MX2015001049A

MX2015001049A - Sistemas de energia a base de hidrogeno.

Info

Publication number: MX2015001049A
Application number: MX2015001049A
Authority: MX
Inventors: Paul H Smith Jr
Original assignee: Paul H Smith Jr
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-06-04
Also published as: EP2877773A4; EP2877773A1; AU2013295850A1; WO2014018627A1; CA2919152A1

Abstract

Se revelan sistemas de energía a base de hidrógeno para obtener gas hidrógeno de un medio de almacenamiento sólido usando láseres controlados. También se revelan sistemas para cargar/recargar magnesio con hidrógeno para obtener hidruro de magnesio. También se revelan otros sistemas relativamente seguros que ayudan en el almacenamiento, transporte y uso (tales como vehículos) de tales medios de almacenamiento sólidos.

Description

SISTEMAS DE ENERGIA A BASE DE HIDROGENO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con la provisión de sistemas de energía de hidrógeno. Más en particular, la presente invención es concerniente con la provisión de sistemas de energía de hidrógeno que utilizan hidruro de magnesio para el almacenamiento de hidrógeno. Aun adicionalmente en particular, la presente invención es concerniente con tales sistemas de energía de hidrógeno que utilizan excitación por láser para ayudar en la adsorción de gas hidrógeno del hidruro de magnesio.

En el uso de sistemas de energía de hidrógeno, es difícil almacenar de manera segura el gas de hidrógeno para su uso en la provisión de energía para sistemas tales como vehículos, dada la naturaleza altamente combustible del hidrógeno. En tanto que el hidrógeno tiene una alta proporción de energía a peso, el almacenamiento de hidrógeno en estado gaseoso (aún comprimido) produce una baja proporción de energía a volumen, lo que hace no práctico tal almacenamiento, particularmente para uso móvil así, sería útil proveer un almacenamiento seguro y compacto de energía de hidrógeno cerca de un sitio en donde el gas hidrógeno será usado para propósitos de energía.

OBJETIVOS Y ASPECTOS DE LA INVENCIÓN Un objeto y aspecto principal de la presente invención es proveer un sistema que supera el problema mencionado anteriormente.

Es un objeto y aspecto adicional de la presente invención es proveer tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal hidruro de magnesio puede ser almacenado de manera segura.

Otro objeto y aspecto de la presente invención es proveer tal hidruro de magnesio en forma de un "disco" que se asemeja a un CD.

Todavía otro objeto y aspecto de la presente invención es proveer un sistema de láser para cooperar con el disco de hidruro magnesio para proveer la liberación de gas de hidrógeno del mismo.

Un objeto y aspecto adicional de la presente invención es proveer un sistema de láser que utiliza una disposición de láseres para cooperar con el disco de hidruro magnesio para proveer la liberación de gas de hidrógeno del mismo.

Todavía otro objeto y aspecto de la presente invención es proveer energía de la luz coherente controlada a porciones sucesivas de una superficie de tal disco de hidruro magnesio para proveer liberación controlada de gas hidrógeno.

Un objeto y aspecto adicional de la presente invención es proveer un sistema para recarga de tales discos con hidrógeno después de tal liberación controlada de gas de hidrógeno.

Otro objeto y aspecto primario de la presente invención es proveer energía de hidrógeno para por lo menos un vehículo, preferiblemente un automóvil, en forma de gas hidrógeno liberado de forma controlable del almacenamiento en discos de hidruro de magnesio.

Otro objeto y aspecto primario de la presente invención es proveer un sistema de manufactura de discos de hidruro de magnesio, tales discos pueden almacenar de manera liberable hidrógeno dentro de un volumen compacto.

Un objeto y aspecto adicional de la presente invención es proveer un sistema de manufactura de discos de hidruro de magnesio, tales discos son perforados para exponer un área superficial de interacción grande y pueden almacenar de manera liberable hidrógeno dentro de un volumen compacto.

Un objeto y aspecto principal de la presente invención es proveer tales sistemas de energía de hidrógeno que son eficientes, de bajo costo y prácticos. Otros objetos y aspectos de esta invención se harán evidentes con referencia a la siguiente descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, se provee un metodo de energía de hidrógeno que comprende las etapas de: utilizar por lo menos un aparato de deposición de material estructurado y dispuesto para la manufactura de por lo menos un almacenador de hidrógeno y manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y proveer tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial de gas hidrógeno. Además, se provee tal método de energía, en donde la etapa de usar por lo menos un aparato de deposición de material comprende la etapa de usar por lo menos un aparato de deposición de arco catódico filtrado. Adicionalmente, se provee tal método de energía de hidrógeno en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende la etapa de formar por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno. También provee tal método de energía de hidrógeno, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio.

Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio. Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende además la etapa de formar capas alternantes que comprenden tal por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno y por lo menos una capa de Nitinol. Además, se provee un método de energía de hidrógeno, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio. Todavía adicionalmente, se provee un método de energía, en donde el material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio. Además, se provee tal método de energía de hidrógeno en donde la etapa de formación de por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno comprende la etapa de deposición de tal material almacenador de hidrógeno sobre por lo menos un sustrato estructurado y dispuesto para recibir la deposición de tal material almacenador de hidrógeno. Adicionalmente, se provee un método de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un sustrato comprende acero inoxidable. Además, se provee un método de energía de hidrógeno, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio. Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un sustrato comprende Nitinol.

Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio. Además, se provee tal un método de energía del hidrógeno, en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende un espesor mayor de alrededor de 15 mieras. Todavía adicionalmente, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende un espesor entre alrededor de 15 mieras y alrededor de 30 mieras. Además, se provee un método de energía de hidrógeno de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de formar por lo menos un patrón de cavidades estructuradas y dispuestas para proveer una porosidad sustancialmente uniforme. Adicionalmente, se provee un método de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un patrón de cavidades comprende por lo menos un ángulo, con respecto a por lo menos una superficie del material almacenador de hidrógeno, de alrededor de 45°. También se provee tal sistema en donde cada una de tales cavidades comprende un diámetro de alrededor de 50 mm. Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde la etapa de formación de por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno comprende la etapa de crear por lo menos un campo magnético que abarca tal material almacenador de hidrógeno, durante la formación de tal por lo menos una capa. Además, se provee tal método de energía de hidrógeno, en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende la etapa de formar tal por lo menos un almacenador de hidrógeno como un disco.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno,· en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y una matriz unificada de granulos en un material estructurado y dispuesto para almacenar cíclicamente hidrógeno y liberar hidrógeno almacenado y en donde se obtiene el almacenamiento y liberación controlados de hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal matriz unificada de gránulos comprende tamaños de grano de menos de alrededor de 300 nm. Aun adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal matriz unificada de gránulos comprende tamaños de grano de menos de alrededor de 150 nm.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno, estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y una matriz unificada de gránulos en un material estructurado y dispuesto para almacenar cíclicamente hidrógeno y liberar hidrógeno almacenado y por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar a la liberación de tal hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar tal liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno y en donde el almacenamiento y liberación controlados de hidrógeno se obtiene para ayudar a por lo menos un uso comercial.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar en la liberación de tal hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar tal liberación auxiliada por excitación fotónica de gas de hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno comprende por lo menos un dieléctrico apto de efecto plasmónico, estructurado y dispuesto para permitir la creación de polaritones de plasmón superficial. Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal dieléctrico apto de efecto plasmónico comprende por lo menos una capa de material sobreelástico estructurado y dispuesto para permitir resiliencia a través de múltiples ciclos de absorción-desorción. También se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un arreglo de láseres. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un dieléctrico apto de efecto plasmónico comprende por lo menos Nitinol y magnesio.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos una porción de superficie de metal apta de absorber hidrógeno; por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y por lo menos un generador de campo electromagnético estructurado y dispuesto para generar por lo menos un campo electromagnético suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tal por lo menos un generador de campo electromagnético está ubicado en por lo menos una posición, de tal manera que el por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno está ubicado en por lo menos una segunda posición y por lo menos un localizador de superficie de metal estructurado y dispuesto para colocar tal por lo menos una porción de superficie de metal dentro de tal por lo menos una segunda posición; en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal puede absorber hidrógeno para formar por lo menos una porción de superficie de hidruro de metal. Además, provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un dieléctrico apto de efecto plasmónico, estructurado y dispuesto para permitir la creación de polaritones de plasmón superficial. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un dieléctrico apto de efecto plasmónico comprende por lo menos una capa de material sobre-elástico estructurada y dispuesta para permitir resiliencia a través de múltiples ciclos de absorción - desorción. Aún además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un dieléctrico de efecto plasmónico comprende por lo menos Nitinol y magnesio. Además, se provee el sistema de acuerdo con la reivindicación 7, en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un patrón de cavidades estructuradas y dispuestas para proveer porosidad sustancialmente uniforme. Adicionalmente se provee tal sistema en donde tal por lo menos un patrón de cavidades comprende por lo menos un ángulo, con respecto a tal por lo menos una porción de superficie de metal de alrededor de 45°. También se provee tal sistema en donde cada una de las cavidades comprende un diámetro de alrededor de 50 mieras. Además, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende hidruro de magnesio.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un método concerniente con la manufactura de por lo menos un almacenador de hidrógeno, que comprende las etapas de: deposición por vapor de por lo menos un material almacenador de hidrógeno apto para almacenar hidrógeno sobre por lo menos un sustrato; en donde tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno y tal por lo menos un sustrato comprende por lo menos un dieléctrico apto de efecto plasmónico, estructurado y dispuesto para permitir la creación de polaritones de plasmón superficial; corte de tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno a por lo menos una forma geométrica y perforar tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno; en donde tal método produce por lo menos un almacenador de hidrógeno. Además, provee un método en donde tal por lo menos una forma geométrica comprende por lo menos un disco. Además, se provee tal método, en donde la etapa de perforación comprende la etapa de perforar por lo menos un agujero. Aun adicionalmente, provee tal método en donde la etapa de perforación comprende por lo menos un láser. Aun adicionalmente, se provee tal método en donde tal por lo menos un compuesto químico comprende HCl. Aun adicionalmente, se provee tal método, en donde tal por lo menos un sustrato comprende un material sobre-elástico, estructurado y dispuesto para permitir resiliencia a través de múltiples ciclos de absorción - desorción. Aun adicionalmente, se provee tal método, en donde tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno comprende magnesio.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un proceso concerniente con el uso comercial controlado de gas hidrógeno, que comprende las etapas de: proveer por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y proveer por lo menos un campo electromagnético suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tal por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno es formado adyacente a por lo menos una porción de superficie de metal apta de almacenar hidrógeno y en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal absorbe hidrógeno de tal por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno, para formar por lo menos un hidruro de metal y proveer por lo menos un alacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar, utilizando tal por lo menos un hidruro de metal, por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno, para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica del hidrógeno almacenado, utilizar por lo menos un excitador fotónico para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar en la liberación de tal hidrógeno almacenado como gas hidrógeno y controlar tal liberación auxiliada por excitación fotónica de tal gas hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica del hidrógeno almacenado, de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno por lo menos un hidrógeno para ayudar en la liberación de tal hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar tal liberación auxiliada por excitación fotónica de gas hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, también se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y por lo menos un excitador fotónico, estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno, para ayudar en la liberación del hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno y por lo menos un colector de hidrógeno estructurado y dispuesto para ayudar en la recolección del hidrógeno liberado; en donde el hidrógeno puede ser almacenado en tal por lo menos un almacenador de hidrógeno hasta que es liberado de forma controlada para permitir el uso como se desee.

Además, se provee un sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos una longitud de onda de la luz entre alrededor de 530 nm y alrededor de 1700 nm.

Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos una longitud de onda de luz de alrededor de 784 nm. Tambien se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos una energía de entre alrededor de 200 mW y alrededor de 2000 mW. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos una energía de alrededor de 200 mW.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un colector de hidrógeno comprende por lo menos un medio ambiente de presión de vacío. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un medio ambiente de presión de vacío comprende por lo menos una presión de entre alrededor de un milímetro de mercurio de vacío y alrededor de dos atmósferas de vacío. Aún además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un medio ambiente de presión de vacío comprende por lo menos una presión de alrededor de una atmósfera de vacío.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un haz de luz con por lo menos un radio de entre alrededor de 10 nm y alrededor de 2 mm. Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un haz de luz con por lo menos un radio de alrededor de 15 nm. También se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un excitador fotónico está estructurado y dispuesto para excitar por lo menos una porción de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para inducir por lo menos una temperatura de entre alrededor de 280°C y alrededor de 390°C en tal por lo menos una porción. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un hidruro.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos una porción de superficie de metal apta de absorber hidrógeno; por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y por lo menos un generador de campo electromagnético, estructurado y dispuesto para generar por lo menos un campo electromagnético suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tal por lo menos un generador de campo electromagnético está ubicado en por lo menos una posición, de tal manera que el por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno está ubicado en por lo menos una segunda posición y por lo menos un localizador de superficie de metal, estructurado y dispuesto para colocar tal por lo menos una porción de superficie de metal dentro de tal por lo menos una segunda posición; en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal puede absorber hidrógeno para formar por lo menos una porción de superficie de hidruro de metal.

Además, se provee un sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un generador de campo electromagnético comprende: por lo menos un generador de campo de microondas y por lo menos un generador de campo de onda de radio. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un generador de campo de microondas comprende además por lo menos dos generadores de campo de microondas.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno que comprende por lo menos un disco estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un localizador de eje de giro central estructurado y dispuesto para colocar por lo menos un eje de giro central de tal por lo menos un disco y en donde tal por lo menos un disco puede girar alrededor de tal eje de giro central de tal por lo menos un disco y en donde tal por lo menos un disco comprende por lo menos un sujetador de motor giratorio apto de ser sujetado por al menos una ojiva impulsada por motor; en donde tal por lo menos un sujetador de motor giratorio es sustancialmente concéntrico a tal por lo menos un eje de giro central; en donde tal por lo menos un sujetador de motor de ojiva está estructurado y dispuesto para ayudar a permitir que tal por lo menos un disco se haga girar alrededor de tal por lo menos un eje de giro central de tal por lo menos un disco mediante tal por lo menos una ojiva impulsada por motor y en donde tal por lo menos un disco está estructurado y dispuesto para girar sustancialmente de manera estable.

Aun adicionalmente, se provee un sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco comprende además por lo menos un diámetro externo de entre alrededor de 50 ram y alrededor de 150 mm. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco comprende además por lo menos un diámetro externo de alrededor de 120 mm. Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un localizador de eje de giro central comprende por lo menos un diámetro de entre alrededor de 5 mm y alrededor de 15 mm. También, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un localizador de eje de giro central comprende por lo menos un diámetro de alrededor de 15 mm.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco comprende por lo menos un disco de hidruro. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende además por lo menos un diámetro externo de entre alrededor de 50 mm y alrededor de 150 mm. Además, se provee un sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos disco de hidruro comprende además por lo menos un diámetro externo de alrededor de 120 mm. Aun adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un localizador de eje de giro central comprende por lo menos un diámetro de entre alrededor de 5 mm y alrededor de 15 mm. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un localizador de eje de giro central comprende por lo menos un diámetro de alrededor de 15 mm.

Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende por lo menos un espesor de alrededor de un milímetro. También, se provee un sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende por lo menos un hidruro de metal. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro consiste sustancialmente de hidruro de magnesio. Además se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende AZ31B hidrogenado.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende además por lo menos un catalizador, estructurado y dispuesto para ayudar a la hidrogenación de tal por lo menos un disco de hidruro. Aun adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un catalizador comprende níquel. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un catalizador comprende paladio. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un catalizador comprende titanio. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro comprende irregularidades de superficie de menos de alrededor de dos micrómetros. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además por lo menos un recubrimiento de disco que comprende por lo menos un aceite mineral ópticamente claro.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además: por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno, para ayudar en la liberación del hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno y por lo menos un colector de hidrógeno estructurado y dispuesto para ayudar en la recolección de hidrógeno liberado y en donde el hidrógeno puede almacenarse de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno hasta que se libera de manera controlable que permite su uso como se desee.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal por lo menos un disco comprende por lo menos un hidruro. El sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco es almacenado en por lo menos un aceite mineral ópticamente claro. Aun adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un colector de hidrógeno comprende además por lo menos un condensador de aceite mineral, estructurado y dispuesto para ayudar en la recolección de aceite mineral vaporizado durante tal liberación auxiliada por excitador fotónico de hidrógeno.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además: por lo menos un usuario de combustible de hidrógeno, estructurado y dispuesto para usar hidrógeno como por lo menos un combustible en por lo menos un vehículo,- en donde tal por lo menos un usuario de combustible de hidrógeno comprende por lo menos un convertidor de energía, estructurado y dispuesto para ayudar en la conversión de hidrógeno recolectado a través de por lo menos un proceso de conversión de energía y en donde por lo menos tal proceso de conversión de energía provee energía para poner en operación tal por lo menos un vehículo. Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además por lo menos un contenedor de hidrógeno estructurado y dispuesto para contener por lo menos un volumen de hidrógeno suficiente para suministrar la demanda de combustible incrementada de tal por lo menos un vehículo durante la aceleración. Adicionalmente, se provee un sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un convertidor de energía comprende por lo menos un motor de combustión.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además por lo menos un contenedor de hidrógeno estructurado y dispuesto para contener por lo menos un volumen de hidrógeno suficiente para suministrar una demanda de combustible incrementada de tal por lo menos un vehículo durante la aceleración. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un convertidor de energía comprende por lo menos una celda de combustible de hidrógeno.

Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno que comprende además: por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y por lo menos un generador de campo electromagnético, estructurado y dispuesto para generar por lo menos un campo electromagnético suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tal por lo menos un generador de campo electromagnético es colocado en por lo menos una posición, de tal manera que el por lo menos un suministro de plasma está ubicado en por lo menos una segunda posición y en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende además por lo menos una porción de superficie de metal apta de absorber hidrógeno y por lo menos un localizador de superficie de metal, estructurado y dispuesto para colocar tal por lo menos una porción de superficie de metal dentro de tal por lo menos una segunda posición; en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal puede absorber hidrógeno para formar por lo menos una porción de superficie de hidruro de metal.

Aun adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde una pluralidad de tales por lo menos un almacenador de hidrógeno se coloca serialmente a través de tal por lo menos una segunda posición. Además, se provee tal sistema de energía de hidrógeno, en donde tal por lo menos un disco de hidruro es almacenado en por lo menos un aceite mineral ópticamente claro. Adicionalmente, se provee tal sistema de energía de hidrógeno en donde tal pluralidad de por lo menos un almacenador de hidrógeno pueden permanecer en tal por lo menos un aceite mineral ópticamente claro.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un proceso concerniente con el uso de hidrógeno que comprende las etapas de: proveer por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y proveer por lo menos un campo electromagnético, suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tal por lo menos un plasma de hidrógeno es formado adyacente a por lo menos una porción de superficie de metal apta de almacenar hidrógeno y en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal puede absorber hidrógeno de tal por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno para formar por lo menos un hidruro de metal.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un proceso concerniente con el uso de hidrógeno, que comprende las etapas de: proveer por lo menos un disco de hidruro apto de liberar hidrógeno por medio de calentamiento inducido fotónicamente; remover por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado de por lo menos un vehículo reemplazar tal por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado con tal por lo menos un disco de hidruro y desechar tal por lo menos un disco de hidruro hidrógeno agotado. También se provee tal proceso en donde la etapa de desecho comprende el recielado de tal por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un proceso concerniente con el uso de hidrógeno, que comprende las etapas de: proveer por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado apto de ser reciclado; purgar tal por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado de cualquier hidrógeno sin liberar y recargar tal por lo menos un disco de hidruro hidrógeno gastado con hidrógeno que forma por lo menos un disco de hidruro apto de liberar hidrógeno por medio de calentamiento inducido fotónicamente.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un estado sustancialmente lleno, cuando tal por lo menos un almacenador de hidrógeno almacena tal por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende un estado sustancialmente vacío, cuanto tal por lo menos un almacenador de hidrógeno almacena sustancialmente ninguna cantidad de hidrógeno y en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos una variación sustancial entre la transparencia de tal por lo menos un estado sustancialmente lleno y transparencia de tal por lo menos un estado sustancialmente vacío y por lo menos un dispositivo de detección de variación de transparencia estructurado y dispuesto para detectar tal por lo menos una variación sustancial de transparencia de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; por lo menos ion recolector de datos de variación de transparencia, estructurado y dispuesto para recolectar datos de variación de transparencia de por lo menos tal dispositivo de detección de variación de transparencia y por lo menos un procesador de datos de variación de transparencia, estructurado y dispuesto para evaluar datos de variación de transparencia recolectados; en donde tal evaluación da como resultado por lo menos un valor indicador del contenido de hidrógeno de tal sistema.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: medios almacenador de hidrógeno para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tales medios de almacenador de hidrógeno comprenden medios de habilitador de liberación de hidrógeno para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tales medios de almacenador de hidrógeno y medios de excitador fotónico para excitar fotónicamente tales medios de almacenador de hidrógeno para ayudar en la liberación del hidrógeno almacenado de tales medios de almacenador de hidrógeno; en donde tales medios de excitador fotónico comprenden medios de controlador para controlar la liberación auxiliada por excitación fotónica del hidrógeno y medios de recolector de hidrógeno para ayudar en la recolección del hidrógeno liberado; en donde el hidrógeno puede ser almacenado en tales medios de almacenador de hidrógeno hasta la liberación controlada para permitir el uso como se desee.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: medios porción de superficie de metal para proveer por lo menos una porción de superficie de metal apta de absorber hidrógeno; medios de suministro de hidrógeno para proveer por lo menos un suministro de gas de hidrógeno y medios de generador de campo electromagnético para generar por lo menos un campo electromagnético, suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno; en donde tales medios de generador de campo electromagnético son colocados en por lo menos una posición, de tal manera que el por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno está ubicado en por lo menos una segunda posición y medios de localizador de superficie de metal para colocar tales medios de porción de superficie de metal dentro de tal por lo menos una segunda posición; en donde tales medios de porción de superficie de metal pueden absorber hidrógeno para formar por lo menos una porción de superficie de hidruro de metal.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un sistema de energía de hidrógeno que comprende: medios almacenador de hidrógeno, que comprenden por lo menos un disco, para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; en donde tales medios de almacenador de hidrógeno comprenden medios de localizador de eje de giro central para colocar por lo menos un eje de giro central de tal por lo menos un disco; en donde tal por lo menos un disco puede girar alrededor de tal por lo menos un eje de giro central de tal por lo menos un disco de hidruro; en donde tales medios de almacenador de hidrógeno comprenden medios de sujeción de motor de ojiva para ser por lo menos una ojiva impulsada por motor, en donde tales medios de sujeción de motor de ojiva son sustancialmente concéntricos a tal por lo menos un eje de giro central; en donde tales medios de sujeción de motor de ojiva permiten que tal disco gire alrededor de tal eje de giro central de tal por lo menos un disco mediante tal por lo menos una ojiva impulsada por motor y en donde durante el giro, tal por lo menos un disco gira sustancialmente de manera estable.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un patrón de cavidades estructuradas y dispuestas para proveer porosidad sustancialmente uniforme. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos un patrón de cavidades comprende por lo menos un ángulo con respecto a tal por lo menos una porción de superficie de metal, de alrededor de 45°. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde cada una de tales cavidades comprende un diámetro de alrededor de 50 mieras. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende una placa de magnesio precipitada apta para ser cortada en discos y contener tales agujeros. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende hidruro de magnesio. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende una pluralidad de porciones de puntal no porosas estructuradas y dispuestas para agregar rigidez. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un bastidor sin magnesio rígido delgado, estructurado y dispuesto para agregar rigidez. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un recubrimiento superficial delgado que consiste sustancialmente de níquel y Mg2Ni. Además, se provee tal sistema en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un arreglo de láseres. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos un catalizador comprende níquel. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee tal sistema en donde tal por lo menos un catalizador comprende paladio.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se provee un método concerniente con la manufactura de por lo menos un almacenador de hidrógeno, que comprende las etapas de: precipitar por lo menos un material almacenador de hidrógeno apto para almacenar hidrógeno; cortar tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno a por lo menos una forma geométrica,-perforar tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno; grabar (ataque por ácido) por lo menos una superficie de tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno con por lo menos un compuesto químico; lavar tal por lo menos una superficie para remover tal por lo menos un compuesto químico; incrustar en tal por lo menos una superficie, por lo menos un catalizador estructurado y dispuesto para ayudar en la hidrogenación de tal por lo menos una superficie; recubrir tal por lo menos una superficie con por lo menos una agente que impide la reacción superficial; mediante lo cual tal método produce por lo menos un almacenador de hidrógeno. Además, se provee tal método en donde la etapa de perforación comprende la etapa de perforar por lo menos un agujero. Aun adicionalmente, se provee tal método en donde la etapa de perforación comprende por lo menos un láser. Aun adicionalmente, se provee tal método en donde tal por lo menos un compuesto químico comprende HCl. Aun adicionalmente, se provee tal método en donde tal por lo menos un agente que impide la reacción de superficie comprende níquel y Mg2Ni. Aun adicionalmente, se provee tal método en donde tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno comprende magnesio. De acuerdo con modalidades preferidas de la invención, se provee cada aspecto, elemento, combinación, etapa y/o método novedoso revelado o sugerido por esta solicitud de patente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra una vista lateral parcial de un disco de hidruro preferido, que ilustra la liberación de gas hidrógeno, preferiblemente mediante calentamiento por láser, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva en corte, que ilustra un reproductor de disco preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista superior, que ilustra un disco preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 4A muestra una vista lateral de un disco preferido, que ilustra una preparación de superficie preferida, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 4B muestra una vista lateral del disco preferido, que ilustra la introducción de catalizadores de hidrogenación preferidos, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 3.

La figura 5 muestra una vista esquemática de un reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable preferido, que ilustra la hidrogenación de una pluralidad de los discos preferidos sobre un husillo preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 4.

La figura 6 muestra una vista esquemática, que ilustra por lo menos un recipiente de contención preferido para una pluralidad de los discos de hidruro preferidos, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 7A muestra una vista esquemática de por lo menos un sistema de remoción de aceite mineral preferido, que ilustra la remoción del aceite mineral ópticamente claro preferido del disco de hidruro preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 6.

La figura 7B muestra una vista esquemática del sistema de remoción de aceite mineral, que ilustra la remoción del aceite mineral residual del disco de hidruro preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 7A.

La figura 8 muestra una vista esquemática, que ilustra por lo menos un sistema de suministro de hidrógeno preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 9 muestra una vista esquemática de por lo menos un sistema de recarga de hidrógeno preferido, que ilustra la re-hidrogenación preferida de un disco de hidruro usado, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 10 muestra un diagrama que ilustra por lo menos un método de reabastecimiento de combustible preferido de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 11 muestra un diagrama que ilustra por lo menos un método de intercambio de discos preferido de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1.

La figura 12A muestra una vista en planta que ilustra por lo menos un disco de hidruro acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención.

La figura 12B muestra una vista amplificada de tal disco de hidruro preferido de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 12A.

La figura 13 muestra una vista amplificada de la sección IS IS de la figura 12B.

La figura 14 muestra una vista esquemática, que ilustra el orden atómico de tal disco de hidruro preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 13.

La figura 15 muestra un diagrama de flujo, que ilustra por lo menos un proceso de manufactura del disco de hidruro, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 14.

La figura 16 muestra una vista esquemática, que ilustra por lo menos un proceso de manufactura de láminas, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15.

La figura 17 muestra una vista esquemática de por lo menos una cámara de perforación, que ilustra por lo menos un proceso de perforación, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15.

La figura 18 muestra un diagrama de flujo esquemático, que ilustra por lo menos un proceso de hidrogenación, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15.

La figura 19 muestra una vista en diagrama que ilustra los procesos de escalamiento de la temperatura, durante procesos de hidrogenación, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 18.

La figura 20 muestra tina vista en perspectiva, que ilustra un separador preferido, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 18 La figura 21A muestra una vista en planta que ilustra por lo menos un disco de hidruro acuerdo con una modalidad alternativa preferida de la presente invención.

La figura 21B muestra una vista amplificada de tal disco de hidruro preferido de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 21A.

La figura 22 muestra una vista amplificada de la sección 22-22 de la figura 2IB.

La figura 23 muestra una vista amplificada de la sección 22-22 de la figura 21B de acuerdo con una modalidad preferida alternativa de la presente invención.

La figura 24 muestra una vista esquemática de por lo menos un aparato de deposición por arco catódico filtrado, de acuerdo con una modalidad preferida alternativa de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS MEJORES MODOS Y MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN La absorción de hidrógeno en hidruros de metal reversibles (incluyendo aleaciones metálicas) puede ser usada como dispositivos de almacenamiento de hidrógeno. La solicitante ha encontrado, mediante pruebas, que la adsorción de hidrógeno (tal como mediante desestabilización de los enlaces de hidrógeno) de tales hidruros de metal a temperaturas razonables y con gastos razonables de energía se puede lograr mejor mediante calentamiento controlado muy finamente. Se ha encontrado que esto puede proveer un retorno económico de más de alrededor de 5% (en peso) de hidrógeno de un medio de almacenamiento, con un consumo de energía y peso del sistema mínimos.

Es deseable aumentar la masa de hidrógeno absorbido en el hidruro de metal mientras que al mismo tiempo se reduce la energía requerida para liberar el hidrógeno. La solicitante ha encontrado que las aleaciones metálicas y capas de recubrimiento metálico, junto con el compuesto químico impurificado con metal y portadores orgánicos, son medios de almacenamiento excelentes para hidrógeno. Sin embargo, un obstáculo principal para liberar hidrógeno de tales medios de almacenamiento, es la necesidad de calor, debido a que las temperaturas de descomposición son comúnmente mayores de 200°C.

La solicitante ha determinado que el calentamiento por láser de hidruro de magnesio es un método preferido para la extracción de hidrógeno, con la teenología disponible y el costo de energía mínimo. El uso de por lo menos un diodo de láser, usando energía pulsada, provee preferiblemente calentamiento amplio del hidruro de magnesio para liberar hidrógeno, como se muestra en la figura 1. La solicitante ha encontrado, incluso por medio de experimentación, que menos de alrededor de 80 vatios continuos son necesarios para calentar suficientemente el hidruro de magnesio para liberar alrededor de 4.5 Kg (10 libras) de hidrógeno a velocidades de hasta alrededor de 0.9 Kg (2 libras) por hora. Tales velocidades de hidrógeno pueden proveer teóricamente a los vehículos de combustión interna, híbridos y de celda de combustible de hidrógeno en un intervalo en exceso de alrededor de 321 Kilómetros (200 millas), mientras que se agrega menos de 150 Kg (330 libras) y alrededor de 0.18 metros cúbicos (6.3 pies cúbicos) o alrededor de 178 litros (47 galones). Los motores de CD (disco compacto) convencionales, junto con circuitos de láser modificados, pueden exponer preferiblemente por lo menos un disco de hidruro de magnesio a por lo menos un haz de láser a rotaciones de hasta alrededor de 24,000 revoluciones por minuto.

La figura 1 muestra una vista lateral parcial de por lo menos un disco de hidruro 110, que ilustra la liberación de gas de hidrógeno 150, preferiblemente mediante calentamiento por láser, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. El sistema de energía de hidrógeno 100 comprende preferiblemente la modalidad 101, como se muestra. El disco de hidruro 110 comprende preferiblemente por lo menos un hidruro de metal, de preferencia sustancialmente hidruro de magnesio. Como se discute en la presente, la concentración de hidrógeno almacenado en el disco de hidruro 110 debe ser preferiblemente mayor de alrededor de 5% en peso, por eficiencia económica. El hidruro de magnesio teóricamente almacena como máximo alrededor de 7.6% en peso de hidrógeno. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando aspectos tales como formas disponibles del hidruro de metal, habilidades para colocar tales formas en una estructura en forma de "disco" giratorio para uso con calentamiento controlado por láser, etc., otros "discos" que los "discos" unitarios y/o completos, tales como "disco" segmentados, líquidos o no unitarios, etc., pueden ser suficientes.

El calentamiento del disco de hidruro 110 comprende preferiblemente calentamiento localizado mediante excitación fotónica, usando por lo menos una fuente de luz coherente 160, como se muestra. La fuente de luz coherente 160 comprende preferiblemente por lo menos un diodo de láser de semiconductor 165, como se muestra. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, considerando aspectos tales como fuentes de luz disponibles, costo, medio de almacenamiento de hidrógeno utilizado, etc., otras fuentes de luz, tales como luz del sol enfocada, luz fosforescente, luz bioquímica, etc., pueden ser suficientes. El diodo de láser de semiconductor 165 produce preferiblemente un haz de luz coherente 170, como se muestra, preferiblemente de entre alrededor de 530 nm y alrededor de 1700 nm de longitud de onda, preferiblemente de alrededor de 784 nm de longitud de onda y con preferiblemente entre alrededor de 200 mW y alrededor de 2000 mW de potencia, preferiblemente alrededor de 200 mW de potencia. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, bajo las circunstancias apropiadas, considerando aspectos tales como láseres disponibles, costo, medio de almacenamiento de hidrógeno usado, etc., otras longitudes de onda de luz coherente, tal como otras longitudes de onda infrarrojas, del espectro visible, ultravioleta, etc., pueden ser suficientes. Para ayudar a impedir que el diodo de láser de semiconductor 165 se sobrecaliente, la energía es preferiblemente pulsada en lugar de continua.

Preferiblemente, a medida que la luz coherente 170 adsorbe gas hidrógeno 150, el tamaño del disco de hidruro 110 de preferencia se incrementará inicialmente debido a la expansión térmica y luego preferiblemente se reducirá a volúmenes prehidrogenados. Alguna pequeña cantidad de movimiento de hidrógeno de una concentración superior a una concentración inferior teóricamente puede ser esperada en el disco de hidruro 110 después de la adsorción de una pista particular; sin embargo, la solicitante ha encontrado que tal movimiento no tendrá consecuencias en la mayoría de las circunstancias.

Preferiblemente, la fuente de luz coherente 160 comprende además por lo menos una lente de desenfoque 162, como se muestra. La lente de desenfoque 162 preferiblemente altera el enfoque de la luz coherente 170 para formar por lo menos un haz de láser desenfocado 168, como se muestra. El haz de láser desenfocado 168 comprende preferiblemente por lo menos un radio del haz 136 en la superficie 140, como se muestra. El radio del haz 136 varía preferiblemente entre alrededor de 10 mm y alrededor de 2 ram, preferiblemente alrededor de 15 nm, como se muestra. El libramiento 174 entre la lente de desenfoque 162 y la superficie 140 es preferiblemente de alrededor de dos milímetros, como se muestra, ayudando a proteger la lente de desenfoque 162 del impacto de la superficie 140 debido a ligeras deformaciones que se pueden presentar en la superficie 140.

La solicitante ha determinado, incluso mediante pruebas, que la descomposición del hidruro de magnesio usando por lo menos una temperatura de superficie de alrededor de 390°C, en un vacío a alrededor de -5 bar, se alcanza dentro de alrededor de 10 ns con suficiente conductividad para liberar el 100% del hidrógeno almacenado (hasta alrededor de 7.6% en peso) dentro de radio del haz 136, a una profundidad de alrededor de 20 mieras. A por lo menos una distancia de descomposición máxima efectiva 145 que comprende de alrededor de 1/2 mm, la temperatura disminuye a alrededor de 280°C, haciendo descender la liberación del hidrógeno almacenado a alrededor de 39.5% del máximo (hasta alrededor de 3% en peso). Debido a que el magnesio comúnmente se funde a alrededor de 650°C, la solicitante ha encontrado que una temperatura de superficie de alrededor de 390°C (60% de la temperatura de fusión) minimiza aproximadamente la evaporación adiabática del magnesio.

La fuente de luz coherente 160 viaja preferiblemente sobre por lo menos un riel 175, que se mueve de preferencia radialmente, cerca de por lo menos una superficie 140 del disco de hidruro 110, como se muestra. El disco de hidruro 110 preferiblemente gira alrededor de un eje central 215 (véase figura 2), colocando preferiblemente la superficie 140 para el haz del láser desenfocado 168 para inducir el calentamiento, como se muestra.

La capacidad de absorción a la radiación infrarroja es inversamente proporcional a la conductividad térmica. La solicitante ha determinado que, a diferencia del magnesio, la conductividad térmica del hidruro de magnesio se incrementa con la elevación de temperatura, atribuible a la radiación y al "efecto de Smoluchowski" (descrito en el documento de Marian Smoluchowski "Zur kinetischen Theorie der Brownshen molekular Bewung und der Suspensionen" en Annalen der Physik, 21, 1906 756-780). La capacidad térmica es también mayor en el hidruro de magnesio en comparación con el magnesio. El magnesio tiene una capacidad térmica específica de alrededor de 1050 J/(Kg K) (a 298 K) y la capacidad térmica específica del hidruro de magnesio es de alrededor de 1440 J/(Kg K) (a 298 K). Además, la conductividad térmica del magnesio es de alrededor de 156 W/(m k), mientras que la conductividad térmica del hidruro de magnesio es de alrededor de 6 W/(m k).

Una fórmula, tal como se determina por la solicitante, para la difusividad térmica (a) (un factor en la profundidad de penetración térmica), usando la conductividad térmica (l), densidad (p) y calor específico (c) es: a = l/pc Calculando la difusividad térmica para el hidruro de magnesio da: a = (6 W/(mK))/(0.001450 Kg/m3 x 1440 J/(Kg K)) = 2.87 x 106 J/(m3K) Usando este cálculo de difusividad térmica para el hidruro de magnesio, la solicitante estima la penetración térmica (Z), en base a un tiempo de impulso de 115 ns a velocidades rotacionales de 4x y 19 ns a velocidades rotacionales de 48x, como: Z = (4 a t) =36334 nm a 4x (0.036 mm) Z = (4 a t) = 14769 nm a 48x (0.015 mm) La penetración térmica estimada es inapropiada para la liberación de todo el hidrógeno almacenado en el disco de hidruro 110 por un factor de alrededor de 30, para un espesor de 1 mm. La solicitante ha determinado, sin embargo, que debido a que el hidruro de magnesio tiene un índice de refracción de alrededor de 1.96, que provee alrededor de 80% de transparencia, que la penetración óptica puede ayudar a incrementar la liberación del hidrógeno almacenado. La solicitante ha encontrado que, por medio de modificación de la densidad de potencia para encontrar por lo menos un ajuste de potencia óptimo y radio del haz 136, la distancia de descomposición efectiva máxima 145, que comprende alrededor de 1/2 mm, puede ser alcanzada, como se muestra. Con el fin de instigar la adsorción de hidrógeno sustancialmente a través del espesor 144 del disco de hidruro 110, preferiblemente el haz de láser desenfocado 168 puede también ser incidente sobre la superficie opuesta 142.

La densidad de potencia, definida matemáticamente como: E = q/xr2 en donde q es la potencia del haz y r es el radio del haz, determina la temperatura pico, cerca de la superficie 140 e interacción térmica en la interfase 172 del disco de hidruro 110 y el haz del láser desenfocado 168. La solicitante ha encontrado que una densidad de potencia apta de adsorber hidrógeno del hidruro de magnesio solamente necesita ser concerniente con el punto de fusión del magnesio.

Para el hidruro de magnesio, la fuente de luz coherente 160 produce preferiblemente por lo menos un perfil de temperatura 130 en el disco de hidruro 110, debido a la interacción térmica en la interfase 172, como se muestra. El perfil de temperatura 130 varía preferiblemente de alrededor de 390°C, cerca de la superficie 140, a alrededor de 280°C a una distancia de descomposición efectiva 145, como se muestra.

La solicitante ha encontrado por medio de pruebas que, después del curso de ciclos de absorción y desorción de hidrógeno repetidos, los discos fabricados parecen perder su habilidad para absorber hidrógeno a la plena extensión (0.345% en peso) notada inicialmente cuando los discos eran nuevos. El análisis de los discos indicó que los contaminantes han bloqueado los espacios intersticiales y eventualmente áreas recubiertas a lo largo de la superficie de los discos. Estos contaminantes podrían ser considerados (téoricamente) relacionados con la carencia de pureza al 100% y puede ser una consecuencia inevitable de la fuente de hidrógeno.

En pruebas y análisis de los discos capacidad inferior mencionados anteriormente, había evidencia de deuterio en la forma de señales de hidrógeno deuterio ( "HD") de tiempo de vuelo ("ToF") observado que no eran evidentes en los discos nuevos. El tiempo de vuelo no provee análisis cuantitativo y las pruebas no identificaron los isótopos de hidrógeno. Un estudio de espectrometría de masas iónico secundario (SIMS) puede ser necesario para determinar evidencia de concentración incrementada con cada ciclo de absorción y desorción.

La evidencia de cantidades detectables de deuterio en los discos desorbidos puede teóricamente ser explicada por la estructura más grande de la molécula de HD, junto con su momento dipolar permanente. Estas características pueden explicar la desorción limitada del deuterio del medio. Reducir la longitud de impulso del láser a centenas de femtosegundos incrementaría la absorción de fotones por esta molécula y potencialmente incrementarían la desorción. Sin embargo, este procedimiento puede no reducir la elevación general de contaminación por otros elementos .

Una explicación de la contaminación por deuterio es poco concluyente. La teoría predominante es que las moléculas de HD y D2 y aun MgD2 son más estables, individualmente y dentro del reticulado de metal, a las longitudes de onda particulares y densidades de energía seleccionados para desorción de H2 de Mg2NiH4 + MgH2. En múltiples ciclos (usando esta teoría), la concentración del deuterio se eleva en el material y reduce la capacidad de recarga.

De acuerdo con una teoría menos predominante, se puede sospechar que una transmutación puede ocurrir debido a: (1) el alto grado de ionización provisto dentro de los canales del haz y (2) el hecho de que los iones moleculares que entran a los canales del haz son sometidos a vibración y oscilación extensas en presencia de una trampa iónica electrostática a escala de nivel nanoscópico con potenciales incrementados. El apoyo para esta teoría menos predominante se puede encontrar en: (1) ocasiones de corrimiento térmico en los cuales incrementos inexplicables de temperatura son claramente detectados y (2) la falla del material para regresar a la temperatura ambiente en el marco de tiempo esperado para la densidad de energía e impulso de EM dirigido al material.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva en corte, que ilustra por lo menos un reproductor de disco preferido 210, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura l. Como se muestra, el reproductor de disco 210 comprende preferiblemente por lo menos un motor giratorio 230, fuente de luz coherente 160 y mecánica de cambio de disco. Tal mecánica de cambio de disco acepta preferiblemente por lo menos un disco de hidruro 110, que mueve preferiblemente tal por lo menos un disco de hidruro 110 al motor giratorio y preferiblemente remover tal por lo menos un disco de hidruro 110, una vez agotado, del reproductor de disco 210. El motor giratorio 230 preferiblemente hace girar el disco de hidruro 110 para obtener por lo menos un movimiento lineal de hasta 63 metros por segundo, preferiblemente en tanto que la fuente de luz coherente 160 libera gas hidrógeno 150 del disco de hidruro 110, como se muestra. El reproductor de disco 210 funciona preferiblemente bajo vacío entre alrededor de -1 torr a alrededor de -5 torr. Preferiblemente, tal vacío sirve para evacuar el gas hidrógeno liberado 150, como se muestra en la figura 1 y mantiene preferiblemente una atmósfera neutra alrededor del disco de hidruro 110.

Por lo menos un circuito de control 220, como se muestra, ajusta preferiblemente la velocidad del motor giratorio 230, preferiblemente mueve la fuente de luz coherente 160 sobre el riel 175 y preferiblemente ajusta la potencia de salida de la fuente de luz coherente 160 (por lo menos en la presente que implementa por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar en la liberación del hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno) para optimizar preferiblemente liberación del gas hidrógeno 150. La salida del gas hidrógeno 150 es preferiblemente optimizada a la demanda de gas hidrógeno 150 de por lo menos un dispositivo impulsado por hidrógeno 830 (véase discusión relativa a la figura 8).

La solicitante ha determinado que el reproductor de disco 210 puede preferiblemente ser reconfigurado de la teenología de grabador de disco compacto (CD-R) existente. La solicitante adaptó por lo menos una unidad de grabador de CD (unidad de CD-RW "Iomega modelo 52x") para absorber el hidrógeno almacenado del disco de hidruro 110. Con el fin de adaptar tal por lo menos un grabador de CD para usar el disco de hidruro 110, por lo menos un circuito de control 220, como se muestra, omite preferiblemente los controles de retroalimentación internos de tal unidad de grabador de CD. En lugar de depender de información de retroalimentación, el circuito de control 220 usa preferiblemente la manipulación directa de los componentes controlados del reproductor de disco 210, preferiblemente permitiendo el control preciso. Además, el láser interno del grabador de CD preferiblemente puede ser usado provisto con tales requerimientos satisfechos del láser dados por el diodo de láser del semiconductor 165.

MANUFACTURA DE DISCOS DE HIDRÜRO DE MAGNESIO La figura 3 muestra una vista superior, que ilustra por lo menos un disco 315 de acuerdo con la modalidad 101 de la figura i. Tal por lo menos un disco 315 es formado preferiblemente al cortar de por lo menos una lámina que comprende preferiblemente por lo menos un material apto de absorber hidrógeno, preferiblemente metal, fabricado de preferencia sustancialmente de magnesio, preferiblemente AZ31B (disponible comercialmente). Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán que, en circunstancias apropiadas, considerando cosas tales como materiales disponibles, economía, densidad de hidrógeno almacenado, etc., otros materiales capaces de absorber hidrógeno, tales como otros metales, plásticos, vidrio, etc., pueden ser suficientes. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán que, bajo las circunstancias apropiadas, teniendo en cuenta aspectos tales como seguridad, economía, materiales utilizados, etc., otros métodos de formación de disco, como el uso de moldes de inyección, maquinado, corte por láser, etc., pueden ser suficientes.

El disco 315 es cortado preferiblemente utilizando por lo menos un cortador de agua, alternativamente de preferencia utilizando por lo menos un cortador de sello. El disco 315 es preferiblemente de alrededor de un milímetro de espesor. El diámetro 370 del disco 315 es cortado preferiblemente a entre alrededor de 50 mm y alrededor de 150 mm, preferiblemente de alrededor de 120 mm. Un agujero central 360 es cortado preferiblemente en el disco 315, preferiblemente entre alrededor de cinco milímetros y alrededor de 15 milímetros de diámetro, preferiblemente alrededor de 15 milímetros. Preferiblemente, el agujero central 360 permite que el disco 315 sea centrado para rotación estable. El disco 315 comprende preferiblemente por lo menos un anillo 365 concéntrico al agujero central 360 (por lo menos en la presente que implementa en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un localizador del eje de giro central estructurado y dispuesto para ubicar tal por lo menos un eje de giro central de tal por lo menos una disco) que provee preferiblemente por lo menos una superficie de sujeción por fricción, preferiblemente para permitir la aplicación de torque rotacional al disco de giro 315, como se muestra (esta disposición, por lo menos, que implementa en la presente, en donde tal por lo menos un disco comprende por lo menos un elemento de sujeción del motor de ojiva apto de ser sujetado por al menos una ojiva impulsada por motor).

La figura 4A muestra una vista lateral del disco preferido 315, que ilustra la preparación de superficie, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Preferiblemente, después de la fabricación, las capas de oxidación, depósitos de vapor y otras obstrucciones físicas a la hidrogenación deben ser removidas del disco 315. Las superficies 346 del disco 315 pueden preferiblemente ser alisadas a un terminado semejante a espejo con irregularidades de preferiblemente menos de dos mieras, mientras que se incorporan pequeñas cantidades de catalizadores de hidrogenación. Adicionalmente, el disco 315 preferiblemente es equilibrado estructuralmente de tal manera que, cuando es girado, las superficies 346 tienen deformación mínima. Las irregularidades de las superficies 346 pueden ser distorsionadas mediante la adición de gas de hidrógeno 150 hasta aproximadamente 2 - 1/2 mieras a medida que el disco 315 se expande.

El disco 315 de preferencia es lijado ligeramente con óxido de titanio para remover la oxidación de la superficie. El disco 315 es luego lavado preferiblemente con HF al 2% para remover los óxidos en general y luego preferiblemente con una solución limpiadora de pepsina/HCl diluida para remover los sub-óxidos residuales. Una pluralidad de tales discos 315 son preferiblemente apilados sobre por lo menos un husillo 345 con por lo menos una arandela de acero inoxidable 520, como se muestra en la figura 5, entre cada disco 315. Las dimensiones de la arandela de acero inoxidable 520 preferiblemente comprenden alrededor de 15.3 mm de diámetro interno, alrededor de 18 mm de diámetro externo y alrededor de cuatro milímetros de espesor. El husillo 345 consiste preferiblemente de acero, preferiblemente acero inoxidable. El husillo 345 comprende preferiblemente un diámetro de alrededor de 14.9 mm. El husillo 345 es colocado preferiblemente en la cámara de vacío 310 como se muestra. Por lo menos una cámara de vacío 310 es preferiblemente purgada con nitrógeno. La cámara de vacío 310 es traída preferiblemente a alrededor de 0.7 torr (0.014 libras/pulgada cuadrada) (0.001 bar) por de preferencia alrededor de una hora. Después de alrededor de 1 hora, la pluralidad de tales discos 315, sobre el husillo 345, son preferiblemente girados a alrededor de 18,000 revoluciones por minuto. Por lo menos una boquilla de atomización 330, preferiblemente diseñada para el arenado abrasivo de por lo menos un polvo 340, preferiblemente está a una distancia fija del disco 315, como se muestra. El polvo 340 comprende preferiblemente polvo de níquel, que comprende un intervalo de tamaño de partícula de preferencia de alrededor de 2.6 mieras a alrededor de 3.3 mieras preferiblemente polvo de níquel, disponible comercialmente como "Inco Type 287". El polvo 340 es preferiblemente arenado abrasivamente sobre el disco 315, como se muestra, a una presión de alrededor de 3.15 Kg/centímetro cuadrado (50 libras/pulgada cuadrada) preferiblemente usando gas argón. El disco 315 preferiblemente es arenado abrasivamente de manera subsecuente con partículas de níquel al 99.9% + progresivamente más pequeñas, preferiblemente de alrededor de malla -325 a alrededor de malla -500 (American Elements CAS No. 7440-02-0) preferiblemente a alrededor de 2.8 Kilogramos/centímetro cuadrado (40 libras/pulgada cuadrada) usando preferiblemente gas nitrógeno.

La figura 4B muestra una vista lateral del disco 315, que ilustra la introducción de catalizadores de hidrogenación preferidos 440, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Al interior de la cámara de vacío 310, el disco 315 es preferiblemente tratado adicionalmente con catalizadores de hidrogenación 440, como se muestra. Los catalizadores de hidrogenación 440 comprenden preferiblemente por lo menos un polvo submicroscópico 445, como se muestra. Cada uno de los catalizadores de hidrogenación 440 son aplicados por entre alrededor de 10 minutos y alrededor de 15 minutos, preferiblemente a alrededor de 2.46 Kilogramos/centímetro cuadrado (35 libras/pulgada cuadrada). Preferiblemente cada uno de los tres polvos submicroscópicos 445 comprende una pureza mayor de alrededor de 99.999%. Un polvo submicroscópico 445 comprende preferiblemente alrededor de 99.999% + de níquel. Otro polvo submicroscópico 445 alternativamente comprende de preferencia 99.999% + de paladio. Todavía otro polvo submicroscópico 445 alternativamente comprende de preferencia alrededor de 99.999% + de titanio. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, considerando aspectos tales como disponibles materiales, otras tecnologías de catalizador, costo, el material de hidruro utilizado, etc. otros catalizadores, tales como otros metales, plásticos, resinas, suspensiones, etc., pueden ser suficientes.

Los catalizadores de hidrogenación 440, preferiblemente como se describen, preferiblemente son aplicados en serie, de tal manera que la aplicación de todos los catalizadores de hidrogenación 440 comprende entre alrededor de 30 minutos y alrededor de 45 minutos. La cantidad de catalizadores de hidrogenación 440 utilizados es insuficiente para la nivelación y en lugar de esto sirve preferiblemente como un "acceso para hombre" para impedir preferiblemente que el hidrógeno se mueva más allá de la capa externa de superficies 346, en donde la formación y acumulación de hidruro de magnesio podría impedir la absorción adicional de hidrógeno. La preparación de superficie y tratamientos de superficie con los catalizadores de hidrogenación 440 preferiblemente proveen la suavidad superficial necesaria y preferiblemente impregna por medio de adhesión, una cantidad preferida de catalizadores de hidrogenación 440 sin ablación significativa de las superficies 346.

Luego, la cámara de vacío 310 es devuelta entonces a la presión atmosférica, preferiblemente con nitrógeno y el disco 314 preferiblemente es removido a por lo menos un reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510 como se muestra en la figura 5. El reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510 preferiblemente es purgado con nitrógeno con 0.1 torr en el ciclo de evacuación, preferiblemente por medio de por lo menos dos ciclos de purga para preparar para hidrogenación. Luego, el disco 315 está entonces preparado para la hidrogenación.

La figura 5 muestra una vista esquemática de un reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510, que ilustra la hidrogenación preferida del disco 315 en el husillo 345, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Por lo menos un elemento de calentamiento 560 calienta preferiblemente el reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510, como se muestra, de preferencia de alrededor de 20°C a preferiblemente de alrededor de 350°C. El coeficiente de expansión térmica (a) del magnesio es de alrededor de 27 x 106/°C, lo que provee que aquel disco 315 se expandirá desde un diámetro de alrededor de 120 mm a alrededor de 121 mm cuando es elevado de alrededor de 20°C a alrededor de 350°C. Debido a que es elevado de alrededor de 20°C a alrededor de 350°C, efectúa el cierre del diámetro del agujero central por tanto como alrededor de 1/2 mm, es necesaria la prevención de reducción del tamaño del agujero central por expansión térmica o hidrogenación. La pluralidad de discos 315 son preferiblemente colocados sobre el husillo 345 como se muestra, con el fin de impedir el cierre del agujero central. El coeficiente de expansión térmica del acero inoxidable es de alrededor de 17 x 106/°C. El husillo se expande de alrededor de 14.9 mm, a una temperatura de alrededor de 20°C, a alrededor de 15 mm de diámetro, a una temperatura de alrededor de 350°C. Debido a que el magnesio es menos denso que el acero inoxidable, el husillo 345 preferiblemente impide que el disco 315 se expanda vertical y radialmente hacia afuera a medida que el disco 315 es calentado e hidrogenado.

La tensión térmica e interna de la expansión forzada a lo lejos del husillo 345 reduce teóricamente la absorción de hidrógeno cerca del agujero central 360 del disco 315, aproximadamente dentro del anillo 365. Tal reducción en absorción no tiene consecuencias, debido a que el área central del disco de hidruro 110, que incluye el anillo 365 preferiblemente no es sometida al láser. Además, el calentamiento es de preferencia incrementado lentamente para permitir tiempo suficiente para el equilibrio térmico y expansión sin esfuerzo indebido. Tal calentamiento lento es acompañado preferiblemente por incrementos lentos en presión. La hidrogenación lentamente de preferencia permite mayor absorción del gas hidrógeno 150, debido a que la acumulación del hidruro de magnesio no ocurre cerca de las superficies 346 impidiendo la hidrogenación completa.

La presión es preferiblemente elevada a presión atmosférica con gas hidrógeno 150 y por lo menos un termopar 550, como se muestra, es preferiblemente ajustado a alrededor de 21.1°C para establecer la temperatura inicial. Pequeños incrementos de temperatura y presión preferiblemente son aplicados de preferencia por alrededor de 6 horas para elevar preferiblemente la presión a alrededor de 35 bar (500 libras/pulgada cuadrada) y la temperatura a preferiblemente alrededor de 350°C. La temperatura y presión finales son preferiblemente mantenidas por alrededor de 2 horas adicionales.

Por lo menos un motor de velocidad gradual 554, que preferiblemente puede hacer girar el disco 315 a alrededor de 18,000 revoluciones por minuto, comprende preferiblemente por lo menos un eje 552, como se muestra. El eje 552 se hace pasar preferiblemente al reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510, como se muestra. El husillo 345 es preferiblemente anexado al eje 552 como se muestra, permitiendo que el motor de velocidad gradual 554 haga girar el husillo 345 al interior del reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510. La rotación a alrededor de 18,000 revoluciones por minuto preferiblemente permite que además, de entre alrededor de 49.2 kilogramos/centímetro cuadrado (700 libras/pulgada cuadrada) y alrededor de 211 kilogramos/centímetro cuadrado (3,000 libras/pulgada cuadrada) sean ejercidas radialmente sobre el disco 315, una vez que la hidrogenación inicial está completa y de preferencia permite una pequeña cantidad de "sobrecarga" de hidrógeno. El motor de velocidad gradual 554 es preferiblemente activado para hacer girar el husillo 345 y el disco 315 a preferiblemente alrededor de 18,000 revoluciones por minuto por alrededor de 1 hora. Después de esto, el disco 315 es preferiblemente frenado a una parada y preferiblemente se permite que permanezca a plena presión y temperatura por alrededor de 1 hora más.

El disco de hidruro 110 es formado preferiblemente como el disco 315 que es preferiblemente hidrogenado por completo a casi 100% de hidruro de magnesio, preferiblemente con un contenido de hidrógeno de alrededor de 7.6%. El disco 315 crece en teoría dimensionalmente durante la hidrogenación por tanto como alrededor de 17%, pero el área superficial del disco de hidruro 110 a ser sometida al láser sigue siendo la misma. El disco de hidruro 110 es altamente reactivo en aire y se debe tomar mucha precaución en la manipulación y el almacenamiento.

El hidruro de magnesio se inflama espontáneamente en el aire para formar óxido de magnesio y agua. Tal ignición es una reacción violenta, que no puede ser detenida mediante la adición de agua o dióxido de carbono. Por consiguiente, la consideración de la viabilidad de crear, almacenar y transportar los discos de hidruro 1100, que consisten de hidruro de magnesio, es importante. El disco de hidruro 110 es almacenado preferiblemente en por lo menos un medio ambiente inerte.

Antes de remover el disco de hidruro 110 del reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510, preferiblemente se debe permitir que la presión regrese a la presión atmosférica por medio de la liberación del gas hidrógeno 150. Luego, el aceite mineral ópticamente claro 610 (preferiblemente "Sontex LT-100") es preferiblemente bombeado al reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510, preferiblemente para desplazar cualquier gas hidrógeno remanente 150. El reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510 puede ser abierto preferiblemente solo después que se ha bombeado un volumen del aceite mineral ópticamente claro 610, igual al volumen interior del reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510 menos el volumen del disco de hidruro 110 y el husillo 345.

Alternativamente, los discos de hidruro 110 son preferiblemente almacenados en un vacío ligero (-1 a -2 bars).

Cuando se almacena en tal vacío ligero, el aceite mineral ópticamente claro 610 no necesita ser aplicado a los discos de hidruro 110. Al no aplicar el aceite mineral ópticamente claro 610, otra manipulación especial para tomar en cuenta el aceite mineral ópticamente claro 610 puede ser preferiblemente omitida. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, considerando cuestiones tales como el costo, tecnologías futuras, etc., otros medios ambientes inertes, tales como, por ejemplo, gases inertes, otros fluidos inertes, recubrimientos, etc., pueden ser suficientes.

El aceite mineral ópticamente claro 610, como se muestra, (preferiblemente CnH2n+2) comprende preferiblemente un hidrocarburo alifático orgánico altamente purificado, que comprende preferiblemente un índice de refracción de alrededor de 1.47 y una transmitancia de luz de alrededor de 0.99972. El aceite mineral ópticamente claro 610 preferiblemente no interactúa con el disco de hidruro 110. El aceite mineral ópticamente claro 610 actúa preferiblemente como un aislante atmosférico para evitar la oxidación y descarga estática. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, considerando aspectos tales como la longitud de onda de la fuente de luz, costo, materiales disponibles, etc., otros aislantes atmosféricos, tales como resinas, otros aceites, soluciones, etc., pueden ser suficientes.

Además, el flujo de hidrógeno, debido a diferencias de concentración, es mínimo debido al contenido de hidrógeno inherentemente alto del aceite mineral ópticamente claro 610. Preferiblemente, se debe tener cuidado de evitar cualquier contenido de humedad en el aceite ópticamente claro 610, también como en el medio ambiente de manufactura, cuando se abre el reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510. Tal humedad puede provocar la formación de peróxido de hidrógeno (H2O2) en el aceite mineral ópticamente claro 610. Además, el aire ambiental debe preferiblemente estar tan seco como sea posible, también para impedir preferiblemente el desarrollo de peróxido de hidrógeno en el aceite mineral ópticamente claro 610. El aceite mineral ópticamente claro 610 tiene preferiblemente una pérdida de sólo alrededor de 0.028% de la luz que pasa a través del mismo. Preferiblemente, el aceite mineral ópticamente claro 610 tiene un peso molecular de alrededor de 40.106, un punto de inflamación de alrededor de 135°C, una gravedad específica mayor que 0.8 y un punto de ebullición de alrededor de 300°C. El disco de hidruro 110 preferiblemente puede ahora ser removido del reactor a presión de alta temperatura de acero inoxidable 510 y preferiblemente colocado de inmediato en por lo menos un recipiente de contención 600 del aceite mineral ópticamente claro 610, como se muestra. Preferiblemente, el aceite mineral ópticamente claro 610 permanece alrededor de los discos de hidruro 110 para impedir el contacto con el aire . Como se menciona, tal contacto puede dar como resultado la creación de un incendio del magnesio.

La figura 6 muestra una vista esquemática, que ilustra por lo menos un recipiente de retención 600 para una pluralidad de discos de hidruro de 110, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. La transferencia del disco de hidruro 110 del reactor a presión a alta temperatura de acero inoxidable 510 al aceite mineral ópticamente claro 610 en el recipiente de contención 600 preferiblemente debe ser efectuada solamente con ropa de seguridad apropiada y extinción de incendios apropiado disponible. Un entendimiento del manejo apropiado y métodos de extinción de incendios de hidruro de magnesio es primordial. La información provista en esta solicitud no es una sustitución apropiada del entrenamiento apropiado. Se debe usar protección para los ojos (preferiblemente una máscara de soldador) debido a la brillantez de un fuego de magnesio. También, se debe usar ropa resistente al calor y al fuego, debido a la intensidad de un incendio de hidruro de magnesio. Debe estar disponible arena en sacos de plástico preferiblemente para colocar sobre el fuego si surge uno. Los tableros de mesa y pisos deben preferiblemente ser de esteatita u otro material inerte, no de metal o de madera. Los extintores de incendios de dióxido de carbono (CO2) o agua nunca deben ser usados en un incendio de magnesio, debido a que tales extintores promueven la reacción. Alternativamente, el recipiente de contención 600 mantiene preferiblemente un ligero vacío para el almacenamiento del disco de hidruro 100, eliminando la necesidad del aceite mineral ópticamente claro 610.

La figura 7A muestra una vista esquemática de por lo menos un sistema de remoción de aceite mineral 700, que ilustra la remoción del aceite mineral ópticamente claro 610 del disco de hidruro 110, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Cuando se usa el aceite mineral ópticamente claro 610, el aceite mineral ópticamente claro 610 es removido preferiblemente del disco de hidruro 110, usando el sistema de remoción de aceite mineral 700. El calor de vaporización del aceite mineral ópticamente claro 610, que comprende alrededor de 214 KJ/Kg, es en particular importante. Mientras más aceite mineral ópticamente claro 610 es dejado sobre el disco de hidruro 110, se necesita más energía para absorber eficientemente el hidrógeno almacenado, puesto que el aceite mineral ópticamente claro 610 dejado sobre el disco de hidruro 110 absorberá una porción del calor generado por la luz coherente 170.

El sistema de remoción de aceite mineral 700 comprende preferiblemente por lo menos una ojiva de disco 710, como se muestra. La ojiva de disco 710 comprende preferiblemente por lo menos un motor de ojiva 715, como se muestra. La ojiva de disco 710 funciona preferiblemente en un área de presión de vacío. La ojiva de disco 710 preferiblemente puede ser adaptada de por lo menos una unidad de CD. Para adaptar tal por lo menos una unidad de CD, preferiblemente todos los componentes electrónicos deben ser blindados de la exposición al aceite mineral ópticamente claro 610, preferiblemente mediante por lo menos un polímero, preferiblemente polivinilo. Antes del uso, el disco de hidruro 110 es preferiblemente movido a la ojiva de disco 710, como se muestra y preferiblemente se hace girar por el motor de ojiva 715 a alrededor de 24,000 revoluciones por minuto para recuperar la mayor parte del aceite mineral ópticamente claro 610, preferiblemente para reutilización.

La figura 7B muestra una vista esquemática del sistema de remoción de aceite mineral 700, que ilustra la remoción del aceite mineral residual 712 del disco de hidruro 110, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 7A. El sistema de remoción de aceite mineral 700 preferiblemente comprende además por lo menos un removedor de aceite mineral residual 717, como se muestra. El removedor de aceite mineral residual 717 comprende preferiblemente por lo menos dos vacíos de succión opuestos 720, como se muestra. Después de la centrifugación, los vacíos de succión opuestos 720 preferiblemente bombean cualquier aceite mineral residual 712, que comprende el aceite mineral ópticamente claro 610, para su reutilización, como se muestra. Los vacíos de succión opuestos 720 de preferencia cubren sustancialmente el diámetro del disco de hidruro 110, como se muestra. El 100% de recuperación del aceite mineral ópticamente claro 610 puede no ser posible sin la vaporización durante la aplicación de láser del disco de hidruro 110. La minimización de la vaporización minimiza preferiblemente el consumo de energía del proceso de aplicación de láser. El aceite mineral vaporizado preferiblemente debe ser recolectado por razones ecológicas y de seguridad. Después de la remoción del aceite mineral ópticamente claro 610, el disco de hidruro 110 se hace pasar preferiblemente al reproductor de disco 210, como se discute en la figura 8, para la adsorción de hidrógeno, como se discute en la presente (véanse figuras 1 y 2).

La figura 8 muestra una vista esquemática que ilustra por lo menos un sistema de suministro de hidrógeno 800, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 1. El sistema de suministro de hidrógeno 800 comprende preferiblemente el contenedor de contención 600, el sistema de remoción de aceite mineral 700 y reproductor de disco 210, como se muestra. El disco de hidruro 110 es preferiblemente movido desde el contenedor de contención 600 al sistema de remoción de aceite mineral 700, preferiblemente para la remoción del aceite mineral ópticamente claro 610, como se muestra. Después que el aceite mineral ópticamente claro 610 está sustancialmente removido, el disco de hidruro 110 preferiblemente se transfiere al reproductor de disco 210 para la adsorción de hidrógeno, como se muestra. Después de la consumación del proceso de adsorción, el disco de hidruro usado 910 es preferiblemente devuelto al contenedor de contención 600, como se muestra para su almacenamiento seguro. El procesamiento del disco de hidruro 110 es preferiblemente efectuado bajo presión de vacío (alrededor de -1 torr) preferiblemente para permitir la recolección de hidrógeno y preferiblemente impedir la exposición del disco de hidruro 110 al aire.

A diferencia del hidruro de magnesio, que exhibe 80% de transparencia, el magnesio exhibe opacidad semejante a espejo, cuando es manufacturado como se discute anteriormente. La variación de la transparencia del disco de hidruro 110 del disco de hidruro usado 910 por consiguiente indica de preferencia el contenido de hidrógeno. Tal variación de transparencia puede preferiblemente ser usada para distinguir por lo menos un disco de hidruro usado 910 de tal por lo menos un disco de hidruro 110 y también puede preferiblemente ser usado como medidor de "gas" 880. Por lo menos una sonda de transparencia 850 preferiblemente escrutina los discos almacenados 860. La información de transparencia se hace pasar a por lo menos un procesador 870 en donde se determinan las cantidades de tal por lo menos un disco de hidruro 110 y tal como por lo menos un disco de hidruro usado 910. Luego se calcula por lo menos un valor para la cantidad de hidrógeno disponible y pueden ser mostrados como tal medidor de "gas" 880.

El sistema de suministro de hidrógeno 800 comprende además preferiblemente por lo menos un tanque de condensación 810, como se muestra. Los gases liberados del procesamiento pueden contener aceite mineral vaporizado (cuando se usa aceite mineral ópticamente claro 610), además de gas de hidrógeno 150. Tales gases son preferiblemente recolectados y preferiblemente se hacen pasar al tanque de condensación 810. El tanque de condensación 810 comprende preferiblemente por lo menos un medio ambiente de enfriamiento a presión atmosférica. El aceite mineral ópticamente claro 610 no es disociado a sus elementos constituyentes mediante vaporización en una atmósfera anaeróbica. El aceite mineral ópticamente claro 610 es preferiblemente recapturado dentro del tanque de condensación 810, como se muestra.

Después de la condensación del aceite mineral ópticamente claro 610 en el tanque de condensación 810, el gas de hidrógeno 150 es preferiblemente suministrado al dispositivo impulsado por hidrógeno 830. Alternativamente de preferencia, el gas de hidrógeno 150 es presurizado en por lo menos un tanque de presión 820 a por lo menos una atmósfera de presión, antes de ser suministrado al dispositivo impulsado por hidrógeno 830, como se muestra. El gas de hidrógeno 150 suministrado por el sistema de suministro de hidrógeno 800 mantiene preferiblemente el suministro de gas hidrógeno requerido por el dispositivo impulsado por hidrógeno 830 para operar de manera constante. El tanque de presión 820 actúa preferiblemente como una reserva de gas hidrógeno, permitiendo el uso acelerado del gas hidrógeno 150 por un tiempo limitado, más allá de la velocidad de adsorción del sistema de suministro de hidrógeno 800. El tanque de presión 820 puede preferiblemente ser dimensionado para proveer una cantidad suficiente de acuerdo con por lo menos un breve aumento de la necesidad de suministro del dispositivo impulsado por hidrógeno 830.

El dispositivo impulsado por hidrógeno 830 comprende preferiblemente por lo menos un motor de vehículo apto para usar gas hidrógeno 150. Tal por lo menos un motor de vehículo comprende preferiblemente por lo menos un motor de combustión, alterativamente de preferencia por lo menos un motor híbrido, alternativamente de preferencia por lo menos un motor impulsado por celda de energía de hidrógeno. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, teniendo en cuenta aspectos como continuación disponibilidad, costo, propósito, etc., otros dispositivos impulsados por hidrógeno, tales como dispositivos de cocina, generadores, calentadores, etc., pueden ser suficientes. Para la aplicación de tal por lo menos un motor de vehículo, el tanque de presión 820 comprende preferiblemente un tamaño de alrededor de dos litros que puede contener hasta alrededor de 1/2 Kg de gas de hidrógeno 150. La solicitante ha determinado que, en circunstancias apropiadas, un tamaño de alrededor de dos litros del tanque de presión 820 permite una ráfaga de alrededor de 30 segundos de consumo incrementado para aceleración. Después de tal ráfaga de 30 segundos, el tanque de presión 820 puede preferiblemente recargar, dando como se determina similarmente por la solicitante, un tiempo de recuperación de alrededor de 30 segundos.

Para el dispositivo impulsado por hidrógeno 830 que comprende por lo menos un vehículo típico, el sistema de suministro de hidrógeno 800 debe proporcionar una velocidad de suministro típico de alrededor de 1.3 Kg/hora de hidrógeno para mantener más de 80 Km/h (50 millas por hora). El espesor 144, la velocidad de rotación de los discos de hidruro 100, la potencia del diodo de láser de semiconductor 165 y el número de diodos de láser de semiconductor 165 deben ser optimizados para alcanzar tal por lo menos una velocidad de suministro. Si el diodo de láser de semiconductor 165 es demasiado débil, entonces la velocidad de rotación de los discos de hidruro 110 tiene que ser frenada con el fin de liberar suficiente hidrógeno. La velocidad de rotación lenta de los discos de hidruro de 110 requerirá entonces una pluralidad de diodos láser de semiconductor 165 y una pluralidad de reproductores de disco 210 para mantener un suministro apropiado de combustible.

La solicitante ha determinado, incluso mediante experimentación, que al utilizar un diodo de láser semiconductor 165 (a alrededor de 760 nm) a una velocidad de operación de alrededor de 2X (alrededor de 2.6 metros/segundo) requiere alrededor de 33 minutos para liberar alrededor de 1.2 gramos de hidrógeno. Al utilizar esta velocidad de operación se requieren alrededor de 148 reproductores de disco 210 con alrededor de 8 diodos de láser semiconductores 165 cada uno para alimentar a por lo menos una velocidad de suministro de alrededor de 1.3 Kg por hora. Esto requeriría 10 Kg y 2 metros cúbicos para acomodar. La energía de láser total comprende alrededor de 236 vatios (0.32 caballos de fuerza) y alrededor de 148 reproductores de disco con mecanismos de cambio de discos requeriría alrededor de 300 vatios (0.4 caballos de fuerza). Preferiblemente, cuando se usan una pluralidad de diodos de láser de semiconductor 165, cada diodo de láser de semiconductor 165 difiere en potencia proporcional a la distancia del centro del disco de hidruro 110, debido a que la velocidad lineal real es función del radio. Múltiples diodos de láser de semiconductor 165 preferiblemente pueden ser reemplazados con por lo menos un arreglo de láser de diodo, preferiblemente por lo menos un láser de barra (esta disposición, por lo menos en la presente que implementa en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un arreglo de láseres).

En comparación, la solicitante ha determinado, incluso mediante experimentación, que al utilizar otro diodo de láser semiconductor 165 (a alrededor de 780 nm) a una velocidad de operación de alrededor de 48X requiere solamente 3 minutos. A alrededor de 48X, cada uno de alrededor de 14 reproductores de disco 210 con alrededor de 8 diodos de láser de semiconductor 165 alimenta a tal por lo menos una velocidad de suministro. Bajo estas condiciones, la operación del sistema de suministro de hidrógeno 800 requiere alrededor de 0.25 caballos de fuerza.

La solicitante ha determinado que el porcentaje de la energía producida necesaria para poner en operación el sistema de suministro de hidrógeno 800, en base a hallazgos experimentales y una eficiencia de celda de combustible de alrededor de 50%, comprende alrededor de uno por ciento.

La figura 9 muestra una vista esquemática de por lo menos un sistema de recarga de hidrógeno 900, que ilustra la re-hidrogenación de los discos de hidruro usados 910, de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Por lo menos un disco de hidruro usado 910 se recarga preferiblemente al hacer pasar por lo menos una corriente de plasma de hidrógeno 930, como se muestra. La corriente de plasma de hidrógeno 930 preferiblemente comprende iones de hidrógeno altamente cargados, como se muestra. La corriente de plasma de hidrógeno 930 es preferiblemente creada del gas de hidrógeno inyectado preferiblemente con por lo menos microondas 920 y por lo menos una onda de radio 925, preferiblemente por lo menos dos microondas 920 y tal por lo menos una onda de radio 925, como se muestra. Las microondas 920 son preferiblemente generadas de por lo menos un generador de microondas 922, como se muestra. La onda de radio 925 es preferiblemente generada de por lo menos un generador de onda de radio 927, como se muestra (estos generadores implementan por lo menos en la presente por lo menos un generador de campo electromagnético estructurado y dispuesto para generar por lo menos un campo electromagnético suficiente para formar por lo menos un suministro de plasma de hidrógeno). La corriente de plasma de hidrógeno 930 comprende preferiblemente una temperatura de alrededor de 2000°C. La corriente de plasma de hidrógeno 930, al estar altamente cargada, envuelve preferiblemente el disco de hidruro usado 910, como se muestra. A medida que la corriente de plasma de hidrógeno 930 envuelve el disco de hidruro usado 910, la corriente de plasma de hidrógeno 930 se enfriará y es preferiblemente absorbida al disco de hidruro usado 910, como se muestra. El sistema de recarga de hidrógeno 900 expone preferiblemente el disco de hidruro usado 910 a la corriente de plasma de hidrógeno 930 por alrededor de 0.15 segundos, dando como resultado preferiblemente un disco de hidruro recargado 915, como se muestra, de preferencia sustancialmente similar a y aproximadamente tal utilizable como el disco de hidruro 110. Preferiblemente, el sistema de recarga de hidrógeno 900 procederá mientras que el disco de hidruro usado 910 está dentro del contenedor de retención 600, reduciendo preferiblemente el riesgo de combustión del disco de hidruro recargado 915.

La figura 10 muestra un diagrama que ilustra por lo menos un método de reabastecimiento de combustible 730 de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. El gas de hidrógeno 150 preferiblemente es almacenado en y fabricado en por lo menos una fábrica 732, como se muestra, en la etapa de manufactura y almacenamiento de hidrógeno 735. El gas hidrógeno 150 es preferiblemente transportado, en por lo menos un vehículo de transporte de hidrógeno 742, a por lo menos un centro de recielado 747, como se muestra, en la etapa de transporte de hidrógeno al centro de reabastecimiento de combustible 740. Por lo menos un vehículo impulsado por hidrógeno 750 preferiblemente se abastece de combustible, preferiblemente usando el sistema de recarga de hidrógeno 900, como se describe en la figura 9, en la etapa de recarga de los discos de hidruro de magnesio 745, como se muestra. El método de reabastecimiento de combustible 730 preferiblemente permite múltiples ciclos de reabastecimiento de combustible y uso sin reemplazar el disco de hidruro 110.

La figura 11 muestra un diagrama que ilustra por lo menos un método de intercambio de disco 760 de acuerdo con la modalidad 101 de la figura 1. Cuando tales por lo menos los discos de hidruro usados 910 son insuficientemente recargables, los discos de hidruro usados 910 pueden preferiblemente ser cambiados por discos de hidruro 110, como se muestra. Una pluralidad de tales por lo menos discos de hidruro 110 son preferiblemente fabricados, como se describe en las figuras 3-6, en por lo menos una fábrica 767 en la etapa de manufactura de discos 765, como se muestra. Adicionalmente, en la etapa de manufactura de los discos 765, los materiales requeridos para la manufactura de los discos de hidruro 110 preferiblemente pueden ser reciclados de los discos de hidruro usados 910, como se muestra. Una pluralidad de tales discos de hidruro 110 son preferiblemente transportados, en por lo menos un vehículo de transporte de discos 772, a por lo menos una estación de servicio 777, como se muestra, en la etapa de transporte de los discos a la estación de servicio 770. Tal pluralidad transportada de tal por lo menos un disco de hidruro 110 (por lo menos en la presente que implementa, por lo menos un alacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno) preferiblemente son sumergidos en el aceite mineral ópticamente claro 610 durante el transporte, tal como durante el almacenamiento en el recipiente de contención 600 (véase figura 6). En la estación de servicio 777, cada disco de hidruro usado 910 en el vehículo impulsado por hidrógeno 750 es preferiblemente reemplazado con un disco de hidruro nuevo 110 en la etapa de intercambio de discos 775, como se muestra. Una pluralidad de discos de hidruro usados 910 son preferiblemente transportados de regreso, en el vehículo de transporte de discos 772, a la fábrica 767 para el recielado, como se muestra, en la etapa de retorno de los discos para el reciclado 785.

La figura 12A muestra una vista en planta que ilustra por lo menos un disco de hidruro 1210 de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención.

La figura 12B muestra una vista amplificada del disco de hidruro 1210 de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 12A.

Refiriéndose a las figuras 12A y 12B, aunque la mayoría de los aspectos de la modalidad 1200 son repetidos de la modalidad preferida 101, en la modalidad 1200, como se muestra, la modalidad 1200 comprende preferiblemente el disco de hidruro 1210, como se muestra. El disco de hidruro 1210 de preferencia comprende principalmente hidruro de magnesio (por lo menos en la presente que implementa, en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende hidruro de magnesio). Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como materiales futuros, economía, la densidad de hidrógeno almacenado, etc., otros materiales aptos de absorber hidrógeno, tales como otros metales, plásticos, vidrio, etc., pueden ser suficientes.

El disco de hidruro 1210 preferiblemente comprende un espesor 1212 de alrededor de 1/2 mm. El disco de hidruro 1210 comprende preferiblemente un diámetro externo 1214 de entre alrededor de 50 mm y alrededor de 150 mm, preferiblemente alrededor de 120 mm. El disco de hidruro 1210 comprende preferiblemente un diámetro interno de preferiblemente entre alrededor de 5 mm y alrededor de 15 mm, preferiblemente alrededor de 15 mm. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como tecnología del futuro, costo, aplicaciones futuras, etc., otras dimensiones pueden ser suficientes.

El disco de hidruro 1210 preferiblemente comprende además por lo menos un extensor de área superficial 1220, preferiblemente perforaciones 1225 (véase figura 13). El extensor de área superficial 1220 aumenta preferiblemente la cantidad de área superficial del disco de hidruro 1210, lo que reduce preferiblemente el tiempo de hidrogenación y las presiones de hidrogenación. Cada perforación 1225 comprende de preferencia un diámetro preferiblemente de entre alrededor de 100 nm y alrededor de 50 mieras, preferiblemente de alrededor de 50 mieras (por lo menos en la presente que comprende en donde cada una de tales cavidades comprende un diámetro de alrededor de 50 mieras). Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como expansión del material, costo, métodos de perforación futuros, etc., otras dimensiones pueden ser suficientes.

Múltiples perforaciones 1225 preferiblemente están espaciadas alrededor de 150 mieras aparte (medidas de centro a centro). Las perforaciones 1225 comprenden preferiblemente un arreglo polar en disposición, como se muestra. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, materiales, etc., otros arreglos, tales como por ejemplo, arreglos lineales, arreglos hexagonales, etc., pueden ser suficientes.

El disco de hidruro 1210 comprende preferiblemente además por lo menos un mantenedor de integridad estructural 1230, como se muestra. El mantenedor de integridad estructural 1230 comprende preferiblemente por lo menos un "puntal" o banda sin perforar 1235 (por lo menos en la presente que incorpora en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal que comprende una pluralidad de porciones de puntal no porosas estructuradas y dispuestas para agregar rigidez), como se muestra. La banda no perforada 1235 se extiende preferiblemente de diámetro interior a diámetro externo del disco de hidruro 1210, como se muestra. La banda no perforada 1235 comprende preferiblemente un ancho 1227 de alrededor de 2 mm - 3/4 mm, como se muestra. El mantenedor de integridad estructural 1230 comprende preferiblemente por lo menos un anillo interno no perforado 1240 y por lo menos un anillo externo no perforado 1245, como se muestra. El anillo interno no perforado 1240 comprende preferiblemente un ancho radial 1242, como se muestra, de alrededor de 2 mm. El anillo externo no perforado 1245 comprende preferiblemente un ancho radial 1247 de alrededor de 1 mm. La banda no perforada 1235, el anillo interno no perforado 1240 y el anillo externo no perforado 1245 preferiblemente no comprenden perforaciones 1225. El anillo interno no perforado 1240 y el anillo externo no perforado 1245 son preferiblemente concéntricos con el centro del disco de hidruro 1210. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como la tecnología del futuro, el costo, materiales, etc., otras geometrías de integridad estructural, tales como, por ejemplo, más de tres anillos concéntricos, bandas escalonadas radialmente, bandas paralelas, etc., pueden ser suficientes.

La figura 13 muestra una vista en sección ampliada de la sección 13-13 de la figura 12B.

Las perforaciones 1225 preferiblemente penetran completamente a través del disco de hidruro 1210, como se muestra. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, materiales, etc., otras profundidades de penetración, tales como, por ejemplo, alrededor de la mitad, profundidades variables, etc., pueden ser suficientes.

Las perforaciones 1225 son preferiblemente angulares a un ángulo de alrededor de 45° (ángulo Q, como se muestra) de la perpendicular a la superficie 1250 del disco de hidruro 1210, como se muestra (este arreglo por lo menos en la presente que incorpora en donde tal por lo menos un patrón de cavidades comprende por lo menos un ángulo, con respecto a tal por lo menos una porción de superficie de metal, de alrededor de 45°). Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, la incidencia del láser, etc., otros ángulos de perforación pueden ser suficientes.

Las perforaciones 1225 son preferiblemente lineales, como se muestra. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, materiales, etc. otras geometrías de perforación, tales como por ejemplo, helicoidales, en espiral, de codo, etc., pueden ser suficientes.

Las perforaciones 1225 (por lo menos en la presente que incorporan en donde la por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un patrón de cavidades estructurado y dispuesto para proveer porosidad sustancialmente uniforme) comprenden preferiblemente una sección transversal circular perpendicular al eje central. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en virtud de circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, incidencia del láser, etc., otras secciones transversales de la perforación, tales como por ejemplo ovales, hexagonales, de hendidura, etc., pueden ser suficientes.

El disco de hidruro 1210 preferiblemente comprende además partículas catalíticas 1255 incrustadas cerca de la superficie 1250, como se muestra. Las partículas catalíticas 1255 comprenden preferiblemente níquel y preferiblemente paladio. Cada una de las partículas catalíticas 1255 preferiblemente comprenden por lo menos un tamaño casi atómico. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como: tecnología del futuro, costo, materiales, etc. otros catalizadores, tales como, por ejemplo, magnesio, carbono, plásticos, etc., pueden ser suficientes.

El disco de hidruro 1210 adicionalmente comprende de preferencia por lo menos un recubrimiento 1260, como se muestra. El recubrimiento 1260 comprende preferiblemente Ni intercalado y Mg2Ni estequiométrico. Los compuestos eutécticos formados en la superficie 1250 entre el recubrimiento 1260, partículas catalíticas 1255 y magnesio en el disco de hidruro 1210 preferiblemente impiden la separación del recubrimiento 1260 (por lo menos en la presente que incorpora en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un recubrimiento de superficie delgada que consiste sustancialmente de níquel y Mg2Ni) del disco de hidruro 1210. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas considerando cuestiones tales como tecnología del futuro, costo, materiales, etc. otros recubrimientos, tales como, por ejemplo, Mg2Ni puro, níquel puro, plásticos, cermets, etc., pueden ser suficientes.

La figura 14 muestra una vista esquemática que ilustra el orden atómico del disco de hidruro 1210, de acuerdo con la modalidad 1200 de la figural3. El disco de hidruro 1210 comprende preferiblemente múltiples capas 1265 de material de almacenamiento de hidrógeno 1270, preferiblemente magnesio 1272, como se muestra. El material de almacenamiento de hidrógeno 1270 comprende preferiblemente por lo menos una estructura cristalina 1275, como se muestra. Dentro de la estructura cristalina 1275, el material de almacenamiento de hidrógeno 1270 almacena preferiblemente hidrógeno 1280, como se muestra.

La figura 15 muestra un diagrama de flujo que ilustra por lo menos un proceso de manufactura del disco de hidruro 1500, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 14. El proceso de manufactura del disco de hidruro 1500 comprende preferiblemente las etapas de: precipitar la lámina 1510; cortar los discos 1520; perforar los discos 1530; grabar (atacar por ácido) los discos 1540; lavar los discos 1550; embeber los catalizadores 1560 y recubrimiento de los discos 1570. Durante el proceso de manufactura del disco de hidruro 1500, los materiales usados y los procesos llevados a cabo son mantenidos preferiblemente en una atmósfera inerte, alternativamente de preferencia bajo vacío.

En la etapa de precipitación de la lámina 1510 (por lo menos en la presente que incorpora la precipitación de por lo menos un material almacenador de hidrógeno apto para almacenar hidrógeno), por lo menos una lámina 1410 de material de almacenamiento de hidrógeno 1270 es preferiblemente precipitada usando la téenica de precipitación 1610, como se muestra en la figura 16. La lámina 1410 comprende preferiblemente alrededor de 99% en peso de magnesio, preferiblemente con un espesor de alrededor de 0.6 mm. La lámina 1410 es preferiblemente fabricada con la adición de metales diseñados para proveer resistencia mejorada, reflectividad reducida y mayor amalgamación cuando es hidratada. La lámina 1410 comprende preferiblemente magnesio, níquel, litio, boro, aluminio, cobre, zinc y hierro, en proporciones en peso como se enlista en la tabla 1.

Tabla 1; Constituyentes de lámina de Mg de especialidad En la etapa de corte de los discos de 1520 (que implementa en la presente por lo menos el corte de tal material almacenador de hidrógeno en por lo menos una forma geométrica), la lámina 1410 (que implementa en la presente en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal, comprende una placa de magnesio precipitada apta para ser cortada en discos y que contiene tales agujeros) es preferiblemente cortada a por lo menos un disco 1420, como se muestra, que comprende un diámetro de alrededor de 120 mm y un agujero central 360 de alrededor de 15 mm de diámetro. Las dimensiones del disco 1420 son preferiblemente horizontales similares a discos compactos convencionales que fueron introducidos como medio de almacenamiento removible (CD-R) en 1988. Después de la lectura de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo las circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como tecnologías del futuro, costos, materiales, etc., otros procesos de manufactura de disco, tales como por ejemplo precipitar directamente los discos, precipitar cilindros, etc., pueden ser suficientes.

En la etapa de perforación de los discos 1530 (que implementa en la presente por lo menos un material almacenador de hidrógeno), el disco 1420 es preferiblemente perforado, de preferencia con más de 500,000 perforaciones 1225, formando preferiblemente por lo menos un disco perforado 1430. Por lo menos un proceso de perforación 1700 es discutido en relación con la figura 17.

En la etapa de grabado (ataque por ácido) de los discos 1450 (que implementa por lo menos en la presente grabado de por lo menos una superficie de tal por lo menos un material almacenador de hidrógeno con por lo menos un compuesto químico), el disco perforado 1430 es preferiblemente expuesto brevemente a gas clorhídrico 1545, preferiblemente entre alrededor de 40% y alrededor de 50% de concentración, preferiblemente para proveer una textura de superficie sub-microscópica. Tal exposición al gas clorhídrico se lleva a cabo preferiblemente a lina temperatura de alrededor de 70°C, de preferencia a alrededor de 0.14 Kg/cm2 (2 libras/pulgada cuadrada), de preferencia por alrededor de 15 segundos. La etapa de grabado de los discos 1540 produce preferiblemente por lo menos un disco perforado grabado 1440.

Enseguida de la etapa de grabado (ataque por ácido) de los discos 1540, el disco perforado grabado 1440 es luego colocado preferiblemente en una lijadora de baja presión a una atmósfera inerte. En la etapa de lavado de los discos 1550 (que implementa en la presente por lo menos lavado de tal por lo menos una superficie para remover por lo menos tal compuesto químico), el disco grabado 1440 es preferiblemente girado sobre una placa colocada preferiblemente alrededor de 25 mm de una serie de boquillas de gas de nitrógeno colocadas circularmente 1553 conectadas a una alimentación de vacío separada y sistemas de remoción de vacío, el disco perforado grabado 1440 es preferiblemente "lavado" con polvo de magnesio atomizado 1555 atomizado de alrededor de 99.95% de malla <500, preferiblemente bajo una presión débil de gas nitrógeno (aproximadamente 99.999% de pureza) para asegurar preferiblemente que ningún cloro residual o MgCl2 se deje sobre el disco perforado grabado 1440 y preferiblemente solo cantidades en trazas (< 100 ppm) de Mg(NH3)6Cl2 pueden ser detectadas. La etapa de lavado de los discos 1550 da como resultado preferiblemente por lo menos un disco lavado 1450.

En la etapa de imbibición de los catalizadores 1560 (que implementa por lo menos en la presente imbibición, en tal por lo menos una superficie, por lo menos un catalizador estructurado y dispuesto para ayudar en la hidrogenación de tal por lo menos una superficie), se usa luego gas nitrógeno para alimentar las partículas catalíticas 1255, preferiblemente polvos de níquel (99.999%+) y paladio (99.99%+) precipitados (a < malla 500) al disco lavado 1450. La alimentación de las partículas catalíticas 1255 se lleva a cabo preferiblemente a una presión de alrededor de 0.035 Kg/cm2 (5 libras/pulgada cuadrada) y alrededor de 1.05 Kg/cm2 (15 libras/pulgada cuadrada) por períodos que varían de alrededor de 5 segundos a alrededor de 10 segundos. La sobreatomización da como resultado preferiblemente una exposición resultante de alrededor de 0.05 segundos por milímetro cuadrado a las partículas catalíticas 1255. Las etapas de lavado de los disco 1550 y la imbibición de los catalizadores 1560 proveen preferiblemente las partículas catalíticas necesarias 1255, por medio de adhesión de impacto simple para actuar como elementos catalíticos, preferiblemente sin ablación significativa de magnesio en el disco catalizado resultante 1460 o reducción del área superficial creada en la etapa de grabado de los discos 1540. El impacto del polvo de magnesio, níquel y paladio crea preferiblemente fracturas submicroscópicas en la superficie del disco catalizado 1460 y provee preferiblemente partículas embebidas (partículas catalíticas 1255) para actuar preferiblemente como puntos de precipitación para la renucleación de magnesio cuando se deshidrogena de MgH2.

En la etapa de recubrimiento de los discos 1570 (por lo menos en la presente que implementa el recubrimiento de tal por lo menos una superficie con por lo menos un agente de prevención de reacción de superficie), el recubrimiento 1260 es preferiblemente aplicado al disco catalizado 1460. El níquel carbonilo y magnesio son preferiblemente descompuestos, preferiblemente por sublimación, de preferencia en reactores de descomposición separados 1575 dando como resultado níquel gaseoso 1573 y magnesio gaseoso 1577. El níquel gaseoso 1573 y el magnesio gaseoso 1577 son preferiblemente alimentados al reactor 1572. Los átomos de níquel gaseoso 1573 y magnesio gaseoso 1577 preferiblemente se mezclan entre sí a medida que preferiblemente se precipitan sobre el disco catalizado 1460, que es preferiblemente enfriado. Este proceso es repetido con ciclos de calentamiento y enfriamiento del disco. El recubrimiento 1260 es preferiblemente creado de los vapores del magnesio impregnado y los precipitados gaseosos. El recubrimiento 1260 ayuda preferiblemente a impedir la pérdida de lustre del hidrógeno almacenado durante el almacenamiento. La etapa de recubrimiento de los discos 1570 utiliza la téenica de precipitación 1610 similar a la etapa de precipitación de la lámina 1510 utilizando el disco catalizado 1460 como etapa de precipitación 1680 (véase figura 16).

El proceso de manufactura del disco de hidruro 1500 produce preferiblemente por lo menos un disco preparado para la hidrogenación 1580. El disco preparado para la hidrogenación 1580 comprende preferiblemente alrededor de 9.5 gramos, preferiblemente con una densidad de pre-hidrogenación promedio mayor de 5 gramos/centímetro cúbico para la superficie de 2 mieras, preferiblemente una densidad mayor de 1.8 gramos/centímetro cúbico de una profundidad de 2 mieras a 20 mieras debajo de la superficie en áreas perforadas y 1.74 - 1.78 gramos/centímetro cúbico de 20 mieras al centro 250 mieras en áreas que no son perforadas.

La figura 16 muestra una vista esquemática, que ilustra el proceso de manufactura de la lámina 1600, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15. El proceso de manufactura de la lámina 1600 comprende preferiblemente la téenica de precipitación 1610, como se muestra. En la técnica de precipitación de 1610, por lo menos un componente constituyente 1620 es preferiblemente descompuesto en por lo menos una cámara de reacción de descomposición 1630. La cámara de reacción de descomposición 1630 preferiblemente calienta el componente constituyente 1620 mientras que mantiene un vacío 1640. La temperatura 1650 y el vacío 1640 comprenden preferiblemente por lo menos una condición en la cual el componente constituyente 1620 preferiblemente se sublima, formando por lo menos un componente constituyente gaseoso 1660.

El componente constituyente gaseoso 1660 es preferiblemente transferido a por lo menos una cámara de precipitación 1670. La cámara de precipitación 1670 enfría preferiblemente el componente constituyente gaseoso 1660, preferiblemente permitiendo que el componente constituyente gaseoso 1660 precipite sobre por lo menos una grada de precipitación 1680. La grada de precipitación 1680 es preferiblemente enfriada a por lo menos una temperatura de precipitación 1690. La téenica de precipitación 1610 permite preferiblemente la distribución uniforme de múltiples componentes constituyentes 1660, preferiblemente estratificados molecularmente, para formar la lámina 1410 usando los componentes constituyentes 1669 como se enlista en la tabla I.

Después de la lectura de la especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, otros procesos de manufactura de la lámina, tales como por ejemplo, la pulverización catódica de precipitación, la precipitación electrolítica, otras técnicas de estratificación molecular futuros, etc., pueden ser suficientes.

La figura 17 muestra una vista esquemática de por lo menos una cámara de perforación 1710, que ilustra por lo menos un proceso de perforación 1700, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15.

En el proceso de perforación 1700, el disco 1420 es colocado preferiblemente en una atmósfera inerte fría y preferiblemente asegurado plano sobre por lo menos una grada 1720, que comprende preferiblemente por lo menos una grada tridimensional submicroscópic sensible. La grada 1720 es preferiblemente enfriada y la cámara de perforación 1710 es mantenida preferiblemente bajo vacío 1712. Por lo menos una placa de presión 1730 comprende preferiblemente por lo menos un orificio 1740. La placa de presión 1730 cubre preferiblemente el disco 1420, preferiblemente aplicando presión con el fin de impedir la deformación durante el proceso de perforación 1700. El orificio 1740 deja expuesta preferiblemente un área superficial circular de alrededor de 0.7 mm de diámetro del disco 1420. La grada 1720 preferiblemente se mueve para dejar expuestas diferentes porciones del disco 140 durante el proceso de perforación 1700.

Por lo menos un láser 1750 perfora preferiblemente el disco 1420, preferiblemente a través del orificio 1740. El láser 1750 consiste preferiblemente de un láser de Niobio-YAG. El láser 1750 es preferiblemente colimado con la habilidad de enfocar un haz 1752 de alrededor de 45 mieras de diámetro, preferiblemente con una divergencia de menos de 2 por ciento. El láser 1750 es preferiblemente incidente a un ángulo de alrededor de 45 grados al disco 1420. Después de la lectura de la especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, otros procesos de perforación, tales como, por ejemplo, perforación de alambre, perforación por plasma, etc., pueden ser suficientes.

Por lo menos una secuencia de perforación coloca perforaciones 1225, de tal manera que no se colocan perforaciones 1225 dentro de alrededor de 1 mm de una perforación colocada previamente 1225 durante cualquier período de alrededor de 1 minutos. Por lo menos un vacío 1760 evacúa el magnesio vaporizado 1770 durante el proceso de perforación 1700 para reutilización posterior en la etapa de lavado de los discos 1550. Se impide la deformación mediante la placa de presión 1730 y tal secuencia de perforación.

La figura 18 muestra un diagrama de flujo esquemático, que ilustra por lo menos un proceso de hidrogenación 1800, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 15.

El proceso de hidrogenación 1800 comprende preferiblemente colocar los discos preparados para la hidrogenación 1580 sobre por lo menos un husillo roscado 1820 entre por lo menos un separador 1110 como se muestra en los discos de husillo de grada 1810. El separador 1110 es preferiblemente limpiado y tratado térmicamente en un vacío, para remover impurezas antes del uso. Los discos preparados para la hidrogenación 1580 son asegurados entre los separadores 1110 con por lo menos una tuerca 1113 sobre por lo menos un husillo roscado 1812.

El proceso de hidrogenación 1800 emplea preferiblemente por lo menos un reactor de 1120, preferiblemente apto de temperaturas de alrededor de 500°C y preferiblemente presiones en exceso de alrededor- de 65 bars. El proceso de hidrogenación 1800 preferiblemente toma lugar entre alrededor de 55°C y alrededor de 440°C y preferiblemente alrededor de 2 bar y alrededor de 30 bar, preferiblemente por períodos que varían de alrededor de 2 horas a alrededor de 6 horas. Dado que el magnesio se aproxima a una estructura cristalina empacada estrechamente, el hermanamiento es posible y de preferencia deseable en una configuración isométrica habilitada para mejorar la absorción de hidrógeno y la cinética de desorción. Por consiguiente, el proceso de hidrogenación 1800 usa preferiblemente un proceso escalonado lento (proceso de escalonamiento de temperatura 1820), que evita preferiblemente el recocido tanto como sea posible y preferiblemente permite la distribución igualada del hidrógeno en el disco de hidruro 1210.

El proceso de hidrogenación 1800 usa preferiblemente gas hidrógeno ultrapuro embotellado (99.999%), preferiblemente ALPHAGAZ 2, preferentemente enfriado a casi estado líquido (hidrógeno enfriado 1835). Durante la etapa 1823 del proceso de escalonamiento de la temperatura 1820, pequeñas cantidades de hidrógeno enfriado 1835 son introducidas preferiblemente mediante inyección a presión de alta velocidad al reactor 1120. Por lo menos una válvula de inyección 1837 crea preferiblemente una ráfaga de alrededor de 1 microsegundo de hidrógeno enfriado 1835, preferiblemente alrededor de cada segundo por alrededor de un intervalo de 10 segundos. El intervalo de alrededor de 10 segundos es repetido alrededor de 10 veces. La introducción repetida del hidrógeno frío crea preferiblemente ondas de presión sónicas a medida que el hidrógeno enfriado 1835 se expande supersónicamente al interior del reactor 1120. Las ondas supersónicas preferiblemente facilitan el agrietamiento del recubrimiento 1260 y preferiblemente permiten la hidrogenación más profunda a los discos preparados para la hidrogenación 1580 y preferiblemente adsorción por láser del disco de hidruro 1210.

La figura 19 muestra una vista en diagrama que ilustra el proceso de escalonamiento de temperatura 1820, durante el proceso de hidrogenación 1800, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 18.

La temperatura en el reactor 1120 se incrementa preferiblemente de alrededor de 20°C lentamente y de preferencia se permite que llegue al equilibrio a una temperatura de alrededor de 55°C, alrededor de 150°C y alrededor de 300°C, preferiblemente durante alrededor de 1 hora, en la etapa 1821. La etapa 1821 comprende una presión de hidrógeno constante de alrededor de 2 bars. En la etapa 1822, la temperatura es luego preferiblemente reducida a alrededor de 55°C y la presión es preferiblemente incrementada a alrededor de 30 bars. Luego la temperatura es luego incrementada y preferiblemente se permite que llegue al equilibrio otra vez a alrededor de 55°C, alrededor de 150°C y alrededor de 300°C preferiblemente durante alrededor de 1 hora. La etapa 1822 también comprende una presión constante de alrededor de 30 bars, preferiblemente utilizando ventilación a medida que la temperatura se incrementa. Luego preferiblemente se permite que la temperatura se eleve a alrededor de 440°C, preferiblemente se mueve en particular rápidamente entre alrededor de 350°C y alrededor de 430°C para reducir el recocido.

En la etapa 1823, el reactor 1120 permanece preferiblemente a una temperatura de alrededor de 440°C por alrededor de 1 hora adicional antes de ser enfriado. En la etapa 1824, preferiblemente bajo una presión de hidrógeno constante de alrededor de 30 bars, el reactor 1120 es preferiblemente enfriado a alrededor de 135°C. La presión es preferiblemente reducida a alrededor de 2 bars de hidrógeno y los discos de hidruro 1210 preferiblemente se enfrían además a alrededor de 55°C, preferiblemente bajo una presión constante de alrededor de 2 bars, en la etapa 1825. Los discos de hidruro 1210 son preferiblemente removidos luego a por lo menos un horno de gas inerte a una temperatura de alrededor de 55°C y alrededor de 1 - 2 bars, para sufrir la etapa 1826. Los discos de hidruro 1210 son luego preferiblemente enfriados a medida que la temperatura del horno se reduce y se agrega preferiblemente gas inerte para asegurar una presión atmosférica positiva constante de alrededor de 1 - 2 bars.

La figura 20 muestra una vista en perspectiva, que ilustra el separador 1110, de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 18. El separador 1110 comprende, preferiblemente, un espesor de alrededor de 3 mm. El separador 1110 comprende preferiblemente por lo menos un ventilador 1115, diseñado preferiblemente para permitir el flujo de hidrógeno a tanta área superficial del disco preparado para la hidrogenacíón 1580 como sea posible. El separador 1110 impide preferiblemente la deformación del disco preparado para la hidrogenacíón 1580 durante el proceso de hidrogenacíón 1800. El separador 1110 consiste preferiblemente de titanio, preferiblemente 99.98% de titanio. El separador 1110 comprende preferiblemente un diámetro externo 1112 de alrededor de 130 nm, que se extiende preferiblemente más allá del diámetro externo 1215 del disco preparado para la hidrogenación 1580 para tomar en cuenta la expansión durante el proceso de hidrogenación 1800.

Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, en circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como el costo, tecnologías futuras, etc., otros métodos de hidrogenación, tales como, por ejemplo, hidrogenación de ionización de plasma inducida por láser, hidrogenación por calentamiento término usando enfriamiento químico, físico o por láser del medio, hidrogenación por activación de luz de multi-frecuencia conmutada, etc., pueden ser suficientes.

La figura 21A muestra una vista en planta que ilustra por lo menos un disco de hidruro 1910 de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención.

La figura 21B muestra una vista amplificada del disco de hidruro 1910 de acuerdo con la modalidad preferida de la figura 21A.

La figura 22 muestra una vista amplificada de la sección 22-22 de la figura 21B.

Refiriéndose a la figura 21A, la figura 21B y la figura 22, un método alternativo de manufactura del disco incluye preferiblemente la precipitación de los componentes constituyentes 1620 (como en la técnica de precipitación de 1610) sobre por lo menos un disco de núcleo 1930 que comprende preferiblemente un espesor 1932 de alrededor de 0.1 mm. El disco del núcleo 1930 consiste preferiblemente de carbono, preferiblemente fibra de carbono. El disco del núcleo 1930 (por lo menos en la modalidad presente, en donde tal por lo menos una porción de superficie de metal comprende por lo menos un bastidor o marco sin magnesio delgado rígido, estructurado y dispuesto para agregar rigidez) que provee preferiblemente estabilidad al disco de hidruro 1910, para reemplazar la banda no perforada 1235 como elemento que mantiene la integridad estructural 1230.

El disco del núcleo 1930 comprende preferiblemente pasajes de hidrógeno 1920 que son preferiblemente cerrados en la parte superior. Los pasajes de hidrógeno 1920 preferiblemente se elevan del disco del núcleo 1920 alrededor de 0.2 mm, preferiblemente a un ángulo Q de alrededor de 45°. El pasaje de hidrógeno 1920 comprende un diámetro de alrededor de 0.0001 mm (100 nanómetros) y preferiblemente está perforado para permitir el paso del hidrógeno entre el pasaje de hidrógeno 1920 y el disco de hidruro 1910.

La precipitación produce preferiblemente por lo menos una capa 1940 de componentes constituyentes 1620 a un espesor de 1922 de alrededor de 0.2 mm sobre cada lado del disco del núcleo 1930. Después de la precipitación, los pasajes de hidrógeno 1920 son preferiblemente lijados para revelar agujeros similares a las perforaciones 1225 y proporcionando la posibilidad de más de 5 millones de pasajes de hidrógeno 1920 por disco de hidruro 1910, lo que incrementa el área superficial y adsorción de hidrógeno, sin reducir la resistencia o capacidad de almacenamiento.

Aunque la mayoría de los aspectos de la modalidad 1300 son repetidos de la modalidad preferida 1200, en la modalidad 1300, como se muestra, la modalidad 1300 comprende preferiblemente el disco de hidruro 130, como se muestra. El disco de hidruro 1310 comprende preferiblemente por lo menos una capa de magnesio 1320 y por lo menos una capa de Nitinol (TiNi) 1325. Como el en disco de hidruro 1210, el disco de hidruro 1310 comprende preferiblemente perforaciones 1225, sin embargo, en el disco de hidruro 1310, múltiples perforaciones 1225 están espaciadas preferiblemente alrededor de 100 mieras (medido de centro a centro).

La capa de magnesio 1320 comprende preferiblemente por lo menos una fórmula de magnesio y níquel, en forma de un material de grano pequeño, semiporoso, depositado y perforado, formado preferiblemente y perforado de preferencia en un medio ambiente anaeróbico (< 50 ppm de oxígeno) con el 99.99% de constituyentes de impurezas (tabla 2) enlistados a continuación.

Tabla 2: constituyentes de capa de Mg de especialidad La capa de Nitinol (TiNi) 1325 comprende preferiblemente por lo menos un sustrato empleado para la deposición de vapor de la capa de magnesio 1320. La capa de Nitinol (TiNi) 1325 preferiblemente es horneada para permitir sobre-elasticidad antes de la deposición de vapor. Los tamaños de grano del material de magnesio y níquel depositado por vapor (haz de electrones) son preferiblemente similares a aquellos obtenidos con prensado angular de canal igual a temperaturas que permiten preferiblemente estructuras de grano homogéneos y bimodales preferiblemente con nanogranos y una fracción de volumen pequeño de microgranos. Los tamaños de grano del material están preferiblemente en el intervalo de alrededor de 0.4 mieras a alrededor de 1.1 mieras, preferiblemente con un valor medio del tamaño de grano plano de menos de alrededor de 500 nm, con gemelos incluidos como fronteras de grano. La capa de Nitinol (TiNi) 1325 provee preferiblemente sobre-elasticidad al material depositado y permite que el disco de hidruro 1310 regrese a la forma requerida repetidamente después de ciclos de absorción y desorción de hidrógeno.

La capa de magnesio 1320 comprende preferiblemente estructuras de magnesio y níquel laminares sólidas de deposición de vapor de ángulo de incidencia parcial apilada, preferiblemente con un tamaño de grano pequeño (diámetro <500 nm), preferiblemente con micro-fracturas que preferiblemente localiza material de nanogrupos preferiblemente con los alrededor de 2500 nm entre fracturas y preferiblemente microestructuras de canalización de haz (perforaciones de 5 mieras de diámetro 1225), preferiblemente depositadas sobre la capa de Nitinol (TiNi) 1325. Preferiblemente, pulverización catódica de magnetrón de plasma de multi-pistolas, alternativamente de preferencia, vaporización catódica de magnetrón mejorada por plasma (PEMS), alternativamente de preferencia, deposición auxiliada por haz iónico (IBAD), alternativamente de preferencia, evaporación de haz de electrones (EVAP) pueden ser usados para crear la capa de magnesio 1320. La capa de magnesio 1320 comprende de preferencia una semi-porosidad apropiada preferiblemente micro-fracturas, de preferencia solidez y preferiblemente área superficial apropiada para efectuar la desorción inducida por láser. Alternativamente de preferencia, se puede usar deposición de vapor químico (HCVD) con una fórmula que incluye hidrógeno y preferiblemente da como resultado mezclas de Mg¾ y Mg2NiH4.

Las microestructuras (perforaciones 1225) de canalización del haz de luz son colocadas preferiblemente en el material, con un haz de láser enfocado preferiblemente a manera de trepanación, alternativamente de preferencia de manera combinada. Las perforaciones 1225 con colocadas alrededor de 100 mieras sobre el centro aparte y son creadas preferiblemente a un ángulo de alrededor de 45 grados a la superficie. Las perforaciones 1225 pueden ser preferiblemente perforadas ciegas (no a través de la capa de Nitinol (TiNi) 1325) cuando se va a usar solamente una capa de material (hoja metálica delgada). Nótese que normalmente las capas serán preferiblemente apiladas, como se muestra y no se usarán agujeros ciegos.

La estructura de almacenamiento del disco de hidruro 1310 es preferiblemente porosa y tiene preferiblemente canales que permiten que el hidrógeno y luz entren y salgan del material. El proceso de manufactura provee preferiblemente perforaciones 1225 a un ángulo de alrededor de 45 grados a la superficie, con un diámetro preferido de alrededor de 50 mieras antes de la absorción de hidrógeno. Las perforaciones 1225 se encogerán o contraerán debido a la expansión durante la absorción de hidrógeno. En tanto que el cambio en volumen global del material es del orden del 8 al 15%, los agujeros tienden a cerrarse por más del 20% y tienen un diámetro de alrededor de 36 mieras después de la absorción de hidrógeno. Los canales tienen preferiblemente una densidad de población promedio de entre alrededor de 300 y alrededor de 440 canales por 0.01 cm2. La porosidad interna contiene preferiblemente alrededor de 1000 macro- y meso-poros (celda abierta) por 2.54 cm (1 pulgada). La fabricación se lleva a cabo preferiblemente en una atmósfera anaerobia. Absorción de hidrógeno y desgasificación inicial, con medio de vacío, preferiblemente romperá cualquier estructura de celda cerrada.

La solicitante ha encontrado por medio de pruebas que esta fórmula preferida (Mg + MgNi) y estructura preferida (NiTi-Mg + MgNi-NiTi) absorben hidrógeno a temperatura y presión de hidrógeno moderadas. Lo que la solicitante ha encontrado que es notable y novedoso es el efecto que la luz UV (100 nm a 400 nm) y luz de láser de IR (400 nm a 1 mm) tienen sobre la cinética de absorción del material. El dieléctrico creado por el material de hidrógeno (MgH2 + Mg2NiH4) (aislamiento superior), en tanto que es apilado entre capas del material de metal de Nitinol (NiTi) parcialmente hidrogenado (aislamiento inferior) crea multicapas de polaritones de plasmón superficial. La interfase entre las capas da surgimiento a modos acoplados en la heteroestructura de metal-aislante-metal. La habilidad para controlar los vectores de onda por medio de estas estructuras puede preferiblemente ser obtenida con geometría, incluyendo los agujeros perforados en el material y también preferiblemente con hendiduras en forma de V triangulares en las superficies del metal de Nitinol. Los plasmones superficiales localizados en las nanopartículas de metal y cerca de las nanopartículas aislantes permiten que la energía electromagnética sea confinada en un volumen menor que el límite de difracción. Esto conduce a mejora de campo y soporta procesos emisivos que además el efecto de la luz UV y luz de láser en interacciones fotón-moleculares. Además, las estructuras preferidas seleccionadas y frecuencias preferidas utilizadas, permiten preferiblemente el acoplamiento del campo electromagnético a vibraciones reticulares a frecuencias infrarrojas y preferiblemente dan surgimiento a polaritones de fotón de superficie localizadas y que se propagan. Este arreglo preferido provee preferiblemente que los fotónicos con fonones a frecuencias infrarrojas y plasmonicos a frecuencias inferiores proveen preferiblemente localización de energía de sub-longitud de onda, preferiblemente con ondas evanescentes y conjuntamente contribuyen de preferencia a la cinética de absorción mejorada observada por la solicitante en los complejos de magnesio-hidrógeno y estructuras desarrolladas con agujeros de canal de haz perforado, como se describe en la presente y también con hendiduras en forma de V triangulares. Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como el costo, tecnologías futuras, etc., otros sustratos, tales como por ejemplo, sustratos de silicio, otros sustratos de níquel, sustratos de oro, sustratos de hierro, etc., pueden ser suficientes.

Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la técnica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como costo, tecnologías del futuro, etc., otras fuentes de luz, tales como por ejemplo, LED de UV, lámpara de deuterio, irradiación por láser, energía electromagnética IR, diodo, láseres bombeados de diodo, láseres de fibra de medios de ganancia activa incluyendo Iterbio a 1080 nm, multi-longitud de onda (solitión disipativo de longitud de onda individual, doble y triple, estable) en un láser de fibra de dispersión de modo bloqueado pasivamente con un absorbedor saturable de semiconductor con fijación de modo activo (SESAM), etc., pueden ser suficientes.

Estos efectos nano-óptico y plasmónicos preferidos, en combinación con la canalización de haz reivindicado previamente, propiedades electromagnéticas y electroópticas, provee discernimiento a las energías de excitación excepcionales indicadas en la liberación de hidrógeno de los hidruros de metal formulados y estructurados preferidos mediante irradiación electromagnética.

La figura 24 muestra una vista esquemática de por lo menos un aparato de deposición por arco catódico filtrado 2010 de acuerdo con una modalidad alternativamente preferida de la presente invención. El método de manufactura del material de 2000 usa preferiblemente el aparato de deposición por arco catódico filtrado 2010.

El método de manufactura del material 2000 es usado preferiblemente para producir discos de hidruro de 1310, para uso en el sistema de energía de hidrógeno 100. El método de manufactura del material 2000 comprende preferiblemente procesos auxiliados por plasma para producir discos de hidruro de 1310.

Tales procesos auxiliados por plasma crean preferiblemente la adición de icroestructuras similares a aquellas mencionadas previamente. Los discos de hidruro preferidos 1310, fabricados con los constituyentes preferidos mencionados anteriormente (véase Tabla 1), han demostrado tener la capacidad preferida para almacenamiento de hidrógeno, cuando son fabricados preferiblemente mediante tales procesos auxiliados por plasma.

El método de manufactura del material 2000 fabrica preferiblemente discos de hidruro de 1310 con constituyentes en capas que comprenden principalmente magnesio, alternativamente de preferencia de magnesio y níquel (Tabla 1), preferiblemente entre capas de níquel-titanio (nitinol) a un espesor de entre 0.06 micrómetros y 0.6 mm. En tanto que varias etapas del método de manufactura del material 2000 son normalmente poco comunes en la deposición de magnesio, son útiles como etapas de fabricación preferidas del material de almacenamiento de hidrógeno preferido descrito en esta solicitud. Específicamente, las téenicas de pulverización catódica por magnetrón, incluyendo pulverización catódica de haz iónico, son usadas preferiblemente para la fabricación del material que no contiene hidrógeno y las técnicas de pulverización catódica reactiva son usadas preferiblemente en la fabricación del material que contiene hidrógeno. El material que contiene hidrógeno es casi idéntico en composición y estructura al material que no contiene hidrógeno, con la diferencia de que el hidrógeno es agregado preferiblemente al material durante la fabricación, en lugar de como un proceso a base de reactor separado. Estos procesos preferiblemente permiten tamaños de grano pequeños de magnesio y níquel y preferiblemente permiten la absorción y desorción de hidrógeno con irradiación de luz.

Además, la deposición por vapor de arco catódico filtrado de los constituyentes principalmente de magnesio y magnesio y níquel, ambos con y sin hidrógeno presente en el proceso de fabricación, es alternativamente un método útil usado en la fabricación del material de almacenamiento de hidrógeno preferido.

La téenica de deposición de vapor por arco catódico se emplea principalmente en la formación de recubrimientos o películas para uso en aplicaciones tribológicas, tales como la formación de recubrimientos resistentes al desgaste para herramientas de corte, rodamientos, engranajes y similares. Estos recubrimientos resistentes al desgaste han sido fabricados de plasmas formados de fuentes de titanio o de grafito. Cuando se usa un material fuente de titanio, frecuentemente se introduce un gas reactivo tal como nitrógeno a la cámara de deposición durante la vaporización de la fuente de titanio. El gas nitrógeno reacciona con el titanio y el plasma de recubrimiento en la cámara consiste de Ti, N2 y TiN. El TiN forma un recubrimiento, que se ha encontrado que es un recubrimiento muy durable. Un material fuente de grafito se usa para formar películas de carbono semejantes a diamante (DLC), carbono amorfo tetrahédrico (ta-C) y películas de carbono nitrógeno (C: N) - referencia patente estadounidense 6,100,628 y otras descripciones se pueden encontrar en las patentes estadounidenses Nos.6,100,628 expedida a Sablev, et al, 4,485,759 expedida a Brandolf, 4,448,799 expedida a Bergman, et al y 3,625,848 expedida a Snaper.

El uso de la téenica de deposición por vapor de arco catódico para la fabricación del material de almacenamiento de hidrógeno de magnesio y magnesio níquel es novedoso en por lo menos el uso para construir todo el material que no es solamente un recubrimiento. Importante para este proceso preferido es la habilidad preferida para crear micro-estructuras, incluyendo preferiblemente micro- y nano-estructuras columnares que permiten preferiblemente un tamaño de grano de partícula mínimo y preferiblemente permitir la desorción de hidrógeno con irradiación fotónica incidente.

Una cámara de proceso 2015 mantiene preferiblemente un substrato de deposición 2020 donde se deposita el material parecido a película, preferiblemente por lo menos un cátodo 2030 que contiene el material a ser depositado y preferiblemente ánodos (ánodo de activación 2045 y ánodo de proceso 2040) para crear un potencial eléctrico para vaporizar preferiblemente el cátodo 2030. El substrato de deposición 2020 es mantenido preferiblemente a una distancia de alrededor de 25 centímetros a lo largo de una línea de mira preferiblemente del cátodo 2030. El substrato de deposición 2020 comprende preferiblemente níquel titanio (Nitinol), alternativamente de preferencia poli (4,4'- oxidifenilen-piromelitimida) (Kapton®). El cátodo 2030 comprende preferiblemente una fuente de magnesio de alta pureza sólido, alternativamente de preferencia magnesio, al cual se agrega preferiblemente níquel de alta pureza preferiblemente sólido, al alojar vástagos de níquel en el magnesio, preferiblemente en cantidades para comprender alrededor de 2 por ciento en peso. Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como tecnologías del futuro, materiales disponibles, costo, etc., otros cátodos, tales como por ejemplo cátodos de magnesio sólidos en polvo prensados, cátodos sólidos en polvo prensados de polvos de magnesio y níquel, cátodos de magnesio y níquel moldeados premezclados, otros cátodos de materiales de almacenamiento de hidrógeno, etc., pueden ser suficientes.

La cámara de proceso 2015 comprende preferiblemente una porción que es preferiblemente enrollada con por lo menos una bobina de cobre 2055 para formar un electroimán 2050. El electroimán 2050 crea preferiblemente un campo eléctrico utilizado preferiblemente durante la deposición del material de almacenamiento de hidrógeno del cátodo 2030 sobre el sustrato de deposición 2020. La intensidad de campo comprende, preferiblemente, entre alrededor de 0 Tesla a alrededor de 0.2 Tesla. Una fuente de voltaje controlable de onda 2060 es acoplada preferiblemente al cátodo 2030 (preferiblemente la fuente de magnesio y níquel) para proveer un arco eléctrico que opera preferiblemente entre el cátodo 2030 y el ánodo de activación 2045 (que comprende preferiblemente tungsteno) para vaporizar el magnesio o magnesio y níquel del cátodo 2030, formando preferiblemente el plasma. El arco eléctrico es mantenido preferiblemente entre la fuente de magnesio o magnesio y níquel, que es preferiblemente polarizada eléctricamente para servir como el cátodo 2030 y el ánodo de activación 2045, preferiblemente separados una distancia apropiada para iniciar el arco de descarga eléctrica. La cámara de proceso 2015 y el ánodo de proceso 2040 anexado al sustrato de deposición 2020 preferiblemente se hace cargo de conducir las partículas de magnesio y níquel vaporizadas hacia el sustrato 2020.

El arco eléctrico porta preferiblemente altos niveles de corriente eléctrica, preferiblemente de alrededor de 25 amperios a alrededor de 300 amperios y preferiblemente vaporiza el magnesio y níquel a un plasma de recubrimiento. Los componentes microestructurales deseados de la película de almacenamiento de hidrógeno de metal depositada son mejorados preferiblemente al controlar el movimiento del arco sobre la superficie de la fuente de magnesio y níquel. Una película de almacenamiento de hidrógeno de magnesio y níquel apropiada es formada preferiblemente al controlar: el campo magnético generado por el electroimán 2050 de la cámara de proceso 2015; la distancia entre el cátodo 2030 y el sustrato de deposición 2020; la velocidad térmica impartida al plasma durante la vaporización y la diferencia de potencial eléctrico entre el sustrato de deposición 2020 y el cátodo 2030. El sustrato de deposición 2020 es mantenido preferiblemente a un voltaje preferiblemente en el intervalo de alrededor de 0 voltios a alrededor de 1000 voltios.

Por lo menos un controlador de polarización negativa 2065 provee preferiblemente por lo menos una polarización negativa al sustrato de deposición 2020. Cuando se usan sustratos no conductores y/o materiales de deposición no conductores, el controlador de polarización negativa 2065 comprende preferiblemente por lo menos una fuente de voltaje de radiofrecuencia. Las películas de almacenamiento de hidrógeno de metal son depositadas preferiblemente sobre una hoja metálica de níquel titanio y película Kapton®. La deposición sobre estos sustratos no conductores requiere tal como por lo menos una fuente de voltaje de radiofrecuencia acoplada de preferencia operativamente al sustrato para proveerlo con un voltaje polarizado negativamente. Tal por lo menos una fuente de voltaje de radiofrecuencia es también requerida cuando se agrega hidrógeno al material durante la deposición, ya que el material de deposición es entonces no conductor (hidruro de magnesio e hidruro de magnesio níquel. Cuando se usan sustratos conductores, tales como silicio o acero inoxidable y se depositan solamente materiales de deposición conductores, tal como película de metal (sin hidrógeno), el controlador de polarización negativa 2065 comprende preferiblemente por lo menos una fuente de polarización de CD, que alterna preferiblemente por lo menos una fuente de energía de frecuencia pulsada baja (hasta 100 KHz). Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como costo, materiales disponibles, tecnologías futuras, etc., otros controladores de polarización negativa, tales como por ejemplo, conexión a tierra, otras fuentes de CD, otras fuentes de frecuencia, etc., pueden ser suficientes.

El método de manufactura material de 2000, que comprende el método de deposición de arco catódico filtrado, de preparación del material de almacenamiento de hidrógeno de magnesio es efectuado preferiblemente en un vacío relativo con una presión base de alrededor de 0.0000005 Torr (5 x 107 Torr) y alrededor de 0.00001 Torr (1 x 105 Torr). Resultan presiones más altas de entre alrededor de 0.0001 Torr y alrededor de 0.5 Torr cuando el material es procesado para contener hidrógeno durante el proceso de deposición. La elevación de presión resulta de la introducción de gases de hidrógeno y argón para estabilizar el arco eléctrico y para incorporar preferiblemente hidrógeno al material de deposición tal como hidruro de magnesio e hidruro de magnesio níquel. La solicitante ha encontrado que el espesor de película resultante es similar, como es preferido. A las deposiciones de vapor físico descritos previamente de película de magnesio y níquel efectuados con bombardeo de haz de electrones y bombardeo reactivo mencionado y que el uso del método de deposición de arco catódico filtrado provee resultados particularmente útiles para el almacenamiento de hidrógeno en el intervalo de alrededor de 0.05 mieras y alrededor de 20 mieras. El material depositado contiene tamaños de grano similares a aquellos obtenidos con deposición de vapor físico con bombardeo en el intervalo de alrededor de 18 nm a alrededor de 225 nm. El material depositado con tamaños de grano mayores de alrededor de 150 nm son creados preferiblemente con hidrógeno agregado durante el proceso de fabricación y reflejan la presión parcial más alta creada por la adición de hidrógeno a la cámara de proceso 2015. Los tamaños de grano más pequeños reflejan presiones de operación más bajas aptas sin la adición de gas durante el proceso de fabricación. El material depositado se forma preferiblemente a un material unificado y es preferiblemente manipulable como una unidad. Además, debido a la deposición granular del material, tal material unificado comprende una matriz unificada de material granular. Tal matriz unificada permite el uso como un medio de almacenamiento de hidrógeno que es un sólido completo y no sometido a las limitaciones de líquidos y polvos.

Después de consumar el método de deposición de arco catódico filtrado para crear un material de almacenamiento de hidrógeno, el material de almacenamiento de hidrógeno es procesado adicionalmente para crear discos de hidruro 1310. El material de almacenamiento de hidrógeno puede comprender preferiblemente una capa homogénea de material, alternativamente capas de preferencia alternantes de Mg + Ni y NiTi, como se discute previamente. Adicionalmente, el material de almacenamiento de hidrógeno es preferiblemente perforado por láser a un ángulo de 45 grados, como se discute anteriormente (véase por ejemplo figura 23), para permitir la transmisión de luz a través de las capas apiladas para mayor capacidad de almacenamiento de hidrógeno e interacción con la luz del láser.

Ejemplo 1: Refiriéndose a la figura 24, se ilustra una representación esquemática del aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 apropiado para efectuar las etapas preferidas del método de manufactura del material 2000 para formar un material de almacenamiento de hidrógeno principalmente de magnesio y magnesio y níquel, que da como resultado preferiblemente tamaños de grano preferidos y micro- y nano-estructuras. Tal material de almacenamiento de hidrógeno es preferiblemente apto de absorber hidrógeno y desorber hidrógeno preferiblemente mediante excitación con irradiación fotónica, como se describe en esta solicitud. El aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 es preferiblemente configurado y puesto en operación para producir películas de magnesio y magnesio níquel, preferiblemente en un vacío de alrededor de 0.0000005 Torr (5 x 10 7 Torr). Tales películas de magnesio y magnesio más níquel comprenden preferiblemente un espesor de entre alrededor de 15 mieras y alrededor de 20 mieras. Adicionalmente, tales películas de magnesio y magnesio níquel comprenden preferiblemente tamaños de grano de menos de alrededor de 150 nm, preferiblemente con un promedio cerca de alrededor de 50 nm. La cámara de proceso 2015 del aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 es preferiblemente evacuada a un vacío de alrededor de 5 x 107 Torr, preferiblemente mediante por lo menos una bomba turbomolecular 2070 y por lo menos una bomba de válvula giratoria 2075. La cámara de proceso 2015, el portador de sustrato 2025 y el portador del cátodo 2035 son preferiblemente enfriados con por lo menos un subsistema de circulación de refrigerante 2080, que hace circular preferiblemente por lo menos una solución de agua y glicol 2085. El portador del sustrato 2025, acoplado al controlador polarizante negativo 2065, provee preferiblemente un potencial secundario al sustrato 2020 con un potencial negativo de alrededor de -100 voltios. El sustrato 2020 (preferiblemente acero inoxidable) es colocado preferiblemente en contacto con el portador del sustrato 2025 para proveer el potencial negativo indicado y es colocado preferiblemente alrededor de 25 cm por encima del cátodo (preferiblemente magnesio y níquel). Después de la lectura de la enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en el arte apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando tales cuestiones como costo, materiales futuros, teenologías futuras etc., otros sustratos, tales como por ejemplo níquel titanio (Nitinol), Kapton®, hoja metálica de níquel, silicio, etc., pueden ser suficientes.

El potencial eléctrico es preferiblemente establecido entre el sustrato 2020 y el cátodo 2030. Adicionalmente, se establece preferiblemente un campo magnético, que comprende alrededor de 0.01 Tesla, con el electroimán 2050, que comprende bobinas de cobre 2055 enrolladas alrededor del portador del cátodo 2035. La fuente de voltaje controlable de onda 2060, que comprende preferiblemente una primera fuente de voltaje de onda cuadrada con bajo voltaje y alto amperaje, es acoplado operativamente de preferencia al cátodo 2030 para proveer el arco eléctrico que opera sobre la fuente de magnesio y níquel. El ánodo de activación 2045 comprende preferiblemente por lo menos un elemento de activación de inicio de arco 2047, que consiste preferiblemente de tungsteno. El elemento de activación de inicio de arco 2047 es preferiblemente traído en proximidad estrecha con el cátodo 2030. Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en el arte apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como costo, teenologías futuras, materiales disponibles, etc., otros elementos de activación, tales como por ejemplo carbono, acero inoxidable, otros materiales conductores, etc., pueden ser suficientes.

El elemento activador de inicio de arco 2047 es preferiblemente puesto en contacto momentáneamente con el cátodo 2030 de tal manera que la corriente eléctrica fluye entre los electrodos. El elemento de activación de inicio del arco 2047 es preferiblemente extraído y la electricidad forma el arco entre el elemento de activación de inicio del arco 2047 y el cátodo 2030. El arco eléctrico visible preferiblemente permanece y se mueve aleatoriamente alrededor del cátodo 2030 y vaporiza el magnesio y el níquel a un plasma a medida que se mueve a través de la superficie del cátodo, preferiblemente con una corriente alimentada de entre alrededor de 25 amperios y alrededor de 150 amperios. Las partículas de plasma de magnesio y níquel vaporizadas son preferiblemente dirigidas por el campo magnético creado por el electroimán 2050 y los potenciales eléctricos entre el sustrato 2020 y el cátodo 2030. La energía iónica es preferiblemente relativa a la corriente iónica y la presión parcial en la cámara de proceso 2015. Las velocidades térmicas y los potenciales eléctricos aceleran las especies de plasma de magnesio con una energía cinética de alrededor de 8 eV en la cámara de vacío de 5 x 107 Torr sin presión de gas parcial agregada y una corriente de arco de alrededor de 150 amperios y un potencial de sustrato de alrededor de - 100 voltios. El recubrimiento de película es depositado preferiblemente con una polarización de CD sobre el sustrato de acero inoxidable conductor y sin adición de gas hidrógeno. El plasma rico en magnesio es de preferencia fácilmente visible a través de los portales de vidrio en la cámara de proceso 2015 no mostrada, con un color azul verdoso brillante con picos espectrales a 516.7, 517.3 y 518.4 nm. La película de magnesio con tamaños de grano de menos de alrededor de 150 nm y más comúnmente alrededor de 50 nm es preferiblemente depositada con estructuras columnares inducidas por modulación de campo magnético a un espesor de alrededor de 15 mieras a alrededor de 20 mieras en menos de alrededor de 2 minutos.

Alternativamente, otros sustratos no conductores preferiblemente pueden ser utilizados, incluyendo Kapton® y NiTi con el acoplamiento de una fuente de tensión de radiofrecuencia al sustrato en lugar de polarización de corriente continua, como se discute previamente en lo anterior.

Ejemplo 2: Refiriéndose también a la figura 24, se ilustra una representación esquemática del aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 apropiado para efectuar las etapas preferidas del método de manufactura del material 2000 para formar un material de almacenamiento de hidrógeno principalmente de hidruro de magnesio y magnesio e hidruro de níquel, que da como resultado preferiblemente tamaños de grano preferidos y micro- y nano-estructuras. Tal material de almacenamiento de hidrógeno es preparado preferiblemente con hidrógeno absorbido y es apto de desorción de hidrógeno contenido en el mismo, mediante excitación con irradiación de fotones, como se describe en esta solicitud y absorción de hidrógeno después de tal desorción. El aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 es preferiblemente configurado y puesto en operación para producir películas de hidruro de magnesio e hidruro de magnesio más níquel e hidruro de níquel en un vacío parcial con una presión de gas parcial de alrededor de 0.0005 Torr (5 x 104 Torr). Tales películas de hidruro de magnesio e hidruro de magnesio más níquel e hidruro de níquel comprenden preferiblemente un espesor de entre alrededor de 20 mieras y alrededor de 30 mieras. Adicionalmente, tales películas de hidruro de magnesio e hidruro de magnesio más níquel e hidruro de níquel comprenden preferiblemente tamaños de grano de entre alrededor de 150 nm y alrededor de 400 mn, con un promedio de cerca de alrededor de 225 nm. La cámara de proceso 2015 del aparato de deposición de arco catódico filtrado 2010 es preferiblemente evacuada a un vacío de alrededor de 5 x 107 Torr, preferiblemente por al menos una bomba turbomolecular 2070 y por lo menos una bomba de válvula giratoria 2075. La cámara de proceso 2015, el portador de sustrato 2025 y el portador del cátodo 2035 son preferiblemente enfriados con por lo menos un subsistema de circulación de refrigerante 2080, que hace circular preferiblemente por lo menos una solución de agua y glicol 2085. El portador del sustrato 2025, acoplado al controlador polarizante negativo 2065, provee preferiblemente un potencial secundario al sustrato 2020 con un potencial negativo de alrededor de -100 voltios. El sustrato 2020 (preferiblemente níquel titanio) es colocado preferiblemente en contacto con el portador del sustrato 2025 para proveer el potencial negativo indicado y es colocado preferiblemente alrededor de 25 cm por encima del cátodo (preferiblemente magnesio y níquel). Después de la lectura de la enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en el arte apreciarán ahora que, bajo circunstancias apropiadas, considerando tales cuestiones como costo, materiales futuros, teenologías futuras etc., otros sustratos, tales como por ejemplo acero inoxidable, Kapton®, hoja metálica de níquel, silicio, etc., pueden ser suficientes.

El potencial eléctrico es establecido preferiblemente entre el sustrato 2020 y el cátodo 2030. Adicionalmente, un campo magnético, que comprende alrededor de 0.01 Tesla, es preferiblemente establecido con el electroimán 2050, que comprende bobinas de cobre 2055 enrolladas alrededor del portador del cátodo 2035. La fuente de voltaje controlable por onda 2060, que comprende preferiblemente una primera fuente de voltaje de onda cuadrada con bajo voltaje y alto amperaje, es acoplada preferiblemente al cátodo 2030 para proveer el arco eléctrico que opera sobre la fuente de magnesio y níquel. Se permite preferiblemente que una presión parcial de gas hidrógeno de ultra-alta pureza secado por filtro entre a la cámara, mientras que es controlada por al menos un controlador de flujo másico 2090 hasta que la presión parcial en la cámara se ha elevado a alrededor de 1 x 105 Torr. El ánodo de activación 2045 comprende preferiblemente por lo menos un elemento de activación de inicio de arco 2047, que comprende preferiblemente tungsteno. El elemento de activación de inicio del arco 2047 es preferiblemente traído en proximidad estrecha con el cátodo 2030. Después de la lectura de las enseñanzas de esta especificación, aquellos experimentados en la téenica apreciarán que, bajo circunstancias apropiadas, considerando cuestiones tales como costo, tecnologías futuras, materiales disponibles, etc., otros elementos de activación, tales como por ejemplo carbono, acero inoxidable, otros materiales conductores, etc., pueden ser suficientes.

El elemento de activación de inicio del arco 2007 es de preferencia puesto en contacto momentáneamente con el cátodo 2030, de tal manera que la corriente eléctrica fluye entre los electrodos. El elemento de activación de inicio del arco 2047 es preferiblemente luego extraído y la electricidad forma el arco entre el elemento de activación de inicio del arco 2047 y el cátodo 2030. El arco eléctrico visible preferiblemente permanece y se mueve aleatoriamente alrededor del cátodo 2030 y evapora el magnesio y el níquel en plasma a medida que se mueve a través de la superficie del cátodo 2030, preferiblemente con una corriente alimentada de entre alrededor de 25 y alrededor de 250 amperes. Las partículas de magnesio evaporadas y plasma de níquel son preferiblemente dirigidas por el campo magnético creado por el electroimán 2050 y los potenciales eléctricos entre el sustrato 2020 y el cátodo. La energía iónica es preferiblemente relativa a la corriente iónica y la presión parcial en la cámara de proceso 2015. La presión en la cámara es preferiblemente ajustada por el control del gas hidrógeno a una presión parcial de entre alrededor de 1 x 105 Torr y alrededor de 1 x 104 Torr. Las velocidades térmicas y los potenciales eléctricos preferiblemente aceleran las especies de plasma de magnesio con una energía cinética de alrededor de 8 eV, sin embargo, el contacto con hidrógeno crea iones hidrógeno y degrada la energía del magnesio. Una porción significativa de los iones magnesio se combinan preferiblemente luego con iones hidrógeno para formar hidruro de magnesio. Las partículas de hidruro de magnesio resultantes tienen una energía cinética y energía potencial significativamente reducida. El uso de una fuente de voltaje de radiofrecuencia de alta potencia, alta frecuencia (13.56 MHz) y red de ajuste de impedancia ayuda preferiblemente en la dirección del plasma y especies recombinadas hacia el sustrato. La corriente de arco de 200 amperes y un potencial de sustrato de -150 voltios, junto con la fuente de voltaje de RF de alta potencia produce preferiblemente un recubrimiento de magnesio, hidruro de magnesio, níquel e hidruro de níquel sobre el sustrato de níquel titanio no conductor con tamaños de grano de alrededor de 150 nm a alrededor de 300 nm y más comúnmente alrededor de 225 nm, con estructuras columnares y angulares inducidas por modulación de campo magnético y potenciales de especies diferenciales a un espesor de alrededor de 20 mieras a alrededor de 30 mieras en alrededor de 4 minutos.

El ejemplo 1 y ejemplo 2 representan la manufactura de películas delgadas de magnesio y magnesio más níquel preferidas que incorporan, como parte de la invención, el almacenamiento de hidrógeno en un material que absorbe o contiene hidrógeno para desorción y adsorción de hidrógeno mediante irradiación de láser.

Estas películas son preferiblemente apiladas, preferiblemente hasta 7 capas de espesor, para una capacidad de almacenamiento incrementada y preferiblemente efectos de interacción plasmónica entre capas, como se discute previamente. Estas películas son preferiblemente procesadas además con láser durante la perforación, después del apilado, para incorporar canales de haz de luz que facilitan la absorción de hidrógeno, desorción, relajación de esfuerzo y penetración de luz (véase por lo menos figura 23). La capacidad de almacenamiento de estos materiales estratificados es preferiblemente similar a otros métodos de fabricación mencionados previamente con un máximo de casi 5 por ciento en peso de hidrógeno.

Aunque la solicitante ha descrito modalidades preferidas de la invención, se entenderá que el alcance más amplio de esta invención incluye modificaciones tales como varias formas, tamaños y materiales. Tal alcance sólo está limitado por las reivindicaciones siguientes como se leen en relación con la especificación anterior. Además, muchas de otras ventajas de la invención serán evidentes para aquellos experimentados en la téenica de la descripción anterior y las reivindicaciones siguientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de energía de hidrógeno que comprende las etapas de: a) utilizar por lo menos un aparato de deposición de material estructurado y dispuesto para la manufactura de por lo menos un almacenador de hidrógeno y b) manufactura de por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; c) en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal almacenador de hidrógeno y d) proveer tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar a por lo menos un uso comercial de gas hidrógeno.

2. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de usar por lo menos un aparato de deposición de material comprende la etapa de usar por lo menos un aparato de deposición de arco catódico filtrado.

3. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende la etapa de formar por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno.

4. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 3, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio.

5. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 3, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio.

6. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende la etapa de formar capas alternas que comprenden tal por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno y por lo menos una capa de Nitinol.

7. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 6, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio.

8. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 6, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio.

9. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la etapa de formación de por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno comprende la etapa de deposición de tal material almacenador de hidrógeno sobre por lo menos un sustrato estructurado y dispuesto para recibir la deposición de tal material almacenador de hidrógeno.

10. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 9, en donde tal por lo menos un sustrato comprende acero inoxidable.

11. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 10, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende magnesio.

12. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 9, en donde tal por lo menos un sustrato comprende nitinol.

13. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 12, en donde tal material almacenador de hidrógeno comprende hidruro de magnesio.

14. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende un espesor mayor de alrededor de 15 mieras.

15. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 17, en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende un espesor entre alrededor de 15 mieras y alrededor de 30 mieras.

16. El método de energía de hidrógeno de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de formar por lo menos un patrón de cavidades estructuradas y dispuestas para proveer porosidad sustancialmente uniforme.

17. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 16, en donde tal por lo menos un patrón de cavidades comprende por lo menos un ángulo, con respecto a por lo menos una superficie del material almacenador de hidrógeno, de alrededor de 45°.

18. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en donde cada una de dichas cavidades comprende un diámetro de alrededor de 50 mm.

19. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de formación de por lo menos una capa de material almacenador de hidrógeno comprenden la etapa de crear por lo menos un campo magnético que abarca tal material almacenador de hidrógeno durante la formación de por lo menos una cpa .

20. El método de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de manufactura de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende la etapa de formar tal por lo menos un almacenador de hidrógeno como un disco.

21. Un sistema de energía de hidrógeno que comprende: a) por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; b) en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende: i) por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica del hidrógeno almacenado del por lo menos un almacenador de hidrógeno y ii) una matriz unificada de gránulos en un material estructurado y dispuesto para almacenar cíclicamente hidrógeno y liberar el hidrógeno almacenado y c) en donde el almacenamiento y liberación controlados de hidrógeno se obtiene para ayudar a por lo menos un uso comercial.

22. El sistema de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 21, en donde tal matriz unificada de granulos comprende tamaños de grano de menos de alrededor de 300 nm.

23. El sistema de energía de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 22, en donde tal matriz unificada de granulos comprende tamaños de grano de menos de alrededor de 150 nm.

24. Un sistema de energía de hidrógeno que comprende: a) por lo menos un almacenador de hidrógeno estructurado y dispuesto para almacenar por lo menos una cantidad sustancial de hidrógeno; b) en donde tal por lo menos un almacenador de hidrógeno comprende: i) por lo menos un habilitador de liberación de hidrógeno estructurado y dispuesto para permitir la liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno y ii) una matriz unificada de granulos en un material estructurado y dispuesto para almacenar cíclicamente hidrógeno y liberar el hidrógeno almacenado y c) por lo menos un excitador fotónico estructurado y dispuesto para excitar fotónicamente tal por lo menos un almacenador de hidrógeno para ayudar a liberar tal hidrógeno almacenado de tal por lo menos un almacenador de hidrógeno; d) en donde tal por lo menos un excitador fotónico comprende por lo menos un controlador estructurado y dispuesto para controlar tal liberación auxiliada por excitación fotónica de hidrógeno y e) en donde el almacenamiento y liberación controlados de hidrógeno se obtiene para ayudar por lo menos un uso comercial.