KR20050006141A - 고체 및 액체 연료 성분들을 분배하는 것에 의한 수소생성 방법 및 시스템 - Google Patents

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필립제이. 페틸로
스테판씨. 페틸로
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밀레니엄 셀, 인코퍼레이티드
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Abstract

예를 들어 물과 같은 액체 연료 성분, 및 예를 들어 수소화붕소 금속과 같은 고체 연료 성분을 사용하여 제조되는 연료 용액을 사용함으로써 수소가 생성된다. 이러한 성분들 모두는 제어 신호에 대응하여 분배된다. 상기 고체 연료 성분은 상이한 형태를 지닐 수 있으며, 그 형태는 입자들, 펠렛들, 파우더를 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 제어 신호에 대응하여 작동하는 다양한 장치들이 상기 고체 및 액체 성분들의 예정된 양을 분배하기 위하여 개시된다. 유리하게도, 이러한 용액은, 필요하다면, 높은 알칼라인 연료 및 배출되는 연료 용액들의 많은 양들을 저장하고 처리할 필요를 사전에 없앨 수 있도록 제조되어질 수 있다.

Description

고체 및 액체 연료 성분들을 분배하는 것에 의한 수소 생성 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING HYDROGEN BY DISPENSING SOLID AND LIQUID FUEL COMPONENTS}
수소화붕소나트륨(sodium borohydride)(NaBH4)을 포함하는 많은 착금속수소화물들(complex metal hydrides)의 가수 분해 반응은 수소 가스의 생성을 위하여 주로 사용되어 왔다. 지배 화학 반응식은 다음과 같이 표현될 수 있다:
촉매
MBH4+ 2H2O 4H2+ MBO2(1)
여기서 MBH4및 MBO2는 각각 수소화붕소 금속(metal borohydride) 및 금속 메타보레이트(metal metaborate)를 나타낸다. 수소화붕소나트륨의 가수 분해는 전형적으로 실온에서 느리므로, 예를 들어 고체들로서 또는 불활성 지지체들상에 부착되는 또는 용액내의 금속 붕소화물들에 대응되는 또는 루테늄, 코발트, 니켈, 또는 철과 같은 다양한 전이 금속들이거나 산들인 촉매 또는 열이 가수 분해 반응을 촉진하기 위하여 사용될 수 있다. 덧붙여, 착금속수소화물의 수소 가스와 금속 메타보레이트로의 분해율은 pH에 의존적인데, pH 값이 높을 수록 가수 분해가 방해된다. 따라서, 수소화붕소나트륨과 같은 착금속수소화물과 수산화나트륨(NaOH)과 같은 안정제(stabilizer) 및 물의 용액들이 연료, 즉, 소모되는 요소로서 사용되고, 이로부터 수소 가스가 생성된다. 그 수소 가스의 생산을 촉진하기 위하여, 상기 연료는 촉매를 지나가게 된다. 이러한 과정의 산물은 수소 가스 및 배출되는 연료 용액이다. 착금속수소화물이 수소화붕소나트륨일 경우, 배출되는 연료는 나트륨 메타보레이트의 슬러리이다. 상업적인 적용을 위한 요구들을 충족시키고자, 대부분의 수소 생성 시스템들은 연료를 또한 저장하는데 그러한 저장은 여러가지 불이익들을 가져온다. 그중 하나의 불이익은 상기 안정제의 존재로부터 기인한다. 상기 안정제의 기능은 연료 용액의 pH 값을 증가시키는 것이고, 이에 따라서 상기 용액이 촉매와 접촉하기 전까지 가수 분해가 방지된다. 상기 안정제는 어떠한 화학 반응에도 참여하지 않으므로, 연료와 배출된 연료 용액들 모두 높은 pH 값을 가진다. 일반적으로, 연료와 배출된 연료 용액들은 13 내지 14 사이의 pH 값들을 가진다. 이러한 높은 pH는 연료 및 방출된 연료 용액 모두의 이송이 수소 생성 비용을 증가시킬 정부의 규제들에 부합할 것을 요구한다. 이러한 높은 pH 용액들의 존재는 그러한 공정의 상업화와 대중적 수용에 또한 방해물이 된다. 그들이 다양한 금속과 반응할 때 이러한 높은 pH 용액들의 존재에 의하여 추가적인 비용이 부가된다. 이러한 반응들을 피하고자, 스테인레스 또는 비 반응 플라스틱들과 같은 비 반응 물질들이수소 생성 시스템내에서 사용되어야만 한다.
파우더(powder), 펠렛들(pellets) 및 입자들(granules)을 포함하는 다양한 형태의 고체 착금속수소화물들(solid complex metal hydrides) 등이 조제용으로 제조되는 반면, 수소의 제어되고 측정된 생성을 위한 상업적인 시스템들내에서의 그 사용은 제공된 바 없다.
상기한 바에 기초하여, 상업적인 적용의 필요를 충족시키고 사전에 혼합된 연료 용액들의 사용에 관한 문제점들을 극복하는 수소 생성 시스템이 고안되어질 수 있다면 매우 바람직할 것이다.
본 발명은 넓게는 수소의 생성에 관한 것이고, 더 상세하게는 고체 및 액체 연료 성분들을 분배(dispensing)함으로써 형성되는 "연료(fuel)"로부터의 수소 생성에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들이 본 발명의 실시예들을 개략적으로 보여주는 첨부되는 도면들과 연계되는 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 원리들에 부합하는 고체 및 액체 연료 성분들을 사용하는 개략적인 수소 생성 시스템을 나타낸다;
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 시스템내에서 사용되기 위한 고체 연료 성분 분배기를 나타낸다;
도 3은 도 1의 시스템내에서 사용되기 위한 다른 고체 연료 성분 분배기를 나타낸다;
도 4는 도 1의 시스템내에서의 사용을 위한 혼합 챔버의 실시예를 나타낸다;
도 5는 본 발명의 원리들에 따른 수소 가스 생성 방법을 나타낸다.
본 발명에 따라서 수소는 고체 및 액체 연료 성분들을 분배함으로써 제조되는 연료 용액의 사용을 통하여 생성된다. 유리하게도, 이러한 용액은, 필요하다면, 높은 알칼라인 연료 및 배출된 연료 용액들의 많은 양들을 저장하고 처리할 필요를 사전에 없앨 수 있도록 제조되어질 수 있다. 본 발명은, 그러나, 필요한 기초상에서의 상기 수소의 생성에 제한되는 것은 아니다.
개시되는 실시예들에서 상기 고체 연료 성분은 건조된 형태로 저장되고 필요하다면 액체와 함께 혼합되는 수소화붕소 금속이다. 개시되는 실시예들에서 상기 액체는 물을 포함한다. 상기 고체 연료 성분은 상이한 형태들을 취할 수 있으며, 상기 형태들은 입자들, 펠렛들 및 파우더를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 예정된 조건에 대응하여 작동하는 다양한 장치들이 상기 고체 및 액체 연료 성분들의 예정된 양을 분배하기 위하여 개시된다. 고체 연료 성분을 위한 그 중 하나의분배 장치(dispensing mechanism)는 더 많은 수소를 생성할 필요를 지시하는 제어 신호에 대응하여 입자 또는 다른 형태들인 고체 연료 성분의 예정된 양들을 분배하는 로터리 실린더(rotary cylinder)이다. 다른 하나는 예정된 사이즈의 펠렛화된 형태의 고체 연료 성분을 분배하기 위한 "건 클립(gun clip)" 장치(mechanism)이다. 상기 액체 연료 성분을 위한 분배 장치는 또한 다양한 형태를 취하며, 이는 플로트 장치(float mechanism)의 움짐임 또는 제어 신호중 어느 것에 의하여 가동되는 밸브를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 고체 및 액체 연료 성분들의 예정된 양은 수소화붕소 금속의 일정한 농도를 가지는 연료 용액을 형성하도록 챔버내에서 혼합된다. 이 실시예에서, 수소의 생성을 촉진화하기 위하여 상기 연료 용액이 촉매를 지나가도록 하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 수소 생성 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 저장 탱크(101), 고체 연료 성분 분배기(102), 액체 연료 성분 분배기(104), 액체 연료 성분 공급기(105), 연료 펌프(106), 촉매 챔버(107), 분리기(108), 배출 탱크(111) 및 열교환기(109)를 포함한다. 열 교환기(109)로부터 수소 연료 전지(hydrogen fuel cell) 또는 수소 탄화 엔진(hydrogen-burning engine) 또는 터빈(turbine)과 같이 그 가스를 소비하는 장치에 수소를 공급하게 된다. 대안으로서, 상기 생성된 수소 가스는 하나 또는 그 이상의 저장 용기에 연결될 수 있다.
고체 형태의 적어도 하나의 착금속수소화물은 저장 탱크(101)에 저장된다. 이러한 물질들은 시스템(100)내에서 수소를 생성하기 위한 연료의 고체 성분으로서의 역할을 한다. 상기 생성된 수소는 가스 형태이다. 상기 착금속수소화물들은 일반 화학식 MBH4를 가진다. M은 주기율표의 그룹Ⅰ(이전에는 그룹 1A)로부터 선택되는 알칼리 금속이고, 그 예들은 리튬(lithium), 나트륨(sodium) 또는 칼륨(potassim)을 포함한다. M은, 어떠한 경우, 암모늄(ammonium) 또는 유기 그룹들(organic groups)일 수 있다. B는 주기율표의 그룹 13(이전에는 그룹 ⅢA)으로부터 선택되는 성분이고, 이들의 예들은 붕소(boron), 알루미늄(aluminum) 및 갈륨(gallium)을 포함한다. H는 수소이다. 착금속수소화물은 예시적으로 수소화붕소나트륨(NaBH4)이다. 다른 것들의 예들은 본 발명의 원리들에 부합하도록 사용될 수 있는데, LiBH4, KBH4, NH4BH4, (CH3)4NBH4, NaAlH4, KAlH4, NaGaH4, LiGaH4, KGaH4및 그들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 고체 형태의 상기 착금속수소화물들은 방수되는 한 연장된 저장 수명을 가지며, 입자들, 파우더 및 펠렛들을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.
수소 생성의 연료 성분으로서의 수소화붕소나트륨을 사용하는 것은 특히 소정 적용을 위하여 바람직하다. 수소화붕소나트륨을 사용하여 생산된 수소 가스는 탄소 함유 불순물들을 가지지 않는 전형적으로 높은 순도와 높은 습도를 가진다고 알려져 왔다. 어떠한 화학적 수소화물의 가수 분해에 의하여 생산되는 수소도 같은 성질들을 가질 것이다. 그러나, 일산화탄소는 수소화붕소나트륨에 의하여 생산되는 가스 스트림들내에서 감지되지 않았다. 이것은 특히 PEM 및 알칼라인 연료 전지들과 같은 대부분의 연료 전지가 높은 질의 수소 가스를 필요로 하고 일산화탄소가 촉매독을 일으키며 결국 연료 전지를 부식시키게 된다는 점에서 주목할 만한다. 탄화수소의 연료 개질과 같이 수소를 생산하는 다른 방법들은 일산화탄소를 포함하는 수소 가스 스트림을 제공하고 그 후 이를 제거하기 위한 다른 처리가 필요하게 된다. 이산화탄소 역시 수소 가스 스트림내에서 존재한다.
고체 연료 성분 분배기(102)는 제 1 제어 신호를 받자마자 저장 탱크(101)에서 챔버(103)로 고체 연료 성분의 예정된 양을 제공한다. 분배기(102)는 예시적으로 고체 연료 성분과 화학적으로 반응하지 않는 물질들에 의하여 만들어지는데, 플라스틱, PVC 폴리머들, 및 아세탈 또는 나일론 물질들을 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 분배기(102)는 일단 가동되면 챔버(103)로 고체 연료 성분의 예정된 양을 제공할 예정된 움짐임을 제공하도록 고안되거나 제어될 것이다. 고체 연료 성분 분배기의 작동 제어는 다양한 리볼빙 카운터들(revolving counters), 마이크로 스위치들(micro switches), 및 광학 샤프트 엔코더들(optical shaft encoders)과 같은 다양한 설비(arrangement)에 의하여 제공된다. 또한 상기 고체 연료 성분 분배기 자체는 다양한 구조에 의하여 실행될 수 있다. 이하에서 매우 상세히 논의될 하나의 설비는 회전 실린더를 사용한다. 다른 것은 건 클립 타입 분배기를 사용한다. 연료 전지 성분 분배기를 위한 다른 비 제한적인 실시예들에는 상업적으로 사용가능한 아이리스 밸브들(iris valves), 공기 또는 스크류 피드들(air or screw feeds), 및 동등한 파우더 분배 밸브들(equivalent powder-dispensing valves)이 있다.
유사하게, 액체 연료 성분 분배기(104)는 제 1 제어 신호를 받자마자 예정된 양의 액체 연료 성분을 공급기(105)로부터 챔버(103)로 제공한다. 개시된 실시예들에서 액체 연료 성분은 물이다. 얼지 않는 용매(anti-freeze solvent)와 같은 다른 액체 연료 성분이 물과 함께 사용될 수 있다. 분배기(104)는 예시적으로 조지아, 아틀란타(Atlanta, Georgia)의 맥마스터-카 서플라이 컴퍼니(McMaster-Carr Supply Company)로부터 공급되는 303 타입 스테인레스 스틸 솔레노이드 밸브(type 303 stainless steel solenoid valve)이다. 스테인레스 스틸은 준비된 연료 용액이 수산화나트륨과 같은 안정제를 포함할 때 바람직한 밸브 물질이다. 안정제가 분배되지 않는다면 황동(brass) 또는 플라스틱이 밸브 물질로서 사용될 수 있다.
제 1 제어 신호를 받자마자, 상기 밸브는 밸브내의 솔레노이드에 에너지를 가함으로써 열리게 된다. 분배기(104)는 예시적으로 타이머에 의하여 제어된다. 상기 타이머는 밸브내에서 솔레노이드에 에너지를 가하기 위한 충분한 지속 시간을 제공하여, 상기 밸브가 예정된 체적의 액체를 챔버(103)로 방출할 수 있다. 플로우 미터들(flow meters), 플로트 스위치들(float switches) 또는 센서(sensors)들과 같은 비 한정적인 실시예들이 또한 액체 연료 성분 분배기를 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
예시적으로, 분배기(102 및 104)를 위한 상기 타이머들은 뉴저지 팔시파니(Parsippany, New Jersey)의 아티잔 콘트롤스 코포레이션(Artisan Controls Corporation)에 의하여 제조되는 프로그램가능한 인터벌 타이머 모델 4970(Model 4970 programmable interval timer)이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 타이머는 각각의 예정된 지속 시간이 프로그램되어 있어서, 상기 제 1 제어 신호가 수용될 때, 상기 각각의 분배기는 상기 각각의 예정된 양을 예정된 지속 시간 동안 분배한다. 상기 타이머들은 고체 및 액체 연료 성분들을 동시에 분배하기 시작하도록 설정된다. 지연(delay)이 어느 하나의 타이머에 더하여 질 것이고, 상기 고체 연료 성분은 첫번째로 분배되고 그 후 액체 연료 성분이 분배되거나 또는 그 반대로 진행된다. 상기 액체 성분 또는 다른 습기는, 비록 실온에서는 느리지만 이 것이 상기 고체 연료 성분의 가수 분해를 가동하게 되고 이에 따라 이러한 연료 성분의 수명을 단축시키게 되므로, 상기 액체 성분 또는 다른 습기가 저장 탱크(101)에 들어가지 않도록 사전에 방지하는 것이 바람직하다.
상기 액체 공급기(105)는, 예시적으로, 공중수 공급기(public water supply) 또는 개인적인 우물(private well)로부터 물을 공급하는 수로에 연결된다. 채워진 물 탱크가 사용될 수도 있다. 물의 어는 점 아래에서의 온도에서는 에틸렌 글리콜과 같은 유기 용매가 물의 어는점을 낮추기 의하여 혼합 탱크로 더해질 수 있을 것이다. 대안으로서, 액체 공급기(105)내의 물을 가열할 수도 있다.
어떠한 적용을 위하여는, 시스템(100)은 챔버(103)로 고체 또는 액체 형태의 수산화나트륨을 제공하는 제 3 분배기를 결합하도록 변형될 수 있다. 그러한 변형은 도 1의 가상선들내에 도시되어 있다. 도시되어 있듯이, 분배기(150)는 액체 또는 고체 형태의 수산화나트륨과 같은 안정제의 예정되고 측정된 양을 저장 탱크(151)로부터 챔버(103)로 전달할 것이다. 대안으로서, 액체 형태의 상기 안정제는 분배기(104)를 통하여 액체 연료 성분과 함께 분배될 수 있다. 그 경우, 분배기(104)는 분배기(102)에 의하여 제공되는 고체 연료 성분의 양에 대하여 챔버(103)로 특정 농도의 수산화나트륨의 수용액의 적절한 양을 제공할 것이다. 또 다른 설비에 있어서는, 상기 안정제는 고체 연료 성분의 일부로서 배합될 수 있다. 그 경우, 그들은 모두 분배기(102)를 통하여 챔버(103)로 제공될 것이다. 혼합물이 촉매에 노출될 때까지 수소의 생성을 완벽히 배제할 정도로 pH 값을 증가시키는데 필요한 빈도로 안정제의 양이 더해진다. pH 값 13은 이러한 결과를 제공한다. 그러나, 어떠한 적용에서는, 수소의 생성을 막지 않지만 대신 단지 그 속도를 늦추는 13 미만의 정도로 혼합물의 pH 정도를 올리는 것이 바람직할 것이다. 그 경우, 안정제의 사용은 촉매의 사용을 필요로 하지 않을 것이다.
챔버(103)는 바람직하게는 고체 및 액체 연료 성분을 균일한 액체 용액, 즉, 균일한 농도를 가지는 용액을 생산할 수 있을 정도로 혼합한다. 챔버(103)에는 예시적으로 레벨 스위치(level switch)(120)가 장착되어 있다. 레벨 스위치(120)는 예를 들면 챔버(103)내에서 플로트(도시하지 않음)와 같은 레벨 센서에 의하여 가동된다. 혼합된 용액의 레벨이 설정점 이하로 떨어지면, 레벨 스위치(120)는 그 위치를 변환(switch)하여 제 1신호를 고체 연료 성분 분배기(102) 및 액체 연료 성분 분배기(104)로 연결하여 가동할 수 있도록 한다. 레벨 스위치(120)는 챔버내의 용액의 레벨이 예정된 레벨에 다다를 때 분배기(104)를 폐쇄하게 되는 다른 설정점을 가진다. 대안으로서, 분배기(140)는 단독으로 이 분배기를 제어하는 챔버(103)내의 플로트 메커니즘(도시하지 않음)의 이동에 의하여 제어될 수 있다.
연료 펌프(106)는 혼합 연료 용액을 촉매 챔버(107)로 펌핑한다. 연료 펌프(106)는 예시적으로 뉴욕 미네올라(Mineola, New york)의 앨리네어 코포레이션(Allenair Corp.)에 의하여 제공되는 것과 같은 실린더 펌프이고, 작은 1/2 인치 보어(bore)를 가지며, 단일 단부 황동 실린더(single-ended brass cylinder)이고, 일인치 스트로크(one inch stroke)이다. 펌프(106)는 예를 들면 파트 넘버 110153(part number 110153)과 같이 지정되고 메사츄세츠, 폴 리버(Massachusetts)의 맥슨 프리시젼 모터스(Maxon Precision Motors)에 의하여 제공되는 것과 같은 모토에 의하여 작동된다.
촉매 챔버(107)는 수소를 생성하기 위하여 혼합 용액의 가수 분해 반응을 가동하기 위한 수소 생성 촉매를 포함한다. 또한 생성되는 열은 물의 일부를 증발시키고, 이에 의하여 생성된 수소는 소정 습도를 가지게 된다. 촉매(107)는 아래에서 상세히 기술될 것이다.
생성되는 수소(수소 및 스팀) 및 배출되는 용액은 분리기(108)로 흐른다. 상기 수소 및 스팀은 분리기(108)의 상단에 위치한 벤트(vent)로부터 분리기(108)를 빠져나온다. 한편, 배출된 연료 용액은 중력의 영향으로 분리기(108)의 바닥부에 쌓이게 된다. 상기 배출된 용액은, 회수(collection) 및 액체 연료 용액 또는 고체 연료 성분으로 재생(recycling back)하기 위하여 드레인 밸브(116)로부터 배수될 수 있다.
분리기(108)에는 압력 스위치(121) 및 레벨 스위치(122)가 장착된다. 압력 스위치(121)의 예로는 커네티컷, 브리스톨(Connecticut, Bristol)의 휘트만 콘트롤스 코포레이션(Whitman Controls Corporation)에 의하여 제공되는 모델 P117G가 있다. 스위치(121)는 분리기(108)내에서 생성된 수소의 압력이 예정된 설정점을 초과하는 경우에 소정 위치로 움직여진다. 몇가지 적용시, 이러한 압력 설정점은 12 내지 15 p.s.i(pounds per square inch) 사이에 있다. 물론, 적용예에 따라서는, 다른 설정점들이 사용 가능하다. 압력 스위치(121)의 작동은 연료 펌프(106)를 제어한다. 압력이 예정된 설정점을 초과하는 경우, 챔버(103)로부터 촉매 챔버(107)로의 혼합된 연료 용액의 흐름을 따라서 압력 스위치(121)는 펌프(106)를 끄게 된다. 펌프(106) 및 분리기(108)에는 체크 밸브들(도시하지 않음)이 장착되고, 혼합된 연료 용액, 수소 및 스팀이 역류하지 않도록 한다. 상기 체크 밸브들은, 예시적으로, 혼합된 연료, 수소 및 스팀 또는 수증기에 대한 노출에 적합한 황동 또는 플라스틱 또는 다른 물질들로 만들어진다.
상기 수소 및 스팀은 수소에 대한 상대 습도를 조정하도록 열 교환기(109)를 통과한다. 교환기(109)로부터의 출력은, 수소 가스를 그의 작동중에 소비하는, 예를 들어 연료 전지(110)과 같은 장치로 연결될 수 있다. 상기 연료 전지는 실질적으로 무한한 사이즈나 형태일 수 있다. 이는 시스템(100)에 의한 수소의 생성이 "필요한 경우의(as needed)" 기초(basis)상에 있을 때의 바람직한 설비이다. 즉, 생성된 수소 가스의 양은 수소 소비 장치에 의하여 필요로 되는 양을 따른다. 그러나, 열 교환기(109)로부터 나오는 것은 수소 가스를 저장하는 탱크에 또한 연결될 수 있다. 어느 경우라도, 실온(25℃)에서 착금속수소화물들의 가수 분해 반응들이 전형적으로 느리기 때문에 챔버(103)내에서 혼합되는 용액은 즉시 사용될 필요가 없다. NaOH가 사용된다면, 어떠한 감지될만한 문제점들 없이도, 촉매 챔버(107)로 연결되기 2일 전동안 상기 혼합 용액은 혼합 챔버(103)내에서 머무를 수 있다는 것이 초기 테스트에서 관찰되어져 왔다.
레벨 스위치(122)는 드레인 밸브(116)를 제어한다. 레벨 스위치(122)는 분리기(108)내의 플로트(도시하지 않음)와 같은 레벨 센서에 의하여 가동된다. 분리기(108)내에서의 배출된 용액의 레벨이 예정된 설정점을 초과하게 될 때, 레벨 스위치(122)는 켜지게 되고 이에 대응하여 드레인 밸브(116)가 열려서 배출되는 연료 용액을 배출 탱크(111)로 배출한다.
압력 및 레벨 스위치들은, 제어기로 그들 각각의 리딩(reading)들을 보내는 센서로 대체될 수 있다. 상기 제어기는 시스템(100)내의 다양한 장치들, 즉, 분배기들, 펌프들, 밸브들 등을 제어할 수 있다. 이러한 설비의 이점은 어떠한 특정한 장치를 가동하는 리딩(reading)도 당업자에게 알려진 사용자에게 친근한 인터페이스를 통하여 쉽게 조정될 수 있을 것이라는 점이다.
액체 연료 성분의 분배된 양과 함께 혼합될 고체 연료 성분의 최대 중량 퍼센티지는 그 액체 연료 성분의 양에 있어서 고체 연료 성분의 최대 용해도보다 많지 않아야만 한다. 예를 들어, NaBH4, LiBH4, KBH4의 최대 용해도는 각각 35%, 7% 및 19%이다. 그래서, NaBH4에 관하여, 최대 중량 퍼센티지는 35% 미만이어야만 한다. 다음 표는 다른 예정된 농도들(중량 %)을 가지는 NaBH4및 관련된 예정된 양의 중량에 있어서의 NaBH4및 체적에 있어서의 물의 세가지 혼합된 용액을 예시적으로 나타낸다:
중량%로서의, NaBH4의 혼합 용액의 농도 NaBH4의 중량 밀리미터로서의 물의 체적
10 100 900
20 200 800
30 300 900
혼합 용액이 중력에 의하여 촉매 챔버(107)로 전달될 정도로 시스템(100)이 배열된다면 연료 펌프(106)는 밸브로 대체될 수 있다. 상기 밸브는 분리기(108)내의 압력이 예정된 설정점을 초과할 때 닫혀진다. 또한, 습도가 특정한 적용을 위한 관심 사항이 되지 않는다면 열교환기(109)는 생략될 수도 있다.
시스템(100)은 고체 및 액체 연료 성분의 pH 값이 13 미만일 경우 촉매 챔버를 포함할 필요가 없지만, 그러한 챔버는 수소의 생성을 촉진화하기 위하여 시스템(100)내에 결합되는 것이 때로는 바람직하다. 그러한 챔버들의 디자인과 다양한 타입들 및 챔버내에서의 촉매의 배치는 잘 알려져 있다. 촉매 챔버(107)의 예시적인 실시예가 여기에 참조로서 결합되는, "수소 생성을 위한 시스템"에 관하여 2000.1. 7. 출원된 미국 특허 출원 제09/979,363호에 기술되어 있다. 바람직하게는, 촉매 챔버(107)는 촉매를 위한 격납 시스템(containment system)을 포함한다. 여기에서 사용되는 격납 시스템은 반응된 혼합된 용액으로부터 수소 생성 촉매를 분리하기 위한 물리적, 화학적, 전기적, 및/또는 마그네틱 수단들을 포함한다.
시스템(100)의 다른 부분들은 황동 배관(brass tubing)에 의하여 연결될 수 있다. 혼합된 연료 용액 및 배출된 연료 용액은 높은 pH 값들을 가지지 않으므로 스테인레스 또는 비 반응 플라스틱들의 사용은 필요하지 않다. 예를 들어, 대개 PVC, 황동, 구리 등과 같은 다른 물질들이 사용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 시스템(100)에서 사용되기 위한 고체 연료 성분 분배기의 실시예(200)를 나타낸다. 이러한 분배기는 고체 연료 성분을 챔버(103)로 제공하지만, 다르게 적용될 수도 있다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 분배기에 의하여 분배되는 고체 연료 성분은 다양한 형태들일 수 있고, 비록 입자 형태가 바람직하지만, 미세한 파우더들, 입자들, 캡슐들, 테블릿들(tablets), 및 펠렛들을 포함한다.도 2a에 도시된 바와 같이, 분배기는 케이스(210) 및 실린더(220)를 포함한다. 케이스(210)는 저장 탱크(101)에 연결되기 위하여 상단에서 개구부(opening)(215)를 가지고 있으며 챔버(103)에 연결되기 위하여 바닥부에서 개구부(216)를 가지고 있다.
도 2a 내지 도 2d는 실린더(220)의 정면, 평면 및 측면도를 각각 보여준다. 실린더(220)는 중앙에 위치하는 홈(trough)(226)을 포함한다. 실린더(220)가 회전하여 홈(226)이 개구부(215)와 겹치게 될 정도가 되면, 저장 탱크(101)로부터 고체 연료 성분이 중력의 영향으로 홈(226)을 채운다. 펌핑 등과 같은 채움의 다른 방법들이 홈을 채우기 위하여 사용될 수 있다. 어떠한 경우라도, 상기 홈을 채운후 홈(226)이 개구부(216)에 겹치도록 하우징(210)내에서 실린더(220)를 회전하게 되면, 홈(226)내의 상기 고체 연료 성분은 챔버(103)로 제공된다. 홈(226)의 단면은 예시적으로 홈의 바닥부에서 상부로 갈수록 점차 증가하는 단면을 가지는 원형이다. 이는 고체 연료 성분의 적재(loding) 및 분배를 쉽게한다. 홈의 테이퍼(taper)는 예시적으로 8°이다. 실린더(220)의 다른 디자인들은 10°의 홈 테이퍼를 사용하여 왔다. 개시된 실시예에서, 홈(226)은 예시적으로 7mm의 고체 연료 성분을 유지한다. 그래서, 회전 실린더(200)는 매회의 실린더(220) 회전에 대하여 7mm의 연료를 전달한다. 실린더(220)는 씰들(seals)(도시하지 않음)을 수용하기 위하여 네가지 그루브들(grooves)(222-225)을 포함한다. 상기 씰들은 실린더(220)의 주변과 하우징(210)내의 실린더 수용 개구부(cylinder-receiving opening) 사이를 밀봉한다. 상기 씰들을 설치함으로써 챔버(103)으로부터 습기가 분배기 및 저장 탱크(101)로들어가는 것을 배제하여 고체 연료 성분이 저장 탱크내에서 응집(clump)하지 않도록 하고 고체 연료 성분 저장 탱크내에서의 수소 가스의 생성이 없게 된다. 또한 상기 씰들은, 홈으로 주입되는 것이 확실하게 챔버(103)로 분배되도록 한다. 그루브들(222 및 223)은 예시적으로 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)에 의하여 만들어지고 자기 윤활하는 "Ｏ 링들(Ｏ rings)"을 수용한다. 도 2d에 보여지는 종방향 그루브(224) 및 그루브(224)의 맞은편 종방향 그루브(225)(도시되지 않음)는 추가적인 씰링을 제공한다. 그루브들(224 및 225)은 실린더(220)의 축에 평행하다. 그루브(224 및 225)의 한쪽 끝은 그루브(222)에 연결되고 나머지 끝은 그루브(223)에 연결된다. 바람직하게는, 그루브들(224 및 225)은 180°떨어져 있고 홈(226)으로부터 동일하게 간격이 떨어져 있다. 그루브들(224 및 225)내의 씰들은 실린더(220)의 회전시 홈(226) 및 저장 탱크(101)로 습기가 유입하는 것을 막아준다. 실린더(220)는 예시적으로 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone)(PEEK) 플라스틱으로 이루어진다.
회전 실린더(220)는, 예시적으로 실린더(220)에 연결되는, 12 볼트의 직류 영구 자석 기어 모터와 같은 모터(도시되지 않음)에 의하여 구동된다. 공기 구동 휠과 같은 다른 구동 장치들이 실린더(220)를 회전하기 위하여 사용될 수도 있을 것이다. 어떠한 경우에도, 제 1 제어 신호를 받자마자, 실린더(220)는 한번 또는 그 이상 회전하여 예정된 양의 고체 연료 성분을 챔버(103)으로 제공한다. 만일, 예를 들어, 홈(226)이 100그램의 고체 연료 성분을 운반하고 바람직한 연료 용액 농도를 제공하기 위하여 필요한 이러한 고체 연료 성분의 양이 300그램이라면, 타이머는 실린더(220)를 세번 회전시킬 것이다.
도 3은 고체 연료 성분 분배기(102)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 분배기(300)는, 건 클립으로 구현되는 장치를 사용하여 펠렛화된 형태의 고체 연료 성분을 챔버(103)로 전달한다. 분배기(300)는 한번에 하나 이상의 펠렛을 분배하도록 고안될 수 있다. 연료 분배기(300)는 이동 로드(displacing rod)(341)를 가지는 펠렛 교환 장치(340) 및 클립(310)을 포함한다. 장치(340)는 제 1 제어 신호에 의하여 가동되는 솔레노이드일 수 있다. 그러한 가동의 경우, 솔레노이드의 로드(332)는 펠렛을 교환하고 그 후 분배기내에서의 다음 펠렛의 교환을 위하여 위치할 수 있을 정도로 충분히 후퇴된다. 제어 신호에 대응하여 잘 알려진 방식으로 로드(341)를 가동하기 위하여 솔레노이드 대신에 공기 실린더 또는 모터가 사용될 수 있다. 도 3에 도시되어 있는 것처럼, 펠렛(320)이 분배되고, 펠렛(321)은 분배되어질 후속 펠렛이 된다. 챔버(331)는 각 분배된 펠렛을 수용하고 그 것을 챔버(103)로 보낸다.
클립(310)은 잘 알려진 방식에 의하여 각 펠렛상에 대하여 상방향 힘을 가하는 클립 바닥부의 스프링(315)과 결합하여 클립(310)내에 펠렛이 있는 한 장치에 의하여 이동되기 위한 위치에서 팰렛이 존재하도록 한다. 펠렛들(320-330)은 클립내에서 상호간의 상부에 적층될 것이다. 핸들(316)은 스프링(315)의 끝에 부착되어 스프링(315)이 압박되도록하고 클립(310)을 펠렛으로 재적재하는 것을 용이하게 한다. 고체 연료 분배기(300)를 제어하는 상기 타이머는 바람직한 균일한 연료 용액을 제공하기 위하여 필요한 정도의 적절한 수의 펠렛을 분배하여야 한다.
고체 및 액체 연료 성분의 혼합을 촉진하기 위하여, 챔버(103)에는 바람직하게는 혼합 장치가 장착된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 챔버(103)는 혼합을 위한 자석들(magnets)을 사용한다. 혼합 장치는 마그넷 로드(magnet rod)(402), 마그넷 바(magnet bar)(403) 및 모터(motor)(404)를 포함한다. 마그넷 로드(402)는, 예시적으로 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 폴리머들내에 감싸져 있고, 챔버(103)내에 위치한다. 마그넷 바(403) 및 모터(404) 모두 혼합 챔버(103)의 외부에 있다. 마그넷 로드(402)의 회전은 모든 고체 연료 성분이 용해될 때까지 계속되어야 한다. 그 후, 특정 시간 주기동안 예정된 간격에서 주기적으로 다시 시작할 것이다. 모터(404)는, 예시적으로, 뉴저지, 몬트빌(Montville, New Jersey)의 서보 시스템 컴퍼니(Servo System Co.)에 의하여 공급되는 콜만 100 RPM, 24V, DC 영구 마그넷 인라인 기어 모터(Colman 100RPM, 24V, DC permanent magnet inline gear motor)이다.
다른 믹싱 방법들이 또한 사용될 수 있다. 두가지 예들이 제공된다. 첫번째로는, 회전 펌프가 혼합 챔버내에서 용액을 회전시키기 위하여 설치될 수 있을 것이다. 두번째로는, 액체를 분산하기 위하여, 공기가 액체를 통하여 거품이 되도록 하는 공기 노즐이 설치될 수 있다. 일반적으로, 초음파 분해 장치(sonication), 텀블러(tumbler), 프로펠러(propeller) 또는 진동 믹서(vibration mixers) 또는 블랜더(blenders)를 포함하는 어떠한 회전 방법도 사용될 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.
예시적으로, 혼합 장치는 제 1 제어 신호를 받은 후 규정된 시간에 시작된다. 대안으로서, 혼합 장치는 고체 연료 성분 분배기(102) 또는 액체 연료 성분 분배기(104)와 같은 시간 또는 그 전에 시작할 수 있다. 혼합 장치는 연속적으로 또는 필요에 의하여 작동할 수 있다.
도 5를 참조하면, 연료로서 적어도 하나의 착금속수소화물을 사용하는 수소 생성을 위한 방법이 도시되어 있다. 예시적으로, 고체 연료 성분은 NaBH4이고 입자의 형태로 존재한다. 단계(501)에서 NaBH4및 물의 혼합된 용액의 농도가 결정된다. 단계(502)에서, NaBH4및 물의 양이, 결정된 농도에 기초하여 계산된다. 예를 들어, 결정된 농도가 중량으로 10%의 NaBH4이라면, NaBH4및 물의 양은 각각 100g 및 900mm일 수 있다. 단계(503)에서는 신호를 받자마자 NaBH4및 물의 계산된 양이 챔버로 분배된다. 물 및 NaBH4의 분배는 동시에 또는 차례대로 시작될 수 있다. 단계(504)에서는 분배된 NaBH4및 물이 바람직하게는 혼합 용액을 생산하기 위하여 혼합된다. 단계(505)에서는 혼합 용액이, 촉매를 함유하는 촉매 챔버로 전달된다. 상기 촉매는 수소, 스팀, 및 배출된 용액을 생성하기 위하여 혼합 용액의 가수 분해 활동을 가동한다. 단계(506)에서는 분리기내에서 배출된 용액으로부터 수소 및 스팀이 분리된다. 단계(507)에서는 수소 및 스팀이 열교환기에서 냉각되고, 약간의 스팀이 응축되며, 배출 수소는 바람직한 습도를 가지게 된다. 습도가 중요하지 않다면, 단계(507)는 생략될 수 있다.
여기에서 제시되는 실시예들은 당업자가 본 발명을 더욱 명확하게 이해하고 실시할 수 있도록 할 수 있다. 상기 실시예들은 본 발명의 범위에 대한 제한으로서해석되어서는 아니되며, 단지 예시적이고 본 발명의 사용을 대표하는 것일 뿐이다. 본 발명에 대한 많은 변형들 및 대안적인 실시예들이 앞의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 개시된 실시예내에서의 분배 장치는 챔버(103)내에서의 혼합물의 레벨에 대응하여 작동하는 것이지만, 그들은 하나의 기준 또는 복수의 기준들에 대응할 수도 있다.
본 발명은 넓게는 수소의 생성에 관한 것이고, 더 상세하게는 고체 및 액체 연료 성분들을 분배함으로써 형성되는 "연료"로부터의 수소 생성에 관한 것이다.

Claims (54)

  1. 챔버;
    상기 챔버에 연결되는 수소 배출구(outlet);
    상기 챔버에 고체 연료 성분 및 액체 연료 성분의 예정된 양들을 각각 제공하기 위한 제 1 및 제 2 분배기를 포함하고, 상기 고체 연료 성분 및 상기 액체 연료 성분은 화학 반응을 통하여 수소를 생성할 수 있고, 각 분배기는 예정된 조건에 대응하여 작동하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분의 예정된 양 및 상기 액체 연료 성분의 예정된 양이 상이한 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분의 예정된 양 및 상기 액체 연료 성분의 예정된 양이 같은 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분은 금속 수소화물이고, 상기 액체 연료 성분은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 수소화물은 LiBH4, KBH4, NH4BH4, (CH3)4NBH4, NaAlH4, KAlH4, NaGaH4, LiGaH4및 KGaH4로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 금속 수소화물들인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 수소화물은 수소화붕소나트륨인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분은 파우더 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분은 입자 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분은 펠렛 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 챔버와 상기 수소 배출구 사이에 놓이는 촉매 챔버를 더 포함하고, 상기 촉매 챔버는 상기 고체 및 액체 연료 성분들의 혼합물로부터 수소의 생성을 촉진하는 타입의 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    촉매 챔버가 연속하여 분리기에 연결되고, 상기 촉매 챔버는 상기 챔버에 연결되고, 상기 분리기는 상기 수소 배출구에 연결되고, 상기 촉매 챔버는 상기 고체 및 액체 연료 성분들로부터 수소의 생성을 촉진하는 타입의 촉매를 포함하고, 상기 분리기는 상기 고체 및 액체 연료 성분들의 상기 화학 반응의 다른 부산물들로부터 상기 수소를 분리하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 고체 및 액체 연료 성분들의 혼합을 촉진하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 자기력에 대응하여 작동하는 교반 부재(stirring element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 고체 연료 성분과 상기 액체 연료 성분의 혼합물의 pH를 증가시키는 안정제를 상기 챔버에 대하여 제공하기 위한 제 3 분배기를 더 포함하고, 상기 제 3 분배기는 상기 제 1 및 제 2 분배기들의 작동과 대등한 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 연료 성분은, 상기 고체 연료 성분과 상기 액체 연료 성분의 혼합물의 pH를 증가시키는 안정제를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료 성분은, 상기 고체 연료 성분과 상기 액체 연료 성분의 혼합물의 pH를 증가시키는 안정제를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 촉매 챔버로 액체 및 고체 연료 성분들의 상기 혼합물을펌핑하기 위한 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 예정된 조건은 수소를 생성할 필요를 지시하는 조건인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 예정된 조건은 상기 챔버내에서 상기 액체와 상기 고체 연료 성분들의 혼합물의 예정된 농도인 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배기는 회전 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 회전 실린더는, 상기 고체 연료 성분을 제 1 위치에서 소스로부터 수용하고 이러한 연료 성분을 제 2 위치에서 상기 챔버로 제공하는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 회전 실린더는, 상기 회전 실린더가 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치 사이에서 회전할 때 습기가 상기 챔버로부터 상기 저장 탱크로 유입되는 것을 방지하기 위한 씰링 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배기는, 예정된 위치로 차례대로 상기 고체 연료 성분의 펠렛들을 연속적으로 제공하기 위한 장치를 포함하고, 상기 제 1 분배기는 상기 챔버내로 예정된 위치에서 각각의 펠렛을 교환하기 위한 촉진 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 예정된 위치로 상기 펠렛들을 연속적으로 제공하는 스프링 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 수소 생성 시스템.
  25. 예정된 조건에 대응하여 분배 장치로부터 고체 착금속수소화물의 제 1 예정된 양 및 물을 포함하는 액체의 제 2 예정된 양을 수용하고, 이러한 수용된 연료 성분들이 그 안에서 혼합물을 형성하게 되는 챔버; 및 상기 챔버에 연결되는 수소 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 착금속수소화물 및 물을 포함하는 액체의 화학 반응으로부터 수소를 생성하는 생성기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 생성기는 상기 챔버와 상기 수소 배출기 사이에 놓여지는 촉매 챔버를 더 포함하고, 상기 촉매 챔버는 상기 혼합물을 수용하기 위한 촉매를 가지며, 상기 촉매는 용액내에서의 고체 착금속수소화물의 상기 혼합물로부터 수소를 생성하는 것을 촉진하는 타입인 것을 특징으로 하는 생성기.
  27. 제 25 항에 있어서,
    고체 착금속수소화물의 상기 제 1 예정된 양 및 상기 액체의 상기 제 2 예정된 양이 상이한 것을 특징으로 하는 시스템.
  28. 제 25 항에 있어서,
    고체 착금속수소화물의 상기 제 1 예정된 양 및 상기 액체의 상기 제 2 예정된 양이 동일한 것을 특징으로 하는 시스템.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 챔버내에서의 상기 착금속수소화물 및 상기 액체의 혼합물의 pH 값은 13 미만인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 고체 착금속수소화물이 파우더 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 고체 착금속수소화물이 펠렛 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  32. 제 25 항에 있어서,
    상기 고체 착금속수소화물이 입자 형태인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 고체 착금속수소화물을 상기 액체로 용해시키는 것을 촉진하기 위한 혼합 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 챔버내의 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물의 pH 값이 13 이상인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  35. 제 25 항에 있어서,
    상기 분배 장치는, 상기 액체 및 상기 고체 착금속수소화물의 혼합물의 pH 값을 증가시키기 위하여 안정제를 분배하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 액체는, 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물의 pH 값을 증가시키기 위한 화학 안정제를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  37. 제 25 항에 있어서,
    상기 분배 장치는 착금속수소화물과 안정제가 모두 고체 형태로 조합된 조합을 분배하며, 상기 안정제는 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물의 pH 값을 증가시키기 위한 것인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 수소 생성기는, 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 상기 화학 반응의 다른 부산물들로부터 상기 수소를 분리하기 위하여, 상기 촉매 챔버와 상기 수소 배출기 사이에 놓여지는 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  39. 제 25 항에 있어서,
    상기 수소 생성기는, 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물을 상기 촉매 챔버로 선택적으로 제공하기 위한 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 장치는 펌프인 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  41. 제 25 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 착금속수소화물과 상기 액체를 혼합하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  42. 제 25 항에 있어서,
    상기 분배 장치는 회전 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 회전 실린더는, 상기 회전 실린더의 제 1 위치에서 소스로부터 상기 고체 착금속수소화물을 수용하고 상기 회전 실린더의 제 2 위치에서 상기 챔버로 상기 고체 착금속수소화물을 분배하는 홈을 가지는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생성기.
  44. 제 25 항에 있어서,
    상기 분배 장치는, 상기 고체 착금속수소화물의 펠렛을 차례로 예정된 위치로 연속적으로 제공하고 상기 예정된 위치에서 각 펠렛을 상기 챔버로 이동시키는것을 특징으로 하는 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 분배 장치는 상기 예정된 위치로 상기 펠렛을 연속적으로 제공하는 스프링 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  46. 하우징내에 회전하도록 장착되는 실린더를 포함하고, 상기 실린더는 고체의 예정된 양을 저장 탱크로부터 수용기로 분배하도록 채용되고, 상기 실린더는 상기 고체를 수용하기 위한 홈을 구비하며, 상기 하우징은, 상기 홈이 제 2 개구부에 겹쳐질 때 상기 홈이 상기 고체를 분배하도록 하는 제 2 개구부를 가지는 상기 하우징내에서 상기 홈이 제 1 개구부에 겹쳐질 때 상기 홈이 상기 고체를 수용하도록 하는 제 1 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  47. 제 47 항에 있어서,
    상기 실린더는, 상기 수용기 내부의 습기가 상기 분배 장치를 통하여 상기 저장 탱크로 유입되는 것을 배제하고 상기 실린더와 상기 하우징 사이에서 연장되는 복수의 씰링 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  48. 착금속수소화물을 포함하는 복수의 펠렛들을 저장하고 예정된 위치로 연속적으로 제공하기 위한 메거진(magazine) 부재; 및 제어 신호에 대응하여 상기 예정된위치의 각 펠렛을 제 2 위치로 교환하기 위한 엑츄에이터 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 장치.
  49. 예정된 조건에 대응하여 고체 착금속수소화물의 제 1 예정된 양을 챔버로 분배하는 단계; 및
    상기 예정된 조건에 대응하여 물을 포함하는 액체의 제 2 예정된 양을 상기 챔버로 분배하고, 상기 고체 착금속수소화물과 액체의 분배된 양이 혼합물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 고체 착금속수소화물로부터 수소를 생성하기 위한 방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 챔버내에서 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체룰 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물을 수소 생성을 촉진하는 촉매에 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 고체 착금속수소화물 및 물을 포함하는 액체를 제공하는 단계; 및
    예정된 조건에 대응하고자 분배 장치로부터 상기 고체 착금속수소화물의 예정된 양과 물을 포함하는 액체의 예정된 양을 챔버내에서 수용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 착금속수소화물과 물을 포함하는 액체로부터 수소를 생성하는 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 챔버내의 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체를 촉매로 노출시키는 단계를 더 포함하고, 상기 촉매는 용액내의 상기 고체 착금속수소화물로부터 수소의 생성을 촉진화하는 타입인 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 예정된 조건에 대응하여 분배 장치로부터 물을 포함하는 액체의 제 2 예정된 양 및 고체 착금속수소화물의 제 1 예정된 양을 챔버내에서 수용하는 방법에 의하여 생성되는 것이고, 고체 착금속수소화물과 액체의 분배된 양은 혼합물을 형성하며; 상기 고체 착금속수소화물과 상기 액체의 혼합물을 촉매에 노출시키고, 상기 촉매는 상기 혼합물로부터 수소를 생성하는 것을 촉진하는 타입인 것을 특징으로 하는 수소.
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