출되는 기체를 판별 및 측량하였다. 질량 분광기, 정량 기체 크로마토그래피 (HP 5890 Series II - 미세충전 칼럼(길이 2 m, 외경 1/16", ShinCarbon사, ST 100/120), N2 반송 기체(유속14 ml/min), 오븐 온도 80 ℃, 검출기 온도 100 ℃, 및 열전도 검출 온도 100 ℃)를 이용하여 측정한 뒤, 측정된 압력, 부피, 및 온도를 이상기체 방정식에 대입하여 수소 함량을 도출하였다. 질량 분광기에 의해서만 검출되는 미량의 물을 이용한 각각의 분석에서 수소가 가장 지배적으로 나타났으며, 그 외 2% 미만의 메탄이 기체 크로마토그래피에 의해 측량되었다. R-Ni와 대조군의 미량의 물은 각각 수소로 측량되었는데, 이는 실온에서 포화 수분-증기 압력으로 증가시키지는 않는 정도의 0.5 g의 시료를 이용하여 액체 질소 트랩 내의 H2O를 액화시키고, 수소를 빼내고, 수분을 증발시켜 수행되었다. 0.1 wt% NaOH-doped R-Ni 2800 or 0.5 wt% NaOH-doped R-Ni 2400 as the reactant (elemental analysis was performed by WR Grace Davidson, the manufacturer, wt% NaOH, (1 g) and LiNH 2 (0.5 g), LiBr (10 g) (Alfa Aesar, ACS grade 99 +%), and Pd / Al The products obtained from the reaction of the reaction mixture containing 2 O 3 (15 g) (1% Pd, Alfa Aesar) were analyzed and analyzed using a closed sample holder (Bruker, Model # A100B37 Ray diffraction analysis (XRD) using a diffractometer (XRD) using Cu radiation with a power of 40 kV / 30 mA over a range of 10 ° to 70 ° with a step interval of 0.02 ° and a calculation time of 8 hours Siemens, D5000). Also, in a 16.5 cc stainless steel cell connected to a vacuum unit with a total volume of 291 cc, weighing samples of R-Ni were heated from 25 ° C to 550 ° C to decompose into physically adsorbed or chemisorbed gases and released The gas was identified and measured. Mass spectrometer, quantitative gas chromatography (HP 5890 Series II - microfilled column (length 2 m, outer diameter 1/16 ", ShinCarbon, ST 100/120), N 2 carrier gas (flow rate 14 ml / min) 80 ° C, detector temperature 100 ° C, and thermal conductivity detection temperature 100 ° C), and the measured pressure, volume, and temperature were substituted into the ideal gas equation to derive the hydrogen content. Hydrogen was most dominant in each analysis using water and less than 2% of methane was measured by gas chromatography. Trace amounts of water in the R-Ni and the control were each measured with hydrogen, Was performed by liquefying H 2 O in liquid nitrogen trap, withdrawing hydrogen, and evaporating water using 0.5 g of sample to the extent that it did not increase to saturated water-vapor pressure at room temperature.

LiH*Br, LiH*I, NaH*Cl 및 NaH*Br의 합성 및 고상 1H MAS NMR. 추가 반응물로서, Li (1 g) 및 LiNH2 (0.5 g) (Alfa Aesar사, 99%)과 수소를 반응시켜, 리튬 브로모 및 아이오도하이드리노하이드라이드 (LiH*Br 및 LiH*I) 를 합성하였다. 화합물을 스테인레스 스틸 기체 셀 (도 4) 내에서 앞서 언급한 방법 [13-14]에 따라 수소 해리제로서 Raney Ni (15 g) (W. R. Grace Davidson)을 더 함유하도록 제조하였다. 반응기를 500 ℃의 가마에서 72 시간 동안 수소를 첨가시키며 작동시켜, 압력을 1 Torr와 760 Torr 사이에서 순환적으로 변화시켰다. 그 후, 반응기를 헬륨 기체 하에서 냉각시켰다. 글로브 박스 내에서 아르곤 기체 하에 밀봉된 반응기를 열었다. NMR 시료를 유리 앰풀에 위치시키고, 고무 마개로 밀봉한 뒤, 글로브 박스의 밖으로 옮겨 불연되게 하였다. LiH*X (X는 할라이드) 고체 시료에 대하여 1H MAS NMR을 앞서 설명한 바와 같이 [13-14] 수행하였다 (Spectral Data Services, Inc., Champaign, Illinois). 화학적 이동이 외부 TMS에 참조되었다. 또한, 공기에 민감한 물질로서 취급되었던 결정 시료에 XPS를 수행하였다. Synthesis of LiH * Br, LiH * I, NaH * Cl and NaH * Br and Solid Phase 1 H MAS NMR. As additional reactants, lithium bromo and iodohydrinohydride (LiH * Br and LiH * I) were reacted with hydrogen with 1 g of Li and 0.5 g of LiNH 2 (Alfa Aesar, 99% Were synthesized. The compound was prepared in a stainless steel gas cell (Fig. 4) to contain further Raney Ni (15 g) (WR Grace Davidson) as a hydrogen dissociation agent according to the aforementioned method [13-14]. The reactor was operated with addition of hydrogen for 72 hours at 500 ° C in a kiln, and the pressure was cycled between 1 Torr and 760 Torr. The reactor was then cooled under helium gas. A sealed reactor was opened in the glove box under argon gas. The NMR sample was placed in a glass ampoule, sealed with a rubber stopper, and moved out of the glove box to make it incontinent. 1 H MAS NMR was performed on LiH * X (X is a halide) solid sample as previously described [13-14] (Spectral Data Services, Inc., Champaign, Illinois). Chemical shifts were referenced to external TMS. In addition, XPS was performed on a crystal sample treated as an air-sensitive substance.

합성 반응이 LiNH2를 포함하고, Li2NH가 반응 생성물이기 때문에, 양 물질은 단독으로 그리고 LiBr 또는 LiI 기재 내에서 대조군으로 활용되었다. LiNH2는 시판되는 출발 물질이며, LiNH2 및 LiH의 반응에 의해 Li2NH가 합성되고 [67], LiNH2의 분해에 의해 합성되기도 하며 [68] 생성물인 Li2NH은 X-선 회절분석(XRD)에 의해 확인된다. 알칼리 할라이드가 국소적인 양자 환경에 영향을 받거나 알려진 임의의 종이 일반 피크보다 상대적으로 위쪽에 이동된 NMR 공명을 생성하는 가능성을 제거하기 위하여, LiH (Aldrich Chemical 사, 99%), LiNH2, 및 Li2NH과 LiX의 동일 몰비 혼합물을 포함하는 대조군이 활용되었다. 동일 몰의 화합물을 아르곤 하의 글로브 박스 내에서 혼합하여 대조군을 제조하였다. 알려진 임의의 종의 국소적인 양자 환경을 제공할 가능성이 있는 F 중심을 제거하여 높은장-이동(upfield-shift)된 NMR 공명을 생성할 수 없도록, LiH*Br 및 LiH*I 시료에 대하여 전자 스핀 공명 분광법 (ESR)을 수행하였다. ESR 분석을 위하여, 시료를 직경 4 mm의 석영 튜브(Suprasil)에 적재하고 10-4 Torr의 최종 압력까지 감압시켰다. ESR 스펙트럼을 X-밴드 분광기(Bruker사, ESP 300)를 이용하여 실온 및 77 K에서 기록하였다. 자기장을 자력선속계(Varian사, E-500 gauss meter)를 이용하여 조정하였다. 마이크로파 주파수를 주파수 계측기(HP사, 5342A)를 이용하여 측정하였다. Since the synthesis reaction involved LiNH 2 and Li 2 NH 3 is the reaction product, both materials were used alone and as a control group in LiBr or LiI substrates. LiNH 2 is a commercially available starting material, and Li 2 NH is synthesized by the reaction of LiNH 2 and LiH [67] and synthesized by the decomposition of LiNH 2. [68] Li 2 NH, which is a product, (XRD). LiH (Aldrich Chemical Company, 99%), LiNH 2 , and Li (Aldrich Chemical Co., Ltd.) Were used to eliminate the possibility that the alkali halide was affected by local quantum environments or produced NMR resonance, A control group containing the same molar ratio mixture of 2 NH and LiX was utilized. Equimolar amounts of the compounds were mixed in a glove box under argon to prepare a control. The electron spin of the LiH * Br and LiH * I samples was carried out in such a way that it would not be possible to generate high field-shifted NMR resonance by eliminating F centers that are likely to provide a localized quantum environment of any known species. Resonance spectroscopy (ESR) was performed. For the ESR analysis, the sample loaded in a quartz tube (Suprasil) having a diameter of 4 mm and was reduced to a final pressure of 10- 4 Torr. The ESR spectra were recorded at room temperature and 77 K using an X-band spectrometer (Bruker, ESP 300). The magnetic field was calibrated using magnetic force gage (Varian, E-500 gauss meter). The microwave frequency was measured using a frequency meter (HP Company, 5342A).

원소 분석을 수행하여 (Galbraith Laboratories), 생성 조성물을 확인하고 높은장-이동 피크를 발생시킬 수 있는 전이금속 하이드라이드 또는 그 외의 하이드라이드의 NMR 검출 가능성을 제거하였다. 특히, 생성물과 스테인레스 스틸 반응 용기 내에 존재하는 모든 원소(Li, H, X) 및 R-Ni에 존재하는 모든 원소(Ni, Fe, Cr, Mo, Mn, Al)의 존재도가 분석되었다.Elemental analysis was performed (Galbraith Laboratories) to identify the resulting composition and eliminate the NMR detectability of transition metal hydrides or other hydrides that could generate high long-shift peaks. In particular, the presence of all the elements (Li, H, X) and all elements (Ni, Fe, Cr, Mo, Mn, Al) present in the R-Ni were analyzed.

NaH 촉매의 원료로서 Na (3.28 g) 및 NaH (1 g) (Aldrich Chemical사, 99%)을 수소과 반응시키고, 추가 반응물로서, 대응하는 알칼리 할라이드 (15 g, NaCl 또는 NaBr) (Alfa Aesar사, ACS 등급 99+%)를 고유 원자 H와 반응시켜 NaH*Cl 및 NaH*Br을 합성하였다. 수소 해리제로서 Pt/Ti (Pt 코팅된 Ti (15 g); Titan Metal Fabricators사, 백금 도금된 티타늄 소연장(mini-expanded) 음극, 0.089 cm×0.5 cm×2.5 cm, 백금층 2.54 ㎛)를 함유하는 스테인레스 스틸 기체 셀 (도 4) 내에서 화합물을 제조하였다. 500 ℃로 유지되는 가마를 제외하고 Li에 대해 설명한 방법에 따라 각각의 합성을 실시하였으며, 수소 기체의 첨가 없이 NaH*Cl 합성을 반복하여 단일 수소 원료로서 NaH(s)을 사용하는 효과를 측정하였다. H-(1/4)의 영역에 가능한 원소 피크가 없기 때문에 NaH*Cl에 대하여 XPS를 수행하고, 양 생성물에 대한 NMR 조사를 수행하였다. NaH (3.28 g) and NaH (1 g) (Aldrich Chemical Company, 99%) were reacted with hydrogen as a raw material of the NaH catalyst and the corresponding alkali halide (15 g, NaCl or NaBr) (Alfa Aesar, ACS grade 99 +%) was reacted with intrinsic atom H to synthesize NaH * Cl and NaH * Br. Platinum-plated titanium mini-expanded cathode, 0.089 cm x 0.5 cm x 2.5 cm, platinum layer 2.54 mu m) as the hydrogen dissociation agent, and Pt / Ti (Pt coated Ti (15 g); Titan Metal Fabricators Co., (Fig. 4). &Lt; / RTI &gt; Each synthesis was carried out according to the method described for Li except for the kiln maintained at 500 ° C. The effect of using NaH (s) as a single hydrogen source was measured by repeated synthesis of NaH * Cl without addition of hydrogen gas . Since there are no possible element peaks in the region of H - (1/4), XPS was performed on NaH * Cl and NMR spectroscopy was performed on both products.

또한, 580 ℃로 유지되는 가마를 이용하여 NaCl(10 g) 및 고체 산인 KHSO4(1.6 g)로부터 수소의 유일한 원료인 NaH*Cl를 합성였다. H2 또는 하이드라이드를 가진 해리제에 고농도의 H가 없어서 식 27에 따르는 H-(1/4)로의 빠른 반응이 부분적으로 억제될 경우에, 식 23 내지 25의 반응에 의해 H-(1/3)가 형성될 수 있는지를 알아보기 위해 NMR을 수행하였다.In addition, NaH * Cl, the only source of hydrogen, was synthesized from NaCl (10 g) and KHSO 4 (1.6 g) as a solid using a kiln maintained at 580 ° C. Because the high concentration of H in the dissociation with H 2 or a hydride, H according to the equation 27 - in the case where fast response to (1/4) partially inhibited, by the reaction of Equation 23 to H 25 - (1 / 3) could be formed.

실리콘 웨이퍼 (2 g, 0.5×0.5×0.05 cm, Silicon Quest International사, 실리콘 (100), 보론-도핑, 진공하에서 700 ℃로 가열됨)를 Na (1.7 g), NaH (0.5 g), NaCl (10 g), and Pt/Ti (15 g)를 포함하는 반응물 내에 위치시켜, 생성물인 NaH*Cl 및 NaH*으로 코팅하였으며, 여기서, NaCl은 초기에 진공하에서 400℃로 가열되어 H2(1/4)가 제거된 것을 사용하였다. 반응은 550℃의 가마에서 19시간 동안 760 Torr 초기 수소 압력 조건으로 수행되었다. XPS는 소듐 하이드리노 하이드라이드만으로 코팅된 실리콘 웨이퍼(NaH*-코팅된 Si)를 이용하여 수행되었다. NaH*Cl-코팅된 실리콘 웨이퍼(NaH*Cl-코팅된 Si)는 전자빔 여기 분광법에 의해 분석되었다. 또한, NaH*Cl 결정의 가압된 펠렛의 방출 스펙트럼을 기록하였다.Silicon wafers (2 g, 0.5 x 0.5 x 0.05 cm, Silicon Quest International, silicon (100), boron-doped, heated to 700 ° C under vacuum) were treated with Na (1.7 g), NaH 10 g), and Pt / Ti (15 g) and coated with the products NaH * Cl and NaH *, where NaCl was initially heated to 400 ° C under vacuum to form H 2 (1 / 4) were removed. The reaction was carried out at 550 ° C in a kiln for 19 hours at an initial hydrogen pressure of 760 Torr. XPS was performed using a silicon wafer (NaH * -coated Si) coated with only sodium hydrinohydride. NaH * Cl-coated silicon wafers (NaH * Cl-coated Si) were analyzed by electron beam excitation spectroscopy. In addition, the emission spectrum of the pressurized pellet of the NaH * Cl crystal was recorded.

ToF-SIMS 스펙트럼. LiH*Br, LiH*I, NaH*Cl, NaH*Br, 및 이에 대응하는 알칼리 할라이드 대조군의 결정 시료를 양면 접착 테이프의 표면에 흩뿌리고 ToF-SIMS 장치(Physical Electronics사, TFS-2000)를 이용하여 분석하였다. 일차 이온 건(ion gun)은 69Ga+ 액체 금속 원료를 사용하였다. 각각의 시료의 (60㎛)2 영역이 분석되었다. 표면의 불순물을 제거하고 깨끗한 표면을 노출시키기 위해, 래스터(raster, 180 ㎛×100 ㎛)를 이용하여 60초 동안 시료를 스퍼터링하였다. 간극 설정은 3으로 하였고, 이온 전류를 600 pA로 하여 총 이온 부가량을 1015 ions/㎠으로 하였다.ToF-SIMS spectrum. A crystal sample of LiH * Br, LiH * I, NaH * Cl, NaH * Br, and a corresponding alkali halide control sample was spread on the surface of a double-sided adhesive tape, and a ToF- SIMS apparatus (Physical Electronics Co., TFS-2000) Respectively. The primary ion gun was a 69 Ga + liquid metal source. Two (60 탆) areas of each sample were analyzed. To remove impurities on the surface and expose a clean surface, the samples were sputtered for 60 seconds using raster (180 [mu] m x 100 [mu] m). The gap setting was set to 3, and the ion current was set to 600 pA, and the total ion addition amount was set to 10 15 ions / cm 2.

포획 중에, 다발형(펄스 폭 4 ns를 1 ns로 묶음)의 15 kV 빔을 이용하여 이온 건을 작동시켰다 [69-70]. 총 이온 부가량은 1012 ions/㎠이었다. 전하를 중성화시키고, 후 가속 전압을 8000 V로 하였다. 양성 및 음성 SIMS 스펙트럼을 얻었다. 대표적인 후기 스퍼터링 데이타를 기록하였다. During capture, ion guns were activated using a 15 kV beam of bundle type (pulse width 4 ns packed in 1 ns) [69-70]. The total ion addition amount was 10 12 ions / cm 2. The charge was neutralized and the post-acceleration voltage was 8000 V. Positive and negative SIMS spectra were obtained. Representative late sputtering data was recorded.

또한, Na 0.1g, NaH 0.5g, 및 Pt/Ti 15g을 물-유량 열량분석 (water flow calorimetry) 셀에 적재하고, Na 및 R-Ni에 대해 설명한 것와 동일한 조건으로 물-유량 열량분석을 수행하였다. 셀이 15 kJ의 초과 에너지를 생성한 반면 NaH의 분해로부터 얻어지는 이론적 에너지 균형값은 +1.2 kJ 정도의 흡열이었다. 그러므로, 초과 열의 공급원으로서 식 23-25에 의해 주어지는 반응에 대응하는 하이드리노 하이드라이드의 존재를 확인하기 위하여, 100초간 스퍼터링을 하는 것을 제외하고는 상기 결정 시료에 대한 것과 동일한 절차에 의해, 소듐 하이드리노 하이드라이드 (NaH*-코팅된 Pt/Ti)로 코팅된 Pt/Ti의 시료를 직접 분석하였다. 미반응된 Pt/Ti는 출발 물질로 코팅되어 대조군으로 사용되었다. 또한, XPS도 수행하였다.In addition, 0.1 g of Na, 0.5 g of NaH, and 15 g of Pt / Ti were loaded into a water-flow calorimetry cell and water-flow calorimetry was performed under the same conditions as described for Na and R-Ni Respectively. While the cell produced an excess energy of 15 kJ, the theoretical energy balance obtained from the decomposition of NaH was an endotherm of about +1.2 kJ. Therefore, in order to confirm the presence of the hydrinohydride corresponding to the reaction given by Equation 23-25 as the source of excess heat, by the same procedure as for the crystal sample except for sputtering for 100 seconds, A sample of Pt / Ti coated with linolehydride (NaH * -coated Pt / Ti) was directly analyzed. Unreacted Pt / Ti was coated as a starting material and used as a control. XPS was also performed.

48 시간 동안 50℃에서 반응을 거친 R-Ni 2400의 ToF-SIMS를, 상기 결정 시료에 대한 것과 동일한 절차에 의해 수행하였다. 하이드리노스를 형성하는 반응은 식 32 내지 35에서 주어지고 있다. 표면이 NaOH로 코팅되었기 때문에, NaOH를 가지는 소듐 하이드리노 하이드라이드 조성물을 예측하였다. To F-SIMS of R-Ni 2400 which had been reacted at 50 캜 for 48 hours was carried out by the same procedure as for the crystal sample. The reaction to form hydrinos is given in equations 32-35. Because the surface was coated with NaOH, a sodium hydrinohydride composition with NaOH was predicted.

FTIR 분광분석. LiH*Br의 고체-시료-KBr 펠렛 상에 FTIR 분석을 수행하였다 (모드: transmittance; 시험장소: Department of Chemistry, Princeton University, New Jersey 해상도 4 cm-1의 DTGS 검출기를 갖는 FTIR 분광기(Nicolet사, 730) 사용 절차는 앞서 설명한 바와 같음 [13-14]). 시료는 불활성 기체 하에서 다루어졌다. 해상도는 0.5 cm-1이었다. 대조군은 LiNH2, Li2NH, 및 Li3N를 포함하는데, 이들은 시중에서 구입가능하지만 그 중 Li2NH은 LiNH2과 LiH의 반응에 의하거나 [67] LiNH2의 분해에 의해 [68] 합성되었으며 Li2NH 생성물은 X-선 회절분석 (XRD)에 의해 확인된다.FTIR spectroscopy. FTIR spectroscopy with a DTGS detector at a resolution of 4 cm &lt;&quot; 1 &gt; (Nicolet, Inc., Princeton University, New Jersey) was performed on the solid- 730) The procedure of use is as described above [13-14]). The samples were handled under inert gas. The resolution was 0.5 cm -1 . The control group LiNH 2, Li 2 NH, and Li comprises a 3 N, these are commercially available, but that of Li 2 NH is by decomposition of LiNH 2 and of the LiH react or [67] LiNH 2 [68] And the Li 2 NH 3 product was identified by X-ray diffraction (XRD).

XPS 스펙트럼. XPD 분광기(Scienta 300)를 이용하여 결정 시료에 대한 일련의 XPS 분석을 수행하였다. 분석기의 변속 모드(transmission mode)와 음극선 포획(sweep acquisition) 모드를 사용하였다. 개괄적 스캔에서의 단계 에너지(step energy)는 0.5 eV이었고, 고해상도 스캔에서의 단계에너지는 0.15 eV이었다. 개괄적 스캔에서, 단계별 시간은 0.4초였고, 음극선(sweep)의 수는 4개였다. 고해상도 스캔에서, 단계별 시간은 0.3초였고, 음극선의 수는 30개였다. 284.5 eV에서의 C 1s는 내부 표준으로 사용되었다. XPS spectrum. A series of XPS analyzes were performed on the crystal samples using an XPD spectrometer (Scienta 300). The transmission mode of the analyzer and the sweep acquisition mode were used. The step energy in the general scan was 0.5 eV and the step energy in the high resolution scan was 0.15 eV. In a general scan, the step time was 0.4 seconds and the number of cathode sweeps was 4. In a high resolution scan, the step time was 0.3 seconds and the number of cathode lines was 30. C 1s at 284.5 eV was used as an internal standard.

전자빔 여기된 격자침입형(interstitial) H2(1/4)의 UV 분광 분석. 결정의 전자 충격을 통해 알칼리 할라이드(MgCl2)의 격자, 및 실리콘 웨이퍼 내에 포획된 H2(1/4)의 진동-회전 방출 전자를 분석하였다. 12.5 keV 전자 건(electron gun)을 이용하여 10-5torr 압력 10내지 20 ㎂의 빔 전제조건에서 결정의 전자빔 여기(excitation)로부터 방출된 전자에 대한 창없는 UV 분광법(windowless UV spectroscopy)을 수행하였다. UV 스펙트럼을 광전자증배관 (PMT)를 이용하여 기록하였다. 입구 및 출구 슬릿 폭이 300 ㎛일 경우 파장 분해율은 약 2 nm (FWHM)이었다. 증가량은 0.5 nm이고, 잔류 시간은 1초였다.UV spectroscopy of electron beam excited interstitial H 2 (1/4). The lattice of the alkali halide (MgCl 2 ) and the H 2 (1/4) trapped in the silicon wafer were analyzed through electron impact of the crystal. Windowless UV spectroscopy of the electrons emitted from the electron beam excitation of the crystal at a beam preconditioning condition of 10 &lt; -5 &gt; Torr pressure of 10 &lt; -5 &gt; . The UV spectrum was recorded using a photomultiplier tube (PMT). The wavelength decomposition rate was about 2 nm (FWHM) when the entrance and exit slit width was 300 μm. The increment was 0.5 nm and the residence time was 1 second.

III. 결과 및 DiscussionIII. Results and Discussion

A. RT-플라스마 방출 및 발머계열 α 선 폭. A. RT-Plasma Emission and Ballmer series α-line width.

가열에 의해 증발되었던 LiNH2와 티타늄 필라멘트에서 생성된 원자 수소로부터, 낮은 장(1V/cm)의 저온(예:103 K)조건에서, 아르곤-수소(95/5%)-리튬 rt-플라스마가 형성되었다. 리튬 및 H 방출 전자가 검출되어, 원자 Li와 H의 원료로서 사용되는 LiNH2 및 이의 분해 생성물인 Li를 확인할 수 있었다. 아르곤-수소 혼합물의 아르곤은 원자 H의 양을 증가시켰으며, 이는 아르곤이 없을 경우 H 방출이 명백히 감소되는 것에 의해 증명된다. 에너지 준위가 > 12 eV인 집단에 대응하는 H 발머계열 방출전자가 도 5 및 6에서 보는 바와 같이 관찰되었으며, 이는 또한 리만계열 방출전자가 존재할 것을 요구한다.Argon-hydrogen (95/5%) -lithium rt-plasma at a low temperature (e.g., 10 3 K) condition of low field (1 V / cm) was obtained from LiNH 2 vaporized by heating and atomic hydrogen produced in the titanium filament . Lithium and H-releasing electrons were detected, and LiNH 2 used as a raw material for the atoms Li and H and Li as a decomposition product thereof were confirmed. Argon in the argon-hydrogen mixture increased the amount of atom H, which is evidenced by the apparent reduction of H emission in the absence of argon. H-Balmer series emitting electrons corresponding to a group with an energy level of > 12 eV were observed as shown in FIGS. 5 and 6, which also requires the presence of Lehman series emitting electrons.

플라스마는 아르곤/수소만으로는 형성되지 않는다. 티타늄 필라멘트, 기화된 LiNH2, 및 0.6 Torr 아르곤-수소 혼합물이 700℃ 셀온도에서, 발머계열 방출전자를 설명할 수 있는 화학반응을 하는 것은 불가능하다. 실제로, 발머계열과 리만계열 방출전자를 수소로부터 여기시키는 충분한 에너지를 방출하는 화학적 반응은 알려진 바가 없다. 알려진 화학 반응에 추가하여, 강한 플라스마에서의 "비이상적인" 상태에 의한 전자 충돌 여기, 공명 광자 전이, 및 이온화 및 여기(excitation) 에너지의 저하도 또한 수소 플라스마를 형성시키는 이온화 또는 여기의 에너지원으로서는적합하지않다 [21]. 원자 수소의 활발한 반응의 형성에따른 에너지가 Li에 의해 원자 수소의 촉매로부터 유리시키는 에너지원을 만족하였다.Plasma is not formed by only argon / hydrogen. It is impossible for a titanium filament, vaporized LiNH 2 , and a 0.6 Torr argon-hydrogen mixture to chemically react at a cell temperature of 700 ° C to account for the Ballmer series emitting electrons. In fact, there is no known chemical reaction that releases enough energy to excite the Ballmer series and Lehman series emitted electrons from hydrogen. In addition to known chemical reactions, electron impact excitation, resonant photon transition, and ionization and reduction of excitation energy by a " non-ideal " state in a strong plasma can also be used as an ionizing or exciting energy source to form hydrogen plasma Not suitable [21]. The energy required for the formation of the active reaction of atomic hydrogen satisfies the energy source that is liberated from the catalyst of atomic hydrogen by Li.

RF rt-플라스마로부터 방출된 656.3 nm 발머계열 α선의 폭을 이용하여 활발한 수소 원자 에너지를 계산하였다. 도플러(

Figure 112015022675507-pct00106
) 및 기기(
Figure 112015022675507-pct00107
)에 따른 반진폭(half-width)으로부터 얻어진 각각의 가우시안 결과값의 총 반진폭(
Figure 112015022675507-pct00108
)은 다음과 같다:The active hydrogen atomic energy was calculated using the width of the 656.3 nm Ballmer series α-ray emitted from the RF rt plasma. Doppler
Figure 112015022675507-pct00106
) And equipment (
Figure 112015022675507-pct00107
) &Lt; / RTI &gt; of each Gaussian result value obtained from the half-width according to
Figure 112015022675507-pct00108
)Is as follows:

Figure 112015022675507-pct00109
(40)
Figure 112015022675507-pct00109
(40)

는 본 실험에서 ±0.006nm이었다. 다음 식을 이용하여 도플러 반진폭으로부터 온도를 계산하였다: Was ± 0.006 nm in this experiment. The temperature was calculated from the Doppler half amplitude using the following equation:

Figure 112015022675507-pct00110
(41)
Figure 112015022675507-pct00110
(41)

여기서,

Figure 112015022675507-pct00111
는 선 파장이고, T는 K (1 eV = 11,605 K)에서의 온도이며, μ는 분자량(원자수소=1로 함)이다. 각 경우에서, 평균 도플러 반진폭은 압력에 따라 쉽게 변하지 않았으나, ±10%의 에너지 오차에 대응하여 ±5% 범위에서 변화하였다.here,
Figure 112015022675507-pct00111
T is the temperature at K (1 eV = 11,605 K), and μ is the molecular weight (atomic hydrogen = 1). In each case, the mean Doppler half amplitude did not change easily with pressure, but it varied in the range of ± 5% corresponding to an energy error of ± 10%.

아르곤-수소(95/5%)-리튬 rt-플라스마에 대하여, 초기 및 70 시간 시행 후에 656.3 nm의 발머계열 α선폭을 기록하였으며, 이는 도 5A 및 5B에 나타낸 바와 같다. 양 시점에서의 플라스마 방출에 따른 발머계열 α선은 두 개의 분리된 가우시안 피크를 함유하는데, 이는 0.5 eV 미만의 느린 성분에 대응하는 내부의 좁은 피크와 40 eV 초과의 빠른 성분에 대응하는 외부의 매우 넓은 피크이다. 빠른 성분은 초기 n=3 여기 상태 H 개수의 90%에 달하며 70 시간 후에 97%까지 증가한다. 오직 수소 선만이 넓혀졌다. 앞서 본 바와 같이, 빠른 H의 에너지원은 부가된 에너지 장과 관련이 없으며, 수소 촉매의 저에너지 상태로의 메카니즘에 의해 설명될 수 있다. [32-37]For the argon-hydrogen (95/5%) -lithium rt-plasma, the Ballmer series alpha linewidth at 656.3 nm was recorded after the initial and 70 hour run, as shown in Figures 5A and 5B. The Bohrer series? Rays resulting from plasma emission at both viewpoints contain two separate Gaussian peaks, which contain an inner narrow peak corresponding to a slower component of less than 0.5 eV and an outer very corresponding to a fast component of greater than 40 eV It is a wide peak. The fast component reaches 90% of the initial n = 3 excited state H count and increases to 97% after 70 hours. Only hydrogen was widened. As we have seen, the energy source of the fast H is irrelevant to the added energy field and can be explained by the mechanism of the hydrogen catalyst in a low energy state. [32-37]

또한, 초기 및 70 시간 지점에서 단지 27% 집단이 약 6 eV일 정도로 선 넓힘 및 개수가 적은 것을 제외하고는, 1 Torr의 압력에서의 순수한 H2 가스일 때 리튬 rt-플라스마가 형성되며, 이는 도 6A 및 6B에 각각 나타낸 바와 같다. 이러한 결과는 예상되었는데, 그 이유는 초과 H2과 Li이 다음과 같이 반응하여 LiNH2의 붕괴를 촉진시키는 LiH를 형성할 수 있기 때문이다:In addition, lithium rt plasma is formed at pure H 2 gas at a pressure of 1 Torr, except at the initial and 70-hour points, only 27% of the population is about 6 eV in line width and number, 6A and 6B, respectively. This result was expected because excess H 2 and Li could react with LiH to promote the collapse of LiNH 2 as follows:

Figure 112015022675507-pct00112
(42)
Figure 112015022675507-pct00112
(42)

그러므로, 원자 Li 및 H을 생성하는 반응은 약화되었다. 또한, 아르곤-수소 혼합물의 아르곤은, 이의 재결합을 방지하여 원자 수소의 양을 증가시킬 수 있고, 플라스마에 의해 생성된 Ar+은 촉매로서 작용할 수 있으며 이는 Li도 마찬가지이다.Therefore, the reaction to generate the atoms Li and H was weakened. Also, argon in an argon-hydrogen mixture can increase the amount of atomic hydrogen by preventing its recombination, and Ar + produced by the plasma can act as a catalyst, which is also the case with Li.

본 발명에서는 열 변화에 따른 도플러 넓힘이 주된 이유이며 다른 원인요소들은 영향이 미미한 것으로 가정하였다. 이러한 가정은 각각의 원인요소를 고려하였을 때 분명해졌다. 일반적으로, 실험 설계는 2개의 도플러 효과, 기기적 요소, 자연적 요소 (수명), 스타크(Stark) 요소, 반데르발스 요소, 공명 요소, 및 미세 구조를 복합적으로 고려해야 한다. 각각의 원인요소가 미치는 영향은 검출의 한계에 달려있다 [13-21, 38-39].In the present invention, it is assumed that Doppler broadening due to heat change is the main reason and other cause factors are insignificant. This assumption has become clear when considering each causal factor. In general, the experimental design must take into account two Doppler effects, mechanical elements, natural elements (life span), Stark elements, van der Waals elements, resonance elements, and microstructures. The effect of each causative factor depends on the limit of detection [13-21, 38-39].

빠른 H의 형성은 수소 원자에서 Li 원자로의 공명 에너지 전이에 의해 설명될 수 있으며, 이는 원자 수소의 위치에너지의 3배에 달하며, 그 결과 중심장(central field)이 양자(proton)의 4배이고 반지름이 수소 원자와 동일한단수명의중간체인 H*(1/4)를 형성한다. 충돌 또는 공간 에너지 전이에 의해 반지름이 로 감소할 경우 빠른 H(n=1)를 생성하기 때문에 중간체는 자발적으로 감소하며, 이는 이전에 보고되었던 광자의 방출의 경우도 마찬가지이다 [27-29]. 공간적 결합(through-space coupling)을 포함하는 충돌 에너지 전이는 일반적이다. 예를 들면, H + H의 화학적 발열 반응으로 H2을 형성하는 것은 광자의 방출과 함께 일어나지 않는다. 그보다는, 다른 개체 M와 충돌하여 결합에너지를 제거시킨다- [44]. 상기 다른 개체는 발열 반응으로부터 에너지를 분배시켜, H2를 생성시키고 계의 온도를 상승시킨다. 식 2a 및 2c에 의해 주어진 상태의 형성에 대한 촉매 반응의 경우에는, H의 온도는 매우 높아진다. The formation of a fast H can be explained by the resonance energy transfer from a hydrogen atom to a Li atom, which is three times the potential energy of an atomic hydrogen, so that the central field is four times the proton, H &lt; * &gt; (1/4), which is the same number of intermediates as the hydrogen atom. Intermediates decrease spontaneously because of the rapid H (n = 1) reduction when the radius is reduced by collision or spatial energy transfer [27-29], which is also the case for previously reported photon emissions. Impact energy transitions involving through-space coupling are common. For example, the formation of H 2 by a chemical exothermic reaction of H + H does not occur with the emission of photons. Rather, it collides with another entity M to remove the binding energy - [44]. The other entity distributes energy from the exothermic reaction to produce H 2 and raise the temperature of the system. In the case of catalysis for the formation of the state given by equations 2a and 2c, the temperature of H is very high.

B. 시차 주사 열량 측정법 (DSC). NaH의 DSC (100-750 ℃)는 도 7에 나타낸 바와 같다. 넓은 흡열 피크는 350℃ 내지 420 ℃에서 관찰되었으며 이는 47 kJ/mol에 대응한다. 소듐 하이드라이드는 상기 온도 범위에서 57 kJ/mol의 엔탈피에 대응하여 분해된다 [71]. 큰 발열이 640℃ 내지 825 ℃의 범위에서 관찰되었으며 이는 -177 kJ/mol에 대응한다. MgH2의 DSC (100-750 ℃)는 도 8에 나타낸 바와 같다. 두개의 선명한 흡열 피크가 관찰되었다. 첫 번째 피크는 351.75 ℃에서 중심부가 관찰되었으며 이는 68.61 kJ/mol MgH2에 대응한다. MgH2의 분해는 744 kJ/mol MgH2에 대응하는 440℃ 내지 560 ℃에서 중심부가 관찰되었다 [71]. 도 8에서, 두번째 피크는 647.66 ℃에서 중심부가 관찰되었으며 이는 6.65 kJ/mol MgH2에 대응한다. Mg(m)의 알려진 융점은 650 ℃이며 이는 8.48 kJ/mol Mg(m)의 용융 엔탈피에 대응한다 [72]. 그러므로, 예상된 결과가 대조군인 비촉매 하이드라이드의 분해과정에서 관찰되었다. 이와 반대로, -177 kJ/mol NaH 또는 적어도 -354 kJ/mol H2 이상에 달하는 새로운 발열 현상이, 식 23 내지 25에서 주어진 촉매 반응을 거쳐 일부 H와 함께 NaH 촉매를 형성시키는 조건하에서 관찰되었다. 관찰된 엔탈피는 H에 대해 가능한 거의 모든 발열 반응의 엔탈피, 즉 -241.8 kJ/mol H2의 수소 연소 엔탈피보다 큰 값이었다.B. Differential Scanning Calorimetry (DSC). The DSC (100-750 ° C) of NaH is as shown in FIG. A broad endothermic peak was observed at 350 ° C to 420 ° C, corresponding to 47 kJ / mol. Sodium hydride is decomposed corresponding to an enthalpy of 57 kJ / mol over this temperature range [71]. Large exotherms were observed in the range of 640 ° C to 825 ° C, corresponding to -177 kJ / mol. The DSC (100-750 ° C) of MgH 2 is as shown in FIG. Two distinct endothermic peaks were observed. The first peak was observed at 351.75 ° C, which corresponds to 68.61 kJ / mol MgH 2 . Decomposition of MgH 2 is the central part were observed at 440 ℃ to 560 ℃ corresponding to 744 kJ / mol MgH 2 [71 ]. In Figure 8, the second peak was observed at 647.66 ° C, which corresponds to 6.65 kJ / mol MgH 2 . The known melting point of Mg (m) is 650 ° C, which corresponds to a melting enthalpy of 8.48 kJ / mol Mg (m) [72]. Therefore, the expected result was observed in the decomposition process of the control non-catalytic hydride. On the other hand, the new heat development up to -177 kJ / mol NaH or at least -354 kJ / mol H 2 or more, in the formula 23 to 25 through a given catalytic reaction was observed under the conditions of forming a catalyst with NaH part H. The observed enthalpy was greater than the enthalpy of almost all possible exothermic reactions for H, i.e., the hydrogen combustion enthalpy of -241.8 kJ / mol H 2 .

C. 물-유량 열량분석 전력 측정. 각각의 시험에서, 에너지 공급량과 에너지 방출량은 대응하는 전력의 적분에 의해 계산되었다. 공급된 전력에서, 각각의 시간 간격의 말기에 측정된 전압과 전류는 시간 간격(대개 10초)에 의해 곱해져서, 에너지 증가량을 줄(Joule) 단위로 얻었다. 모든 에너지 증가량은 평형 기간 후에 전체 실험에 걸쳐 합해져서 총에너지를 얻었다. 에너지 방출량에 대해서는, 입구 및 출구 온도의 최종 값이 동일하다고 가정하여 각각의 시험 후에 서미스터 차이값이 계산되었다. 이러한 차이값은 0.036 ℃으로 계산되었다. 각 회에서 냉각수 흐름에 따른 열에너지 증가량은 식 39를 이용하여 계산되었으며, 이는 물의 유속을 19 ℃에서의 물의 밀도(0.998 kg/liter), 물의 비열(4.181 kJ/kg-℃), 보정된 온도 차이, 및 시간 간격과 곱하는 것이다. 전체 실험에 걸쳐 수치를 합하여 총 에너지 방출량을 얻었다. 셀의 총에너지

Figure 112015022675507-pct00113
는 에너지 공급량
Figure 112015022675507-pct00114
및 임의의 초과 에너지
Figure 112015022675507-pct00115
의 합과 동일해야 한다:C. Water - Flow rate calorimetry Power measurement. In each test, the energy supply and the energy release were calculated by the integral of the corresponding power. In the supplied power, the voltage and current measured at the end of each time interval were multiplied by the time interval (usually 10 seconds) to obtain the energy increase in Joule units. All energy gains were summed over the whole experiment after the equilibration period to obtain total energy. For energy emissions, the thermistor difference values were calculated after each test, assuming that the final values of inlet and outlet temperatures were the same. This difference value was calculated to be 0.036 ° C. The increase in the amount of heat energy due to the cooling water flow in each cycle was calculated using Equation 39, which is the water flow rate at 19 ° C (0.998 kg / liter), the specific heat of water (4.181 kJ / kg- ° C) , And time interval. The total energy release was obtained by combining the values throughout the entire experiment. Total energy of the cell
Figure 112015022675507-pct00113
Energy supply
Figure 112015022675507-pct00114
And any excess energy
Figure 112015022675507-pct00115
Should be equal to the sum of:

Figure 112015022675507-pct00116
(43)
Figure 112015022675507-pct00116
(43)

상기 에너지 균형식으로부터, 초과 열량값이 도출되었다. From the energy balance equation, an excess calorific value was derived.

보정 시험 결과는 도 9 및 10에 나타낸 바와 같다. 도 10의 도식을 볼 때, 냉각수 전력의 경사가 거의 불연속적으로 변화하는 시점이 있음을 알 수 있다. 대략 한 시간의 이 시점은 셀에서 챔버 벽으로의 열 전이를 향상시키는 헬륨 첨가에 대응한다. 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적 적분을 통해 292.2 kJ의 출력 에너지와 303.1 kJ의 입력에너지가 산출되며, 이는 배출 냉각수에 대한 저항 입력의 96.4%의 유량의 결합에 대응한다.The results of the calibration test are shown in Figs. 10, there is a point at which the inclination of the cooling water power changes almost discontinuously. This time point of approximately one hour corresponds to a helium addition that improves the thermal transfer from the cell to the chamber walls. The numerical integration of the input and output power curves yields an output energy of 292.2 kJ and an input energy of 303.1 kJ, corresponding to a combination of 96.4% of the resistive input to the discharge chilled water.

촉매 물질인 Li 1g, LiNH2 0.5g, LiBr 10g, 및 Pd/Al2O3 15g을 포함하는 시료를 함유하는 셀과의 하이드리노 반응에 대한 시간에 따른 셀 온도와 시간에 따른 냉각수 전력은, 각각 도 11 및 12에 나타낸 바와 같다. 보정을 적용한 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적 적분을 통해 227.2 kJ의 출력 에너지와 208.1 kJ의 입력 에너지가 산출된다. 그러므로, 식 43으로부터, 초과 에너지량이 19.1 KJ로 계산되었다. 도 12의 도식을 볼 때, 온도의 경사가 거의 불연속적으로 변하는 지점이 있음을 알 수 있다. 경사의 변화는 1시간 후부터 발생하며, 이는 반응의 개시와 함께 빠르게 증가하는 셀 온도에 대응한다. 전력 펄스에 대한 시스템 반응에 기초하여, 반응에 대한 전력이 160 W보다 높아지는 2분 이내에 19.1 kJ의 초과 에너지량이 발생하였다.The cell temperature and the chilled water power over time for the hydrinochemical reaction with a cell containing a sample containing Li as a catalyst material, 0.5 g of LiNH 2 , 10 g of LiBr, and 15 g of Pd / Al 2 O 3 , 11 and 12, respectively. The numerical integration of the calibrated input and output power curves yields an output energy of 227.2 kJ and an input energy of 208.1 kJ. Therefore, from equation 43, the excess energy amount was calculated as 19.1 KJ. It can be seen from the diagram of FIG. 12 that there is a point where the slope of the temperature changes almost discontinuously. The change in slope occurs after one hour, which corresponds to a rapidly increasing cell temperature with the initiation of the reaction. Based on the system response to the power pulse, an excess of energy of 19.1 kJ occurred within two minutes when the power for the reaction was greater than 160 W. [

반응에서 생성되는 조성물에 대한 정량 XRD 분석은, LiBr과 Pd/Al2O3이 변화하지 않았음을 보여주었다. 그러므로, 100% 수율을 가정하였을 때, 공지의 화합물로부터 방출되는 이론적 에너지값의 최대값은 4.3 kJ이며, 이는 리튬 나이트라이드 및 하이드라이드의 형성으로부터 식 22에 따라 계산된 것이다 반면, 도출된 에너지 균형값은 상기 최대값의 4.4배에 달하였다. 에너지 균형을 설명할 수 있는 발열 반응만이 식 17 내지 19에 주어지고 있다. LiNH2 0.5g 내의 수소 함량은 22 mmol H2이었다. 그러므로, 도출된 에너지 균형값은 -870 kJ/mol H2이며, 이는 최대로 가능한 H2 목록을 가정하여 가장 활발한 수소 반응인 -241.8 kJ/mol H2의 연소 엔탈피의 3.5배를 넘는 값이다. Quantitative XRD analysis of the composition produced in the reaction showed that LiBr and Pd / Al 2 O 3 did not change. Therefore, assuming 100% yield, the maximum of the theoretical energy value emitted from known compounds is 4.3 kJ, which is calculated according to equation 22 from the formation of lithium nitride and hydride, whereas the derived energy balance The value reached 4.4 times the above maximum value. Only exothermic reactions that can explain the energy balance are given in equations 17-19. The hydrogen content in 0.5 g of LiNH 2 was 22 mmol H 2 . Therefore, the derived energy balance is -870 kJ / mol H 2 , assuming a maximum possible H 2 list, which is more than 3.5 times the combustion energy of the most active hydrogen reaction, -241.8 kJ / mol H 2 .

R-Ni에 대한 출발물질인 R-Ni/Al 알로이 분말 15g, 및 Na 3.27g을 포함하는 시료를 함유하는 셀을 이용한 R-Ni 전력 시험에서의 시간에 따른 셀 온도 및 시간에 따른 냉각수 전력은, 각각 도 13 및 14에 나타낸 바와 같다. 온도 및 냉각수 전력 시간에 대한 곡선은 보정값과 매우 유사하다. 보정값을 적용한 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적 적분을 통해, 384 kJ의 출력 전력값 및 385 kJ의 입력 전력값이 산출되었다. 에너지 균형이 얻어졌다.The cooling water power over time in the R-Ni power test with a cell containing a sample containing 15 g of R-Ni / Alalloy powder as a starting material for R-Ni and 3.27 g of Na 13 and 14, respectively. The curve for temperature and cooling water power time is very similar to the correction value. Through the numerical integration of the input and output power curves applying the correction values, an output power value of 384 kJ and an input power value of 385 kJ were calculated. Energy balance was obtained.

촉매 물질인 NaOH-도핑된 R-Ni 15g, 및 Na 3.28g을 포함하는 시료를 함유하는 셀을 이용한 하이드리노 반응에서 시간에 따른 셀 온도 및 시간에 따른 냉각수 전력은, 각각 도 15 및 16에 나타낸 바와 같다. 보정값을 적용한 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적 적분을 통해, 185.1 kJ의 출력 에너지 및 149.1kJ의 입력 에너지가 산출되었다. 그러므로, 식 43으로부터, 초과 에너지량은 36 kJ로 계산되었다. 도 15의 도식을 볼 때, 온도의 경사가 거의 불연속적으로 변화하는 지점이 있음을 알 수 있다. 이러한 경사의 변화는 1시간 전부터 발생하며, 이는 반응의 개시와 함께 빠르게 증가하는 셀 온도에 대응한다. 전력 펄스에 대한 시스템 반응에 기초하여, 반응에 대한 전력이 0.5 kW보다 높아지는 1.5분 이내에 36 kJ의 초과 에너지량이 발생하였다.The cell temperature over time and the cooling water power over time in the hydrino reaction with a cell containing a sample containing 15 g of NaOH-doped R-Ni as a catalytic material, and 3.28 g of Na are shown in Figs. 15 and 16, respectively Same as. Through numerical integration of the input and output power curves with the correction values applied, an output energy of 185.1 kJ and an input energy of 149.1 kJ were calculated. Therefore, from equation 43, the excess energy amount was calculated as 36 kJ. It can be seen from the diagram of FIG. 15 that there is a point where the inclination of the temperature changes almost discontinuously. This change in slope occurs from 1 hour before, which corresponds to a rapidly increasing cell temperature with the initiation of the reaction. Based on the system response to the power pulse, an excess energy of 36 kJ occurred within 1.5 minutes when the power for the reaction was greater than 0.5 kW.

NaOH-도핑된 R-Ni 반응물 및 알칼리 금속과의 반응에 의한 생성물로 구성된 조성물에 대하여 정량 XRD 분석을 한 결과, 미량의 배이어라이트(Bayerite)를 가진 Ni과 미량의 알칼리 하이드록사이드를 가진 Ni이 각각 분석되었다. 나트륨-Ni 알로이의 형성 또는 R-Ni 의 Al2O3과 나트륨과의 반응 [73-74]은 명백한 흡열 반응 (각각

Figure 112015022675507-pct00117
[75] 및
Figure 112015022675507-pct00118
[65])이다. As a result of quantitative XRD analysis of a composition composed of NaOH-doped R-Ni reactant and reaction product with an alkali metal, it was found that Ni having a trace amount of Bayerite and Ni having a trace amount of alkali hydroxide Respectively. Reaction with sodium -Ni alloy formation or Ni-Al 2 O 3 and R of the sodium in the [73-74] is clear endothermic reactions (each
Figure 112015022675507-pct00117
[75] and
Figure 112015022675507-pct00118
[65]).

형성 열을 이용하였을 때, 배이어라이트(Bayerite)와 나트륨의 반응을 통한 NaOH의 형성 (

Figure 112015022675507-pct00119
[65, 76])은, 초기의 미량의 배이어라이트 및 Na와의 반응으로부터 생성되는 NaOH를 보여주는 XRD 분석에 기초하여, 에너지 균형값에 거의 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 문헌 [74]에 나타난 바와 같이, 배이어라이트 분해물 내의 H2O 함량은 47.7 μmole H2O/g R-Ni이며, 이는 Al(OH)3의 분해 (
Figure 112015022675507-pct00120
Figure 112015022675507-pct00121
)에 기인한 NaOH의 형성 (
Figure 112015022675507-pct00122
[65])에 의해 거의 영향을 미치지 않는 것이다. 전체 반응은 배이어라이트와 나트륨이 반응하여 NaOH를 형성하는 것이다 (
Figure 112015022675507-pct00123
).When forming heat, the formation of NaOH through the reaction of Bayerite with sodium (
Figure 112015022675507-pct00119
[65, 76]) shows little effect on the energy balance value, based on XRD analysis showing NaOH generated from the initial trace amounts of valerate and reaction with Na. As shown in the literature [74], the H 2 O content in the Baillardite degradation product is 47.7 μmole H 2 O / g R-Ni, which is the decomposition of Al (OH) 3
Figure 112015022675507-pct00120
Figure 112015022675507-pct00121
) Formation of NaOH (
Figure 112015022675507-pct00122
[65]). The overall reaction is the reaction of the baileite with sodium to form NaOH (
Figure 112015022675507-pct00123
).

에너지 균형을 설명할 수 있는 발열 반응은 식 23 내지 25에서 주어지고 있다. 정량 GC 분석을 이용하고 측정된 P, V, 및 T 상태의 이상기체 법칙을 이용하여 도출된 R-Ni의 수소 함량은 150 μmole H2/g R-Ni이었다. 그러므로, 도출된 에너지 균형값은 -1.6×104 kJ/mol H2이며, 이는 최대로 가능한 H2 목록을 가정하여 수소의 가장 활발한 반응인 -241.8 kJ/mol H2의 연소 엔탈피의 66배를 넘는 값이다. 식 44의 반응에 대하여 산출되는 이론적인 보존 에너지값은 259 eV/H2 또는 25 mJ/moleH2이다 [7].An exothermic reaction that can account for the energy balance is given in equations 23-25. The hydrogen content of R-Ni was determined to be 150 μmole H 2 / g R-Ni using the quantitative GC analysis and the ideal gas law of P, V, and T states. Therefore, the energy balance derived is -1.6 × 10 4 kJ / mol H 2 , assuming a maximum possible H 2 list, and 66 times the combustion enthalpy of the most active hydrogen-241.8 kJ / mol H 2 Over. Theoretical retention energy value calculated for the reaction of Equation 44 is 259 eV / H 2 or 25 mJ / moleH 2 [7] .

Figure 112015022675507-pct00124
(44)
Figure 112015022675507-pct00124
(44)

고체 연료를 포함하는 산화 반응 중 가장 활발한 것으로 알려져 있는 반응은 이고, 이는 24 kJ/g의 연소열을 가지고 있으며, 10 kJ/g보다 많이 생산하는 연료/산화제 시스템은 거의 알려진 바가 없다 [65]. 이와 비교하여, 심지어 완료되지 않는다 하더라도, 재생 가능한 촉매인 NaH내에 함유된 H는 잘 알려진 고체연료의 단위 무게당 에너지보다 300배 이상의 에너지를 생산하였다.The most active of the oxidation reactions involving solid fuels is known to have a combustion heat of 24 kJ / g and there is little known fuel / oxidant system producing more than 10 kJ / g [65]. In comparison, even if not completed, H contained in renewable catalyst NaH produced 300 times more energy than the energy per unit weight of the well-known solid fuel.

NaOH 도핑을 증가하고 R-Ni 2400으로 전환하여, 촉매 물질은 Na를 첨가할 필요없이 고전력과 에너지를 생성하였다. 촉매 물질인 NaOH-도핑된 R-Ni 2400 15g을 함유하는 셀과의 하이드리노 반응에 대한 시간에 따른 셀 온도 및 시간에 따른 냉각수 전력은 각각 도 17 및 18에 나타난 바와 같다. 보정값을 적용한 입력 및 출력 전력 곡선의 수치적 적분은 195.7 kJ의 출력 에너지와 184.0 kJ의 입력 에너지를 산출하였으며, 이는 11.7 kJ의 초과 에너지량에 대응하고, 전력은 0.25 kW를 초과하였다.By increasing the NaOH doping and converting to R-Ni 2400, the catalytic material produced high power and energy without the need to add Na. The cell temperature and the chilled water power over time for the hydrinocne reaction with the cell containing 15 g of NaOH-doped R-Ni 2400 as catalyst are as shown in Figs. 17 and 18, respectively. The numerical integration of the input and output power curves with the correction value yields an output energy of 195.7 kJ and an input energy of 184.0 kJ, corresponding to an excess energy of 11.7 kJ and a power exceeding 0.25 kW.

반응물인 NaOH-도핑된 R-Ni의 조성물과 반응이 일어난 후의 생성물을 정량 XRD로 분석한 결과, 각각 3.7wt% 배이어라이트를 가진 R-Ni와 R-Ni이었다. 초기 R-Ni의 배이어라이트 분해로부터 측정된 H2O 함량은 32.8 μmole이었으며, 이는 3 wt% Al(OH)3-도핑된 Ni/Al 알로이의 배이어라이트 분해로부터 측정된 H2O 함량이 34.0 μmoles H2O/g인 것과 비교되는 값이다. 대부분의 가능한 발열 반응은 Al(OH)3에서 Al2O3로의 반응이었다. 균형 반응식은 다음과 같이 주어진다 [65, 75, 77]:Analysis of the product after the reaction with the composition of NaOH-doped R-Ni, which is a reactant, was analyzed by quantitative XRD, and it was found to be R-Ni and R-Ni having 3.7 wt% Was times followed by a H 2 O content measured by the light decomposition of the initial R-Ni is 32.8 μmole, which 3 wt% Al (OH) 3 - the ship after the H 2 O content measured from the light degradation of the doped Ni / Al alloy 34.0 μmoles H 2 O / g. Most possible exothermic reactions were from Al (OH) 3 to Al 2 O 3 . The equilibrium equation is given by [65, 75, 77]:

Figure 112015022675507-pct00125
Figure 112015022675507-pct00126
(45)
Figure 112015022675507-pct00125
Figure 112015022675507-pct00126
(45)

*3.7wt% Al2O3에서, 식 45에 의해 주어지는 반응에서의 이론적 에너지의 최대값은

Figure 112015022675507-pct00127
이다. 이는 3 wt% Al(OH)3-도핑된 Ni/Al 알로이 15g의 열측정에 의해 확인되었는데, 상기 열측정에서 평균 에너지는
Figure 112015022675507-pct00128
로 나타났으며, 이는 이론적인 에너지값인
Figure 112015022675507-pct00129
과 비교되는 값이다 (식 45 에서
Figure 112015022675507-pct00130
일 때
Figure 112015022675507-pct00131
[75]). 그러므로, NaOH-도핑된 R-Ni로부터 관찰된 에너지는 이론값의 4.4배였으며 이는 식 23 내지 25에서 주어진 촉매 반응에 더 많은 영향을 줄 수 있었다.* In 3.7 wt% Al 2 O 3 , the maximum theoretical energy in the reaction given by equation 45 is
Figure 112015022675507-pct00127
to be. This was confirmed by the thermal measurement of 15 g of a 3 wt% Al (OH) 3 -doped Ni / Al alloy,
Figure 112015022675507-pct00128
, Which is the theoretical energy value
Figure 112015022675507-pct00129
(Equation 45) &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112015022675507-pct00130
when
Figure 112015022675507-pct00131
[75]). Therefore, the energy observed from the NaOH-doped R-Ni was 4.4 times the theoretical value, which could have had a greater effect on the catalytic reaction given in equations 23-25.

D. ToF-SIMS 스펙트럼. LiBr과 LiH*Br 결정으로부터 얻어진 양성 ToF-SIMS 스펙트럼은 도 19 및 20에 각각 나타내었다. LiH*Br 결정과 LiBr 대조군의 양성 이온 스펙트럼은 Li+ 이온이 주로 관찰되었다. 그 외 Li2 +, Na+, Ga+, 및 Li(LiBr)+도 관찰되었다.D. ToF-SIMS spectrum. Positive ToF-SIMS spectra obtained from LiBr and LiH * Br crystals are shown in Figures 19 and 20, respectively. The positive ion spectra of LiH * Br crystals and LiBr control were mainly Li + ions. Other Li 2 + , Na + , Ga + , and Li (LiBr) + were also observed.

LiBr과 LiH*Br 결정의 음이온 ToF-SIMS는 도 21 및 22에 나타낸 바와 같다. LiH*Br 스펙트럼은 H- 및 Br- 피크가 주로 관찰되었으며 강도는 H- > Br- 이었다. LiBr 대조군의 음이온 ToF-SIMS에서는 브롬 이온만이 주로 관찰되었다. 두 경우 모두, O-, OH- Cl-, 및 LiBr-도 함께 관찰되었다. 증가된 하이드라이드 외에도, LiH*Br 시료의 다른 특징적인 피크로서 신규의 리튬 보로하이드라이드의 형성을 만족하는 LiHBr- 및 Li2H2Br-가 관찰되었다. The anion ToF-SIMS of LiBr and LiH * Br crystals is as shown in Figs. The H - and Br - peaks were mainly observed in the LiH * Br spectrum and the intensity was H - > Br - . In the anion ToF-SIMS of LiBr control group, only bromine ion was mainly observed. In both cases, O - , OH - Cl - , and LiBr - were also observed. In addition to the increased hydride, LiHBr &lt; - &gt; and Li 2 H 2 Br - , which satisfy the formation of new lithium borohydride as another characteristic peak of the LiH * Br sample, were observed.

LiI과 LiH*I 결정으로부터 얻어진 양성 ToF-SIMS 스펙트럼을 도 23 및 24에 각각 나타내었다. LiH*I결정과 LiI 대조군의 양성 이온 스펙트럼에서는 Li+ 이온이 주로 관찰되었다. Li+, Na+, Ga+, 및 일련의 양성이온 Li[LiI]n +도 함께 관찰되었다. LiH*I 시료의 특징적인 피크는 LiHI+ , Li2H2I+, Li4H2I+, Li6H2I+
LiI와 LiH*I 결정의 음이온 ToF-SIMS는 도 25 및 26에 각각 나타내었다. LiH*I 스펙트럼에서는 H- 및 I- 피크가 주로 관찰되었으며, 강도는 H- > I-이었다. LiI 대조군에 대한 음이온 ToF-SIMS에서는 요오드 이온이 주로 관찰되었다. 두 경우 모두, O-, OH-, Cl-, 및 일련의 음이온 I[LiI]n -이 함께 관찰되었다. 증가된 하이드라이드 외에도, LiH*I 시료의 특징적인 피크로서 신규의 리튬 아이오도하이드라이드의 형성을 만족하는 LiHI-, Li2H2I-, 및 NaHI-가 관찰되었다.
15 kJ의 초과 열의 생성에 따르는 NaH*-코팅된 Pt/Ti에 대한 음성 ToF-SIMS 스펙트럼 (

Figure 112015022675507-pct00132
)을 도 27에 나타내었다. 일련의 하이드리노-하이드라이드-화합물인 NaHx -도 관찰되었는데, 이 때 고성능 (10,000) 질량 결정법으로부터 얻은 질량 손실량을 통해 대조군에서 관찰된 일련의 C2Hx -에 대한 이의 작용을 명확히 알 수 있었다. XPS 스펙트럼에 따르면 NaH*-코팅된 Pt/Ti는 두 개의 수소 상태, 즉 H-(1/3) 및 H-(1/4)을 포함하고 있다 (Sec. IIIF).Positive ToF-SIMS spectra obtained from LiI and LiH * I crystals are shown in Figures 23 and 24, respectively. In the positive ion spectra of LiH * I crystals and LiI control, Li + ions were mainly observed. Li + , Na + , Ga + , and a series of positive ions Li [LiI] n + were also observed. The characteristic peaks of the LiH * I sample are LiHI +, Li 2 H 2 I + , Li 4 H 2 I + , Li 6 H 2 I +
Anions ToF-SIMS of LiI and LiH * I crystals are shown in Figures 25 and 26, respectively. In the LiH * I spectrum, H - and I - peaks were mainly observed, and the intensity was H - > I - . Iodine ion was mainly observed in anion ToF-SIMS for LiI control. In both cases, O - , OH - , Cl - , and a series of anions I [LiI] n - were observed together. In addition to the increased hydride, LiHI - , Li 2 H 2 I - , and NaHI - , which satisfy the formation of a novel lithium iodohydride, were observed as characteristic peaks of the LiH * I sample.
Negative ToF-SIMS spectra for NaH * -coated Pt / Ti with the generation of excess heat of 15 kJ (
Figure 112015022675507-pct00132
) Is shown in Fig. A series of hydrino-hydride compounds, NaH x - , were also observed, demonstrating their apparent action on the series of C 2 H x - observed in the control through mass loss from high-performance (10,000) mass determination there was. According to the XPS spectrum, NaH * -coated Pt / Ti contains two hydrogen states: H - (1/3) and H - (1/4) (Sec. IIIF).

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Na/R-Ni 물-유량 열량분석(water-flow calorimetric)을 실시하여 얻은 R-Ni의 스펙트럼에서는, 일련의 질량 결손을 가지는 NaHx -가 36 kJ의 초과 열을 생산하는 것으로 관찰되었다. 50℃에서 48시간 동안 반응시킨 R-Ni로부터 얻은 양성 ToF-SIMS 스펙트럼을 도 28에 나타내었다. 표면 상의 주된 이온은 표면 상에 도핑된 NaOH에 따르는 Na+이었다. Al+, Ni+, Cr+, 및 Fe+과 같은 R-Ni 2400의 다른 주요 원소의 이온도 함께 관찰되었다.Na / R-Ni water - In the spectrum of R-Ni obtained by water-flow calorimetric analysis, NaH x - with a series of mass defects was found to produce 36 kJ of excess heat. The positive ToF-SIMS spectrum obtained from R-Ni reacted at 50 占 폚 for 48 hours is shown in Fig. The main ion on the surface was Na + along with doped NaOH on the surface. Ions of other major elements of R-Ni 2400 such as Al + , Ni + , Cr + , and Fe + were also observed.

50℃에서 48시간 동안 반응시킨 R-Ni의 음이온 ToF-SIMS 결과를 도 29에 나타내었다. 스펙트럼에서는 매우 큰 H- 피크와 함께 수산화 유리기인 OH- 및 O-도 관찰되었다. 두 개의 다른 주요 피크는, NaH3 - 및 NaH3NaOH-의 질량(high resolution mass)을 10,000에 대응시키며, 이는 소듐 하이드리노 하이드라이드 및 이의

Figure 112015022675507-pct00133
과의 결합이온에 해당한다. 그 외 관찰되는 다른 특징적인 피크는 NaOH, NaO, OH- 및 O-과 결합된 소듐 하이드리노 하이드라이드 NaHx-에 해당한다.Fig. 29 shows the ToF-SIMS result of anion of R-Ni reacted at 50 DEG C for 48 hours. In the spectrum, OH - and O - hydroxyl radicals were observed along with a very large H - peak. Two other major peaks correspond to a high resolution mass of 10,000, NaH 3 - and NaH 3 NaOH - which corresponds to the sodium hydrinohydride and its
Figure 112015022675507-pct00133
And the like. The other characteristic peaks are observed outside is NaOH, NaO, OH- and O - corresponds to the sodium hydride hydroxy Reno NaHx- combined with.

E. H-(1/3), H-(1/4), H2(1/3) 및 H2(1/4의 NMR 식별. 외부 TMS와의 상대값을 이용한 LiH*Br 및 LiH*I의 1H MAS NMR 스펙트럼을 도 30A 및 30B에 각각 나타내었다. LiH*X 시료는 -2.51 ppm 및 -2.09 ppm에서 각각 X=Br 및 X=I에 해당하는 매우 큰 높은장(upfield) 공명을 나타내었다. LiH, 동일몰비의 LiH과 LiBr 또는 LiI의 혼합물, LiNH2, Li2NH, 및 동일 몰비의 LiNH2 또는 Li2NH과 LiBr 또는 LiI의 혼합물을 포함하는 대조군 중 어느 것도 높은장-이동 피크가 나타나지 않았다. 약 -2.2 ppm에서의 LiH*X의 높은장 피크가 매우 넓기 때문에, 이들 결과를 앞서의 KH*Cl 및 KH*I의 H-(1/4)의 식별 결과와 비교하기가 좋다. E. H - (1/3), H -. (1/4), H 2 (1/3) , and H 2 (1/4 NMR identification of LiH with a relative value to external TMS * Br and LiH * I of each was shown a 1 H MAS NMR spectrum is shown in Fig. 30A and 30B. LiH * X samples showed very high high field (upfield) resonance corresponding to each X = Br, and X = I at -2.51 ppm and -2.09 ppm . was LiH, a mixture of LiH and LiBr or LiI in the same molar ratio, LiNH 2, Li 2 NH, and none of the high section of the control group containing LiNH 2 or Li 2 NH and a mixture of LiBr or LiI in the same molar ratio - change peak Since the high long peak of LiH * X at about -2.2 ppm is very large, it is better to compare these results with the identification results of H - (1/4) of KH * Cl and KH * I .

개별적인 합성 및 대조군으로부터 얻은 KH*Cl 시료에 대한 TMS와 상대적인 1H MAS NMR 스펙트럼 (도 31A)은 앞서 기재된 바 있다 [13-15, 24-26]. TMS의 실험적인 절대 공명 이동값은 양자의 회전자기 주파수와 비교하여 -31.5 ppm이다 [78-79]. TMS를 참조한 KH의 실험적인 이동값은 +1.1 ppm이며, 이는 -30.4 ppm의 절대 공명 이동에 대응하며, p=0인 경우의 식 4에 의해 계산된 H-(1/1)의 예상 이동값인 -30 ppm과 매우 잘 맞는다. TMS에 대한 신규 피크의 이동값은 -4.46 ppm이고, 이는 -35.96 ppm의 절대 공명 이동값에 대응하며, 식 4에서 p = 4임을 말해준다. H-(1/4)는 촉매로서 K를 사용하여 예측되는 하이드라이드 이온이다[1, 15, 30]. 또한, 매우 좁은 피크 폭은 자유 회전자인 작은 하이드라이드 이온을 말해준다. 이와 반대로, KH*I의 경우 (도 31B)에는 -2.31 ppm에서 매우 넓은 피크가 나타난다. KH*I를 형성하는 K 촉매와의 반응의 예상되는 생성물인 하이드라이드 이온 H-(1/4)은 XPS에 의해 이의 예상 결합 에너지인 11.2 eV에서 관찰되었다 [13-15, 26, 30]. 그러므로, 큰 할라이드 이온에 의한 반자성 이동은 +2.15 ppm이다. LiH*X에 대한 보정된 높은 장 NMR 피크는 각각 약 -4.46 ppm이며, 이는 식 4에 의해 주어진 유리 이온의 예상 이동값과 일치한다. The TMS and relative 1 H MAS NMR spectra (FIG. 31A) for the KH * Cl samples from individual syntheses and controls were described above [13-15, 24-26]. The experimental absolute resonance shift of TMS is -31.5 ppm compared to the rotating magnetic frequency of both [78-79]. The experimental shift value of KH with reference to TMS is +1.1 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -30.4 ppm, and the expected shift value of H - (1/1) calculated by Equation 4 for p = 0 -30 ppm. The shift value of the new peak for TMS is -4.46 ppm, which corresponds to an absolute resonance shift value of -35.96 ppm, and p = 4 in Equation 4. H - (1/4) is the hydride ion predicted using K as a catalyst [1, 15, 30]. In addition, a very narrow peak width refers to a small hydride ion that is a free rotor. In contrast, in the case of KH * I (FIG. 31B), a very wide peak appears at -2.31 ppm. KH I * of the expected product hydride ions H of the reaction with the catalyst K to form a - (1/4) was observed at 11.2 eV of the binding energy thereof estimated by XPS [13-15, 26, 30] . Therefore, the hemispherical migration due to the large halide ion is +2.15 ppm. The corrected high peak NMR peaks for LiH * X are each about -4.46 ppm, which is consistent with the expected migration values of the free ions given by Equation 4.

LiH*Br의 중량% 단위의 원소 분석 결과 Li (8%), H (1.1%), I (90.9%)이 얻어졌으며, 이는 스테인레스 스틸 및 R-Ni 성분에서의 검출 가능한 LiHBr의 화학양론비에 대응하는 값이다. LiH*I의 중량% 단위의 원소 분석 결과 Li (5.2%), H (0.8%), I (94%)이 얻어졌으며, 이는 스테인레스 스틸 및 R-Ni 성분에서의 검출 가능한 LiHI의 화학양론비에 대응하는 값이다. 그러므로, Li의 하이드라이드 외의 다른 하이드라이드는 해당할 수 없다. U H는 앞서와 같이 [13-14] 높은장-이동 NMR 피크를 가지지 않는다. F 중심은 원인이 될 수 없는데, 그 이유는 실온 또는 77 K의 온도에서 LiH*Br 또는 LiH*I에서 검출가능한 ESR 신호가 없기 때문이다. LiBr 또는 LiI 기재 내의 LiNH2, Li2NH, 및 이의 화합물로부터 얻어진 1H MAS NMR 스펙트럼에서는, 높은장-이동된 NMR 피크를 갖는 이들 화합물 중 어느 것도 나타나지 않았다. -2.5 ppm 피크의 원인인 LiNH2 및 Li2NH을 추가로 제거하기 위하여, -2.5 ppm 피크를 갖는 LiH*Br 시료를 동적 진공 하에서 600℃ 온도로 가열하여 LiNH2 및 Li2NH를 분해하였다. 열처리된 시료를 FTIR 분광법으로 분석하였으며, 그 결과 아마이드 및 이미드가 제거되었음을 확인하였고, 이는 아마이드 피크에 해당하는 3314, 3259, 2079(넓은 피크), 1567, 및 1541 cm-1과 이미드 피크에 해당하는 3172 (넓은 피크), 1953, 및 1578 cm-1에서 피크가 발견되지 않은 것을 통해 알 수 있었고, -2.5 ppm 피크는 NMR에 의해 재분석되었다. 도 45B에 나타낸 FTIR 스펙트럼은 이들 종이 제거되었음을 보여주며 대응하는 NMR 스펙트럼은 -2.5 ppm 피크를 나타내었다. 과거와 현재의 NMR 및 FTIR 분석은 1H NMR 스펙트럼에서의 -2.5 ppm 피크가 U H, LiNH2, Li2NH, 또는 다른 알려진 종들과 연관되지 않았고, 1H NMR 스펙트럼에서의 -2.5 ppm 피크가 이론적 예상과 일치하는 H-(1/4) 이온에 해당하며, 저-에너지 상태의 하이드라이드 이온의 직접적인 증거임을 확인시켜 준다.As a result of elemental analysis in terms of weight% of LiH * Br, Li (8%), H (1.1%) and I (90.9%) were obtained. This is because the stoichiometric ratio of detectable LiHBr in stainless steel and R- Is the corresponding value. Li (5.2%), H (0.8%) and I (94%) were obtained by elemental analysis in terms of% by weight of LiH * I, indicating that the stoichiometric ratio of LiHI detected in stainless steel and R- Is the corresponding value. Therefore, other hydrides other than Li hydride are not applicable. UH does not have a high field-mobile NMR peak [13-14] as before. F center can not be the cause because there is no detectable ESR signal at LiH * Br or LiH * I at room temperature or 77 K. In the 1 H MAS NMR spectra obtained from LiNH 2 , Li 2 NH, and compounds thereof in LiBr or LiI base, none of these compounds with high long-shifted NMR peaks appeared. To further remove LiNH 2 and Li 2 NH, which are the causes of the -2.5 ppm peak, a LiH * Br sample with a -2.5 ppm peak was heated to 600 ° C under dynamic vacuum to decompose LiNH 2 and Li 2 NH. The heat-treated samples were analyzed by FTIR spectroscopy and the results showed that the amides and imides were removed, which corresponded to the amide peaks at 3314, 3259, 2079 (wide peak), 1567, and 1541 cm -1 and the imide peak The peak at 3172 (wide peak), 1953, and 1578 cm -1 was found not to be found, and the -2.5 ppm peak was reanalyzed by NMR. The FTIR spectrum shown in Figure 45B shows that these species have been removed and the corresponding NMR spectrum showed a -2.5 ppm peak. Past and present NMR and FTIR analyzes showed that the -2.5 ppm peak in the 1 H NMR spectrum was not associated with UH, LiNH 2 , Li 2 NH, or other known species, and the -2.5 ppm peak in the 1 H NMR spectrum was theoretical Corresponds to the anticipated H - (1/4) ion, confirming the direct evidence of hydride ion in the low-energy state.

H-(1/4)에 해당하는 -2.5 ppm 및 -2.09 ppm 피크 외에도, LiH*Br 및 LiH*I의 1H MAS NMR 스펙트럼에서 1.3 ppm 피크가 관찰되었으며, 이는 도 30A 및 30B에 각각 나타내었다. 대조군 중 어느 것도 출발 화합물 또는 가능한 공지의 생성물을 모두 제거하는 이 피크가 나타나지 않았다. 그러나 이 피크는 H-(1/4)에 대응하는 H2(1/4) 분자에 기인한 것일 수 있다. In addition to the -2.5 ppm and -2.09 ppm peaks corresponding to H - (1/4), 1.3 ppm peaks were observed in the 1 H MAS NMR spectra of LiH * Br and LiH * I, which are shown in FIGS. 30A and 30B, respectively . None of the controls showed this peak to remove the starting compound or possible known products. However, this peak may be due to the H 2 (1/4) molecule corresponding to H - (1/4).

기체상 1H NMR 통해, H2를 분석하였다. 양자의 회전자기 주파수와 비교한 기체상 TMS의 실험적인 절대 공명 이동값은 -28.5 ppm이다 [80]. H2는 0.00 ppm으로 설정된 기체상 TMS와 비교하여 0.48 ppm에서 관찰되었다 [81]. 그러므로, 대응하는 절대 H2 기체상 공명 이동값인 -28.0 ppm (-28.5 + 0.48) ppm은 식 12에서 주어지는 예상의 절대 기체상 이동값인 -28.01 ppm과 정확히 일치하였다. Through gas phase 1 H NMR, H 2 was analyzed. The experimental absolute resonance shift of gaseous TMS compared with the rotational frequency of both is -28.5 ppm [80]. H 2 was observed at 0.48 ppm compared to the gaseous TMS set at 0.00 ppm [81]. Therefore, an absolute gas phase H 2 0 people moving value corresponding to -28.0 ppm (-28.5 + 0.48) ppm was exactly the same as the absolute value of the moving gas phase -28.01 ppm of expected given in Equation 12.

절대 H2 기체상 이동값은 리튬-화합물 기재 내의 H2에 대한 기질 이동값을 결정하는데 사용될 수 있다. 기질 이동값에 대한 보정은 그 후 1.3 ppm 피크를 부가하고 기체상 절대 이동값을 결정하여 식 12와 비교할 수 있다. 모든 피크의 이동값은 액체상 TMS와 비교하였으며, 이는 양자의 회전자기 주파수 대한 실험적인 절대 공명 이동값인 -31.5 ppm를 가진다. 액상 TMS에 대하여 4.06 ppm인 리튬 화합물 기재 내의 H2의 실험적인 이동값을 도 7 (Lu 외)에 나타내었고 [82] 이는 절대 공명 이동값인 -27.44 ppm (-31.5 ppm + 4.06 ppm)에 대응한다. 액상 TMS에 대한 3.5 ppm (-28.0 ppm - 31.5 ppm)에 대응하는 -28.0 ppm의 절대 H2 기체상 공명 이동을 이용할 때, 리튬-화합물 기질 효과는 +0.56 ppm (4.06 ppm - 3.5 ppm)이며, 이는 측정 이동값인 -0.56 ppm으로 보정될 필요가 있다. 그리고나서, TMS에 대한 1.26 ppm 피크에서 H2의 높은장 피크는 -30.8 ppm (-31.5 ppm + 1.26 ppm - 0.56 ppm)의 기질-보정된 절대 공명 이동에 대응한다. 식 12에 데이터를 대입할 때, p = 4이며 H2(1/4)와 일치한다: Absolute H 2 gas phase shift values can be used to determine substrate shift values for H 2 in a lithium-based substrate. Correction to the substrate migration value can then be compared to Equation 12 by adding a 1.3 ppm peak and determining the gas phase absolute migration value. The shift values of all the peaks were compared with the liquid phase TMS, which has an experimental absolute resonance shift of -31.5 ppm for the rotational magnetic frequencies of the two peaks. Experimental shift values of H 2 in the lithium compound base at 4.06 ppm with respect to the liquid TMS are shown in FIG. 7 (Lu and others) corresponding to the absolute resonance shift value of -27.44 ppm (-31.5 ppm + 4.06 ppm) do. And - (3.5 ppm 4.06 ppm), 3.5 ppm (-28.0 ppm - - 31.5 ppm) for the liquid when using the absolute TMS H 2 gas phase 0 people movement of -28.0 ppm, a lithium compound corresponding to the substrate effect is +0.56 ppm This needs to be corrected to a measurement shift value of -0.56 ppm. The high long peak of H 2 at 1.26 ppm peak to TMS then corresponds to a substrate-corrected absolute resonance shift of -30.8 ppm (-31.5 ppm + 1.26 ppm - 0.56 ppm). When we substitute the data in Equation 12, p = 4 and H 2 (1/4) match:

Figure 112015022675507-pct00134
(46)
Figure 112015022675507-pct00134
(46)

Lu 외 [82]는 이 위치에서 피크를 관찰하였으며 이는 LiH + LiNH2 (1.1/1)이 가열됨에 따라

Figure 112015022675507-pct00135
에 대한 상대적인 강도가 증가된 것이다. 도 6 및 7에서 알려지지 않은 피크에 대해서는 확인할 수 없었다. H2(1/4)의 이론적인 이동값과 정확히 일치하는 피크에 대한 확인은, FTIR (Sec. IIIG)과 전자 빔-여기 방출 분광법 (Sec. IIIH)에 의해 실시하였다.Lu et al. [82] observed a peak at this location as LiH + LiNH 2 (1.1 / 1) was heated
Figure 112015022675507-pct00135
And the relative strength to the &lt; RTI ID = 0.0 &gt; But could not be confirmed for the unknown peaks in Figures 6 and 7. Identification of peaks that exactly corresponded to the theoretical shift of H 2 (1/4) was performed by FTIR (Sec. IIIG) and electron beam-excited emission spectroscopy (Sec.

LiH*X 내의 H-(1/4) 이온의 존재는 할라이드 이온의 편극도를 통해 알 수 있었다. LiH*F 및 LiH*Cl의 1H MAS NMR 스펙트럼은 도 32A 및 32B에 나타난 바와 같다. 4.3 ppm 및 1.2 ppm의 피크는 두가지의 다른 양자 상태에 있는 분자 수소의 이론적인 예상값과 일치하였다 [1, 6]. 4.3 ppm는 H2에 대한 Lu 외 [82]의 예상과 일치하였고, 1.2 ppm는 Lu 외 [82]에서 개시되지 않은 H2(1/4)과 일치하였다. H2(1/4)의 존재는 FTIR스펙트럼(Sec. IIIG)에서의 회전 전이 예상값과 전자 빔-여기 방출 분광법(Sec. IIIH)에 의한 회전 거리 예상값을 관찰하여 알 수 있다. H-(1/4) 이온 피크는 비편극화 불소를 포함하는 LiH*F과 비편극화 염소를 포함하는 LiH*Cl 내에서는 발견할 수 없는 반면 LiH*Br 및 LiH*I에서 모두 주요 피크였는데 이는 도 30A 및 30B에 각각 나타내었다. 이들 결과는 편극화 할라이드가 LiX 및 H-(1/4) 이온의 반응으로 대응하는 리튬 할라이도하이드라이드를 형성한다는 것을 알려준다. 분자종이 불특정하게 결정 격자에 포획되기 때문에, 단독의 또는 H-(1/4) 이온과 결합된 분자종에 대한 LiH*X의 H-함량 선택성은 할라이드의 편극화도 및 이에 대응하는 H-(1/4)에 대한 반응성에 좌우된다. 칼륨 촉매는 H2(1/4)를 매우 잘 형성하나, H-(1/4)를 갖는 KCl 및 KI 기질 내에서는 그렇지 못하며, 이는 도 31A 및 31B에 나타낸 바와 같다.The presence of H - (¼) ion in LiH * X was found through the polarization of halide ions. The 1 H MAS NMR spectra of LiH * F and LiH * Cl are as shown in FIGS. 32A and 32B. The peaks at 4.3 ppm and 1.2 ppm corresponded to the theoretical predictions of molecular hydrogen in two different quantum states [1, 6]. 4.3 ppm was consistent with the prediction of Lu et al. [82] for H 2 , and 1.2 ppm was consistent with H 2 (1/4) not initiated by Lu et al. [82]. The presence of H 2 (1/4) can be seen by observing the predicted value of the rotational transition in the FTIR spectrum (Sec. IIIG) and the expected value of the rotation distance by electron beam-excited emission spectroscopy (Sec. H - (1/4) was ion peak is the main peak in both LiH * Br and LiH * I other hand can not be found in the LiH * Cl I containing LiH * F and bipyeon polarized chlorine containing fluorine which is also polarized bipyeon 30A and 30B, respectively. These results polarization halide LiX and H - indicates that form a lithium hydride Hala Ido which correspond to the reaction of the (1/4) ion. Since the molecular species are trapped in the crystal lattice uniquely, the H - content selectivity of LiH * X to the molecular species bound to H - (1/4) ions alone or in combination with the polarizability of H - / 4). &Lt; / RTI &gt; The potassium catalyst formed H 2 (1/4) very well but not in the KCl and KI substrates with H - (1/4), as shown in Figures 31A and 31B.

외부 TMS를 참조한 NaH*Br의 1H MAS NMR 스펙트럼을 도 32에 나타내었다. NaH*Br은 -3.58 ppm에서 크고 분명한 높은장 공명을 나타내었다. NaH 또는 NaH과 NaBr의 동일 몰비 혼합물을 포함하는 대조군 중 어느 것도 높은장 피크를 나타내지 않았다. NaH*Br의 높은장 피크인 -3.58 ppm은 넓지만, KH*I의 경우보다는 분명하지 않으므로 기질은 KH*I 내의 H-(1/4)의 식별하는 앞의 경우와 같은 큰 효과를 가지지 못할 수 있다. 그러므로, 측정된 이동값은 기질 효과에 기인하여 피크가 낮은장 이동되는 예상 이론과 직접 비교된다. TMS의 실험적 절대 공명 이동은 양자 회전자기 주파수에 대해 -31.5 ppm이다 [78-79]. TMS에 대한 -3.58 ppm에서의 신규 피크는, 절대 공명 이동값인 -35.08 ppm에 대응하며, 이는 식 4에서 p = 4임을 말해준다. H-(1/4)는 촉매인 NaH를 이용하였을 때 예상되는 바람직한 하이드라이드 이온이다 (식 3 내지 4 및 23 내지 27). LiH*X의 경우와 유사하게, 도 33에 나타난 4.3 ppm 피크는 H2에 대응하며, 1.13 ppm 피크는 H2(1/4)에 대응한다. 후자는 바람직한 촉매 분자 생성물로서 일반적으로 관찰된다 [29].The 1 H MAS NMR spectrum of NaH * Br with reference to the external TMS is shown in Fig. NaH * Br showed a large and apparent high resonance at -3.58 ppm. None of the controls containing NaH or the same molar ratio mixture of NaH and NaBr showed a high long peak. High field peak of -3.58 ppm of NaH * Br but not large, does not clearly than in the case of KH * I substrate H within KH * I - not have a great effect as the previous case of identifying the (1/4) . Therefore, the measured shift value is directly compared to the expected theory that the peak is shifted to a lower slope due to the substrate effect. The experimental absolute resonance transfer of TMS is -31.5 ppm for the quantum rotational magnetic frequency [78-79]. A new peak at -3.58 ppm for TMS corresponds to an absolute resonance shift of -35.08 ppm, which implies p = 4 in Equation 4. H - (1/4) is the expected preferred hydride ion when using the catalyst NaH (Equations 3-4 and 23-27). Similar to the case of LiH * X, the 4.3 ppm peak shown in Figure 33 corresponds to H 2 , and the 1.13 ppm peak corresponds to H 2 (1/4). The latter is generally observed as a desirable catalytic molecular product [29].

H2, H2(1/4), 및 H-(1/4)의 상대 강도에 대한 수소 첨가의 효과를 보여주는, 외부 TMS를 참조한 NaH*Cl 1H MAS NMR 스펙트럼을 도 34A 내지 34B에 나타내었다. 수소의 첨가는 H-(1/4) 피크를 증가시키고, H2가 증가함에 따라 H2(1/4)를 감소시킨다. (A) 수소 첨가로 합성되는 NaH*Cl는 H-(1/4)에 해당하는 -4 ppm의 높은장 이동 피크, H2(1/4)에 해당하는 1.1 ppm의 피크, 및 H2에 해당하는 4 ppm의 주 피크를 보여준다. (B) 수소첨가 없이 합성되는 NaH*Cl는 H-(1/4)에 해당하는 -4 ppm의 높은장 피크, H2(1/4)에 해당하는 1.0 ppm의 주 피크, 및 H2에 해당하는 4.1 ppm의 작은 피크를 보여준다.The NaH * Cl 1 H MAS NMR spectrum with reference to the external TMS showing the effect of hydrogenation on the relative intensities of H 2 , H 2 (1/4), and H - (1/4) is shown in FIGS. 34A-34B . The addition of hydrogen H - thereby increasing the (1/4) peak and reduce the H 2 (1/4) as the H 2 is increased. To 1.1 ppm corresponding to the (1/4) high field peak moves, H 2 (1/4) of the -4 ppm corresponding to the peak, and H 2 - (A) NaH * Cl H is synthesized by hydrogenating Shows the corresponding main peak of 4 ppm. (B) NaH * Cl H is synthesized without hydrogen addition - to the main peak, and H 2 of 1.0 ppm for the (1/4) high field peak, H 2 (1/4) of the -4 ppm corresponding to The corresponding small peak of 4.1 ppm is shown.

NaH*Cl 내의 H2, H2(1/4), 및 H-(1/4)의 상대 1H MAS NMR 상의 수소 첨가의 효과는 도 34A 및 34B에 나타낸 바와 같다. 외부 수소의 첨가에 의해 H2에서 H2(1/4)으로 주 피크가 변환되는 것은 H2가 풍부하지 않을 때 H2(1/4)에 의해 채워지는 격자 내의 공간을 H2가 점유 할 수 있다는 것을 보여준다. 그러나, 수소의 첨가는 H-(1/4) 피크의 상대적인 강도를 증가시키는데, 이는 하이드리노 반응물 농도가 증가되기 때문일 수 있다.The effect of hydrogenation on the relative 1 H MAS NMR of H 2 , H 2 (1/4), and H - (1/4) in NaH * Cl is shown in FIGS. 34A and 34B. With H 2 (1/4) in H 2 with the addition of external hydrogen is the main peak is converted to H 2 is the space within the grid is filled by the H 2 (1/4) H 2 is occupied when not in abundance . However, the addition of hydrogen increases the relative intensity of the H - (1/4) peak, which may be due to the increased concentration of hydrinot reactant.

H2 또는 하이드라이드를 해리시켜 얻어지는 고농도의 H가 없기 때문에 식 27에 따르는 H-(1/4)의 빠른 반응이 부분적으로 억제되었을 경우에, 식 23 내지 25의 반응으로 형성되는 H-(1/3)을 관찰할 수 있었는지를 알아보기 위해 NaCl 및 수소의 유일한 공급원인 KHSO4 고체산으로부터 합성된 NaH*Cl 에 대하여 NMR을 수행하였다. 고체산을 이용하여 형성된 NaH*Cl 에 대하여 외부 TMS를 참조한 1H MAS NMR 스펙트럼을 실시하였으며 도 35에 나타내었다. -3.97 ppm 및 1.15 ppm에서의 피크는 도 34A 및 34B에서의 -4 ppm 및 1.1 ppm의 피크와 일치하였으며, 이들은 각각 H-(1/4) 및 H2(1/4)에 해당하며, 이들은 H2 및 하이드라이드를 해리시켜 얻어지는 H을 이용하여 합성된 NaH*Cl에서 유래한 것이다. NaCl과의 혼합물내의 KHSO4의 함량이 단지 6.5 몰%이기 때문에, 정밀한 분석을 실시하여 기질 효과가 시료간에 항상 일정하도록 하였다. 특이하게, -3.15 ppm 및 1.7 ppm에서의 피크가 고체산 생성물에서 관찰되었다. 앞서의 NaH*Cl에 대한 기질 이동값을 식 4 및 12에 이용한 결과, 이들 피크가 각각 H-(1/3) 및 H2(1/3)에 해당하였다. 두 피크의 곡선 맞춤은 약 -3 ppm 및 -4 ppm의 피크를 도출하였는데, 이들은 실험 오차를 고려한 이론적 수치이다. 그러므로, 양 부분적인 수소 상태가 존재하였고, H2 피크는 4.3 ppm 에 나타나지 않았으며, 이는 H 의 유일한 공급원인 고체산을 이용한 NaH*Cl의 합성에 기인한 것으로서, 이들은 식 23 내지 30에 의해 주어진 반응을 확인시켜 준다. NaCl과 고체산 KHSO4의 반응으로부터 얻어지는 NaH*Cl 내의 H2(1/4)과 H-(1/4)의 존재는, XPS와 전자 빔-여기 방출 분광법에 의해 확인되었다. H quick reaction of the (1/4) which was partially inhibited in the case, the formation reaction of the formula 23 to 25 - - Since the high-concentration H is obtained by dissociation of H 2 or a hydride not H according to equation 27 (1 / 3), the NMR was performed on NaH * Cl synthesized from KHSO 4 solid acid, the sole source of NaCl and hydrogen. The 1 H MAS NMR spectrum of the NaH * Cl formed using the solid acid with reference to the external TMS was shown in FIG. The peaks at -3.97 ppm and 1.15 ppm corresponded to peaks at -4 ppm and 1.1 ppm in Figures 34A and 34B, which correspond to H - (1/4) and H 2 (1/4), respectively, Derived from NaH * Cl synthesized using H 2 and H obtained by dissociating the hydride. Since the content of KHSO 4 in the mixture with NaCl was only 6.5 mol%, a precise analysis was carried out so that the substrate effect was always constant between the samples. Specifically, peaks at -3.15 ppm and 1.7 ppm were observed in the solid acid product. As a result of using the above substrate shift values for NaH * Cl in equations 4 and 12, these peaks corresponded to H - (1/3) and H 2 (1/3), respectively. Curve fitting of two peaks resulted in peaks at about -3 ppm and -4 ppm, which are theoretical values taking experimental error into account. H 2 peaks therefore did not appear at 4.3 ppm, due to the synthesis of NaH * Cl with the solid acid, the sole source of H, and they are given by the equations 23 to 30 Confirm the reaction. The presence of H 2 (1/4) and H - (1/4) in NaH * Cl obtained from the reaction of NaCl with solid acid KHSO 4 was confirmed by XPS and electron beam-excited emission spectroscopy.

헬륨은

Figure 112015022675507-pct00136
로의 전이 반응을 유발할 수 있는 다른 촉매이며, 이는 이차 이의 이온화에너지가 54.4 eV, (
Figure 112015022675507-pct00137
)이기 때문이다. 촉매 반응은 다음과 같다:Helium
Figure 112015022675507-pct00136
Is another catalyst capable of inducing a transition reaction to the secondary ion, which has an ionization energy of 54.4 eV, (
Figure 112015022675507-pct00137
). The catalytic reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00138
(47)
Figure 112015022675507-pct00138
(47)

Figure 112015022675507-pct00139
(48)
Figure 112015022675507-pct00139
(48)

그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:

Figure 112015022675507-pct00140
(49)
Figure 112015022675507-pct00140
(49)

NaH 촉매 반응의 경우에서 알 수 있듯이, He+ 촉매 생성물인

Figure 112015022675507-pct00141
Figure 112015022675507-pct00142
로의 순차적인 빠른 전이는, 식 27에서 주어진 바와 같이
Figure 112015022675507-pct00143
에서 일차적으로 27.2 eV을 받아들이는 원자 수소에 의한 추가적인 촉매 반응을 통해 일어날 수 있다. 46.5 nm에서 시작되고 짧은 파장으로 이어지는 특징적으로 넓은 방출선은 활발한 H 촉매 분해로 인한 전이 반응 때문인 것으로 예상할 수 있다. 2% 수소를 갖는 헬륨의 마이크로파 방출을 기록하는 EUV 분광법을 이용하여 방출선을 관찰하였다[27-29]. 분광분석 및 NMR 데이터를 통해
Figure 112015022675507-pct00144
의 형성과
Figure 112015022675507-pct00145
으로의 순차 전이의 촉매 메카니즘을 확신할 수 있다. 추가적인 증거로서는 Sec. IIIF에서 주어진 바와 같이 NaH*Cl 내에서 H-(1/3) 및 H-(1/4) 모두가 관찰되는 것이다. As can be seen in the case of the NaH catalytic reaction, the He + catalyst product
Figure 112015022675507-pct00141
of
Figure 112015022675507-pct00142
The sequential rapid transition to &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112015022675507-pct00143
Can be caused by an additional catalytic reaction by atomic hydrogen that accepts 27.2 eV first. The characteristic broad emission line starting at 46.5 nm and leading to a short wavelength can be expected to be due to the transient reaction due to active H catalytic decomposition. The emission line was observed using EUV spectroscopy to record the microwave emission of helium with 2% hydrogen [27-29]. Through spectroscopic analysis and NMR data
Figure 112015022675507-pct00144
And
Figure 112015022675507-pct00145
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; of the &lt; / RTI &gt; Additional evidence includes Sec. H - (1/3) and H - (1/4) are observed in NaH * Cl as given in IIIF.

F. H-(1/4) 및 H-(1/3)의 XPS 식별.

Figure 112015022675507-pct00146
영역에 걸쳐 각각의 LiBr 및 LiH*Br에 대한 스펙트럼 분석이 실시되었다 (도 36A 내지 36B). LiH*Br 결정과 LiBr 대조군 내에 존재하는 모든 원소를 결정하기 위해 주 원소 피크를 조사하였다. 스캔 결과, 다음 피크를 제외하고는 낮은 결합 에너지 영역 (도 37) 내에서 피크를 확인할 수 있는 원소는 존재하지 않았다: Li 1s (55 eV, LiBr과 비교하여 1 eV 낮게 이동), O 2s (23 eV), Br 3d5/2 및 Br 3d3/2 (각각 69 eV 및 70 eV), Br 4s (15 eV), 및 Br 4d (5 eV). 따라서, 이 영역에서 나타나는 다른 피크는 새로운 종일 수 밖에 없다. 도 37에 나타난 바와 같이, LiH*Br의 XPS 스펙트럼은 LiBr과 비교할 때 9.5 eV 및 12.3 eV에서 추가적인 피크를 가지는 점에서 차이가 있으나, 이는 다른 어떠한 주 원소 피크와도 관련된 것도 아니며
Figure 112015022675507-pct00147
하이드라이드 이온과 일치하는 것이다 (식 4 및 16). 이들 피크를 알아보기 위하여 원자가-밴드 영역에서 피크를 가지는 원소에 대하여 문헌을 검색하였다. 현재 알려진 주원소 피크로서는 이를 확인할 수가 없었다. 그러므로, 알려진 원소에는 해당하지 않으며 다른 어떠한 주원소 피크에도 대응하지 않는 9.5 eV 및 12.3 eV 피크는, 두 개의 다른 화학적 환경에 존재하는 H-(1/4)임을 알 수 있었다. 이러한 사실은 KH*I의 H-(1/4)에 대하여 이전에 보고된 바와 매우 유사하다 [13-15, 26, 30].F. XPS identification of H - (1/4) and H - (1/3).
Figure 112015022675507-pct00146
Spectral analysis was performed for each LiBr and LiH * Br throughout the region (Figures 36A-36B). The main element peaks were investigated to determine all the elements present in LiH * Br crystals and LiBr controls. As a result of the scan, there were no peaks in the low binding energy region (Figure 37) except for the following peaks: Li 1s (55 eV, 1 eV lower compared to LiBr), O 2s (23 eV), Br 3d 5/2 and Br 3d 3/2 (69 eV and 70 eV, respectively), Br 4s (15 eV), and Br 4d (5 eV). Thus, other peaks appearing in this region are only new species. As shown in Figure 37, the XPS spectrum of LiH * Br differs in that it has additional peaks at 9.5 eV and 12.3 eV, as compared to LiBr, but it is not related to any other elemental peaks
Figure 112015022675507-pct00147
Lt; / RTI &gt; (equation 4 and 16). To investigate these peaks, the literature was searched for elements having peaks in the valence band region. We could not confirm this as a currently known main element peak. Therefore, the known elements have not the 9.5 eV and 12.3 eV peak does not correspond to any other primary element peaks, two different H present in the chemical environment was found to be (1/4). This fact is of KH H * I - is very similar to that described previously reported with respect to the (1/4) [13-15, 26, 30].

Figure 112015022675507-pct00148
Figure 112015022675507-pct00149
영역에 걸쳐 각각의 NaBr 및 NaH*Br에 대해 스펙트럼을 얻었다 (도 38A 내지 38B). NaH*Br 결정 및 NaBr 대조군 내에 존재하는 모든 원소를 결정하기 위해 주 원소 피크를 조사하였다. 그 결과, 다음 피크를 제외하고는 낮은 결합 에너지 영역에서 확인할 수 있는 원소가 없었다: Na 2p 및 Na 2s (30 eV 및 63 eV, NaBr과 비교하여 1 eV 낮게 이동), O 2s (23 eV), Br 3d5/2 및 Br 3d3/2 (각각 69 eV 및 70 eV), Br 4s (15.2 eV), 및 Br 4d (5 eV). 따라서, 이 영역에서 나타나는 다른 피크는 새로운 종일 수 밖에 없다. 도 39에 나타난 바와 같이, NaH*Br의 XPS 스펙트럼은 NaBr과 비교할 때 9.5 eV 및 12.3 eV에서 추가적인 피크를 가지는 점에서 차이가 있으나, 이는 다른 어떠한 주 원소 피크와도 관련된 것도 아니며
Figure 112015022675507-pct00150
하이드라이드 이온과 일치하는 것이다 (식 4 및 16). 이들 피크를 알아보기 위하여 원자가-밴드 영역에서 피크를 가지는 원소에 대하여 문헌을 검색하였다. 현재 알려진 주원소 피크로서는 이를 확인할 수가 없었다. 그러므로, 알려진 원소에는 해당하지 않으며 다른 어떠한 주원소 피크에도 대응하지 않는 9.5 eV 및 12.3 eV 피크는, 두 개의 다른 화학적 환경에 존재하는 H-(1/4)임을 알 수 있었다.
Figure 112015022675507-pct00148
Figure 112015022675507-pct00149
A spectrum was obtained for each NaBr and NaH * Br throughout the region (Figures 38A-38B). The main element peaks were investigated to determine all the elements present in the NaH * Br crystals and the NaBr control. As a result, there were no detectable elements in the low binding energy region except for the following peaks: Na 2p and Na 2s (30 eV and 63 eV, 1 eV lower compared to NaBr), O 2s (23 eV) Br 3d 5/2 and Br 3d 3/2 (69 eV and 70 eV, respectively), Br 4s (15.2 eV), and Br 4d (5 eV). Thus, other peaks appearing in this region are only new species. As shown in Figure 39, the XPS spectrum of NaH * Br differs in that it has an additional peak at 9.5 eV and 12.3 eV compared to NaBr, but it is not related to any other elemental peak
Figure 112015022675507-pct00150
Lt; / RTI &gt; (equation 4 and 16). To investigate these peaks, the literature was searched for elements having peaks in the valence band region. We could not confirm this as a currently known main element peak. Therefore, the known elements have not the 9.5 eV and 12.3 eV peak does not correspond to any other primary element peaks, two different H present in the chemical environment was found to be (1/4).

Figure 112015022675507-pct00151
NaBr 영역에 걸쳐 15 kJ의 초과 열의 생성에 따르는 각각의 Pt/Ti 및 NaH*-코팅된 Pt/Ti에 대해 스펙트럼을 얻었다 (도 40A 내지 40B). NaH*-코팅된 Pt/Ti 및 Pt/Ti 대조군 내에 존재하는 모든 원소를 결정하기 위해 주 원소 피크를 조사하였다. 그 결과, 다음 피크를 제외하고는 낮은 결합 에너지 영역 (도 41A 내지 41B) 내에서 확인할 수 있는 원소가 없었다: Pt 4f7/2 및 Pt 4f5/2 (각각 70.7 eV 및 74 eV), 및 O 2s (23 eV). NaH*-코팅된 Pt/Ti에 대해 Na 2p 및 Na 2s 피크가 31 eV 및 64 eV에서 관찰되었으며, 원자가 밴드는 단지 Pt/Ti에 대해서만 관찰되었다. 따라서, 이 영역에서 나타나는 다른 피크는 새로운 종일 수 밖에 없다. 도 42A 내지 42B에 나타난 바와 같이, NaH*-코팅된 Pt/Ti의 XPS 스펙트럼은 Pt/Ti과 비교할 때 6 eV, 10.8 eV, 및 12.8 eV 에서 추가적인 피크를 가지는 점에서 차이가 있으나, 이는 다른 어떠한 주 원소 피크와도 관련된 것도 아니며
Figure 112015022675507-pct00152
Figure 112015022675507-pct00153
하이드라이드 이온과 일치하는 것 H-(1/4)임을 알 수 있었다. 6 eV 피크는 H-(1/3)에 해당하였다. 그러므로, 이 영역에서 할라이드 피크의 부재하에서, 부분적인 수소 상태 (1/3 및 1/4)는 식 27에서 예상된 바와 같이 관찰되었다. 높은 결합 에너지에 기인한 원자가 밴드의 부재는 NaH*-코팅된 Pt/Ti의 하이드리노 하이드라이드의 선별을 또한 만족하였다.
Figure 112015022675507-pct00151
Spectra were obtained for each Pt / Ti and NaH * -coated Pt / Ti following the generation of an excess of 15 kJ over the NaBr region (Figures 40A-40B). The principal element peaks were investigated to determine all the elements present in the NaH * -coated Pt / Ti and Pt / Ti controls. As a result, there were no detectable elements in the low binding energy region (Figures 41A-41B) except for the following peaks: Pt 4f 7/2 and Pt 4f 5/2 (70.7 eV and 74 eV, respectively) and O 2s (23 eV). Na 2p and Na 2s peaks were observed at 31 eV and 64 eV for NaH * -coated Pt / Ti, and the valence band was observed only for Pt / Ti. Thus, other peaks appearing in this region are only new species. As shown in Figures 42A-42B, the XPS spectrum of the NaH * -coated Pt / Ti differs in that it has additional peaks at 6 eV, 10.8 eV, and 12.8 eV when compared to Pt / Ti, Nor is it related to the elemental peak
Figure 112015022675507-pct00152
And
Figure 112015022675507-pct00153
And H - (1/4), which is in agreement with the hydride ion. The 6 eV peak corresponds to H - (1/3). Therefore, in the absence of halide peaks in this region, partial hydrogen states (1/3 and 1/4) were observed as expected in Equation 27. [ The absence of a valence band due to high binding energy also satisfied the selection of the hydrinohydride of NaH * -coated Pt / Ti.

NaH*-코팅된 Pt/Ti의 결과를 도 42B에 나타내었으며, 이는 NaH*-코팅된 Si의 결과와 동일하였다. 도 43 및 44에서 보는 바와 같이, NaH*-코팅된 Si의 XPS 스펙트럼은 6 eV, 10.8 eV, 및 12.8 eV에서 피크를 나타내었으며, 이는 알려진 원소에는 해당하지 않으며 다른 어떠한 주원소 피크에도 대응하지 않는 것이지만, H-(1/3) 및 H-(1/4)과 일치하는 것이다. 그러므로, 부분적인 수소 상태인 1/3 (6 eV에서의 H-(1/3)) 및 1/4 (10.8 eV 및 12.8 eV에서의 H-(1/4)는 식 27에서 예상된 바와 같이 존재한다.The results of NaH * -coated Pt / Ti are shown in Figure 42B, which is identical to the result of NaH * -coated Si. As shown in Figures 43 and 44, the XPS spectrum of NaH * -coated Si showed peaks at 6 eV, 10.8 eV, and 12.8 eV, which do not correspond to known elements and do not correspond to any other elemental peaks But it is in agreement with H - (1/3) and H - (1/4). Therefore, the partial hydrogen state 1/3 (H - (1/3) at 6 eV) and 1/4 (H - (1/4 at 10.8 eV and 12.8 eV) exist.

G. H2(1/4)의 FTIR 식별. H-(1/4)에 해당하는 -2.5 ppm에서 높은장-이동된 1H NMR 피크와, 대응하는 H2(1/4) 분자에 해당하는 1.3 ppm에서 NMR 피크를 갖는 시료에 대하여 고성능 FTIR 분광분석을 실시하였다. 도 45B에서 보는 바와 같이, 단일의 좁은 피크가 1989 cm-1에서 관찰되었다. 출발 물질과 예상 반응을 고려할 때, LiNH2, Li2NH, 및 Li3N의 화합물이 가능하지만, 이들 중 어느 화합물도 1989 cm-1의 영역에서 피크를 나타내지 않는다. LiBr로 쉽게 추측되는 피크들 외의 어떠한 다른 피크도 관찰되지 않았다 (도 45A). 아자이드, 금속 카보닐, 메타보레이트 이온 등의 이종물질과 같이 이 영역에서 발견될 수 있는 모든 종을 철저히 조사해 보았다. 아자이드 및 금속 카보닐은 스펙트럼 상의 밴드가 매우 넓어야 하기 때문에 제외시켰다. 메타보레이트 이온은 ToF-SIMS 분석을 통해 제외시킬 수 있었는데, ToF-SIMS 분석을 통해 FTIR 검출 한계보다 낮은 수준에 해당하는 ppb 수준에서 검출되지 않는 총 보론 함량을 알 수 있었으며 보론 동소체인 10B (20% N.A.) 및 11B (80% N.A.)에 대응하는 2개의 피크가 없음을 알 수 있었다.G. Identification of FTIR of H 2 (1/4). High-performance FTIR for samples with high peak-shifted 1 H NMR peak at -2.5 ppm corresponding to H - (1/4) and NMR peak at 1.3 ppm corresponding to corresponding H 2 (1/4) Spectral analysis was performed. As seen in Figure 45B, a single narrow peak was observed at 1989 cm &lt;&quot; 1 & gt ;. LiNH 2 , Li 2 NH, and Li 3 N compounds are possible when starting materials and expected reactions are considered, but none of these compounds show peaks in the region of 1989 cm -1 . No other peaks were observed other than the peaks easily predicted by LiBr (Fig. 45A). All species that can be found in this area, such as heterologous materials such as azides, metal carbonyls, metaborate ions, have been thoroughly investigated. The azide and metal carbonyls were excluded because their spectral bands must be very large. The ToB-SIMS analysis showed that the total boron content was not detected at the ppb level, which is lower than the FTIR detection limit, and the boron isotope, 10 B (20 % NA) and 11 B (80% NA).

가능한 기질 효과를 고려할 때, 1989 cm-1 (0.24 eV)에서의 피크가 H2(1/4)에 대한 이론적 예상값인 1947 cm-1와 일치하였다. 식 14 내지 15로부터 알 수 있듯이, 일반적인 수소의 42배에 달하는 매우 큰 회전 에너지는 H2의 1/4에 해당하는 H2(1/4)의 핵간 거리를 의미한다. 실리콘 및 GaAs 내의 침입형 H2는 단일의 회전진동 전이를 보여주는 자유 회전자에 가깝다 [83-87]. H2는 FTIR 활성일 뿐만 아니라 라만 활성인데, 이는 결정 격자와의 상호작용에 의한 유발 쌍극자에 기인한다 [83]. 결정 격자는 또한 선택 법칙에 영향을 주어 H2(1/4) 내에서 그 외의 금지된 전이를 허용할 수 있다. 기질 효과를 고려할 때, 1943 cm-1의 피크를 갖고 상대적으로 좁은 피크 폭을 갖는다는 것은, H2(1/4)가 결정 내부에서 자유로이 회전할 수 있고 일반적인 수소의 치수의 1/4에 대응하는 작은 크기를 갖는 다는 것을 의미한다. 일반적인 수소는 비-극저온의 온도에서 오르쏘-파라가 3:1의 비율을 보여주는 반면 합성 조건에서 형성된 H2(1/4)의 단일 피크는 상대적인 핵간 간격이 1/4로 되어 안정성이 64배 향상됨에 따라 단지 파라형만 볼 수 있다. 얻어진 주파수가 1989 cm-1 피크와 일치하고 수소는 고체 기질 내에서 단일 회전진동 전이를 보여주는 것으로 알려진 유일한 원소여서 다른 적합한 것을 찾을 수 없으므로, 1989 cm-1 피크는 파라 H2(1/4)의 J=0 내지 J=1의 회전 전이에 해당한다. Considering possible substrate effects, the peak at 1989 cm -1 (0.24 eV) was consistent with the theoretical expected value of 1947 cm -1 for H 2 (1/4). As it can be seen from equation 14 to 15, a very large rotational energy of up to 42 times the typical hydrogen means the internuclear distance of H 2 (1/4) corresponding to 1/4 of the H 2. Invasive H 2 in silicon and GaAs is close to a free rotor showing a single rotational oscillation transition [83-87]. H 2 is not only an FTIR activity but also a Raman activity, which is due to the induced dipoles due to interaction with the crystal lattice [83]. The crystal lattice can also influence the law of choice and allow for other prohibited transitions within H 2 (1/4). Considering the substrate effect, having a peak of 1943 cm -1 and a relatively narrow peak width means that H 2 (1/4) can freely rotate within the crystal and correspond to one-fourth of the normal hydrogen dimension Which means that it has a small size. Typical hydrogen shows a ratio of ortho-para to 3: 1 at a non-cryogenic temperature, while a single peak of H 2 (1/4) formed in a synthesis condition has a relative nuclear spacing of 1/4, resulting in a stability of 64 Only the para type can be seen as it gets better. The 1989 cm -1 peak is the peak of para-H 2 (1/4), since the resulting frequency corresponds to the 1989 cm -1 peak and hydrogen is the only element known to exhibit a single rotational oscillation transition in the solid matrix, Corresponds to a rotational transition of J = 0 to J = 1.

H. 전자 빔 여기에 의한 H2(1/4) 회전 UV 스펙트럼. 알칼리 할라이드 격자 내에 포획된 H2(1/4), MgX2 (X=F,Cl,Br,I), 및 CuX2 (X=F,Cl,Br)를 창없는 UV 분광법 (windowless UV spectroscopy)에 의해 분석하였으며, 분석 조건은 12.5 keV 전자 건을 이용하여 10-20 ㎂의 빔 전류 및 10-5 Torr 미만의 압력 범위 조건에서 결정의 전자빔 여기상태를 측정하였다. 알칼리 금속의 경우에는, 알칼리 염화물만이 식 14에 의해 예상된 피크를 보여주는 것으로 나타났으며, 강도는 1 그룹 원소 열의 아래로 갈수록 강도가 증가하므로 예상치와 대략 일치하였다. 모든 경우에 있어서, 가열에 의해 리만계열 α 피크 및 그 외 피크들이 제거되어, UV에서 관찰되지 않았다. 온라인 질량 분광기에서는 수소만이 기록되었다. 일련의 MgX2 (X=F,Cl,Br,I) 및 CuX2 (X=F,Cl,B)의 화합물 중, 예상된 밴드는 단지 MgI2에서만 검출되었는데, 이 경우에 촉매인 Mg2+에 영향을 받았을 수 있다. 이들 결정에 대한 NMR은 단지 MgX2의 경우에만 1.13 ppm에서 H2(1/4) 피크를 F,Cl,Br,<<I의 상대 강도로 보여주었는데, 이는 MgI2만의 전자 빔-여기 방출에 의한 밴드의 검출선과 일치한다. H. H 2 (1/4) rotation UV spectrum by electron beam excitation. H 2 trapped in the alkali halide lattice (1/4), MgX 2 (X = F, Cl, Br, I), and CuX 2 (X = F, Cl , Br) UV spectroscopy (UV spectroscopy windowless) a windowless , And the electron beam excitation state of the crystal was measured under a beam current of 10-20 및 and a pressure range of less than 10 -5 Torr using a 12.5 keV electron gun. In the case of alkali metals, only alkali chloride showed a peak expected by Eq. 14, and the intensity roughly coincided with the expected value as the intensity increased as the heat progressed to the bottom of one group element row. In all cases, Lehmanic alpha peaks and other peaks were removed by heating, and were not observed in UV. In the online mass spectrometer only hydrogen was recorded. A series of MgX 2 (X = F, Cl , Br, I) and the compound of CuX 2 (X = F, Cl, B ), the expected band was only detected only MgI 2, the catalyst in this case Mg 2+ . NMR for these crystals gave only show the H 2 (1/4) peak at 1.13 ppm only of MgX 2 with the relative intensities of F, Cl, Br, << I , which electron beam only MgI 2 - here release Of the band.

포획된 H2(1/4)을 갖는 전자 빔-여기된 CsCl 결정에 대한 100-350 nm 영역의 스펙트럼이 도 46에 나타나 있다. 일련의 균등 선들이 도 46에서 보는 바와 같이 220 내지 300 nm 영역에서 관찰되었다. 이러한 선들은 식 14에서 주어진 H2(1/4)의 P 가지의 간격 및 강도와 대략 일치하였다. P(1), P(2), P(3), P(4), P(5), 및 P(6)가 226.0 nm, 237.0 nm, 249.5 nm, 262.5 nm, 277.0 nm, 및 292.5 nm에서 각각 관찰되었다. 피크의 에너지에 대한 선형 곡선의 경사는 도 46에 나타난 바와 같이 0.25 eV로서 5.73 eV의 절편을 갖고 r2 < 0.0000의 잔여 오차 합을 갖는다. 경사는

Figure 112015022675507-pct00154
(
Figure 112015022675507-pct00155
는 최종 상태의 회전 양자수)를 갖는 회전 에너지 간격의 예상치인 0.241 eV (식 14; p=4)와 일치한다. H2(1/4)는 자유 회전자이나, 자유 진동자는 아니며 이는 앞서 예를 든 실리콘 내의 침입형 수소 [83-87]의 경우와 유사하다. 5.73 eV의 측정 경사값은 8.25 eV (식 13)의 진동에너지(
Figure 112015022675507-pct00156
) 예상치로부터 실리콘 내의 침입형 H2의 백분율에 비하여 2배 정도 이동하였다. 후자의 경우에는, 자유 H2의 진동 에너지가 4161 cm-1인 반면, 실리콘 내의 진동 피크가 오르쏘 및 파라-H2에 대응하여 3618 및 3627 cm-1에서 각각 관찰된다 [83]. 전자의 경우에는 이동치가 약 30% 낮은데, 이는 분자 진동 모드가 결정 격자와 결합함에 따라 질량이 두드러지게 상승하기 때문인 것으로 볼 수 있다. The spectrum of the 100-350 nm region for an electron beam-excited CsCl crystal with trapped H 2 (1/4) is shown in FIG. A series of equal lines was observed in the 220 to 300 nm region as shown in FIG. These lines roughly corresponded to the spacing and strength of the P branches of H 2 (1/4) given in Eq. 14. P (2), P (3), P (4), P (5), and P (6) were observed at 226.0 nm, 237.0 nm, 249.5 nm, 262.5 nm, 277.0 nm, and 292.5 nm Respectively. The slope of the linear curve with respect to the energy of the peak is 0.25 eV as shown in Fig. 46, and has a fraction of 5.73 eV and a residual error sum of r 2 < 0.0000. The slope
Figure 112015022675507-pct00154
(
Figure 112015022675507-pct00155
Corresponds to the expected 0.241 eV (Equation 14; p = 4) of the rotational energy interval with the number of rotational quantum states in the final state. H 2 (1/4) is not a free rotor or a free oscillator, which is similar to the case of the interstitial hydrogen [83-87] in the silicon described above. The measured slope value of 5.73 eV is 8.25 eV (Equation 13)
Figure 112015022675507-pct00156
) Estimates of the intrinsic H 2 content in silicon. In the latter case, the vibration energy of free H 2 is 4161 cm -1 , while the vibration peaks in silicon are observed at 3618 and 3627 cm -1 , respectively, corresponding to ortho- and para-H 2 [83]. In the case of the former, the moving value is about 30% lower, which is due to the remarkable increase in mass as the molecular vibration mode is combined with the crystal lattice.

0.25 eV의 측정된 회전 에너지 간격을 가지고 식 14 및 15를 이용하였을 때, H2(1/4)에 대한 일반적인 H2의 핵간거리의 1/4인 핵간 거리가 도출된다. 대응되는 약한 밴드가 NaH*Br로부터 관찰되었고, 좀 더 강한 밴드가 NaH*Cl로부터 관찰되었다. 후자의 경우를 고려할 때, 방출강도는 실리콘 기질 내에 포획된 H2(1/4)에 의해 현격히 증가되었다. 포획된 H2(1/4)를 갖는 NaH*Cl 코팅된 전자 빔-여기 실리콘 웨이퍼의 100-550 nm 스펙트럼이 도 47에 나타나 있다. 관찰된 것은 식 14에서 주어진 H2(1/4)의 P 가지의 간격 및 강도와 대략 일치하였다. P(1), P(2), P(3), P(4), P(5), 및 P(6)이 222.5 nm, 233.4 nm, 245.2 nm, 258.2 nm, 272.2 nm, 및 287.4 nm에서 각각 관찰되었다. 피크의 에너지에 대한 선형 곡선의 경사는 도 47에 나타난 바와 같이 0.25 eV로서 5.82 eV의 절편을 갖고 r2 < 0.0000의 잔여 오차 합을 갖는다. 선형성은 회전의 특성이며, 결과값은 H2(1/4)과 다시 일치한다. 이 기술은 Secs. IIIE 및 IIIG에서 주어진 고상 NMR 및 FTIR 결과값을 확인시켜준다. 이미 알려진 바와 같이 [13-14] NMR에 의해 H-(1/4)를 가지는 KH*Cl이 12.5 keV의 전자빔에 투사되었을 때, 전자빔 여기된 알칼리 염화물, NaH*Cl-코팅된 Si, 및 아르곤-수소 플라스마에서 관찰된 바와 유사한 침입형 H2(1/4)의 여기 방출이 관찰되었다 [13-14]. 또한, 고온 가열에 의해 H2(1/4)에 해당하는 밴드가 KCl 출발 물질로부터 제거된 것이 관찰되었다. 그 후 KH*Cl가 열처리된 KCl로부터 합성된 후에 KH*Cl의 격자에 포획된 KH*Cl이 H-(1/4) 외에 관찰되었으며, 이는 HCl, NaH, K, 및 Ar+와 같은 다중 촉매가 H2(1/4)을 발생시킬 수 있다는 것을 말해준다. Using equations 14 and 15 with a measured rotational energy interval of 0.25 eV, an inter-nuclear distance of 1/4 of the normal H 2 nuclear intercept for H 2 (1/4) is derived. Corresponding weak bands were observed from NaH * Br, and a stronger band was observed from NaH * Cl. Considering the latter case, the emission intensity was significantly increased by H 2 (1/4) captured in the silicon substrate. A 100-550 nm spectrum of a NaH * Cl coated electron beam-excited silicon wafer with trapped H 2 (1/4) is shown in FIG. Observations were roughly consistent with the spacing and strength of the P branches of H 2 (1/4) given in Equation 14. P (2), P (3), P (4), P (5), and P (6) were observed at 222.5 nm, 233.4 nm, 245.2 nm, 258.2 nm, 272.2 nm, and 287.4 nm Respectively. The slope of the linear curve with respect to the energy of the peak is 0.25 eV, as shown in Fig. 47, with a slice of 5.82 eV and a residual error sum of r 2 < 0.0000. Linearity is a characteristic of rotation, and the result is again equal to H 2 (1/4). This technique is based on Secs. IIIE and IIIG, as well as the solid-state NMR and FTIR results. As already known, when KH * Cl with H - (1/4) by [13-14] NMR was projected onto an electron beam of 12.5 keV, electron beam excited alkali chloride, NaH * Cl-coated Si, and argon - Excited H 2 (1/4) excitation emission similar to that observed in hydrogen plasma was observed [13-14]. It was also observed that the band corresponding to H 2 (1/4) was removed from the KCl starting material by heating at high temperature. Then KH * Cl after the synthesis from the heat-treated KCl trapped in the lattices of KH KH * Cl * Cl is H - were observed in addition to the (1/4), which is HCl, NaH, K, and multiple catalyst such as Ar + Can generate H 2 (1/4).

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Figure 112015022675507-pct00157
), gibbsite (
Figure 112015022675507-pct00158
), and
Figure 112015022675507-pct00159
revised values for
Figure 112015022675507-pct00160
and
Figure 112015022675507-pct00161
of some aluminosilicate minerals", J. Res. U.S. Geol. Surv., Vol. 5(4), (1977), pp. 413-429.76. BS Hemingway, RA Robie, " Enthalpies of formation of low albite (
Figure 112015022675507-pct00157
), gibbsite (
Figure 112015022675507-pct00158
), and
Figure 112015022675507-pct00159
revised values for
Figure 112015022675507-pct00160
and
Figure 112015022675507-pct00161
of some aluminosilicate minerals &quot;, J. Res. US Geol. Surv., Vol. 5 (4), (1977), pp. 413-429.

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Claims (119)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 대기압보다 낮거나, 같거나, 또는 큰 범위의 압력을 함유하도록 제작 및 배열된 반응 용기를 제공하는 단계;Providing a reaction vessel constructed and arranged to contain pressures less than, equal to, or greater than atmospheric pressure; 고체 연료 혼합물을 제공하는 단계;Providing a solid fuel mixture; 대기압보다 낮거나, 같거나, 또는 큰 범위에 압력을 유지하는 단계;Maintaining a pressure in a range lower than, equal to, or greater than atmospheric pressure; 상기 반응 용기와 연통하는 제1 수소 원자 공급원으로부터 반응 용기 내에 수소 원자를 제공하는 단계;Providing a hydrogen atom in a reaction vessel from a first hydrogen atom source in communication with said reaction vessel; 공급원으로부터 촉매가 형성되도록, 촉매를 형성하는 원소 또는 원소들을 포함하는 적어도 하나의 반응물 및 적어도 하나의 다른 원소의 반응 혼합물을 포함하는, 상기 반응 용기와 연통하는 수소 원자의 촉매 공급원을 제공하는 단계;Providing a catalytic source of hydrogen atoms in communication with the reaction vessel, the reaction vessel comprising a reaction mixture of at least one reactant and at least one other element comprising elements or elements that form a catalyst so that a catalyst is formed from the source; 만약 촉매가 아직 존재하지 않거나 촉매를 형성하는 반응이 상온에서 자발적이지 않은 경우, 수소 원자의 촉매 공급원으로부터 수소 원자의 촉매를 생성하는 반응 혼합물을 가열하는 단계;Heating the reaction mixture to produce a catalyst of hydrogen atoms from a catalytic source of hydrogen atoms if the catalyst is not yet present or if the reaction to form the catalyst is not spontaneous at room temperature; 만약 반응이 상온에서 자발적이지 않은 경우, 반응 혼합물을 가열하여 반응 용기 내 원자 수소의 촉매작용을 개시함으로써, 이에 의해, 원자 수소의 촉매작용은 수소 1몰 당 300 kJ보다 큰 양의 에너지를 방출하는 단계를 포함하고,If the reaction is not spontaneous at room temperature, the reaction mixture is heated to initiate the catalytic action of atomic hydrogen in the reaction vessel, whereby the catalytic action of atomic hydrogen releases an amount of energy greater than 300 kJ per mole of hydrogen &Lt; / RTI &gt; 상기 반응 혼합물은The reaction mixture (1) Na, NaH, NaNH2,NaOH, NaOH 코팅된 R-Ni, NaX (X 는 할라이드), 및 NaX 코팅된 R-Ni중 적어도 하나를 포함하는 나트륨의 공급원;(1) Na, NaH, NaNH 2, a source of sodium to NaOH, NaOH-coated R-Ni, NaX including (X is a halide), and NaX at least one of the R-coated Ni; (2) R-Ni, Al, Sn, Al2O3, 감마, 베타, 또는 알파 알루미나, 알루미네이트, 나트륨 알루미네이트, 알루미나 나노입자, 다공성 Al2O3, Pt, Ru, 또는 Pd/Al2O3, 카본, Pt 또는 Pd/C, 무기 화합물, Na2CO3, 란탄계 산화물, M2O3, Si, 실리카, 실리케이트, 제올라이트, Y 제올라이트 분말, 란탄계 원소, 전이 금속, 금속 알로이, 알칼리 및 Na 과의 알칼리 토 알로이, 희토 금속, SiO2-Al2O3 또는 SiO2 지지된 Ni, 및 다른 지지된 금속, 알루미나 지지된 백금, 팔라듐, 및 루테늄 중 적어도 하나 중 적어도 하나를 포함하는 공급원으로부터 NaH 분자의 생성을 돕는 큰 표면적의 지지체를 갖는 지지체 물질;(2) Al 2 O 3 , Pt, Ru, or Pd / Al 2 O 3 , R 2, Ni, Al, Sn, Al 2 O 3 , gamma, beta or alpha alumina, aluminate, sodium aluminate, alumina nanoparticles, O 3 , carbon, Pt or Pd / C, inorganic compounds, Na 2 CO 3 , lanthanum oxide, M 2 O 3 , Si, silica, silicate, zeolite, Y zeolite powder, lanthanide element, transition metal, alkaline earth alloy with the alkali and Na, rare earth metals, SiO 2 -Al 2 O 3 or SiO 2 supported Ni, and other supported metal, an alumina-supported platinum, palladium, and ruthenium of which includes at least one of the at least one A support material having a large surface area support that aids in the production of NaH molecules from a source; (3) H2 가스, 해리제 및 수소화물을 포함하는 수소의 공급원으로서, 상기 해리제는 레이니니켈(R-Ni), 유가 금속 또는 귀금속, 지지체 상의 유가 금속 또는 귀금속을 포함하고, 상기 유가 금속 또는 귀금속은 Pt, Pd, Ru, Ir, 및 Rh 중 적어도 하나이고, 상기 지지체는 Ti, Nb, Al2O3, SiO2 및 이들의 조합, 탄소 상의 Pt 또는 Pd, 수소 스필오버 촉매, 니켈 섬유 매트, Pd 시트, Ti 스폰지, Ti 또는 Ni 스폰지 또는 매트위에 전기도금된 Pt 또는 Pd, TiH, Pt 블랙, 및 Pd 블랙, 내화 금속, 몰리브덴 및 텅스텐, 전이 금속, 니켈 및 티타늄, 내부 전이 금속, 니오븀 및 지르코늄 중 적어도 하나인, 수소의 공급원;(3) A source of hydrogen including H 2 gas, dissociation agent and hydride, wherein the dissociation agent comprises Raney nickel (R-Ni), a valuable metal or a noble metal, a valuable metal or noble metal on the support, or a noble metal is at least one of Pt, Pd, Ru, Ir, and Rh, the support is Ti, Nb, Al 2 O 3, SiO 2, and combinations thereof, on carbon Pt or Pd, the hydrogen spillover catalyst, a nickel fiber Pt, Pd, TiH, Pt black, and Pd black, refractory metals, molybdenum and tungsten, transition metals, nickel and titanium, internal transition metals, niobium, and the like, electroplated on a mat, a Pd sheet, a Ti sponge, And zirconium; a source of hydrogen; (4) 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 수소화물, 및 알칼리 토금속 수소화물 중 적어도 하나를 포함하는 치환제;(4) a substituent comprising at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, an alkali metal hydride, and an alkaline earth metal hydride; (5) 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 란탄계원소, 전이금속, Ti, 알루미늄, B, 금속 알로이, AlHg, NaPb, NaAl, LiAl 및 금속 단독 또는 제 2 환원제와 결합되어 있는 금속 공급원, 알칼리 토 할라이드, 전이 금속 할라이드, 란탄계원소 할라이드, 알루미늄 할라이드, 금속 수소화물, LiBH4, NaBH4, LiAlH4 또는 NaAlH4, 및 알칼리 또는 알칼리 토금속 및 산화제, AlX3, MgX2, LaX3, CeX3 및 TiXn, 및 R-Ni의 Al 금속간(intermetallic) 중 적어도 하나를 포함하는, NaH 분자를 구성하기 위한 환원제; 및(5) a metal source combined with a metal, an alkali metal, an alkaline earth metal, a lanthanide element, a transition metal, Ti, aluminum, B, a metal alloy, AlHg, NaPb, NaAl, LiAl and a metal sole or a second reducing agent, halide, transition metal halide, a lanthanide element halides, aluminum halides, metal hydrides, LiBH 4, NaBH4, LiAlH 4 or NaAlH 4, and an alkali or alkaline earth metal and an oxidizing agent, AlX 3, MgX 2, LaX 3, CeX 3 and TiX n , and an Al intermetallic of R-Ni; a reducing agent for forming a NaH molecule; And (6) R-Ni를 포함하는 전력 생산 방법.(6) A method for producing power including R-Ni. 제42항에 있어서,43. The method of claim 42, 수소 원자의 촉매는 원자 Li, K 또는 Cs중 적어도 하나인 전력 생산 방법.Wherein the catalyst of the hydrogen atom is at least one of the atoms Li, K or Cs. 대기압보다 낮거나, 같거나, 또는 큰 범위의 압력을 함유하도록 제작 및 배열된 반응 용기를 제공하는 단계;Providing a reaction vessel constructed and arranged to contain pressures less than, equal to, or greater than atmospheric pressure; 대기압보다 낮거나, 같거나, 또는 큰 범위에 압력을 유지하는 단계;Maintaining a pressure in a range lower than, equal to, or greater than atmospheric pressure; 촉매를 형성하는 원소 또는 원소들을 포함하는 적어도 하나의 반응물 및 적어도 하나의 다른 원소와의 고체 연료 반응 혼합물을 포함하는 반응 용기와 연통하는 수소 분자의 촉매의 공급원을 제공함으로써, 촉매가 공급원으로부터 형성되는 단계; 및By providing a source of a catalyst of hydrogen molecules in communication with a reaction vessel comprising a solid fuel reaction mixture with at least one reactant and at least one other element comprising elements or elements that form a catalyst, step; And 만약 촉매가 아직 존재하지 않거나 촉매를 형성하는 반응이 상온에서 자발적이지 않은 경우, 수소 분자의 촉매의 공급원으로부터 수소 분자의 촉매를 생성하는 반응 혼합물을 가열하는 단계;Heating the reaction mixture to produce a catalyst of hydrogen molecules from a source of the catalyst of the hydrogen molecule if the catalyst is not yet present or the reaction to form the catalyst is not spontaneous at room temperature; 만약 반응이 상온에서 자발적이지 않은 경우, 반응 혼합물을 가열하여 반응 용기 내 원자 수소의 촉매작용을 개시함으로써, 원자 수소의 촉매작용은 수소 1몰 당 300 kJ보다 큰 양의 에너지를 방출하는 단계If the reaction is not spontaneous at room temperature, the catalytic action of the atomic hydrogen releases an amount of energy greater than 300 kJ per mole of hydrogen by heating the reaction mixture to initiate the catalytic action of atomic hydrogen in the reaction vessel 를 포함하는 전력 생산 방법.&Lt; / RTI &gt; 제44항에 있어서,45. The method of claim 44, 상기 반응 용기와 연통하는 수소 원자의 제1 공급원으로부터 반응 용기에 수소 원자를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 전력 생산 방법.Further comprising providing hydrogen atoms to the reaction vessel from a first source of hydrogen atoms in communication with the reaction vessel. 제44항에 있어서,45. The method of claim 44, 상기 촉매는 분자 NaH 인 전력 생산 방법.Wherein said catalyst is molecular NaH. 제46항에 있어서,47. The method of claim 46, 상기 반응 용기에서 분자 NaH를 형성하기 위해 NaOH를 환원제와 반응시키는 단계를 추가로 포함하는 전력 생산 방법.Further comprising reacting NaOH with a reducing agent to form molecular NaH in said reaction vessel. 삭제delete 삭제delete 제42항 또는 제44항에 있어서,45. The method of claim 42 or 44, 상기 용기로부터 반응 생성물을 제거하는 단계와 반응 생성물의 적어도 일부로부터 촉매의 공급원을 재생하는 단계를 추가로 포함하는 전력 생산 방법.Further comprising the step of removing the reaction product from the vessel and regenerating the source of the catalyst from at least a portion of the reaction product. 제42항 또는 제44항에 있어서,45. The method of claim 42 or 44, 방출 에너지를 전기 에너지로 전환하는 단계를 추가로 포함하는 전력 생산 방법.Further comprising the step of converting the emitted energy into electrical energy. 제42항 또는 제44항에 있어서, 45. The method of claim 42 or 44, 수소 촉매의 공급원은 수소 및 적어도 하나의 다른 원소를 갖는 적어도 하나의 반응물을 포함하고,The source of the hydrogen catalyst comprises at least one reactant having hydrogen and at least one other element, 방출되는 에너지는 생성물의 화학양론 또는 원소 조성을 갖는 화합물 형성 표준 엔탈피와 상기 적어도 하나의 반응물 형성 에너지 사이의 차이보다 큰 전력 생산 방법.Wherein the energy released is greater than the difference between the standard enthalpy of formation of the compound having the stoichiometry or the elemental composition of the product and the at least one reactant formation energy. 제42항 또는 제44항에 있어서, 45. The method of claim 42 or 44, 상기 수소 촉매의 공급원은 수소 및 적어도 하나의 다른 원소를 갖는 적어도 하나의 반응물을 포함하고,Wherein the source of the hydrogen catalyst comprises at least one reactant having hydrogen and at least one other element, 방출되는 에너지는 생성물로부터 적어도 하나의 반응물을 재생하는데 필요한 이론적 표준 엔탈피보다 크고, 여기서, 전력을 생성하기 위해 어떤 반응된 수소를 대체하기 위한 에너지는 표준값인 전력 생산 방법.Wherein the energy released is greater than the theoretical standard enthalpy required to regenerate at least one reactant from the product, wherein the energy to replace any reacted hydrogen to produce power is a standard value. 제44항 또는 제46항에 있어서, 46. The method of claim 44 or 46, 상기 반응 혼합물의 준비 또는 재생을 추가로 포함하되, 상기 준비 또는 재생이 기계적 혼합 또는 분리, 용융, 여과, 수소화, 탈수소화, 분해, 증착, 증발, 기화 및 승화, 및 볼 밀링 중 적어도 하나의 단계에 의해 달성되는 전력 생산 방법.Further comprising preparing or regenerating the reaction mixture wherein at least one of the steps of mechanical mixing or separation, melting, filtration, hydrogenation, dehydrogenation, decomposition, evaporation, evaporation, vaporization and sublimation, and ball milling &Lt; / RTI &gt; 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 42 항에 있어서,43. The method of claim 42, X는 Br 또는 I인 전력 생산 방법.And X is Br or I. 제 42 항에 있어서,43. The method of claim 42, M은 La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd, 및 Er 의 군으로부터 선택되는 전력 생산 방법.M is selected from the group of La, Sm, Dy, Pr, Tb, Gd and Er. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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