KR20100017342A - Hydrogen-catalyst reactor - Google Patents
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Abstract
Description
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발명의 기술Technology 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, (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 27.2 eV의 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 1/4임을 입증하였고, 임을 확인하였다.* Papers 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 H2 (1/4) as a New Power Source ", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32, no. 12, (2007), pp. As disclosed in 2573-2584, the data obtained from a wide range of irradiation techniques suggest that hydrogen can be present in a low energy state that was once thought possible. Predicted reactions include the transfer of resonant, non-radioactive energy from stable hydrogen atoms to catalysts that can accept energy. The product is H (1 / p) in the Rydberg fractional state of hydrogen atoms, where (p ≦ 137 is an integer) replaces n = integer, a well known variable in the Lidbury equation for hydrogen excited states. He +, Ar + and K are expected to function as catalysts because their enthalpy change in their chemical or physical processes is equal to an integral multiple of 27.2 eV, the potential energy of the hydrogen atom, to meet the catalyst criterion. Specific predictions based on closed-form equations for energy levels were tested. For example, two H (1 / p) can react to form H2 (1 / p) with vibration and rotational energy P2 times that of H2 containing uncatalyzed hydrogen atoms. Rotational lines were observed in the 145-300 nm region from the atmospheric electron beam excitation argon-hydrogen plasma. An unprecedented energy spacing of 42 times that of hydrogen proved that the internuclear distance was 1/4 of H2.
예측된 알칼리 촉매 K의 생성물은, 신규 알칼리 할리도(X) 수소화물 화합물인 KH*X를 형성할 수 있는 H-(1/p), 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 / p), which can form KH * X, a novel alkali halide (X) hydride compound, and H2 (1/4), which can be trapped in the crystals. . The 1 H MAS NMR spectrum of the new compound KH * Cl relative to external tetramethylsilane (TMS) showed a large and clear upfield resonance at -4.4 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm. This is consistent with the theoretical prediction of H- (1 / p) with p = 4. The predicted frequencies of ortho and para-H2 (1/4) were at 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). Was observed. The 1943/2012 cm-1-strength ratio was consistent with the characteristic 3: 1 ortho: para-peak-intensity ratio, and the 69 cm-1 ortho-para splitting was consistent with that predicted. KH * Cl with H- (1/4) by NMR was commonly present in 12.5 KeV electron beams that excited similar emission of gap H2 (1/4), as observed in argon-hydrogen plasma. As sources of K catalyst and atomic hydrogen, KNO3 and Raney nickel, respectively, were used to produce the corresponding exothermic reactions. The energy balance was ΔH = 17,925 kcal / mole KNO3, about 300 times that expected for the KNO3 chemical reaction, which is known to be the most intense due to the combustion between hydrogen and atmospheric oxygen, and -57.8 kcal / mole H2, which is the theoretical maximum enthalpy. 60 times greater than -3585 kcal / mole H2. The reduction of KNO3 to water, potassium metal and NH3, calculated from the heat of production, only released -14.2 kcal / mole H2, which could not explain the observed heat or hydrogen combustion. However, the results are consistent with the formation of H- (1/4) and H2 (1/4) with a production enthalpy of at least 100 times the 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 present invention includes reactors and power sources that form low energy hydrogen species and compounds. The invention further comprises a catalyst reaction mixture providing the catalyst and atomic hydrogen. Preferred atomic catalysts are lithium, potassium, and cesium atoms. Preferred molecular catalyst is NaH.
하이드리노(Hydrino)Hydrino
다음과 같이 주어진 결합 에너지 The binding energy given by
(1) (One)
(p는 1보다 큰 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137이다)를 갖는 수소 원자는 다음 문헌에 개시되어 있다:Hydrogen atoms having (p is an integer greater than 1, preferably 2 to 137) are disclosed in the following documents:
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. Mills, "Physical Solutions of the Nature of the Atom, Photon, and Their Interactions to Form Excited and Predicted Hydrino States," Physics Essay, inpress; R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solution for Atomic Helium which Predicts Conjugate Parameters from a Unique Solution for the First Time," Physics Essays, inpress; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Excessive Balmer Line Broadening of Water-Vapor Capacitively-Coupled RF Discharge Plasmas," International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 33, (2008), 802815; R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydrides as a New Power Source," ; R. L. Mills, H. Zea, J. He, B. Dhandapani,"Water Bath Calorimetry on a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen,"; J. Phillips, C. K. Chen, R. L. Mills, "Evidence of Catalytic Production of Hot Hydrogen in RF-Generated Hydrogen/Argon Plasmas,"; R. L. Mills, J. He, Y. Lu, M. Nansteel, Z. Chang, B. Dhandapani, "Comprehensive Identification and Potential Applications of New States of Hydrogen," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32(14), (2007),29883009; R. L. 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(13), (2007), pp. 25732584; R. L. Mills, "Maxwell's Equations and QED: Which is Fact and Which is Fiction," Physics Essays, Vol. 19, (2006), 225262; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, Evidence of an energy transfer reaction between atomic hydrogen and argon II or helium II as the source of excessively hot H atoms in radio-frequency plasmas, J. Plasma Physics, Vol. 72, No. 4, (2006), 469484; R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solutions for One- through Twenty-Electron Atoms," Physics Essays, Vol. 18, (2005), 321361; R. L. Mills, P. C. Ray, R. M. Mayo, M. Nansteel, B. Dhandapani, J. Phillips, "Spectroscopic Study of Unique Line Broadening and Inversion in Low Pressure Microwave Generated Water Plasmas," J. Plasma Physics, Vol. 71, No 6, (2005), 877888; R. L. Mills, "The Fallacy of Feynman's Argument on the Stability of the Hydrogen Atom According to Quantum Mechanics," Ann. Fund. Louis de Broglie, Vol. 30, No. 2, (2005), pp. 129151; R. L. Mills, B. Dhandapani, J. He, "Highly Stable Amorphous Silicon Hydride from a Helium Plasma Reaction," Materials Chemistry and Physics, 94/23, (2005), 298307; R. L. Mills, J. He, Z, Chang, W. Good, Y. Lu, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to Novel Hydrides as a New Power Source," Prepr. Pap.Am. Chem. Soc. Conf., Div. Fuel Chem., Vol. 50, No. 2, (2005); R. L. Mills, J. Sankar, A. Voigt, J. He, P. Ray, B. Dhandapani, "Role of Atomic Hydrogen Density and Energy in Low Power CVD Synthesis of Diamond Films," Thin Solid Films, 478, (2005) 7790; R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach," Physics Essays, Vol. 17, (2004), 342389; R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population and a Very Stable Novel Hydride Formed by a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and Certain Catalysts," J. Opt. Mat., 27, (2004), 181186; W. Good, P. Jansson, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Spectroscopic and NMR Identification of Novel Hydride Ions in Fractional Quantum Energy States Formed by an Exothermic Reaction of Atomic Hydrogen with Certain Catalysts," European Physical Journal: Applied Physics, 28, (2004), 83104; J. Phillips, R. L. Mills, X. Chen, "Water Bath Calorimetric Study of Excess Heat in 'Resonance Transfer' Plasmas," J. Appl. Phys., Vol. 96, No. 6, (2004) 30953102; R. L. Mills, Y. Lu, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, W. Good, B. Dhandapani, "Energetic Catalyst-Hydrogen Plasma Reaction as a Potential New Energy Source," Division of Fuel Chemistry, Session: Advances in Hydrogen Energy, Prepr. Pap.Am. Chem. Soc. Conf., Vol. 49, No. 2, (2004); R. L. Mills, J. Sankar, A. Voigt, J. He, B. Dhandapani, "Synthesis of HDLC Films from Solid Carbon," J. Materials Science, J. Mater. Sci. 39 (2004) 33093318; R. L. Mills, Y. Lu, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, B. Dhandapani, "Energetic Catalyst-Hydrogen Plasma Reaction as a Potential New Energy Source," Division of Fuel Chemistry, Session: Chemistry of Solid, Liquid, and Gaseous Fuels, Prepr. Pap.Am. Chem. Soc. Conf., Vol. 49, No. 1, (2004); R. L. Mills, "Classical Quantum Mechanics," Physics Essays, Vol. 16, (2003), 433498; R. L. Mills, P. Ray, M. Nansteel, J. He, X. Chen, A. Voigt, B. Dhandapani, "Characterization of an Energetic Catalyst-Hydrogen Plasma Reaction as a Potential New Energy Source," Am. Chem. Soc. Div. Fuel Chem. Prepr., Vol. 48, No. 2, (2003); R. L. Mills, J. Sankar, A. Voigt, J. He, B. Dhandapani, "Spectroscopic Characterization of the Atomic Hydrogen Energies and Densities and Carbon Species During Helium-Hydrogen-Methane Plasma CVD Synthesis of Diamond Films," Chemistry of Materials, Vol. 15, (2003), pp. 13131321; R. L. Mills, P. Ray, "Extreme Ultraviolet Spectroscopy of Helium-Hydrogen Plasma," J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 15351542; R. L. Mills, X. Chen, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Plasma Power Source Based on a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen Measured by Water Bath Calorimetry," Thermochimica Acta, Vol. 406/12, (2003), pp. 3553; R. L. Mills, B. Dhandapani, J. He, "Highly Stable Amorphous Silicon Hydride," Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 80, No. 1, (2003), pp. 120; R. L. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "The Potential for a Hydrogen Water-Plasma Laser," Applied Physics Letters, Vol. 82, No. 11, (2003), pp. 16791681; R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts," J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 15041509; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Inductively and Capacitively Coupled RF, Microwave, and Glow Discharge Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts," IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. (2003), pp. 338355; R. L. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "CW HI Laser Based on a Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Group I Catalysts," IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 236247; R. L. Mills, P. Ray, J. Dong, M. Nansteel, B. Dhandapani, J. He, "Spectral Emission of Fractional-Principal-Quantum-Energy-Level Atomic and Molecular Hydrogen," Vibrational Spectroscopy, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 195213; H. Conrads, R. L. Mills, Th. Wrubel, "Emission in the Deep Vacuum Ultraviolet from a Plasma Formed by Incandescently Heating Hydrogen Gas with Trace Amounts of Potassium Carbonate," Plasma Sources Science and Technology, Vol. 12, (2003), pp. 389395; R. L. Mills, J. He, P. Ray, B. Dhandapani, X. Chen, "Synthesis and Characterization of a Highly Stable Amorphous Silicon Hydride as the Product of a Catalytic Helium-Hydrogen Plasma Reaction," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 12, (2003), pp. 14011424; R. L. Mills, P. Ray, "A Comprehensive Study of Spectra of the Bound-Free Hyperfine Levels of Novel Hydride Ion H-(1/2), Hydrogen, Nitrogen, and Air," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 8, (2003), pp. 825871; R. L. Mills, M. Nansteel, and P. Ray, "Excessively Bright Hydrogen-Strontium Plasma Light Source Due to Energy Resonance of Strontium with Hydrogen," J. Plasma Physics, Vol. 69, (2003), pp. 131158; R. L. Mills, "Highly Stable Novel Inorganic Hydrides," J. New Materials for Electrochemical Systems, Vol. 6, (2003), pp. 4554; R. L. Mills, P. Ray, "Substantial Changes in the Characteristics of a Microwave Plasma Due to Combining Argon and Hydrogen," New Journal of Physics, www.njp.org, Vol. 4, (2002), pp. 22.122.17; R. M. Mayo, R. L. Mills, M. Nansteel, "Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity," IEEE Transactions on Plasma Science, October, (2002), Vol. 30, No. 5, pp. 20662073; R. L. Mills, M. Nansteel, P. Ray, "Bright Hydrogen-Light Source due to a Resonant Energy Transfer with Strontium and Argon Ions," New Journal of Physics, Vol. 4, (2002), pp. 70.170.28; R. M. Mayo, R. L. Mills, M. Nansteel, "On the Potential of Direct and MHD Conversion of Power from a Novel Plasma Source to Electricity for Microdistributed Power Applications," IEEE Transactions on Plasma Science, August, (2002), Vol. 30, No. 4, pp. 15681578; R. M. Mayo, R. L. Mills, "Direct Plasmadynamic Conversion of Plasma Thermal Power to Electricity for Microdistributed Power Applications," 40th Annual Power Sources Conference, Cherry Hill, NJ, June 1013, (2002), pp. 14; R. L. Mills, E. Dayalan, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Highly Stable Novel Inorganic Hydrides from Aqueous Electrolysis and Plasma Electrolysis," Electrochimica Acta, Vol. 47, No. 24, (2002), pp. 39093926; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, R. M. Mayo, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Glow Discharge and Microwave Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts," J. of Applied Physics, Vol. 92, No. 12, (2002), pp. 70087022; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, M. Nansteel, X. Chen, J. He, "New Power Source from Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen that Surpasses Internal Combustion," J. Mol. Struct., Vol. 643, No. 13, (2002), pp. 4354; R. L. Mills, J. Dong, W. Good, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Measurement of Energy Balances of Noble Gas-Hydrogen Discharge Plasmas Using Calvet Calorimetry," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 9, (2002), pp. 967978; R. L. Mills, P. Ray, "Spectroscopic Identification of a Novel Catalytic Reaction of Rubidium Ion with Atomic Hydrogen and the Hydride Ion Product," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 9, (2002), pp. 927935; R. L. Mills, A. Voigt, P. Ray, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Measurement of Hydrogen Balmer Line Broadening and Thermal Power Balances of Noble Gas-Hydrogen Discharge Plasmas," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 6, (2002), pp. 671685; R. L. Mills, N. Greenig, S. Hicks, "Optically Measured Power Balances of Glow Discharges of Mixtures of Argon, Hydrogen, and Potassium, Rubidium, Cesium, or Strontium Vapor," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 6, (2002), pp. 651670; R. L. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 5, (2002), pp. 565590; R. L. Mills, P. Ray, "Vibrational Spectral Emission of Fractional-Principal-Quantum-Energy-Level Hydrogen Molecular Ion," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 5, (2002), pp. 533564; R. L. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Argon-Hydrogen-Strontium Discharge Light Source," IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, No. 2, (2002), pp. 639653; R. L. Mills, P. Ray, "Spectral Emission of Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen from a Helium-Hydrogen Plasma and the Implications for Dark Matter," Int. J. Hydrogen Energy, (2002), Vol. 27, No. 3, pp. 301322; R. L. Mills, P. Ray, "Spectroscopic Identification of a Novel Catalytic Reaction of Potassium and Atomic Hydrogen and the Hydride Ion Product," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 2, (2002), pp. 183192; R. L. Mills, E. Dayalan, "Novel Alkali and Alkaline Earth Hydrides for High Voltage and High Energy Density Batteries," Proceedings of the 17th Annual Battery Conference on Applications and Advances, California State University, Long Beach, CA, (January 1518, 2002), pp. 16; R. L. Mills, W. Good, A. Voigt, Jinquan Dong, "Minimum Heat of Formation of Potassium Iodo Hydride," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 11, (2001), pp. 11991208; R. L. Mills, "The Nature of Free Electrons in Superfluid Heliuma Test of Quantum Mechanics and a Basis to Review its Foundations and Make a Comparison to Classical Theory," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 10591096; R. L. Mills, "Spectroscopic Identification of a Novel Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and the Hydride Ion Product," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 10411058; R. L. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Identification of Compounds Containing Novel Hydride Ions by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 9, (2001), pp. 965979; R. L. Mills, T. Onuma, and Y. Lu, "Formation of a Hydrogen Plasma from an Incandescently Heated Hydrogen-Catalyst Gas Mixture with an Anomalous Afterglow Duration," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 7, July, (2001), pp. 749762; R. L. Mills, "Observation of Extreme Ultraviolet Emission from Hydrogen-KI Plasmas Produced by a Hollow Cathode Discharge," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 6, (2001), pp. 579592; R. L. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, T. Shannon, A. Echezuria, "Synthesis and Characterization of Novel Hydride Compounds," Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 339367; R. L. Mills, "Temporal Behavior of Light-Emission in the Visible Spectral Range from a Ti-K2CO3-H-Cell," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 327332; R. L. Mills, M. Nansteel, and Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Strontium that Produced an Anomalous Optically Measured Power Balance," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 309326; R. L. Mills, "BlackLight Power TechnologyA New Clean Hydrogen Energy Source with the Potential for Direct Conversion to Electricity," Proceedings of the National Hydrogen Association, 12th Annual U.S. Hydrogen Meeting and Exposition, Hydrogen : The Common Thread, The Washington Hilton and Towers, Washington DC, (March 68, 2001), pp. 671697; R. L. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics," Global Foundation, Inc. Orbis Scientiae entitled The Role of Attractive and Repulsive Gravitational Forces in Cosmic Acceleration of Particles The Origin of the Cosmic Gamma Ray Bursts,(29th Conference on High Energy Physics and Cosmology Since 1964) Dr. Behram N. Kursunoglu, Chairman, December 1417, 2000, Lago Mar Resort, Fort Lauderdale, FL, Kluwer Academic/Plenum Publishers, NewYork, pp. 243258; R. L. Mills, B. Dhandapani, N. Greenig, J. He, "Synthesis and Characterization of Potassium IodoHydride,"Int.J.of Hydrogen Energy, Vol. 25, Issue 12, December, (2000), pp. 11851203; R. L. Mills, "The Hydrogen Atom Revisited," Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25, Issue 12, December, (2000), pp. 11711183; R. L. Mills, "BlackLight Power TechnologyA New Clean Energy Source with the Potential for Direct Conversion to Electricity," Global Foundation International Conferenceon "Global Warming and Energy Policy," Dr. BehramN. Kursunoglu, Chairman, FortLauderdale, FL, November 2628, 2000, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, pp. 187202; R. L. Mills, J. Dong, Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 919943; R. L. Mills, "Novel Inorganic Hydride," Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 669683; R. L. Mills, "Novel Hydrogen Compounds from a Potassium Carbonate Electrolytic Cell," Fusion Technol., Vol. 37, No "Fractional Quantum Energy Levels of Hydrogen," Fusion Technology, Vol. 28, No.4, November, (1995), pp. 16971719; R. L. Mills, W. Good, R. Shaubach, "Dihydrino Molecule Identification," Fusion Technol., Vol. 25, (1994), 103; R. L. Mills and S. Kneizys, Fusion Technol. Vol. 20, (1991), 65; 및 종래에 공개된 PCT 출원번호. 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; 및 WO 2007/053486; 및 종래 미국 특허번호 제6,024,935호 및 제7,188,033호. 이들에 개시된 내용은 모두 본 명세서에 참조(이하, "Mills 선행 문헌")로서 포함되어 있다. R. L. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics", October 2007 Edition, (posted at http://www.blacklightpower.com/theory/book.shtml); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, May 2006 Edition, BlackLight Power, Inc., provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512 (posted at www.blacklightpower.com). , Cranbury, New Jersey, ("'06 Mills GUT"); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, January 2004 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, New Jersey, provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512. 04 Mills GUT "); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2003 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512. 03 Mills GUT "); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2002 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, New Jersey, provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512. 02 Mills GUT "); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, September 2001 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, Distributed by Amazon, provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512. .com ("'01 Mills GUT"); R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, January 2000 Edition, BlackLight Power, Inc., Cranbury, NewJersey, Distributed by Amazon, provided by BlackLight Power, Inc., 493 Old Trenton Road, Cranbury, NJ, 08512. .com ("'00 Mills GUT"); R. L. Mills, "Physical Solutions of the Nature of the Atom, Photon, and Their Interactions to Form Excited and Predicted Hydrino States," Physics Essay, inpress; R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solution for Atomic Helium which Predicts Conjugate Parameters from a Unique Solution for the First Time," Physics Essays, inpress; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Excessive Balmer Line Broadening of Water-Vapor Capacitively-Coupled RF Discharge Plasmas," International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 33, (2008), 802 815; R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydrides as a New Power Source,"; R. L. Mills, H. Zea, J. He, B. Dhandapani, "Water Bath Calorimetry on a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen,"; J. Phillips, C. K. Chen, R. L. Mills, "Evidence of Catalytic Production of Hot Hydrogen in RF-Generated Hydrogen / Argon Plasmas,"; R. L. Mills, J. He, Y. Lu, M. Nansteel, Z. Chang, B. Dhandapani, "Comprehensive Identification and Potential Applications of New States of Hydrogen," Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32 (14), (2007), 29883009; RL 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 (13), (2007), pp. 25732584; R. L. Mills, "Maxwell's Equations and QED: Which is Fact and Which is Fiction," Physics Essays, Vol. 19, (2006), 225 262; R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, Evidence of an energy transfer reaction between atomic hydrogen and argon II or helium II as the source of excessively hot H atoms in radio-frequency plasmas, J. Plasma Physics, Vol. 72, No. 4, (2006), 469 484; R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solutions for One-through Twenty-Electron Atoms," Physics Essays, Vol. 18, (2005), 321361; R. L. Mills, P. C. Ray, R. M. Mayo, M. Nansteel, B. Dhandapani, J. Phillips, "Spectroscopic Study of Unique Line Broadening and Inversion in Low Pressure Microwave Generated Water Plasmas," J. Plasma Physics, Vol. 71,
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 (여기서, aH는 일반적인 수소 원자의 반지름이고 p는 정수임)인 하이드리노에 대한 표시는 이다. 반지름 aH를 갖는 수소 원자는 이하에서 "일반적인 수소 원자" 또는 "정상적인 수소 원자"라고 지칭한다. 일반적인 수소 원자는 결합 에너지가 13.6 eV인 것을 특징으로 한다. The binding energy of an atom, ion or molecule, also known as ionization energy, is the energy required to remove one electron from an atom, ion or molecule. The hydrogen atom having the binding energy given in the formula (1) is hereinafter referred to as hydrino atom or hydrino. Radius The indication for hydrino, where aH is the radius of a common hydrogen atom and p is an integer, to be. Hydrogen atoms having a radius aH are hereinafter referred to as "general hydrogen atoms" or "normal hydrogen atoms". Typical hydrogen atoms are characterized by a binding energy of 13.6 eV.
하이드리노는 일반적인 수소 원자를 대략Hydrino is a common hydrogen atom
m·27.2 eV (2)m · 27.2 eV (2)
(여기서, m은 정수임)의 순(net) 반응 엔탈피를 갖는 촉매와 반응시킴으로써 형성된다. 이 촉매는 Mills의 기출원된 특허출원에서 에너지 홀 또는 에너지 홀의 공급원이라고 지칭되었다. 촉매작용의 속도는 순 반응 엔탈피가 m·27.2 eV에 보다 가까워질수록 증가한다고 여겨진다. m·27.2 eV의 ±10%, 바람직하게는 ±5% 내의 순 반응 엔탈피를 갖는 촉매가 대부분의 적용에 적합하다고 밝혀졌다. It is formed by reacting with a catalyst having a net reaction enthalpy of where m is an integer. This catalyst was referred to as a source of energy holes or energy holes in Mills' previously filed patent application. The rate of catalysis is believed to increase as the net reaction enthalpy approaches m · 27.2 eV. It has been found that catalysts with a net reaction enthalpy within ± 10%, preferably ± 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·27.2 eV (m은 정수임)가 되도록, 하나의 원자로부터 t개의 전자가 이온화되어 각각 연속체(continuum) 에너지 준위에 제공된다. This catalysis releases energy from the hydrogen atoms as the size of the hydrogen atoms, rn = naH, is moderately reduced. For example, catalysis of H (n = 1) to H (n = 1/2) releases 40.8 eV and the hydrogen radius is reduced from aH to 1/2 aH. In the catalyst system, t electrons are ionized from one atom and provided at each continuum energy level 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 5.39172 eV 및 75.64018 eV이다[1]. 그리고 Li이 Li2+ 로 되는 2가 이온화(t=2) 반응은 81.0319 eV의 순 반응 엔탈피를 가지며, 이는 수식 (2)에서 m=3인 것과 동일하다. One such catalyst system comprises lithium metal. The primary and secondary ionization energies of lithium are 5.39172 eV and 75.64018 eV, respectively [1]. And the divalent ionization (t = 2) reaction in which Li is Li2 + has a net reaction enthalpy of 81.0319 eV, which is the same as m = 3 in formula (2).
(3) (3)
(4)(4)
그리고, 전체 반응은 아래와 같다:And the overall reaction is:
(5) (5)
또다른 실시예에 있어서, 촉매 시스템은 세슘을 포함한다. 세슘의 1차 및 2차 이온화 에너지는 각각 3.89390 eV 및 23.15745 eV이다. 그리고, Cs가 Cs2+로 되는 2가 이온화(t=2) 반응은 27.05135 eV의 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. And, the divalent ionization (t = 2) reaction where Cs becomes Cs2 + has a net reaction enthalpy of 27.05135 eV, which is equivalent to m = 1 in equation (2).
(6) (6)
(7) (7)
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
(8) (8)
또다른 촉매 시스템은 칼륨 금속을 포함한다. 칼륨의 1차, 2차, 및 3차 이온화 에너지는 4.34066 eV, 31.63 eV, 및 45.806 eV이다[1]. 그리고, K가 K3+로 되는 3가 이온화(t=3) 반응은 81.7767 eV의 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 K3 + has a net reaction enthalpy of 81.7767 eV, which is the same as m = 3 in Equation (2).
(9) (9)
(10) 10
그리고, 상기 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is as follows:
(11) (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, As with the power source, the energy released during catalysis is much greater than the energy absorbed by the catalyst. The release energy is large compared to conventional chemical reactions. For example, when hydrogen and oxygen gas are burned to form water,
(12) (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: Known water formation enthalpy is ΔHf = -286 kJ / mole or 1.48 eV per hydrogen atom. On the other hand, each catalyzed (n = 1) common hydrogen atom emits a net enthalpy of 40.8 eV. Moreover, additional catalytic transfer can occur:
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·27.2 eV에 더 잘 매치되므로 무기 이온 촉매작용에 비해 반응 속도가 빠르다. Etc. Once catalysis begins, the hydrinos self-catalyze in a process called disproportionation. The mechanism is similar to that of inorganic ion catalysis. However, the hydrino catalysis is faster than the inorganic ion catalysis because the enthalpy matches m · 27.2 eV better.
본 발명의 추가 촉매작용 생성물Additional Catalytic Product of the Invention
본 발명의 하이드리노 수소화물 이온은 전자 공급원이 하이드리노, 즉 약 (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. Hydrino hydride ions of the invention have an electron source of hydrino, ie, about It can be formed by reacting with a hydrogen atom having a binding energy of (where n is 1 / p and p is an integer greater than 1). The hydrino hydride ions are represented by H- (n = 1 / p) or H- (1 / p).
(13) (13)
(14) (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. Hydrino hydride ions are distinguished from common hydride ions containing a common hydrogen nucleus and two electrons having a binding energy of about 0.8 eV. The latter is referred to hereinafter as "common hydride ions" or "normal hydride ions". Hydrino hydride ions include a hydrogen nucleus including proteum, deuterium or tritium, and two indistinguishable electrons in the binding energy according to formula (15).
신규 하이드리노 수소화물 이온의 결합 에너지는 하기 식에 의해 표현될 수 있다.The binding energy of the novel hydrino hydride ions can be expressed by the following formula.
(15) (15)
여기서, p는 1보다 큰 정수이고, s=1/2이며, π는 파이이고, h는 플랑크 상수 바이며, μ0는 진공 투과도이고, me는 전자의 질량이며, μe는 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. Where p is an integer greater than 1, s = 1/2, π is pi, h is Planck's constant bar, μ0 is vacuum permeability, me is mass of electrons, μe is Is the reduced electron mass given by, where mp is the mass of protons, aH is the radius of the hydrogen atom, a0 is the Bohr radius, and e is the basic charge. The radii are given by
(16) (16)
p의 함수(여기서, p는 정수임)로서의 하이드리노 수소화물 이온 H-(n=1/p)의 결합 에너지가 표 1에 나타나 있다. The binding energy of the hydrino hydride ion H- (n = 1 / p) as a function of p, where p is an integer, is shown in Table 1.
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 0.69 eV이다. 또한, 상기 신규 수소화물 이온을 포함하는 조성물이 제공된다. According to the invention, having a binding energy according to formula (15-16), which is larger than the bond of a typical hydride ion (about 0.8 eV) when p = 2 to 23, and smaller than when p = 24 (H−) Hydrino hydride ions (H-) are provided. In the case of p = 2 to p = 24 in the formula (15-16), the binding energy of the hydride ions is 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 are compositions comprising the novel hydride ions.
하이드리노 이온은 일반적인 수소 핵 및 약 0.8 eV의 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. Hydrino ions are distinguished from common hydrogen ions comprising a common hydrogen nucleus and two electrons having a binding energy of about 0.8 eV. The latter is referred to hereinafter as "general hydrogen ions" or "normal hydrogen ions". Hydrino hydride ions include two indistinguishable electrons in a hydrogen nucleus including proteum, deuterium, or tritium and binding energy according to formula (15-16).
하나 이상의 하이드리노 수화물 이온 및 하나 이상의 다른 원소를 포함하는 신규 화합물이 제공된다. 상기 화합물은 하이드리노 수소화물 화합물로 지칭된다. New compounds are provided that include one or more hydrino hydrate ions and one or more other elements. Such compounds are referred to as hydrino hydride compounds.
일반적인 수소종은 다음의 결합 에너지: (A) 수소화물 이온, 0.754 eV ("일반적인 수소화물 이온"); (b) 수소 원자("일반적인 수소 원자"), 13.6 eV; (c) 이원자 수소 분자, 15.3 eV ("일반적인 수소 분자"); (d) 수소 분자 이온, 16.3 eV ("일반적인 수소 분자 이온"); 및 (e) H+3, 22.6 eV ("일반적인 삼수소(trihydrogen)를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서, 수소 형태와 관련하여, "정상적인(normal)"및 "일반적인(ordinary)"은 동의어이다.Common hydrogen species include the following binding energies: (A) hydride ions, 0.754 eV (“common hydride ions”); (b) hydrogen atom (“common hydrogen atom”), 13.6 eV; (c) diatomic hydrogen molecules, 15.3 eV (“general hydrogen molecules”); (d) hydrogen molecular ions, 16.3 eV (“common hydrogen molecular ions”); And (e) H + 3, 22.6 eV (“common trihydrogen.” In this specification, “normal” and “ordinary” are synonymous with respect to the hydrogen form. to be.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, (a) 약 (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 invention, (a) about A hydrogen atom having a binding energy of preferably ± 10%, more preferably ± 5%, where p is an integer, preferably an integer from 2 to 137; (b) about
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 (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 (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 (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. Hydride ions (H−) having a binding energy of (where p is an integer, preferably an integer from 2 to 24), preferably ± 10%, more preferably ± 5%; (c) H + 4 (1 / p); (d) approximately Trihydrino molecular ion, H, having a binding energy of preferably ± 10%, more preferably ± 5%, where P is an integer, preferably an integer from 2 to 137. +3 (1 / p); (e) about Dihydrino molecular ions having a binding energy of preferably ± 10%, more preferably ± 5%, where P is an integer, preferably an integer from 2 to 137; (f) about (Where P is an integer, preferably an integer from 2 to 137), such as dihydrino molecular ions having a binding energy within the range of ± 10%, more preferably ± 5%. Compounds are provided that include hydrogen species with increased at least one binding energy.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, (a) According to another preferred embodiment of the present invention, (a)
(17) (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 Planck's constant bar, me is the mass of electrons, c is the luminous flux in vacuum, μ is the mass of the reduced nucleus, and k is a pre-calculated harmonic force constant) Dihydrino molecular ions having a total energy of [2]), preferably within ± 10%, more preferably within ± 5%, and (b)
(18) (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 dihydrino molecular ions, having a total energy of preferably within ± 10%, more preferably within ± 5%, of p is an integer and a0 is a bore radius Compounds comprising increased hydrogen species are provided.
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 invention, wherein the compound comprises hydrogen species with increased binding energy in which the compound is negatively charged, the compound adds one or more cations such as protons, general H + 2, and
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 (여기서, m은 1보다 큰 정수로서, 바람직하게는 400보다 작은 정수임)의 순 반응 엔탈피를 갖는 촉매와 반응시켜, 약 (여기서, p는 정수로서, 바람직하게는 2 내지 137의 정수임)의 결합 에너지를 갖는 결합 에너지가 증가된 수소 원자를 생성하는 단계를 포함한다.A method is provided for preparing a compound comprising at least one or more hydride ions with increased binding energy. Such compounds are hereinafter referred to as "hydrino hydride compounds". The method is about hydrogen atoms Reacting with a catalyst having a net reaction enthalpy of (where m is an integer greater than 1, preferably an integer less than 400), Generating a hydrogen atom with an increased binding energy, where p is an integer, preferably an integer from 2 to 137.
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. An 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 ions with increased binding energy may react with one or more cations to produce a compound comprising hydride ions with increased binding energy of at least one.
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 form of hydrogen formed by the catalysis of new hydrogen species and atomic hydrogen is disclosed in "Mills prior art." Hydrogen compositions of the novel materials include:
(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 having a binding energy as follows (“hydrogen species with increased binding energy”);
(i) 대응하는 일반적인 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) a binding energy greater than that 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) the binding energy of a typical hydrogen species is less or negative than the thermal energy of ambient conditions (standard temperature and pressure, STP), so that the corresponding common hydrogen species is less than the bond energy of any unstable or unobservable hydrogen species. 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 other element. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as "hydrogen compounds 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, "another element" means an element other than hydrogen species with increased binding energy. Thus, the other element may be a general hydrogen species or any element other than hydrogen. In one group of compounds, other species and hydrogen species with increased binding energy are neutral. In other groups of compounds, hydrogen species with increased binding energy and other elements are charged in order for the other elements to provide a balancing charge to form neutral compounds. The former group of compounds is characterized by molecular and coordination bonds; The latter group is characterized by ionic bonds.
또한, 다음을 포함하는 신규 화합물 및 분자 이온이 제공된다:In addition, novel compounds and molecular ions are provided, including:
(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 having the following total energy (hereinafter "hydrogen species with increased binding energy")
(i) 대응하는 일반적인 수소종의 총 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) a binding energy greater than the total energy of the corresponding common 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) since the total energy of a typical hydrogen species is less or negative than the thermal energy of ambient conditions (standard temperature and pressure, STP), the corresponding common hydrogen species is less than the total energy of any hydrogen species that is unstable or unobservable. 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 the hydrogen species is the sum of the energies for removing all electrons from the hydrogen species. Hydrogen species according to the invention have a total energy greater than the total energy of the corresponding general hydrogen species. While some embodiments of hydrogen species with increased total energy may have a first electron bond energy that is less than the first electron bond energy of the corresponding generic hydrogen species, the hydrogen species with increased total energy in accordance with the present invention are also "bonded". Hydrogen species with increased energy ". For example, when p = 24, the hydride ions of formula (15-16) have a first binding energy less than the first binding energy of a typical hydride ion, whereas when p = 24, the formula ( The total energy of the hydride ions of 15-16) is much greater than the total energy of the corresponding general hydride ions.
또한, 다음을 포함하는 신규 화합물 및 분자 이온이 제공된다:In addition, novel compounds and molecular ions are provided, including:
(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 having a binding energy as follows (“hydrogen species with increased binding energy”);
(i) 대응하는 일반적인 수소종의 결합 에너지보다 더 큰 결합 에너지, 또는(i) a binding energy greater than that 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) because the binding energy of a typical hydrogen species is less or negative than the thermal energy of the ambient conditions, the binding energy of the corresponding generic hydrogen species is greater than the binding energy of any hydrogen species that is unstable or unobserved; And
(b) 선택적인 하나의 다른 원소. 본 발명의 화합물은 이하 "결합 에너지가 증가된 수소 화합물"이라고 지칭된다. (b) optional one other element. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as "hydrogen compounds 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. Hydrogen species with increased binding energy include at least one hydrino atom with at least one electron, hydrino atom, at least one compound comprising a hydrogen species with increased binding energy, and at least one other atom, molecule, or binding energy. Can be formed by reacting with ions other than 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 having a total energy of the following (“hydrogen species with increased binding energy”):
(i) 일반적인 분자 수소의 총 에너지보다 더 큰 총 에너지, 또는(i) the total energy greater than the total energy of ordinary 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 because the total energy of the typical hydrogen species is less or negative than 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) optional one other element. The compounds of the present invention are hereinafter referred to as "hydrogen compounds 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) a binding energy according to formula (15-16), which is greater than the binding energy of a typical hydrogen ion (about 0.8 eV) for p = 2 to 23 and less than for p = 24 Hydride ions having (“hydride ions with increased binding energy” or “hydrino hydride ions”); (b) a hydrogen atom with a binding energy greater than the binding energy of a typical hydrogen atom (about 13.6 eV) ("hydrogen atom with increased binding energy" or "hydrino"); (c) hydrogen molecules having a first binding energy greater than about 15.3 eV (“hydrogen molecules with increased binding energy” or “dihydrino”); And (d) an increase in at least one binding energy selected from the group consisting of molecular hydrogen ions having a binding energy greater than about 16.3 eV ("molecular hydrogen ions with increased binding energy" or "dihydrino molecular ions") Provided are compounds comprising hydrogen 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. Based on resonant energy transfer mechanisms (rt-plasma) between hydrogen atoms and specific catalysts, new chemically generated or auxiliary plasma sources have been developed that could be new power sources. Products are more stable hydride and molecular hydrogen species such as H- (1/4) and H2 (1/4). The source operates by heating a hydrogen dissociator and a catalyst with an incandescent lamp to provide a hydrogen atom and a gas catalyst, respectively, and the catalyst reacts with the hydrogen atoms to produce a plasma. Mills et al. [3-10] show low temperatures (e.g., 103 K) from hydrogen atoms and specific atomization elements or certain gas ions ionizing singly or multiplely at integer multiples of 27.2 eV, the potential energy of the hydrogen atoms; It was surprising that strong extreme ultraviolet (EUV) was observed at very low field strengths. Numerous independent experimental observations confirm that rt-plasma results from the reaction of new hydrogen atoms to produce hydrogen in quantum fractional state as a chemical intermediate at lower energy than a typical “bottom” (n = 1) state. . Power is released [3, 9, 11-13] and the final reaction product is a novel hydride compound [3, 14-16] or low energy molecular hydrogen [17]. Data supporting this include EUV spectroscopy [3-10, 13, 17-22, 25, 27-28], characteristic release from catalyst and hydride ion products [3, 5, 7, 21-22, 27-28] , Low energy hydrogen emission [12-13, 18-20], chemically formed plasma [3-10, 21-22, 27-28], significant (> 100 eV) ballmer α 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) duration [3, 8], power generation [3, 9, 11-13], and analysis of novel 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. The theory provided previously [6, 18-20, 30] is based on Maxwell's equations for solving the structure of electrons. The familiar Lidbury equation (Eq. (19)) arises for the hydrogen excited state where n> 1 in Eq. (20).
(19) (19)
(20) 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, (p는 정수임) (21)A further result is that the hydrogen atom is capable of catalyzing reactions with certain atoms, excimers, and ions that provide a reaction with a net enthalpy of an integer multiple of the hydrogen atom's potential energy, ie m · 27.2 eV, where m is an integer. Can be. The reaction involves a non-radioactive energy transfer that forms a hydrogen atom called hydrino, which is lower in energy than the unreacted hydrogen atoms corresponding to fractional proton counts. That is, in the case of hydrogen excited state, (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. It replaces the well known variable n = integer in this Lidbury equation. Although the hydrogen state with n = 1 and the hydrogen state with n = 1 / integer are non-radioactive, non-radioactive energy transfer allows for transitions between two non-radioactive states, n = 1 to n = 1/2. Thus, the catalyst has a positive net reaction enthalpy of m · 27.2 eV (ie, it resonantly accepts non-radioactive energy transfer from the hydrogen atom and releases energy to the surroundings, which affects the electron transition to the fractional quantum energy level). to provide. As a result of this non-radioactive energy transfer, the hydrogen atoms become unstable and release additional energy until reaching a low energy non-radioactive state with the main energy level given by equations (19) and (21). Processes that occur without photons and require collisions, such as hydrogen molecule bond formation, are common [31]. In addition, some commercially available phosphors are based on resonant non-radioactive energy transfer, including 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) can react to form H2 (1 / p). Hydrogen molecular ions and molecular charge and current density actions, bond distances, and energy have conventionally been solved with surprising accuracy [30, 33]. Using Laplacian in ellipsoidal coordinates with a non-radiative constraint, each field of the prolate spheroid molecular orbital has a central field of + pe. The total energy of the hydrogen molecule is:
(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 Planck's constant bar, me is the mass of electrons, C is the luminous flux in vacuum, μ is the mass of the reduced nucleus, and k has only the fundamental constant [30, 33]. Is a precalculated harmonic constant in a closed form equation, a0 is the bore radius). The vibrational and rotational energy of the fractional-Leadbury-state molecular hydrogen H2 (1 / p) is P2 times H2. Thus, for the transition from v = 0 to v = 1 of the hydrogen-form molecule H2 (1 / p), the vibrational energy Evib is
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]는(Here, the experimental vibrational energy EH2 (υ = 0 → υ = 1) when H2 transitions from υ = 0 to υ = 1 is shown in Beutler [34] and Herzberg [35]. Given by The rotational energy, Erot [30, 33], when the hydrogen-form molecule H2 (1 / p) transitions from J to J + 1
(24) (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 H2 transitions from J = 0 to J = 1 is given by Atkins [36]. The p2 dependence of rotational energy is derived from the inverse p dependency of internuclear distance and the impact on the corresponding I. The estimated internuclear distance 2c 'of H2 (1 / p) is:
(25) (25)
회전 에너지는 잘 확립된 이론[37]을 이용하여 I 및 핵간 거리를 매우 정확하게 측정하게 해준다. Rotational energy makes it possible to measure I and internuclear distances very accurately using well-established theory [37].
Ar+은 이온화 에너지가 약 27.2 eV이기 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:Ar + can function as a catalyst because the ionization energy is about 27.2 eV. The catalytic reaction from Ar + to Ar2 + forms H (1/2), which additionally functions as a catalyst and reactant to form H (1/4) [19-20, 30]. Therefore, H (1/4) is expected to be observed depending on the flow, because the formation of H2 (1/4) requires accumulation of intermediates. The mechanism was tested by experiment with flowing plasma gas. For high pressure argon-hydrogen plasmas excited by 12.5 keV electron beam, neutral molecular emission was expected. For H2 (1/4), a line of rotation was expected and found in the 150-250 nm region. The spectral lines were compared with those predicted by Eqs. (23-24) corresponding to 1/4 the internuclear distance of H2 given by Eq. (25). For p = 4 in equation (23-24), the predicted energy for the υ = 1 → υ = 0 oscillation-rotation series of H2 (1/4) is:
(26) (26)
He+는 2·2.27 eV인 54.417 eV에서 이온화하기 때문에, 또한 화학적 또는 물리적 과정의 엔탈피 변화가 27.2 eV의 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 satisfies the catalytic condition that the enthalpy change in the chemical or physical process must be equal to an integer multiple of 27.2 eV. H (1/3), the product of the catalytic reaction of He +, can further act as a catalyst to form H (1/4) and H (1/2) [19-20, 30], which is a different state Can cause a transition to H (1 / p). A novel emission line with an energy of q · 13.6 eV (where q = 1,2,3,4,6,7,8 or 11) was recorded during the microwave discharge with 2% hydrogen of helium Previously observed by (EUV) spectroscopy [18-20]. The lines corresponded to H (1 / p), which is the fractional Lidbury state of hydrogen atoms given by equations (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. Rotation lines were observed in the 145-300 nm region from argon-hydrogen plasma excited with atmospheric electron beams. The 42 times energy interval of this unprecedented hydrogen confirms the internuclear distance to 1/4 times H2, confirming that it is H2 (1/4) (Equation (23-26)). H2 (1 / p) gas was separated by liquefaction of helium-hydrogen plasma gas using a liquid nitrogen cryotrap capable of high-vacuum (10-6 Torr) and identified by mass spectroscopy (MS) It became. The condensable gas had higher ionization energy than H2 by MS [17]. The H2 (1/4) gas obtained from the chemical decomposition of the hydride containing the corresponding hydride ion H- (1/4) as well as from the liquefaction of the catalysis-plasma gas was confirmed by 1 H NMR, H2 being identified at 4.63. Compared to 2.18 ppm upfield was identified as a shifted single peak. Vibration-rotated emission from an electron beam holding an argon-hydrogen plasma and from Fourier transform ultraviolet (FTIR) spectroscopy of solid samples containing H- (1/4) with interstitial H2 (1/4). The study further identified H2 (1/4).
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. Reservoir calorimetry was used to determine whether a measurable power occurred in the rt-plasma due to the reaction forming the state given by equations (19) and (21). Specifically, He / H 2 (10%) (500 mTorr), Ar / H 2 (10%) (500 mTorr) and H 2 O (g) (500 and 200) generated using an Evanson microwave cavity. mTorr) plasma generated 5% higher heat than non-rt-plasma such as He, Kr, Kr / H2 (10%) under the same conditions of 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), these early studies of rt-plasma increased the rapid linewidth of hydrogen ballmer series [3-5, 7, 9-10, 12, 18-19, 21, 23-28] and water plasma In the case of, it was demonstrated that other unique features exist, including density reversal of hydrogen excited states. Current and past results are consistent with the existence of an unknown exothermic chemical reaction occurring in 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 Sr3 + has a net reaction enthalpy of 2 · 27.2 eV, Sr + can function as a catalyst either alone or in combination with an Ar + catalyst. It has been reported previously that rt-plasma was formed with a low field (1 V / cm) at low temperatures (eg 103 K) from hydrogen atoms generated in tungsten filaments and strontium evaporated by heating. [4-5,7,9-10]. Increased with the addition of argon, strong VUV emissions were observed, but not when sodium, magnesium or barium replaced strontium or hydrogen, argon or strontium alone was added. Without typical Lidbury series Ar I and Ar II lines, a characteristic emission was observed from the continuum state of Ar2 + at 45.6 nm, confirming that 27.2 eV of resonant non-radioactive energy was transferred from the hydrogen atom to Ar +. Predicted Sr3 + emission lines were also observed from strontium-hydrogen plasmas supporting the rt-plasma mechanism [5, 7]. A time-dependent linewidth increase of H Balmer α rays corresponding to very fast H (25 eV) was observed. Excess power of 20 mW · cm − was measured calorimetrically on the rt-plasma formed when Ar + was added to Sr + as the 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 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 enhancements of the Balmer α-rays corresponding to average hydrogen atom temperatures of 14, 24 eV, and 23-45 eV were observed for strontium and argon-strontium rt-plasma, strontium-hydrogen, helium-hydrogen, argon-hydrogen, Discharges of strontium-helium-hydrogen, and strontium-argon-hydrogen for pure hydrogen, xenon-hydrogen, and magnesium-hydrogen, respectively Compared with. In order to achieve the same light output, the hydrogen-sodium, hydrogen-magnesium, and hydrogen-barium mixtures required 4000, 7000, and 6500 times the power of the hydrogen-strontium mixture, respectively, and the ratio was approximately twice that with the addition of argon. Increased. For the hydrogen-strontium mixture, at a very low voltage of about 2 V, the hydrogen alone and sodium-hydrogen mixtures are 250 V, and the hydrogen-magnesium and hydrogen-barium mixtures are about 140-150 V A glow discharge plasma was formed [4-5, 7]. These voltages are so low that they are not applicable to conventional mechanisms involving high acceleration ions in the field of application. 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 의 반지름까지 m 수준이하로 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: 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 에서 반지름 로 m 수준 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, the transfer of m · 27.2 eV of energy from a hydrogen atom to a catalyst increases the central field interaction of H atoms by m times, and the electrons from the hydrogen atom radius aH Drops below m level to. Since K becomes K3 + and provides a reaction with a net enthalpy of three times the potential energy of the hydrogen atom, i.e. 3,27.2 eV, K acts as a catalyst and each of the common hydrogen atoms undergoing catalysis total 204 eV. Can be released [3]. K can then react with the product H (1/4) to form a low level H (1/7), or in the process called unbalance, additional catalytic transitions involving only hydrinos can occur: Etc. The ionization energy and metastable resonant state of hydrinos corresponding to multipole expansion of potential energy are given previously [19-20, 30], m.27.2 eV (Equation (10 and (21)), the hydrinos further autocatalyze the transition to a lower state once the catalysis begins, a mechanism similar to that of the inorganic ion catalysis. When the energy of the Reno reactor m · 27.2 eV is transferred, the center field of the first atom is increased by m times and the electron radius is Radius As m falls down the level. The catalyst product H (1 / p) can also react with the electrons to form new hydride ions H- (1 / p) with the following binding energy EB [3, 14, 16, 21, 30].
(27) (27)
(여기서, p는 1보다 큰 정수이고, S=1/2이며, h는 플랑크 상수 바이고, μ0는 진공 투과도이고, me는 전자 질량이며, μe는 (여기서, mp는 양자의 질량이고, aH는 수소 원자의 반지름이며, a0는 보어 반지름이고, e는 기본 전하임)에서 주어진 감소된 전자 질량임). 이온 반지름은 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 bigo, μ0 is vacuum permeability, me is electron mass, and μe is (Where mp is the mass of protons, aH is the radius of the hydrogen atom, a0 is the bore radius, and e is the fundamental charge). Ion radius is to be. From equation (27), the calculated ionization energy of hydride ions 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:Substantial evidence of an active catalytic reaction, including the resonance energy transfer between K and a hydrogen atom forming a highly stable novel hydride ion H- (1 / p) called hydrino hydride with predicted fractional donor number p = 4 Have been previously reported [3]. Characteristic emission was observed from K3 +, confirming the transfer of resonant non-radioactive energy of 3 · 27.2 eV from the 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 (λvac = 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 는 H-(1/1)의 시프트 및 낮은 전자 에너지 상태로 인한 공헌도의 합으로 주어진다:The upfield-shift NMR peak is direct evidence that there is a low energy state of hydrogen, which has a reduced radius compared to normal hydride ions, and an increase in both diamagnetic shielding. Total theoretical shift for H- (1 / p) Is given as the sum of the contributions due to the shift of H- (1/1) and the low electron energy state:
(29) (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 alkali hydrino hydrides (including H- (1 / p)) were identified by 1 H MAS NMR and compared with theoretical values. The agreement between the predicted and observed peaks 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 1 H MAS NMR spectrum of the new compound KH * Cl relative to external tetramethylsilane (TMS) showed a large and clear upfield resonance at -4.4 ppm corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm, which is the theoretical prediction of P = 4. Consistent with [3,14-16]. The result is a strong hydrogen Lyman-releasing rt-plasma, fixed inverted Lyman density, afterglow duration, highly active hydrogen atoms, characteristic alkali-ion release due to catalysis, predicted New spectral lines, and previous observations from measurements of power beyond conventional chemistry [3], have been confirmed, which corroborates the catalysis of atomic hydrogen to form more stable hydride ions named H- (1 / p). Was consistent with the prediction. Since comparing the theoretical and experimental shifts of KH * Cl is direct evidence of low-energy hydrogen with strong exotherm inherent during formation, further analysis by infrared (FTIR) spectroscopy to eliminate any known explanation [39] Was repeated.
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].Basic analysis [14, 16] confirmed that these compounds contained alkali metals, halogens and hydrogen, and no known hydride compounds with upfield-shift hydride NMR peaks in this composition were found in the literature. Typical alkali hydrides mixed with alkali hydrides alone or exhibit a down-field shift peak [3, 14-16]. In the literature, what can be used as an alternative to H- (1 / p) as a possible source of upfield NMR peaks is limited to U centered H. The strong, characteristic infrared rotational band at 503 cm −1 resulting from the substitution of Cl— with H— in KCl allowed the removal of H centered U 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 further elucidation, an X-ray photoelectron spectrum (XPS) of hydrino hydride KH * I was performed to determine whether the binding energy of the predicted H- (1/4) given by equation (28) was observed. FTIR analysis of the crystals with H- (1/4) before and after storage in argon for 90 days was performed to provide an interstitial H2 (1/4) with the predicted rotational energy given by equation (24). ). Identifying a single rotational peak in an energy state with ortho-para splitting due to the free rotation of very small hydrogen molecules would be solid 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.Rotational emissions of H2 (1/4) were observed in the determination of KH * I with peaks corresponding to H- (1/4), and oscillation-rotational emissions of H2 (1/4) were H2 (1/4) Observed from a 12.5 keV-electron beam retaining argon plasma with 1% hydrogen due to the collision excitation of H2 (1/4), or H2 formed from H- (1/4) trapped in a lattice of KH * Cl (1/4) or H2 (1/4) formed in situ from K catalysis of H through electron bombardment can produce a gaseous detectable emission (<10-5 Torr) [39] Below pressure, irradiation was carried out by 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 irradiation techniques provide clear evidence that hydrogen can exist in low energy states in the form of H- (1/4) and H2 (1/4), which were previously thought possible. In one embodiment, the products of Li catalysis and NaH catalysis are H- (1/4) and H2 (1/4), and in the case of NaH, additionally H- (1/3) and H2 (1/3). . The present invention provides for their identification and characteristic emission from EUV spectroscopy, catalyst and hydride ion products, low energy hydrogen emission, chemically formed plasma, unique Balmer α linewidth, H-density inversion, elevated electron temperature, anomalous plasma afterglow (afterglow) Duration, power generation, and analysis of new compounds provide corresponding active exothermic reactions. Preferred identification techniques of species H- (1 / p) and H2 (1 / p) include NMR of H- (1 / p) and H2 (1 / p), FTIR of H2 (1 / p) trapped in crystals, XPS of H- (1 / p), TOF-SIMS of H- (1 / p), electron beam excitation emission spectroscopy of H2 (1 / p), electron beam emission spectroscopy of H2 (1 / p) trapped in the crystal lattice, And TOF-SIMS identification of novel compounds comprising H- (1 / p). Preferred techniques for robust catalysis and power balance are line broadening, plasma formation, and calorimetry. Preferably, H- (1 / p) and H2 (1 / p) are H- (1/4) and H2 (1/4), respectively.
도면의 간단한 설명Brief description of the 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 power generation device for recycling or recycling fuel in accordance with 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 a discharge power and a plasma cell and a reactor according to the present invention.
도 1은 리튬-아르곤-수소 및 리튬-수소 rt-플라즈마를 형성하는 필라멘트 기체 셀를 포함하는 실험 기구이다. 1 is an experimental instrument comprising a filament gas cell forming 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. FIG. 2 is a schematic diagram of a reaction cell and a cut plane of water flow calorimetry used to measure the energy balance of NaH catalyzed reactions forming hydrinos. The configuration is as follows: 1-entry / exit thermistor; 2-high temperature valve; 3-ceramic fiber heaters; 4-copper water-cooled coils; 5-reactor; 6-insulator; 7-cell thermocouple, and 8-water chamber.
도 3은 하이드리노를 형성하는 NaH 촉매 반응의 에너지 밸런스를 측정하기 위해 사용된 수류 열량계의 개략도이다. 3 is a schematic diagram of a water flow calorimeter used to measure the energy balance of a NaH catalyzed reaction to form 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 shows LiH * Br, LiH * comprising (i) R—Ni, Li,
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. FIG. 5 shows 656.3 nm Ballmer α linewidth recorded with high resolution visual spectroscopy at the initial release of (A) lithium-argon-hydrogen rt-plasma and (B) at 70 hours of operation. Significant broadening of lithium and only H-rays was observed for times corresponding to average hydrogen atom temperatures of> 40 eV and fractional densities of at least 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.FIG. 6 shows 656.3 nm Ballmer α linewidth recorded with a high resolution (± 0.006 nm) visual spectrometer at (A) initial release of lithium-hydrogen-plasma and (B) at 70 hours of operation. Lithium wire and only H broadening were observed over time, but decreased compared to the case with the argon-hydrogen group (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. 7 shows the DSC (100-750 ° C.) results of NaH at a scan rate of 0.1 degrees / minute. A wide exothermic peak was observed at 350-420 ° C. corresponding to 47 KJ / mole, consistent with sodium hydride decomposition in this temperature range with a corresponding enthalpy of 57 KJ / mole. A large exotherm was observed under conditions forming a NaH catalyst in the region of 640 to 825 ° C., which is the largest exothermic reaction for H, the combustion enthalpy of hydrogen, i.e. at least -354 KJ / mole H2 greater than -241.8 KJ / mole H2. Is equivalent to.
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. 8 shows the results of DSC (100-750 ° C.) of
도 9는 진공 시험용 셀 및 저항성 가열장치를 갖는 캘리브래이션 작동(calibration run)을 위한 온도 대 시간을 보여준다. Figure 9 shows the temperature versus time for a calibration run with a vacuum test cell and a resistive heater.
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. FIG. 10 shows power versus time for a calibration run with a vacuum test cell and resistive heating. 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, which corresponds to the output cooling of a 96.4% flow of 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. FIG. 11 shows the cell temperature with time upon hydrino reaction with a cell containing reagent material, 1 g Li, 0.5
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. FIG. 12 shows the cooling power over time for hydrino reaction with a cell containing a reagent comprising catalyst material, 1 g Li, 0.5
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.FIG. 13 shows the temperature of cells containing R-Ni, a 15 g R-Ni / Al alloy powder, and a reagent comprising 3.28 g of Na as starting material and the cell over time in the R-Ni controlled 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. FIG. 14 shows the cooling power over time in a control power test and a cell containing a reagent comprising R-Ni, 15 g R-Ni / Al alloy powder, and 3.28 g Na as starting material. The energy balance was obtained by calibration-correction 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.FIG. 15 shows the temperature of a cell containing a catalyst material, a reagent containing 15 g NaOH-doped R-
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. FIG. 16 shows cooling with time upon hydrino reaction with a cell containing a reagent material, a reagent comprising 15 g NaOH-doped R-
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.FIG. 17 shows the temperature of the cell with time upon reaction with a cell containing a reagent comprising a catalyst material, 15 g NaOH-doped R-Ni 2400. The cell temperature jumped rapidly from 60 ° C. to 205 ° C. in 60 seconds, and the reaction released 11.7 KJ of energy in a short time resulting in a system-response-corrected peak power of greater than 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. FIG. 18 shows the cooling power over time in a hydrino reaction with a cell containing a reagent comprising a catalyst material, 15 g NaOH-doped R-Ni 2400. The numerical integration of the input and output power curves with calibration correction produced 184.0 kJ input energy, 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. 19 shows the positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of LiBr.
도 20은 LiH*Br 결정의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-100)을 나타낸다. 20 shows a 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. 21 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of LiBr.
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.FIG. 22 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-100) of the LiH * Br crystals. Major hydride, LiHBr-, and Li2H2Br- peaks were uniquely observed.
도 23은 LiI의 양성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-200)을 나타낸다. Figure 23 shows a positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-200) of LiI.
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 a positive TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-200) of LiH * I crystals. LiH +, Li2H2I +, Li4H2I +, and Li6H2I + were observed only in the cation spectrum of LiH * I crystals.
도 25는 LiI의 음성 TOF-SIMS 스펙트럼(m/e=0-180)을 나타낸다.25 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-180) of LiI.
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 LiH * I crystals. The main hydrates LiHI-, and Li2H2I-, and NaHI- peaks 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. 27 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 20-30) of NaH * -coated Pt / Ti with generation of 15 kJ of excess heat. Hydrino hydride compound NaHx- 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 48 hours or more. The main ion on the surface was Na +, consistent with the NaOH doping of the surface. In addition, other main 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. Fig. 29 shows the negative TOF-SIMS spectrum (m / e = 0-180) of R-Ni reacted at 50 ° C for 48 hours or more. Sodium hydrino hydrides and other unique ions corresponding to the sodium hydride hydride NaHx- combined with NaOH, NaO, OH and O- as well as the major hydrides NaH- and NaH3NaOH- which are bonded to the ions and NaOH Observed.
도 30A-B는 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다. 30A-B show 1H MAS NMR spectra relative to 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 and a peak at 1.13 ppm corresponding to H- (1/4) and H2 (1/4), respectively,
(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 shows a broad -2.09 pppm upfield-shift peak corresponding to H- (1/4) and peaks at 1.06 ppm and 4.38 ppm corresponding to H2 (1/4) and H2, respectively.
도 31A-B는 외부 TMS 대비 1H MAS NMR 스펙트럼을 나타낸다.31A-B show 1H MAS NMR spectra relative to external TMS.
(A) KH*Cl은 필수적으로 자유 이온의 환경에 대응하는 매우 뾰족한 -4.46 ppm 업필드-시프트 피크를 나타내며, (A) KH * Cl exhibits a very sharp -4.46 ppm upfield-shift peak, essentially corresponding to the environment of free ions,
(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 exhibits a -2.31 ppm upfield-shift peak similar to that of LiH * Br and LiH * I. Both spectra also had a 1.13 ppm peak corresponding to H2 (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. FIG. 32A-B shows H content selectivity of LiH * X for molecular species based on the nonpolarity of halides and the corresponding non-reactivity to H- (1/4), 1H relative to external TMS. MAS NMR spectrum is shown. (A) LiH * F containing unpolarized fluorine has a peak at 4.31 ppm corresponding to H2 and a peak at 1.16 ppm corresponding to H2 (1/4) (no H- (1/4) ion peak) (H) LiH * Cl containing unpolarized chlorine has a peak at 4.28 ppm corresponding to H2 and a peak at 1.2 ppm corresponding to H2 (1/4) (H- (1/4) ion peak) Is absent).
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.FIG. 33 is an external TMS comparison showing -3.58 ppm upfield-shift peaks corresponding to H- (1/4), H2 (1/4), and H2, peaks at 1.13 ppm, and peaks at 4.3 ppm, respectively. The 1 H MAS NMR spectrum of NaH * Br 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.34A-B show the effect of hydrogenation on the relative strengths of H2, H2 (1/4), and H- (1/4). Hydrogenation increased the H- (1/4) peak and decreased H2 (1/4), while increasing H2. (A) NaH * Cl synthesized by hydrogenation is -4 ppm upfield-shift peak corresponding to H- (1/4), 1.1 ppm peak corresponding to H2 (1/4), and predominantly corresponding to H2 NaH * Cl synthesized without hydrogenation shows a 4 ppm peak, and the -4 ppm upfield-shift peak corresponding to H- (1/4), the main 1.0 ppm peak corresponding to H2 (1/4) , And a small 4.1 ppm peak corresponding to H2.
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).FIG. 35 shows the 1 H MAS NMR spectrum of the external TMS of NaH * Cl resulting from the reaction of NaCl and the
도 36A-B는 XPS 조사 스펙트럼을 나타낸다(Eb = 0 eV 내지 1200 eV). (A) LiBr. (B) LiH*Br. 36A-B show XPS irradiation spectra (Eb = 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. 37 shows 0-85 eV binding energy regions of high resolution XPS spectra of LiH * Br and control LiBr (dashed). The XPS spectra of LiH * Br differ from LiBr in that they have additional peaks at 9.5 eV and 12.3 eV that do not correspond to the peaks of known or other major elements. The peaks coincide with 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.38A-B show XPS irradiation spectra (Eb = 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. 39 shows 0-40 eV binding energy regions of high resolution XPS spectra of NaH * Br and control NaBr (dashed). The XPS spectrum of NaH * Br differs from NaBr in that it has additional peaks at 9.5 eV and 12.3 eV that do not correspond to the peaks of known or other major elements. The peaks coincide with 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. 40A-B show XPS irradiation spectra (Eb = 0 eV to 1200 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with generation of 15 kJ 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. Na2p 및 Na2s 피크들은 NaH*-코팅된 Pt/Ti 상에서 31 eV 및 64 eV에서 관측되었고, Pt/Ti의 경우 최외곽 밴드가 유일하게 관측되었다. 41A-B show high resolution XPS spectra (Eb = 0 eV to 100 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with generation of 15 kJ excess heat. Pt4f7 / 2, Pt4f5 / 2, and O2s peaks on NaH * -coated Pt / Ti were observed at 70.7 eV, 74 eV, and 23 eV, respectively, and the only outermost band was observed for Pt / Ti. It became. Na2p and Na2s peaks were observed at 31 eV and 64 eV on NaH * -coated Pt / Ti, and the outermost band was only observed 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. 42A-B show high resolution XPS spectra (Eb = 0 eV to 50 eV). (A) Pt / Ti. (B) NaH * -coated Pt / Ti with generation of 15 kJ excess heat. The XPS spectrum of NaH * -coated Pt / Ti differs from Pt / Ti in that it has additional peaks at 6 eV, 10.8 eV and 12.8 eV, which do not correspond to known or other major element peaks. The 10.8 eV and 12.8 eV peaks coincide with H- (1/4) in two different chemical environments, and the 6 eV peak coincides with and corresponds to H- (1/3). Thus, fractional hydrogen states, 1/3 and 1/4, were present 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 XPS irradiation spectra (Eb = 0 eV to 120 eV) of NaH * -coated Si with major element peaks identified.
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. FIG. 44 shows XPS irradiation spectra (Eb = 0 eV to 120 eV) of NaH * -coated Si with peaks at 6 eV, 10.8 eV and 12.8 eV that do not correspond to known or other major element peaks. The 10.8 eV and 12.8 eV peaks coincide with H- (1/4) in two different chemical environments, and the 6 eV peak coincides with and corresponds to H- (1/3). Thus, fractional hydrogen states, 1/3 and 1/4, were consistent with the results of NaH * -coated Pt / Ti shown in FIG. 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.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 vaccum maintained at −2.5 ppm NMR peak. Amide peaks at 3314, 3259, 2079 (wide), 1567, and 1541 cm −1 and imide peaks at 3172 (wide), 1953, and 1578 cm −1 were removed; Thus, they were not a source of sustained -2.5 ppm NMR peaks. -2.5 ppm in the 1 H MAS NMR spectrum corresponded to H- (1/4). Furthermore, 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.46 shows 150-350 nm spectra of electron beam excited CsCl containing H 2 (1/4). A series of flatly laid lines were observed in the 220-300 nm region, consistent with the spacing and intensity profiles of the P branches of H2 (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.FIG. 47 shows spectra of 100-550 nm of an electron beam excited silicon wafer coated with NaH * Cl containing H 2 (1/4). A series of flatly laid lines were observed in the 220-300 nm region, consistent with the spacing and intensity profiles of the P branches of H2 (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
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 includes an energy releasing material 56 such as a solid fuel supplied through a supply passage 42. The reaction mixture comprises a source of hydrogen isotope atoms or a source of molecular hydrogen isotopes and a source of catalyst 58 which resonantly removes approximately m · 27.2 eV to form a low energy hydrogen atom, where m is An integer, preferably an integer less than 400, wherein the reaction with hydrogen in the low energy state occurs by contacting hydrogen with a catalyst. The catalyst can be in molten, liquid, gas or solid state. Catalysis releases energy in a form such as 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 can be hydrogen gas, dissociation of water including thermal dissociation, electrolysis of water, hydrogen obtained from hydrides, or hydrogen obtained from metal-hydrogen solutions. In another embodiment, the hydrogen molecules in the energy releasing material 56 dissociate into hydrogen atoms by the hydrogen molecular dissociation catalyst of the mixture 54. The dissociation catalyst can absorb hydrogen, deuterium, tritium atoms and / or molecules, for example elements, compounds, alloys, or precious metals such as palladium and platinum, refractory metals such as molybdenum and tungsten, nickel , Transition metals such as titanium, internal transition metals such as niobium and zirconium, and other materials mentioned in the Mills literature. Preferably, the dissociating agent has a high surface area, such as noble metals such as Pt, Pd, Ru, Ir, Re or Rh or Al 2
일 실시예에 있어서, 원자나 이온으로부터 t 전자의 이온화 에너지의 합이 대략 m·27.2 eV (여기서, t와 m은 각각 정수이다)인 연속체 에너지 수준까지의 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 ionizing t electrons up to a continuum energy level where the sum of ionization energies of t electrons from atoms or ions is approximately m · 27.2 eV, where t and m are each integers. . The catalyst can also be provided by transferring t electrons between participating ions. The transfer of t electrons from one ion to another provides the net enthalpy of the reaction, whereby the t ionization energy of the ion giving electron minus the ionization energy of the t electron of the receiving ion is m · 27.2 eV (Where t and m are each an integer). In another preferred embodiment, the catalyst comprises MH, such as NaH with M atoms bonded to hydrogen, provided m · 27.2 eV as the sum of the M-H binding 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 source comprises catalyst material 58 fed through the catalyst feed path 41 and generally provides a net enthalpy of approximately ± 1 eV. The catalyst is the atom described in the specification and in Mills prior art (see, eg, Table 4 of PCT / US90 / 01998 and 25-46, pages 80-108 of PCT / US94 / 02219), incorporated herein by reference, Ions, molecules, and hydrinos. In an embodiment, the catalyst is a molecule of AlH, BiH, ClH, CoH, GeH, InH, NaH, RuH, SbH, SeH, SiH, SnH, C2, N2, O2, CO2, NO2 and NO3 and 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, Atoms and ions of Gd, Dy, Pb, Pt, Kr, 2K +, He +, Na +, Rb +, Sr +, Fe3 +, Mo2 +, Mo4 +, In3 +, He +, Ar +, Xe +, Ar2 + and H +, and Ne + and H + It may include at least one species.
수소 촉매 반응기 및 전기력 시스템Hydrogen Catalytic Reactor and Electric Force 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. This conversion can take place 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
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 can produce a reactant of an atomic or molecular catalyst and further react with hydrogen atoms to form hydrinos, wherein the product species formed by the production of catalyst and atomic hydrogen is at least hydrogen It can be regenerated by the step of reacting with. In one embodiment, the reactor comprises a moving bed reactor, which may further comprise a fluidization reactor section in which the reactants are continuously fed and by-products are removed and regenerated and returned to the reactor. In one embodiment, low energy hydrogen products, such as hydrino hydride compounds or dihydrino molecules, are recovered as the reactants are regenerated. Furthermore, hydrino hydride ions can be converted to dihydrino molecules during formation of other compounds or during the 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 temperature control means for regulating the surface temperature to a lower temperature than the reaction cell. The surface temperature is maintained at the desired value to provide the desired vapor pressure of the catalyst. In one embodiment, the catalyst condenser means is a tube grid in the cell. In one embodiment of the heat exchanger, the flow rate of the heat exchange medium may be adjusted at a rate that keeps the condenser at a desired temperature lower than the main heat exchanger. In one embodiment, the working medium is water and the flow rate is higher in the cooler than in the water wall, in order to bring the condenser to a lower and preferred temperature. Each flow of working medium can be recombined to be delivered for conversion to space and thermal processes or 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.The energy invention is further described in the Mills preceding document incorporated by reference into the specification. Cells of the present invention include those previously described and further include the catalysts, reaction mixtures, methods, and systems disclosed herein. Electrolytic cell energy reactor, plasma electrolysis reactor, gas discharge energy reactor, barrier electrode reactor, RF plasma reactor, pressurized gas energy reactor, gas discharge energy reactor, microwave cell energy reactor, and glow discharge cell and microwave and / or Combinations of RF plasma reactors include: hydrogen sources; One of a solid, molten, liquid and gas source of the catalyst; A vessel containing hydrogen and a catalyst, wherein the reaction to form low energy hydrogen is brought about by contacting the hydrogen with the catalyst or by reaction of the MH catalyst. For power conversion, each cell type is adapted to mechanically or thermally convert thermal energy or plasma as described in the Mills prior art, as well as transducers known to those skilled in the art such as thermal engines, steam or gas turbine systems, stirling engines or thermal ion or thermal power converters. It can be connected with any transducer that converts to 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.Additional plasma converters include magnetic mirror magnetic fluid power converters, plasmadynamic power converters, gyrotrons, photon bunching microwave power converters, charge drift power or Photoelectric converters.
일 실시예에 있어서, 셀는 Mills 선행 문헌에 제시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 내부 연소 엔진의 실린더를 포함한다. In one embodiment, the cell comprises at least one cylinder of an internal combustion engine as set forth in 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 invention, the hydrino and reactor for generating power may take the form of a hydrogen gas cell. The gas cell hydrogen reactor of the present invention is shown in FIG. 3A. The reactant hydrinos are provided by catalysis with a catalyst. Catalysis may occur in the gas phase or in the 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 FIG. 3A includes a
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 takes place in the gas phase. The catalyst is gasified by keeping the cell temperature at a high temperature, which in turn determines the air pressure of the catalyst. Atomic and / or molecular hydrogen reactants are also maintained at the desired pressure, which can be in any range of force. In one embodiment, the pressure is lower than air pressure, preferably in the range of about 10 mTorr to about 100 mTorr. In another embodiment, the pressure is determined by maintaining a mixture of a catalyst source, such as a metal source, and a corresponding hydride, such as a metal hydride, in a cell maintained at a 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.
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 can be hydrogen gas and molecular hydrogen. Hydrogen can be dissociated into hydrogen atoms by molecular hydrogen dissociation catalysts. The dissociation catalyst or dissociating agent includes, for example, Raney nickel (R-Ni), a valuable metal or precious metal, a valuable metal or precious metal on a support. The oil value or precious metal may be Pt, Pd, Ru, Ir, and Rh, and the support may be at least one of Ti, Nb, Al 2
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 such that the dissociated hydrogen atoms come into contact with the gaseous catalyst to produce hydrino atoms. The catalytic vapor pressure is maintained at the desired pressure by adjusting the temperature of the
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. In order to maintain the catalyst pressure at the desired level, a cell with permeation, such as a hydrogen source, can be sealed. Alternatively, the cell further includes a high temperature valve at each inlet or outlet such that the valve in contact with the reaction gas mixture is maintained at the desired temperature. The cell may further comprise a getter or
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 a group of lithium atoms, potassium atoms or cesium atoms, NaH molecules and hydrino atoms, wherein the catalysis comprises a disproportion reaction. The lithium catalyst becomes a gas by keeping the cell temperature in the range of 500-1000 ° C. Preferably the cell is maintained in the range of 500-750 ° 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 desired for a mixture of catalytic metals and corresponding hydrides, such as lithium and lithium hydrides, potassium and potassium hydrides, sodium and sodium hydrides, and cesium and cesium hydrides. Determined by keeping in a cell maintained at the operating temperature. The gas phase catalyst may include lithium atoms from metal or lithium metal sources. Preferably, the lithium catalyst is maintained at a pressure determined by a mixture of lithium metal and lithium hydride in the operating temperature range of 500-1000 ° C., most preferably at a pressure having a cell in the operating temperature range of 500-750 ° 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 that includes a catalyst reservoir or boat, gaseous Na, NaH catalyst, or gaseous catalysts such as Li, K, and Cs vapors, overheats in the cell relative to the vapor in the reservoir or boat that is the source of cell steam. maintained in super-heated conditions. In one embodiment, the superheated steam reduces the condensation of the catalyst on the dissociating agent of at least one of the hydrogen dissociating agent or the metal and metal hydride molecules disclosed in the infra. In one embodiment that includes Li as catalyst from a reservoir or boat, the reservoir or boat is maintained at a temperature at which Li evaporates. H2 is maintained at a pressure lower than the pressure at which LiH forms a sharp mole fraction at the reservoir temperature. The pressure and temperature to achieve this condition can be determined from a data straight line such as Mueller et al. As shown in FIG. 6.1 [40] of H2 pressure versus LiH mole fraction at a given isotherm. In one embodiment, the cell reaction chamber containing the dissociating agent is operated at high temperatures at which Li does not condense on the wall or dissociating agent. H2 may flow from the reservoir into the cell to increase the catalyst delivery rate. The flow out of the cell after flowing from the catalyst reservoir to the cell is a means of removing the hydrino product to prevent the hydrino from inhibiting the reaction. In another embodiment, K, Cs and Na replace Li, wherein 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, most preferably approximately atmospheric pressure. The cell may be operated at a temperature of about 100 ° C. to 3000 ° C., preferably at a temperature of 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 the decomposition of the added hydride. The cell design of supplying H2 by the permeable membrane includes internal metal hydrides located in sealed containers where H atoms are permeated at high temperatures. The container 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 both ends are sealed with a sealing device, such as a swage lock. In the sealed case, the hydride can be an alkaline or alkaline earth hydride. Alternatively, in the case of the internal-hydride-reagent case, the hydrides are saline hydrides, titanium hydrides, vanadium, niobium and tantalum hydrides, zirconium and hafnium hydrides, rare earth hydrides, yttrium and scandium Hydrides, transition metal hydrides, intermetalic hydrides and at least one of the groups of alloys presented 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 each hydride decomposition temperature, the hydride and operating temperature ± 200 ° C. are 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 ° C .; Lanthanum hydride having an operating temperature of 700 ° C .; Gadolinium hydride with an operating temperature of 750 ° C .; Neodymium hydride with an operating temperature of 750 ° C .; Yttrium hydride with an operating temperature of 800 ° C .; Scandium hydride having an operating temperature of 800 ° C .; Ytterbium hydride with an operating temperature of 850-900 ° C .; Titanium hydride having an operating temperature of about 450 ° C .; Cerium hydride having an operating temperature of about 950 ° C .; Praseodymium hydride having an operating temperature of about 700 ° C .; Zirconium-titanium (50% / 50%) hydride having an operating temperature of about 600 ° C .; Alkali metal / alkali metal hydride mixtures such as Rb / RbH or K / KH having an operating temperature of about 450 ° C .; And alkaline earth metal / alkaline earth metal hydride mixtures such as Ba /
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 contains diatomic covalent molecules. 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 a dissociating agent of at least one of metal molecules ("MM") and metal hydride molecules ("MH"). Preferably, the catalyst source, H2 source, and dissociating agents of MM, MH and HH, where M is an atomic catalyst, are matched to operate at the desired cell conditions, for example, of temperature and reactant concentration. In one embodiment, when a H2 hydride source is used, its decomposition temperature is within the range of temperatures that produce the 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 occurs. In another embodiment of the permeate cell, the cell is operated at a high temperature that permits permeation and then down to a temperature at which the cell temperature 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 dissociating agent comprises means for producing catalyst and H from the source. Pt on Ti or Pd, surface catalysts such as iridium or rhodium alone or on substrates such as Ti, also function as dissociating agents of molecules in which the catalyst and atomic hydrogen are combined. Preferably, the dissociating agent has a high surface area such as Pt / Al 2
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 H2 source can also absorb H2 gas. In this case, the pressure is observed and adjusted. This is possible with catalysts and catalyst sources such as K or Cs metals and LiNH2, respectively, since they volatilize at low temperatures allowing the use of high temperature valves. LiNH2 also lowers the required operating temperature of the Li cell and allows long-duration operations by injecting the filament through the inside of the casing of the filament cell where the corrosion is low and the filament acts as a hydrogen dissociating agent.
*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 gas cell hydrogen reactor with NaH as catalyst comprises a filament with Na in the reservoir and a dissociating agent in the reactor cell. H2 can flow into the main chamber through the reservoir. The power is regulated by adjusting the gas flow rate, H2 pressure and Na vapor pressure. The latter can be adjusted by adjusting the reservoir temperature. In another embodiment, the hydrino reaction is initiated by heating with an external heater and H atoms are supplied by the dissociating 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 invention also relates to other reactors for producing hydrogen compounds with increased binding energy of the 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 "hydrogen reactor" or "hydrogen cell". The hydrogen reactor includes a cell for making hydrinos. The cells for making hydrinos may take the form of, for example, gas cells, gas discharge cells, plasma torch cells or microwave power cells. Such exemplary cells are disclosed in Mills prior art and 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 catalyst for making hydrinos. As used and discussed in this specification, the term "hydrogen" includes proteum (1H) as well as deuterium (2H) and tritium (3H) unless otherwise specified.
수소 기체 방전 전력 및 플라즈마 셀 및 반응기Hydrogen Gas Discharge Power and Plasma Cells and Reactors
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
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
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 hydrogen gas discharge power and plasma cells and reactors where the catalyst occurs in the gas phase utilizes an adjustable gas catalyst. Gas hydrogen atoms for conversion to hydrinos are provided by the discharge of hydrogen molecular gas. The
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
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
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 NH3andH2. 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-bottom stainless steel plasma chamber. LiH and
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. In order to maintain the catalyst pressure at the desired level, a cell with permeation, such as a hydrogen source, can be sealed. Alternatively, a high temperature valve is further included at each entry or exit to maintain the valve in contact with the reaction gas mixture at a 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
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 can be in any desired range at the desired volts. Further, the plasma may be pulsed as disclosed in Mills prior art, such as PCT / US04 / 10608 (named “Pulsed Plasma Power Cell and Novel Spectral Lines”), 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 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 contains diatomic covalent molecules. It is an object of the present invention to provide atomic and molecular catalysts NaH such as Li as well as K and Cs. Thus, in one embodiment of a solid-fuel, the reactant comprises a source of a composite which reversibly forms and decomposes or reacts with the alloy, complex or metal catalyst M to provide a gas 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 that reacts to form at least one of the catalyst and atomic hydrogen. In one embodiment, the source comprises at least one of an amide such as LiNH2, an imide such as Li2NH, a nitride such as Li3N, and at least one of a catalytic metal with NH3. These and other examples are given in infra., Where additionally 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 a reaction vessel constructed and arranged to contain a pressure lower than, equal to, or higher than atmospheric pressure, a source of hydrogen atoms for chemically producing hydrogen atoms in communication with the vessel, lithium in communication with the vessel. And a source of catalyst comprising at least one of atoms, cesium atoms, potassium atoms, and NaH molecules, and may further comprise a getter, such as a source of ionic compounds for binding or reacting with low energy hydrides. Sources of catalyst and reactant hydrogen atoms can include solid fuels that are continuously or batch-regenerated inside or outside the cell, where physical processes or chemical reactions are performed to cause H catalysis and hydrinos to form. The catalyst and H are produced from the source. Thus, embodiments of the hydrino reactant of the present invention include solid fuels, and preferred embodiments include solid fuels that can be recycled. Solid fuels can be used in a variety of applications, including space and process heating, electricity generation, power applications, propellants, and other application ranges 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. Gas cells or plasma cells of the present invention as shown in FIGS. 3A and 4A include means for forming catalyst and H from a source. In a solid-fuel embodiment, the cell further comprises a reactant to provide 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 hydrino production is low or little compared to the large power of the H catalytic reaction to produce hydrinos. The reactants can be regenerated with net release 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 FIG. 3A includes a solid fuel reactor, where the reaction mixture comprises a catalyst source and a hydrogen source. The reaction mixture can be regenerated by feeding the stream of reactants and by removing the product from the corresponding product mixture. In one embodiment,
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 dissociating agent to form hydrogen atoms of the hydrogen gas. The vessel may further include a
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, cell size and material is such that a high operating temperature is recorded. The cell may be suitably fabricated in accordance with the power outlet to achieve the desired operating temperature. High temperature materials for cell fabrication are high temperature stainless steels such as niobium and Hastorloy. The H2 source may be an internal metal hydride that does not react with LiNH2 but releases only H at very high temperatures. In addition, when hydrides react with
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 which mechanically separates due to differences in physical properties such as size. The reactor may further comprise means for separating one or more components based on phase change or reaction difference. In one embodiment, the phase change comprises melting with a heater, and the liquid is separated from the solid by means known in the art, such as gravity filtration, filtration with pressurized gas, and centrifugation. The reaction may include decomposition such as hydride decomposition, and the separation may be performed by melting the corresponding metals, respectively, and then separating them or mechanically separating the hydrides. The latter can be achieved by sifting. In one embodiment, the phase change or reaction may produce the desired reactant or intermediate. In an embodiment, the regeneration comprising any desired separation step may occur inside 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, CRCH and 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 an inorganic compound, such as MX, where M is an alkali metal and X is a halide. In addition to hydrides, inorganic compounds include alkaline earth salts such as alkalis or hydroxides, oxides, carbonates, sulfates, phosphates, borates, and silicates (other suitable inorganic compounds are described herein by DR Lide, CRCH and book). of 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 in producing power or inhibiting other products by preventing product accumulation and the resulting back reaction. Preferred Li chemical-type power cells include Li,
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 with NaH as a 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 halide). It includes. At least one of NaF, NaCl, NaBr, NaI can be sprayed into a plasma gas, such as H2 or a noble gas / hydrogen mixture such as He / H2 or Ar / H2.
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 catalyst source and a hydrogen atom or atomic hydrogen (H) source, wherein at least one of the catalyst and the hydrogen atom is by chemical reaction between one or more reaction mixture species or two or more reaction mixture species Is released. Preferably, the reaction is reversible. Preferably, the released energy is greater than the enthalpy of the reaction of the formation of the catalyst and reactant hydrogen, and when the reactants of the reaction mixture are recycled and recycled, preferably, the greater of the product H state given by formula (1) Formation energy releases net energy over the cycle of reaction and regeneration. The species may be one or more of elements, alloys or compounds such as molecules or organic compounds, 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 one or more reaction mixture species form one or more reaction product species such that the release energy of H or free catalyst is relatively lower than without the formation of the reaction product species. In an embodiment in which the reactant provides a catalyst and atomic hydrogen to form a state having an energy level given by Formula (1), the reactant comprises at least one of a solid, a liquid (including molten state) and a gaseous reactant . The reaction for forming the catalyst and atomic hydrogen to form a state having an energy level given by formula (1) takes place in one or more of the solid, liquid (including molten state) and gas phases. Exemplary solid-fuel reactions presented herein are not meant to be limiting in any way, as other reactions involving 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, said reaction product species is an alloy or compound of at least one of said catalyst and hydrogen or a source thereof. In one embodiment, the reaction mixture species is catalytic hydride and the reaction product species is a catalyst alloy or compound having a relatively low hydrogen content. The energy to release H from the hydride of the catalyst can 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, the hydride is one of LiH, KH, CsH and NaH, and the one or more other elements are M (catalyst), Al, B, Si, C, N, Sn, Te, P, S, Ni, Ta, Pt and Pd. The first and second compounds are
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 reaction product species formation. Reactive species such as alloys or compounds may release the free catalyst by reversible reaction or decomposition. The free catalyst may also be formed by reversible reaction of the catalyst source using one or more other species such as an element or a first compound to form a species such as an alloy or a second compound. The element or alloy may include one or more of M (catalyst 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
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 alloyed or reacted to form a compound having one or more other elements or compounds to lower the energy barrier to Li release from LiH, or from 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 LiAlH4, Li3AlH6, LiBH4, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX and LiNO3. The alloy or compound may be one or more of Li / Ni, Li / Ta, Li / Pd, Li / Te, Li / C, Li / Si, and Li / Sn, wherein Li and any other element of the alloy or compound Li and H can be optimally released depending on the equivalent ratio of the liver, which then reacts during the catalytic reaction to form hydrogen in a relatively low energy state. In other embodiments, 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 MxEy, where M is a catalyst such as Li, K or Cs or Na, E is another element, and x and y represent equivalent ratios. M and Ey may be in any desired molar ratio. In one embodiment, x is in the range from 1 to 50, y is in the range from 1 to 50, preferably x is in the range from 1 to 10, and y is in the range 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 MxEyEz, wherein M is a catalyst such as Li, K or Cs or Na, Ey is the first other element, Ez is the second other element, x, y And z represents an equivalent ratio. M, Ey and Ez may be any desired molar ratios. In one embodiment, x is in the range from 1 to 50, y is in the range from 1 to 50, z is in the range from 1 to 50, preferably x is in the range from 1 to 10, y is in the range from 1 to 10, and z is Range from 1 to 10. In a preferred embodiment, Ey and Ez are selected from the group of H, N, C, Si and Sn. The alloy or compound may be one or more of LixCySiz, LixSnySiz, LixNySiz, LixSnyCz, LixNySnz, LixCyNz, LixCyHz, LixSnyHz, LixNyHz and LixSiyHz. In other embodiments, 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, Ew, 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 compound has the formula MxEwEyEz, wherein M is a catalyst such as Li, K or Cs or Na, Ew is the first other element, Ey is the second other element, and Ez is the first 3 different elements, and x, w, y and z represent an equivalent ratio. M, Ew, Ey and Ez may be any desired molar ratios. In one embodiment, x is in the range from 1 to 50, w is in the range from 1 to 50, y is in the range from 1 to 50, z is in the range from 1 to 50, preferably x is in the range from 1 to 10, and w is In the range 1-10, y is in the range 1-10, and z is in the range 1-10. In a preferred embodiment, Ew, Ey and Ez are selected from the group of H, N, C, Si and Sn. The alloy or compound may be one or more of LixHwCySiz, LixHwSnySiz, LixHwNySiz, LixHwSnyCz, LixHwNySnz and LixHwCyNz. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, wherein the catalyst is a K atom, a Cs atom and a NaH molecule. Species such as MxEwEyEz are illustrative and not meant to be limiting, as other species containing 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 source of hydrogen atoms and a source of Li catalyst. The reaction contains one or more species from the group of hydrogen dissociating agent, H2, hydrogen atom source, Li, LiH, LiNO3, LiNH2, Li2NH, Li3N, LiX, NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, NH3 and NH4X, wherein X Is the counterion as shown in halides and CRCs [41]. The weight percent 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 an H source. In one embodiment, the reaction mixture further comprises a reactant that performs the reaction to form a Li catalyst and atomic hydrogen. The reactant may comprise one or more of the group of H2, hydrino catalyst, MNH2, M2NH, M3N, NH3, LiX, NH4X (X is a counter ion such as halide), MNO3, MAlH4, M3AlH6 and MBH4 M is an alkali metal which may be a catalyst. The reaction mixture is Li, LiH, LiNO3, LiNO, LiNO2, Li3N, Li2NH, LiNH2, LiX, NH3, LiBH4, LiAlH4, Li3AlH6, LiOH, Li2S, LiHS, LiFeSi, Li2CO3, LiHCO3, Li2SO4, LiHSO4, Li3PO4, Li2H LiH2PO4, Li2MoO4, LiNbO3, Li2B4O7 (Lithium Tetraborate), LiBO2, Li2WO4, LiAlCl4, LiGaCl4, Li2CrO4, Li2Cr2O7, Li2TiO3, LiZrO3, LiAlO, LiCoO2, Li2O2, Li2O2, Li2O2, Li2O2, Li2O2 , LiIO3, LiFeO2, LiIO4, LiClO4, LiScOn, LiTiOn, LiVOn, LiCrOn, LiCr2On, LiMn2On, LiFeOn, LiCoOn, LiNiOn, LiNi2On, LiCuOn and LiZnOn, where n is 1, 2, 3 or 4) ), Strong oxidized anions, oxidants, molecular oxidants such as V2O3, I2O5, MnO2, Re2O7, CrO3, RuO2, AgO, PdO, PdO2, PtO, PtO2 and NH4X (where X is nitrate or other CRCs [41] Suitable anion), and a reagent selected from the group of reducing agents. In each case, the mixture further comprises hydrogen or a hydrogen source. In other embodiments, other dissociating agents may or may not be used, wherein hydrogen atoms and optionally catalyst atoms are chemically produced by the reaction of the mixture species. In further embodiments, 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 also further comprise an acid such as
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 low-energy-hydrogen catalyst source and a hydrogen atom or a hydrogen atom source. Suitable reactant catalysts include one or more of acid, base, halide ions, metal ions, and free radical source groups. The reactant catalyst may comprise a weak-base-catalyst such as Li2SO4, a weak-acid catalyst such as a solid acid such as LiHSO4, a metal ion source such as TiCl3 or AlCl3 providing Ti3 + and Al3 + ions, respectively, a free radical source such as CoX2, where X is Cl and The same halide, where
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-, SO42-, HSO4-, CoO2-, IO3-, IO4-, TiO3-, CrO4-, FeO2-, PO43-, HPO42-, H2PO4-, VO3-, ClO4- 및 Cr2O72-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 adapted to ionize the hydrogen source, catalyst source, and catalyst to resonantly receive energy from the hydrogen atoms to form hydrinos having the energy given by equation (1). At least one hydrino getter and electron getter from the catalyst according to the present invention. Hydrino getters can combine with low-energy hydrogen to prevent reverse reactions with ordinary hydrogen. In one embodiment, the reaction mixture comprises a hydrino getter such as LiX or Li2X, where X is a halide or other anion such as an anion from CRC [41]. The electron getter may perform one or more functions to receive electrons from the catalyst and to stabilize the catalyst-ion intermediates such as
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 mixtures such as Li,
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 can 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 can react with hydrides having an NMR upfield shift that is greater than the upfield shift of TMS. The binder may be an alkali halide and the hydride bond product may be an alkali hydride with an NMR higher field transition that is greater 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 catalysis is a hydrogen molecule H 2 (1/4) having a binding energy of about 250 eV trapped in the solid NMR peak and crystalline ion lattice at about 1 ppm relative to TMS. In one embodiment, product H2 (1/4) is trapped in the crystalline lattice of the ionic compound of the reactor such that infrared absorption selectivity is such that the molecule becomes IR active and an 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 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, actinides, and lanthanides. Contains alloys containing elements. Some typical alloys are LiBi, LiAg, LiIn, LiMg, LiAl, LiMgSi, LiFeSi, LiZr, LiAlCu, LiAlZr, LiAlMg, LiB, LiCa, LiZn, LiBSi, LiNa, LiCu, LiPt, LiCaNa, LiAlCuMgZr, LiPb, LiPb, LiCb At least one member of the group of LiSn and LiNi. In other embodiments, 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 it is under vacuum energy (which liberates the atom) so that the Li atom can act as a catalyst atom to form hydrinos. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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 dissociating agent is provided by a chemical reaction. H atoms are produced by reaction of two or more reaction mixture species or by decomposition of one or more species. In one embodiment, Li-Li reacts with
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 the catalyst or 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. Heterogeneous catalysts may be selected from the group consisting of transition elements, precious metals, rare earths and other metals and atoms such as W, Ta, Ni, Pt, Pd, Ti, Al, Fe, Ag, Cr, Cu, Zn, Co and Sn. It may include.
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 comprises an excess of Li above the Li-carbon intercalation limit. Excess may range from 1% to 1000%, preferably 1% to 10%. The carbon may further comprise a hydrogen spillover catalyst having a hydrogen dissociating agent such as Pd or Pt on the activated carbon. In further embodiments, the cell temperature is higher than the temperature at which Li is fully intercalated into carbon. The cell temperature may range from about 100 to 2000 ° C, preferably from 200 to 800 ° C, most preferably from about 300 to 700 ° C. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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 a range such that the silicon alloy further comprising H releases a hydrogen atom. The range may be in the range of about 50 to 1500 ° C., preferably about 100 to 800 ° C., and most preferably about 100 to 500 ° C. The hydrogen pressure may range from about 0.01 to 105 Torr, preferably from about 10 to 5000 Torr, most preferably from about 0.1 to 760 Torr. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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 mixtures, alloys and compounds may comprise catalysts such as Li or catalyst sources such as catalytic hydrides with other element (s) or compound (s) or other element (s) or source of compound (s) such as the number of other element (s). It can be formed by mixing with a digest. The catalytic hydride can be LiH, KH, CsH or NaH. The reagents can be mixed by ball milling. In addition, the catalyst alloy may 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)LiNH2 + Li-Li → Li + H + Li2NH (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 embodiments of other Li-alloy systems, the reaction mechanism is similar to that of Li / N systems, with other alloy element (s) replacing N. An exemplary reaction mechanism for carrying out the reaction for forming the hydrino reactant, 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.Preferred embodiments of a LiS alloy-catalyst system include Li with Li 2 S and Li with LiHS. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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
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.Two preferred embodiments include a first reaction mixture of LiH, LiNH2 and Pd on an Al2O3 powder and a second reaction mixture of Li, Li3N and hydrogenated Pd on an Al2O3 powder, which may further include H2 gas. The first reaction mixture can be regenerated by the addition of H2 and the second reaction mixture can be regenerated by removing H2 and hydrogenating the dissociating agent or reintroducing H2. 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,
Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (37)Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (37)
Li2 + Li2NH → Li + Li3N + H (38)Li2 + Li2NH → Li + Li3N + 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
LiNH2로부터 Li2NH를 형성하는 메커니즘은 암모니아를 형성하는 제 1 단계를 포함하고[42]:The mechanism for forming
2LiNH2 → Li2NH + NH3 (39)2LiNH2 → Li2NH + NH3 (39)
LiH가 존재하는 경우, 암모니아와 반응하여 H2를 방출하고,When LiH is present, it reacts with ammonia to release H2,
*LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (40)* LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (40)
순 반응은 LiNH2의 소비로 H2를 형성하고,The net reaction forms H2 with the consumption of LiNH2,
LiNH2 + LiH → Li2NH + H2 (41)LiNH2 + LiH → Li2NH + H2 (41)
Li가 존재하는 경우, 아마이드는 훨씬 더 에너지 효율적인 Li와 암모니아의 역 반응으로 인해 소비되지 않는다:If Li is present, the amide is not consumed due to the much more energy efficient reverse reaction of Li with ammonia:
Li-Li + NH3 → LiNH2 + H + Li (42)Li-Li + NH3 → LiNH2 + 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
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 LiNH2 serving as Li catalyst and atomic hydrogen source can be regenerated. During the regeneration cycle, the reaction product mixture comprising species such as Li,
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, competitive reactions in which one reactant is hydrogenated or dehydrogenated to another reactant are used to form the desired reaction mixture comprising the hydrogenated and non-hydrogenated compounds. For example, hydrogen is added under appropriate temperature and pressure conditions so that the reverse reactions of formulas (37) and (38) occur through a competitive reaction to form LiH such that the hydrogenated product is mainly Li and
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 into a thin film over a high surface area and a mixture of LiH and
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 at least one of Li 3 N, Li 3 N sources such as Li and
Li3N + H → Li2NH + Li (43)Li3N + H → Li2NH + 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:The Li atom catalyst may then react with additional H atoms to form hydrinos. Side products such as LiH, Li2NH and LiNH2 can be converted to Li3N by evacuating the reaction vessel of H2. A typical Li / N alloy reaction is as follows:
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 3 N, H source and hydrogen dissociating agent are present in any desired molar ratio. Each is present in a molar ratio of greater than 0 and less than 100%. Preferably, the molar ratios are similar. In one embodiment, Li 3 N; At least one of
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 / 2H2 + LiNH2 → NH3 + 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 the H2 concentration. Alternatively, the forward reaction can be induced through the formation of H atoms using dissociating agents. The reaction by H atom is given by:
H + LiNH2 → NH3 + Li (50)H + LiNH2 → NH3 + 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 an embodiment of a reaction mixture comprising at least one compound that reacts with a Li source to form a Li catalyst, the reaction mixture comprises at least one species from the
NH3 + Li → LiNH2 + H (51)NH3 + Li → LiNH2 + 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 other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being a K atom, a Cs atom and a NaH molecule. In a preferred embodiment, the reaction mixture comprises a hydrogen dissociating agent, a source of hydrogen atoms, and Na or K and
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 further embodiments, the reactants comprise catalysts such as Li and hydrogen atom sources such as H2 and dissociating agents or hydrides such as hydrogenated R-Ni. H can react with Li-Li to form LiH and Li, which can also act as a catalyst to react with additional H to form hydrinos. Li can then be regenerated by removing H2 released from LiH. The plateau temperature at 1 Torr for LiH decomposition is about 560 ° C. LiH may decompose at about 500 ° C. below the alloy formation and sintering temperature of 0.5 Torr and R—Ni. The molten Li can be separated from R-Ni, R-Ni can be hydrogenated again, and Li and hydrogenated R-Ni can 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, Li atoms can be deposited on the surface. The surface can be a support or a source of H atoms. The surface may comprise one or more of a hydride and a hydrogen dissociating agent. The surface may be R-Ni, which may 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 kept at low temperature such as room temperature during deposition. The Li-coated surface can be heated to react Li with H to form the H state given by Equation (1). Other thin film deposition techniques that are well known in the art further include embodiments of the present invention. Such embodiments include physical spraying, electro-spraying, aerosols, electro-arc welding, Knudsen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems such as fine dispersion melting of Li , Electroplating of Li and chemical vapor deposition of Li. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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, the hydride can be hydrogenated again by introducing H2, and the cell is evacuated in certain embodiments. Li atoms can then be deposited again onto the regenerated hydride. In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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. Li and R-Ni are each present in a molar ratio of greater 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 competitive reaction is used to hydrogenate or dehydrogenate one reactant to another reactant to achieve a reaction mixture comprising the hydrogenated and non-hydrogenated compounds. For example, LiH formation is thermodynamically advantageous over R-Ni hydride formation. However, LiH formation rates are very low at low temperatures such as in the range of about 25 ° C. to 100 ° C., whereas R-Ni hydride formation is at high rates at suitable pressures such as about 100 Torr to 3000 Torr in this temperature range. Thus, the reaction mixture of Li and hydrogenated R—Ni dehydrogenates LiH by pumping at about 400 to 500 ° C., cooling the vessel to about 25 to 100 ° C., and hydrogen for a period of time to achieve the desired selectivity. Can be regenerated from LiH and R-Ni by preferential hydrogenation of R-Ni, followed by evacuation of the cell to remove excess hydrogen. While excess Li is present or added in excess, R-Ni can be used in repeated cycles by selectively hydrogenating alone. This is accomplished by adding hydrogen at a temperature and pressure range that results in selective hydrogenation of R-Ni, then heating the vessel to form H atoms and Li atoms and subsequently removing excess hydrogen before initiating the hydrino reaction. Can be. In this process additional hydride and catalyst sources can be used in place of Li and R-Ni. In further embodiments, the R—Ni is mostly hydrogenated in separate preparation steps using elevated temperature and high pressure hydrogen or using electrolysis. Electrolysis can occur in basic aqueous solutions. The base may be a hydroxide. The counter electrode may be nickel. In this case, R-Ni can provide H atoms for a long time by appropriate temperature, pressure and temperature ramp rate.
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 dissociating agent metal sinters or forms the alloy with the catalyst metal. For example, LiNi alloys can be formed at temperatures above about 550 ° C. when the dissociating agent is R—Ni and the catalyst is Li. Thus, in another embodiment, the reaction mixture can be regenerated by converting LiH to
LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (52)LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (52)
이어서, 용융된 LiNH2가 380℃의 융점에서 회수될 수 있다. LiNH2는 분해반응에 의해 Li로 전환될 수 있다.The
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
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
Li2 + NH3 → LiNH2 + Li + H (53)Li2 + NH3 → LiNH2 + Li + H (53)
LiNH2는 하기 반응식에서 NH3의 공급원이다:LiNH2 is the source of NH3 in the following scheme:
2LiNH2 → Li2NH + NH3 (54)2LiNH2 → Li2NH + NH3 (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 LiNH2:
LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (55)LiH + NH3 → LiNH2 + H2 (55)
그리고, H2는 Li2NH와 반응하여 LiNH2를 재생시킬 수 있다:And, H2 can react with Li2NH to regenerate LiNH2:
H2+ Li2NH → LiNH2 + LiH (56)H2 + Li2NH → LiNH2 + 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
LiNH2 + H → Li + NH3 (57)LiNH2 + H → Li + NH3 (57)
이어서, Li는 추가의 H와 반응하여 하이드리노를 형성할 수 있다. Li may then react with additional H to form hydrinos.
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 systems that produce Li atom catalysts and H atoms include Li and
Li2 + LiBH4 → LiBH3 + Li + LiH (58)Li2 + LiBH4 → LiBH3 + Li + LiH (58)
NH4X는 LiNH2 및 H2를 생성할 수 있다:NH 4 X can produce
Li2 + NH4X → LiX + LiNH2 + H2 (59)Li2 + NH4X → LiX + LiNH2 + H2 (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:Subsequently, Li atoms can be generated according to the formulas (32) and (37). In another embodiment, the reaction mechanism for the Li / N system to form a hydrino reactant of Li atoms and H is as follows:
NH4X + Li-Li → Li + H + NH3 + LiX (60)NH4X + Li-Li → Li + H + NH3 + LiX (60)
상기 식에서, X는 반대 이온, 바람직하게는 할라이드이다. Wherein X is a counter ion, preferably a halide.
Li 원자 촉매는 Li2NH 또는 Li3N와 H2의 해리에 의해 형성된 H 원자의 반응에 의해 생성될 수 있다:Li atom catalysts may be produced by the reaction of Li atoms, formed by
Li2NH + H → LiNH2 + Li (61)Li2NH + H → LiNH2 + Li (61)
Li3N + H → Li2NH + Li (62)Li3N + H → Li2NH + 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 further embodiments, the reaction mixture comprises nitrides of metals other than Li such as Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and Th. The reaction mixture may comprise a metal to form a metal compound substituted with Li or 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, one or more of the Li metal and Li-Li molecules react with the halide compound to form Li atoms and LiX. Alternatively, LiX reacts with metal M to form Li atoms and MX. In one embodiment, the lithium metal reacts with lanthanide element halides to form Li and LiX, where X is a halide. In one example,
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 reactants and products of the Haber procedure [43]. The product may be NHx (x = 0,1,2,3,4). These products can react with Li or a compound comprising 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 + NH3 → Li + LiNH2 + H (63)
Li-Li + NH2 → LiNH2 + Li (64)Li-Li + NH2 → LiNH2 + Li (64)
Li-Li + NH2 → Li2NH + H (65)Li-Li + NH2 → Li2NH + H (65)
다른 실시양태에서는, K, Cs 및 Na가 Li을 대체하며, 이때 촉매는 K 원자, Cs 원자 및 NaH 분자이다.In other embodiments, K, Cs and Na replace Li, with the catalyst being 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 lower temperatures than the melting point of one or more individual compounds can be used. Preferably, an eutectic mixture, which is a molten salt mixed with reactants such as Li and
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 alloy species added. It is an object of the present invention to change the physical state to control the reaction rate and change the thermodynamics to achieve a sustainable low energy hydrogen reaction by H addition from the H source. Li / N alloy systems comprising reactants such as Li and
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 where the regeneration of the reactants is facilitated by solvents or added solutes or alloy species includes lithium metal, wherein the hydrogenation of Li is not complete so that Li is present in the solvent and reactant. In Li solvents, the following regeneration reaction may occur by H addition from the source to form LiH:
LiH + Li2NH → 2Li + LiNH2 (66)LiH + Li2NH → 2Li + LiNH2 (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 comprising reactants such as Li and LiNH2, alkali metals, alkaline earth metals and mixtures thereof may serve as solvents. In one embodiment, the solvent is selected to reduce the reaction from LiH to Li and form an unstable solvent hydride with H release. Preferably, the solvent may be one or more of the group of Li (excess), Na, K, Rb, Cs and Ba with the corresponding hydrides having low thermal stability while being able to reduce Li +. If the melting point of the solvent is higher than desired, such as in the case of Ba having a high melting point of 727 ° C., the solvent is mixed with other solvents such as metal to form a solvent having a relatively low melting point such as including a eutectic mixture. 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 likelihood of Li + reduction, 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 in which the regeneration of the reactants is promoted by solvents or added solutes or alloy species includes potassium metal. Potassium metals in a mixture of LiH and
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 step is as follows:
LiH + K → Li + KH (67)LiH + K → Li + KH (67)
KH + Li2NH → K + Li + LiNH2 (68)KH + Li2NH → K + Li + LiNH2 (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:Here, H is added at a rate where H is consumed by low energy hydrogen production. Alternatively, K catalytically produces Li and H from LiH, wherein
Li2NH + 2H → LiH + LiNH2 (69)Li2NH + 2H → LiH + LiNH2 (69)
LiH + K → KH + Li (70)LiH + K → KH + Li (70)
KH → K + H(g) (71)KH → 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 preferred instability conditions of the hydride (KH), the amide (KNH2) is also unstable so that the exchange of lithium amide and potassium amide is thermodynamically undesirable. In addition to 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 ° C. because Li is miscible in Na 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 formulas (70) and (71). In one embodiment,
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,
LiNH2 + 2Li → H2 + Li3N (72)LiNH2 + 2Li → H2 + Li3N (72)
방출된 H2(식 (72))와 LiNO3이 균형된 H2 환원 반응으로 물 및 리튬 아마이드를 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction in which the released H 2 (formula 72) and
4H2 + LiNO3 → LiNH2 + 3H2O (73)4H2 + LiNO3 → LiNH2 + 3H2O (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:Subsequently, Scheme (72) can proceed with the resulting LiNH2 and the balance Li, and the coupling reaction represented by Formulas (72) and (73) can occur until Li is completely exhausted. The overall response is given by:
LiNO3 + 8Li + 3LiNH2 → 3H2O + 4Li3N (74)LiNO3 + 8Li + 3LiNH2 → 3H2O + 4Li3N (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 dynamically by methods such as condensation or react with the getter to prevent reaction with species such as Li,
예시적인 Li 촉매 반응물의 재생Regeneration of Exemplary Li Catalyst 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 methods and systems for producing or regenerating a reaction mixture to form a state given by formula (1) from any side product formed during the reaction. For example, in an embodiment of an energy reactor, the catalyst reactant mixtures such as Li, LiNH2 and LiNO3 may be prepared by any method known to those skilled in the art as given by Cotton and Wilkinson [43]. Regeneration from side products such as LiOH and Li2O. The components of the reactant mixture comprising the side products 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, LiOH and Li 2 O are solids, Li,
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.If the initial reaction mixture comprises at least one of Li,
한 실시양태에서, 산화 반응은 다음과 같다:In one embodiment, the oxidation reaction is as follows:
LiNH2 + 2O2 → LiNO3 + H2O (75)LiNH2 + 2O2 → LiNO3 + H2O (75)
Li2NH + 2O2 → LiNO3 + LiOH (76)Li2NH + 2O2 → LiNO3 + LiOH (76)
Li3N + 2O2 → LiNO3 + Li2O (77)Li3N + 2O2 → LiNO3 + Li2O (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 one or more of NO 2, NO and
3Li2O + 6NO2 + 3/2O2 → 6LiNO3 (78)3Li2O + 6NO2 + 3 / 2O2 → 6LiNO3 (78)
Li2O + 3NO2 → 2LiNO3 + NO (79)Li2O + 3NO2 → 2LiNO3 + NO (79)
NO + 1/2O2 → NO2 (80)NO + 1 / 2O2 → NO2 (80)
LiOH + NO2 + NO → 2LiNO2 + H2O (공업적 과정) (81)LiOH + NO2 + NO → 2LiNO2 + H2O (Industrial Process) (81)
2LiOH + 2NO2 → LiNO3 + LiNO3 + H2O (82)2LiOH + 2NO2 → LiNO3 + LiNO3 + H2O (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)Li2O + H2O → 2LiOH (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 reacted with
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 nitric acid treatment and drying:
Li2O + 2HNO3 → 2LiNO3 + H2O (84)Li2O + 2HNO3 → 2LiNO3 + H2O (84)
LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (85)LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (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:
LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (87)LiOH + HNO3 → LiNO3 + H2O (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 harbor process can be used to generate NH3 from N2 and H2 at elevated temperatures and pressures using a catalyst such as α-iron containing some oxides. Ammonia can be used to form
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 exemplary regeneration reaction, embodiments of the reactor include reactants of Li,
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 (여기서, m은 정수임) 중에서 하나가 되도록 하는 연속체 에너지 수준으로 촉매 시스템을 제공한다.In a further embodiment, a compound comprising hydrogen, such as MH, where H is hydrogen and M is another element, serves as a hydrogen source and a catalyst source. In one embodiment, the sum of the binding energy and the ionization energy of t electrons is approximately equal by the breakdown of the MH bond and the ionization of t electrons from the M atom. Providing a catalyst system at a continuum energy level such that m is an integer.
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 binding energy of NaH + the double ionization energy (t = 2) for Na2 + of Na becomes 54.35 eV (2 × 27.2 eV), which is equivalent to the case of m = 2 in equation (2), NaH molecules can serve as catalysts and H sources. The catalytic reaction is given by the formula:
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
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:As set forth in
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:For high hydrogen concentrations, the transition of H (1/3) (p = 3) to H (1/4) (p + m = 4) by H catalyst (p = 1; m = 1) may be fast. :
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.Due to the stable binding of H- (1/4) in the halide and ionization stability to other reactive species thereof, 2H (1/4) → H2 (1/4) and H- (1/4) + H + → H2 H- (1/4) and the corresponding molecules formed by the (1/4) reaction are preferred products of hydrogen catalysts.
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:Since the sum of the binding energy of NaH, the double ionization energy from Na to Na2 + (t = 2) and the potential energy of H is 81.56 eV (3.27.2 eV), which is equivalent to the case of m = 3 in equation (2), NaH The catalytic reaction can be a harmonious reaction. The catalytic reaction is given by:
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
여기서, H+fast 은 운동 에너지가 13.6 eV 이상인 빠른 수소 원자이다.Here, H + fast is a fast hydrogen atom whose kinetic energy is 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 one or more of NaH molecules and a hydrogen source. NaH molecules can act as catalysts to form the H state given by formula (1). The NaH molecular source may comprise one or more of a Na metal, a hydrogen source, preferably a hydrogen atom and NaH (s). The hydrogen source may be one or more of
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 atoms and NaH molecules is provided by the reaction between the molecular form of the metal, ion or Na and one or more other compounds or elements. Sources of Na or NaH include metals Na, inorganic compounds including Na such as NaOH, and other suitable Na compounds such as NaNH2, Na2CO3 and Na2O (these are provided in CRC [41]), NaX (X is a halide) and NaH ( One or more). The other element may be H, a substituent or a reducing agent. The reaction mixture comprises (1) sodium sources such as Na (m), NaH, NaNH2, Na2CO3, Na2O, NaOH, NaOH doped R-Ni, NaX (X is halide), and NaX doped R-Ni, (2) Hydrogen sources such as H2 gas and dissociating agents and hydrides, (3) substituents such as alkali metals or alkaline earth metals, preferably Li, and (4) reducing agents such as metals such as alkali metals, alkaline earth metals, lanthanides, transition metals such as Ti, aluminum, B, metal alloys such as AlHg, NaPb, NaAl, LiAl and metals alone or in combination with reducing agents such as alkaline earth halides, transition metal halides, lanthanide halides and aluminum halides . Preferably, the alkali metal reducing agent is Na. Other suitable reducing agents include metal hydrides such as LiBH4, NaBH4, LiAlH4 or NaAlH4. Preferably, the reducing agent reacts with NaOH to form NaH molecules and Na products such as Na, NaH (s) and Na 2 O. The NaH source may be R-Ni, including NaOH and a reactant such as a reducing agent to form an Al intermetallic compound of a NaH catalyst such as an alkali metal or an alkaline earth metal or R-Ni. Further exemplary reactants are alkali or alkaline earth metals and oxidizing agents such as
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 where the reaction mixture comprises a NaH catalyst source, the NaH source can be an alloy of Na and a hydrogen source. The alloy may be one or more 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 metals, and the H source may be H2 or 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, substituents and reducing agents are present in any desired molar ratio. Each is present in a molar ratio of greater than 0 and 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
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 source of H atoms to form NaH molecules. The surface may comprise a hydride and at least one of hydrogen dissociable agents such as Pt, Ru or Pd / Al 2
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, one or more reactants comprising a reducing agent or a NaH source such as Na and NaOH perform an aerosolization reaction to generate and react the corresponding reactant vapors to form a NaH catalyst. Na and NaOH can react in a cell to form a NaH catalyst, where one or more species undergo an aerosolization reaction. The aerosolized species can be transferred into the cell and reacted to form a NaH catalyst. The means for carrying the aerosolized species may be a carrier gas. Aerosolization of the reactants can be achieved using a mechanical stirrer and a carrier gas such as a rare gas to convey the reactants into the cell to form a NaH catalyst. In one embodiment, Na, which can act as a NaH source and reactant, is aerosolized by being charged and 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 also be passed through an orifice to form vapor. Alternatively, the reactants may be locally heated or evaporated to very high temperatures to form vapors. The reactant may further comprise a hydrogen source. The hydrogen may react with Na to form a NaH catalyst. Na may be in vapor form. The cell can form a hydrogen atom from H2 by including a dissociating agent. Another means of achieving aerosolization known in the art is 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 one or more species from the group comprising a Na or Na source, a source of NaH or NaH, a source of metal hydride or metal hydride, a reactant or a source of reactant, thereby It forms dissociating agents and hydrogen sources. The reaction mixture may further comprise a support. The reactant for forming the metal hydride may comprise a lanthanide element, preferably La or Gd. In one embodiment, La may be reversibly reacted with NaH to form LaHn (n = 1,2,3). In one embodiment, the hydride exchange reaction forms a NaH catalyst. The reversible general reaction can be given as follows:
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 formation process, may be dissociated to form a hydrogen atom, and may react with Na to form a NaH catalyst. The dissociating agent is preferably at least one of Pt, Pd or Ru / Al2O3 powder, Pt / Ti and R-Ni. Preferably, the dissociating agent support, such as Al 2
바람직한 실시양태는 Al2O3 상에 LaH, 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 LaH, La and Pd on Al 2
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, a high surface area material such as R-Ni may be doped with NaX (X = F, Cl, Br, I). Doped R-Ni reacts with a reagent that displaces the halide to form one or more of Na and NaH. In one embodiment, the reactants are one or more alkali metal or alkaline earth metals, preferably one or more of K, Rb and Cs. In another embodiment, the reactants are at least one of alkali or alkaline earth hydrides, preferably KH, RbH, CsH, MgH2 and CaH2. The reactant may be both alkali metal and alkaline earth hydride. The reversible general reaction can be given as follows:
NaX + MH → NaH + MX (97)NaX + MH → NaH + MX (97)
NaH 촉매를 형성하기 위한 NaOH 촉매 반응NaOH catalysis 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 lead to the formation of NaH (g). Thus, Na metal can act as a reducing agent to form catalyst NaH (g). Other examples of suitable reducing agents that provide high exothermic reduction reactions, similar to NaH sources, include at least one of alkali metals, alkaline earth metals such as Mg and Ca, metal halides such as LiBH4, NaBH4, LiAlH4 or NaAlH4, 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, comprising a NaH catalyst source. Preferably, the conversion of the dopant to the catalyst on a material having a high surface area is achieved. The conversion may occur by a reduction reaction. The reducing agent may be provided in a gas stream. Preferably Na flows into the reactor as a gas stream. In addition to the preferred reducing agents, Na, other preferred reducing agents are other alkali metals, Ti, lanthanides or Al. Preferably, the reaction mixture comprises NaOH doped into an HSA material, preferably R-Ni, wherein the reducing agent is Na or intermetallic Al. The reaction mixture may further comprise an H source such as a hydride or H2 gas and a dissociating agent. 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 lanthanide, forms an alloy with a catalyst source, such as R-Ni. In the case of lanthanum, the reaction temperature preferably does not exceed 532 ° C., which is the alloy temperature of Ni and La, as found by Gasser and Kefif. In addition, the reaction temperature is kept lower than the temperature at which the reaction of Al-O3 with R-Ni occurs to a significant 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 into the reaction product, as given by Formula (98), to produce a NaH catalyst can be reacted with a hydrogen source to form NaOH, which can further act as a NaH catalyst source. In one embodiment, the regeneration reaction from Formula (98) to NaOH in the presence of a hydrogen atom is as follows:
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 hydrogen atom sources or hydrogen atoms act as catalyst sources for NaH catalysts, and in turn yield high yields of hydrinos through multiple cycles of regeneration reactions as given by formulas (98) to (101). To form. In one embodiment, from the reaction given by formula (102), Al (OH) 3 can serve as a source of NaOH and NaH, by performing the reaction given by formulas (98) to (101) by Na and H. Form hydrinos.
한 실시양태에서, 금속간 Al은 환원제로 작용하여 NaH 촉매를 형성한다. 나머지 반응은 다음과 같다:In one embodiment, the intermetallic Al acts as a reducing agent to form a NaH catalyst. The rest of the reaction is as follows:
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 equations (88) to (92), wherein the regeneration of NaH is 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 comprise a first reaction mixture of Na and R-Ni comprising about 0.5% NaOH, wherein Na acts as a reducing agent and a second reaction mixture of R-Ni comprising about 0.5% NaOH. (In this case, intermetallic Al acts as a reducing agent). The reaction mixture can be regenerated by adding NaOH and NaH, which can act as H source and 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 NaOH-도핑된 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 one or more of a hydrogen source such as hydride and hydrogen gas and dissociating agent. The hydride and dissociating agent can be hydrogenated R-Ni. In another embodiment, a NaH source such as NaOH-doped R-Ni is regenerated by one or more of rehydrogenation, addition of NaH, and addition of NaOH, wherein the addition may be by physical mixing. The mixing can be carried out mechanically, for example by means of 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 further comprises an oxide-forming reactant that reacts with NaOH or Na 2 O to form a very stable oxide and NaH. Such reactants include cerium, magnesium, lanthanides, titanium or aluminum or compounds thereof such as AlX3, MgX2, LaX3, CeX3 and TiXn, where X is a halide, preferably Br or I, and a reducing compound such as an alkali metal 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. Subsequently, the reaction of NaOH with oxide-forming reactants such as
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 metal or alkaline earth metal added to form one or more of the Na and NaH molecules. Na may further react with a source such as H2 gas or with a hydride such as R-Ni to form a NaH catalyst. Subsequent catalytic reaction of NaH forms the H state given by Formula (1). The addition of alkali metal or alkaline earth metal M can reduce Na + 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 may also react with NaOH to form H and Na:
2NaOH + M → Na2O + H2 + MO (106)2NaOH + M → Na 2 O +
Na2O + M → M2O + 2Na (107)Na2O + M → M2O + 2Na (107)
이어서, 촉매 NaH는 하기 반응:The catalyst NaH is then reacted with:
Na + H → NaH (108)Na + H → 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.By reacting with H and any added H source from the reaction as given in equation (106) and 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 a NaH catalyst:
NaOH + H2 → NaH + H2O (109)NaOH + H2 → NaH + H2O (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 which 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 one or more compounds that react with a NaH source to form a NaH catalyst. The source may be NaOH. The compound may comprise one or more of
NaOH + LiNH2 → LiOH + NaH +1/2N2 + LiH (110)NaOH + LiNH2 → LiOH + NaH + 1 / 2N2 + LiH (110)
수산화 나트륨과 리튬 이미드가 NaH 및 수산화 리튬을 형성하는 반응은 다음과 같다:The reaction in which sodium hydroxide and lithium imide form NaH and lithium hydroxide is as follows:
NaOH + Li2OH → Li2O + NaH + 1/2N2 + 1/2H2 (111)NaOH + Li2OH → Li2O + NaH + 1 / 2N2 + 1 / 2H2 (111)
그리고, 수산화 나트륨과 리튬 니트라이드가 NaH 및 리튬 산화물을 형성하는 반응은 다음과 같다:And the reaction of sodium hydroxide and lithium nitride to form NaH and lithium oxide is as follows:
NaOH + Li3N → Li2O + NaH + 1/2N2 + Li (112)NaOH + Li3N → Li2O + NaH + 1 / 2N2 + Li (112)
NaH 촉매를 형성하기 위한 알칼리 토 수산화물 촉매 반응 Alkaline Earth Hydroxide Catalytic Reaction to Form NaH Catalyst
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, a H source is provided to a Na source to form a catalyst NaH. The Na source may be a metal. The H source may be a hydroxide. The hydroxide may be one or more of alkali, alkaline earth hydroxides, transition metal hydroxides and Al (0H) 3. In one embodiment, Na reacts with the hydroxide to form its corresponding oxide and NaH catalyst. In an embodiment where the hydroxide is Mg (OH) 2, the product is MgO. In an embodiment where the hydroxide is Ca (OH) 2, the product is CaO. Alkaline earth oxides can react with water to regenerate hydroxides as shown in cotton [48]. The hydroxide may 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 reactions:
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 reactions:
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 N2 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 covalent N2 molecules. To produce a NaH catalyst, the reaction mixture of solid fuels includes a Na / N alloy reactant. In one embodiment, the reaction mixture, solid-fuel reaction, and regeneration reaction include those of a Li / N system, wherein Na replaces Li and the catalyst is molecular NaH, provided that the solid fuel reaction is atomic Li and It produces molecules NaH rather than H. In one embodiment, the reaction mixture comprises one or more compounds that react with a NaH source to form a NaH catalyst. The reaction mixture may comprise one or more from the group of Na, NaH,
바람직한 실시양태는 Al2O3상에 Na 또는 NaH, NaNH2 및 Pd의 반응 혼합물을 포함하며, 이때 상기 반응 혼합물은 H2의 첨가에 의해 재생될 수 있다.Preferred embodiments include a reaction mixture of Na or NaH,
한 실시양태에서, NaNH2가 반응 혼합물에 첨가된다. NaNH2는 하기 가역 반응에 따라 NaH를 생성한다:In one embodiment,
Na2 + NaNH2 → NaH + Na2NH (117)Na2 + NaNH2 → NaH + Na2NH (117)
및 And
2NaH + NaNH2 → NaH(g) + Na2NH + H2 (118)2NaH + NaNH2 → NaH (g) + Na2NH + H2 (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 hydrino reaction cycle, Na-Na and
Na2NH + H2 → NaNH2 + NaH (119)Na2NH + H2 → NaNH2 + NaH (119)
및And
Na2NH + Na + H → NaNH2 + Na2 (120)Na2NH + Na + H → NaNH2 + Na2 (120)
한 실시양태에서, 식 (119)의 NaH는 분자이기 때문에 이 반응은 촉매를 생성하는 또 다른 반응이다.In one embodiment, this reaction is another reaction that produces a catalyst because NaH in formula (119) is a molecule.
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)H2 + NaNH2 → NH3 + 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 the H2 concentration. Alternatively, the forward reaction can be induced through the formation of H atoms using dissociating agents. The response is given by:
2H + NaNH2 → NH3 + NaH (122)2H + NaNH2 → NH3 + NaH (122)
발열 반응은 NaH(g)의 형성을 유도할 수 있다.Exothermic reactions can lead to 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
NH3 + Na2 → NaNH2 + NaH (123)NH3 + Na2 → NaNH2 + 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 반응물은 알칼리 금속 및 알칼리 토 수소화물 둘 다일 수 있다. H 공급원 예컨대 H2 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
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, the sodium amide reacts with lithium to form lithium amide, imide or nitride and Na or NaH catalyst. The reaction of sodium amide and lithium to form lithium imide and NaH is as follows:
2Li + NaNH2 → Li2NH + NaH (124)2Li + NaNH2 → Li2NH + 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 + NaNH2 → LiNH2 + 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 and NaH is as follows:
Li + 1/2H2 + NaNH2 → LiNH2 + NaH (126)Li + 1 / 2H2 + NaNH2 → LiNH2 + 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 that reacts with Na to form the catalyst NaH by the following reaction:
Li + NaNH2 → LiNH2 + Na (127)
및And
Na + H → NaH (128)Na + H → NaH (128)
LiH + NaNH2 → LiNH2 + NaH (129)LiH + NaNH2 → LiNH2 + 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 reactant comprises a reactant such as an alkali metal or an alkaline earth metal, preferably Li, for substituting NaNH2, an amide group of NaNH2, and also an H source such as MH (M = Li, Na, K, Rb, Cs). , Mg, Ca, Sr and Ba), H2 and hydrogen dissociating 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.Reagents such as M, MH, NaH,
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:Another embodiment of a system for producing a molecular catalyst NaH includes Na and
Na2 + NaBH4 → NaBH3 + Na + NaH (130)Na2 + NaBH4 → NaBH3 + Na + NaH (130)
NH4X는 NaNH2 및 H2를 생성할 수 있다:NH 4 X can produce
Na2 + NH4X → NaX + NaNH2 + H2 (131)Na2 + NH4X → NaX + NaNH2 + H2 (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:Subsequently, a 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 hydrino-catalyzed NaH is as follows:
NH4X + Na-Na → NaH + NH3 + NaX (132)NH4X + Na-Na → NaH + NH3 + NaX (132)
NH 촉매 반응물의 제조 및 재생Preparation and Regeneration of NH Catalytic 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 may be regenerated by the systems and methods following the systems and methods disclosed for Li-based reactant systems. In one embodiment, Na may be regenerated from solid NaH by venting
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 competitive reaction in which one reactant is hydrogenated or dehydrogenated to another reactant is used to form a reaction mixture comprising the hydrogenated and non-hydrogenated compounds. For example, the formation of NaH solids is thermodynamically advantageous over the formation of R-Ni hydrides. However, NaH formation rates are low at low temperatures such as in the range of about 25 ° C. to 100 ° C., whereas R-Ni hydride formation is at high rates at suitable pressures such as about 100 Torr to 3000 Torr in this temperature range. Thus, the reaction mixture of Na and hydrogenated R—Ni is pumped at about 400 to 500 ° C. to dehydrogenate NaH, the vessel is cooled to about 25 to 100 ° C. and hydrogen is added for a period of time to achieve the desired selectivity. Can be regenerated from NaH solids and R-Ni by preferentially hydrogenating R-Ni and then evacuating the cell to remove excess hydrogen. While excess Na is present or added in excess, R-Ni can be used in repeated cycles by selectively hydrogenating alone. This is followed by addition of hydrogen at a temperature and pressure range to achieve selective hydrogenation of R-Ni, followed by heating the vessel to form H atoms and NaH molecules and subsequent reaction to obtain the H state given by formula (1). Can be achieved by removing hydrogen. Alternatively, the reaction mixture comprising Na and a hydrogen source such as R—Ni can be hydrogenated to form hydrides, and selectively NaH solids are pumped in the temperature and pressure ranges while achieving selectivity based on differential kinetics. 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 NaOH-도핑된 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 powder source of catalyst and reducing agent, the reducing agent powder is mixed with the catalyst source powder. For example, NaOH-doped R-Ni providing a NaH catalyst is mixed with a metal or metal hydride powder such as lanthanide or NaH, respectively. In embodiments of the reaction mixture having a solid material such as a dissociating agent, a support, or an HSA material that is doped or coated with one or more other species in the reaction mixture, the mixing may be accomplished by ball milling or initial wetting. In one embodiment, the surface may be coated by infiltration of the surface into a solution of a species such as NaOH or NaX (X is a counter anion such as a halide) and then drying. Alternatively, NaOH can be etched by Ni / Al alloy or by etching with concentrated (deoxygenated) NaOH using the same procedure [49] as used to etch R-Ni as is well known in the art. It can be incorporated into R-Ni. 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 hydrinos. Excess reducing agent such as Na can then be removed from the product, preferably by evaporation under vacuum at elevated temperature. The reaction can be condensed and recycled. In another embodiment, at least one of the reducing agent and the 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 can be isolated by means well known in the art, such as precipitation, filtration or centrifugation. The species may be directly recycled or further reacted to take a chemical form suitable for recycling. The NaOH can also be regenerated by H reduction or by reaction with a steam gas stream. In the case of the former, excess Na can be removed by evaporation, preferably under vacuum at elevated temperature. Alternatively, the reaction product may be removed by washing with a suitable solvent such as water, the HSA material may be dried, and the initial reactant may be added. Independently, the product can be regenerated into the original reactants by methods known to those skilled in the art. Alternatively, a reaction product such as NaOH separated by washing of R-Ni may be used in a process of etching R-Ni to regenerate it. In one embodiment that includes a reactant that reacts 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 recycled 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.As shown in cotton [48], methods and systems known to those skilled in the art can be used to regenerate reducing agents such as alkali metals from products comprising the corresponding compounds, preferably NaOH or
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
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 a preferred HSA material with NaOH as the 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 gram per R-Ni. 1 mg to 10 mg. The alloy of R-Ni or Ni may also further comprise one or more of promoters such as Zn, Mo, Fe and Cr. R-Ni or alloy is W. R. Grace Davidson Raney 2400,
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 procedure [50]. R-Ni can be decanted and dried in a temperature range of about 10 to 500 ° C. under vacuum, preferably at 50 ° C. 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 about 1 ml to 100 ml H / g R-Ni, preferably about 10 to 50 ml H / g R-Ni, where the ml gas is in STP state. ) Range. Drying temperature, time, vacuum pressure and flow of gas (such as He, Ar or H2, if present) during and after drying are controlled to achieve drying and the desired 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 R-Ni doped with a NaH catalyst source such as NaOH, the preparation of R-Ni from Ni / A alloys includes etching the alloy with an aqueous NaOH solution. The concentration of NaOH, etch time and wash exchange can be varied to achieve the desired level of NaOH incorporation. In one embodiment, the NaOH solution is oxygen free. The molar concentration is in the range of about 1 to 10 M, preferably in the range of about 5 to 8 M, most preferably about 7 M. In one embodiment, the alloy is reacted with NaOH at about 50 ° C. for about 2 hours. The solution is then diluted with water such as deionized water until an Al (OH) 3 precipitate is formed. In this case, NaOH and Al (OH) 3 at least partially prevent the reaction of forming water-soluble Na [Al (OH) 4] to allow NaOH to be incorporated into R-Ni. The incorporation can be accomplished by drying 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 catalyst source form hydrino (H having the state given by Formula (1)), the reducing agent and catalyst source are regenerated. In one embodiment, the reaction product is separated. The reducing agent product may be separated from the product of the catalyst source. In one embodiment where at least one of the reducing agent and 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 separated mechanically using a sieve. Particles with large differences in density can be separated by buoyancy differences. Particles with large differences in dielectric constant can be electrostatically separated. In one embodiment, the product is milled to reverse any sintering. The grinding may be 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 conventional experiments. In general, mechanical separation can be separated into sedimentation, centrifugation, filtration, and sieving as described in the four groups, Earle [52], the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. . In a preferred embodiment, separation of the particles is achieved by one or more of the use of a sieving and granulator. The size and shape of the particles can be chosen 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 further embodiments, the reducing agent is a powder or is converted to a powder and mechanically separated from other components of the reaction product mixture, such as HSA material. In an embodiment, Na, NaH and lanthanide elements comprise one or more of a reducing agent and a reducing agent source and the HSA material component is R-Ni. The reducing agent product may be separated from the product mixture by converting any unreacted non-powder reducing agent metal to hydride. The metal hydride may be ground 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 carried out by shaking the mixture on a series of sieves that select and separate a particular size range. Alternatively, or in combination with the sieving, R-Ni particles are separated from metal hydrides or metal particles based on large magnetic susceptibility differences between the particles. The reduced R-Ni product may be magnetic. The unreacted lanthanide element metals and hydrogenated metals and optional oxides such as La 2
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 regenerated by deposition techniques, preferably when the reactants are 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 a NaH catalyst source on the surface and a material that supports the formation of a NaH catalyst, such as an HSA material, the reactant may react the gas stream with an HSA material such as R-Ni. By reacting. The deposited reactants are Na, NaH, Na 2 O, NaOH, Al, Ni, NiO, NaAl (OH) 4, β-alumina,
*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.When the reducing agent is a preferred first element such as an element other than Na, other elements can be substituted by the second element such as Na using methods known in the art. One step may include evaporation of excess reducing agent. It is possible to etch high surface area materials such as R-Ni. The etching may be by base, preferably NaOH. The etched product may be decanted with virtually any solvent such as, for example, water mechanically removed by decanting and possibly 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 comprises 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]. Based on these energies, AlH molecules are catalysts and H, since the binding energy of AlH + double ionization (t = 2) of Al to Al2 + is equivalent to m = 1 in equation (2), 27.79 eV (27.2 eV). Can serve as a source. The catalytic reaction is given by:
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
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 one or more of AlH molecules and AlH molecule sources. 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 an oxide or hydroxide of Al with a reducing agent. The reducing agent comprises at least one of the NaOH reducing agents set forth above. In one embodiment, the H source is provided to an Al source to form a 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 hydroxides, transition metal hydroxides and Al (OH) 3.
라니 니켈은 하기의 두 반응 단계에 의해 제조될 수 있다:Raney nickel can be prepared by two reaction steps:
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] is readily soluble in concentrated NaOH. It can be washed in deoxygenated water. Ni produced contains Al (about 10% by weight, can vary), is porous and has a large surface area. It contains a large amount of H in both the Ni lattice and Ni-AlHx (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.R-Ni reacts with another element to cause chemical release of the AlH molecule, followed by catalysis according to the reactions shown in equations (133) to (135). In one embodiment, AlH release is caused by a reduction reaction, etching or alloy formation. One such other element, M, is an alkali or alkaline earth metal, releasing AlH molecules that subsequently undergo catalysis by reacting with the Ni portion of R—Ni to form an AlHx component. In one embodiment, M reacts with Al hydroxide or oxide to form Al metal, which may also react with H to form AlH. The reaction can be initiated by heating and the speed can be controlled by controlling the temperature. M (alkaline or alkaline earth metal) and R-Ni are present in any desired molar ratio. Each M and R-Ni is present in molar ratios 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 an H atom source for forming AlH molecules. The surface may comprise one or more of a hydride and a hydrogen dissociating agent. The surface may be R-Ni, which may 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 upon heating is Al metal. The surface can be kept at low temperature such as room temperature during deposition. The Al-coated surface may be heated to react Al and H to form AlH, and the AlH molecules may 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 physical spraying, electro-spraying, aerosols, electro-arc welding, Knudsen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems such as fine dispersion melting of Al, of Al 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 of Al known in the art such as Ni, Cu, Si, Fe, Ru, Co, Pd, Pt and other elements and compounds. To include R-Ni or alloy. R-Ni and alloys may also include one or more of promoters such as Zn, Mo, Fe and Cr. R-Ni or alloy is W. R. Grace Raney 2400,
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:The AlH source may further comprise
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
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 HCl or an HCl source. The source can be
일반적으로, 결합 에너지와 t 전자들의 이온화 에너지의 합이 대략 m·27.2 eV(여기서, m은 표 2에 제정수임)가 되도록 하는 연속체 에너지 수준으로, 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, hydrinos provided by the breakdown of MH bonds are produced at a continuum energy level such that the sum of the binding energy and the ionization energy of t electrons is approximately m · 27.2 eV, where m is the integral number in Table 2. The MH type hydrogen catalyst and ionization from each M atom of t electrons are given in Table 2 below. Each MH catalyst is shown in the first column and the corresponding M-H binding energy is shown in the second column. The atoms M of the MH species presented in the first column are ionized to provide a net reaction enthalpy of m · 27.2 eV along with the binding energy of the second column. The enthalpy of the catalyst is shown in the eighth column, where m is shown in the ninth column. Electrons participating in ionization are presented as ionization potentials (also called ionization energies or binding energies). For example, the binding energy of NaH, 1.9245 eV [44], is shown in the second column. The ionization potential of the nth electron of an atom or ion is expressed in IPn and is given in CRC [1]. For example, Na + 5.13908 eV-> Na + + e- and Na + 47.2864 eV-> Na2 + + e-. The first ionization potential, IP1 = 5.13908 eV and the second ionization potential, IP2 = 47.2864, are presented in the second and third columns, respectively. The net reaction enthalpy and the double ionization of Na for breaking NaH bonds are 54.35 eV as shown in the eighth column and m = 2 as shown in the ninth column. In addition, H reacts with each of the MH molecules shown in Table 2 below to form a hydrino with a quantum number p that increases by one relative to the catalytic reaction product of MH alone, as shown in Exemplary Formula (92). (Eq. (1)).
하기의 표2는 약 m·27.2 eV의 순 반응 엔탈피를 제공할 수 있는 MH 형 수소 촉매를 나타낸 것이다.Table 2 below shows an MH type hydrogen catalyst capable of providing a net reaction enthalpy of about m · 27.2 eV.
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 an M, H2 source and MHx such as Sb, Si, Sn and In and H2 sources, and one or more of SbH3, SiH4, SnH4 and InH3.
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 one or more sources of catalyst may be a solid acid or NH 4 X (where X is a halide, preferably Cl) forming an HCl catalyst. Preferably, the reaction mixture may comprise one or more of NH4X, solid acid, NaX, LiX, KX, NaH, LiH, KH, Na, Li, K, support, hydrogen dissociating agent and H2, wherein X Is a halide, preferably Cl. The solid acid may be NaHSO4, KHSO4, LiHSO4, NaHCO3, KHCO3, LiHCO3, Na2HPO4, K2HPO4, Li2HPO4, NaH2PO4, KH2PO4 and LiH2PO4. The catalyst may be one or more of NaH, Li, K and HCl. The reaction mixture may further comprise one or more of a dissociating 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 that are well known in the art further include embodiments of the present invention. Such embodiments include physical spraying, electro-spraying, aerosols, electro-arc welding, Knudsen cell controlled release, dispenser-cathode injection, plasma deposition, sputtering and further coating methods and systems such as M's fine dispersion melting, 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.For M alloys such as MH sources comprising AlH and Al, respectively, the alloys can be hydrogenated by H2 sources such as H2 gas. H2 may be supplied to the alloy during the reaction, or H2 may be supplied to form an alloy of the desired H content with the H pressure varying during the reaction. In this case, the initial H2 pressure may be about zero. The alloy can 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 in the range of about 1 Torr to 100 atm, preferably about 100 Torr to 10 atm, more preferably about 500 Torr to 2 atm. In other embodiments, the hydrogen source is provided from hydrides such as alkali metal or alkaline earth metal hydrides or transition metal hydrides.
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 hydrinos, when two additional H atoms ionize, one H atom transitions and is given by equation (1) To form. The response is given by:
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
또 다른 실시양태에서, 상기 반응은 다음과 같이 주어진다:In another embodiment, the reaction is given as follows:
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
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 high density H atoms is R-Ni. H atoms may be provided from one or more of the decomposition of H in R-Ni and the dissociation of H2 from H2 sources such as H2 gas provided to the cell. R-Ni can be catalyzed by reacting with alkali metal or alkaline earth metal M to promote the formation of H atomic layers. R-Ni can be regenerated by evaporating the metal M followed by the addition of hydrogen to rehydrogenate the R-Ni.
참고문헌references
1. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 78 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1997), p. 10-214 to 10-216; hereafter referred to as "CRC".1.D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 78 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1997), p. 10-214 to 10-216; hereafter referred to as "CRC".
2. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", Physics Essays, Vol. 17, No. 3, (2004), pp. 342-389. Posted at http://www.blacklightpower.com/pdf/technical/H2PaperTableFiguresCaptions111303.pdf which is incorporated by reference.2. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", Physics Essays, Vol. 17, No. 3, (2004), pp. 342-389. Posted at http://www.blacklightpower.com/pdf/technical/H2PaperTableFiguresCaptions111303.pdf which is incorporated by reference.
3. R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, W. Good, P. Jansson, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Spectroscopic and NMR Identification of Novel Hydroxide Ions in Fractional Quantum Energy States Formed by an Exothermic Reaction of Atomic Hydrogen with Certain Catalysts", European Physical Journal-Applied Physics, Vol. 28, (2004), pp. 83-104.3.R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, W. Good, P. Jansson, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Spectroscopic and NMR Identification of Novel Hydroxide Ions in Fractional Quantum Energy States Formed by an Exothermic Reaction of Atomic Hydrogen with Certain Catalysts ", European Physical Journal-Applied Physics, Vol. 28, (2004), pp. 83-104.
4. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Argon-Hydrogen-Strontium Discharge Light Source", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, No. 2, (2002), pp. 639-653.4. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Argon-Hydrogen-Strontium Discharge Light Source", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, no. 2, (2002), pp. 639-653.
5. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Bright Hydrogen-Light Source due to Resonant Energy Transfer with Strontium and Argon Ions", New Journal of Physics, Vol. 4, (2002), pp. 70.1-70.28.5. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Bright Hydrogen-Light Source due to Resonant Energy Transfer with Strontium and Argon Ions", New Journal of Physics, Vol. 4, (2002), pp. 70.1-70.28.
6. R. Mills, J. Dong, Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 919-943.6. R. Mills, J. Dong, Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 919-943.
7. R. Mills, M. Nansteel, 및 P. Ray, "Excessively Bright Hydrogen-Strontium Plasma Light Source Due to Energy Resonance of Strontium with Hydrogen", J. of Plasma Physics, Vol. 69, (2003), pp. 131-158.7. R. Mills, M. Nansteel, and P. Ray, "Excessively Bright Hydrogen-Strontium Plasma Light Source Due to Energy Resonance of Strontium with Hydrogen", J. of Plasma Physics, Vol. 69, (2003), pp. 131-158.
*8. H. Conrads, R. Mills, Th. Wrubel, "Emission in the Deep Vacuum Ultraviolet from Plasma Formed by Incandescently Heating Hydrogen Gas with Trace Amounts of Potassium Carbonate", Plasma Sources Science and Technology, Vol. 12, (3003), pp. 389-395.*8. H. Conrads, R. Mills, Th. Wrubel, "Emission in the Deep Vacuum Ultraviolet from Plasma Formed by Incandescently Heating Hydrogen Gas with Trace Amounts of Potassium Carbonate", Plasma Sources Science and Technology, Vol. 12, (3003), pp. 389-395.
9. R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydroxide as New Power Source", submitted.9. R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydroxide as New Power Source", submitted.
10. R. L. Mills, M. Nansteel, J. He, B. Dhandapani, "Low-Voltage EUV and Visible Light Source Due to Catalysis of Atomic Hydrogen", submitted.10. R. L. Mills, M. Nansteel, J. He, B. Dhandapani, "Low-Voltage EUV and Visible Light Source Due to Catalysis of Atomic Hydrogen", submitted.
11. J. Phillips, R.L. Mills, X. Chen, "Water Bath Calorimetric Study of Excess Heat in 'Resonance Transfer' Plasmas", Journal of Applied Physics, Vol. 96, No. 6, pp. 3095-3102.11. J. Phillips, R. L. Mills, X. Chen, "Water Bath Calorimetric Study of Excess Heat in 'Resonance Transfer' Plasmas", Journal of Applied Physics, Vol. 96, No. 6, pp. 3095-3102.
12. R. L. Mills, X. Chen, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Plasma Power Source Based on Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen Measured by Water Bath Calorimetry", Thermochimica Acta, Vol. 406/1-2, (2003), pp. 35-53.12. R. L. Mills, X. Chen, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Plasma Power Source Based on Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen Measured by Water Bath Calorimetry", Thermochimica Acta, Vol. 406 / 1-2, (2003), pp. 35-53.
13. R. L. Mills, Y. Lu, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, B. Dhandapani, "Energetic Catalyst-Hydrogen Plasma Reaction as Potential New Energy Source", Division of Fuel Chemistry, Session: Chemistry of Solid, Liquid, 및 Gaseous Fuels, 227th American Chemical Society National Meeting, March 28-April 1, 2004, Anaheim, CA.13. RL Mills, Y. Lu, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, B. Dhandapani, "Energetic Catalyst-Hydrogen Plasma Reaction as Potential New Energy Source", Division of Fuel Chemistry, Session: Chemistry of Solid, Liquid, and Gaseous Fuels, 227th American Chemical Society National Meeting, March 28- April 1, 2004, Anaheim, CA.
14. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, T. Shannon, A. Echezuria, "Synthesis and Characterization of Novel Hydroxide Compounds", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 339-367.14. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, T. Shannon, A. Echezuria, "Synthesis and Characterization of Novel Hydroxide Compounds", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 339-367.
15. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Identification of Compounds Containing Novel Hydroxide Ions by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 9, (2001), pp. 965-979.15. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Identification of Compounds Containing Novel Hydroxide Ions by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 9, (2001), pp. 965-979.
16. R. Mills, B. Dhandapani, N. Greenig, J. He, "Synthesis and Characterization of Potassium Iodo Hydroxide", Int. J.of Hydrogen Energy, Vol. 25, Issue 12, December, (2000), pp. 1185-1203.16. R. Mills, B. Dhandapani, N. Greenig, J. He, "Synthesis and Characterization of Potassium Iodo Hydroxide", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25,
17. R. L. Mills, Y. Lu, J. He, M. Nansteel, P. Ray, X. Chen, A. Voigt, B. Dhandapani, "Spectral Identification of New States of Hydrogen", submitted.17. R. L. Mills, Y. Lu, J. He, M. Nansteel, P. Ray, X. Chen, A. Voigt, B. Dhandapani, "Spectral Identification of New States of Hydrogen", submitted.
18. R. L. Mills, P. Ray, "Extreme Ultraviolet Spectroscopy of Helium-Hydrogen Plasma", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1535-1542.18. R. L. Mills, P. Ray, "Extreme Ultraviolet Spectroscopy of Helium-Hydrogen Plasma", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1535-1542.
19. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, M. Nansteel, X. Chen, J. He, "New Power Source from Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen that Surpasses Internal Combustion", J Mol. Struct., Vol. 643, No. 1-3, (2002), pp. 43-54.19. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, M. Nansteel, X. Chen, J. He, "New Power Source from Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen that Surpasses Internal Combustion", J Mol. Struct., Vol. 643, No. 1-3, (2002), pp. 43-54.
20. R. Mills, P. Ray, "Spectral Emission of Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen from Helium-Hydrogen Plasma and the Implications for Dark Matter", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 3, (2002), pp. 301-322.20. R. Mills, P. Ray, "Spectral Emission of Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen from Helium-Hydrogen Plasma and the Implications for Dark Matter", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 3, (2002), pp. 301-322.
21. R. L. Mills, P. Ray, "A Comprehensive Study of Spectra of the Bound-Free Hyperfine Levels of Novel Hydroxide Ion H-(1/2), Hydrogen, Nitrogen, 및 Air", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 8, (2003), pp. 825-871. 21. R. L. Mills, P. Ray, "A Comprehensive Study of Spectra of the Bound-Free Hyperfine Levels of Novel Hydroxide Ion H- (1/2), Hydrogen, Nitrogen, and Air", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 8, (2003), pp. 825-871.
22. R. Mills, "Spectroscopic Identification of Novel Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and the Hydroxide Ion Product", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1041-1058.22. R. Mills, "Spectroscopic Identification of Novel Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and the Hydroxide Ion Product", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1041-1058.
23. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, R. M. Mayo, J. He, "Comparison of Excessive Balmer Line Broadening of Glow Discharge and Microwave Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", J. of Applied Physics, Vol. 92, No. 12, (2002), pp. 7008-7022.23.R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, R. M. Mayo, J. He, "Comparison of Excessive Balmer Line Broadening of Glow Discharge and Microwave Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", J. of Applied Physics, Vol. 92, No. 12, (2002), pp. 7008-7022.
24. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Comparison of Excessive Balmer Line Broadening of Inductively and Capacitively Coupled RF, Microwave, and Glow Discharge Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. (2003), pp. 338-355.24. RL Mills, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Comparison of Excessive Balmer Line Broadening of Inductively and Capacitively Coupled RF, Microwave, and Glow Discharge Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. . 31, No. (2003), pp. 338-355.
25. R. L. Mills, P. Ray, "Substantial Changes in the Characteristics of Microwave Plasma Due to Combining Argon and Hydrogen", New Journal of Physics, www.njp.org, Vol. 4, (2002), pp. 22.1-22.17.25. R. L. Mills, P. Ray, "Substantial Changes in the Characteristics of Microwave Plasma Due to Combining Argon and Hydrogen", New Journal of Physics, www.njp.org, Vol. 4, (2002), pp. 22.1-22.17.
26. J. Phillips, C.Chen, "Evidence of Energetic Reaction Between Helium and Hydrogen Species in RF Generated Plasmas", submitted.26. J. Phillips, C. Chen, "Evidence of Energetic Reaction Between Helium and Hydrogen Species in RF Generated Plasmas", submitted.
27. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "CW HI Laser Based on Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Group I Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 236-247.27. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "CW HI Laser Based on Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Group I Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 236-247.
28. R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1504-1509.28. R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1504-1509.
29. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "The Potential for Hydrogen Water-Plasma Laser", Applied Physics Letters, Vol. 82, No. 11, (2003), pp. 1679-1681.29. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "The Potential for Hydrogen Water-Plasma Laser", Applied Physics Letters, Vol. 82, No. 11, (2003), pp. 1679-1681.
30. R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics October 2007 Edition, posted at http://www.blacklightpower.com/theory/bookdownload.shtml.30.R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics October 2007 Edition, posted at http://www.blacklightpower.com/theory/bookdownload.shtml.
31. N. V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, Volume I, Oxford, Clarendon Press, (1950), p.17.31.N. V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, Volume I, Oxford, Clarendon Press, (1950), p. 17.
32. M. D. Lamb, Luminescence Spectroscopy, Academic Press, London, (1978), p. 68.32. M. D. Lamb, Luminescence Spectroscopy, Academic Press, London, (1978), p. 68.
33. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", submitted; posted at http://www.blacklightpower.com/pdf/technical/H2PaperTableFiguresCaptions111303.pdf.33. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", submitted; posted at http://www.blacklightpower.com/pdf/technical/H2PaperTableFiguresCaptions111303.pdf.
34. H. Beutler, Z. Physical Chem., "Die dissoziationswarme des wasserstoffmolekuls , aus einem neuen ultravioletten resonanzbandenzug bestimmt", Vol. 27B, (1934), pp. 287-302.34. H. Beutler, Z. Physical Chem., "Die dissoziationswarme des wasserstoffmolekuls, aus einem neuen ultraviolet ten resonanzbandenzug bestimmt", Vol. 27B, (1934), pp. 287-302.
35. G. Herzberg, L.L. Howe, "The Lyman bands of molecular hydrogen", Can. J. Phys., Vol. 37, (1959), pp. 636-659.35. G. Herzberg, L. L. Howe, "The Lyman bands of molecular hydrogen", Can. J. Phys., Vol. 37, (1959), pp. 636-659.
36. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Second Edition, W. H. Freeman, San Francisco, (1982), p. 589.36. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Second Edition, W. H. Freeman, San Francisco, (1982), p. 589.
37. M. Karplus, R. N. Porter, Atoms and Molecules an Introduction for Students of Physical Chemistry, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Menlo Park, California, (1970), pp. 447-484.37.M. Karplus, R. N. Porter, Atoms and Molecules an Introduction for Students of Physical Chemistry, The Benjamin / Cummings Publishing Company, Menlo Park, California, (1970), pp. 447-484.
38. K. R. Lykke, K. K. Murray, W. C. Lineberger, "Threshold photodetachment of H-", Phys. Rev. A, Vol. 43, No. 11, (1991), pp. 6104-6107.38. K. R. Lykke, K. K. Murray, W. C. Lineberger, "Threshold photodetachment of H-", Phys. Rev. A, Vol. 43, No. 11, (1991), pp. 6104-6107.
39. 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 New Power Source", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32, No. 12, (2007), pp. 2573-2584.39.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 New Power Source ", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32, no. 12, (2007), pp. 2573-2584.
40. W. M. Mueller, J. P. Blackledge, 및 G. G. Libowitz, Metal Hydroxide, Academic Press, New York, (1968), Hydrogen in Intermetalic Compounds I, Edited by L. Schlapbach, Springer-Verlag, Berlin, 및 Hydrogen in Intermetalic Compounds II, Edited by L. Schlapbach, Springer-Verlag, Berlin which is incorporate herein by reference.40.WM Mueller, JP Blackledge, and GG Libowitz, Metal Hydroxide, Academic Press, New York, (1968), Hydrogen in Intermetalic Compounds I, Edited by L. Schlapbach, Springer-Verlag, Berlin, and Hydrogen in Intermetalic Compounds II, Edited by L. Schlapbach, Springer-Verlag, Berlin which is incorporate herein by reference.
41. 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 which is herein incorporated by reference.41. 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 which is herein incorporated by reference.
42. W. I. F. David, M. O. Jones, D. H. Gregory, C. M. Jewell, S. R. Johnson, A. Walton, P. Edwards, "A Mechanism for Non-stoichiometry in the Lithium Amide/Lithium Imide Hydrogen Storage Reaction," J. Am. Chem. Soc., 129, (2007), 1594-1601.42. W. I. F. David, M. O. Jones, D. H. Gregory, C. M. Jewell, S. R. Johnson, A. Walton, P. Edwards, "A Mechanism for Non-stoichiometry in the Lithium Amide / Lithium Imide Hydrogen Storage Reaction," J. Am. Chem. Soc., 129, (2007), 1594-1601.
43. F. A. Cotton, G. Wilkinson, Advanced Organic Chemistry, Interscience Publishers, New York, (1972).43. F. A. Cotton, G. Wilkinson, Advanced Organic Chemistry, Interscience Publishers, New York, (1972).
44. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 9-54 to 9-59.44. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 9-54 to 9-59.
45. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced 무기 Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), Chp 6.45.F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Weapon Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999),
46. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced 무기 Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 95.46. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Weapon Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 95.
47. J-G. Gasser, B. Kefif, "Electrical resistivity of liquid nickel-lanthanum and nickel-cerium alloys", Physical Review B, Vol. 41, No. 5, (1990), pp. 2776-2783.47. J-G. Gasser, B. Kefif, "Electrical resistivity of liquid nickel-lanthanum and nickel-cerium alloys", Physical Review B, Vol. 41, No. 5, (1990), pp. 2776-2783.
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 Weapon Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999).
49. V. R. Choudhary, S. K. Chaudhari, "Leaching of Raney Ni-Al alloy with alkali; kinetics of hydrogen evolution", J. Chem. Tech. Biotech, Vol. 33a, (1983), pp. 339-349.49. V. R. Choudhary, S. K. Chaudhari, "Leaching of Raney Ni-Al alloy with alkali; kinetics of hydrogen evolution", J. Chem. Tech. Biotech, Vol. 33a, (1983), pp. 339-349.
50. R. R. Cavanagh, R. D. Kelley, J. J. Rush, "Neutron vibrational spectroscopy of hydrogen and deuterium on Raney Nickel", J. Chem. Phys., Vol. 77(3), (1982), pp. 1540-1547.50. R. R. Cavanagh, R. D. Kelley, J. J. Rush, "Neutron vibrational spectroscopy of hydrogen and deuterium on Raney Nickel", J. Chem. Phys., Vol. 77 (3), (1982), pp. 1540-1547.
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 Weapon 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, number of sections, and references given later in this experimental section refer to those described in the experimental section of the present disclosure.
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, (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 the broad spectrum of the irradiation technique shows firmly and consistently that hydrogen may be present in a lower energy state than previously conceivable. The expected reaction involves non-release resonance energy transfer from other stable hydrogen atoms to the energy acceptable catalyst. The product is H (1 / p), a fractional Rydberg state of hydrogen atoms called " hydrino atoms " (p ≦ 137 is an integer), replacing the parameter n = integer known in the Lidbury equation for the hydrogen excited state. Since lithium atoms and NaH molecules are used as catalysts, they meet the catalyst criteria-enthalpy such as potential energy of hydrogen atoms, integer multiples of 27.2 eV (e.g. m = 3 for Li and m = 2 for NaH). Chemical or physical process with change. Novel Alkali Halide Hydrino Hydride Compounds (MH * X; M = Li or Na, × = halide) and the corresponding hydrino hydride ions H of the dihydrino molecule H2 (1/4) Specific predictions based on closed equations of energy levels of-(1/4) were tested using chemically generated catalysis 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, ) 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
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 intrinsic release of H, which forms an additional H (1/3) that reacts to form H (1/4). Suffer incidental transmission. Hot differential scanning calorimetry (DSC) was performed on ionic NaH under helium atmosphere at a very slow temperature ramp rate (0.1 ° C./min) to increase the amount of molecular NaH formation. Novel exothermic effects of -177 kJ / mole NaH were observed in the temperature range of 640 ° C-825 ° C. To achieve high power, R-Ni having a surface area of about 100
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 sodium hydrino hydride, NaHx, peak. The 1 H MAS NMR spectra of NaH * Br and NaH * Cl showed large and distinct upper field resonances at -3.6 ppm and -4 ppm corresponding to H- (1/4), respectively, and the NMR peak at 1.1 ppm showed H2 (1 / 4) in accordance with. NaH * Cl from the reaction of
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 continued to unfold with results consistent with observations of basic phenomena of physics and chemistry from the quark scale to the universe. We developed a single theory based on a principle called Theory of Classical Physics (GUTCP). This paper is first in two series containing two specific projections of GUTCP that pollinate the presence of a low energy state of hydrogen atoms, indicating a powerful 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].GUTCP anticipates reactions involving non-emitting resonance energy transfer from other stable hydrogen atoms to energy-acceptable catalysts to form hydrogen at lower energy states than previously conceivable. Specifically, the product is H (1 / p), a fractional Rydberg state of a hydrogen atom called a "hydrino atom", where (p ≦ 137 is an integer) is read for a hydrogen excited state Parameter n = replaces integer. Since He +, Ar +, Sr +, Li, K, and NaH are expected to be used as catalysts, they meet the catalyst criteria-chemical or physical processes with enthalpy changes such as potential energy of hydrogen atoms, integer multiples of 27.2 eV. Data from a broad spectrum of irradiation techniques firmly and consistently support these states, referred to as hydrinos, and the presence of corresponding biatomic molecules called dihydrino molecules for "small hydrogen". Some of these previous related studies supporting the possibility of new reactions of hydrogen atoms to generate hydrogen in fractional quantum states, which are less energy than conventional "ground" (n = 1) states, are found in extreme ultraviolet (EUV) spectroscopy. Characteristic emissions from catalysts and hydride ion products, low energy hydrogen emissions, chemically formed plasmas, Balmer α line enhancement, H line inversion distribution, high electron temperature, anomalous plasma persistence period, power generation, and analysis of new compounds [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 have been announcements of some unexpected astrophysical results supporting the presence of hydronose. In 1995, Mills published the GUTCP projection [41] that the expansion of the universe is accelerating from the same equation that accurately predicts the mass of Top Quark before it is measured. Surprisingly, the cosmology confirmed this until 2000. Mills made other predictions about the nature of dark matter based on the almost identifiable GUTCP. Based on recent evidence, Bournaud et al. [42-43] suggested that dark matter is hydrogen in a dense molecular form that behaves differently by what cannot be observed except by gravitational effects. The theoretical model predicted that dwarfs formed from collision fragments of large mass galaxies should be free of nonbaryonic dark matter. As such, his gravity must coincide with the stars and gas within them. Analyzing the observed gas kinematics of such recirculating galaxies, Bournaud et al. [42–43] described the gravitational mass of a series of dwarf galaxies lying in rings around large mass galaxies that have recently experienced collisions. Was measured. Contrary to the expectations of the Cold Dark Matter (CDM) theory, its results demonstrate that it contains a large mass of dark components that is calculated at about twice the visible material. Although this baryonic dark matter is claimed to be cold hydrogen molecules, it is distinguished from conventional hydrogen molecules in that it is not traced at all by conventional methods such as the release of CO lines. These results are consistent with the expectation that the 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.Emission lines recorded on cold interstellar zones containing dark matter corresponded to the fractional Rydberg state of hydrogen atoms given by H (1 / p), equations (2a) and (2c) [29]. Such emission lines with an energy of q · 13.6 eV (where q = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, or 11) are also subject to microwave discharge of helium with 2% hydrogen. Observed by extreme ultraviolet (EUV) spectroscopy [27-29]. These He + s complete the chemical or physical process with an enthalpy change, such as an integer multiple of 27.2 eV on the basis of the catalyst, because they ionize at 54.417 eV, which is 2 · 27.2 eV. The product of the He + catalysis reaction, 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. Rydberg showed that every spectral line of hydrogen atoms is given by a complete empirical relationship:
(1) (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, nf = 1,2,3, ..., nj = 2,3,4, ... and ni> nf. Bohr, Schroedinger, and Heisenberg, respectively, developed a theory for hydrogen atoms that provide energy levels according to the Rydberg equation.
(2a) (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 basic charge, εo is the permittivity of the vacuum and aH is the radius of the hydrogen atom). The excited energy state of the hydrogen atom is given by equation (2a) for n> 1 in equation (2b). The n = 1 state is the "ground" state for "pure" photons before (ie, the n = 1 state can absorb photons and go to the excited electron state, but cannot emit photons and low energy electrons) Can't go into state). However, electron transition from ground state to low energy state may be possible by resonant non-emitting energy transfer, such as multipole coupling or resonance collision mechanism. Processes such as forming hydrogen molecule bonds that occur without photons and require collisions are common [44]. In addition, some commercially available phosphors are based on resonant non-emitting energy shear with 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,The previously reported theory [1, 13-40] states that the hydrogen atom is any atom, excimer, ion and dihydrogen atom (potential energy of hydrogen atom, Eh = 27.2 eV, where Eh is one Hartree It can be expected that the reaction can be subjected to catalytic reaction). Specific classes that can be identified based on known electron energy levels (eg, He +, Ar +, Sr +, K, Li, HCl, and NaH) need to be present with hydrogen atoms to facilitate the process. The reaction involves the delivery of non-emission energy to form hydrogen atoms that are significantly less energetic than the unreacted hydrogen atoms corresponding to the extremely hot excited state H [13-17, 19-20, 32-39], and fractional donor numbers. Then involves q · 13.6 eV release or q · 13.6 eV transfer to H. In other words,
(2c) (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 알짜 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 hydrogen excited state. The n-1 state of hydrogen and the n = 1 / integer state of hydrogen are non-emissions, but a transition between two non-emission states, where n = 1 to n = 1/2, is possible through non-emission energy transfer Do. Thus, the catalyst provides a net positive enthalpy of the reaction of m · 27.2 eV (ie, the catalyst resonantly allows non-emission energy transfer from hydrogen atoms and releases energy around to the injected quantum energy level). Affects electronic transitions). As a result of the non-emission energy transfer, the hydrogen atoms become unstable and further release energy until a low energy non-emission state with a main energy level 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 catalyst product, H (1 / p), may be reacted with the electrons to form a new hydride ion H- (1 / p) having a binding energy EB [1, 13-14, 18, 30].
여기서, p = 정수 > 1, S = 1/2 이고, h 는 플라크 상수 바(bar)이고, μo 는 진공의 투과도이고, me 는 전자의 질량이고, μe 는 (여기서, mp 는 양성자의 질량임) 로 표시되는 환산 전자 질량, ao 는 Bohr(보어) 반경이고, 이온 반경은 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 p = integer> 1, S = 1/2, h is plaque constant bar, μo is the permeability of vacuum, me is the mass of electron, μe is (Where mp is the mass of the proton), the converted electron mass, ao is the Bohr radius, and the ionic radius is to be. From equation (3), the calculated ionization of hydrogen ions 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 upfield shifted NMR peak is direct evidence of the presence of low energy state hydrogen with a reduced radius for conventional hydrogen ions and with an increase in the diamagnetic shielding of the protons. The shift is given by the sum of the common hydride ions H- and the components due to the low energy state [1, 15]:
(4) (4)
여기서, H- 에 대해 p = 0 이고, H-(1/p) 에 대해 p = 정수 > 1 이며, 는 미세 구조 상수이다.Where p = 0 for H-, p = integer> 1 for H- (1 / p), and is a microstructural 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 protons and two H (1 / p) can react to form H2 (1 / p) + and H2 (1 / p), respectively. Hydrogen molecular ions and molecular charge and current density functions, bond distances, and energy have been described from Laplacian in ellipsoid coordinates with suppression of non-emissions [1, 6].
장형 타원체 분자 궤도의 각 촛점에서 +pe 의 중심장을 갖는 수소 분자 이온의 총에너지 ET 는 하기이다:The total energy ET of the hydrogen molecular ion with the central field of + pe at each focal ellipsoid molecular orbit is:
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 equivalent nuclear mass, and k is the harmonic load constant previously described in a closed equation with only a basic constant [1, 6]. The total energy of a hydrogen molecule with a central field of + pe at each focal ellipsoid molecular orbit is:
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 H2 (1 / p), ED, is the difference between the corresponding hydrogen atom and the total energy of ET:
ED = E(2H(1/p))-ET (8)ED = E (2H (1 / p))-ET (8)
여기[47]에서, Here [47],
E(2H(1/p)) = -p227.20eV (9)E (2H (1 / p)) = -p227.20eV (9)
ED 는 방정식 (8-9) 및 (7) 에 의해 주어진다:ED is given by equations (8-9) and (7):
참고문헌 [1, 6]으로부터 H2, D2, H2+, 및 D2+ 의 계산 및 측정 파라미터는 하기 표3에 주어진다.The calculations and measurement parameters of H2, D2, H2 +, and D2 + from references [1, 6] are given in Table 3 below.
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, [1, 6]은 H2 와 H2(1/p)에 대한 p = 정수 > 1 에 의존하는 용어의 이동의 합에 의해 주어진다:The 1 H NMR resonance of H 2 (1 / p) is expected to be high field from the resonance of
여기서, H2 에 대해 p = 0 이다.Where p = 0.
수소형 H2(1/p) 의 υ = 0 ~ υ = 1 전이에 대한 분자 진동 에너지, Evib 는 [1, 6] 이다.The molecular vibration energy, Evib, for the transition υ = 0 to υ = 1 of hydrogen H2 (1 / p) is [1, 6].
Evib = p20.55902 eV (13)Evib = p20.55902 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 υ = 0 to υ = 1 transition is given by Beutler [48] and Herzberg [49].
수소형 H2(1/p) 의 J ~ J+1 전이에 대한 회전 에너지, Erot 는 [1, 6]이다.The rotational energy, Erot, for the J to J + 1 transition of hydrogen type H2 (1 / p) is [1, 6].
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, I is the moment of inertia, and the experimental rotational energy for the J = 0 to J = 1 transition of H2 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 p2 dependence of rotational energy arises from the internuclear distance on the moment of inertia I and the inverse p dependence of the corresponding impact. The expected internuclear distance 2c 'for H2 (1 / p) is:
(15) (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 new states of hydrogen is very vigorous. New chemically generated or enhanced plasma sources have been developed that are based on a novel resonance energy transfer mechanism (rt-plasma) and may be new power sources. One such source operates by heating a hydrogen dissociating agent and a catalyst with an incandescent lamp to provide a hydrogen atom and a gaseous catalyst, respectively, whereby the catalyst reacts with the hydrogen atoms to produce a plasma. Surprisingly, the strong EUV emission has a surprising low electric field strength of about 1-2 V / cm from the potential energy of hydrogen atoms, hydrogen atoms that simply or vary ionize at integer multiples of 27.2 eV and from any atomizing element or any gas phase ion. As well as by Mills et al. [13-21, 38-39] at low temperatures (eg 103 K).
K ~ K3+ 는 반응에 수소 원자의 포텐셜의 3배에 해당하는 알짜 엔탈피를 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-K3 + gives the reaction a net enthalpy of three times the potential of the hydrogen atom. It has been previously reported that the presence of this gaseous atom with thermally dissociated hydrogen forms an rt-plasma with strong EUV emission with normal inversion Lyman density [13-21, 38-39]. Other noncatalytic metals such as Mg did not produce plasma. Significant line enhancement of the Balmer α, β and γ lines of 18 eV was observed. Emission from rt-plasma occurred even when the electric field applied to the plasma was zero. Since no conventional discharge power source exists, the formation of plasma required a vigorous reaction. The cause of the Doppler linewidth increase is the relative thermal motion of the emitter relative to the observer. Linewidth enhancement is a measure of atomic temperature and a significant increase was expected and was observed for K [13-21, 38-39] as well as catalyst, Sr + or Ar + with hydrogen. Observation of high hydrogen temperatures without prior description indicates that the rt-plasma should have a source of free energy. The vigorous chemical reactions were even more involved because they knew that augmentation was time dependent [13-14, 20]. Therefore, 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 further experiments,
생성물 수소화물 이온 H-(1/4)는 11.2 eV 의 예상된 결합 에너지에 해당하는 10 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 10 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. With additional features at 8.9 eV and 10.8 eV, the XPS spectra of KH * I different from KI are consistent with H- (1/4) Eb = 11.2 eV in two different chemical environments without corresponding any other primary element peaks. did. The 1 H MAS NMR spectrum of the novel compound KH * Cl for external tetramethylsilane (TMS) shows large and distinct upper field resonance at -4.4 ppm, corresponding to an absolute resonance shift of -35.9 ppm consistent with the theoretical prediction of p = 4. [13-15, 25-26, 30-31]. Elemental analysis identified these compounds containing alkali metals, halogens and hydrogen, and the unknown hydride compounds of this composition could be found in the literature with higher field shift hydride NMR peaks. Conventional alkali hydrides, alone or mixed with alkali halides, showed subfield shift peaks [13-15, 25-26, 30-31]. From the above, the list of alternatives of H- (1 / p) as a possible source of higher field NMR peaks has been limited to H at the center of kJ. This was eliminated by the absence of a strong and characteristic infrared oscillation band at 530 cm −1 due to the substitution of Cl— by H— for 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, an FTIR analysis of the KH * I crystals by H- (1/4) was performed and an invasive H2 (1/4) with the expected rotational energy given by equation (14) was observed. Rotating lines were observed in the 145-300 nm region from atmospheric electron beam excitation argon-hydrogen plasma [13-14]. The unprecedented energy interval, 42 times that of hydrogen, established the internuclear distance as one-quarter of the H2 distance and confirmed H2 (1/4) (equation (13-15)). The spectra were asymmetrical with the P branch dominant corresponding to the absence of dense rotation in the excited v = 1 oscillation state. This was due to the high rotational energy (10 times the thermal energy), the short lifespan of the rotational excited state and the low cross-sectional area of the electron beam rotational excitation, while oscillating dipole excitation was allowed. Thus, only the ν = 1, J = O state is quite dense from the electron beam excitation, and the transition occurred with AJ> 0 during the υ = l to υ = 0 transitions. KH * Cl with H- (1/4) by NMR was incident on a 12.5 keV electron beam, which excited the similar emission of invasive H2 (1/4) as observed in the argon-hydrogen plasma. [13-14]. Specifically, H2 (1/4) trapped in the lattice of KH * Cl is the electron beam of the crystal using a 12.5 keV electron gun below the pressure at which a gas can produce a detectable emission (<10-5 Torr). It was investigated by windowless EUV spectroscopy for this. The rotational energy of H 2 (1/4) was likewise confirmed by this technique. These results include intense hydrogen Lyman release, normal reverse Lyman density, excessive afterglow persistence, very vigorous hydrogen atoms, characteristic alkali-ion release due to catalysis, expected new spectral lines, and more stable hydr Transfer of the catalytic reaction of atomic hydrogen to form reno ion-designated H- (1 / p) from plasma formed by vigorous hydrino-forming reactions with power measurements beyond any conventional chemistry [13-40] in line with expectations. Confirmed the observation. Since the comparison of ions with experimental energies is direct evidence of low energy hydrogen with unclear large exotherms during the formation of hydrogen, the results when these experiments are additionally repeated with the expected catalysts Li and NaH are reported in this paper.
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 알짜 엔탈피를 갖는다.The catalyst system produced, used and analyzed for the expected hydride compounds involves lithium atoms. The primary and secondary ionization energies of lithium are 5.39172 eV and 75.64018 eV, respectively [52]. At that time, the double ionization (t-2) reaction of Li-
And, 전체 반응 isAnd, total reaction is
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 metal in the solid and liquid state, and the gas is a covalent Li2 molecule [53], each with a binding energy of 110.4 kJ / mole [54]. In order to yield lithium atoms,
Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (20)Li2 + LiNH2 → Li + Li2NH + H (20)
*및* And
Li2 + Li2NH → Li + Li3N + H (21)Li2 + Li2NH → Li + Li3N + H (21)
리튬 아미드의 리튬 니트라이드 및 리튬 수소화물로의 반응 에너지는 발명이다[65-66]:The reaction energy of lithium amide to lithium nitride and lithium hydride is an invention [65-66]:
4Li + LiNH2 → Li3N + 2LiH ΔH = -198.5 kJ/mole LiNH2 (22)4Li + LiNH2 → Li3N + 2LiH ΔH = -198.5 kJ / mole LiNH2 (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.Thus, the reaction must occur to a significant extent. The specific prediction of the vigorous response given by equation (17-19) was tested by rt-plasma formation and H line enhancement. The developed power was measured by water flow batch calorimetry. Then, the expected products of H- (1/4) and H2 (1/4) with energies given by equations (3) and (5-15), respectively, were obtained by magic angle solid proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (MAS 1H). NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time-of-flight secondary ion mass spectroscopy (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:Compounds containing hydrogen, such as MH, where M is an element other than hydrogen, are used as a source of hydrogen and a source of catalyst. Catalytic reactions are provided by the breakage of M-H bonds plus ionization of t electrons from each atom M to the continuous energy level, whereby the sum of the binding energy and the ionization energy of t electrons is about m · 27.2 eV (where M is an integer). One such catalyst system involves sodium. The binding 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, NaH molecules are used as catalysts and H sources because the binding energy of the double ionization (t = 2) of the binding energy NaH + Na-
그리고, 전체 반응은 하기이다:And the overall reaction is:
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.As given in
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 concentrations, the transition from H (1/3) (p = 3) to H (1/4) (p + m = 4) by H as catalyst (p = 1; m = 1) Can be faster:
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 NaH catalysis can be matched because the binding energy NaH, the double ionization of Na-
그리고, 전체 반응은 하기이다:And the overall reaction is:
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.Here, H + fast is a fast hydrogen atom with a kinetic energy of at least 13.6 eV. H- (1/4) forms a stable halide hydride and reacts with 2H (1/4) to H2 (1/4) and H- (1/4) + H + → H2 (1/4). Crushed product with the corresponding molecule formed by [13-15, 24-26, 30-31]. Corresponding hydrino atom H (1/4) is the preferred end product consistent with the observation that p = 4 quantum states have higher polypolarity than quadrupoles which give long theoretical life. H (1/4) may be formed directly from H (eg, equations (36-38)) or via multiple transitions (eg, equations (23-27)). In the latter case, the quantum numbers p = 2 corresponding to dipole and quadrupole transitions, respectively; l = 0 and p = 3; High-energy H (Mp) states with l = 0,1,2 have a fast transition that is theoretically acceptable.
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 hydride is generally in the form of an ionic crystalline compound formed by the reaction of gaseous hydrogen with metal sodium. In the gas phase, sodium also contains covalent Na2 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) is determined by differential scanning calorimetry ( DSC) was observed at high temperatures. In order to achieve high power, the chemical system was designed to greatly increase the amount of NaH (g) and the rate of formation. The reaction of NaOH and Na to Na 2 O and NaH (s) calculated from the heat of formation [54, 65] releases ΔH = -44.7 kJ / mole NaOH:
NaOH + 2Na → Na2O + NaH(s) ΔH = -44.7 kJ/mole NaOH (31)NaOH + 2Na → Na 2 O + NaH (s) ΔH = -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 can form NaH (g) and is used for the exothermic reaction given by equation (23-25). The regeneration reaction in the presence of hydrogen atoms 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)
*및 * 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 large yields of hydrins of hydrino through multiple cycles of regeneration reactions as given by equations (31-34). R-Ni having a high surface area of about 100
3NaOH + 2Al → Al2O3 + 3NaH ΔH = -189.1 kJ l mole NaOH (35) 3NaOH + 2Al → Al2O3 + 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 that exothermic reaction given by equation (23-25), where the regeneration of NaH takes place 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 above [28-29] that the reaction product H (1 / p) can undergo further reaction to a low energy state. For example, the catalytic reaction of Ar +-Ar2 + forms H (1/2), which is further used as both catalyst and reactant to produce H (1/4) [1, 13-14, 28-29] and corresponding Preferred molecule H 2 (1/4), which can be observed with different catalysts [13-14]. Thus, the expected products of NaH catalysts from Equations (23-25) and Table 1 of Ref. [29] are H- (1/3) and each having the energy given by Equations (3) and (5-15), respectively; H2 (1/4). The product was tested by MAS 1H 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 the MH type 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 a catalyst and H source because the binding energy of HCl + triple ionization (t = 3) of Cl to Cl3 + is 80.86 eV (3.27.2 eV). Catalytic reactions are given by:
Cl3+ + 3e- + Η → HCl + 80.86 eV (37)Cl3 + + 3e- + Η → HCl + 80.86 eV (37)
그리고, 전체 반응은 하기와 같다:And the overall reaction is as follows:
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 generally contain both Cl and H from H2O contaminants. Thus, some HCl can be formed intrusive in the crystalline matrix. Since H + is the most easily substituted for Li + and the substitution is likely to be the case for Cs +, H2 (1/4) tends to form in the order of
II. 실험 방법II. Experiment 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 broadening method. LiNH2 argon-hydrogen (95/5%) and LiNH2 hydrogen rt-plasma were generated in the experimental apparatus described above [15-21] (FIG. 1), which provided a stopper with passages to gas inlets and outlets. And thermally insulated stainless steel cells. Titanium filaments (55 cm long, 0.5 mm diameter) were used as heaters and hydrogen dissociators in the cell. 1 g of LiNH2 (Alfa Aesar, 99.95%) was placed in the center of the cell in a glove box at 1 atm argon. The cell was sealed and taken out of the glove box. Helium was flowed at 1 Torr pressure at a rate of 30 sccm while maintaining the cell at 50 ° C. 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 range from 800 to 1000 ° C. The outer wall temperature of the cell was about 700 ° C. The cell was then operated with or without flowing argon-hydrogen (95/5%) maintained at 1 Torr at a rate of 5.5 sccm. The cells were also operated with flowing hydrogen gas instead of argon-hydrogen (95/5%). LiNH2 was evaporated using a filament heater to verify the presence of Li lines. The presence of argon-hydrogen or the presence of hydrogen plasma was determined by recording in the visible spectrum in the ballmer region, for which the CCD detector using the aforementioned inlet / outlet slit of 80/80 μm and an integration time of 3 seconds [15- 21] was used (Jobin Yvon Horiba 1250 M). The width of the 656.3 nm Ballmer series line emitted from argon-hydrogen (95/5%)-LiNH2 or hydrogen-LiNH2 rt-plasma with titanium filaments was measured periodically during the initial and test periods. As a control, each of the above experiments was conducted by flowing a
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, NaH 대신 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 the calorimeter (HT-1000, Setaram, France). Two alumina gloves were used for the sample and reference compartments, respectively. Two globes allowed atmospheric reactions to be controlled. 0.067 g of NaH was placed in a flat-bottom Al-23 crucible (Alfa-Aesar, 15 mm height × 10 mm outer diameter × 8 mm inner diameter). The crucible was then placed at the bottom of the sample group alumina glove cells. As a reference group, an aluminum oxide sample (Alfa-Aesar, -400 mesh powder, 99.9%) was put 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 glove cell was sealed in a glove box, taken out of the glove box, and quickly attached to the calorimeter. They immediately depressurized to a pressure of 1 mTorr or less. The cell was refilled with 1 atm of helium, recompressed and then with 760 Torr of helium. The cells were then placed in an oven and their positions fixed in the DSC equipment. The oven temperature was set at 100 ° C., the desired starting temperature. The temperature of the oven was raised from 100 ° C. to 750 ° C. at a rate of 0.1 ° C./min. As a control,
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, batch calorimeter. A cylindrical stainless steel reactor of about 60
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 was to have an inner diameter of 15.2 cm, an outer wall thickness of 0.305 cm, and a length of 40.4. Removable stainless steel plates and VitonTM o-rings were used to seal both ends of the chamber. 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 adjusting the thermal conductivity between the reactor and the chamber. The interior of the chamber was first filled with 1000 Torr of helium to bring the cell to room temperature and then decompressed during calorimetry to increase the temperature of the cell. Then, 1000 Torr of helium was added to increase the thermal conductivity from the hot cell to the coolant and to control the thermal change associated with the pressure-volume change. The relative dimensions of the reactor and chamber were adjusted such that the heat flowing from the reactor to the chamber was primarily radial. The chamber was cooled using fast flowing coolant through a copper tube with an inner diameter of 6.35 mm, which was wound tightly about 63 times on the outer cylindrical surface of the chamber. The reactor and chamber were designed to safely absorb 50 kW of thermal power pulses for 1 minute. The absorbed energy was sequentially released to the coolant stream in a manner determined for calorimetry. The temperature rise of the cooling water was measured at the cooling coil inlet and outlet using a precision thermistor probe (Omega, OL-703-PP, 0.01 ° C.). The temperature of the inlet water was controlled by a constant temperature bath (Cole Parmer, digital Polystat, model 12101-41) with 0.01 C temperature stability and a cooling capacity of 900 W at 20 °
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 Pr을 적분하여 계산되었다. 상기 전력은 다음 식에 의해 계산되었다.The calorimeter is adjusted by a precision heater acting during the adjustment time to determine the percent recovery of the total energy added by the heater. Energy recovery was calculated by integrating the total output power Pr during that time. The power was calculated by the following equation.
* (39)* (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. Where is the total flow rate, Cp is the specific heat of water, is the absolute value of the temperature difference between the inlet and the outlet, where the two thermistors compensate for the difference in constant flow rate without input power. As a step in the calibration test, the hollow reaction cell (which is the same as the power cell containing the reactant tested next) was decompressed to less than 1 Torr and inserted into the calorimeter vacuum chamber. The chamber was depressurized and filled with helium to reach 1000 Torr. The unpowered device reached equilibrium after approximately two hours, at which time the temperature difference between thermistors became constant. The apparatus was run for another hour to obtain a difference according to the calibration values of the two sensors. The degree of correction was 0.036 ° C. and the correction was constant when looking at the data collected during the entire run of the test.
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. In order to increase the temperature of the cell per input power, during the last 10 minutes of the 10 hour equilibrium time, helium in the chamber was evacuated through a vacuum pump and the pump was continuously maintained at a pressure of less than 1 Torr. 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 difference in water temperature (water temperature difference between the outlet and the inlet) was about 1.2 ° C. After 50 minutes, the power pointed to zero. In order to increase the heat transfer rate to the cooling water, the chamber was repressurized to 100 Torr of helium and the device was brought to full equilibrium after 24 hours as confirmed by the equilibrium observation in the 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 hydrino reaction followed the procedure when performing the calibration, but the cell contained a sample. The equilibration time in the chamber with 1000 Torr helium was 90 minutes. Power of 100.00 W was supplied to the heater, and after 10 minutes, helium was discharged from the chamber. The cell was heated faster than the evacuation rate and at 57 minutes the reagents reached 190 ° C., the limit temperature of the hydrino reaction. Initiation of the reaction was confirmed as the cell temperature rapidly increased to about 378 ° C. in about 58 minutes. After 10 minutes, power was cut 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 #A100B3)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-
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 and solid phase 1H MAS NMR of LiH * Br, LiH * I, NaH * Cl and NaH * Br. As further reactants, Li (1 g) and LiNH2 (0.5 g) (Alfa Aesar, 99%) were reacted with hydrogen to synthesize lithium bromo and iodohydrinohydrides (LiH * Br and LiH * I). It was. The compound was prepared in a stainless steel gas cell (FIG. 4) to further contain Raney Ni (15 g) (W. R. Grace Davidson) as the hydrogen dissociating agent according to the aforementioned method [13-14]. The reactor was operated in a kiln at 500 ° C. for 72 hours with hydrogen to cyclically change the pressure between 1 Torr and 760 Torr. The reactor was then cooled under helium gas. The sealed reactor was opened under argon gas in a glove box. The NMR sample was placed in a glass ampoule, sealed with a rubber stopper and then moved out of the glove box to make it nonflammable. 1H MAS NMR was performed on LiH * X (X is halide) solid samples as described above [Spectral Data Services, Inc., Champaign, Illinois). Chemical shifts were referenced to external TMS. In addition, XPS was performed on crystalline samples that were treated as air sensitive materials.
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 synthetic reaction comprises
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 confirm the resulting composition and to eliminate the possibility of NMR detection of transition metal hydrides or other hydrides that could generate high field-shift peaks. In particular, the presence of all elements (Li, H, X) and all elements (Ni, Fe, Cr, Mo, Mn, Al) present in the product and stainless steel reaction vessels 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. Na (3.28 g) and NaH (1 g) (Aldrich Chemical, 99%) as a raw material of the NaH catalyst are reacted with hydrogen, and as a further reactant, the corresponding alkali halide (15 g, NaCl or NaBr) (Alfa Aesar, ACS grade 99 +%) was reacted with native atom H to synthesize NaH * Cl and NaH * Br. Pt / Ti (Pt coated Ti (15 g); Titan Metal Fabricators, platinum-plated titanium mini-expanded cathode, 0.089 cm × 0.5 cm × 2.5 cm, platinum layer 2.54 μm) as hydrogen dissociating agent Compounds were prepared in a containing stainless steel gas cell (FIG. 4). Each synthesis was carried out according to the method described for Li except for the kiln maintained at 500 ° C., and NaH * Cl synthesis was repeated without addition of hydrogen gas to measure the effect of using NaH (s) as a single hydrogen source. . XPS was performed on NaH * Cl and no NMR irradiation was performed on both products as there were no possible elemental peaks in the region of H- (1/4).
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), a solid acid, using a kiln maintained at 580 ° C. When the dissociation agent with H2 or hydride is free of high concentrations of H and the fast reaction to H- (1/4) according to equation 27 is partially inhibited, the reaction of H- (1/3) NMR was performed to see if) 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 wafer (2 g, 0.5 × 0.5 × 0.05 cm, Silicon Quest International, Silicon (100), boron-doped, heated to 700 ° C. under vacuum) was transferred to Na (1.7 g), NaH (0.5 g), NaCl ( 10 g), and Pt / Ti (15 g) were placed in the reaction and coated with the products NaH * Cl and NaH *, where NaCl was initially heated to 400 ° C. under vacuum to H 2 (1/4). ) Was used. The reaction was carried out in a kiln at 550 ° C. for 19 hours at 760 Torr initial hydrogen pressure conditions. XPS was performed using a silicon wafer (NaH * -coated Si) coated only with sodium hydrino hydride. NaH * Cl-coated silicon wafers (NaH * Cl-coated Si) were analyzed by electron beam excitation spectroscopy. In addition, emission spectra of pressed pellets of NaH * Cl crystals were 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, 80 ㎛×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. Crystal samples of LiH * Br, LiH * I, NaH * Cl, NaH * Br, and corresponding alkali halide controls are scattered on the surface of the double-sided adhesive tape and used a ToF-SIMS device (Physical Electronics, TFS-2000). And analyzed. The primary ion gun used 69Ga + liquid metal raw material. (60 μm) 2 regions of each sample were analyzed. Samples were sputtered for 60 seconds using raster (80 μm × 100 μm) to remove surface impurities and expose clean surfaces. The gap setting was 3, the ion current was 600 pA, and the total ion addition amount was 1015 ions /
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, the ion gun was operated using a 15 kV beam of bundles (pulsing 4 ns of pulse width into 1 ns) [69-70]. The total ion addition amount was 1012 ions /
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 Na, 0.5 g NaH, and 15 g 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. It was. The cell produced an excess energy of 15 kJ while the theoretical energy balance resulting from the decomposition of NaH was an endotherm on the order of +1.2 kJ. Therefore, in order to confirm the presence of hydrino hydride corresponding to the reaction given by Equation 23-25 as a source of excess heat, sodium hydride was followed by the same procedure as for the crystalline sample except for sputtering for 100 seconds. Samples of Pt / Ti coated with lino hydride (NaH * -coated Pt / Ti) were analyzed directly. Unreacted Pt / Ti was coated with 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. ToF-SIMS of R-Ni 2400 which had been reacted at 50 ° C. for 48 hours was carried out by the same procedure as for the above crystalline sample. The reaction to form hydrinos is given in Equations 32-35. Since the surface was coated with NaOH, a sodium hydrino hydride 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 analysis was performed on solid-sample-KBr pellets of LiH * Br (mode: transmittance; test site: Department of Chemistry, Princeton University, New Jersey FTIR spectrometer with DTGS detector with 4 cm-1 resolution (Nicolet, 730) The procedure is as described above [13-14]). Samples were handled under inert gas. The resolution was 0.5 cm −1. Controls include LiNH2, Li2NH, and Li3N, which are commercially available, of which Li2NH has been synthesized by reaction of LiNH2 with LiH or by decomposition of LiNH2 [68] and the Li2NH product is X-ray diffraction Confirmed by analysis (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 the general scan, the step time was 0.4 seconds and the number of sweeps was four. In the high resolution scan, the step time was 0.3 seconds and the number of cathode rays was 30.
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 Torr 미만의 압력과 10 내지 20 ㎂의 빔전류 조건에서 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 spectral analysis of electron beam excited interstitial H2 (1/4). The electron bombardment of the crystals analyzed the lattice of alkali halides (MgCl 2), and the vibration-rotating emission electrons of H 2 (1/4) trapped in the silicon wafer. A windowless UV spectroscopy of electrons emitted from the electron beam excitation of the crystal was performed using a 12.5 keV electron gun at a pressure below Torr and a beam current of 10 to 20 mA. . UV spectra were recorded using a photomultiplier tube (PMT). The wavelength resolution was about 2 nm (FWHM) when the inlet and outlet slit widths were 300 μm. The increase amount 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: ) 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 수준이 > 12 eV인 집단에 대응하는 H 발머계열 방출전자가 도 5 및 6에서 보는 바와 같이 관찰되었으며, 이는 또한 리만계열 방출전자가 존재할 것을 요구한다.From atomic hydrogen produced in LiNH2 and titanium filaments that were evaporated by heating, argon-hydrogen (95/5%)-lithium rt-plasma was formed at low field (1 V / cm) low temperature (eg) conditions. Lithium and H-emitting electrons were detected to identify LiNH2 and Li, which is a decomposition product thereof, used as raw materials for atoms Li and H. Argon in the argon-hydrogen mixture increased the amount of atoms H, which is evidenced by the apparent reduction in H release in the absence of argon. H Balmer-based emission electrons corresponding to populations with energy levels> 12 eV were observed as shown in FIGS. 5 and 6, which also required the presence of the Riemann-based emission 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 with argon / hydrogen alone. It is not possible for a titanium filament, vaporized
RF rt-플라스마로부터 방출된 656.3 nm 발머계열 α선의 폭을 이용하여 활발한 수소 원자 에너지를 계산하였다. 도플러( ) 및 기기( )에 따른 반진폭(half-width)으로부터 얻어진 각각의 가우시안 결과값의 총 반진폭( )은 다음과 같다:The active hydrogen atom energy was calculated using the width of the 656.3 nm Balmer series α-rays emitted from RF rt-plasma. Doppler ) And devices ( The total half amplitude of each Gaussian result obtained from half-width according to )Is as follows:
(40) 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:
(41) (41)
여기서, 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, Is the line wavelength, T is the temperature at K (1 eV = 11,605 K), and μ is the molecular weight (atomic hydrogen = 1). In each case, the average Doppler half amplitude did not change easily with pressure, but varied in the range of ± 5% in response 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 argon-hydrogen (95/5%)-lithium rt-plasma, a Ballmer sequence α linewidth of 656.3 nm was recorded after the initial and 70 h trials, as shown in FIGS. 5A and 5B. The Balmer sequence α-ray following plasma release at both time points contains two separate Gaussian peaks, which are internal narrow peaks corresponding to slow components below 0.5 eV and external very corresponding to fast components above 40 eV. It is a broad peak. The fast component reaches 90% of the initial n = 3 excited state H number and increases to 97% after 70 hours. Only the hydrogen line was widened. As seen earlier, the fast H energy source is not related to the added energy field and can be explained by the mechanism of the hydrogen catalyst in the 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 when pure H2 gas at a pressure of 1 Torr, except that at the initial and 70 hour points, only 27% population is small in line width and number to about 6 eV. As shown in 6A and 6B, respectively. This result was expected because excess H2 and Li can react to form LiH, which promotes the collapse of LiNH2 as follows:
(42) (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 produce the atoms Li and H was attenuated. In addition, argon of the argon-hydrogen mixture can prevent its recombination to increase the amount of atomic hydrogen, and Ar + produced by the plasma can act as a catalyst, as is 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 widening due to heat change is the main reason, and other causes are insignificant. This assumption became clear when each causal factor was considered. In general, the experimental design should take into account a combination of two Doppler effects, mechanical, natural (life), Stark, Van der Waals, resonance, and microstructures. The effect of each causal 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 광자 의 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 rapid formation of H can be explained by the resonance energy transfer from the hydrogen atom to the Li atom, which is three times the potential energy of atomic hydrogen, resulting in a central field four times the proton and radius H * (1/4) which is an intermediate of the same life span as this hydrogen atom is formed. When the radius is reduced to by collisions or space energy transitions, the intermediates spontaneously decrease because they produce fast H (n = 1), as is the case for photon emission previously reported [27–29]. Collision energy transitions, including through-space coupling, are common. For example, the formation of H2 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 individual distributes energy from the exothermic reaction, producing H2 and raising the temperature of the system. In the case of the catalytic reaction for the formation of the state given by equations 2a and 2c, the temperature of H becomes 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). DSC of NaH (100-750 ° C.) is shown in FIG. 7. A wide endothermic peak was observed at 350 ° C. to 420 ° C., which corresponds to 47 kJ / mol. Sodium hydride decomposes corresponding to an enthalpy of 57 kJ / mol in the above temperature range [71]. Large exotherms were observed in the range of 640 ° C. to 825 ° C., which corresponds to −177 kJ / mol. DSC of MgH 2 (100-750 ° C.) is as shown in FIG. 8. Two clear endothermic peaks were observed. The first peak was observed at the center at 351.75 ° C., corresponding to 68.61 kJ /
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 는 에너지 공급량 및 임의의 초과 에너지 의 합과 동일해야 한다:C. Water-Flow Calorimetry Power Measurements. In each test, the energy supply and energy release were calculated by the integration of the corresponding power. In the power supplied, the voltage and current measured at the end of each time interval were multiplied by the time interval (usually 10 seconds) to obtain the amount of energy increase in Joules. All energy gains were summed over the entire experiment after the equilibrium period to get total energy. For the amount of energy released, thermistor difference values were calculated after each test, assuming that the final values of the inlet and outlet temperatures were the same. This difference was calculated to be 0.036 ° C. The heat energy increase with cooling water flow was calculated using Equation 39 at each cycle, which was determined by the flow rate of water at 19 ° C, density of water (0.998 kg / liter), specific heat of water (4.181 kJ / kg- ℃), and corrected temperature difference. , And time intervals. The values were summed over the entire experiment to obtain the total energy release. Total energy of the cell Is the energy supply And any excess energy Must equal the sum of:
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상기 에너지 균형식으로부터, 초과 열량값이 도출되었다. From the energy balance equation, 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 calibration test results are as shown in FIGS. 9 and 10. 10, it can be seen that there is a time when the inclination of the coolant power changes almost discontinuously. This point in time, approximately one hour, corresponds to the addition of helium, which enhances the heat transfer from the cell to the chamber wall. 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 flow rates of 96.4% of the resistance input to the exhaust coolant.
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.Cell temperature and time-dependent cooling water power for the hydrino reaction with a cell containing a sample containing 1 g of Li, 1 g of LiNH2, 10 g of LiBr, and 15 g of Pd / Al2O3, respectively, are shown in FIGS. As shown in 12. The numerical integration of the input and output power curves with the correction applied yields an output energy of 227.2 kJ and an input energy of 208.1 kJ. Therefore, from equation 43, the amount of excess energy was calculated to be 19.1 KJ. 12, it can be seen that there is a point where the gradient of temperature changes almost discontinuously. The change in slope occurs after 1 hour, which corresponds to the rapidly increasing cell temperature with the onset of the reaction. Based on the system response to the power pulses, an excess amount of energy of 19.1 kJ occurred within 2 minutes as the power to the reaction was higher 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 resulting from the reaction showed that LiBr and Pd / Al 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.In the R-Ni power test using a cell containing a sample containing 15 g of R-Ni / Al alloy powder and 3.27 g of Na as starting materials for R-Ni, , As shown in FIGS. 13 and 14, respectively. The curves for temperature and coolant power time are very similar to the correction values. The numerical integration of the input and output power curves with the correction values yielded an output power value of 384 kJ and an input power value of 385 kJ. 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.In the hydrino reaction using a cell containing a sample containing 15 g of NaOH-doped R-Ni, which is a catalyst material, and 3.28 g of Na, the cell temperature with time and the coolant power with time are shown in FIGS. 15 and 16, respectively. As shown. The numerical integration of the input and output power curves with the corrections yielded an output energy of 185.1 kJ and an input energy of 149.1 kJ. Therefore, from equation 43, the excess energy amount was calculated to be 36 kJ. Referring to the schematic of FIG. 15, it can be seen that there is a point where the gradient of temperature changes almost discontinuously. This change in slope occurs from 1 hour before, which corresponds to the rapidly increasing cell temperature with the onset of the reaction. Based on the system response to the power pulses, an excess amount of energy of 36 kJ occurred within 1.5 minutes as the power to the reaction was higher 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 [75] 및 [65])이다. Quantitative XRD analysis of the composition consisting of NaOH-doped R-Ni reactants and products by reaction with alkali metals showed that Ni with trace amounts of Bayrite and Ni with trace amounts of alkali hydroxides. Were analyzed respectively. The formation of sodium-Ni alloys or the reaction of R-Ni with Al2O3 and sodium [73-74] have obvious endothermic reactions (each [75] and [65]).
형성 열을 이용하였을 때, 배이어라이트(Bayerite)와 나트륨의 반응을 통한 NaOH의 형성 ( [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 ( )에 기인한 NaOH의 형성 ( [65])에 의해 거의 영향을 미치지 않는 것이다. 전체 반응은 배이어라이트와 나트륨이 반응하여 NaOH를 형성하는 것이다 ( ).When using the heat of formation, the formation of NaOH through the reaction of Bayrite with sodium ( [65, 76]) show little effect on the energy balance value based on XRD analysis showing NaOH resulting from the reaction with the initial trace amount of valite and Na. As shown in [74], the H2O content in the baitrite lysate is 47.7 μmole H2O / g R-Ni, which results in the decomposition of Al (OH) 3 ( Formation of NaOH due to [65]) has little effect. The overall reaction is the reaction of the salts with sodium to form NaOH ( ).
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/mol H2이다 [7].An exothermic reaction that can explain the energy balance is given in Equations 23-25. The hydrogen content of R-Ni derived using the quantitative GC analysis and using the ideal gas laws of measured P, V, and T states was 150 μmole H2 / g R-Ni. Therefore, the resulting energy balance is -1.6 x 104 kJ / mol H2, which is more than 66 times the enthalpy of combustion enthalpy of -241.8 kJ / mol H2, the most active reaction of hydrogen, assuming the list of the best possible H2. The theoretical conservation energy value calculated for the reaction of equation 44 is 259 eV / H2 or 25 mJ / mol H2 [7].
(44) (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, which has a heat of combustion of 24 kJ / g and little fuel / oxidant systems producing more than 10 kJ / g are known [65]. In comparison, even if not completed, H contained in the renewable catalyst NaH produced 300 times more 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 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 over time and the coolant power over time for the hydrino reaction with a cell containing 15 g of NaOH-doped R-Ni 2400 as the catalyst material are shown in FIGS. 17 and 18, respectively. The numerical integration of the input and output power curves with the correction values yielded an output energy of 195.7 kJ and an input energy of 184.0 kJ, which corresponds to an excess energy of 11.7 kJ, with 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]:Quantitative XRD analysis of the product after reaction with the composition of the reactant NaOH-doped R-Ni revealed R-Ni and R-Ni with 3.7 wt% Baerite, respectively. The H2O content measured from the initial R-Ni's Baylite decomposition was 32.8 μmole, which resulted in a 34.0 μmoles H2O // H2O content measured from the Baylite decomposition of 3 wt% Al (OH) 3-doped Ni / Al alloy This is the value to compare with g. Most possible exothermic reactions were from Al (OH) 3 to Al 2
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*3.7wt% Al2O3에서, 식 45에 의해 주어지는 반응에서의 이론적 에너지의 최대값은 이다. 이는 3 wt% Al(OH)3-도핑된 Ni/Al 알로이 15g의 열측정에 의해 확인되었는데, 상기 열측정에서 평균 에너지는 로 나타났으며, 이는 이론적인 에너지값인 과 비교되는 값이다 (식 45 에서 일 때 [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.At 3.7 wt% Al2O3, the maximum value of theoretical energy in the reaction given by
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 FIGS. 19 and 20, respectively. In the positive ion spectra of LiH * Br crystals and LiBr controls, Li + ions were mainly 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.Anion ToF-SIMS of LiBr and LiH * Br crystals is shown in FIGS. 21 and 22. In the LiH * Br spectra, H- and Br- peaks were mainly observed and the intensities were H-> Br-. Only bromine ions were observed in the anion ToF-SIMS of the LiBr control group. In both cases, O-, OH-, Cl-, and LiBr- were also observed. In addition to the increased hydride, other characteristic peaks of the LiH * Br samples were observed LiHBr- and Li2H2Br- which satisfied the formation of new lithium borohydride.
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+, 및 Li6H2I+이었다.Positive ToF-SIMS spectra obtained from LiI and LiH * I crystals are shown in FIGS. 23 and 24, respectively. Li + ions were mainly observed in the positive ion spectra of LiH * I crystal and LiI control. Li +, Na +, Ga +, and a series of zwitterions Li [LiI] n + were also observed. Characteristic peaks of LiH * I samples were LiHI +, Li2H2I +, Li4H2I +, and 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. Anion ToF-SIMS of LiI and LiH * I crystals are shown in FIGS. 25 and 26, respectively. H- and I- peaks were mainly observed in the LiH * I spectrum, and the intensity was H-> I-. Iodine ions were mainly observed in the anion ToF-SIMS for the LiI control. In both cases, O-, OH-, Cl-, and a series of anion I [LiI] n- were observed together. In addition to the increased hydride, LiHI-, Li2H2I-, and NaHI- were observed to satisfy the formation of novel lithium iodohydrides as characteristic peaks of LiH * I samples.
15 kJ의 초과 열의 생성에 따르는 NaH*-코팅된 Pt/Ti에 대한 음성 ToF-SIMS 스펙트럼 ( )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).Negative ToF-SIMS spectrum for NaH * -coated Pt / Ti following generation of excess heat of 15 kJ ( ) Is shown in FIG. 27. A series of hydrino-hydride-compounds, NaHx-, were also observed, with mass loss obtained from high performance (10,000) mass determinations clearly revealing its action on the series of C2Hx- observed in the control group. According to the XPS spectrum, NaH * -coated Pt / Ti contains two hydrogen states, H- (1/3) and H- (1/4) (Sec. IIIF).
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.In the spectrum of R-Ni obtained by performing Na / R-Ni water-flow calorimetric, NaHx- with a series of mass defects was observed to produce excess heat of 36 kJ. Positive ToF-SIMS spectra obtained from R-Ni reacted at 50 ° C. for 48 hours are shown in FIG. 28. The main ion on the surface was Na + along with NaOH doped 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 과의 결합이온에 해당한다. 그 외 관찰되는 다른 특징적인 피크는 NaOH, NaO, OH- 및 O-과 결합된 소듐 하이드리노 하이드라이드 NaHx-에 해당한다.29 shows the anion ToF-SIMS results of R-Ni reacted at 50 ° C. for 48 hours. In the spectrum, OH- and O-, which are free hydroxyl groups, were also observed with very large H- peaks. The two other major peaks correspond to the high resolution masses of NaH 3-and
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), H2 (1/3) and H2 (NMR identification of 1/4. 1H of LiH * Br and LiH * I using relative values with external TMS MAS NMR spectra are shown in Figures 30A and 30B, respectively.LiH * X samples showed very large upfield resonances corresponding to X = Br and X = I at -2.51 ppm and -2.09 ppm, respectively. No high field-shift peaks were seen in any of the controls comprising equal molar ratios of LiH and LiBr or LiI, LiNH2, Li2NH, and equal molar ratios of LiNH2 or Li2NH and LiBr or LiI. Since the high field peak of LiH * X is very wide, these results may be compared with the above-mentioned 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. TMS and relative 1H MAS NMR spectra (FIG. 31A) for KH * Cl samples obtained from individual synthesis and controls were described above [13-15, 24-26]. The experimental absolute resonant shift value of TMS is -31.5 ppm compared to both rotor magnetic frequencies [78-79]. The experimental shift of KH with reference to TMS is +1.1 ppm, which corresponds to an absolute resonance shift of -30.4 ppm, and the expected shift of H- (1/1) calculated by
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.Elemental analysis of LiH * Br in weight percent yields Li (8%), H (1.1%), and I (90.9%), which correlates to the detectable stoichiometric ratio of LiHBr in stainless steel and R-Ni components. The corresponding value. Elemental analysis of LiH * I in weight percent yielded Li (5.2%), H (0.8%) and I (94%), which were related to the detectable stoichiometric ratio of LiHI in stainless steel and R-Ni components. The corresponding value. Therefore, hydrides other than hydrides of Li cannot be applied. U H does not have a [13-14] high-shift NMR peak as before. The F center cannot be the cause because there is no detectable ESR signal in LiH * Br or LiH * I at room temperature or at a temperature of 77 K. 1 H MAS NMR spectra obtained from LiNH2, Li2NH, and compounds thereof in LiBr or LiI substrates, did not show any of these compounds with high-shifted NMR peaks. To further remove LiNH2 and Li2NH, which are responsible for the -2.5 ppm peak, LiH * Br samples with a -2.5 ppm peak were heated to 600 ° C under dynamic vacuum to decompose LiNH2 and Li2NH. The heat-treated samples were analyzed by FTIR spectroscopy, which confirmed that the amides and imides were removed, corresponding to 3314, 3259, 2079 (wide peak), 1567, and 1541 cm-1 and imide peaks corresponding to amide peaks. The peaks were found at 3172 (wide peak), 1953, and 1578 cm −1, and the -2.5 ppm peak was reanalyzed by NMR. The FTIR spectrum shown in FIG. 45B showed that these species were 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 1H NMR spectrum was not associated with UH, LiNH2, Li2NH, or other known species, and the -2.5 ppm peak in the 1H NMR spectrum was consistent with theoretical expectations. Corresponds to-(1/4) ions, confirming direct evidence of hydride ions 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 1H 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 all starting compounds or possible known products. However, this peak may be due to H2 (1/4) molecules 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. H2 was analyzed via gaseous 1H NMR. The experimental absolute resonant shift value of gaseous TMS compared to both rotor magnetic frequencies is -28.5 ppm [80]. H2 was observed at 0.48 ppm compared to gaseous TMS set at 0.00 ppm [81]. Therefore, the corresponding absolute H2 gas phase resonance shift value of -28.0 ppm (-28.5 + 0.48) ppm was exactly in agreement with the expected absolute gas phase shift value of -28.01 ppm given in (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: The
(46) (46)
Lu 외 [82]는 이 위치에서 피크를 관찰하였으며 이는 LiH + LiNH2 (1.1/1)이 가열됨에 따라 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 + LiNH2 (1.1 / 1) was heated. The relative strength to is increased. Unknown peaks were not found in FIGS. 6 and 7. Identification of peaks that exactly match the theoretical shift of H 2 (1/4) was performed by FTIR (Sec. IIIG) and electron beam-excited emission spectroscopy (Sec. IIIH).
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- (1/4) ions in LiH * X was determined by the polarization of the halide ions. 1 H MAS NMR spectra of LiH * F and LiH * Cl are as shown in FIGS. 32A and 32B. The peaks of 4.3 ppm and 1.2 ppm were consistent with the theoretical estimates of molecular hydrogen in two different quantum states [1, 6]. 4.3 ppm was consistent with Lu et al. [82] 's expectations for H2, and 1.2 ppm was consistent with H2 (1/4) not disclosed in Lu et al. [82]. The presence of H2 (1/4) can be seen by observing the rotational transition estimates in the FTIR spectrum (Sec. IIIG) and the rotational distance estimates by electron beam-excited emission spectroscopy (Sec. IIIH). H- (1/4) ion peaks were not found in LiH * F containing unpolarized fluorine and LiH * Cl containing unpolarized chlorine, while they were the major peaks in both LiH * Br and LiH * I. 30A and 30B, respectively. These results indicate that the polarized halides form the corresponding lithium halidehydride by reaction of LiX and H- (1/4) ions. Because molecular species are unspecifically trapped in the crystal lattice, the H-content selectivity of LiH * X for molecular species alone or in combination with H- (1/4) ions is determined by the degree of polarization of the halide and the corresponding H- (1 / 4) responsiveness. Potassium catalysts form H 2 (1/4) very well, but not in KCl and KI substrates with H- (1/4), as shown in FIGS. 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].1H MAS NMR spectra of NaH * Br with reference to external TMS are shown in FIG. 32. NaH * Br showed large and clear high field resonance at -3.58 ppm. None of the controls containing NaH or the same molar ratio mixture of NaH and NaBr showed high intestinal peaks. The high field peak of NaH * Br, -3.58 ppm, is wider but less obvious than in the case of KH * I, so the substrate may not have the same effect as the previous case of identifying H- (1/4) in KH * I. Can be. Therefore, the measured shift value is directly compared with the expected theory that the peak shifts low field due to the substrate effect. The experimental absolute resonance shift of TMS is -31.5 ppm with respect to the quantum rotor magnetic frequency [78-79]. The new peak at -3.58 ppm for TMS corresponds to the absolute resonance shift value of -35.08 ppm, which tells p = 4 in
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.NaH * Cl 1H MAS NMR spectra referring to external TMS, showing the effect of hydrogenation on the relative strengths of H2, H2 (1/4), and H- (1/4), are shown in FIGS. 34A-34B. The addition of hydrogen increases the H- (1/4) peak and decreases H2 (1/4) as H2 increases. (A) NaH * Cl synthesized by hydrogenation is -4 ppm high field shift peak corresponding to H- (1/4), 1.1 ppm peak corresponding to H2 (1/4), and corresponding to H2 The main peak of 4 ppm is shown. (B) NaH * Cl synthesized without hydrogenation has a high field peak of -4 ppm corresponding to H- (1/4), a main peak of 1.0 ppm corresponding to H2 (1/4), and corresponding to H2 Show a small peak of 4.1 ppm.
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
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. Since there is no high concentration of H obtained by dissociating H2 or hydride, H- (1 / formed by the reaction of Equations 23 to 25 when the fast reaction of H- (1/4) according to Equation 27 is partially suppressed. NMR was performed on NaH * Cl synthesized from KHSO4 solid acid, the only source of NaCl and hydrogen, to see if 3) could be observed. NaH * Cl formed using a solid acid was subjected to 1H MAS NMR spectra referring to external TMS and is shown in FIG. 35. The peaks at -3.97 ppm and 1.15 ppm matched the peaks at -4 ppm and 1.1 ppm in Figures 34A and 34B, which correspond to H- (1/4) and H2 (1/4), respectively, which are H2 And NaH * Cl synthesized using H obtained by dissociating hydride. Since the content of KHSO4 in the mixture with NaCl is only 6.5 mol%, precise analysis was performed to ensure that the substrate effect was always constant between samples. Specifically, peaks at -3.15 ppm and 1.7 ppm were observed in the solid acid product. The previous substrate shift values for NaH * Cl were used in
헬륨은 로의 전이 반응을 유발할 수 있는 다른 촉매이며, 이는 이차 이의 이온화에너지가 54.4 eV, ( )이기 때문이다. 촉매 반응은 다음과 같다:Helium silver It is another catalyst that can induce a transition reaction to a secondary ion, which has a secondary ionization energy of 54.4 eV, ( ) The catalytic reaction is as follows:
(47) (47)
(48) (48)
그리고, 전체 반응은 다음과 같다:And the overall reaction is:
(49) (49)
NaH 촉매 반응의 경우에서 알 수 있듯이, He+ 촉매 생성물인 의 로의 순차적인 빠른 전이는, 식 27에서 주어진 바와 같이 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 의 형성과 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 NaH catalysis, the He + catalyst product of Sequential fast transition to This can occur through an additional catalytic reaction with atomic hydrogen which initially accepts 27.2 eV. Characteristically wide emission lines starting at 46.5 nm and leading to short wavelengths can be expected to be due to transition reactions due to active H catalysis. The emission line was observed using EUV spectroscopy, which records the microwave emission of helium with 2% hydrogen [27-29]. Through spectroscopic and NMR data With the formation of The catalytic mechanism of sequential transition to can be assured. Further evidence is provided by Sec. Both 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. 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 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). Spectral analysis was performed for each LiBr and LiH * Br over the region (FIGS. 36A-36B). Main element peaks were examined to determine all elements present in the LiH * Br crystals and the LiBr control. As a result of the scan, no element was found in the low binding energy region (FIG. 37) except for the following peak:
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 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. Spectra were obtained for each NaBr and NaH * Br over the region (FIGS. 38A-38B). Main element peaks were examined to determine all elements present in the NaH * Br crystals and the NaBr control. As a result, no elements were found in the low binding energy region except for the following peaks:
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 및 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 10.8 eV 및 12.8 eV 피크는, 두 개의 다른 화학적 환경에 존재하는 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. Spectra were obtained for each Pt / Ti and NaH * -coated Pt / Ti following generation of excess heat of 15 kJ over the NaBr region (FIGS. 40A-40B). Principal element peaks were examined to determine all elements present in the NaH * -coated Pt / Ti and Pt / Ti controls. As a result, no elements were found within the low binding energy region (FIGS. 41A-41B) except for the following peaks: Pt 4f7 / 2 and Pt 4f5 / 2 (70.7 eV and 74 eV, respectively), and
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 FIG. 42B, which is the same as that of NaH * -coated Si. As shown in Figures 43 and 44, the XPS spectra 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 main element peaks. But is identical to H- (1/3) and H- (1/4). Therefore, the partial hydrogen states 1/3 (H- (1/3) at 6 eV) and 1/4 (H- (1/4) at 10.8 eV and 12.8 eV) are expected as shown in equation 27. 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. FTIR identification of H2 (1/4). High performance FTIR spectroscopy on samples with high-shifted 1H NMR peaks at -2.5 ppm corresponding to H- (1/4) and NMR peaks at 1.3 ppm corresponding to corresponding H2 (1/4) molecules Was carried out. As shown in FIG. 45B, a single narrow peak was observed at 1989 cm −1. Considering the starting materials and expected reactions, compounds of
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 4배에 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 1947 cm −1, which is the theoretical estimate for H 2 (1/4). As can be seen from
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. H2 (1/4) rotational UV spectrum by electron beam excitation. H2 (1/4), MgX2 (X = F, Cl, Br, I), and CuX2 (X = F, Cl, Br) trapped in the alkali halide lattice were analyzed by windowless UV spectroscopy As an analytical condition, an electron beam excited state of the crystal was measured using a 12.5 keV electron gun at a beam current of 10-20 mA and a pressure range of less than 10-5 Torr. In the case of alkali metals, only alkali chlorides were found to show the peaks expected by
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 ( 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( ) 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 electron beam-excited CsCl crystals with captured H 2 (1/4) is shown in FIG. 46. A series of uniform lines were observed in the 220-300 nm region as shown in FIG. 46. These lines approximately corresponded to the spacing and intensity of the P branches of H2 (1/4) given in Eq. P (1), P (2), P (3), P (4), P (5), and P (6) at 226.0 nm, 237.0 nm, 249.5 nm, 262.5 nm, 277.0 nm, and 292.5 nm Each was observed. The slope of the linear curve with respect to the energy of the peak is 0.25 eV, as shown in FIG. 46, with an intercept of 5.73 eV and a residual error sum of r2 <0.0000. Slope ( Corresponds to 0.241 eV (
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
실험 참고Experiment reference
1. R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics October 2007 Edition, posted at http://www.blacklightpower.com/theory/bookdownload.shtml.R. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics October 2007 Edition, posted at http://www.blacklightpower.com/theory/bookdownload.shtml.
2. R. Mills, K. Akhar, Y. Lu, " Spectroscopic Observation of Helium- and Hydrogen-Catalyzed Hydrino Transitions ", to be submitted.2. R. Mills, K. Akhar, Y. Lu, "Spectroscopic Observation of Helium- and Hydrogen-Catalyzed Hydrino Transitions", to be submitted.
3. R. L. Mills, "Classical Quantum Mechanics", Physics Essays, Vol. 16, No. 4, December, (2003), pp. 433-498.3. R. L. Mills, "Classical Quantum Mechanics", Physics Essays, Vol. 16, No. 4, December, (2003), pp. 433-498.
4. R. Mills, "Physical Solutions of the Nature of the Atom, Photon, and Their Interactions to Form Excited and Predicted Hydrino States", in press.4. R. Mills, "Physical Solutions of the Nature of the Atom, Photon, and Their Interactions to Form Excited and Predicted Hydrino States", in press.
5. R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solutions for One- Through Twenty-Electron Atoms", Physics Essays, Vol. 18, (2005), pp. 321-361.5. R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solutions for One-Through Twenty-Electron Atoms", Physics Essays, Vol. 18, (2005), pp. 321-361.
6. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", Physics Essays, Vol. 17, (2004), pp. 342-389.6. R. L. Mills, "The Nature of the Chemical Bond Revisited and an Alternative Maxwellian Approach", Physics Essays, Vol. 17, (2004), pp. 342-389.
7. R. L. Mills, "Maxwell's Equations and QED: Which is Fact and Which is Fiction", in press.7.R. L. Mills, "Maxwell's Equations and QED: Which is Fact and Which is Fiction", in press.
8. R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solution for Atomic Helium Which Predicts Conjugate Parameters from a Unique Solution for the First Time", submitted.8. R. L. Mills, "Exact Classical Quantum Mechanical Solution for Atomic Helium Which Predicts Conjugate Parameters from a Unique Solution for the First Time", submitted.
9. R. L. Mills, "The Fallacy of Feynman's Argumenton the Stability of the Hydrogen Atom According to Quantum Mechanics," Annales de la Fondation Louis de Broglie, Vol. 30, No. 2, (2005), pp. 129-151.9. R. L. Mills, "The Fallacy of Feynman's Argumenton the Stability of the Hydrogen Atom According to Quantum Mechanics," Annales de la Fondation Louis de Broglie, Vol. 30, no. 2, (2005), pp. 129-151.
10. R. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 5, (2002), pp. 565-590.10. R. Mills, "The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 5, (2002), pp. 565-590.
11. R. Mills, The Nature of Free Electrons in Superfluid Helium-a Test of Quantum Mechanics and a Basis to Review its Foundations and Make a Comparison to Classical Theory, Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1059-1096.11.R. Mills, The Nature of Free Electrons in Superfluid Helium-a Test of Quantum Mechanics and a Basis to Review its Foundations and Make a Comparison to Classical Theory, Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1059-1096.
12. R. Mills, "The Hydrogen Atom Revisited", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25, Issue 12, December, (2000), pp. 1171-1183.12. R. Mills, "The Hydrogen Atom Revisited", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25,
13. R. L. Mills, J. He, Y. Lu, M. Nansteel, Z. Chang, B. Dhandapani, "Comprehensive Identification and Potential Applications of New States of Hydrogen", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32(14), (2007), pp. 2988-3009.13. R. L. Mills, J. He, Y. Lu, M. Nansteel, Z. Chang, B. Dhandapani, "Comprehensive Identification and Potential Applications of New States of Hydrogen", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 32 (14), (2007), pp. 2988-3009.
14. 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. 2573-2584.14.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. 2573-2584.
15. R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, W. Good, P. Jansson, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Spectroscopic and NMR Identification of Novel Hydride Ions in Fractional Quantum Energy States Formed by an Exothermic Reaction of Atomic Hydrogen with Certain Catalysts", European Physical Journal-Applied Physics, Vol. 28, (2004), pp. 83-104.15.R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, W. Good, P. Jansson, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Spectroscopic and NMR Identification of Novel Hydride Ions in Fractional Quantum Energy States Formed by an Exothermic Reaction of Atomic Hydrogen with Certain Catalysts ", European Physical Journal-Applied Physics, Vol. 28, (2004), pp. 83-104.
16. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Argon-Hydrogen-Strontium Discharge Light Source", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, No. 2, (2002), pp. 639-653.16. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Argon-Hydrogen-Strontium Discharge Light Source", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, no. 2, (2002), pp. 639-653.
17. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Bright Hydrogen-Light Source due to a Resonant Energy Transfer with Strontium and Argon Ions", New Journal of Physics, Vol. 4, (2002), pp. 70.1-70.28.17. R. Mills and M. Nansteel, P. Ray, "Bright Hydrogen-Light Source due to a Resonant Energy Transfer with Strontium and Argon Ions", New Journal of Physics, Vol. 4, (2002), pp. 70.1-70.28.
18. R. Mills, J. Dong, Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 919-943.18. R. Mills, J. Dong, Y. Lu, "Observation of Extreme Ultraviolet Hydrogen Emission from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, (2000), pp. 919-943.
19. R. Mills, M. Nansteel, and P. Ray, "Excessively Bright Hydrogen-Strontium Plasma Light Source Due to Energy Resonance of Strontium with Hydrogen", J. of Plasma Physics, Vol. 69, (2003), pp. 131-158.19. R. Mills, M. Nansteel, and P. Ray, "Excessively Bright Hydrogen-Strontium Plasma Light Source Due to Energy Resonance of Strontium with Hydrogen", J. of Plasma Physics, Vol. 69, (2003), pp. 131-158.
20. R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydrides as a New Power Source", International Journal of Global Energy Issues (IJGEI), Special Edition in Energy Systems, Vol. 28, Nos. 2/3 (2007), pp. 304-324.20. R. L. Mills, J. He, M. Nansteel, B. Dhandapani, "Catalysis of Atomic Hydrogen to New Hydrides as a New Power Source", International Journal of Global Energy Issues (IJGEI), Special Edition in Energy Systems, Vol. 28, Nos. 2/3 (2007), pp. 304-324.
21. H. Conrads, R. Mills, Th. Wrubel, "Emission in the Deep Vacuum Ultraviolet from a Plasma Formed by Incandescently Heating Hydrogen Gas with Trace Amounts of Potassium Carbonate", Plasma Sources Science and Technology, Vol. 12, (3003), pp. 389-395.21. H. Conrads, R. Mills, Th. Wrubel, "Emission in the Deep Vacuum Ultraviolet from a Plasma Formed by Incandescently Heating Hydrogen Gas with Trace Amounts of Potassium Carbonate", Plasma Sources Science and Technology, Vol. 12, (3003), pp. 389-395.
22. J. Phillips, R. L. Mills, X. Chen, "Water Bath Calorimetric Study of Excess Heat in 'Resonance Transfer' Plasmas", Journal of Applied Physics, Vol. 96, No. 6, pp. 3095-3102.22. J. Phillips, R. L. Mills, X. Chen, "Water Bath Calorimetric Study of Excess Heat in 'Resonance Transfer' Plasmas", Journal of Applied Physics, Vol. 96, No. 6, pp. 3095-3102.
23. R. L. Mills, X. Chen, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Plasma Power Source Based on a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen Measured by Water Bath Calorimetry", Thermochimica Acta, Vol. 406/1-2, (2003), pp. 35-53.23. R. L. Mills, X. Chen, P. Ray, J. He, B. Dhandapani, "Plasma Power Source Based on a Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen Measured by Water Bath Calorimetry", Thermochimica Acta, Vol. 406 / 1-2, (2003), pp. 35-53.
24. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, T. Shannon, A. Echezuria, "Synthesis and Characterization of Novel Hydride Compounds", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 339-367.24. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, T. Shannon, A. Echezuria, "Synthesis and Characterization of Novel Hydride Compounds", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 4, (2001), pp. 339-367.
25. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Identification of Compounds Containing Novel Hydride Ions by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 9, (2001), pp. 965-979.25. R. Mills, B. Dhandapani, M. Nansteel, J. He, A. Voigt, "Identification of Compounds Containing Novel Hydride Ions by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 9, (2001), pp. 965-979.
26. R. Mills, B. Dhandapani, N. Greenig, J. He, "Synthesis and Characterization of Potassium Iodo Hydride", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25, Issue 12, December, (2000), pp. 1185-1203.26. R. Mills, B. Dhandapani, N. Greenig, J. He, "Synthesis and Characterization of Potassium Iodo Hydride", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 25,
27. R. L. Mills, P. Ray, "Extreme Ultraviolet Spectroscopy of Helium-Hydrogen Plasma", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1535-1542.27. R. L. Mills, P. Ray, "Extreme Ultraviolet Spectroscopy of Helium-Hydrogen Plasma", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1535-1542.
28. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, M. Nansteel, X. Chen, J. He, "New Power Source from Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen that Surpasses Internal Combustion", J Mol. Struct., Vol. 643, No. 1-3, (2002), pp. 43-54.28. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, M. Nansteel, X. Chen, J. He, "New Power Source from Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen that Surpasses Internal Combustion", J Mol. Struct., Vol. 643, No. 1-3, (2002), pp. 43-54.
29. R. Mills, P. Ray, "Spectral Emission of Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen from a Helium-Hydrogen Plasma and the Implications for Dark Matter", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 3, (2002), pp. 301-322.29. R. Mills, P. Ray, "Spectral Emission of Fractional Quantum Energy Levels of Atomic Hydrogen from a Helium-Hydrogen Plasma and the Implications for Dark Matter", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 27, No. 3, (2002), pp. 301-322.
30. R. L. Mills, P. Ray, "A Comprehensive Study of Spectra of the Bound-Free Hyperfine Levels of Novel Hydride Ion H-(1/2), Hydrogen, Nitrogen, and Air", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 8, (2003), pp. 825-871. 30. R. L. Mills, P. Ray, "A Comprehensive Study of Spectra of the Bound-Free Hyperfine Levels of Novel Hydride Ion H- (1/2), Hydrogen, Nitrogen, and Air", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 28, No. 8, (2003), pp. 825-871.
31. R. Mills, "Spectroscopic Identification of a Novel Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and the Hydride Ion Product", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1041-1058.31. R. Mills, "Spectroscopic Identification of a Novel Catalytic Reaction of Atomic Hydrogen and the Hydride Ion Product", Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 26, No. 10, (2001), pp. 1041-1058.
32. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, R. M. Mayo, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Glow Discharge and Microwave Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", J. of Applied Physics, Vol. 92, No. 12, (2002), pp. 7008-7022.32.R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, R. M. Mayo, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Glow Discharge and Microwave Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", J. of Applied Physics, Vol. 92, No. 12, (2002), pp. 7008-7022.
33. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Inductively and Capacitively Coupled RF, Microwave, and Glow Discharge Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. (2003), pp. 338-355.33. RL Mills, P. Ray, B. Dhandapani, J. He, "Comparison of Excessive Balmer α Line Broadening of Inductively and Capacitively Coupled RF, Microwave, and Glow Discharge Hydrogen Plasmas with Certain Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. (2003), pp. 338-355.
34. R. L. Mills, P. Ray, "Substantial Changes in the Characteristics of a Microwave Plasma Due to Combining Argon and Hydrogen", New Journal of Physics, www.njp.org, Vol. 4, (2002), pp. 22.1-22.17.34. R. L. Mills, P. Ray, "Substantial Changes in the Characteristics of a Microwave Plasma Due to Combining Argon and Hydrogen", New Journal of Physics, www.njp.org, Vol. 4, (2002), pp. 22.1-22.17.
35. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Excessive Balmer αLine Broadening of Water-Vapor Capacitively-Coupled RF Discharge Plasmas" Int. J. Hydrogen Energy, in press.35. R. L. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Excessive Balmer αLine Broadening of Water-Vapor Capacitively-Coupled RF Discharge Plasmas" Int. J. Hydrogen Energy, in press.
36. R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Evidence of an Energy Transfer Reaction Between Atomic Hydrogen and Argon II or Helium II as the Source of Excessively Hot H Atoms in RF Plasmas", Journal of Plasma Physics, (2006), Vol. 72, Issue 4, pp. 469-484.24.36.R. Mills, P. Ray, B. Dhandapani, "Evidence of an Energy Transfer Reaction Between Atomic Hydrogen and Argon II or Helium II as the Source of Excessively Hot H Atoms in RF Plasmas", Journal of Plasma Physics, (2006 ), Vol. 72,
37. J. Phillips, C-K Chen, K. Akhtar, B. Dhandapani, R. Mills, "Evidence of Catalytic Production of Hot Hydrogen in RF Generated Hydrogen/Argon Plasmas", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 32(14), (2007), 3010-3025.37. J. Phillips, C-K Chen, K. Akhtar, B. Dhandapani, R. Mills, "Evidence of Catalytic Production of Hot Hydrogen in RF Generated Hydrogen / Argon Plasmas", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 32 (14), (2007), 3010-3025.
38. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "CW HI Laser Based on a Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Group I Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 236-247.38. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "CW HI Laser Based on a Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Group I Catalysts", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 2, (2003), pp. 236-247.
39. R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1504-1509.39. R. L. Mills, P. Ray, "Stationary Inverted Lyman Population Formed from Incandescently Heated Hydrogen Gas with Certain Catalysts", J. Phys. D, Applied Physics, Vol. 36, (2003), pp. 1504-1509.
40. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "The Potential for a Hydrogen Water-Plasma Laser", Applied Physics Letters, Vol. 82, No. 11, (2003), pp. 1679-1681.40. R. Mills, P. Ray, R. M. Mayo, "The Potential for a Hydrogen Water-Plasma Laser", Applied Physics Letters, Vol. 82, No. 11, (2003), pp. 1679-1681.
41. R. L. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, November 1995 Edition, HydroCatalysis Power Corp., Malvern, PA, Library of Congress Catalog Number 94-077780, ISBN number ISBN 0-9635171-1-2, Chp. 22.41.R. L. Mills, The Grand Unified Theory of Classical Quantum Mechanics, November 1995 Edition, HydroCatalysis Power Corp., Malvern, PA, Library of Congress Catalog Number 94-077780, ISBN number ISBN 0-9635171-1-2, Chp. 22.
42. F. Bournaud, P. A. Duc, E. Brinks, M. Boquien, P. Amram, U. Lisenfeld, B. Koribalski, F. Walter, V. Charmandaris, "Missing mass in collisional debris from galaxies", Science, Vol. 316, (2007), pp. 1166-1169.42.F. Bournaud, PA Duc, E. Brinks, M. Boquien, P. Amram, U. Lisenfeld, B. Koribalski, F. Walter, V. Charmandaris, "Missing mass in collisional debris from galaxies", Science, Vol. . 316, (2007), pp. 1166-1169.
43. B. G. Elmegreen, "Dark matter in galactic collisional debris", Science, Vol. 316, (2007), pp. 32-33.43. B. G. Elmegreen, "Dark matter in galactic collisional debris", Science, Vol. 316, (2007), pp. 32-33.
44. N. V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, Volume I, Oxford, Clarendon Press, (1950), p.17.44. N. V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, Volume I, Oxford, Clarendon Press, (1950), p. 17.
45. M. D. Lamb, Luminescence Spectroscopy, Academic Press, London, (1978), p. 68.45. M. D. Lamb, Luminescence Spectroscopy, Academic Press, London, (1978), p. 68.
46. K. R. Lykke, K. K. Murray, W. C. Lineberger, "Threshold photodetachment of H-", Phys. Rev. A, Vol. 43, No. 11, (1991), pp. 6104-6107.46. K. R. Lykke, K. K. Murray, W. C. Lineberger, "Threshold photodetachment of H-", Phys. Rev. A, Vol. 43, No. 11, (1991), pp. 6104-6107.
47. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1998-9), p. 10-175.47. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1998-9), p. 10-175.
48. H. Beutler, Z. Physical Chem., "Die dissoziationswarme des wasserstoffmolekuls H2, aus einem neuen ultravioletten resonanzbandenzug bestimmt", Vol. 27B, (1934), pp. 287-302.48. H. Beutler, Z. Physical Chem., "Die dissoziationswarme des wasserstoffmolekuls H2, aus einem neuen ultraviolet ten resonanzbandenzug bestimmt", Vol. 27B, (1934), pp. 287-302.
49. G. Herzberg, L. L. Howe, "The Lyman bands of molecular hydrogen", Can. J. Phys., Vol. 37, (1959), pp. 636-659.49. G. Herzberg, L. L. Howe, "The Lyman bands of molecular hydrogen", Can. J. Phys., Vol. 37, (1959), pp. 636-659.
50. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Second Edition, W. H. Freeman, San Francisco, (1982), p. 589.50. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Second Edition, W. H. Freeman, San Francisco, (1982), p. 589.
51. F. Abeles (Ed.), Optical Properties of Solids, (1972), p. 725.51. F. Abeles (Ed.), Optical Properties of Solids, (1972), p. 725.
52. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 10-202 to 10-204.52. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 10-202 to 10-204.
53. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 92.53. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1999), p. 92.
54. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 9-54 to 9-59.54. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 9-54 to 9-59.
55. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K. L. Tan, "Interaction of Hydrogen with Metal Nitrides and Amides," Nature, 420, (2002), 302-304.55. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K. L. Tan, "Interaction of Hydrogen with Metal Nitrides and Amides," Nature, 420, (2002), 302-304.
56. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K. L. Tan, "Interaction between Lithium Amide and Lithium Hydride," J. Phys. Chem. B, 107, (2003), 10967-10970.56. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K. L. Tan, "Interaction between Lithium Amide and Lithium Hydride," J. Phys. Chem. B, 107, (2003), 10967-10970.
57. W. I. F. David, M. O. Jones, D. H. Gregory, C. M. Jewell, S. R. Johnson, A. Walton, P. Edwards, "A Mechanism for Non-stoichiometry in the Lithium Amide/Lithium Imide Hydrogen Storage Reaction," J. Am. Chem. Soc., 129, (2007), 1594-1601.57. W. I. F. David, M. O. Jones, D. H. Gregory, C. M. Jewell, S. R. Johnson, A. Walton, P. Edwards, "A Mechanism for Non-stoichiometry in the Lithium Amide / Lithium Imide Hydrogen Storage Reaction," J. Am. Chem. Soc., 129, (2007), 1594-1601.
58. D. B. Grotjahn, P. M. Sheridan, I. Al Jihad, L. M. Ziurys, "First Synthesis and Structural Determination of a Monomeric, Unsolvated Lithium Amide, LiNH2," J. Am. Chem. Soc., 123, (2001), 5489-5494.58. D. B. Grotjahn, P. M. Sheridan, I. Al Jihad, L. M. Ziurys, "First Synthesis and Structural Determination of a Monomeric, Unsolvated Lithium Amide, LiNH2," J. Am. Chem. Soc., 123, (2001), 5489-5494.
59. F. E. Pinkerton, "Decomposition Kinetics of Lithium Amide for Hydrogen Storage Materials," J. Alloys Compd., 400, (2005), 76-82.59. F. E. Pinkerton, "Decomposition Kinetics of Lithium Amide for Hydrogen Storage Materials," J. Alloys Compd., 400, (2005), 76-82.
60. Y. Kojima, Y. Kawai, "IR Characterizations of Lithium Imide and Amide," J. Alloys Compd., 395, (2005), 236-239.60. Y. Kojima, Y. Kawai, "IR Characterizations of Lithium Imide and Amide," J. Alloys Compd., 395, (2005), 236-239.
61. T. Ichikawa, S. Isobe, N. Hanada, H. Fujii, "Lithium Nitride for Reversible Hydrogen Storage," J. Alloys Compd., 365, (2004), 271-276.61. T. Ichikawa, S. Isobe, N. Hanada, H. Fujii, "Lithium Nitride for Reversible Hydrogen Storage," J. Alloys Compd., 365, (2004), 271-276.
62. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "Ultrafast Reaction between Li3N and LiNH2 to Prepare the Effective Hydrogen Storage Material Li2NH,"Ind. Eng. Chem. Res., 45, (2006), 4993-4998.62. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "Ultrafast Reaction between Li3N and LiNH2 to Prepare the Effective Hydrogen Storage Material Li2NH," Ind. Eng. Chem. Res., 45, (2006), 4993-4998.
63. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "Hydrogen Storage of LiNH2 Prepared by Reacting Li with NH3,"Ind. Eng. Chem. Res., 45, (2006), 182-186.63. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "Hydrogen Storage of LiNH2 Prepared by Reacting Li with NH3," Ind. Eng. Chem. Res., 45, (2006), 182-186.
64. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "High Reversible Hydrogen Capacity of LiNH2/Li3N Mixtures," Ind. Eng. Chem. Res., 44, (2005), 1510-1513.64. Y. H. Hu, E. Ruckenstein, "High Reversible Hydrogen Capacity of LiNH2 / Li3N Mixtures," Ind. Eng. Chem. Res., 44, (2005), 1510-1513.
65. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 5-4 to 5-18; 9-63.65. D. R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, (2005-6), pp. 5-4 to 5-18; 9-63.
66. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K.L. Tan, "Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides", Nature, Vol. 420, (2002), pp. 302-304.66. P. Chen, Z. Xiong, J. Luo, J. Lin, K.L. Tan, "Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides", Nature, Vol. 420, (2002), pp. 302-304.
67. Yun Hang Hu, Eli Ruckenstein, "Hydrogen Storage of Li2NH Prepared by Reacting Li with NH3,"Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 45, (2006), pp. 182-186.67. Yun Hang Hu, Eli Ruckenstein, "Hydrogen Storage of Li2NH Prepared by Reacting Li with NH3," Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 45, (2006), pp. 182-186.
68. K. Ohoyama, Y. Nakamori, S. Orimo, "Characteristic Hydrogen Structure in Li-N-H Complex Hydrides,"Proceedings of the International Symposium on Research Reactor and Neutron Science-In Commemoration of the 10th Anniversary of HANARO-Daejeon, Korea, April 2005, pp. 655-657.68.K. Ohoyama, Y. Nakamori, S. Orimo, "Characteristic Hydrogen Structure in Li-NH Complex Hydrides," Proceedings of the International Symposium on Research Reactor and Neutron Science-In Commemoration of the 10th Anniversary of HANARO-Daejeon, Korea , April 2005, pp. 655-657.
69. Microsc. Microanal. Microstruct., Vol. 3, 1, (1992).69. Microsc. Microanal. Microstruct., Vol. 3, 1, (1992).
70. For specifications see PHI Trift II, ToF-SIMS Technical Brochure, (1999), Eden Prairie, MN 55344.70.For specifications see PHI Trift II, ToF-SIMS Technical Brochure, (1999), Eden Prairie, MN 55344.
71. W. M. Muller, J. P. Blackledge, G. G. Libowitz, Metal Hydrides, Academic Press, New York, (1968), p 201.71. W. M. Muller, J. P. Blackledge, G. G. Libowitz, Metal Hydrides, Academic Press, New York, (1968), p 201.
72. David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1998-9), p. 12-191.72. David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79 th Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, (1998-9), p. 12-191.
73. R. R. Cavanagh, R. D. Kelley, J. J. Rush, "Neutron vibrational spectroscopy of hydrogen and deuterium on Raney nickel,"J. Chem. Phys., 77(3), (1982), 1540-1547.73. R. R. Cavanagh, R. D. Kelley, J. J. Rush, "Neutron vibrational spectroscopy of hydrogen and deuterium on Raney nickel," J. Chem. Phys., 77 (3), (1982), 1540-1547.
74. I. Nicolau, R. B. Andersen, "Hydrogen in a commercial Raney nickel," J. Catalysis, Vol. 68, (1981), 339-348.74. I. Nicolau, R. B. Andersen, "Hydrogen in a commercial Raney nickel," J. Catalysis, Vol. 68, (1981), 339-348.
75. K. Niessen, A. R. Miedema, F. R. de Boer, R. Boom, "Enthalpies of formation of liquid and solid binary alloys based on 3d metals,"Physica B, Vol. 152, (1988), 303-346.75. K. Niessen, A. R. Miedema, F. R. de Boer, R. Boom, "Enthalpies of formation of liquid and solid binary alloys based on 3d metals," Physica B, Vol. 152, (1988), 303-346.
76. B. S. Hemingway, R. A. Robie, "Enthalpies of formation of low albite ( ), gibbsite ( ), and revised values for and 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 ( ), gibbsite ( ), and revised values for and of some aluminosilicate minerals ", J. Res. US Geol. Surv., Vol. 5 (4), (1977), pp. 413-429.
77. B. Baranowski, S. M. Filipek, "45 years of nickel hydride-history and perspectives", Journal of Alloys and Compounds, 404-406, (2005), pp. 2-6.77. B. Baranowski, S. M. Filipek, "45 years of nickel hydride-history and perspectives", Journal of Alloys and Compounds, 404-406, (2005), pp. 2-6.
78. K. K. Baldridge, J. S. Siegel, "Correlation of empirical δ(TMS) and absolute NMR chemical shifts predicted by ab initio computations", J. Phys. Chem. A, Vol. 103, (1999), pp. 4038-4042.78. K. K. Baldridge, J. S. Siegel, "Correlation of empirical δ (TMS) and absolute NMR chemical shifts predicted by ab initio computations", J. Phys. Chem. A, Vol. 103, (1999), pp. 4038-4042.
79. J. Mason, Editor, Multinuclear NMR, Plenum Press, New York, (1987), Chp. 3.79. J. Mason, Editor, Multinuclear NMR, Plenum Press, New York, (1987), Chp. 3.
80. C. Suarez, E. J. Nicholas, M. R. Bowman, "Gas-phase dynamic NMR study of the internal rotation in N-trifluoroacetlypyrrolidine", J. Phys. Chem. A, Vol. 107, (2003), pp. 3024-3029.80. C. Suarez, E. J. Nicholas, M. R. Bowman, "Gas-phase dynamic NMR study of the internal rotation in N-trifluoroacetlypyrrolidine", J. Phys. Chem. A, Vol. 107, (2003), pp. 3024-3029.
81. C. Suarez, "Gas-phase NMR spectroscopy", The Chemical Educator, Vol. 3, No. 2, (1998).81. C. Suarez, "Gas-phase NMR spectroscopy", The Chemical Educator, Vol. 3, No. 2, (1998).
82. C. Lu, J. Hu, J. H. Kwak, Z. Yang, R. Ren, T. Markmaitree, L. Shaw, "Study the Effects of Mechanical Activation on Li-N-H Systems with 1H and 6Li Solid-State NMR," J. Power Sources, Vol. 170, (2007), 419-424. 82. C. Lu, J. Hu, JH Kwak, Z. Yang, R. Ren, T. Markmaitree, L. Shaw, "Study the Effects of Mechanical Activation on Li-NH Systems with 1H and 6Li Solid-State NMR, "J. Power Sources, Vol. 170, (2007), 419-424.
83. M. Stavola, E. E. Chen, W. B. Fowler, G. A. Shi, "Interstitial H2 in Si: are All Problems Solved- " Physica B, 340-342, (2003), pp. 58-66.83. M. Stavola, E. E. Chen, W. B. Fowler, G. A. Shi, "Interstitial H2 in Si: are All Problems Solved-" Physica B, 340-342, (2003), pp. 58-66.
84. E. V. Lavrov, J. Weber, "Ortho and Para Interstitial H2 in Silicon," Phys. Rev. Letts., 89(21), (2002), pp. 215501 to 1-215501-4.84. E. V. Lavrov, J. Weber, "Ortho and Para Interstitial H2 in Silicon," Phys. Rev. Letts., 89 (21), (2002), pp. 215501 to 1-215501-4.
85. E. E. Chen, M. Stavola, W. B. Fowler, J. A. Zhou, "Rotation of Molecular Hydrogen in Si: Unambiguous Identification of Ortho-H2 and Para-D2," Phys. Rev. Letts., 88(24), (2002), pp. 245503-1 to 245503-4.85. E. E. Chen, M. Stavola, W. B. Fowler, J. A. Zhou, "Rotation of Molecular Hydrogen in Si: Unambiguous Identification of Ortho-H2 and Para-D2," Phys. Rev. Letts., 88 (24), (2002), pp. 245503-1 to 245503-4.
86. E. E. Chen, M. Stavola, W. B. Fowler, P. Walters, "Key to Understanding Interstitial H2 in Si," Phys. Rev. Letts., 88(10), (2002), pp. 105507-1 to 105507-4.86. E. E. Chen, M. Stavola, W. B. Fowler, P. Walters, "Key to Understanding Interstitial H2 in Si," Phys. Rev. Letts., 88 (10), (2002), pp. 105507-1 to 105507-4.
87. A. W. R. Leitch, V. Alex, J. Weber, "Raman Spectroscopy of Hydrogen Molecules in Crystalline Silicon," Phys. Rev. Letts., 81(2), (1998), pp. 421-424.87. A. W. R. Leitch, V. Alex, J. Weber, "Raman Spectroscopy of Hydrogen Molecules in Crystalline Silicon," Phys. Rev. Letts., 81 (2), (1998), pp. 421-424.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140016921A (en) * | 2011-04-05 | 2014-02-10 | 블랙라이트 파워 인코포레이티드 | H2o-based electrochemical hydrogen-catalyst power system |
KR102368521B1 (en) * | 2022-01-04 | 2022-02-25 | 순천대학교 산학협력단 | manufacturing method of composite metal oxide catalyst for hydrogen generation using liquid phase plasma reaction and composite metal oxide catalyst |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012505810A (en) * | 2008-07-30 | 2012-03-08 | ブラックライト パワー インコーポレーティド | Heterogeneous hydrogen catalyst reactor |
AP3363A (en) * | 2008-07-30 | 2015-07-31 | Blacklight Power Inc | Heterogeneous hydrogen-catalyst reactor |
TWI497809B (en) * | 2009-07-30 | 2015-08-21 | Blacklight Power Inc | Heterogeneous hydrogen-catalyst reactor |
EP3441359A1 (en) * | 2009-08-07 | 2019-02-13 | Brilliant Light Power, Inc. | Heterogeneous hydrogen-catalyst power system |
JP5922372B2 (en) | 2011-10-24 | 2016-05-24 | 日揮触媒化成株式会社 | Hydrotreating catalyst and method for producing the same |
EA028083B1 (en) * | 2012-05-21 | 2017-10-31 | Блэклайт Пауэр, Инк. | Ciht power system |
EA201691042A1 (en) * | 2013-11-20 | 2016-12-30 | Бриллиант Лайт Пауэр, Инк. | SYSTEMS AND METHODS OF ENERGY GENERATION |
EP3114692B1 (en) * | 2014-03-03 | 2020-09-09 | Brilliant Light Power, Inc. | Photovoltaic power generation systems and methods regarding same |
JP2019512999A (en) * | 2016-01-19 | 2019-05-16 | ブリリアント ライト パワー インコーポレーティド | Thermophotovoltaic electrical power generator |
KR102564577B1 (en) * | 2016-08-16 | 2023-08-04 | 한화오션 주식회사 | Metallic fuel provider for hydrogen generation using metallic fuel |
KR102564578B1 (en) * | 2016-08-17 | 2023-08-04 | 한화오션 주식회사 | Metallic fuel provider for hydrogen generation using metallic fuel |
US10611633B2 (en) * | 2016-08-31 | 2020-04-07 | One Scientific, Inc. | Systems, apparatuses, and methods for generating electric power via conversion of water to hydrogen and oxygen |
ES2842875T3 (en) * | 2018-03-01 | 2021-07-15 | Hoppecke Batterien Gmbh & Co Kg | Recombinator |
JP6827254B2 (en) * | 2019-01-04 | 2021-02-10 | ブリリアント ライト パワー インコーポレーティド | Power generation system and methods related to the system |
CN113748524A (en) * | 2019-09-09 | 2021-12-03 | 松下知识产权经营株式会社 | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element, method for obtaining electricity using thermoelectric conversion material, and method for transporting heat |
US12005391B2 (en) | 2019-12-11 | 2024-06-11 | Brookhaven Science Associates, Llc | Method for trapping noble gas atoms and molecules in oxide nanocages |
CN112037958B (en) * | 2020-09-09 | 2022-09-23 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | High-concentration tritium water treatment device |
CN112117020B (en) * | 2020-09-09 | 2022-11-22 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | Method for treating tritium water by photo-thermal concerted catalysis |
CN112723878B (en) * | 2020-12-29 | 2022-09-23 | 苏州金宏气体股份有限公司 | Energy-collecting porous ceramic Pt-BaTiO 3 Its preparation method and high-efficiency hydrogen production |
CN113117675B (en) * | 2021-04-10 | 2022-04-08 | 福州大学 | Rhodium-erbium composite metal photo-thermal catalyst and preparation method and application thereof |
CN113479844B (en) * | 2021-06-04 | 2022-11-01 | 中国原子能科学研究院 | Method for preparing titanium hydride by converting tritiated water sample |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060008888A (en) * | 2003-04-15 | 2006-01-27 | 블랙라이트 파워 인코포레이티드 | Plasma reactor and process for producing lower-energy hydrogen species |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3359422A (en) * | 1954-10-28 | 1967-12-19 | Gen Electric | Arc discharge atomic particle source for the production of neutrons |
US2829950A (en) * | 1954-12-01 | 1958-04-08 | Callery Chemical Co | Preparation of sodium hydride from sodium amalgam and hydrogen |
US3300345A (en) * | 1964-09-03 | 1967-01-24 | Jr Ernest H Lyons | Electrolytic cell for producing electricity and method of operating the cell |
US3377265A (en) * | 1964-11-16 | 1968-04-09 | Mobil Oil Corp | Electrochemical electrode |
DE2855413A1 (en) * | 1978-12-21 | 1980-07-10 | Siemens Ag | STORAGE MATERIAL FOR HYDROGEN |
US4353871A (en) * | 1979-05-10 | 1982-10-12 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Hydrogen isotope separation |
US4512966A (en) * | 1983-12-02 | 1985-04-23 | Ethyl Corporation | Hydride production at moderate pressure |
US4986887A (en) * | 1989-03-31 | 1991-01-22 | Sankar Das Gupta | Process and apparatus for generating high density hydrogen in a matrix |
US5139895A (en) * | 1991-07-19 | 1992-08-18 | General Electric Company | Hydrogen thermal electrochemical converter |
JPH09502796A (en) * | 1993-06-11 | 1997-03-18 | ハイドロカタリシス・パワー・コーポレーシヨン | Energy / material conversion method and structure |
BR9608924A (en) * | 1995-06-06 | 2000-11-21 | Black Light Power Inc | Low energy hydrogen methods and structures |
WO2002087291A2 (en) * | 2001-03-07 | 2002-10-31 | Blacklight Power, Inc. | Microwave power cell, chemical reactor, and power converter |
KR100398058B1 (en) * | 2001-05-18 | 2003-09-19 | 주식회사 경동도시가스 | Modified θ-alumina-supported nickel reforming catalysts and its use for producing synthesis gas from natural gas |
KR100488726B1 (en) * | 2002-12-13 | 2005-05-11 | 현대자동차주식회사 | Hydrogen supply system for a fuel-cell system |
US7904065B2 (en) * | 2004-06-21 | 2011-03-08 | Varia Holdings Llc | Serving data/applications from a wireless mobile phone |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR20060008888A (en) * | 2003-04-15 | 2006-01-27 | 블랙라이트 파워 인코포레이티드 | Plasma reactor and process for producing lower-energy hydrogen species |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140016921A (en) * | 2011-04-05 | 2014-02-10 | 블랙라이트 파워 인코포레이티드 | H2o-based electrochemical hydrogen-catalyst power system |
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WO2023132410A1 (en) * | 2022-01-04 | 2023-07-13 | 순천대학교 산학협력단 | Method for preparing composite metal oxide catalyst for hydrogen production by using liquid phase plasma reaction, and composite metal oxide catalyst |
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