RU2562336C2 - Systems and methods ensuring sustainable economic development by means of integrated development of renewable full spectrum energy - Google Patents

Systems and methods ensuring sustainable economic development by means of integrated development of renewable full spectrum energy Download PDF

Info

Publication number
RU2562336C2
RU2562336C2 RU2012111665/06A RU2012111665A RU2562336C2 RU 2562336 C2 RU2562336 C2 RU 2562336C2 RU 2012111665/06 A RU2012111665/06 A RU 2012111665/06A RU 2012111665 A RU2012111665 A RU 2012111665A RU 2562336 C2 RU2562336 C2 RU 2562336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
heat
source
hydrogen
electrolyzer
Prior art date
Application number
RU2012111665/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012111665A (en
Inventor
Рой Е. МАКЭЛИСТЭР
Original Assignee
МАКЭЛИСТЭР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US2010/024497 external-priority patent/WO2010096503A1/en
Priority claimed from US12/707,656 external-priority patent/US8075749B2/en
Priority claimed from US12/707,653 external-priority patent/US8172990B2/en
Application filed by МАКЭЛИСТЭР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical МАКЭЛИСТЭР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Publication of RU2012111665A publication Critical patent/RU2012111665A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2562336C2 publication Critical patent/RU2562336C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20Graphite
    • C01B32/21After-treatment
    • C01B32/22Intercalation
    • C01B32/225Expansion; Exfoliation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/108Production of gas hydrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/02Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C50/00Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1885Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G3/00Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F03G3/08Other motors, e.g. gravity or inertia motors using flywheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B33/00Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
    • F22B33/18Combinations of steam boilers with other apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/005Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system with recuperation of waste heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0656Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/186Regeneration by electrochemical means by electrolytic decomposition of the electrolytic solution or the formed water product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0211Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step
    • C01B2203/0216Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step containing a non-catalytic steam reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061Methanol production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • C01B2203/1211Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235Hydrocarbons
    • C01B2203/1241Natural gas or methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84Energy production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/10Energy recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/26Internal combustion engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/29Electrical devices, e.g. computers, servers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/30Friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/71Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with parabolic reflective surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/133Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/20Improvements relating to chlorine production
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/33Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0391Affecting flow by the addition of material or energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: in one alternative of the invention implementation the method of power supply by means of a source of renewable energy is offered, which includes the following: providing the first source of renewable energy, while this first source of renewable energy is non-permanent or doesn't provide enough energy; power supply from the first source of renewable energy to the electrolyser for the purpose of formation of the energy carrier by means of electrolysis; selective reversal of the electrolyser allowing to use it as a fuel element; and supply of the energy carrier to the electrolyser for energy generation, and the first source of renewable energy, the electrolyser or the energy carrier receives additional heat from the first heat source; and the first heat source is selected from the group consisting of geothermal and solar heat source.
EFFECT: improvement of method efficiency.
41 cl, 26 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет и преимущества предварительной заявки США № 61/304403 с датой подачи 13 февраля 2010 г., озаглавленной "ЭНЕРГИЯ ПОЛНОГО СПЕКТРА И СЫРЬЕВАЯ НЕЗАВИСИМОСТЬ"; патентной заявки США № 12/707651 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ"; патентной заявки PCT № PCT/US10/24497 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ"; патентной заявки США № 12/707653 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "УСТАНОВКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НУКЛЕАЦИЕЙ В ХОДЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА"; патентной заявки PCT № PCT/US10/24498 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "УСТАНОВКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НУКЛЕАЦИЕЙ В ХОДЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА"; патентной заявки США № 12/707656 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "УСТАНОВКА И СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ГАЗА В ХОДЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА"; патентной заявки PCT № PCT/ US10/24499 с датой подачи 17 февраля 2010 г., озаглавленной "УСТАНОВКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НУКЛЕАЦИЕЙ В ХОДЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА"; и предварительной патентной заявки США № 61/237476 с датой подачи 27 августа 2009 г., озаглавленной "ЭЛЕКТРОЛИЗЕР И ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ НЕЗАВИСИМОСТИ". Каждая из вышеуказанных заявок в полном объеме включена в настоящую заявку путем ссылки.[0001] This application claims the priority and benefits of provisional application US No. 61/304403 with a filing date of February 13, 2010, entitled "FULL SPECTRUM ENERGY AND RAW MATERIAL INDEPENDENCE"; US patent application No. 12/707651 with a filing date of February 17, 2010, entitled "ELECTROLYTIC ELEMENT AND METHOD FOR ITS USE"; PCT Patent Application No. PCT / US10 / 24497, filed February 17, 2010, entitled "ELECTROLYTIC ELEMENT AND METHOD FOR ITS USE"; US patent application No. 12/707653 with a filing date of February 17, 2010, entitled "INSTALLATION AND METHOD FOR MANAGING NUCLEATION IN THE COURSE OF ELECTROLYSIS"; PCT Patent Application No. PCT / US10 / 24498, filed February 17, 2010, entitled "INSTALLATION AND METHOD OF NUCLEATION MANAGEMENT DURING ELECTROLYSIS"; US patent application No. 12/707656 with a filing date of February 17, 2010, entitled "INSTALLATION AND METHOD OF GAS RECOVERY IN THE COURSE OF ELECTROLYSIS"; PCT Patent Application No. PCT / US10 / 24499, filed February 17, 2010, entitled "INSTALLATION AND METHOD OF NUCLEATION MANAGEMENT DURING ELECTROLYSIS"; and provisional patent application US No. 61/237476 with a filing date of August 27, 2009, entitled "ELECTROLYZER AND ENERGY INDEPENDENCE TECHNOLOGIES". Each of the above applications is fully incorporated into this application by reference.

Уровень техникиState of the art

[0002] Возобновляемые источники для выработки электроэнергии зачастую непостоянны. Солнечная энергия доступна только днем, а потенциальная концентрация дневной солнечной энергии варьируется в зависимости от времени года. Энергия ветра также весьма непостоянна. Уровень осадков варьируется в зависимости от времени года и подвержен влиянию продолжительной засухи. Объем биомассы варьируется в зависимости от времени года и подвержен влиянию засухи. У жилых объектов имеются сильно колеблющиеся требования, включая ежедневные, сезонные и нерегулярные темпы потребления энергии. Энергией, которую можно получить при помощи гидроэлектростанций, ветряных электростанций, преобразования биомассы и гелиоколлекторов, во всем мире пренебрегают или тратят ее впустую из-за отсутствия практичного способа сохранения энергии или электричества до тех пор, пока они не потребуются. Энергетический спрос растущего населения планеты вырос настолько, что спрос на нефть и другие ископаемые ресурсы превышает объемы выработки. Население городов страдает от смога и глобальных изменений климата, вызванных сжиганием ископаемого топлива.[0002] Renewable energy sources are often intermittent. Solar energy is available only during the day, and the potential concentration of daily solar energy varies with the time of year. Wind power is also very variable. Precipitation varies with the season and is subject to prolonged drought. Biomass volume varies with the season and is subject to drought. Residential properties have highly fluctuating requirements, including daily, seasonal, and irregular rates of energy consumption. The energy that can be obtained through hydroelectric power plants, wind farms, biomass conversion and solar collectors is neglected or wasted around the world due to the lack of a practical way to save energy or electricity until it is needed. The energy demand of a growing world population has grown so much that the demand for oil and other mineral resources exceeds output. Urban populations suffer from smog and global climate change caused by burning fossil fuels.

[0003] Кроме того, появился растущий спрос на водород, кислород, углерод, и другие продукты, которые могут быть обеспечены при помощи термохимии или электролитической диссоциации исходного сырья, такого как вода, отходы биомассы или органические кислоты, полученные из биологических отходов. Например, объем мирового рынка водорода составляет более 40 миллионов долларов и включает производство аммиака, перерабатывающие станции, химическое производство и обработку пищевых продуктов.[0003] In addition, there has been an increasing demand for hydrogen, oxygen, carbon, and other products that can be provided by thermochemistry or electrolytic dissociation of feedstocks such as water, biomass waste, or organic acids derived from biological waste. For example, the global market for hydrogen is more than $ 40 million and includes ammonia production, processing plants, chemical production and food processing.

[0004] Электрохимическое производство топлива, металлов, неметаллов и прочих ценных химических соединений ограничено ввиду дороговизны электроэнергии, низкого КПД электролизеров, высоких эксплуатационных расходов и обременительных требований для осуществления энергоемких процессов, таких как компрессионное перекачивание полученных газов до показателей давления, необходимых для их перекачки, хранения и применения. Известные попытки обеспечения технологий, позволяющих облегчить указанные проблемы, отмечены и включены в настоящее описание и описаны в таких публикациях, как "Производство водорода из воды посредством химических циклов", Эдуардо Д. Гландт и Аллан Л. Майерс, Факультет химических и биохимических технологий, Университет Пенсильвании, Филадельфия, PA 19174; Разработка химических процессов для промышленного машиностроения, том 15, № 1, 1976; "Водород как топливо будущего", Д.П. Грегори, Институт технологии газов; и «Наука и технология адсорбции»: Тезисы Второй конференции стран Тихоокеанского бассейна, посвященной науке и технологии адсорбции; Брисбен, Австралия, 14-18 мая 2000 г., Д. До Дуонг, Дуонг Д. До, докладчик Дуонг Д. До, опубликовано журналом World Scientific, 2000 г.; ISBN 9810242638, 9789810242633.[0004] The electrochemical production of fuel, metals, non-metals and other valuable chemical compounds is limited due to the high cost of electricity, low efficiency of electrolytic cells, high operating costs and burdensome requirements for energy-intensive processes, such as compression pumping of the produced gases to the pressure indices necessary for their pumping, storage and application. Known attempts to provide technologies to alleviate these problems have been noted and incorporated into this description and are described in publications such as “Hydrogen Production from Water through Chemical Cycles,” Eduardo D. Glandt and Allan L. Myers, Faculty of Chemical and Biochemical Technologies, University Pennsylvania, Philadelphia, PA 19174; The Development of Chemical Processes for Industrial Engineering, Volume 15, No. 1, 1976; "Hydrogen as the fuel of the future", D.P. Gregory, Institute of Gas Technology; and “Science and Technology of Adsorption”: Abstracts of the Second Conference of the Pacific Rim Countries on Science and Technology of Adsorption; Brisbane, Australia, May 14-18, 2000, D. Doe, Duong, Duong D. Doe, speaker, Duong D. Doe, published by World Scientific, 2000; ISBN 9810242638, 9789810242633.

[0005] Электролизеры, позволяющие смешивать водород с кислородом, представляют потенциальную угрозу самовозгорания или взрыва. Решения, включающие электролизеры низкого и высокого давления, в которых используется разделение газообразующих электродов при помощи дорогих полупроницаемых мембран, не позволяют обеспечить экономически эффективное производство водорода, и подвержены разрушению и выходу из строя вследствие отравления примесями. Даже в случаях, когда используется мембранное разделение, существует потенциальная опасность разрыва мембраны и пожара или взрыва вследствие смешения находящегося под высоким давлением кислорода с водородом.[0005] Electrolyzers capable of mixing hydrogen with oxygen pose a potential threat of spontaneous combustion or explosion. Solutions, including low and high pressure electrolyzers, which use gas-electrode separation using expensive semipermeable membranes, do not allow for the cost-effective production of hydrogen, and are prone to destruction and failure due to poisoning by impurities. Even in cases where membrane separation is used, there is a potential risk of membrane rupture and fire or explosion due to the mixing of high-pressure oxygen with hydrogen.

[0006] В некоторых промышленных электролизерах используются дорогие пористые электроды, между которыми расположена электролитическая протонообменная мембрана (PEM), пропускающая только ионы водорода. (см. Proton Energy Company and the Electrolyzer Company of Canada). Такой подход ограничивает КПД электродов из-за потерь при поляризации, аккумуляции газа и снижения доступной площади электрода для диссоциации воды, достигающей межфазовой границы электродов и PEM-электролита. Помимо ограниченного КПД электродов существуют и другие значительные проблемы, включая разрывы мембран вследствие разности давлений между выходами кислорода и водорода, отравление мембраны из-за наличия примесей в подпитывающей воде, необратимое разрушение мембраны из-за наличия загрязнителей или небольшого перегревания мембраны, разрушение или разрыв мембраны в случае, если мембране позволяют высохнуть в состоянии покоя, а также разрушение электродов на границе мембраны вследствие коррозии из-за наличия одной или нескольких причин, таких как формирование концентрационных элементов, гальванические элементы между катализатором и материалом насыпного электрода, а также контур заземления. Расслоение электрода и PEM-материалов приводит к внутреннему застою реагентов или продуктов реакции, что влечет за собой снижение КПД работы. Электрохимические элементы PEM требуют использования дорогого материала для мембраны, сурфактантов и катализаторов. PEM-элементы легко отравить, перегреть, залить или иссушить, и их использование влечет за собой эксплуатационную опасность, связанную с протеканием или разрывом мембраны.[0006] Some industrial electrolyzers use expensive porous electrodes, between which is located an electrolytic proton exchange membrane (PEM), passing only hydrogen ions. (see Proton Energy Company and the Electrolyzer Company of Canada). This approach limits the efficiency of the electrodes due to polarization losses, gas accumulation, and a decrease in the available electrode area for dissociation of water reaching the interface between the electrodes and the PEM electrolyte. In addition to the limited efficiency of the electrodes, there are other significant problems, including rupture of the membrane due to the pressure difference between the oxygen and hydrogen outputs, poisoning of the membrane due to impurities in the feed water, irreversible destruction of the membrane due to contaminants or slight overheating of the membrane, destruction or rupture of the membrane if the membrane is allowed to dry at rest, as well as the destruction of the electrodes at the boundary of the membrane due to corrosion due to one or more reasons such as the formation of concentration elements, galvanic cells between the catalyst and the bulk electrode material, as well as the ground loop. Separation of the electrode and PEM materials leads to internal stagnation of the reactants or reaction products, which entails a decrease in the efficiency of the work. PEM electrochemical cells require the use of expensive membrane material, surfactants, and catalysts. PEM elements are easy to poison, overheat, fill or dry, and their use entails an operational hazard associated with leakage or rupture of the membrane.

[0007] Помимо неэффективности проблемы в использовании подобных систем включают паразитные потери, дорогостоящие электроды или катализаторы и мембраны, низкий КПД преобразования энергии, дорогое техобслуживание и высокую стоимость эксплуатации. Для нагнетания водорода и кислорода, а также других продуктов электролиза иногда требуются компрессоры или более дорогостоящие мембранные системы. Следствием последней из вышеуказанных проблем являются неприемлемые требования к техобслуживанию и значительные затраты на вывод из эксплуатации.[0007] In addition to inefficiencies, problems in using such systems include spurious losses, expensive electrodes or catalysts and membranes, low energy conversion efficiency, expensive maintenance, and high operating costs. Compressors or more expensive membrane systems are sometimes required to pump hydrogen and oxygen, as well as other electrolysis products. The consequence of the last of the above problems is unacceptable maintenance requirements and significant decommissioning costs.

[0008] Таким образом, задачей некоторых вариантов выполнения настоящего изобретения является создание систем и способов обеспечения устойчивого экономического развития путем интегрированной выработки возобновляемой энергии полного спектра, которые могут включать использование электрохимического или электролитического элемента, и способ его использования, для отдельной выработки газов, включая сжатый водород и кислород, позволяющее допускать наличие примесей и продуктов работы, а также являющееся обратимым, что позволяет решить одну или несколько проблем, связанных с вышеуказанными известными способами.[0008] Thus, the objective of some embodiments of the present invention is to provide systems and methods for ensuring sustainable economic development by integrated generation of full-spectrum renewable energy, which may include the use of an electrochemical or electrolytic cell, and a method for using it for separate gas production, including compressed hydrogen and oxygen, which allows the presence of impurities and products of work, as well as being reversible, which allows one or several problems associated with the above known methods.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

[0009] В одном варианте выполнения настоящего изобретения предложен способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий: обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии; подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза; избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии.[0009] In one embodiment, the present invention provides a method for supplying electricity using a renewable energy source, comprising: providing a first renewable energy source, wherein the first renewable energy source is volatile or does not provide enough energy; supplying energy from the first renewable energy source to the electrolyzer in order to form an energy carrier by electrolysis; selective reversal of the electrolyzer, allowing its use as a fuel cell; and supplying energy to the electrolyzer to generate energy.

[0010] В другом варианте выполнения, предложена система обеспечения по существу непрерывной подачи электроэнергии при помощи возобновляемых энергетических ресурсов, включающая: первый источник возобновляемой энергии; электролизер, соединенный с первым источником возобновляемой энергии для формирования энергоносителя, причем электролизер выполнен с возможностью избирательной реверсивной работы в качестве топливного элемента, используя энергоноситель в качестве топлива; накопитель энергоносителя, соединенный с электролизером для получения энергоносителя от электролизера или подачи энергоносителя на электролизер; и накопитель энергии, соединенный с первым источником возобновляемой энергии и электролизером для выборочного получения энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера, а также для выборочной подачи энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера.[0010] In another embodiment, a system is provided for providing a substantially continuous supply of electricity using renewable energy resources, including: a first renewable energy source; an electrolyzer connected to a first renewable energy source for forming an energy carrier, the cell being configured to selectively reverse work as a fuel cell using an energy carrier as fuel; an energy carrier connected to the electrolyzer to receive the energy from the electrolyzer or supply energy to the electrolyzer; and an energy storage device connected to the first renewable energy source and the electrolyzer for selectively receiving energy from the first renewable energy source and the electrolyzer, as well as for selectively supplying energy from the first renewable energy source and the electrolyzer.

[0011] В еще одном варианте выполнения, предложена система обеспечения по существу постоянной подачи электроэнергии при помощи возобновляемых энергетических ресурсов, включающая: первый источник возобновляемой энергии; электролизер, соединенный с первым источником возобновляемой энергии для выработки метана, причем электролизер выполнен с возможностью избирательной реверсивной работы в качестве топливного элемента; накопитель метана, соединенный с электролизером для получения метана от электролизера или подачи метана на электролизер; и накопитель энергии, соединенный с первым источником возобновляемой энергии и электролизером для выборочного получения энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера, а также для выборочной подачи энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера.[0011] In yet another embodiment, a system is provided for providing a substantially constant supply of electricity using renewable energy resources, including: a first renewable energy source; an electrolyzer connected to a first renewable energy source for generating methane, wherein the electrolyzer is configured to selectively reverse work as a fuel cell; a methane accumulator connected to the electrolyser to obtain methane from the electrolyzer or to supply methane to the electrolyzer; and an energy storage device connected to the first renewable energy source and the electrolyzer for selectively receiving energy from the first renewable energy source and the electrolyzer, as well as for selectively supplying energy from the first renewable energy source and the electrolyzer.

[0012] Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания. Однако необходимо понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хоть и указывают на предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения, но приведены лишь в качестве примера, а различные изменения и модификации, находящиеся в рамках объема настоящего изобретения, будут очевидны специалисту из указанного подробного описания.[0012] Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific examples, although indicating preferred embodiments of the present invention, are provided by way of example only, and various changes and modifications that are within the scope of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the detailed description.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[0013] На фиг.1A показана структурная схема, иллюстрирующая систему интегрированного энергетического, агропромышленного и промышленного устойчивого экономического развития в соответствии с аспектами изобретения.[0013] FIG. IA is a block diagram illustrating an integrated energy, agro-industrial, and industrial sustainable economic development system in accordance with aspects of the invention.

[0014] На фиг.1B показана структурная схема, иллюстрирующая систему интегрированного формирования устойчивого экономического развития в соответствии с аспектами изобретения.[0014] FIG. 1B is a block diagram illustrating an integrated formation system for sustainable economic development in accordance with aspects of the invention.

[0015] На фиг.1C показана схема, иллюстрирующая наземную систему интегрированного формирования устойчивого экономического развития в соответствии с аспектами изобретения.[0015] FIG. 1C is a diagram illustrating a ground-based system for the integration of sustainable economic development in accordance with aspects of the invention.

[0016] На фиг.1D показана схематичная диаграмма, иллюстрирующая океаническую систему интегрированного формирования устойчивого экономического развития в соответствии с аспектами изобретения.[0016] FIG. 1D is a schematic diagram illustrating an oceanic system for integrated formation of sustainable economic development in accordance with aspects of the invention.

[0017] На фиг.1 приведена схематическая иллюстрация определенных компонентов системы, работающей в соответствии с принципами настоящего изобретения.[0017] Figure 1 is a schematic illustration of certain components of a system operating in accordance with the principles of the present invention.

[0018] На фиг.2 показаны частичные продольные сечения компонентов системы согласно варианту выполнения, работающей в соответствии с принципами настоящего изобретения.[0018] Figure 2 shows partial longitudinal sections of components of a system according to an embodiment operating in accordance with the principles of the present invention.

[0019] На фиг.3 показаны частичные продольные сечения компонентов системы согласно варианту выполнения, работающей в соответствии с принципами настоящего изобретения.[0019] FIG. 3 shows partial longitudinal sections of components of a system according to an embodiment operating in accordance with the principles of the present invention.

[0020] На фиг.4 приведена схематическая иллюстрация интегрированных компонентов системы, работающей в соответствии с принципами настоящего изобретения.[0020] Fig. 4 is a schematic illustration of integrated components of a system operating in accordance with the principles of the present invention.

[0021] На фиг.5 показан вид в разрезе варианта выполнения системы, показанной на фиг.4.[0021] FIG. 5 shows a sectional view of an embodiment of the system shown in FIG. 4.

[0022] На фиг.6 показан вид в разрезе другого варианта выполнения системы, показанной на фиг.4.[0022] FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of the system shown in FIG. 4.

[0023] На фиг.7 приведена схематическая иллюстрация варианта выполнения, работающего в соответствии с принципами настоящего изобретения.[0023] FIG. 7 is a schematic illustration of an embodiment operating in accordance with the principles of the present invention.

[0024] На фиг.8 показаны детали варианта выполнения, показанного на фиг.7.[0024] Fig. 8 shows details of the embodiment shown in Fig. 7.

[0025] На фиг.9 показаны детали процессов, используемых для решения задач в соответствии с настоящим изобретением.[0025] Figure 9 shows details of the processes used to solve problems in accordance with the present invention.

[0026] На фиг.10 показано выполнение процессов в соответствии с настоящим изобретением.[0026] Figure 10 shows the execution of processes in accordance with the present invention.

[0027] На фиг.11 показаны процессы в соответствии с целью настоящего изобретения.[0027] FIG. 11 shows processes in accordance with an object of the present invention.

[0028] На фиг.12 схематично показаны варианты выполнения настоящего изобретения.[0028] FIG. 12 schematically shows embodiments of the present invention.

[0029] На фиг.1B показан электролитический элемент в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.[0029] FIG. 1B shows an electrolytic cell in accordance with an embodiment of the present invention.

[0030] На фиг.2B показан увеличенный вид части варианта выполнения, показанного на фиг.1.[0030] FIG. 2B is an enlarged view of a portion of the embodiment shown in FIG. 1.

[0031] На фиг.3B показан вариант выполнения, показанного на фиг.2.[0031] FIG. 3B shows an embodiment of FIG. 2.

[0032] На фиг.4B показан электролитический элемент в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.[0032] FIG. 4B shows an electrolytic cell in accordance with an embodiment of the present invention.

[0033] На фиг.5B показан увеличенный вид альтернативного варианта выполнения части электролитического элемента, показанного на фиг.4.[0033] FIG. 5B is an enlarged view of an alternative embodiment of a portion of the electrolytic cell shown in FIG. 4.

[0034] На фиг.6B показано поперечное сечение спирального электрода, используемого в реверсивном топливном элементе.[0034] FIG. 6B shows a cross section of a scroll electrode used in a reversible fuel cell.

[0035] На фиг.7B показана система для преобразования органического сырья, такого как получаемое путем фотосинтеза, в метан, водород и/или углекислый газ.[0035] FIG. 7B shows a system for converting organic raw materials, such as those obtained by photosynthesis, into methane, hydrogen and / or carbon dioxide.

[0036] На фиг.8B показана система для преобразования органического сырья, такого как получаемое путем фотосинтеза, в метан, водород и/или углекислый газ.[0036] FIG. 8B illustrates a system for converting organic raw materials, such as those obtained by photosynthesis, into methane, hydrogen and / or carbon dioxide.

[0037] На фиг.9B показана система для преобразования органического сырья, такого как получаемое путем фотосинтеза, в метан, водород и/или углекислый газ.[0037] FIG. 9B shows a system for converting organic raw materials, such as those obtained by photosynthesis, into methane, hydrogen and / or carbon dioxide.

[0038] На фиг.10B показан способ изготовления электрода в соответствии с вариантом выполнения изобретения.[0038] FIG. 10B shows a method for manufacturing an electrode in accordance with an embodiment of the invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0039] Настоящее изобретение полностью включает в себя по ссылке объект предварительной патентной заявки США № 60/626021 с датой подачи 9 ноября 2004 г., озаглавленной "СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ, ИЗМЕРЕНИЯ И СЖИГАНИЯ МУЛЬТИТОПЛИВА" (реестр поверенного № 69545-8013US), и предварительной патентной заявки США № 61/153253 с датой подачи 17 февраля 2009 г., озаглавленной "ЭНЕРГИЯ ПОЛНОГО СПЕКТРА" (реестр поверенного № 69545-8001US). Настоящее изобретение также полностью включает в себя по ссылке объект каждой из нижеуказанных патентных заявок США с одинаковой датой подачи 16 августа 2010 г., озаглавленных: "СПОСОБЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ СИСТЕМ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТИ" (реестр поверенного № 69545-8003US); "ПОДРОБНОЕ ЦЕНОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АУТОГЕННЫХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭНЕРГИИ, МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И РЕЖИМОВ ПИТАНИЯ" (реестр поверенного № 69545-8025US); "ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ" (реестр поверенного № 69545-8026US); "УСТОЙЧИВОЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ПУТЕМ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ВЫРАБОТКИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ, МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И РЕЖИМОВ ПИТАНИЯ" (реестр поверенного № 69545-8040US); "УСТОЙЧИВОЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ПУТЕМ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ВЫРАБОТКИ ПОЛНОГО СПЕКТРА ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ" (реестр поверенного № 69545-8042US); "СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КПД ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА (SOTEC)" (реестр поверенного № 69545-8044US); "СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОГИДРАТА ДЛЯ СБОРА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГИДРАТА УГЛЕВОДОРОДА" (реестр поверенного № 69545-8045US); "УСТАНОВКИ И СПОСОБЫ ХРАНЕНИЯ И/ИЛИ ФИЛЬТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА" (реестр поверенного № 69545-8046US); "ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ЖИЛЫХ ОБЪЕКТОВ" (реестр поверенного № 69545-8047US); "УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ И СОПУТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ" (реестр поверенного № 69545-8048US); и "УКРЕПЛЕННЫЕ ИЗНУТРИ КОНСТРУКЦИОННЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СОПУТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ" (реестр поверенного № 69545-8049US).[0039] The present invention fully includes by reference the subject of provisional patent application US No. 60/626021 with a filing date of November 9, 2004, entitled "STORAGE SYSTEM, MEASUREMENT AND COMBUSTION OF MULTI-FUEL" (Attorney Register No. 69545-8013US), and provisional US patent application No. 61/153253 with a filing date of February 17, 2009, entitled "FULL SPECTRA ENERGY" (Attorney Register No. 69545-8001US). The present invention also fully includes by reference the subject of each of the following US patent applications with the same filing date August 16, 2010, entitled: "METHODS AND INSTALLATIONS FOR DETERMINING PROPERTIES OF LIQUID TRANSPORT SYSTEMS" (Attorney Register No. 69545-8003US); "DETAILED PRICE MODELING OF AUTOGENOUS SYSTEMS AND PROCESSES FOR PRODUCING ENERGY, MATERIAL RESOURCES AND POWER MODES" (attorney register No. 69545-8025US); "ELECTROLYTIC ELEMENT AND METHOD OF ITS USE" (attorney register No. 69545-8026US); "SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENT BY INTEGRATED PRODUCTION OF RENEWABLE ENERGY, MATERIAL RESOURCES AND FOOD MODES" (attorney registry No. 69545-8040US); "SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENT BY INTEGRATED DEVELOPMENT OF THE FULL SPECTRUM OF RENEWABLE MATERIAL RESOURCES" (Attorney Register No. 69545-8042US); "METHOD AND SYSTEM FOR INCREASING EFFICIENCY OF TRANSFORMING ADDITIONAL HEAT ENERGY OF OCEAN (SOTEC)" (Attorney Register No. 69545-8044US); "GAS HYDRAULIC TRANSFORMATION SYSTEM FOR COLLECTION OF DEPOSITS OF HYDROCARBON HYDROGEN" (Attorney Register No. 69545-8045US); "INSTALLATIONS AND METHODS FOR STORING AND / OR FILTRATION OF SUBSTANCE" (attorney's register No. 69545-8046US); "ENERGY SYSTEM FOR MAINTENANCE OF RESIDENTIAL OBJECTS" (attorney register No. 69545-8047US); "INSTALLATIONS FOR ENERGY TRANSFORMATION AND THE RELATED METHODS OF USE AND MANUFACTURING" (attorney registry No. 69545-8048US); and "STRENGTHENED INSIDE STRUCTURAL COMPOSITE MATERIALS AND RELATED METHODS OF MANUFACTURE" (Attorney's Register No. 69545-8049US).

[0040] Для полного понимания способов получения вышеописанных элементов, а также достижения иных преимуществ и решения задач изобретения ниже приведено более подробное описание изобретения со ссылкой на конкретные варианты его выполнения.[0040] To fully understand the methods for obtaining the above elements, as well as to achieve other advantages and solve the problems of the invention, a more detailed description of the invention is given below with reference to specific options for its implementation.

[0001] На фиг.1A показана интегрированная система 100 выработки полного спектра, состоящая из трех взаимосвязанных систем, которые включают энергетический комплекс 200 полного спектра для выработки возобновляемой энергии и добычи материальных ресурсов, агропромышленную сеть 300 полного спектра для выработки возобновляемых режимов питания (питания человека, животных и растений) и энергетического сырья (биомассы, биологических отходов и биотоплива), и промышленный комплекс 400 полного спектра для устойчивой выработки материальных ресурсов и безотходного производства.[0001] FIG. 1A shows an integrated full spectrum generation system 100, consisting of three interconnected systems that include a full spectrum energy complex 200 for generating renewable energy and material resources, a full spectrum agricultural network 300 for generating renewable dietary patterns (human nutrition) , animals and plants) and energy raw materials (biomass, biological waste and biofuels), and the industrial complex 400 of a full spectrum for sustainable production of material resources and without waste production.

[0002] На фиг.1A показана система 100 в виде единого целого, состоящего из систем 200, 300 и 400, что позволяет осуществлять обмен энергией, материалами и данными между указанными системами. Интеграция системы 100 и в особенности способы, заключенные в системе 200, использует термодинамические свойства нескольких взаимосвязанных тепловых двигателей, термически соединенных друг с другом с формированием единой термодинамической системы, что позволяет осуществлять ее эффективную работу в качестве одного большого теплового двигателя, тем самым позволяя достичь увеличения полезной производительности и КПД. В рамках системы 100 система 200 в особенности призвана обеспечить синергетическую связь между солнечными тепловыми, геотермальными, океаническими тепловыми, и машинными тепловыми источниками с целью повышения общего доступного выхода возобновляемой энергии на данном местоположении и обеспечения систем 300 и 400 энергией и добытыми материальными ресурсами.[0002] On figa shows the system 100 as a whole, consisting of systems 200, 300 and 400, which allows the exchange of energy, materials and data between these systems. The integration of the system 100, and in particular the methods included in the system 200, uses the thermodynamic properties of several interconnected heat engines that are thermally connected to each other to form a single thermodynamic system, which allows it to operate efficiently as one large heat engine, thereby achieving an increase useful performance and efficiency. Within system 100, system 200 is specifically designed to provide a synergistic relationship between solar heat, geothermal, ocean heat, and engine heat sources in order to increase the total available renewable energy output at a given location and provide systems 300 and 400 with energy and extracted material resources.

[0003] Энергетический комплекс 200 полного спектра термически подсоединен для обеспечения эффективной работы в качестве одного большого теплового двигателя, системы и подсистемы которого взаимосвязаны с целью установления энергетических каскадов при помощи рабочих жидкостей, нагреваемых в ходе двух или более этапов. Общий доступный выход возобновляемой энергии системы 200 повышается путем систематического перемещения рабочих жидкостей между солнечными, геологическими, механическими и другими тепловыми источниками с целью достижения эффекта каскада для оптимизирования термодинамических свойств (таких как температура, давление, беспримесность, фазовый сдвиг и КПД преобразования энергии) рабочей жидкости. Энергетический выход на одном этапе используется в ключевых процессах другого этапа, что позволяет осуществлять самовосстанавливающуюся или аутогенную работу с повышенным КПД и минимизацией рабочих затрат.[0003] The full-spectrum energy complex 200 is thermally connected to provide efficient operation as one large heat engine, the systems and subsystems of which are interconnected to establish energy cascades using working fluids heated in two or more stages. The total available renewable energy output of the 200 system is increased by systematically moving the working fluids between solar, geological, mechanical and other heat sources in order to achieve a cascade effect to optimize the thermodynamic properties (such as temperature, pressure, impurity, phase shift and energy conversion efficiency) of the working fluid . The energy output at one stage is used in the key processes of another stage, which allows for self-healing or autogenous work with increased efficiency and minimizing operating costs.

[0004] Функции энергетического комплекса полного спектра включают: сбор, преобразование и хранение кинетической, тепловой и лучистой форм энергии из возобновляемых источников энергии, таких как солнечный, ветряной, движущаяся вода, геотермальный, биомасса, а также двигателей внутреннего сгорания, для установления аутогенных или самовосстанавливающихся энергетических каскадов между системами с целью получения объединительных и синергетических преимуществ, которые не могут быть достигнуты путем сбора, преобразования и хранения энергии одного возобновляемого источника. Аутогенные или самовосстанавливающиеся способы сбора энергии используются в системах 200, 300 и 400. Кроме того, система 200 направлена на добычу материальных ресурсов из множества химических соединений для использования в системах 300 и 400. Например, термохимическое самовосстановление используется в качестве средств добычи углерода как сырого материала (добыча может производиться в системах 200, 300 и 400) для последующего промышленного производства товаров длительного пользования в системе 400. В другом примере термохимическое самовосстановление может также использоваться в качестве средств добычи азота и микроэлементов для последующего промышленного производства растительных удобрений для использования в системе 300. Кроме того, система 200 направлена на переработку биологических отходов, биомассы и биотоплива, обычно с целью получения газа биометана и/или водорода, его хранения, транспортировки и использования по мере необходимости в системах 200, 300 и 400 в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания и/или в качестве топливных элементов для выработки и/или передачи электроэнергии.[0004] The functions of a full-spectrum energy complex include: collecting, converting, and storing kinetic, thermal, and radiant forms of energy from renewable energy sources, such as solar, wind, moving water, geothermal, biomass, and internal combustion engines, to establish autogenous or self-healing energy cascades between systems in order to obtain unifying and synergetic advantages that cannot be achieved by collecting, converting and storing energy -stand renewable origin. Autogenous or self-healing methods of energy collection are used in systems 200, 300 and 400. In addition, system 200 aims to extract material resources from a variety of chemical compounds for use in systems 300 and 400. For example, thermochemical self-healing is used as a means of producing carbon as raw material (production can be done in systems 200, 300 and 400) for subsequent industrial production of durable goods in system 400. In another example, the thermochemical self-healing can also be used as a means of extraction of nitrogen and trace elements for the subsequent industrial production of vegetable fertilizers for use in system 300. In addition, system 200 is aimed at processing biological waste, biomass and biofuel, usually with the aim of producing biomethane and / or hydrogen gas, and storing it , transportation and use as necessary in systems 200, 300 and 400 as fuel for internal combustion engines and / or as fuel cells for generating and / or transmitting electric troenergy.

[0005] Работа с солнечными тепловыми, геотермальными, океаническими тепловыми и механическими тепловыми источниками позволяет обеспечить высокоадаптивную интегрированную платформу для установки систем 100 в различных климатических зонах, а установки могут быть как наземными, так и океаническими. Таким образом, обеспечение повышенной адаптивности к местоположению повышает общую доступность сбора возобновляемой энергии и, тем самым, обеспечивает экономически обоснованное решение, применимое в масштабах местной, региональной, национальной и глобальной экономики.[0005] Working with solar thermal, geothermal, oceanic thermal and mechanical heat sources provides a highly adaptive integrated platform for installing systems 100 in various climatic zones, and the installations can be both terrestrial and oceanic. Thus, providing increased adaptability to the location increases the overall availability of renewable energy harvesting and thus provides an economically viable solution applicable on a local, regional, national and global scale.

[0006] Пищевое производство в системе 300 может быть выполнено как на наземных, так и на океанических участках. Растениеводческие и животноводческие хозяйства, скотоводческие фермы, фабрики по промышленному производству свинины и птицы, пресноводные рыболовные хозяйства, океанические рыболовные хозяйства, молочные хозяйства и т.д. могут быть связаны с системой 200 в качестве потребителей энергии, выработанной в системе 200, и, в свою очередь, создают побочные продукты (отходы), направляемые в систему 200 для их переработки в возобновляемую энергию и возобновляемые материальные ресурсы. Кроме того, система 300 направлена на повышенное производство энергетического сырья для растительного биотоплива, такого как водоросли, заменяющие траву и другие растения для повышения целесообразности сбора энергии, получаемой на основе фотосинтеза. Способ и установка для производства, очищения и сохранения воды используются в каждой из производственных систем 200, 300 и 400. Однако указанные компоненты системы 300 важны для выполнения требований наличия большого количества воды в пищевом производстве, а также для решения известной проблемы, связанной с неустойчивостью, вызванной растрачиванием и загрязнением воды при использовании известных методов пищевого производства.[0006] Food production in the system 300 can be performed both on land and in oceanic areas. Crop and livestock farms, cattle farms, factories for the industrial production of pork and poultry, freshwater fisheries, ocean fisheries, dairy farms, etc. can be associated with the system 200 as consumers of the energy generated in the system 200, and, in turn, create by-products (waste) sent to the system 200 for their processing into renewable energy and renewable material resources. In addition, system 300 aims to increase the production of energy raw materials for plant biofuels, such as algae, replacing grass and other plants to increase the feasibility of collecting energy derived from photosynthesis. A method and apparatus for the production, purification and preservation of water are used in each of the production systems 200, 300 and 400. However, these components of the system 300 are important for fulfilling the requirements for the presence of large amounts of water in food production, as well as for solving the known problem associated with instability, caused by waste and water pollution using known food production methods.

[0007] Системная интеграция повышает способность к "устойчивости", определяемой как увеличенная выработка энергии, материальных ресурсов и режимов питания при помощи возобновляемых способов с целью избежать истощения природных ресурсов и снизить или вовсе устранить разрушительное воздействие на природу, такое как загрязнение и токсичные выхлопы, являющиеся побочным продуктом производства. Устойчивость требует наличия способов выработки энергии, материалов и пищевых продуктов, целесообразных для обеспечения долгосрочного благополучия будущих поколений, а не только лишь для обеспечения краткосрочного удовлетворения существующих потребителей.[0007] System integration enhances the ability to "sustainability", defined as increased production of energy, material resources and nutrition by renewable methods in order to avoid depletion of natural resources and reduce or completely eliminate the damaging effects on nature, such as pollution and toxic emissions, being a by-product of production. Sustainability requires the availability of energy, materials, and food products that are appropriate for the long-term well-being of future generations, and not just for the short-term satisfaction of existing consumers.

[0008] Системная интеграция позволяет обеспечить повышение полезной производительности для "экономического наращивания", определяемого как значительное повышение производства энергии, материалов и пищевых продуктов, достигаемое за счет способности воспроизведения совокупных мест установки, а также повышения количества доступных местоположений благодаря существенно улучшенной адаптивности к разнообразным климатическим зонам (т.е. адаптивного сбора возобновляемой энергии путем приспособления к различным ресурсным характеристикам умеренного, тропического и арктического климата). Такое экономическое наращивание требуется для повышения кормовой продуктивности Земли, необходимой для поддержания продолжающегося роста населения и резко растущих энергетических требований в развивающихся странах. Для успешного использования подобные способы производства и местоположения должны быть пригодны для немедленного использования и должны представлять целесообразную альтернативу существующим средствам выработки энергии, материалов и пищевых продуктов по сравнению с использованием существующих источников ископаемого топлива и/или атомной энергии.[0008] System integration can provide an increase in useful productivity for "economic growth", defined as a significant increase in the production of energy, materials and food products, achieved by the ability to reproduce aggregate installation sites, as well as increase the number of available locations due to significantly improved adaptability to various climatic zones (i.e. adaptive collection of renewable energy by adapting to different resource characteristics in Eren, tropical and arctic climate). Such economic growth is required to increase the Earth's feed productivity, which is necessary to support continued population growth and sharply rising energy demands in developing countries. For successful use, such production methods and locations should be suitable for immediate use and should provide a viable alternative to existing means of generating energy, materials and food products compared to using existing sources of fossil fuels and / or nuclear energy.

[0009] Системная интеграция также обеспечивает экологически чистый и безотходный способ выработки энергии 200, производства материалов 400 и производства пищевых продуктов 300, причем: органические отходы, выработанные в системе 300, которые бы в другом случае сожгли, захоронили или выбросили на свалки, в коллекторы, в проточную воду, в океан, либо выбросили бы в атмосферу в виде загрязнителей, вместо этого систематически направляют в системы переработки биомассы, биологических отходов и биологического топлива, расположенные в системе 200; добытые в системе 200 энергию и материальные ресурсы передают в систему 400 для производства товаров длительного пользования; добытые в системе 200 энергию и материальные ресурсы также передают в систему 300 для выработки режимов питания для человека, животных и растений как в наземной, так и в океанической среде.[0009] System integration also provides an environmentally friendly and non-waste way to generate energy 200, produce materials 400 and produce food 300, moreover: organic waste generated in system 300, which would otherwise be burned, buried or dumped in landfills, in collectors , into running water, into the ocean, or would be released into the atmosphere in the form of pollutants, instead they are systematically sent to the biomass, biological waste and biofuel processing systems located in system 200; the energy and material resources extracted in system 200 are transferred to system 400 for the production of durable goods; the energy and material resources extracted in system 200 are also transferred to system 300 to generate nutritional regimes for humans, animals, and plants in both terrestrial and oceanic environments.

[0010] Системная интеграция создает единый блок экономического производства, намеренно связывающий выработку энергии с производством пищевых продуктов и производством материальных ресурсов так, что указанные процессы протекают взаимозависимо, как единое целое.[0010] System integration creates a single unit of economic production, deliberately linking energy production with food production and the production of material resources so that these processes occur interdependently as a whole.

[0011] Таким образом, интегрированная система производства полного спектра подходит для размещения в местах и населенных пунктах, где не существует сравнимой с нею энергетической инфраструктуры, или там, где производственные возможности недостаточны и имеется высокий уровень безработицы, или там, где имеется недостаточный объем производства пищевых продуктов и царит бедность и голод. Целью введения указанного объединенного способа экономического производства является обеспечение повышения внутреннего валового продукта (ВВП), сопутствующего повышению ВВП роста уровня жизни, и систематического создания рабочих мест вместе с повышением уровня жизни как следствия значительной занятости.[0011] Thus, the integrated full-spectrum production system is suitable for placement in places and settlements where there is no comparable energy infrastructure, or where production capabilities are insufficient and there is high unemployment, or where there is insufficient production food and poverty and hunger reign. The purpose of introducing the indicated unified method of economic production is to increase the gross domestic product (GDP), which accompanies the increase in GDP of the growth of living standards, and the systematic creation of jobs along with higher living standards as a result of significant employment.

[0012] Кроме того, системная интеграция создает единый блок экономического производства, намеренно связывающий утилизацию отходов с преобразованием энергии, из-за чего указанные процессы протекают взаимозависимо, как единое целое, устраняя привычные подходы к утилизации отходов, такие как сжигание, захоронение и сваливание мусора, ведущие к загрязнению и упадку окружающей среды.[0012] In addition, system integration creates a single unit of economic production, deliberately linking waste management with energy conversion, due to which these processes proceed interdependently as a whole, eliminating the usual approaches to waste management, such as incineration, landfill and dumping leading to pollution and environmental degradation.

[0013] Интегрированная система производства полного спектра внедряет использование устойчивой переработки отходов в энергию в качестве интегрированного процесса во всей системе. Целью указанной интегрированной системы является защита окружающей среды, сохранение исчерпаемых природных ресурсов, снижение уровня инфекционных заболеваний и снижение уровня загрязнения земли, воды и воздуха (включая уменьшение количества ведущих к смене климата источников парниковых газов, таких как метан и CO2).[0013] An integrated full-spectrum production system introduces the use of sustainable waste-to-energy processing as an integrated process throughout the system. The goal of this integrated system is to protect the environment, preserve exhaustible natural resources, reduce the level of infectious diseases and reduce the level of pollution of land, water and air (including reducing the number of sources of greenhouse gases leading to climate change, such as methane and CO 2 ).

[0014] Интегрированная система 100 выработки полного спектра обеспечивает средства достижения "промышленной экологии", в которой рукотворная среда производства подражает естественным экосистемам: где энергия и материалы переходят из системы в систему, а отходы вовлекаются в новые процессы в замкнутом цикле, но при этом система в целом открыта для получения возобновляемой, устойчивой энергии, обеспечиваемой солнцем (солнечная тепловая), землей (геотермальная), океаном (океаническая тепловая) и системами переработки биомассы (механическая тепловая система).[0014] An integrated full spectrum production system 100 provides a means to achieve an “industrial ecology” in which a man-made production environment mimics natural ecosystems: where energy and materials are transferred from system to system, and waste is drawn into new processes in a closed loop, but the system generally open for renewable, sustainable energy provided by the sun (solar thermal), earth (geothermal), the ocean (ocean thermal) and biomass processing systems (mechanical pilaf system).

[0015] На фиг.1B показана структурная схема, иллюстрирующая интегрированную систему 100 выработки полного спектра устойчивого экономического развития, включающую выработку энергии (например, электричества и топлива) с одновременным производством режимов питания (например, продуктов для питания человека, животных и растений) и производством материальных ресурсов (например, водорода и углерода). Система 100 состоит из интегрированных и взаимозависимых подсистем, снабженных адаптивным контролем за автогенными каскадными преобразованиями энергии, улавливающим и заново вносящим в цикл часть или всю совокупность энергии, веществ и/или побочных продуктов каждой подсистемы. Таким образом, непрерывная работа системы 100 поддерживается с внесением в цикл минимума внешней энергии или материальных ресурсов, либо вовсе без подобного внесения. Система 100 представляет собой пример промышленной экологии, облегчающей устойчивое экономическое развитие, например сбор возобновляемой энергии, пищевое производство и производство материальных ресурсов, превышающие уровень выработки энергии, пищевых продуктов и материальных ресурсов, достижимый при помощи известных приемов, что является одним из преимуществ настоящей системы.[0015] FIG. 1B is a block diagram illustrating an integrated system 100 for generating a full spectrum of sustainable economic development, including generating energy (eg, electricity and fuel) while producing nutritional modes (eg, foods for human, animal, and plant nutrition) and the production of material resources (for example, hydrogen and carbon). System 100 consists of integrated and interdependent subsystems equipped with adaptive control of autogenous cascade energy conversions that capture and reintroduce part or all of the energy, substances, and / or by-products of each subsystem into the cycle. Thus, the continuous operation of the system 100 is supported by introducing a minimum of external energy or material resources into the cycle, or without introducing it at all. System 100 is an example of industrial ecology that facilitates sustainable economic development, such as renewable energy harvesting, food production, and material resource production exceeding the level of energy, food, and material resource production achievable using known techniques, which is one of the advantages of this system.

[0016] Энергетический комплекс 200 полного спектра координирует способы улавливания энергии из возобновляемых источников 210 (например, солнечного, ветряного, текущей воды, геотермального, отведенного тепла) со способами выработки энергии из возобновляемого сырья 220 (например, биологических отходов 320, биомассы 310) и способами производства материальных ресурсов (например, водорода 230, углерода 240, других материальных ресурсов, таких как микроэлементы 250, чистая вода 260). Энергию хранят, извлекают и транспортируют при помощи способов адаптивного контроля за автогенными каскадными преобразованиями энергии, формирующими мультиплицированный эффект при выработке энергии. В ходе процессов сбора энергии и производства материальные ресурсы (например, водород и кислород) извлекают из сырья биологических отходов и биомассы, используемого при выработке возобновляемой энергии. Энергетический комплекс 200 полного спектра хранит, извлекает, транспортирует, следит и управляет указанной энергией и указанными ресурсами с целью достижения повышения КПД при выработке энергии, материальных ресурсов и режимов питания.[0016] The full-spectrum energy complex 200 coordinates methods for capturing energy from renewable sources 210 (for example, solar, wind, flowing water, geothermal, heat removed) with methods for generating energy from renewable raw materials 220 (for example, biological waste 320, biomass 310) and methods of production of material resources (for example, hydrogen 230, carbon 240, other material resources, such as trace elements 250, pure water 260). Energy is stored, recovered, and transported using adaptive control methods for autogenous cascading energy conversions, which form a multiplied effect in energy production. During the processes of energy collection and production, material resources (for example, hydrogen and oxygen) are extracted from the raw materials of biological waste and biomass used in the production of renewable energy. The energy complex 200 of the full spectrum stores, extracts, transports, monitors and controls the specified energy and the indicated resources in order to achieve increased efficiency in the production of energy, material resources and diet.

[0017] Часть выработанной энергии 210, 220 направляют в агропромышленную сеть 300 полного спектра. Часть выработанной энергии 210, 220 направляют в промышленный комплекс 400 полного спектра. Часть выработанной энергии 210, 220 заново вводят в цикл энергетического комплекса 200 полного спектра. Часть выработанной энергии 210, 220 направляют внешним получателям и/или направляют в национальную электрическую сеть и/или в национальный газопровод.[0017] A portion of the generated energy 210, 220 is directed to the full spectrum agribusiness network 300. Part of the generated energy 210, 220 is directed to the industrial complex 400 of the full spectrum. Part of the generated energy 210, 220 is reintroduced into the cycle of the energy complex 200 of the full spectrum. Part of the generated energy 210, 220 is sent to external recipients and / or sent to the national electric network and / or to the national gas pipeline.

[0018] Агропромышленная сеть 300 полного спектра получает возобновляемую энергию, выработанную энергетическим комплексом 200 полного спектра, с целью обеспечения энергией функций таких подсистем, как сельское хозяйство, животноводство и рыболовство. В этот список входят возобновляемое топливо для сельхозтехники, автотранспортных средств, лодок и кораблей, а также электричество для освещения, обогрева, обеспечения работы машинного оборудования и т.д.[0018] The full-spectrum agro-industrial network 300 receives renewable energy produced by the full-spectrum energy complex 200, with the goal of providing energy to the functions of subsystems such as agriculture, livestock, and fisheries. This list includes renewable fuels for agricultural machinery, vehicles, boats and ships, as well as electricity for lighting, heating, ensuring the operation of machinery, etc.

[0019] Агропромышленная сеть 300 полного спектра получает материальные ресурсы и побочные продукты, такие как другие материальные ресурсы (например, микроэлементы 250) и чистую воду 260, произведенные энергетическим комплексом 200 полного спектра, для обогащения режимов питания в подсистемах сельского хозяйства, животноводства и рыболовства с целью повысить эффективность выращивания растительного урожая 340 и животного урожая 350.[0019] A full-spectrum agro-industrial network 300 receives material resources and by-products, such as other material resources (for example, trace elements 250) and clean water 260 produced by the full-spectrum energy complex 200, to enrich nutrition in subsystems of agriculture, livestock and fisheries in order to increase the efficiency of growing vegetable crops 340 and animal crops 350.

[0020] Агропромышленная сеть 300 полного спектра осуществляет сбор энергетического сырья и передачу его в энергетический комплекс 200 полного спектра, где оно используется при выработке возобновляемой энергии. Пригодное сырье включает биомассу 310 (например, скошенные растения), биологические отходы 320 (например, сточные воды, сельскохозяйственные сточные воды, отходы мясоконсервной промышленности, сток от рыболовного хозяйства), набор биотоплива 330 (например, водоросли, просо) и т.д.[0020] A full-spectrum agro-industrial network 300 collects energy raw materials and transfers them to a full-spectrum energy complex 200, where it is used to generate renewable energy. Suitable raw materials include biomass 310 (e.g., mowed plants), biological waste 320 (e.g., sewage, agricultural sewage, waste from the canned meat industry, stock from fisheries), a biofuel kit 330 (e.g., seaweed, millet), etc.

[0021] Промышленный комплекс 400 полного спектра повторно использует возобновляемую энергию, выработанную энергетическим комплексом 200 полного спектра, с целью обеспечения энергии для устойчивого производства материальных ресурсов и экологически чистой промышленности. В этот список входят возобновляемое топливо для двигателей внутреннего сгорания (например, стационарных двигателей, автотранспортных средств), а также электричество для освещения, обогрева, обеспечения работы машинного оборудования и т.д.[0021] The full-spectrum industrial complex 400 reuses the renewable energy produced by the full-spectrum energy complex 200 to provide energy for sustainable production of material resources and environmentally friendly industries. This list includes renewable fuels for internal combustion engines (for example, stationary engines, vehicles), as well as electricity for lighting, heating, operation of machinery, etc.

[0022] Промышленный комплекс 400 полного спектра использует материальные ресурсы 230, 240 и побочные продукты 250, полученные от энергетического комплекса 200 полного спектра, для производства дополнительных материальных ресурсов (например, конструкционного углерода 420 и промышленных алмазов 430).[0022] The full spectrum industrial complex 400 utilizes material resources 230, 240 and by-products 250 obtained from the full spectrum energy complex 200 to produce additional material resources (for example, structural carbon 420 and industrial diamonds 430).

[0023] Промышленный комплекс 400 полного спектра использует материальные ресурсы и побочные продукты, полученные от энергетического комплекса 200 полного спектра, для производства таких товаров, как экологически чистые энергомеханизмы 410 на основе углерода, включая солнечно-тепловые устройства 410, ветряные турбины 410, водные турбины 410, электролизеры 410, двигатели внутреннего сгорания и генераторы 410, запасные части 440 для автомобилей, кораблей и грузовиков, полупроводники 450, нанотехнологии 460, сельскохозяйственное и рыболовное оборудование 470 и т.д.[0023] The full-spectrum industrial complex 400 utilizes the material resources and by-products obtained from the full-spectrum energy complex 200 to produce products such as carbon-based energy-saving mechanisms 410, including solar thermal devices 410, wind turbines 410, and water turbines 410, electrolyzers 410, internal combustion engines and generators 410, spare parts 440 for cars, ships and trucks, semiconductors 450, nanotechnologies 460, agricultural and fishing equipment 470 etc.

[0024] Промышленный комплекс 400 полного спектра поставляет часть или все указанные продукты и побочные продукты энергетическому комплексу 200 полного спектра и агропромышленной сети 300 полного спектра.[0024] The full-spectrum industrial complex 400 supplies part or all of these products and by-products to the full-spectrum energy complex 200 and the full-spectrum agro-industrial network 300.

[0025] Энергетический комплекс 200 полного спектра использует солнечно-тепловые устройства 410, ветряные турбины 410, водные турбины 410, электролизеры 410, двигатели внутреннего сгорания и генераторы 410 и т.д., произведенные и предоставленные промышленным комплексом 400, для выработки возобновляемой энергии.[0025] The full-spectrum energy complex 200 uses solar thermal devices 410, wind turbines 410, water turbines 410, electrolyzers 410, internal combustion engines and generators 410, etc., produced and provided by industrial complex 400, to generate renewable energy.

[0026] Агропромышленная сеть 300 полного спектра использует двигатели внутреннего сгорания и генераторы 410, сельскохозяйственное и рыболовное оборудование 470 и другие устройства, произведенные и предоставленные промышленным комплексом 400, для производства режимов питания.[0026] The full-spectrum agro-industrial network 300 uses internal combustion engines and generators 410, agricultural and fishing equipment 470, and other devices manufactured and provided by industrial complex 400 to produce power modes.

[0027] Энергия, выработанная интегрированной системой 100 выработки полного спектра, обеспечивает энергией все подсистемы, включая повторный ввод энергии в цикл с целью дальнейшей выработки возобновляемой энергии. Одновременно часть или все продукты и побочные продукты, выработанные в системе 100, используют для обеспечения функций всех подсистем. В то же время отходы, произведенные системой 100, улавливают и используют в качестве сырья для обеспечения функций всех подсистем. Интегрированные и взаимозависимые подсистемы используют адаптивный контроль за аутогенными каскадными преобразованиями энергии и аутогенным самовосстановлением материальных ресурсов. Таким образом, система постоянно заново использует возобновляемую энергию, устойчивые материальные ресурсы и другие побочные продукты в качестве различных источников и в различных процессах подсистем (энергетического комплекса, агропромышленной сети, промышленного комплекса). Благодаря этому система 100 осуществляет сбор большего количества подаваемой энергии и ресурсов из различных источников ресурсов в системе, чем было бы возможно при использовании существующих средств. Подобный промышленный симбиоз умножает объем различных ресурсов и энергии, собранных из возобновляемого сырья и побочных продуктов в системе, обеспечивая, среди прочих преимуществ системы, повышение полезности, снижение затрат и улучшение экологической обстановки.[0027] The energy generated by the integrated full spectrum generation system 100 provides energy to all subsystems, including re-introducing energy into the cycle to further generate renewable energy. At the same time, part or all of the products and by-products developed in system 100 are used to provide the functions of all subsystems. At the same time, the waste generated by system 100 is captured and used as raw material to ensure the functions of all subsystems. Integrated and interdependent subsystems use adaptive control of autogenous cascade energy conversions and autogenous self-healing of material resources. Thus, the system constantly reuses renewable energy, sustainable material resources and other by-products as various sources and in various processes of subsystems (energy complex, agricultural network, industrial complex). Due to this, the system 100 collects more of the supplied energy and resources from various sources of resources in the system than would be possible using existing means. Such industrial symbiosis multiplies the volume of various resources and energy collected from renewable raw materials and by-products in the system, providing, among other advantages of the system, increased utility, reduced costs and improved environmental conditions.

[0028] На фиг.1C приведена схематичная иллюстрация интегрированной системы выработки полного спектра и показаны различные примерные функциональные зоны в наземной системе; на фиг.1C приведена схематичная иллюстрация интегрированной системы 100 выработки полного спектра и показаны различные примерные функциональные зоны в океанической системе. Показанные системы включают интегрированную систему выработки в наземных и океанических условиях с адаптивным контролем за аутогенными каскадными преобразованиями энергии и аутогенным самовосстановлением материальных ресурсов, а также производством режимов питания. Система включает функциональные зоны, используемые в целях сбора и/или выработки энергии из возобновляемых источников, и сбора материальных ресурсов из возобновляемого сырья, позволяющие хранить, извлекать, транспортировать, отслеживать и управлять энергией и материальными ресурсами с целью достижения повышенной эффективности выработки энергии, материальных ресурсов и режимов питания. В таблице 1', приведенной ниже, более подробно излагаются примерные варианты выходов, систем и средств, связанных с приведенными в качестве примера функциональными зонами.[0028] FIG. 1C is a schematic illustration of an integrated full spectrum generation system and various exemplary functional areas in a ground system are shown; 1C is a schematic illustration of an integrated full spectrum generation system 100 and various exemplary functional areas in an oceanic system are shown. The systems shown include an integrated production system in terrestrial and oceanic conditions with adaptive control of autogenous cascade energy conversions and autogenous self-healing of material resources, as well as the production of nutritional regimes. The system includes functional areas used for the collection and / or generation of energy from renewable sources, and the collection of material resources from renewable raw materials, allowing storing, extracting, transporting, tracking and managing energy and material resources in order to achieve increased efficiency in the production of energy, material resources and dietary patterns. Table 1 ', below, sets out in more detail exemplary output options, systems, and tools associated with the function zones given as an example.

Таблица 1'
Функциональные зоны интегрированной системы полного спектра
Table 1'
Functional areas of the integrated full spectrum system
Функциональные зоны интегрированной системы полного спектраFunctional areas of the integrated full spectrum system Интегрированная система выработки в наземных и океанических условиях с адаптивным контролем за аутогенными каскадными преобразованиями энергии и аутогенным самовосстановлением материальных ресурсов, а также производством режимов питания. Система включает функциональные зоны, используемые в целях:
- сбора и/или выработки энергии из возобновляемых источников
- сбора материальных ресурсов из возобновляемого сырья, позволяющие хранить, извлекать, транспортировать, отслеживать и управлять энергией и материальными ресурсами с целью достижения повышенной эффективности выработки энергии, материальных ресурсов и режимов питания.
An integrated production system in terrestrial and oceanic conditions with adaptive control of autogenous cascade energy conversions and autogenous self-healing of material resources, as well as the production of dietary regimes. The system includes functional areas used for:
- collection and / or generation of energy from renewable sources
- collection of material resources from renewable raw materials, which allows storing, extracting, transporting, tracking and managing energy and material resources in order to achieve increased efficiency of energy production, material resources and nutritional regimes.
ЗонаZone ВыходExit Системы и средстваSystems and Tools Зона сбора энергииEnergy collection area Возобновляемая энергия, собранная из таких источников, как:
- солнечный
- ветряной
- геотермальный
- текущая вода
- биомасса и биологические отходы
- машинный тепловой
- отведенное тепло
Renewable energy collected from sources such as:
- sunny
- chickenpox
- geothermal
- flowing water
- biomass and biological waste
- machine heat
- heat removed
- солнечные тепловые устройства
- ветряные турбины
- турбины проточной воды
- устройства для преобразования тепла
- электролизеры
- адаптивный контроль за автогенными каскадными преобразованиями энергии
- solar thermal devices
- wind turbines
- running water turbines
- heat conversion devices
- electrolyzers
- adaptive control of autogenous cascade energy conversions
Зона выработки энергииPower generation zone Возобновляемые:
- электричество
- газовое топливо (например, водород, метан, СПГ)
- жидкое топливо (например, метан, биодизель, HyBoost)
- сырье энергоносителя
Renewable:
- electricity
- gas fuel (e.g. hydrogen, methane, LNG)
- liquid fuels (e.g. methane, biodiesel, HyBoost)
- energy raw materials
- водородные двигатели внутреннего сгорания
- генераторы
- системы переработки биомассы/биологических отходов
- электролизеры
- hydrogen internal combustion engines
- generators
- biomass / biological waste processing systems
- electrolyzers
Зона геологического хранения и извлеченияGeological Storage and Retrieval Zone - увеличение тепловой энергии в хранимых газах
- освоение существующих химических ресурсов и микроэлементов
- смягчение эффекта непостоянства источников возобновляемой энергии (например, солнечной, ветряной)
- increase in thermal energy in stored gases
- development of existing chemical resources and trace elements
- mitigation of the variability of renewable energy sources (for example, solar, wind)
- геотермальные резервуары
- ветряные турбины
- системы нагнетания газа
- устройства для преобразования тепла
- geothermal reservoirs
- wind turbines
- gas injection systems
- heat conversion devices
Зона транспортировки энергииEnergy transportation area Доставка:
- варьируемого электричества по требованию
- газового топлива (например, водорода, метана, СПГ)
- жидкого топлива (например, метана, биодизеля, обогащенного водородом топлива)
- сырья энергоносителя
- сырья материальных ресурсов
Delivery:
- variable electricity on demand
- gas fuel (e.g. hydrogen, methane, LNG)
- liquid fuels (e.g. methane, biodiesel, hydrogen enriched fuels)
- energy raw materials
- raw material resources
- система хранения и фильтрации энергии
- водород под давлением и другие газы
- работающие на водородном топливе грузовики, баржи, корабли и поезда
- газовая сеть
- электрическая сеть
- energy storage and filtration system
- hydrogen under pressure and other gases
- hydrogen-powered trucks, barges, ships and trains
- gas network
- electrical network
Зона переработки биомассы/биологи-ческих отходовBiomass / Biological Waste Processing Area - энергия
- топливо
- сырье энергоносителя
- сырье материальных ресурсов
- energy
- fuel
- energy raw materials
- raw material resources
- биореакторы
- электролизеры
- bioreactors
- electrolyzers
Сельскохозяйст-венная зонаAgricultural zone - питание человека, животных и растений
- растительный урожай
- животный урожай
- биотопливо
- биомасса
- биологические отходы
- human, animal and plant nutrition
- plant crop
- animal harvest
- biofuel
- biomass
- biological waste
Фермы и рыболовные хозяйства с:
- контролируемым микроклиматом
- режимами питания, такими как микроэлементы и другие материальные ресурсы для обогащения почвы и воды
- очисткой воды
- интегрированным сбором биомассы и биологических отходов
Farms and fisheries with:
- controlled microclimate
- dietary conditions, such as microelements and other material resources for enriching soil and water
- water treatment
- integrated collection of biomass and biological waste
Зона производства материальных ресурсовMaterial Production Zone - химические и минеральные побочные продукты (например, водород, метан, оксиды углерода, нефтепродукты, зола, азот)
- дополнительные побочные продукты (например, водород, углерод, конструктивный углероды, кислород, аммиак, удобрения, метиловый спирт)
- chemical and mineral by-products (e.g. hydrogen, methane, carbon oxides, petroleum products, ash, nitrogen)
- additional by-products (e.g. hydrogen, carbon, structural carbons, oxygen, ammonia, fertilizers, methyl alcohol)
- автогенное самовосстановление материальных ресурсов из сырья носителя- autogenous self-healing of material resources from carrier raw materials
Зона производства промышленного комплексаIndustrial complex production area Экологически чистые механизмы, такие как:
- солнечные тепловые устройства
- ветряные турбины
- турбины текущей воды
- устройства для преобразования тепла
- электролизеры
- тонкие полимерные пленки
- двигатели и генераторы
Другие промышленные товары:
- конструктивный углерод
- промышленные алмазы
- запчасти для автомобилей, грузовиков, поездов и кораблей
- полупроводники
- нанотехнологии
- оборудование для ферм и рыболовческих хозяйств
Потребительские товары длительного пользования
Environmentally friendly mechanisms, such as:
- solar thermal devices
- wind turbines
- flowing water turbines
- heat conversion devices
- electrolyzers
- thin polymer films
- engines and generators
Other industrial products:
- structural carbon
- industrial diamonds
- spare parts for cars, trucks, trains and ships
- semiconductors
- nanotechnology
- equipment for farms and fisheries
Consumer durables
- подготовка сырья до изготовления товаров
- производство материальных ресурсов
- экологически чистое производство с использованием возобновляемых водородных двигателей внутреннего сгорания (стационарных, автомобильных)
- preparation of raw materials before the manufacture of goods
- production of material resources
- environmentally friendly production using renewable hydrogen internal combustion engines (stationary, automobile)
Зона водоиспользо-ванияWater use zone - вода
- контролируемый водный микроклимат для осуществления процессов в системе
- water
- controlled water microclimate for the implementation of processes in the system
- выработка новой воды
- очистка воды
- регенерация воды
- сохранение воды
- термопоглощение при помощи воды
- адаптивный контроль воды в системе
- production of new water
- water purification
- water regeneration
- water conservation
- thermal absorption with water
- adaptive control of water in the system
Зона управления и координацииManagement and coordination area Макрокоординация данных между зонами для решения задачи экологически чистого производства энергии, материальных ресурсов и режимов питания Macro-coordination of data between zones to solve the problem of environmentally friendly production of energy, material resources and diet - встроенные устройства-датчики во всех зонах
- компьютерный мониторинг и управление при помощи встроенных устройств-датчиков
- автоматизация
- робототехника
- управление информацией/данными на микроскопических уровнях
- built-in sensor devices in all zones
- computer monitoring and control using built-in sensor devices
- automation
- robotics
- management of information / data at microscopic levels
Зона технологичес-кого обученияTechnology Training Zone - развитие специализированных навыков персонала в различных областях
- создание рабочих мест на каждом участке организации
- новые виды занятости в энергетическом секторе, подходящие для интегрированной выработки возобновляемой энергии, производства возобновляемых материальных ресурсов и производства возобновляемых режимов питания
- development of specialized staff skills in various fields
- job creation at each site of the organization
- New types of employment in the energy sector suitable for integrated renewable energy production, renewable material production and renewable food production
- интегрированное обучение в различных областях
- помощь в использовании, мониторинге и выполнении работы в среде интегрированной системы производства полного спектра
- integrated training in various fields
- assistance in the use, monitoring and performance of work in the environment of an integrated production system of a full range

[0041] На фиг.1 показана система 2, в которой подходящий мотор или двигатель 4 расширения газа приводит груз, такой как генератор 5 электроэнергии, как показано на чертеже. Пар и/или газы, выходящие из расширителя 4, переносятся трубопроводом 6 на теплообменник 8 для доставки тепла, не преобразованного в работу расширителем 4. Теплообменник 8 является типичным элементом для одной или нескольких подходящих подсистем и используется для доставки тепла, используемого для таких целей, как анаэробная переработка относительно подвода тепла, который может быть необходим для осуществления работы варианта выполнения 72, показанного на фиг.2, высушивания одежды, нагревания воды и нагревания воздуха в жилых помещениях, плавления льда на тротуарах и дорогах, различных промышленных вариантов применения, требующих нагревания, высушивания, выдержки и/или обезвоживания, а также коммерческих вариантов применения, таких как нагревание воды и тепловое замораживание, и/или отвод атмосферного воздуха, охлаждаемого выпариванием атмосферного воздуха, потока, озера или морской воды.[0041] Figure 1 shows a system 2 in which a suitable motor or gas expansion engine 4 drives a load, such as an electric power generator 5, as shown in the drawing. Vapor and / or gases leaving the expander 4 are transferred by a pipe 6 to the heat exchanger 8 to deliver heat that is not converted to work by the expander 4. The heat exchanger 8 is a typical element for one or more suitable subsystems and is used to deliver the heat used for such purposes, as anaerobic processing regarding the supply of heat, which may be necessary to carry out the work of the embodiment 72 shown in FIG. 2, drying clothes, heating water and heating air in residential premises, pl ice buildup on sidewalks and roads, various industrial applications requiring heating, drying, aging and / or dehydration, as well as commercial applications, such as heating water and heat freezing, and / or removing atmospheric air cooled by evaporation of atmospheric air, a stream , lake or sea water.

[0042] После удаления достаточного количества тепла посредством одного или нескольких процессов теплообмена, обозначенных позицией 8, рабочую жидкость конденсируют для формирования столба жидкости или "напора" для доставки через трубопровод 10 с целью привода жидкостного двигателя 14, расположенного ниже, например, в точке под конструкционным уплотнением 12, функционирующего с интегрированным генератором электроэнергии. После установления напора жидкости в трубопроводе 10 жидкостный двигатель 14 преобразовывает потенциальную энергию жидкости в столбе 10 в мощность на валу. В случаях, если жидкость, доставленная на двигатель 14, получает тепло от подходящего источника, такого как геотермальная формация, рабочая жидкость может испаряться или перегреваться, что приводит в движение двигатель 14. После указанного этапа преобразования энергии рабочая жидкость в виде жидкости и/или пара, выходящая из двигателя 14, затем доставляется глубже в геотермальную формацию для повторного нагрева, как в общих чертах показано в виде пути 16 движения. В определенных формациях предпочтительно использовать одно или несколько горизонтальных отверстий, направленных в сторону или к сборному колодцу 18 с целью возвращения нагретой жидкости посредством изолированного трубопровода 20 на поверхность 22. В других случаях, когда имеются подходящие геотермальные формации, можно обеспечить параллельный или соосный ток нагретой рабочей жидкости по тому же колодцу, по которому осуществляется сток воды вниз.[0042] After sufficient heat has been removed by one or more heat transfer processes, indicated at 8, the working fluid is condensed to form a column of liquid or a “head” for delivery through a conduit 10 to drive a fluid engine 14 located below, for example, at a point below structural seal 12, operating with an integrated generator of electricity. After establishing the pressure of the liquid in the pipeline 10, the liquid engine 14 converts the potential energy of the liquid in the column 10 into power on the shaft. In cases where the fluid delivered to the engine 14 receives heat from a suitable source, such as a geothermal formation, the working fluid may evaporate or overheat, which drives the engine 14. After this energy conversion step, the working fluid is in the form of a liquid and / or steam exiting engine 14 is then delivered deeper into the geothermal formation for reheating, as outlined in general as a path 16. In certain formations, it is preferable to use one or more horizontal openings directed to the side or to the collection well 18 in order to return the heated fluid through an insulated conduit 20 to surface 22. In other cases, when suitable geothermal formations are available, it is possible to provide parallel or coaxial current to the heated working liquids in the same well through which the water flows down.

[0043] После того как нагретая рабочая жидкость достигла поверхности, ее перенаправляют посредством трубопроводов 23 и 25 на клапаны 34 и 24 и на один или несколько необязательных источников тепла, таких как тепловой двигатель 32 или иной источник тепла, такой как солнечный нагреватель 30. В случае если возможно осуществить дальнейшее нагревание, рабочую жидкость перенаправляют через клапаны 34 и 24 на один или несколько теплообменников, таких как 28 и/или 36, для получения тепловых добавок от источников с более высокой температурой, таких как тепловой двигатель 32, или при помощи подходящего улавливателя или концентратора 30 солнечной энергии, как показано на чертеже. Это позволяет системе 2 достичь более высокого ежегодного объема преобразования энергии и более высокого теплового КПД вследствие подобного гибридного прироста процессов теплообмена ситуативно доступного тепла после того, как осуществлен главный процесс теплообмена в формации 16.[0043] After the heated working fluid has reached the surface, it is redirected via lines 23 and 25 to the valves 34 and 24 and to one or more optional heat sources, such as a heat engine 32 or other heat source, such as a solar heater 30. B if it is possible to carry out further heating, the working fluid is redirected through valves 34 and 24 to one or more heat exchangers, such as 28 and / or 36, to obtain thermal additives from sources with a higher temperature, such as heat motor 32, or by means of a suitable separator or concentrator of solar energy 30 as shown in FIG. This allows the system 2 to achieve a higher annual amount of energy conversion and higher thermal efficiency due to a similar hybrid increase in the heat transfer processes of situationally available heat after the main heat transfer process in formation 16 has been carried out.

[0044] Показанные компоненты гибридной системы также позволяют внедрять множество новых режимов работы, включая намного более длительную выдержку рабочей жидкости, которая заново нагревается при хранении в формации 16 между периодами максимальной нагрузки топлива или электричества. Это позволяет рабочей жидкости получать тепло от большего участка геотермальной формации, и, тем самым, может быть достигнуто более высокое значение температуры. Дополнительное повышение КПД системы 2 достигается, когда двигатель-генератор 32 используется в периоды максимальной нагрузки, и, тем самым, большее количество тепла, обеспеченного благодаря работе клапана 34 и теплообменника 36, может быть доставлено в рабочую жидкость посредством схем теплообменника, как показано в случае с рекуперацией тепла, отведенного источником тепла, таким как двигатель 32.[0044] The shown components of the hybrid system also allow for the introduction of many new operating modes, including a much longer shutter speed of the working fluid, which is reheated when stored in Formation 16 between periods of maximum fuel or electricity load. This allows the working fluid to receive heat from a larger portion of the geothermal formation, and thereby a higher temperature can be achieved. An additional increase in the efficiency of system 2 is achieved when the engine generator 32 is used during periods of maximum load, and, thereby, a greater amount of heat provided by the operation of the valve 34 and the heat exchanger 36 can be delivered to the working fluid through heat exchanger circuits, as shown in the case with the recovery of heat removed by a heat source such as an engine 32.

[0045] Вариант выполнения изобретения заключается в доставке парообразной и/или жидкой рабочей жидкости для обеспечения работы расширения в подходящем двигателе 4 или 52, доставляющем уже не находящуюся под давлением жидкость на наивысшую целесообразную высоту, например, с помощью комбинированных функций с подходящими вещательными антеннами 50 и ветряными генераторами 38, вершинами холмов или горными хребтами 25 с целью ускорения конденсации, осуществляемой теплообменником(ами) 8 или 40 с целью конденсирования рабочей жидкости путем выработки наивысшего жидкостного напора или вертикальной высоты над смешанной фазой жидкого двигателя или двигателей, таких как 14 или 44. Важные усовершенствования цикла термодинамики, такого как цикл Ранкина, достигаются путем выработки плотной, если даже не жидкой, рабочей жидкости на значительной высоте от зоны, в которой давление и кинетическая энергия такой рабочей жидкости выполняет работу в точке рядом с участком, где рабочую жидкость заново нагревают и испаряют. Таким образом, скважинная система преобразования энергии 44 может представлять собой приводимый жидкостью мотор, устройство, осуществляющее сбор кинетической энергии и давления смешанных фаз рабочей жидкости, или устройство расширения пара, расположенное в зоне, получающей достаточное количество геотермального тепла для выработки желаемой фазы или фаз, при этом поддерживая или повышая давление указанных фаз. Благодаря этому значительно повышается объем выработки энергии и КПД системы 2, а сходные структуры, способные обеспечить подобные гибридные усовершенствования работы цикла Ранкина, в котором указанная жидкость вырабатывается на высоте, обеспеченной таким вариантом выполнения, как башня ветряной турбины, холм или иное топографическое образование со значительной высотой, башня связи и специально возведенная башня.[0045] An embodiment of the invention is to deliver a vaporous and / or liquid working fluid to provide expansion operation in a suitable engine 4 or 52, delivering the liquid that is no longer under pressure to the highest suitable height, for example, using combined functions with suitable broadcasting antennas 50 and wind generators 38, hilltops or mountain ranges 25 in order to accelerate the condensation by the heat exchanger (s) 8 or 40 in order to condense the working fluid by generating and the highest liquid head or vertical height above the mixed phase of the liquid engine or engines, such as 14 or 44. Important improvements to the thermodynamic cycle, such as the Rankin cycle, are achieved by generating a dense, if not liquid, working fluid at a considerable height from the zone, where the pressure and kinetic energy of such a working fluid performs work at a point near the site where the working fluid is reheated and evaporated. Thus, the downhole energy conversion system 44 may be a fluid-driven motor, a device that collects kinetic energy and pressure of the mixed phases of the working fluid, or a steam expansion device located in an area that receives enough geothermal heat to generate the desired phase or phases, while maintaining or increasing the pressure of these phases. Due to this, the volume of energy production and efficiency of system 2 is significantly increased, and similar structures that can provide similar hybrid improvements to the Rankin cycle, in which the liquid is produced at a height provided by such an embodiment as a wind turbine tower, hill or other topographic formation with significant high, communication tower and a specially erected tower.

[0046] Обычно ветряные турбины-генераторы 38 вырабатывают больше энергии, если их разместить высоко над поверхностью земли, что позволяет им улавливать ветер высокой скорости. При размещении теплообменника 40 на или рядом с верхушкой подобных башен ветряных турбин повышается охлаждающая способность, необходимая для достаточного конденсирования желаемой фазы рабочей жидкости, и можно избежать многих причин загрязнения на уровне земли, а также обеспечивается столб жидкости 42 большей высоты, доставляемый на двигатель-генератор 44 посредством изолированного трубопровода внутри соосного трубопровода, как показано на чертеже. После осуществления преобразования энергии двигателем-генератором 44 такие охлажденные расширением жидкости и/или пары, выходящие из 44, нагреваются окружающей геотермальной формацией 46 для создания паров, переносимых посредством изолированного трубопровода 48 на двигатель-генератор 52, как показано на чертеже. Жидкость, выходящая из расширителя 52, доставляется на конденсатор 40 посредством трубопровода 54, как показано на чертеже.[0046] Typically, wind turbine generators 38 generate more energy when placed high above the surface of the earth, which allows them to capture high speed winds. When the heat exchanger 40 is placed on or near the top of such towers of wind turbines, the cooling capacity required to sufficiently condense the desired phase of the working fluid is increased, and many causes of pollution at ground level can be avoided, and a column of liquid 42 of a higher height delivered to the engine generator can be provided. 44 by means of an insulated pipe inside a coaxial pipe, as shown in the drawing. After the energy has been converted by the engine-generator 44, such expansion-cooled fluids and / or vapors exiting 44 are heated by the surrounding geothermal formation 46 to create vapor transferred via an insulated conduit 48 to the engine-generator 52, as shown in the drawing. The fluid exiting the expander 52 is delivered to the condenser 40 via a conduit 54, as shown in the drawing.

[0047] Предпочтительно, обеспечивается реверсивная работа жидкостного двигателя 14 в виде жидкостного насоса или двигателя, что позволяет ему по требованию работать в качестве приводимого электродвигателем насоса для доставки жидкостей, включая химические вещества, от источника 128, показанного на фиг.2, в обслуживаемую геоформацию. Благодаря обеспечению соответствующей системы трубопроводов и работы клапанов можно решить задачи повышения эксплуатационных характеристик и работ по техобслуживанию, которые могут быть необходимы для использования с различными геоформациями, как описано в отношении систем, показанных на фиг.1, 2 и 3.[0047] Preferably, reversible operation of the liquid engine 14 in the form of a liquid pump or engine is provided, which allows it to operate on demand as an electric motor driven pump for delivering liquids, including chemicals, from source 128, shown in FIG. 2, to the serviced geoformation . By providing an appropriate piping system and valve operation, it is possible to solve the problems of improving performance and maintenance work that may be necessary for use with various geoformations, as described in relation to the systems shown in figures 1, 2 and 3.

[0048] Во многих случаях системы, показанные на фиг.1, 2 и/или 3, имеют похожие операции и подповерхностную формацию для обеспечения достаточного улучшения качества указанных операций. Однако будет полезным (и в некоторых случаях предполагаемым) использование системы, показанной на фиг.1, на значительном расстоянии от системы, показанной на фиг.2, а также предоставление веществ из подсистемы с хранилищем, сходным с питающим баком 128, с периодическим использованием насоса 14 в качестве вспомогательного элемента для доставки подобных веществ с целью повышения качества работы систем, показанных на фиг.1 и 2.[0048] In many cases, the systems shown in FIGS. 1, 2 and / or 3 have similar operations and a subsurface formation to provide a sufficient improvement in the quality of these operations. However, it will be useful (and in some cases intended) to use the system shown in FIG. 1 at a considerable distance from the system shown in FIG. 2, as well as to provide substances from a subsystem with a storage similar to feed tank 128, with periodic use of a pump 14 as an auxiliary element for the delivery of such substances in order to improve the quality of the systems shown in figures 1 and 2.

[0049] В качестве иллюстрации возможностей для гибридизации с целью сезонного повышения качества добычи геотермальной энергии почти на любом континенте в таблице 1 показано, что значительное количество летней энергии доступно в условиях, когда световые дни длиннее и отсутствует облачность, например, в окрестностях г. Фэрбенкс, центральная Аляска, а также на других равнинных участках Севера, по сравнению с более теплыми участками, такими как г. Гейнсвилль, штат Флорида. Окрестности г. Фэрбенкс, штат Аляска, и сходные территории в Канаде получают больше солнечной энергии в условиях длинных световых дней солнечным летом, чем восемь кажущихся более теплыми городов Северной Америки, как видно из таблице 1.[0049] As an illustration of the possibilities for hybridization in order to seasonally improve the quality of geothermal energy production on almost any continent, Table 1 shows that a significant amount of summer energy is available when daylight hours are longer and cloudiness is absent, for example, in the vicinity of Fairbanks , central Alaska, as well as other lowland areas of the North, compared to warmer areas such as Gainesville, Florida. The environs of Fairbanks, Alaska, and similar territories in Canada receive more solar energy under long daylight hours on a sunny summer than the eight seemingly warmer cities in North America, as can be seen in Table 1.

Таблица 1
Сравнение показателей кВт/ч на кв.м на различных территориях в США
Table 1
Comparison of kW / h per sq.m in different territories in the USA
ШтатState ГородCity ВысокийTall НизкийLow СреднийAverage АляскаAlaska ФэрбенксFairbanks 5,875.87 2,122.12 3,993.99 АлабамаAlabama МонтгомериMontgomery 4,694.69 3,373.37 4,234.23 АрканзасArkansas Литл-РокLittle rock 5,295.29 3,883.88 4,694.69 КалифорнияCalifornia ДэвисDavis 6,096.09 3,313.31 5,105.10 КолорадоColorado БоулдерBoulder 5,725.72 4,444.44 4,874.87 ФлоридаFlorida ГейнсвилльGainesville 5,815.81 4,714.71 5,275.27 ИндианаIndiana ИндианаполисIndianapolis 5,025.02 2,552,55 4,214.21 ОрегонOregon АсторияAstoria 4,764.76 1,991.99 3,723.72 ПенсильванияPennsylvania ПиттсбургPittsburgh 4,194.19 1,451.45 3,283.28 Западная ВиргинияWest Virginia ЧарльстонCharleston 4,124.12 2,472.47 3,653.65

[0050] Таким образом, в областях, где доступно достаточное количество геотермальной энергии, включая скважины для таких целей, как добыча нефти и природного газа, удаление минерализованных сточных вод или возврат природного газа, а также в случаях наличия истощенных скважин для добычи природного газа, обеспечивающих доступ к формациям, имеющим повышенную температуру, целесообразно обеспечить первичное геотермальное нагревание рабочей жидкости с последующим дополнительным нагреванием посредством периодически доступных источников сбора солнечной энергии, способных обеспечить более высокую температуру. Подобные возможности могут также включать периодическое отведение тепла промышленными предприятиями или тепловыми двигателями, такими как поршневые двигатели, газовые турбины и/или системы паровых турбин 32, включая тепловые двигатели, способные работать при максимальной нагрузке, которые должны отводить большое количество тепла.[0050] Thus, in areas where a sufficient amount of geothermal energy is available, including wells for purposes such as oil and natural gas extraction, removal of mineralized wastewater or natural gas recovery, as well as in the case of depleted wells for natural gas production, providing access to formations having a high temperature, it is advisable to provide primary geothermal heating of the working fluid with subsequent additional heating through periodically available collection sources solar energy capable of providing a higher temperature. Such capabilities may also include intermittent heat removal by industrial plants or heat engines, such as reciprocating engines, gas turbines, and / or steam turbine systems 32, including heat engines capable of operating at maximum load, which must remove large amounts of heat.

[0051] Подобное солнечное, промышленное или использующее двигатели максимальной нагрузки пополнение геотермальной энергии, обеспечивающее нагревание выбранных рабочих жидкостей, таких как смесь 2,2,3,3-тетрафторпропанола и воды и/или спиртов, таких как метиловый спирт, аммиака, пропана или фреона, до более высокой температуры, способно значительно увеличить ежегодную выработку энергии и КПД систем преобразования энергии, таких как показанная на фиг.1. Во многих случаях, когда доступна достаточная глубина геотермальных формаций с желаемой теплопроводностью, предпочтительно доставлять жидкую рабочую жидкость на жидкостный двигатель 44 посредством трубопровода 42 для преобразования энергии и возвращать нагретую и испаренную рабочую жидкость посредством трубопровода 48 для расширения пара и преобразования энергии двигателем 52 в качестве закрытой системы рабочей жидкости, не позволяя рабочей жидкости вступать в контакт с формацией. В других случаях предпочтительно обеспечивать плотный контакт выбранных рабочих жидкостей с геотермальной формацией с целью стимулировать выход из формации ценных веществ, которые могут быть выделены или отделены от рабочей жидкости на поверхности.[0051] A similar solar, industrial, or maximum load engine replenishment of geothermal energy providing heating of selected working fluids, such as a mixture of 2,2,3,3-tetrafluoropropanol and water and / or alcohols, such as methyl alcohol, ammonia, propane or Freon, to a higher temperature, can significantly increase the annual energy production and efficiency of energy conversion systems, such as shown in Fig.1. In many cases, when a sufficient depth of geothermal formations with the desired thermal conductivity is available, it is preferable to deliver the liquid working fluid to the liquid engine 44 via the energy conversion pipe 42 and return the heated and vaporized working fluid through the pipe 48 to expand the steam and convert the energy to the engine 52 as closed fluid systems, not allowing fluid to come into contact with the formation. In other cases, it is preferable to provide tight contact of the selected working fluids with the geothermal formation in order to stimulate the exit from the formation of valuable substances that can be isolated or separated from the working fluid on the surface.

[0052] Кроме того, существует крайняя необходимость в усовершенствованном использовании возобновляемой энергии, а также сохранении энергии, в зонах с южным климатом в Южном полушарии, таких как Патагония и пустыня Калахари, а также в зонах с северным климатом в Северном полушарии, таких как часть Аляски, Канада, Шотландия, Скандинавия, Россия и часть Западной Азии. В указанных зонах максимальные нагрузки зачастую возникают зимой, а не летом, когда доступны большие объемы солнечной энергии.[0052] In addition, there is an urgent need for improved use of renewable energy, as well as energy conservation, in southern climate zones in the Southern Hemisphere, such as Patagonia and the Kalahari Desert, as well as in northern climate zones in the Northern Hemisphere, such as part Alaska, Canada, Scotland, Scandinavia, Russia and part of West Asia. In these zones, maximum loads often occur in winter, and not in summer, when large amounts of solar energy are available.

[0053] В подобных случаях имеется возможность снизить или вовсе устранить ограничения цикла Брейтона благодаря большой доле внутреннего движущего потенциала для обеспечения энергией устройств-компрессоров газа или пара. На фиг.2 показано, как газ под высоким давлением вырабатывают по существу способом преобразования жидкости в газ при достаточно высоком давлении для обеспечения компактности при хранении и/или для хранения в геологической формации, имеющей значительное давление в скважине и/или сопротивление проникновению воды. Электролизер 66 обеспечивает сжатый водород и/или углекислый газ для обеспечения движения формации и доставки запасов метана и/или углекислого газа из таких источников, как биореактор 72. Жидкости, включающие смеси веществ, которые получают тепло из формации 86, обеспечивают гораздо большую полезную емкость для работы расширения в устройстве 94, как показано на фиг.2.[0053] In such cases, it is possible to reduce or completely eliminate the limitations of the Brighton cycle due to the large proportion of the internal driving potential for providing energy to gas or vapor compressor devices. Figure 2 shows how high-pressure gas is produced essentially by converting a liquid into gas at a sufficiently high pressure to ensure compact storage and / or storage in a geological formation having significant pressure in the well and / or resistance to water penetration. Electrolyzer 66 provides compressed hydrogen and / or carbon dioxide to allow the formation to move and deliver methane and / or carbon dioxide reserves from sources such as bioreactor 72. Liquids, including mixtures of substances that receive heat from formation 86, provide a much larger useful capacity for the operation of the extension in the device 94, as shown in FIG.

[0054] На фиг.2 показана система 60 для выработки хранимого топлива, такого как водород или метан, из месторождений гидрата метана и/или анаэробного биореактора 72, причем такой водород и/или метан предпочтительно нагнетается циклически или постоянно газами под более высоким давлением, производимыми электролизером 66 и/или подходящим механическим компрессором 122, и доставляется через клапаны 130 и/или 68 на регулятор давления 104 для последующего распределения по трубопроводу 102 и подачи потребителям на значительном расстоянии, либо доставляется в геологическую формацию 86 посредством трубопровода 82 для временного краткосрочного или долгосрочного хранения. В ходе работы электричество, выработанное системой 2 и/или другими источниками, передается по электросети 62 для обеспечения энергией восстановительной системы 64 с целью обеспечения соответствующего напряжения и выпрямленного тока для обеспечения энергией электролизера 66 с целью производства водорода из жидкой массы анаэробного биореактора 72 и/или воды, забранной из местного водоносного пласта 80 посредством насоса 74, и доставленной посредством трубопровода 74, как показано на чертеже.[0054] FIG. 2 shows a system 60 for generating stored fuel, such as hydrogen or methane, from deposits of methane hydrate and / or anaerobic bioreactor 72, wherein such hydrogen and / or methane is preferably pumped cyclically or continuously by gases under higher pressure, produced by the electrolyzer 66 and / or a suitable mechanical compressor 122, and delivered through valves 130 and / or 68 to a pressure regulator 104 for subsequent distribution through the pipeline 102 and supplied to consumers at a considerable distance, or delivered geological formation 86 through conduit 82 for temporary or short term storage. During operation, the electricity generated by the system 2 and / or other sources is transmitted through the electrical network 62 to provide energy to the recovery system 64 to provide the appropriate voltage and rectified current to provide energy to the electrolyzer 66 to produce hydrogen from the liquid mass of the anaerobic bioreactor 72 and / or water taken from the local aquifer 80 through the pump 74, and delivered through the pipe 74, as shown in the drawing.

[0055] Контроллер 70 оптимизирует систему, включая производство водорода под давлением из жидкой массы, полученной благодаря деятельности микроорганизмов в анаэробном биореакторе 72, либо в результате электролиза воды, доставленной посредством трубопровода 78. Описания подобных операций и преимуществ, заключающихся в преобразовании энергии с использованием жидкой массы, полученной благодаря деятельности микроорганизмов в процессе анаэробной переработки органической материи, приведены в совместно рассматриваемых патентных заявках и патенте США 984305, и указанные описания включены в настоящую заявку по ссылке на технологические приемы, позволяющие значительно снизить объем энергии, требуемый для производства водорода, по сравнению с известным способом электролиза воды.[0055] The controller 70 optimizes the system, including the production of hydrogen under pressure from a liquid mass obtained due to the activity of microorganisms in the anaerobic bioreactor 72, or as a result of electrolysis of water delivered through a pipeline 78. Descriptions of such operations and the benefits of energy conversion using liquid masses obtained due to the activity of microorganisms in the process of anaerobic processing of organic matter are given in the jointly considered patent applications and pat US patent 984305, and these descriptions are included in the present application by reference to technological methods that can significantly reduce the amount of energy required for the production of hydrogen, compared with the known method of electrolysis of water.

[0056] Также рассматривается вариант, при котором промышленное использование 108 или переработка 112 периодически позволяют получить углекислый газ, угарный газ и/или водород под давлением путем частичного окисления углеродного донора, либо путем реакции углеродного донора с паром, что по существу показано в виде уравнений 1 и 2.[0056] It is also contemplated that industrial use 108 or recycling 112 periodically produces carbon dioxide, carbon monoxide and / or hydrogen under pressure by partially oxidizing the carbon donor or by reacting the carbon donor with steam, which is essentially shown by equations 1 and 2.

2C+1,5O2→CO+CO2 2C + 1.5O 2 → CO + CO 2 Уравнение 1Equation 1 CH4+H2O→CO+3H2 CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Уравнение 2Equation 2

[0057] Использование подобных газов в процессе, состоящем из их доставки для хранения и/или забора тепла в резервуаре 86, последующего расширения в двигателе-генераторе 94, как показано на чертеже, является существенной возможностью для обеспечения дополнительного объема для хранения и/или извлечения тепла, а также для дальнейшего повышения общей эффективности использования энергии в энергетическом центре, таком как описан в совместно рассматриваемой патентной заявке 60/847063, включая молочные фермы, консервные заводы, скотобойни, фабрики по изготовлению товаров, промышленные комплексы или населенные пункты. [0057] The use of such gases in a process consisting of delivering them to store and / or collect heat in a reservoir 86, and then expanding them in an engine generator 94, as shown in the drawing, is a significant opportunity to provide additional storage and / or recovery volume heat, as well as to further improve the overall energy efficiency of the energy center, such as described in co-pending patent application 60/847063, including dairy farms, canneries, slaughterhouses, and the preparation of goods, industrial complexes or settlements.

[0058] В таблице 2 приведены сравнения функций и температур кипения при атмосферном давлении различных веществ, претендующих на роль рабочих жидкостей и/или химических и нагнетающих веществ для облегчения выделения тепла, а также другие значения из геотермальных формаций. Указанные рабочие жидкости могут использоваться в качестве жидкостей закрытого цикла, размещенных в теплообменных системах, либо в подходящих случаях могут доставляться в геотермальную формацию для обеспечения плотного контакта и повышенной скорости теплообмена.[0058] Table 2 provides a comparison of the functions and boiling points at atmospheric pressure of various substances that claim to be working fluids and / or chemical and injection substances to facilitate heat generation, as well as other values from geothermal formations. These working fluids can be used as closed-loop fluids located in heat exchange systems, or, in suitable cases, can be delivered to the geothermal formation to ensure tight contact and an increased heat transfer rate.

[0059] Во всех вариантах выполнения, целью является обеспечение каскада энергии из условий наивысшей доступности, температуры и давления при работе по преобразованию энергии "полного спектра" для достижения значительного повышения отдачи по сравнению с вложениями, а также общей эффективности использования энергии. Вышеуказанное включает получение новых результатов при использовании известных технологий и известных материалов, включая вторичные материалы и подсистемы, используемые в таких технологиях.[0059] In all embodiments, the goal is to provide a cascade of energy from the conditions of highest availability, temperature and pressure when working on the energy conversion of the "full spectrum" to achieve a significant increase in return compared to investments, as well as the overall energy efficiency. The above includes obtaining new results using known technologies and known materials, including secondary materials and subsystems used in such technologies.

[0060] Во многих сферах применения является целесообразным потратить количество энергии X для получения и доставки жидкости в геотермальную формацию и сохранения количества энергии X. После возвращения хранимой жидкости большее количество энергии может быть получено в виде комплекса тепловой энергии, энергии давления и химической потенциальной энергии.[0060] In many applications, it is advisable to spend the amount of energy X to receive and deliver the fluid to the geothermal formation and conserve the amount of energy X. After returning the stored fluid, more energy can be obtained as a complex of thermal energy, pressure energy and chemical potential energy.

[0061] Во многих случаях предусматривается использование в геотермальных формациях различных смесей с целью повышения уровня теплового вовлечения формации в преобразование энергии и извлечение ценных веществ, обеспечиваемые некоторыми вариантами выполнения изобретения. В качестве примера может предусматриваться смешивание показанных углеводородов, таких как этан, пропан, бутан, углекислый газ и/или водород, для улучшения теплообмена и извлечения ценных веществ во многих формациях, содержащих углеводороды.[0061] In many cases, it is contemplated that various mixtures are used in geothermal formations to increase the level of thermal involvement of the formation in energy conversion and recovery of valuable substances provided by some embodiments of the invention. By way of example, mixing the hydrocarbons shown, such as ethane, propane, butane, carbon dioxide and / or hydrogen, may be provided to improve heat transfer and recover valuable substances in many hydrocarbon containing formations.

[0062] Результаты использования особо полного спектра возможностей включают практический сбор полного спектра солнечной энергии и подпочвенного инфракрасного спектра посредством широкого спектра принципов и компонентов процесса преобразования энергии.[0062] The results of using a particularly complete range of capabilities include the practical collection of the full spectrum of solar energy and the subsoil infrared spectrum through a wide range of principles and components of the energy conversion process.

Таблица 2
Типичные рабочие жидкости
table 2
Typical Fluids
ВеществоSubstance Функции веществаSubstance functions Температура кипения при атмосферном давленииBoiling point at atmospheric pressure (°С)(° C) (°F)(° F) Ацетон Acetone L, S, V, M, AL, S, V, M, A 50,550,5 133133 Этиловый спирт C2H5OHEthyl alcohol C 2 H 5 OH L, V, M, AL, V, M, A 7979 172,4172.4 Аллиловый спиртAllyl alcohol L, V, M, AL, V, M, A 97,297.2 207207 Бутиловый н-спирт Butyl n-alcohol L, V, M, AL, V, M, A 117117 243243 Метиловый спиртMethyl alcohol L, V, M, AL, V, M, A 64,764.7 151151 Пропиловый спиртPropyl alcohol L, V, M, AL, V, M, A 97,597.5 207207 Аммиак NH3 Ammonia NH 3 L, V, M, AL, V, M, A -35,5-35.5 -28,1-28.1 Н-бутанN-butane L, V, ML, V, M -0,5-0.5 31,131.1 Углекислый газCarbon dioxide V, MV, m -78,5-78.5 -109,3-109.3 ХлороформChloroform L, S, V, M, AL, S, V, M, A 62,262,2 142142 Диэтиловый эфирDiethyl ether L, V, M, AL, V, M, A 34,734.7 94,494.4 ДаутермDauterm HH 258258 496496 Простой эфирEther L, S, V, M, AL, S, V, M, A 3535 9595 Этан C2H6 Ethane C 2 H 6 S, V, MS, V, M -88-88 -127-127 Уксусноэтиловый эфирEthyl acetate L, S, V, ML, S, V, M 77,277,2 171171 Бромэтан Bromethane L, S, V, ML, S, V, M 38,438,4 101101 Фреон R-11 Freon R-11 L, V, ML, V, M 23,823.8 74,974.9 Фреон R-12 Freon R-12 L, V, ML, V, M -29,8-29.8 -21,6-21.6 Фреон R-22 Freon R-22 L, V, ML, V, M -41,2-41.2 -42,1-42.1 Н-гептанN-heptane L, S, V, ML, S, V, M 98,498.4 209,2209.2 Н-гексанN-hexane L, S, V, ML, S, V, M 68,768.7 155,7155.7 ВодородHydrogen S, V, H, FS, V, H, F -253-253 -423-423 Метан (CH4)Methane (CH 4 ) S, V, M, FS, V, M, F -161-161 -258-258 Метиловый эфир уксусной кислотыAcetic acid methyl ester L, S, V, ML, S, V, M 57,257.2 135135 Йодистый метилMethyl iodide L, S, V, ML, S, V, M 42,642.6 108108 Н-пентанN-pentane L, S, V, ML, S, V, M 3636 96,996.9 ПропанPropane L, S, V, ML, S, V, M -43-43 -45-45 ВодаWater L, S, V, H, M, AL, S, V, H, M, A 100one hundred 212212 L (жидкостный напор); S (растворитель); V (расширение пара); A (азеотроп); M (смешивающийся агент); H (теплообменный агент); F (топливо).L (liquid head); S (solvent); V (expansion of steam); A (azeotrope); M (miscible agent); H (heat transfer agent); F (fuel).

[0063] Смеси и растворы различных веществ могут использоваться для предотвращения закупорки замороженными твердыми веществами. Этиловый спирт замерзает при -117,3°C (-179°F). Метиловый спирт замерзает при -97°C (-143°F). Смеси рабочих жидкостей и азеотропов показывают, как обеспечить защиту от замерзания в условиях самых низких температур на Земле и как сформировать расширяющиеся пары посредством теплообмена из сравнительно холодных геотермальных источников с температурой примерно 79°C (174°F) или выше. Температура кипения воды составляет 100°C (212°F), а этилового спирта -78,3°C (173°F). Двухчастная азеотропная смесь, состоящая из 95% об. этилового спирта и 5% об. воды, имеет температуру кипения 78,2°C (172,8°F). Трехчастный азеотроп, состоящий из 52% этилового спирта, 44% ацетонитрила и 4% воды, кипит при примерно 67°C (153°F), что позволяет использовать еще более холодные геотермальные формации, когда жидкий азеотроп приводит двигатель-генератор 44, а пар приводит двигатель-генератор 52 в вариантах выполнения системы, показанной на фиг.1.[0063] Mixtures and solutions of various substances can be used to prevent clogging with frozen solids. Ethyl alcohol freezes at -117.3 ° C (-179 ° F). Methyl alcohol freezes at -97 ° C (-143 ° F). Mixtures of working fluids and azeotropes show how to protect against freezing at the lowest temperatures on Earth and how to form expanding vapors by heat exchange from relatively cold geothermal sources with temperatures of approximately 79 ° C (174 ° F) or higher. The boiling point of water is 100 ° C (212 ° F) and ethyl alcohol -78.3 ° C (173 ° F). Two-part azeotropic mixture consisting of 95% vol. ethyl alcohol and 5% vol. water, has a boiling point of 78.2 ° C (172.8 ° F). The three-part azeotrope, consisting of 52% ethyl alcohol, 44% acetonitrile and 4% water, boils at approximately 67 ° C (153 ° F), which allows the use of even colder geothermal formations when the liquid azeotrope drives the engine-generator 44, and steam leads the engine generator 52 in embodiments of the system shown in figure 1.

[0064] Использование в скважинах водорода и/или смесей водорода и углеводородов, называемых "HyBoost"-топливом, в шахтах и геотермальных формациях для привода двигателей-генераторов 131, либо топливных элементов, включая высокотемпературные элементы 137, позволяет обеспечить дополнительное тепло более высокой температуры, чем окружающая формация, что позволяет повысить скорость и КПД общего преобразования энергии системами, показанными на фиг.1 и 2. Комбинированный тепловой и мощностный (CHP) двигатель 109 может работать при оптимальных условиях для удовлетворения изменяющихся нужд в электричестве и тепле с уравниванием нагрузки, когда реверсивный топливный элемент 137 вырабатывает или обеспечивается электричеством и теплом, отведенным двигателем, либо топливный элемент используется для таких целей, как сушка, приготовление пищи, консервирование и нагревание или обеззараживание воды. Запасы водорода и/или кислорода высокой степени чистоты, произведенные и сжатые реверсивным электролизером 135, предпочтительно используются в коммерческих или промышленных целях в промышленных комплексах или населенных пунктах.[0064] The use of hydrogen and / or mixtures of hydrogen and hydrocarbons in wells, called "HyBoost" fuels, in mines and geothermal formations to drive engine generators 131, or fuel cells, including high-temperature cells 137, allows for the provision of additional heat of higher temperature than the surrounding formation, which allows to increase the speed and efficiency of the general energy conversion by the systems shown in Figs. 1 and 2. The combined heat and power (CHP) engine 109 can operate under optimal conditions for meet the changing needs of electricity and heat with a load equalization when a reversible fuel cell 137 generates or is provided with electricity and heat, retracted engine or a fuel cell is used for purposes such as drying, cooking, heating and preserving or disinfecting water. Stockpiles of hydrogen and / or oxygen of a high degree of purity, produced and compressed by a reversible electrolyzer 135, are preferably used for commercial or industrial purposes in industrial complexes or towns.

[0065] Сжатый кислород из реверсивного электролизера 135 высокого давления также доставляют по линии 133 на двигатель-генератор 131 и/или топливный элемент 137 с целью выработки электроэнергии или привода других грузов, а также для добавления тепла в формацию 86 и/или обеспечения пара для нагрева и изоляции паров или газов, проходящих по линии 92 к генератору-расширителю 94, как показано на чертеже. В зависимости от температуры формации, глубины и доступности ценных веществ, таких как углеводороды, помощь в добыче или производстве которых может быть обеспечена при помощи некоторых вариантов выполнения изобретения, подобные двигатели или топливные элементы 131 и 137 могут располагаться ближе к поверхности на линии 92, или на значительной глубине, или внутри формации, где добавление тепла приводит к повышению объема добычи и производства ценных веществ, таких как углеводороды, из сланцевой нефти или других природных ресурсов.[0065] Compressed oxygen from the high pressure reversible electrolyzer 135 is also delivered via line 133 to engine generator 131 and / or fuel cell 137 to generate electricity or drive other loads, and to add heat to formation 86 and / or to provide steam for heating and isolating the vapors or gases passing through line 92 to the expander generator 94, as shown in the drawing. Depending on the temperature of the formation, the depth and availability of valuable substances, such as hydrocarbons, the assistance in the extraction or production of which can be provided by some embodiments of the invention, such engines or fuel cells 131 and 137 may be located closer to the surface on line 92, or at significant depths, or within the formation, where the addition of heat leads to an increase in the extraction and production of valuable substances, such as hydrocarbons, from shale oil or other natural resources.

[0066] На фиг.3 показан инновационный технологический вариант выполнения 138 для дополнительного снижения объема энергии, требуемого для производства водорода и/или метана посредством анаэробной обработки, такой как тепловая диссоциация или биологическая переработка органических материалов. Среды активированного угля и слущенного графена были приготовлены для катализирования выхода водорода из жидких масс, подвергаемых анаэробной биопереработке.[0066] FIG. 3 shows an innovative technological embodiment 138 for further reducing the amount of energy required to produce hydrogen and / or methane through anaerobic treatment, such as thermal dissociation or biological processing of organic materials. Activated carbon and desquamated graphene media were prepared to catalyze the release of hydrogen from liquid masses subjected to anaerobic bioprocessing.

[0067] Очевидно, что определенные органические вещества, такие как энзимы, вырабатываемые при микробиальной переработке органических материалов, более эффективны при осуществлении процессов переноса зарядов и/или более эффективны за счет низкого уровня удаления энергии водорода при помощи или в активированный уголь и/или представлены более эффективно, и/или имеют более длительный срок службы после их адсорбции, и, тем самым, модифицируются при помощи активированного угля или слущенного графена. После подобной обработки, направленной на получение "активации энзимов", указанные материалы вызывают выход водорода и углекислого газа из сжатых жидких масс, подвергаемых анаэробной биопереработке. Кроме того, использование таких активируемых энзимами углеродных сред вкупе с электрическим импульсом, как описано в совместно рассматриваемых патентных заявках и в патенте США 6984305, либо при пониженном постоянном напряжении по сравнению с напряжением, требуемым для необязательного электролиза воды, значительно повышает выход водорода на единицу электрической работы.[0067] It is obvious that certain organic substances, such as enzymes produced by microbial processing of organic materials, are more effective in carrying out charge transfer processes and / or are more effective due to the low level of hydrogen energy removal using or into activated carbon and / or are present more efficiently and / or have a longer service life after their adsorption, and thereby are modified with activated carbon or peeled graphene. After such processing, aimed at obtaining "activation of enzymes", these materials cause the release of hydrogen and carbon dioxide from compressed liquid masses subjected to anaerobic bioprocessing. In addition, the use of such enzyme-activated carbon media, coupled with an electrical impulse, as described in co-pending patent applications and US Pat. No. 6,984,305, or at a reduced DC voltage compared to the voltage required for optional electrolysis of water, significantly increases the yield of hydrogen per unit electrical work.

[0068] Производство водорода со сниженным потреблением энергии в особенности полезно для улучшения экономического аспекта добычи водорода из энергетических культур и органического сырья, включая отходы. Повышение КПД процесса обеспечивается благодаря использованию анаэробного биореактора 140 для производства метанового топлива и углекислого газа, в то время как часть жидкой массы, непрерывно вырабатываемой в процессе биопереработки, пропускают через фильтр 152 и устройство предварительной обработки 154 на нагнетающий насос 156 для доставки ее в нагнетающий сосуд 158, заполненный активируемыми энзимами углеродными средами для представления жидкой массы и извлечения водорода и/или углекислого газа, доставляемого через клапан 160 или клапан 162, в зависимости от давления и температуры работы сепаратора на верхушке 158, как показано на чертеже.[0068] The production of hydrogen with reduced energy consumption is particularly useful for improving the economic aspect of hydrogen production from energy crops and organic materials, including waste. Improving the efficiency of the process is ensured by the use of anaerobic bioreactor 140 for the production of methane fuel and carbon dioxide, while part of the liquid mass continuously produced during the bioprocessing is passed through a filter 152 and a preliminary processing device 154 to a pump 156 for delivery to a pump vessel 158 filled with activated carbon enzymes to represent the liquid mass and recover hydrogen and / or carbon dioxide delivered via valve 160 or valve 162 , depending on the pressure and temperature of the separator at the top 158, as shown in the drawing.

[0069] При желании газообразный водород может быть по существу отделен от углекислого газа, что необходимо для выполнения таких функций, как питание зеленых растений. Подобное разделение предпочтительно обеспечено процессом, раскрытым в патенте США № 6984305, а водород передают по трубопроводу через запорный клапан 162 для доставки через колодец 174 сквозь пломбу формации 175 в геотермальный и/или углеводородный резервуар 176. Жидкая масса, выходящая из нагнетающего сосуда 158 с большим количеством углекислого газа в растворе, доставляется в нагнетающий сосуд 159 посредством схемы трубопровода и запорного клапана 160, как показано на чертеже, для обеспечения электрически стимулируемого производства дополнительного водорода, который сходным образом может быть отделен при помощи подходящего процесса, такого как описан в патенте США 6984305, от углекислого газа и других присутствующих газов. Система каталитического выхода водорода из веществ, приготовленных посредством работы микроорганизмов или биомассы, включает органический катализатор или катализаторы, раскрытые наряду с неорганическими катализаторами, такими как переходные металлы и интерметаллические соединения, включающие переходные металлы. Еще одна особенность, позволяющая дополнительно повысить скорость и КПД оборудования при подобном производстве водорода, заключается в использовании вибрационных, излучающих, электродвижущих и/или магнитных сил последовательно или вкупе с указанным катализатором или катализаторами, как показано на чертеже.[0069] If desired, hydrogen gas can be substantially separated from carbon dioxide, which is necessary to perform functions such as nutrition of green plants. Such separation is preferably provided by the process disclosed in US Pat. No. 6,984,305, and hydrogen is piped through a shutoff valve 162 for delivery through a well 174 through a formation seal 175 to a geothermal and / or hydrocarbon reservoir 176. The liquid mass leaving the injection vessel 158 with a large the amount of carbon dioxide in the solution, is delivered to the injection vessel 159 by means of a piping scheme and shut-off valve 160, as shown in the drawing, to ensure electrically stimulated production of additional th hydrogen, which similarly can be separated using a suitable process such as described in U.S. Patent 6984305, from carbon dioxide and other gases present. A system for the catalytic release of hydrogen from substances prepared by the operation of microorganisms or biomass includes an organic catalyst or catalysts disclosed along with inorganic catalysts such as transition metals and intermetallic compounds including transition metals. Another feature that allows you to further increase the speed and efficiency of equipment in such a hydrogen production is the use of vibrational, radiating, electromotive and / or magnetic forces in series or in conjunction with the specified catalyst or catalysts, as shown in the drawing.

[0070] Относительно чистый водород поставляют через запорный клапан 166 и клапан (не показан) для выполнения промышленных, коммерческих и транспортных задач, призванных устранить или снизить выработку углекислого газа. Остатки водорода добавляют к водороду, полученному из запорного клапана 166, для зарядки формации 176 посредством колодца 174. В ходе указанного процесса генератор-расширитель 168 вырабатывает электроэнергию, преобразовывая давление и кинетическую энергию в жидкости при снижении в ней давления, как показано на чертеже.[0070] Relatively pure hydrogen is supplied through a shutoff valve 166 and a valve (not shown) for industrial, commercial, and transportation tasks designed to eliminate or reduce carbon dioxide production. Residual hydrogen is added to the hydrogen obtained from the shutoff valve 166 to charge the formation 176 by the well 174. During this process, the expander generator 168 generates electricity by converting pressure and kinetic energy in the liquid when the pressure decreases, as shown in the drawing.

[0071] Более не сжатый углекислый газ используется в различных целях, включая выращивание водных растений, таких как водоросли, в конвертере 184 и обогащения атмосферы в парнике 186 с целью повышения скорости и эффективности фотосинтеза, и/или в качестве элемента парникового газа вместе с меньшими количествами совместно выделенного метана для захвата солнечной энергии с целью получения тепла в конвертере 184 или парнике 186, как показано на чертеже. Углекислый газ в растворе в используемой для снижения давления жидкости поставляют для обогащения водных растений, таких как водоросли, в гидропонный пруд-конвертер 184, как показано на чертеже. Отработанную жидкую массу вместе с собранными водными растениями, такими как водоросли, могут отправлять в биореактор 140, либо часть собранного урожая могут поставлять через распределительный клапан 201 и трубопровод 206 посредством насоса 200 для переработки в различные добавки, витамины, питательные вещества, топливные спирты, жиры и т.д., на перерабатывающем заводе 202, как показано на чертеже. Сточные воды завода 202 и других источников участка перенаправляют по линии 208 в биореактор 140 посредством распределительного клапана 201, как показано на чертеже.[0071] The no longer compressed carbon dioxide is used for various purposes, including growing aquatic plants such as algae in converter 184 and enriching the atmosphere in greenhouse 186 to increase the speed and efficiency of photosynthesis, and / or as an element of the greenhouse gas, together with smaller amounts of co-released methane to capture solar energy to produce heat in converter 184 or greenhouse 186, as shown in the drawing. The carbon dioxide in solution in the fluid used to reduce pressure is supplied to enrich aquatic plants, such as algae, in hydroponic pond converter 184, as shown in the drawing. The spent liquid mass together with the collected aquatic plants, such as algae, can be sent to the bioreactor 140, or part of the collected crop can be delivered through the control valve 201 and pipeline 206 by means of a pump 200 for processing into various additives, vitamins, nutrients, fuel alcohols, fats etc., at the processing plant 202, as shown in the drawing. Wastewater from the plant 202 and other site sources is redirected via line 208 to the bioreactor 140 via a control valve 201, as shown.

[0072] Метан и углекислый газ, произведенные анаэробным биореактором 140, доставляют через фильтр 142 и трубопровод 146 на компрессор 148, и через запорный клапан 172 в колодец 174 для хранения и/или повышения эффективности добычи и выхода углеводородов из формации 176, и/или для получения геотермальной энергии с целью обеспечения работы и/или электроэнергии при помощи генератора-расширителя 178, как показано на чертеже. Потокоизмерительная схема регулятора давления 150 управляет объемом газовой рециркуляции, необходимой для смешивания, перемешивания, температурного контроля и запуска процесса анаэробной биопереработки, инициируемого в 140, как показано на чертеже.[0072] Methane and carbon dioxide produced by the anaerobic bioreactor 140 are delivered through a filter 142 and a conduit 146 to a compressor 148, and through a shutoff valve 172 to a well 174 to store and / or increase the efficiency of hydrocarbon production and recovery from formation 176, and / or to obtain geothermal energy in order to ensure operation and / or electricity using an expander generator 178, as shown in the drawing. The flow meter circuit of the pressure regulator 150 controls the amount of gas recirculation needed to mix, mix, temperature control and start the anaerobic bioprocessing process initiated in 140, as shown in the drawing.

[0073] Важные улучшения КПД преобразования энергии для систем, показанных на фиг.1, 2 и 3, являются результатом нагнетания жидкостей перекачиванием, и последующего дальнейшего нагнетания и/или доставки газов, выведенных из подобных сжатых жидкостей в результате электролиза воды, выделения каталитических газов из жидких масс, подвергаемых анаэробной биопереработке, и/или сниженного выхода энергии газов посредством электролиза. В отношении повышения эффективности гибридного и улучшенного цикла Брейтона и/или цикла Ранкина показательны результаты нагнетания жидкости из бака биореактора 72 посредством насоса 73 жидкой массы для биопереработки, полученной в 72 для доставки через клапан 75 на электролизер 66, так как в этом случае получают газообразный водород и/или углекислый газ по существу при давлении, выработанном жидкостным насосом 73, как показано на чертеже.[0073] Important improvements in energy conversion efficiency for the systems shown in FIGS. 1, 2 and 3 are the result of pumping liquids by pumping, and subsequent further pumping and / or delivery of gases derived from such compressed liquids as a result of electrolysis of water, the release of catalytic gases from liquid masses subjected to anaerobic bioprocessing, and / or reduced output of gas energy through electrolysis. With regard to increasing the efficiency of the hybrid and improved Breiton cycle and / or Rankin cycle, the results of pumping liquid from the bioreactor tank 72 by means of a bioprocessing pump 73 obtained in 72 for delivery through valve 75 to electrolysis cell 66 are indicative, since in this case hydrogen gas is obtained and / or carbon dioxide at substantially the pressure generated by the fluid pump 73, as shown in the drawing.

[0074] Затраты электроэнергии, необходимые для производства водорода из жидкой массы, включающей такие соединения, как мочевина, а также уксусная и масляная кислоты, выделенные из биореактора 72 или произведенные им, значительно снижены по сравнению с обычным электролизом воды, а дополнительные преимущества достигнуты благодаря установлению желаемого давления доставки водорода в результате нагнетания жидкости насосом 73, по сравнению с использованием газового компрессора после того, как указанные газы выделены. Сходным образом преимущество заключается в производстве сжатого углекислого газа для таких целей, как извлечение тепла и/или дополнительных углеводородов из формации 86, показанной на фиг.2, процессы разделения, преобразование энергии в виде расширяющегося газа, и/или для компактного хранения.[0074] The energy costs required to produce hydrogen from a liquid mass, including compounds such as urea, as well as acetic and butyric acids extracted from or produced by the bioreactor 72, are significantly reduced compared to conventional water electrolysis, and additional benefits are achieved thanks to establishing the desired hydrogen delivery pressure as a result of pumping liquid by the pump 73, compared to using a gas compressor after said gases have been released. Similarly, an advantage is the production of compressed carbon dioxide for purposes such as recovering heat and / or additional hydrocarbons from formation 86 shown in FIG. 2, separation processes, converting energy as expanding gas, and / or for compact storage.

[0075] В случаях если объем водорода, который способна производить система 60, превышает требования CHP и других целей, выполнение которых обеспечивается через трубопровод 102, включая такие нагрузки, как обеспечение жилых зданий 106, коммерческих и промышленных объектов 108 и сельскохозяйственных и транспортных нужд 110, включая водород высокой степени чистоты, поставляемый от электролизера 135 по линии 111 для использования в топливных элементах, например, гибридных автомобилях 110, остаток водорода, метана и/или смеси метана и углекислого газа поставляется от 72 и 66 при давлении, требуемом для перезарядки истощенных резервуаров 86 нефти и/или природного газа, либо сходных геологических формаций на большем расстоянии с достаточным геостатическим давлением, а также для пломб, используемых для хранения водорода и других газов, как показано на чертеже. Во многих случаях формация 84 имеет достаточно повышенную температуру для того, чтобы позволить водороду и другим газам, хранящимся в 84, вернуться на поверхность, имея подобную повышенную температуру, для обеспечения энергией турбогенератора 94, после чего водород поставляют по линии 102 при более низком давлении, устанавливаемом регуляторами давления 104 и/или 105.[0075] In cases where the volume of hydrogen that the system 60 is capable of producing exceeds the requirements of CHP and other purposes that can be achieved through pipeline 102, including loads such as providing residential buildings 106, commercial and industrial facilities 108, and agricultural and transportation needs 110 including hydrogen of high purity, supplied from electrolyzer 135 via line 111 for use in fuel cells, for example, hybrid cars 110, the remainder of hydrogen, methane and / or a mixture of methane and carbon dioxide post ranges from 72 and 66 at the pressure required to recharge depleted reservoirs 86 of oil and / or natural gas, or similar geological formations at a greater distance with sufficient geostatic pressure, as well as for seals used to store hydrogen and other gases, as shown in the drawing . In many cases, Formation 84 has a sufficiently elevated temperature to allow hydrogen and other gases stored in 84 to return to the surface, having a similar elevated temperature, to provide energy to the turbo-generator 94, after which hydrogen is supplied via line 102 at a lower pressure, set by pressure regulators 104 and / or 105.

[0076] Преимущества хранения водорода и/или метана и/или углекислого газа в геологических формациях, содержащих углеводороды, включают повышение производства таких углеводородов в результате повышенного давления привода, усиленной проницаемости, вызванной низкой вязкостью и высокой теплоемкостью водорода и/или метана, а также повышенной текучестью ценных углеводородов. Кроме того, некоторые варианты выполнения изобретения облегчают доставку других жидкостей для повышения объема производства, включая такие вещества, как пропан, углекислый газ, растворители и растворы присадок, в иллюстративном варианте доставляемые из накопительных контейнеров, таких как 128, через насос 126 и клапан 124 на подходящий распределитель для зарядки формации 86 через трубопровод-колодец 82.[0076] The advantages of storing hydrogen and / or methane and / or carbon dioxide in geological formations containing hydrocarbons include increasing the production of such hydrocarbons as a result of increased drive pressure, increased permeability caused by the low viscosity and high heat capacity of hydrogen and / or methane, and increased fluidity of valuable hydrocarbons. In addition, some embodiments of the invention facilitate the delivery of other fluids to increase production, including substances such as propane, carbon dioxide, solvents and additive solutions, illustratively delivered from storage containers, such as 128, through pump 126 and valve 124 to a suitable distributor for charging formation 86 through well 82.

[0077] Избыток производства углеводородов из резервуара 86, полученный в результате хранения указанного водорода и/или метана и/или углекислого газа и/или связанных с ним работ по обработке, как отмечено в таблице 2, предпочтительно разделяется в 95 или 180 на водородное топливо, поставляемое посредством трубопровода 102, и богатые углеводородами элементы, поставляемые посредством трубопровода 103 для дальнейшего разделения и/или очистки ценных веществ в соответствующей системе 112 для обеспечения выделения различных элементов, и поставляется на рынок, отправляется на хранение или на дальнейшую очистку при помощи трубопроводов, обозначенных как 114, 116, 118 и 120, как показано на чертеже.[0077] An excess of hydrocarbon production from the reservoir 86 resulting from the storage of said hydrogen and / or methane and / or carbon dioxide and / or related processing operations, as indicated in table 2, is preferably divided into 95 or 180 hydrogen fuel supplied through pipeline 102 and hydrocarbon-rich elements supplied through pipeline 103 for further separation and / or purification of valuable substances in the corresponding system 112 to ensure the isolation of various elements, and supplied market, sent for storage or for further cleaning using pipelines, designated as 114, 116, 118 and 120, as shown in the drawing.

[0078] Таким образом, системы, показанные на фиг.1, 2 и 3, позволяют значительно увеличить эффективность хранения, выход электричества и/или объем преобразования топливной энергии, а также КПД, измеряемый на основе общего количества электричества, водорода и/или метанового топлива и/или производства углеводородов. Выработка электроэнергии, в частности максимальной мощности для удовлетворения быстрорастущих требований, моментально обеспечивается путем использования водорода и/или метана в качестве топлива для поршневых, роторных или турбинных двигателей внутреннего сгорания 32 и/или 107 и/или 109. В каждом случае огромным преимуществом является использование тепла, отведенного подобными двигателями, для повышения общей эффективности использования энергии путем повышения температуры расширяющегося газа для привода двигателей-генераторов 4 и/или 178 и для поставки тепла для сельскохозяйственных, промышленных или коммунальных целей, как показано в вариантах использования комбинации тепла и мощности.[0078] Thus, the systems shown in FIGS. 1, 2, and 3 can significantly increase storage efficiency, electricity yield and / or fuel energy conversion volume, as well as efficiency, measured based on the total amount of electricity, hydrogen and / or methane fuel and / or hydrocarbon production. The generation of electricity, in particular the maximum power to meet rapidly growing requirements, is instantly ensured by using hydrogen and / or methane as fuel for reciprocating, rotary or turbine internal combustion engines 32 and / or 107 and / or 109. In each case, the huge advantage is the use of heat removed by such engines to increase the overall energy efficiency by increasing the temperature of the expanding gas to drive the motor generators 4 and / or 17 8 and for supplying heat for agricultural, industrial, or utility purposes, as shown in embodiments using a combination of heat and power.

[0079] Указанные процессы преобразования энергии обычно включают этапы погружения одного или нескольких жидких веществ в соответствующим образом подготовленную и обслуживаемую геологическую формацию в целях, выбранных из группы, состоящей из получения тепла, промежуточного хранения химикатов и/или энергии давления, и добычи ценных веществ из геологической формации с последующим расширением одного или нескольких указанных жидких веществ в гибридном цикле Ранкина или цикле Брейтона для осуществления работы, причем по меньшей мере одно из указанных жидких веществ может быть охлаждено для выполнения усовершенствованного цикла Брейтона и/или сжато для получения жидкости, доставляемой на двигатель расширения или на более низкую высоту для привода жидкостного двигателя и осуществления работы.[0079] These energy conversion processes typically include the steps of immersing one or more liquid substances in an appropriately prepared and maintained geological formation for purposes selected from the group consisting of heat production, intermediate storage of chemicals and / or pressure energy, and extraction of valuable substances from geological formation with the subsequent expansion of one or more of these liquid substances in a hybrid Rankine cycle or a Breiton cycle to carry out work, and at least one and Of these liquid substances can be cooled to perform an advanced Breiton cycle and / or compressed to obtain a fluid delivered to the expansion engine or to a lower height to drive the liquid engine and perform work.

[0080] Показанные варианты выполнения особенно полезны при добыче и преобразовании геотермальной тепловой энергии и/или ценных веществ, таких как углеводороды, из подходящих формаций с сопутствующей выработкой электроэнергии и/или ценного химического топлива. Варианты выполнения изобретения позволяют использовать обильную летнюю энергию для производства сохраняющегося топлива, которое можно использовать позднее, например зимой, а также обеспечивают повышение эффективности добычи и преобразования геотермальной энергии. Некоторые варианты выполнения изобретения позволяют заново использовать некоторые истощенные шахты, а также скважины для добычи нефти и природного газа, а также обеспечивают восстановление экономических возможностей в населенных пунктах, страдающих из-за истощения запасов угля, нефти и природного газа, либо из-за потепления, вызванного парниковым эффектом.[0080] The shown embodiments are particularly useful in the production and conversion of geothermal thermal energy and / or valuable substances, such as hydrocarbons, from suitable formations with associated production of electricity and / or valuable chemical fuel. Embodiments of the invention allow abundant summer energy to be used to produce persistent fuel, which can be used later, for example in winter, and also increase the efficiency of production and conversion of geothermal energy. Some embodiments of the invention make it possible to reuse some depleted mines, as well as wells for oil and natural gas production, and also provide economic recovery in settlements suffering from depletion of coal, oil and natural gas, or due to warming, caused by the greenhouse effect.

[0081] Раскрытые варианты выполнения изобретения обеспечивают усовершенствованные приемы утилизации отходов и значительно сниженные энергетические затраты на производство водорода из отходов с целью улучшения качества воздуха и воды и значительного снижения зависимости от ископаемого и ядерного топлива, являющегося бичом человечества из-за образования радиоактивных отходов. На участках с переменным ветром, условиями прилива или волн важно осуществлять местное преобразование такой возобновляемой энергии в вещества, используемые в качестве химического топлива, такие как водород или метан, для хранения и получения тепла в подходящей геотермальной формации.[0081] The disclosed embodiments of the invention provide improved waste management techniques and significantly reduced energy costs for producing hydrogen from waste in order to improve air and water quality and significantly reduce dependence on fossil and nuclear fuels, which are the scourge of mankind due to the generation of radioactive waste. In areas with variable wind, tidal or wave conditions, it is important to locally convert such renewable energy into substances used as chemical fuels, such as hydrogen or methane, to store and produce heat in a suitable geothermal formation.

[0082] Геотермальные формации, подходящие для хранения топлива и/или углекислого газа, могут также быть связаны с удаленными пунктами, где возобновляемые ресурсы, такие как солнечная, ветряная энергия, энергия волн или приливов, собирают, как показано на фиг.2 и 3, посредством трубопроводов или электрических сетей в дополнение к доставке при помощи поездов и грузовиков.[0082] Geothermal formations suitable for storing fuel and / or carbon dioxide may also be associated with remote locations where renewable resources such as solar, wind, wave or tidal energy are collected, as shown in FIGS. 2 and 3 through pipelines or electric networks in addition to delivery by train and truck.

[0083] В случаях если необходимо крупномасштабное преобразование возобновляемой энергии для вытеснения зависимости от ископаемого и ядерного топлива, вариант выполнения системы 400, показанный на фиг.4, обеспечивает преобразование солнечной энергии полного спектра с использованием геотермального хранения и прироста энергии. На фиг.5 показан вид в разрезе агрегата опорных кабелей 402 и наборы стекол 404, 406 и 408 для захвата по существу волн любой длины всего солнечного спектра энергии с целью нагревания воздуха в зоне под агрегатом 412 или воздуха, проходящего по каналам 414 и 416, как показано на чертеже. Кабель или кабели 402, которые могут быть выполнены из любого материала, такого как арматурное железо, проволока или стальные волокна, стекло, керамика, полимеры, углерод, или комбинаций указанных материалов, поддерживают один или несколько наборов прозрачного стекла 404 и 406, а также пленку 410, используемые для преобразования большого участка солнечной и/или геотермальной энергии с целью выработки энергии. Солнечное излучение проникает в ловушку, показанную на фиг.5, вместе с инфракрасным излучением, исходящим из земли, и преобразовывается в тепловую энергию для обогрева воздуха в каналах 414 и 416 и ниже, как показано на чертеже.[0083] In cases where large-scale conversion of renewable energy is required to displace dependence on fossil and nuclear fuels, an embodiment of the system 400 shown in FIG. 4 provides full-spectrum solar energy conversion using geothermal storage and energy gain. Figure 5 shows a sectional view of the assembly of support cables 402 and sets of glasses 404, 406 and 408 for capturing essentially waves of any length of the entire solar energy spectrum in order to heat air in the area below the unit 412 or air passing through channels 414 and 416, as shown in the drawing. Cable or cables 402, which can be made of any material, such as reinforcing iron, wire or steel fibers, glass, ceramics, polymers, carbon, or combinations of these materials, support one or more sets of transparent glass 404 and 406, as well as the film 410 used to convert a large area of solar and / or geothermal energy to generate energy. Solar radiation enters the trap shown in FIG. 5, together with infrared radiation coming from the earth, and is converted into thermal energy to heat the air in channels 414 and 416 and below, as shown in the drawing.

[0084] На фиг.4 показана система 400, в которой наборы стекол, такие как показаны на фиг.5 и/или 6, используются для выработки электроэнергии и/или водорода. Воздух нагревают при помощи геотермального и/или солнечного и/или отведенного различными процессами преобразования энергии тепла и вытягивают кверху для привода турбин с вертикальным стволом. Роторы 490, 432 и/или 434 вкупе со статором, таким как 450, показанный на чертеже, доставляют воздух в камеру между поверхностью земли или другой подходящей границей и мембраной или мембранами 410 или 421, как показано на чертеже. Указанный движущийся воздух собирает солнечную энергию и удаляет тепло, отведенное из геотермальных источников, другого генератора или генераторов, и тепловых двигателей, таких как солнечный двигатель-генератор 470, посредством теплообменника 476 и турбины внутреннего сгорания, поршневого или роторного двигателя или двигателей 460, 481, и теплообменника 480, как показано на чертеже. Указанное отведенное тепло включает тепло от кожуха двигателя и охлаждения нефти, а также тепло, удаленное из генераторов электроэнергии, предпочтительно при помощи водорода, после чего он сгорает в тепловом двигателе или перерабатывается посредством теплообменников. Предпочтительно добавлять тепло более высокого качества из выхлопного потока двигателей внутреннего сгорания после осуществления последних этапов солнечного нагревания при помощи выхлопных труб 461 и 464, как показано на чертеже, с целью увеличения работы, полученной турбинами расширения 440 и 444 и/или вкупе с одним или несколькими статорами, такими как 442.[0084] FIG. 4 shows a system 400 in which glass sets, such as those shown in FIGS. 5 and / or 6, are used to generate electricity and / or hydrogen. The air is heated using geothermal and / or solar and / or heat energy converted by various processes and pulled up to drive turbines with a vertical shaft. Rotors 490, 432 and / or 434, coupled with a stator, such as 450, shown in the drawing, deliver air to the chamber between the earth's surface or another suitable boundary and the membrane or membranes 410 or 421, as shown in the drawing. Said moving air collects solar energy and removes heat removed from geothermal sources, another generator or generators, and heat engines, such as a solar engine generator 470, by means of a heat exchanger 476 and an internal combustion turbine, reciprocating or rotary engine, or engines 460, 481, and heat exchanger 480, as shown in the drawing. Specified heat removed includes heat from the engine cover and oil cooling, as well as heat removed from the power generators, preferably with hydrogen, after which it is burned in a heat engine or processed through heat exchangers. It is preferable to add higher quality heat from the exhaust stream of internal combustion engines after the last stages of solar heating using the exhaust pipes 461 and 464, as shown in the drawing, in order to increase the work obtained by expansion turbines 440 and 444 and / or together with one or more stators such as 442.

[0085] Предпочтительно осуществлять работу поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания с выполненной заодно выхлопной турбиной, приводящей генератор электроэнергии или компрессор до того, как выхлоп добавляют к газам на одном или нескольких мощностных роторах, отмеченных условными обозначениями 440 и 444. Выход мощностных роторов 440 и 444 может увеличиваться и уменьшаться по скорости и может использоваться для привода компрессорных/моторных роторов 432 и 434, а также генератора или генераторов электроэнергии 438, как показано на чертеже.[0085] It is preferable to operate reciprocating and rotary internal combustion engines with an exhaust turbine at the same time driving the electric power generator or compressor before the exhaust is added to the gases on one or more power rotors, marked with the symbols 440 and 444. The output of the power rotors 440 and 444 can increase and decrease in speed and can be used to drive compressor / motor rotors 432 and 434, as well as an electric generator or generators 438, as shown in the drawing.

[0086] На многих участках также предпочтительно обеспечивать получение тепла из естественных геотермальных источников и/или от подземного теплохранилища и осуществлять теплообмен на глубине теплообменника 484, как показано на чертеже. Теплообменник 480 отводит тепло из геотермальных систем преобразования энергии, таких как жидкостный насос 482 и двигатель 481, и/или теплоэлектрических и/или термохимических процессов, отводящих тепло после выполнения механической работы, выполнения химических процессов и/или выработки электроэнергии. Указанное отведенное тепло дополняет энергию, полученную на турбинах 440 и 44, и повышает емкость комбинированных промышленных систем, при этом улучшая процесс отведения тепла и, тем самым, синергетически повышая КПД процессов преобразования солнечной и геотермальной энергии.[0086] In many areas, it is also preferable to provide heat from natural geothermal sources and / or from an underground heat storage and carry out heat transfer at the depth of the heat exchanger 484, as shown in the drawing. A heat exchanger 480 removes heat from geothermal energy conversion systems, such as a liquid pump 482 and an engine 481, and / or thermoelectric and / or thermochemical processes that remove heat after performing mechanical work, performing chemical processes, and / or generating electricity. This heat removal complements the energy received on turbines 440 and 44, and increases the capacity of combined industrial systems, while improving the heat removal process and, thereby, synergistically increasing the efficiency of solar and geothermal energy conversion processes.

[0087] После выполнения указанного синергетически полезного охлаждения путем приема добавок из теплообмена в зоне под мембранами 410 и 421 воздух направляют в каналы между мембранами 410 или 421 и 406 или 420 для получения дополнительной солнечной энергии, как показано на чертеже. Нагретый воздух затем отправляют в один или несколько мощностных роторов, обозначенных как 440 и 444. Регуляторы потока с изменяемым шагом 443, 441 и 442 согласованы с роторами 490, 440 и 444, которые также могут обеспечивать изменяемый шаг, требуемый для оптимизации процесса преобразования энергии. На скорость воздуха на направляющих устройствах потока 443, 441 и 450 по существу влияет доступность солнечной энергии и тепла от других источников, а также влажность в указанной множественной комбинированной гибридной циклической системе.[0087] After performing the indicated synergistically beneficial cooling by receiving heat transfer additives in the area below the membranes 410 and 421, air is directed into the channels between the membranes 410 or 421 and 406 or 420 to obtain additional solar energy, as shown in the drawing. The heated air is then sent to one or more power rotors, designated 440 and 444. Variable pitch flow controllers 443, 441 and 442 are aligned with rotors 490, 440 and 444, which can also provide the variable pitch required to optimize the energy conversion process. The air speed on the flow guides 443, 441, and 450 is essentially affected by the availability of solar energy and heat from other sources, as well as the humidity in said multiple combined hybrid cyclic system.

[0088] Если солнечное, геотермальное и/или отведенное от других показанных устройств тепло имеется в достаточном количестве, а атмосферный воздух относительно сухой, предпочтительно создать атмосферу большей влажности в воздухе, движущемся по системе. Вода, выделенная растениями и/или распыленная на растениях, растущих внутри и/или вокруг системы 560 и/или распространенная посредством подходящих распылителей 500 и 504 в воздухе, проходящем по нисходящей конструкции или конструкциям 502 и 510 для охлаждения масс атмосферного воздуха, и тем самым создает повышенный импульс в вытягиваемом книзу воздухе, проходящем через турбины 432, 434 и 490 к мощностным генераторам 438 и 492 и для охлаждения фотоэлектрических коллекторов 403, как показано на чертеже. Увлажнение воздуха также имеет серьезные преимущества при обеспечении повышения объема доставки энергии на турбины 490, 440 и 444, показанные на чертеже, а также указанная работа адаптивно оптимизируют посредством компьютерного контроллера 401.[0088] If the solar, geothermal and / or heat removed from the other devices shown is sufficient and the atmospheric air is relatively dry, it is preferable to create an atmosphere of greater humidity in the air moving through the system. Water released by plants and / or sprayed on plants growing inside and / or around the system 560 and / or distributed by suitable sprayers 500 and 504 in air passing through the descending structure or structures 502 and 510 to cool the masses of atmospheric air, and thereby creates an increased momentum in the downward air passing through the turbines 432, 434 and 490 to the power generators 438 and 492 and for cooling the photoelectric collectors 403, as shown in the drawing. Humidification also has significant advantages in providing increased energy delivery to the turbines 490, 440 and 444 shown in the drawing, as well as the specified operation is adaptively optimized by a computer controller 401.

[0089] Обеспечение широкого ряда шагов направляющими устройствами потока 443, 441 и 442, а также роторами 432, 434, 440, 444 и 490 позволяет осуществлять синхронную работу генераторов 492 и 438 во всем диапазоне получения погодного, геотермального тепла, а также тепла работы комбинированных циклов.[0089] Providing a wide range of steps with flow guides 443, 441 and 442, as well as rotors 432, 434, 440, 444 and 490, allows the simultaneous operation of generators 492 and 438 over the entire range of weather, geothermal, and combined heat cycles.

[0090] Таким образом, указанное точное адаптивное управление потоком нагретого воздуха обеспечивает максимальный КПД турбины на всех уровнях и в любых комбинациях интенсивности солнечного излучения, геотермальных и атмосферных условий. Важным преимуществом контроллеров потока 441, 442 и 450, а также 443 является доставка более плотного направленного воздуха на более высокой скорости на мощностные турбины 490, 434, 432, 440 и 444, как показано на чертеже. Это включает повышенную скорость воздуха и доставку на оптимальном участке лезвий роторов 490, 440 и 44 с изменяемым шагом для максимального увеличения выработки момента и преобразования молекулярной кинетической энергии и потока в энергию ствола.[0090] Thus, the specified precise adaptive control of the heated air flow provides maximum turbine efficiency at all levels and in any combination of solar radiation intensity, geothermal and atmospheric conditions. An important advantage of the flow controllers 441, 442 and 450, as well as 443, is the delivery of denser directed air at a higher speed to the power turbines 490, 434, 432, 440 and 444, as shown in the drawing. This includes increased air velocity and delivery of rotor blades 490, 440 and 44 at an optimal site with variable pitch to maximize moment production and convert molecular kinetic energy and flow into barrel energy.

[0091] Обеспечение положительного тока воздуха по требованию от насоса или насосов 432 и 434 внутри выполненной камеры или камер снижает температуру, при которой тепло отводится от работающих при максимальной или базовой нагрузке тепловых двигателей 460, 470 и 480, с целью повышения теплового КПД указанных двигателей, и, тем самым, повышения общей эффективности системы. Солнечные двигатели 470, такие как двигатели цикла Стирлинга, и термохимические процессы в 522 могут представлять собой любые подобные двигатели и процессы, включая раскрытые в совместно рассматриваемой патентной заявке США № 08/700577.[0091] Providing a positive air current on demand from the pump or pumps 432 and 434 inside the made chamber or chambers reduces the temperature at which heat is removed from the heat engines 460, 470 and 480 working at maximum or base load in order to increase the thermal efficiency of these motors , and thereby increase the overall system efficiency. Solar engines 470, such as Stirling cycle engines, and thermochemical processes in 522 may be any such engines and processes, including those disclosed in co-pending US patent application No. 08/700577.

[0092] Дополнительные улучшения КПД солнечных двигателей 470 обеспечены благодаря сбору дождевой воды, выпадающей на рабочем участке, включая воду, стекающую с наклонной мембраны или мембран 404 и/или 426 в резервуар(ы) 471 и 473, как показано на чертеже. Дождевую воду собирают в выложенный изнутри резервуар 473 и доставляют посредством насоса 550 на один или несколько электролизеров 702 и 704. Собранную воду также используют для повышения скорости теплообмена и для охлаждения заглубленных теплообменников 472 в колодце или колодцах 471 после того, как максимально возможное количество тепла выведено теплообменниками 476 в воздух, направляемый на солнечное и/или геотермальное нагревание ниже и в каналах, обслуживаемых мембранами 404, 406, 408 и 410, как показано на чертеже.[0092] Further improvements in the efficiency of the solar motors 470 are provided by collecting rainwater falling out of the work area, including water flowing from the inclined membrane or membranes 404 and / or 426 into the reservoir (s) 471 and 473, as shown in the drawing. Rain water is collected in an inside tank 473 and delivered by pump 550 to one or more electrolysis cells 702 and 704. The collected water is also used to increase the heat transfer rate and to cool buried heat exchangers 472 in a well or wells 471 after the maximum possible amount of heat has been removed heat exchangers 476 into the air directed to solar and / or geothermal heating below and in the channels served by membranes 404, 406, 408 and 410, as shown in the drawing.

[0093] В зависимости от тепловой устойчивости выбранных материалов мембраны, а также доступной из нижележащих земных недр геотермальной энергии предпочтительно выполнить мембрану 410 в виде захватывающей инфракрасное излучение мембраны, а мембрану 421 в виде плоской черной мембраны со значительной степенью криволинейности на поверхности или вкупе с мембранами, имеющими подобную криволинейность. На фиг.6 показан вариант с использованием нескольких улавливающих излучение и передающих тепло складчатых или по существу W-образных складок для значительного увеличения солнечной и/или геотермальной поглотительной способности, площади переноса тепла и температуры воздуха, достигаемой посредством теплообменных мембран 515, 424 и 425. Одна или несколько прозрачных параллельных мембран могут быть размещены в промежутках мембраны 417, как показано на чертеже, а одна или несколько прозрачных мембран могут быть выполнены в промежутке, показанном для мембраны 415, для формирования отдельных каналов воздушных ячеек. Указанные воздушные каналы могут быть снабжены подходящими клапанами для обеспечения управляемого ограниченного тока воздуха с целью изолировать центральный канал, в котором находится мембрана 423, и увеличить время пребывания воздуха в нем для получения воздуха, имеющего значительно более высокую температуру. Это позволяет быстро получить по существу подогретый воздух, например с температурой от 94°C (200°F) до 204°C (400°F) в центральном канале, получающем тепло благодаря контакту и излучению от светонепроницаемых вытянутых поверхностных мембран 423 и 424, как показано на чертеже.[0093] Depending on the thermal stability of the selected membrane materials, as well as geothermal energy available from the underlying earth interior, it is preferable to make the membrane 410 in the form of an infrared-capturing membrane, and the membrane 421 in the form of a flat black membrane with a significant degree of curvature on the surface or in conjunction with the membranes having similar curvilinearity. FIG. 6 shows an embodiment using multiple radiation-trapping and heat-transferring folded or substantially W-shaped folds to significantly increase solar and / or geothermal absorption capacity, heat transfer area and air temperature achieved by heat exchange membranes 515, 424 and 425. One or more transparent parallel membranes can be placed in the gaps of the membrane 417, as shown in the drawing, and one or more transparent membranes can be made in the gap shown for membrane 415, for the formation of individual channels of air cells. Said air ducts may be provided with suitable valves to provide controlled limited air flow in order to isolate the central channel in which the membrane 423 is located and to increase the residence time of the air therein to produce air having a significantly higher temperature. This allows you to quickly get essentially heated air, for example with a temperature of from 94 ° C (200 ° F) to 204 ° C (400 ° F) in the Central channel, which receives heat due to contact and radiation from the opaque elongated surface membranes 423 and 424, as shown in the drawing.

[0094] В варианте выполнения, показанном на фиг.6, в целом предпочтительно выполнять мембрану 419 с одним или несколькими отражающими слоями между чередующимися изолирующими слоями и размещать указанную мембрану таким образом, что она в некоторой мере отделена от мембраны газовой пломбы 427, как показано на чертеже. Благодаря этому повышается степень улавливания солнечных лучей и нагревания мембраны с вытянутой поверхностью 424, и, тем самым, повышается КПД процесса преобразования солнечной энергии в тепловую. Тепло, проникающее в зону под отражающей мембраной 419, улавливается воздушной ячейкой ниже или вытянутой поверхностной мембраной 423, выполненной в некоторой степени таким же образом, как описано в случае мембраны 424, а воздух нагревается, проходя через сформированные каналы. Ограничение скорости тока воздуха по воздушным каналам, нагреваемым вытянутой поверхностной мембраной 421, обеспечивает более эффективное получение желаемой температуры, поставляемой на роторы 440 и 444, как показано на чертеже. В целом желательно контролировать скорость тока воздуха по изолирующим воздушным каналам над мембраной 421, устанавливая такие скорости, при которых минимизируются потери тепла окружающего атмосферного воздуха. Скорости тока по всем воздушным каналам можно регулировать в соответствии с объемом доступного солнечного и/или геотермального и/или отведенного работающими на максимуме нагрузки двигателями и/или работающими на базовом уровне нагрузки двигателями тепла с целью достижения оптимальных температур на турбинах 440 и 444, как показано на чертеже.[0094] In the embodiment shown in FIG. 6, it is generally preferable to provide a membrane 419 with one or more reflective layers between alternating insulating layers and place the membrane so that it is somewhat separated from the gas seal membrane 427, as shown in the drawing. Due to this, the degree of capture of sunlight and heating of the membrane with an elongated surface 424 is increased, and, thereby, the efficiency of the process of converting solar energy to heat is increased. Heat entering the area beneath the reflecting membrane 419 is captured by the air cell below or the elongated surface membrane 423, made to some extent in the same manner as described for the membrane 424, and the air is heated passing through the formed channels. Limiting the speed of air flow through the air channels heated by the elongated surface membrane 421, provides a more efficient way to obtain the desired temperature supplied to the rotors 440 and 444, as shown in the drawing. In general, it is desirable to control the speed of the air flow through the insulating air channels above the membrane 421, setting such speeds at which the heat loss of the ambient air is minimized. The current speeds through all air channels can be adjusted in accordance with the amount of available solar and / or geothermal and / or allotted heat engines operating at maximum load and / or heat engines operating at a basic load level in order to achieve optimal temperatures on turbines 440 and 444, as shown in the drawing.

[0095] Некоторые повсеместно производимые материалы, подходящие для выполнения мембран согласно вариантам выполнения, показанным на фиг.4, 5 и 6, включают высокотемпературный защищенный от ультрафиолета нейлон, полиэфир, различные фторполимеры и кремнийорганические пластики. В случаях когда мембраны должны отражать излучение и проявлять изолирующие свойства, могут быть использованы ультратонкие покрытия из алюминия, серебра, хрома, никеля, цинка, меди, золота или родия, и/или материалы, обеспечивающие дихроматическое отражение. В целом желательно размещать отражающие поверхности между тонкими слоями защитного полимера. Эффективная изоляция или блокирование теплообмена могут быть достигнуты при использовании от 1 до 8 слоев отражающих поверхностей с прозрачными полимерами между каждым из слоев.[0095] Some ubiquitous materials suitable for making membranes according to the embodiments shown in FIGS. 4, 5 and 6 include high temperature UV-protected nylon, polyester, various fluoropolymers and organosilicon plastics. In cases where the membranes must reflect radiation and exhibit insulating properties, ultrathin coatings of aluminum, silver, chromium, nickel, zinc, copper, gold or rhodium, and / or materials that provide dichromatic reflection can be used. In general, it is desirable to place reflective surfaces between thin layers of protective polymer. Effective insulation or blocking of heat transfer can be achieved by using from 1 to 8 layers of reflective surfaces with transparent polymers between each of the layers.

[0096] Предпочтительно использовать одно или несколько покрытий или придавать мембранам 404 и/или 406 поверхностную геометрию с целью повышения пропускания внутрь солнечной энергии под малыми углами падающего излучения, а также выполнять мембраны 415 и 428 в виде прозрачных окон для улавливания спектра солнечных лучей, но при этом служащих в качестве отражателя или блокировщика инфракрасного излучения с большей длиной волны, идущего снизу. Также предпочтительно выполнять отражающую мембрану 421 под мембраной 423 для предотвращения потерь тепла и обеспечения повышенного добавления тепла к воздуху в каналах ячеек, выполненных над 423. Мембрана 421 предпочтительно выполнена из нескольких пленок, состоящих из ультратонких слоев алюминия, или сходных отражающих веществ, размещенных между двумя изолирующими слоями. Это позволяет защищать от окисления и повреждения ультратонкие, нанесенные вакуумным методом или распылением слои зеркального алюминия.[0096] It is preferable to use one or more coatings or to give the membranes 404 and / or 406 surface geometry in order to increase the transmission of solar energy inside at low angles of incident radiation, and also to make the membranes 415 and 428 in the form of transparent windows to capture the spectrum of sunlight, but while serving as a reflector or blocker of infrared radiation with a longer wavelength going from below. It is also preferable to perform a reflective membrane 421 under the membrane 423 to prevent heat loss and provide increased heat to the air in the channels of the cells made over 423. The membrane 421 is preferably made of several films consisting of ultrathin layers of aluminum, or similar reflective substances placed between two insulating layers. This makes it possible to protect ultrathin layers of mirror aluminum from oxidation and damage.

[0097] Кабели 402 и 422 предпочтительно обеспечивают опорную сеть для таких мембран, как 404, 406, 410, 420, 421 и 426, и организованы в виде квадрата, параллелограмма и шестиугольника, сходно с опорной сетью типа "шестиугольная сетка". Благодаря этому обеспечивается прочная, но гибкая опора, которая позволяет подобным мембранам пропускать в поддерживаемую энерголовушку большой объем солнечного излучения, а также оставляет много места для теплового сжатия и расширения, при этом обеспечивая способно выдерживать нагрузку в виде сильного дождя или снега, а также сильный ветер. Таким образом, диаметры кабелей в полученной сети и их итоговая прочность могут быть одинаковыми или разными, чтобы соответствовать прочности материалов, поддерживаемых и проходящих по опорам, и для обеспечения способности выдерживать практически любой ветровой режим или нагрузку в виде сильного снегопада. Однако в большинстве случаев предполагается, что подобные сети кабелей являются постоянными, а относительно недорогие мембраны можно перерабатывать и заменять по мере необходимости.[0097] Cables 402 and 422 preferably provide a support network for membranes such as 404, 406, 410, 420, 421, and 426, and are arranged in a square, parallelogram, and hexagon shape similar to a support network of the "hexagonal mesh" type. This provides a strong but flexible support that allows such membranes to pass a large amount of solar radiation into a supported energy trap, and also leaves a lot of space for thermal compression and expansion, while ensuring that it can withstand the load in the form of heavy rain or snow, as well as strong wind . Thus, the diameters of the cables in the resulting network and their final strength can be the same or different to match the strength of the materials supported and passing over the supports, and to ensure the ability to withstand almost any wind regime or load in the form of heavy snow. However, in most cases, it is assumed that such cable networks are permanent, and relatively inexpensive membranes can be recycled and replaced as needed.

[0098] В условиях относительно низкой атмосферной влажности предпочтительно впускать воздух через башни 502 и повышать влажность, как описано в настоящей заявке, с целью получения электричества от турбинных генераторов 490-492. В условиях высокой атмосферной влажности предпочтительно впускать воздух в центральный вход 510 для двигателей/компрессоров 432 и 424 путем прохождения между выхлопными башнями 443. Горячий воздух, поднимающийся от башен 443, заставляет холодный воздух двигаться вдоль мембраны 404 параллельно ей с целью минимизировать смешивания поднимающегося горячего выхлопного воздуха с входящим воздухом, проходящим между башнями по направлению к 510. Таким образом, холодный атмосферный воздух проходит вдоль мембран 404 или 426, вокруг и между башен 22 и проникает через входы камер обработки воздуха 432 и 434, как показано на чертеже.[0098] In conditions of relatively low atmospheric humidity, it is preferable to let air in through towers 502 and increase humidity, as described herein, in order to obtain electricity from turbine generators 490-492. In conditions of high atmospheric humidity, it is preferable to let air into the central inlet 510 for engines / compressors 432 and 424 by passing between exhaust towers 443. Hot air rising from the towers 443 causes cold air to move along the membrane 404 parallel to it in order to minimize mixing of the rising hot exhaust air with incoming air passing between the towers towards 510. Thus, cold atmospheric air passes along the membranes 404 or 426, around and between the towers 22 and penetrate t through the inputs of the air treatment chambers 432 and 434, as shown in the drawing.

[0099] Общая эффективность преобразования энергии ограничена ростом энтропии и температурами, полученными от различных теплособирающих систем и систем преобразования энергии, содержащих некоторые варианты выполнения изобретения. Вся гибридная система работает как огромный тепловой двигатель с одним или несколькими источниками тепла и процессами преобразования энергии, активными в любой момент. В обычный летний рабочий день атмосферный воздух на входе компрессора 432 и/или башни или башен 502 имеет температуру примерно 311°K или 38°C (100°F), и если воздух, поставляемый на турбину или турбины 440, нагреть до 422°K или 149°C (300°F), ограничение Карно одной подсистемы для КПД преобразования энергии будет составлять:[0099] The overall energy conversion efficiency is limited by the increase in entropy and temperatures obtained from various heat-collecting systems and energy conversion systems containing some embodiments of the invention. The entire hybrid system works like a huge heat engine with one or more heat sources and energy conversion processes that are active at any time. On a typical summer working day, the ambient air at the inlet of compressor 432 and / or tower or towers 502 has a temperature of approximately 311 ° K or 38 ° C (100 ° F), and if the air supplied to the turbine or turbines 440 is heated to 422 ° K or 149 ° C (300 ° F), the Carnot limitation of one subsystem for energy conversion efficiency will be:

КПД=1-(TL/TH) или 1-(311/422)=26%Efficiency = 1- (T L / T H ) or 1- (311/422) = 26% Уравнение 3Equation 3

[00100] Зимой атмосферный воздух, поставляемый на компрессор 432, может иметь температуру около 283°K или 10°C (50°F), и если воздух, поставляемый на турбину или турбины 440, нагреть до 422°K или 149°C (300°F), ограничение Карно для КПД преобразования энергии будет составлять:[00100] In winter, atmospheric air supplied to compressor 432 can have a temperature of about 283 ° K or 10 ° C (50 ° F), and if the air supplied to turbine or turbines 440 is heated to 422 ° K or 149 ° C ( 300 ° F), the Carnot limitation for energy conversion efficiency will be:

КПД=1-(TL/TH) или 1-(283/422)=3%Efficiency = 1- (T L / T H ) or 1- (283/422) = 3% Уравнение 4Equation 4

[00101] Солнечный двигатель 470 сходным образом получает преимущество при отведении тепла в более холодных условиях. Обычная температура нагретой рабочей жидкости в двигателе 470 составляет около 1088°K или 815°C (1500°F), и если температура отведения тепла составляет 311°K или 38°C (100°F), ограничение Карно для КПД преобразования энергии будет составлять:[00101] The solar motor 470 likewise takes advantage of heat dissipation in colder conditions. The normal temperature of the heated fluid in the 470 engine is around 1088 ° K or 815 ° C (1500 ° F), and if the heat dissipation temperature is 311 ° K or 38 ° C (100 ° F), the Carnot limit for energy conversion efficiency will be :

КПД=1-(TL/TH) или 1-(311/1088)=71%Efficiency = 1- (T L / T H ) or 1- (311/1088) = 71% Уравнение 5Equation 5

[00102] Зимой, а также в случаях, когда вода охлаждает теплообменник 472, тепло может отводиться при температуре около 283°K или 10°C (50°F) или ниже, и ограничение Карно для КПД преобразования энергии будет более благоприятным, как видно из уравнения 4:[00102] In winter, as well as in cases where water cools the heat exchanger 472, heat can be removed at a temperature of about 283 ° K or 10 ° C (50 ° F) or lower, and the Carnot limitation for energy conversion efficiency will be more favorable, as seen from equation 4:

КПД=1-(TL/TH) или 1-(283/1088)=74%Efficiency = 1- (T L / T H ) or 1- (283/1088) = 74% Уравнение 6Equation 6

[00103] В случаях когда систему используют для производства электроэнергии при базовой нагрузке, предпочтительно совмещать солнечную энергию с несколькими другими подсистемами, использующими возобновляемые источники энергии. Тепловые двигатели 460 предпочтительно работают на таком топливе, как водород и/или смеси водорода и метана или природного газа, причем топливо хранят или получают из геотермальных формаций, как описано выше, и также предпочтительно выбрасывать продукты сгорания в мощностную турбину 440 или рядом с ней, как показано на чертеже, что обеспечивает повышение КПД турбины. Такие тепловые двигатели обычно имеют температуру выхлопа около 815°K, 538°C (1000°F) или выше и способны обеспечить энергией прилежащую выхлопную турбину 462 для привода генератора или компрессора. Выхлоп (имеющий температуру от 450 до 600°K) из прилежащей газовой турбины, приводимой тепловыми отходами двигателя внутреннего сгорания, является достаточно горячим для того, чтобы обеспечить значительное увеличение температуры, достигнутой улавливающими солнечное излучение системами наборов стекол, показанными на фиг.5 и 6.[00103] In cases where the system is used to produce electricity at a base load, it is preferable to combine solar energy with several other subsystems using renewable energy sources. Heat engines 460 preferably run on fuels such as hydrogen and / or mixtures of hydrogen and methane or natural gas, the fuel being stored or obtained from geothermal formations, as described above, and it is also preferable to discharge the combustion products into or near the power turbine 440, as shown in the drawing, which provides increased efficiency of the turbine. Such heat engines typically have an exhaust temperature of about 815 ° K, 538 ° C (1000 ° F) or higher, and are capable of providing energy to an adjacent exhaust turbine 462 to drive a generator or compressor. The exhaust (having a temperature of 450 to 600 ° K) from an adjacent gas turbine driven by the thermal waste of the internal combustion engine is hot enough to provide a significant increase in the temperature achieved by the solar-trapping glass set systems shown in FIGS. 5 and 6 .

[00104] В таблице 3 показаны сравнительные преимущества использования подобных выхлопных тепловых отходов для увеличения температуры газов, проникающих в мощностную турбину или турбины 440.[00104] Table 3 shows the comparative advantages of using such exhaust thermal waste to increase the temperature of gases entering a power turbine or turbines 440.

Таблица 3
Ограничения Карно для КПД подсистем
Table 3
Carnot Limitations for Subsystem Efficiency
Температура на входе турбиныTurbine Inlet Temperature Температура выхлопаExhaust temperature Ограничение КПДEfficiency limitation 422°K или 149°C (300°F)422 ° K or 149 ° C (300 ° F) 311°K, 38°C(100°F)311 ° K, 38 ° C (100 ° F) 26%26% 477°K или 204°C (400°F)477 ° K or 204 ° C (400 ° F) 311°K, 38°C(100°F)311 ° K, 38 ° C (100 ° F) 34%34% 533°K или 260°C (500°F)533 ° K or 260 ° C (500 ° F) 311°K, 38°C(100°F)311 ° K, 38 ° C (100 ° F) 41%41% 588°K или 315°C (600°F)588 ° K or 315 ° C (600 ° F) 311°K, 38°C(100°F)311 ° K, 38 ° C (100 ° F) 46%46%

[00105] В дополнение к повышению температуры газов, входящих в турбину 440 и 444, предпочтительно значительно увеличить скорость в нагреваемом солнцем столбе воздуха путем передачи момента газов, с высокой скоростью выходящих из двигателей внутреннего сгорания 460 и/или выхлопной турбины или турбин 462. Это позволяет повысить рост момента, тепловой КПД и, тем самым, выход роторов 440 и 444.[00105] In addition to increasing the temperature of the gases entering the turbine 440 and 444, it is preferable to significantly increase the speed in the sun-heated air column by transmitting the moment of gases leaving the combustion engines 460 and / or exhaust turbine or turbines 462. at high speed. allows to increase the moment growth, thermal efficiency and, thus, the output of rotors 440 and 444.

[00106] Выработка электроэнергии с превышением требований базовой нагрузки используется для электролиза воды или органических электролитов в электролизере 102, раскрытом в совместно рассматриваемой патентной заявке США № 09/969860. Выработанный при этом водород хранят в подходящих контейнерах, в доставляющих трубопроводах, таких как 534, при помощи регулятора давления или турборасширителя 536 или в удаленных или местных подземных резервуарах 543, как показано на чертеже. Потенциальную энергию, заключенную в тепле и нагнетаемом потоке водорода и/или топлива HyBoost, получают посредством турбогенератора 537, как показано на чертеже, с целью обеспечения желаемого снижения давления, необходимого для работы двигателей, таких как 460, как показано на чертеже. В альтернативном варианте подобное снижение давления обеспечивают для хода расширения двигателей, как описано в совместно рассматриваемых патентных заявках.[00106] Power generation exceeding the base load requirements is used to electrolyze water or organic electrolytes in electrolysis cell 102, disclosed in co-pending US patent application No. 09/969860. The hydrogen generated from this is stored in suitable containers, in delivery pipelines, such as 534, using a pressure regulator or turbo expander 536 or in remote or local underground tanks 543, as shown in the drawing. The potential energy contained in the heat and injection flow of hydrogen and / or HyBoost fuel is obtained by means of a turbo-generator 537, as shown in the drawing, in order to provide the desired reduction in pressure required for the operation of engines such as 460, as shown in the drawing. Alternatively, a similar pressure reduction is provided for the expansion stroke of the engines, as described in the co-pending patent applications.

[00107] Во многих местных и удаленных формациях для хранения водорода предпочтительно обеспечить транспорт газа в формацию и из нее посредством трубы или отверстия для доступа, проходящего через формацию, как показано на примере горизонтальной зоны доступа 542 к резервуару-накопителю 543, как показано на чертеже.[00107] In many local and remote hydrogen storage formations, it is preferable to allow gas to be transported to and from the formation through a pipe or access hole through the formation, as shown in the example of the horizontal access zone 542 to the storage tank 543, as shown in the drawing .

[00108] Использование местного и доступного посредством трубопровода подземного накопителя водорода позволяет использовать такие топливные элементы, как реверсивный электролизер 702, в самовосстановительном режиме и/или позволяет обеспечивать тепловые двигатели топливом либо рабочей жидкостью по мере необходимости с целью соответствия требованиям выработки электроэнергии. Сходным образом указанный водород является предпочтительной рабочей жидкостью для охлаждения электрического оборудования, включая генераторы 492 и 438, а также электролизер 702 и различные преобразователи и инверторы, используемые во всей сбалансированной системе оборудования и процессах завода. После осуществления снижения аэродинамического сопротивления подобного оборудования, а также его охлаждения предпочтительно использовать указанный водород в качестве топлива для показанных на чертежах тепловых двигателей.[00108] The use of local and accessible underground hydrogen storage through the pipeline allows the use of fuel cells such as a reversible electrolyzer 702 in a self-healing mode and / or allows heat engines to be supplied with fuel or working fluid as necessary to meet the requirements of power generation. Similarly, said hydrogen is the preferred working fluid for cooling electrical equipment, including generators 492 and 438, as well as electrolyzer 702 and various converters and inverters used throughout the entire balanced equipment system and plant processes. After the aerodynamic drag of such equipment is reduced, as well as its cooling, it is preferable to use said hydrogen as fuel for the heat engines shown in the drawings.

[00109] Предпочтительно выбирать такой размер трубопровода 534, чтобы он был в состоянии хранить значительный объем производимого водорода. В сезоны с низким уровнем получаемой солнечной энергии, а также ночью предпочтительно, если требования в электроэнергии удовлетворяются за счет использования водорода из трубопровода и/или резервуара-накопителя, с целью обеспечения энергией двигателей, таких как 460, 481, и реверсивного топливного элемента или элементов 702. Дополнительные накопители предпочтительно представляют собой геотермально-богатые и/или истощенные нефтяные формации, а также другие подходящие формации, такие как соляные или известняковые пещеры.[00109] It is preferable to choose a size of the pipe 534 so that it is able to store a significant amount of hydrogen produced. In seasons with a low level of solar energy received, as well as at night, it is preferable if the electricity requirements are met through the use of hydrogen from a pipeline and / or storage tank, in order to provide energy to engines such as 460, 481, and a reversible fuel cell or cells 702. The additional reservoirs are preferably geothermally rich and / or depleted oil formations, as well as other suitable formations, such as salt or limestone caves.

[00110] Практически любая территория в Северной Америке и на любом другом континенте имеет геологические формации, обладающие достаточной пористостью, и изолированные на глубине, достаточной для безопасного и эффективного хранения водорода. Многие из подобных формаций также являются источниками значительных объемов геотермальной энергии. Например, такие формации могли содержать метан в течение миллионов лет в случаях, если органические материалы были размещены в них в период геологического развития формаций. В других случаях водород был получен благодаря вызванному течениями континентальному столкновению горячего оливина и известняка и хранился в подобных формациях миллионы лет.[00110] Almost any area in North America and on any other continent has geological formations with sufficient porosity and isolated at a depth sufficient for safe and efficient storage of hydrogen. Many of these formations are also sources of significant amounts of geothermal energy. For example, such formations could contain methane for millions of years in cases where organic materials were placed in them during the geological development of formations. In other cases, hydrogen was obtained due to the currents caused by the currents of the continental collision of hot olivine and limestone and was stored in such formations for millions of years.

[00111] Предпочтительно, если двигатели 460 выполнены в виде двигателей быстрого пуска, способных быстро обеспечивать электричеством и дополнительным теплом турбины 440 и 444 для повышения выхода, что может быть необходимо для удовлетворения растущих требований к выработке электроэнергии. Другой вариант быстрого ответа может быть обеспечен по желанию посредством прямого сгорания водорода и/или другого топлива на выходе статора или статоров 441.[00111] Preferably, the engines 460 are in the form of quick-start engines capable of quickly providing electricity and additional heat to the turbines 440 and 444 to increase output, which may be necessary to meet the growing demands for power generation. Another quick response option may be provided as desired by direct combustion of hydrogen and / or other fuel at the output of the stator or stators 441.

[00112] Особо эффективного использования солнечной энергии можно достичь путем использования солнечной энергии для осуществления диссоциации углеводородов на водород и углерод. Водород может использоваться, как описано выше, в тепловых двигателях и/или топливных элементах для получения работы на валу и/или электричества. Углерод, полученный в результате указанного процесса, может быть использован для производства товаров длительного пользования, включая оборудование для сбора ресурсов ветра, волн, воды и солнца. Вышеописанное включает варианты выполнения изобретения, раскрытые в совместно рассматриваемых патентных заявках США, касающихся диссоциации доноров углерода и/или водорода. В случае если водород и/или другое топливо используются в тепловом двигателе или топливном элементе в точке местоположения варианта выполнения 400 или рядом с ним, предпочтительно добавлять тепло, отведенное указанными системами преобразования энергии, к воздуху, перемещающемуся по системе в точке, позволяющей минимизировать рост энтропии.[00112] Particularly efficient use of solar energy can be achieved by using solar energy to dissociate hydrocarbons into hydrogen and carbon. Hydrogen can be used, as described above, in heat engines and / or fuel cells to get shaft work and / or electricity. Carbon obtained as a result of this process can be used for the production of durable goods, including equipment for collecting wind, wave, water and sun resources. The foregoing includes embodiments of the invention disclosed in co-pending US patent applications regarding the dissociation of carbon and / or hydrogen donors. If hydrogen and / or other fuel is used in a heat engine or fuel cell at or near the location of embodiment 400, it is preferable to add the heat removed by said energy conversion systems to air moving through the system at a point that minimizes entropy growth .

[00113] В другом варианте выполнения, изобретение позволяет снизить рост энтропии путем добавления солнечной энергии с целью снижения объема электроэнергии, необходимого для электролиза. Примерно 18 грамм (один грамм-моль) воды распадается при приложении электрической работы, равной свободной энергии формации ΔG, составляющей 237,13 кДж. Указанный процесс является эндотермическим и поглощает дополнительное количество энергии, равное (TΔS) или 48,7 кДж/моль, представляющее собой работу по расширению полученных водорода и кислорода до стандартных температуры и давления. [00113] In another embodiment, the invention allows to reduce the growth of entropy by adding solar energy in order to reduce the amount of electricity required for electrolysis. About 18 grams (one gram-mole) of water breaks up when electrical work is applied equal to the free energy of the ΔG formation of 237.13 kJ. This process is endothermic and absorbs an additional amount of energy equal to (TΔS) or 48.7 kJ / mol, which is the work of expanding the resulting hydrogen and oxygen to standard temperature and pressure.

ΔH=ΔG+TΔSΔH = ΔG + TΔS Уравнение 7Equation 7

Уравнение 5.2: 285,83 кДж/моль=237,13 кДж/моль+48,7 кДж/моль.Equation 5.2: 285.83 kJ / mol = 237.13 kJ / mol + 48.7 kJ / mol.

[00114] Так как процесс диссоциации является эндотермическим, предпочтительно добавлять в него солнечную энергию и/или избыточное тепло из других процессов. Указанное добавление тепла в особенности полезно, если оно повышает температуру электролиза, так как она снижает количество энергии Гиббса (ΔG), которую необходимо обеспечить в качестве электрической работы. Таким образом, общее необходимое напряжение ниже, чем требуемое для диссоциации воды при комнатной температуре.[00114] Since the dissociation process is endothermic, it is preferable to add solar energy and / or excess heat from other processes to it. Said heat addition is particularly useful if it increases the electrolysis temperature, since it reduces the amount of Gibbs energy (ΔG), which must be provided as electrical work. Thus, the total required voltage is lower than that required for the dissociation of water at room temperature.

[00115] Исходя из того, что эндотермическую энергию получают из источника избыточного тепла или окружающей среды, минимальное напряжение, требуемое для диссоциации воды, составляет:[00115] Based on the fact that endothermic energy is obtained from a source of excess heat or the environment, the minimum voltage required to dissociate water is:

ΔG=-nFE°ΔG = -nFE ° Уравнение 8Equation 8

[00116] Так как указанное минимальное необходимое напряжение (E°) зависит от заряда свободной энергии (ΔG), E° экививалентно ΔG, разделенному на число обменянных электронов (n), умноженное на постоянную Фарадея (F=9,648×104) или (nF). Так как температура электролиза выше стандартной температуры в 25°C, свободная энергия стремится к нулю по мере того, как температура электролиза стремится к температуре, которая была бы выработана при адиабатической стехиометрической реакции сгорания.[00116] Since the indicated minimum required voltage (E °) depends on the free energy charge (ΔG), E ° is equivalent to ΔG divided by the number of exchanged electrons (n) times the Faraday constant (F = 9.648 × 10 4 ) or ( nF). Since the electrolysis temperature is higher than the standard temperature of 25 ° C, free energy tends to zero as the electrolysis temperature tends to the temperature that would be generated by an adiabatic stoichiometric combustion reaction.

[00117] Повышение давления электролиза желательно для обеспечения хранения водорода и кислорода под давлением при желаемой плотности. Повышение давления требует более высокого напряжения для электролиза. В уравнении 5.4 проиллюстрировано взаимоотношение требований к давлению и напряжению. Напряжение электролиза (Ep) может быть вычислено путем добавления коэффициента Нернста для повышения давления к E°.[00117] An increase in electrolysis pressure is desirable to provide storage of hydrogen and oxygen under pressure at a desired density. An increase in pressure requires a higher voltage for electrolysis. Equation 5.4 illustrates the relationship between pressure and voltage requirements. The electrolysis voltage (Ep) can be calculated by adding the Nernst coefficient to increase the pressure to E °.

Ep=E°+RT/nF ln PH2(PO2)/PH2O Ep = E ° + RT / nF ln P H2 (P O2 ) / P H2O Уравнение 9Equation 9

[00118] Исходя из того, что водород и кислород вырабатываются при одинаковом давлении, а электролизируемая вода представляет собой жидкость при том же давлении, уравнение 9 можно упростить:[00118] Based on the fact that hydrogen and oxygen are produced at the same pressure, and electrolyzed water is a liquid at the same pressure, equation 9 can be simplified:

Ep=E°+3RT/4F (ln Pi/Patm )Ep = E ° + 3RT / 4F (ln P i / P atm ) Уравнение 10Equation 10

[00119] Повышение напряжения для получения водорода и кислорода с давлением 10000 фунт/кв.дюйм из воды с давлением 10000 PSI фунт/кв.дюйм составляет:[00119] The increase in voltage to produce hydrogen and oxygen with a pressure of 10,000 psi from water with a pressure of 10,000 PSI psi is:

3RT/4F ln Pi/Patm =3RT/4F ln 680,3=3 (8,3144 Дж/мольK)298K (6,522)/4(9,648×104)=0,125 В3RT / 4F ln P i / P atm = 3RT / 4F ln 680.3 = 3 (8.3144 J / molK) 298K (6.522) / 4 (9.648 × 10 4 ) = 0.125 V Уравнение 5Equation 5

[00120] Повышение температуры для получения пара снижает необходимое для диссоциации воды напряжение, как видно из энергетических подсчетов Нернста и/или Гиббса (ΔG°T=ΔH°T(298K)-TΔS°298K).[00120] Raising the temperature to produce steam reduces the stress required to dissociate water, as can be seen from the energy calculations of Nernst and / or Gibbs (ΔG ° T = ΔH ° T (298K) -TΔS ° 298K ).

[00121] Тем самым, требуемое для диссоциации напряжение стремится к нулю по мере того, как TΔSo298K стремится к ΔH°T(298K), равному 285,83 кДж/моль. Изменение энтропии при стандартной температуре (ΔS°298K) составляет 0,1634 кДж/моль, и таким образом:[00121] Thus, the voltage required for dissociation tends to zero as TΔSo 298Kcommitted to ΔH °T (298K)equal to 285.83 kJ / mol. Change in entropy at standard temperature (ΔS °298K) is 0.1634 kJ / mol, and thus:

285,83 кДж/моль/0,1634 кДж/моль=1,749K или 1,476°C (2,689°F)285.83 kJ / mol / 0.1634 kJ / mol = 1,749K or 1,476 ° C (2,689 ° F)

[00122] В качестве иллюстрации возможностей для гибридизации с целью сезонного повышения качества добычи геотермальной энергии почти на любом континенте в таблице 1 показано, что значительное количество летней энергии доступно в условиях, когда световые дни длиннее и отсутствует облачность, например в окрестностях г. Фэрбенкс, центральная Аляска, а также на других равнинных участках Севера, по сравнению с более теплыми участками, такими как г. Гейнсвилль, штат Флорида. Окрестности г. Фэрбенкс, штат Аляска, и сходные территории в Канаде получают больше солнечной энергии в условиях длинных световых дней солнечным летом, чем восемь кажущихся более теплыми городов Северной Америки, как видно из таблицы.[00122] As an illustration of the possibilities for hybridization in order to seasonally improve the quality of geothermal energy production on almost any continent, Table 1 shows that a significant amount of summer energy is available in conditions when daylight hours are longer and there is no cloud cover, for example, in the vicinity of Fairbanks, Central Alaska, as well as other lowland areas of the North, compared to warmer areas such as Gainesville, Florida. The environs of Fairbanks, Alaska, and similar territories in Canada receive more solar energy under long daylight hours on a sunny summer than the eight seemingly warmer cities in North America, as can be seen from the table.

[00123] На фиг.7 показан вариант выполнения 522 для добавления солнечного тепла к донору водорода, такому как метан или вода, подаваемые посредством линии 530 в точке фокуса параболического коллектора 520, для обеспечения диссоциации указанных нагнетаемых доноров водорода при пониженном напряжении или вовсе без него. Обеспечиваемый таким образом водород под давлением доставляется посредством линии 532 на хранение и/или для доставки посредством трубопровода 534, как показано на чертеже. Согласно одному аспекту, электролизер, включая электролизеры, раскрытые в настоящем описании, может обеспечивать сырье, включая водород под давлением.[00123] Figure 7 shows an embodiment 522 for adding solar heat to a hydrogen donor, such as methane or water, supplied through line 530 at the focal point of the parabolic collector 520, to provide dissociation of said injected hydrogen donors with or without reduced voltage . The thus provided hydrogen is delivered under pressure via line 532 for storage and / or for delivery via line 534, as shown in the drawing. According to one aspect, the electrolyzer, including the electrolytic cells disclosed in the present description, can provide raw materials, including hydrogen under pressure.

[00124] На фиг.7 приведен общий вид компонентов схемы процесса, включая солнечный концентратор 520, следующий за солнцем с целью непрерывной фокусировки отраженной солнечной энергии, получаемой зеркалом 712 на принимающем участке 730 реактора 714, с целью получения высокой рабочей температуры. В стационарной основе 704 размещена система привода и обеспечивается передача материалов на реактор 714 и из него. Топливо и сырье, такие как сбросный метан, для реактора 714 доставляются посредством соединения с трубопроводом 718 и/или 530.[00124] Figure 7 shows a general view of the components of a process diagram, including a solar concentrator 520, following the sun to continuously focus the reflected solar energy received by the mirror 712 on the receiving portion 730 of the reactor 714, in order to obtain a high operating temperature. In a stationary base 704, a drive system is located and materials are transferred to and from reactor 714. Fuel and raw materials, such as waste methane, for the reactor 714 are delivered by connecting to a pipeline 718 and / or 530.

[00125] В случаях когда жидкое сырье, такое как компоненты сточных вод, перерабатывается реактором 714, указанное сырье предпочтительно доставляется посредством соединения с соответствующим трубопроводом 715. Получаемая или доставляемая электроэнергия передается посредством кабеля 717. Водород и/или другие жидкости, производимые реактором 714, доставляются по трубопроводу 716 в геотермальный резервуар 543 для местного или удаленного хранения и распространения согласно требованиям рынка. Площадка 706 вращается вокруг центральной вертикальной оси, тем самым обеспечивая отслеживание солнца реактором 714, снабженным зеркалом 712, как показано на чертеже. Координированное вращение вокруг горизонтальной оси 709 в опоре 710, как показано на чертеже, позволяет отслеживать солнце и получать сфокусированную в одной точке солнечную энергию, отражаемую от агрегата зеркала 712. Твердые и полужидкие органические вещества нагревают и загружают в воронку 708, подающую указанные материалы на шнековый конвейер 724, часть которого показана на фиг.8.[00125] In cases where liquid raw materials, such as wastewater components, are processed by the reactor 714, said raw materials are preferably delivered by connecting to an appropriate pipe 715. The generated or delivered electric power is transmitted via a cable 717. Hydrogen and / or other liquids produced by the reactor 714, delivered via pipeline 716 to geothermal tank 543 for local or remote storage and distribution according to market requirements. The pad 706 rotates around a central vertical axis, thereby providing sun tracking by a reactor 714 provided with a mirror 712, as shown in the drawing. Coordinated rotation around the horizontal axis 709 in the support 710, as shown in the drawing, allows you to track the sun and receive focused at one point the solar energy reflected from the unit of the mirror 712. Solid and semi-liquid organic substances are heated and loaded into a funnel 708, feeding these materials to the screw conveyor 724, a portion of which is shown in FIG.

[00126] На фиг.8 изображены детали варианта выполнения 720 приемника 714, включая неподвижную трубку приемника 722 и вращающийся шнековый конвейер, а также трубчатый экструдер 724, в котором выполненная заодно спиральная нарезка 726 проталкивает реагенты, такие как органический материал, на участок 730, где они быстро нагреваются до высокой температуры при помощи концентрированной солнечной энергии. Достаточная концентрация солнечной энергии быстро достигается при помощи параболических, сферических или развернутых гелиостатических зеркал, позволяющих обеспечить типичную рабочую температуру от 500°C до 2500°C, в зависимости от физико-химических свойств материала и особенностей конфигурации удерживающей трубки 722.[00126] Fig. 8 shows details of an embodiment 720 of a receiver 714, including a fixed receiver tube 722 and a rotating screw conveyor, as well as a tubular extruder 724, in which a spiral cut 726 at the same time pushes reagents, such as organic material, to a portion 730, where they quickly heat up to high temperature using concentrated solar energy. A sufficient concentration of solar energy is quickly achieved using parabolic, spherical or unfolded heliostatic mirrors, which provide a typical working temperature from 500 ° C to 2500 ° C, depending on the physicochemical properties of the material and the configuration of the holding tube 722.

[00127] Также могут быть легко адаптированы и другие виды возобновляемого нагревания, такие как индуктивное или резистивное нагревание при помощи электроэнергии, полученной от генератора, работающего от энергии падающей воды, ветра, волн, или от фотоэлектрических структур 403, получающих концентрированную или неконцентрированную солнечную энергию, или от солнечного двигателя-генератора 470 или двигателя внутреннего сгорания, такого как 460, использующего топливо, полученное в результате различных процессов, раскрытых в настоящем описании. Сходным образом возможен вариант, при котором сжигается часть топлива, выработанного реактором 714, для обеспечения достаточного нагрева участка 730 с целью проведения реакций, отображенных в уравнениях 11, 12 и 15. Указанный набор альтернативных источников тепла для участка 730 иллюстрирует предпочтительные варианты дополнения или замены солнечной энергии, что необходимо для обеспечения гарантированной непрерывной работы в случае остановки для ремонта, возникновения временной облачности или в ночные часы.[00127] Other types of renewable heating can also be easily adapted, such as inductive or resistive heating using electricity obtained from a generator operating from the energy of falling water, wind, waves, or from photovoltaic structures 403 that receive concentrated or non-concentrated solar energy or from a solar engine generator 470 or an internal combustion engine, such as 460, using fuel derived from the various processes disclosed herein. Similarly, a variant is possible in which part of the fuel produced by reactor 714 is burned to provide sufficient heating for section 730 to carry out the reactions shown in equations 11, 12 and 15. The indicated set of alternative heat sources for section 730 illustrates preferred options for adding or replacing solar energy, which is necessary to ensure guaranteed continuous operation in the event of a stop for repairs, temporary cloud cover or at night.

[00128] Дополнительный нагрев или замена солнечного тепла для участка 739 путем частичного сжигания полученного ранее водорода и/или угарного газа предпочтительно выполняются путем доставки кислорода через трубу 737 от электролизера 707 через отверстие 731 трубы 732. Важное синергетическое преимущество обеспечивается благодаря работе теплового двигателя 7033 на сбросном метане и/или водороде и обеспечению энергией генератора электроэнергии 705. Объем выработки лишнего электричества может использоваться для получения кислорода и водорода в электролизере 707. Полученный в результате указанного процесса водород может храниться в трубопроводе 716 и/или 534 и идти на продажу, а кислород может использоваться для значительного повышения КПД процесса выработки тепла путем частичного сжигания топлива, полученного в реакторе 714.[00128] Additional heating or replacement of solar heat for section 739 by partially burning previously obtained hydrogen and / or carbon monoxide is preferably accomplished by delivering oxygen through a pipe 737 from an electrolyzer 707 through an opening 731 of a pipe 732. An important synergistic advantage is provided by the operation of the heat engine 7033 at waste methane and / or hydrogen and providing energy to the electric power generator 705. The volume of excess electricity generation can be used to produce oxygen and hydrogen in the electric Rollerizer 707. The hydrogen obtained as a result of this process can be stored in pipeline 716 and / or 534 and sold, and oxygen can be used to significantly increase the efficiency of the heat generation process by partially burning the fuel obtained in reactor 714.

[00129] Удаление азота, обычно поступающего вместе с воздухом, значительно снижает стоимость очистки водорода путем конденсации и отфильтровывания воды из смеси газов в трубе 732, если для выработки тепла путем частичного сжигания используется кислород. По трубе 737 кислород доставляют, как показано на чертеже, для сжигания необходимого количества топлива с минимальными потерями тепла и минимальным нагреванием азота, который присутствовал бы, если бы в качестве окислителя использовался воздух.[00129] Removing nitrogen, usually supplied with air, significantly reduces the cost of hydrogen purification by condensing and filtering water from the gas mixture in pipe 732 if oxygen is used to generate heat by partial combustion. Pipe 737 delivers oxygen, as shown in the drawing, to burn the required amount of fuel with minimal heat loss and minimal heating of nitrogen, which would be present if air were used as the oxidizing agent.

[00130] Таким образом, трубка 722 выполняет функцию хранения органического сырья в анаэробных условиях и передачи солнечной энергии биомассе, подаваемой на участок 730 нагрева концентрированного потока для облегчения проведения следующих общих реакций:[00130] Thus, the tube 722 performs the function of storing organic raw materials under anaerobic conditions and transferring solar energy to the biomass supplied to the concentrated flow heating section 730 to facilitate the following general reactions:

CnHmOx+ТЕПЛО1→xCO+m/2H2+(n-x)C
C6H10O5+ТЕПЛО2→5CO+5H2+C
C n H m O x + HEAT 1 → xCO + m / 2H 2 + (nx) C
C 6 H 10 O 5 + HEAT 2 → 5CO + 5H 2 + C
Уравнение 11
Уравнение 12
Equation 11
Equation 12

[00131] Небольшое количество NH3, H2S, N2 и H2O также может присутствовать в газообразных продуктах вместе с CO и H2, вталкиваемыми уплотненными твердыми веществами в центральное отверстие 731 вращающейся винтовой трубки 732, как показано на чертеже. H2S предпочтительно вводят в реакцию с железом, получая сульфид железа, или собирают в углероде, полученном в результате процесса при выделении водорода. Предпочтительно собирать связанный азот в виде аммиака, а серу - в виде сульфида железа, и использовать указанные соединения в качестве питательных веществ для почвы, вкупе с золой, полученной при помощи изобретения.[00131] A small amount of NH 3 , H 2 S, N 2 and H 2 O may also be present in gaseous products along with CO and H 2 pushed by compacted solids into the central hole 731 of the rotary screw tube 732, as shown in the drawing. H 2 S is preferably reacted with iron to produce iron sulfide, or collected in the carbon obtained from the process in the evolution of hydrogen. It is preferable to collect the bound nitrogen in the form of ammonia, and sulfur in the form of iron sulfide, and use these compounds as nutrients for the soil, together with the ash obtained by the invention.

[00132] Твердые вещества, такие как углерод и зола 736, удаляют с участка 730 путем вращения винтовой трубки 732 вдоль нарезки 734, как показано на чертеже. Высокотемпературная изоляция 740 предпочтительно используется для закупорки конца приемника 714, как показано на чертеже, а изолированный участок 742 обеспечивает сохранение тепла наряду с противоточным теплообменом, происходящим между богатыми углеродом твердыми веществами, выделяемыми посредством шнекового конвейера 732, и биомассой, движущейся по направлению к нагретому участку 730 приемника и агрегату реактора. В периоды, когда солнечная энергия недоступна, изолирующий рукав 748 используется для закупорки участка 730 и предпочтительно поддерживается и направляется из положения покоя и обратно в него посредством телескопических проводников трубки, не показанных на чертеже, для обеспечения иллюстрации других компонентов.[00132] Solids, such as carbon and ash 736, are removed from section 730 by rotating the screw tube 732 along the thread 734, as shown in the drawing. The high temperature insulation 740 is preferably used to seal the end of the receiver 714, as shown in the drawing, and the insulated section 742 provides heat storage along with countercurrent heat transfer between the carbon-rich solids released by the screw conveyor 732 and the biomass moving towards the heated portion 730 receiver and reactor assembly. During periods when solar energy is unavailable, an insulating sleeve 748 is used to clog the portion 730 and is preferably supported and directed from its resting position through telescopic tube conductors not shown in the drawing to provide illustration of other components.

[00133] Вода и другие газы, удаленные на ранних этапах уплотнения и противоточного предварительного нагрева, предпочтительно выбрасываются через заслонки или отверстия 744, позволяя извлекать их посредством сборной трубки 746. При использовании многих видов сырья, таких как навоз и сточные воды, указанная вода обычно содержит связанный азот и другие питательные для почвы вещества и предпочтительно используется для восстановления пахотопригодности и продуктивности почвы.[00133] Water and other gases removed in the early stages of compaction and countercurrent preheating are preferably discharged through dampers or holes 744, allowing them to be removed through a collection tube 746. When using many types of raw materials such as manure and wastewater, said water is usually contains bound nitrogen and other soil nutrients and is preferably used to restore arable and soil productivity.

[00134] В случаях когда предпочтительно использование чистого углерода и чистого водорода, биомассу можно предварительно обрабатывать с целью удаления образующих золу материалов, таких как кальций, магний, фосфор, железо и другие минералы. Золообразующие компоненты биомассы зачастую выбрасывают на свалки, либо спускают в реки, озера и океаны вместе со стоком, образующимся в результате процессов переработки сточных вод и удаления отхода. Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения позволяют легко собирать золообразующие минералы и использовать их в полезном качестве, например в качестве питательных веществ для почвы. Этого можно достичь благодаря комбинации механического разделения и растворения биомассы в подходящем растворителе с целью удаления золообразующих компонентов.[00134] In cases where it is preferable to use pure carbon and pure hydrogen, biomass can be pretreated to remove ash-forming materials such as calcium, magnesium, phosphorus, iron and other minerals. The ash-forming components of biomass are often thrown into landfills or discharged into rivers, lakes and oceans along with runoff resulting from wastewater treatment and waste disposal processes. Some embodiments of the present invention make it easy to collect ash-forming minerals and use them in useful quality, for example, as nutrients for the soil. This can be achieved through a combination of mechanical separation and dissolution of the biomass in a suitable solvent in order to remove ash-forming components.

[00135] Как описано выше, вариант выполнения 72 обеспечивает анаэробную биопереработку биомассы, такой как углеводы и целлюлоза, в соответствии со следующими общими реакциями:[00135] As described above, Embodiment 72 provides for anaerobic bioprocessing of biomass, such as carbohydrates and cellulose, in accordance with the following general reactions:

n(C6H10O5)+n H2O+ТЕПЛО3→n(C6H12O6)
n(C6H12O6)→3n(CH4)+3nCO2+ТЕПЛО4
n (C 6 H 10 O 5 ) + n H 2 O + HEAT 3 → n (C 6 H 12 O 6 )
n (C 6 H 12 O 6 ) → 3n (CH 4 ) + 3nCO 2 + HEAT 4
Уравнение 13
Уравнение 14
Equation 13
Equation 14

[00136] Питательные вещества для почвы в водной массе, остающейся после осуществления процессов, показанных в уравнениях 13 и 14, эффективно переносятся в истощенную почву посредством различных методов, включая их добавление в воду для полива. Углекислый газ легко удаляют из продуктов уравнения 14 путем охлаждения и выполнения разделения фаз, либо путем адсорбции в подходящем растворителе, таком как вода. Углекислый газ растворим в воде до примерно 21,6 объемов газа на объем воды при давлении в 25 атмосфер и 12°C (54°F). Повышение давления и/или снижение температуры повышает объем углекислого газа, способный растворяться в объеме воды. После отделения углекислого газа от метана снижение давления или повышение температуры позволяет осуществить выход растворенного углекислого газа.[00136] The nutrients for the soil in the water mass remaining after the processes shown in equations 13 and 14 are effectively transferred to the depleted soil by various methods, including adding them to the water for irrigation. Carbon dioxide is readily removed from the products of equation 14 by cooling and performing phase separation, or by adsorption in a suitable solvent, such as water. Carbon dioxide is soluble in water to about 21.6 volumes of gas per volume of water at a pressure of 25 atmospheres and 12 ° C (54 ° F). An increase in pressure and / or a decrease in temperature increases the volume of carbon dioxide that can dissolve in the volume of water. After the separation of carbon dioxide from methane, a decrease in pressure or an increase in temperature allows the release of dissolved carbon dioxide.

[00137] На фиг.9 показана функциональная схема процесса 760, включая фотосинтез 762, для выработки органических материалов, анаэробной диссоциации и/или биопереработки 764 с целью получения метана и углекислого газа, охлаждения и разделения фаз, или системы адсорбции с перепадом давления 768 для отделения углекислого газа от метана и/или водорода посредством избирательной адсорбции углекислого газа в подходящей среде, такой как вода или связанный амин. Смеси газов, включающие углекислый газ, метан, азот и другие газы, вводятся в жидкий раствор. После удаления метана и других не поглощенных и не конденсировавшихся газов, углекислый газ, собранный системой разделения, предпочтительно используется для производства изоляционной полимерной пены и легковесного цемента, используемых для строительства энергоэкономичных жилых зданий.[00137] Figure 9 shows a functional diagram of a process 760, including photosynthesis 762, for the production of organic materials, anaerobic dissociation and / or bioprocessing 764 to produce methane and carbon dioxide, cooling and phase separation, or an adsorption system with a differential pressure of 768 for separating carbon dioxide from methane and / or hydrogen by selectively adsorbing carbon dioxide in a suitable medium, such as water or a bound amine. Mixtures of gases, including carbon dioxide, methane, nitrogen and other gases, are introduced into the liquid solution. After the removal of methane and other non-absorbed and non-condensing gases, the carbon dioxide collected by the separation system is preferably used to produce insulating polymer foam and lightweight cement used for the construction of energy-efficient residential buildings.

[00138] Углеводороды, такие как метан, введенные в трубу 722 реактора 720, разлагаются на горячем участке 730, формируя углерод и выпуская водород, как показано в уравнении 15:[00138] Hydrocarbons such as methane introduced into the pipe 722 of the reactor 720 decompose in the hot section 730, forming carbon and releasing hydrogen, as shown in equation 15:

CH4+ТЕПЛО5→C+2H2 CH 4 + HEAT 5 → C + 2H 2 Уравнение 15Equation 15

[00139] Производство углерода в результате процессов, показанных в уравнении 15, позволяет обеспечить источник углерода для хранения или преобразования в различные формы с целью улучшения качества товаров длительного пользования и других продуктов. Углерод, вырабатываемый из углеводородов в результате общего процесса, показанного в уравнении 15, позволяет избежать выработки примерно 3,67 тонн углекислого газа на тонну углерода, используемого в указанных товарах длительного пользования. Углерод, вырабатываемый из углеводородов в результате общего процесса, показанного в уравнении 15, можно вводить в реакцию с азотом из атмосферы для получения аммиака, или с углекислым газом из подходящего источника, такого как электростанция, пивоварня, пекарня или обжиговая установка, для получения метилового спирта. Таким образом, указанные аммиак и метиловый спирт служат в качестве веществ-накопителей водорода, обеспечивая большее количество водорода по объему, чем замороженный жидкий водород, а настоящий вариант выполнения изобретения служит в качестве системы снижения общего количества углекислого газа, избегая сбора 3,67 тонн углекислого газа на тонну углерода при осуществлении таких процессов, как суммированные в уравнении 15.[00139] Carbon production from the processes shown in Equation 15 allows a carbon source to be stored or converted into various forms in order to improve the quality of durable goods and other products. The carbon produced from hydrocarbons as a result of the general process shown in Equation 15 avoids the production of about 3.67 tons of carbon dioxide per ton of carbon used in these durable goods. Carbon produced from hydrocarbons as a result of the general process shown in Equation 15 can be reacted with nitrogen from the atmosphere to produce ammonia, or with carbon dioxide from a suitable source, such as a power plant, brewery, bakery or roasting plant, to produce methyl alcohol . Thus, these ammonia and methyl alcohol serve as hydrogen storage agents, providing a greater amount of hydrogen by volume than frozen liquid hydrogen, and the present embodiment serves as a system for reducing the total amount of carbon dioxide, avoiding the collection of 3.67 tons of carbon dioxide gas per tonne of carbon in processes such as those summarized in equation 15.

[00140] Такие вещества, как аммиак и метиловый спирт, могут быть введены в геотермальные формации под относительно низким давлением, а после получения тепла они превращаются в пар под значительно более высоким давлением. Это позволяет обеспечить возврат большего количества энергии для таких процессов, как описанные со ссылкой на фиг.1-6, чем количество энергии, которое можно было бы получить путем сжигания углеводородного сырья, показанного в уравнении 15. Кроме того, настоящий вариант выполнения позволяет обеспечить гораздо более прибыльные экономические возможности, а также избежать выработки более трех тонн углекислого газа на тонну углерода, используемого для изготовления товаров длительного пользования.[00140] Substances such as ammonia and methyl alcohol can be introduced into geothermal formations at relatively low pressures, and after heat is generated, they are converted to steam at significantly higher pressures. This allows you to return more energy for processes such as those described with reference to figures 1-6, than the amount of energy that could be obtained by burning the hydrocarbon feed shown in equation 15. In addition, this embodiment allows you to provide much more profitable economic opportunities, as well as avoiding the production of more than three tons of carbon dioxide per tonne of carbon used for the manufacture of durable goods.

[00141] Количество тепла, необходимое для осуществления процесса, показанного в уравнении 15, для производства определенного количества связанного углерода, значительно ниже, чем объем энергии, необходимый для сбора из атмосферы и диссоциации углекислого газа. Установка, необходимая для осуществления процесса, показанного в уравнении 15, намного проще и надежнее, чем установка, необходимая для выделения углекислого газа из атмосферы и диссоциации его на углерод и кислород. Сходным образом объем энергии, необходимый для производства водорода путем диссоциации углеводорода, такого как метан, значительно меньше, чем объем энергии, требующийся для получения водорода из воды. Указанный водород может быть использован на том же участке или в удаленных пунктах, включая местное или удаленное промежуточное хранение в одной или нескольких геотермальных формациях, таких как 86, 176 или 543, последующее расширение в двигателях-генераторах 94, 178 или 537, и в итоге, использование в качестве топлива для целей, где используется комбинация тепла и мощности (CHP), например 107, 109, 131, 137, и/или 460, позволяя обеспечить значительно более высокий КПД использования энергии, чем стандартные подходы, известные из уровня техники.[00141] The amount of heat required to carry out the process shown in Equation 15 to produce a certain amount of bound carbon is significantly lower than the amount of energy required to collect from the atmosphere and dissociate carbon dioxide. The setup needed to carry out the process shown in equation 15 is much simpler and more reliable than the setup needed to separate carbon dioxide from the atmosphere and dissociate it into carbon and oxygen. Similarly, the amount of energy needed to produce hydrogen by dissociating a hydrocarbon, such as methane, is significantly less than the amount of energy required to produce hydrogen from water. Said hydrogen may be used at the same site or at remote locations, including local or remote interim storage in one or more geothermal formations, such as 86, 176 or 543, subsequent expansion in engine generators 94, 178 or 537, and ultimately , used as fuel for purposes where a combination of heat and power (CHP) is used, for example 107, 109, 131, 137, and / or 460, allowing for significantly higher energy efficiency than standard approaches known in the art.

[00142] В процессе преобразования углеводородов, включая твердые вещества биомассы и метан, в углерод и водород продукты реакций диссоциации, такие как показанные в отношении уравнений 11, 12 и 15, обычно занимают больший объем, чем вступающие в реакцию вещества. Установка 720 агрегата 714 для выполнения указанных эндотермических реакций приспособлена для выполнения моментального запирания зоны реакции 730 богатым углеродом материалом, уплотняемым при помощи нарезки экструдера 726 вдоль впуска в зону 730, а также богатым углеродом материалом вдоль нарезки экструдера 734 выхода из зоны 730, благодаря чему водород и другие газы, проходящие через отверстие 731, могут нагнетаться до желаемого давления и поддерживаться вращающимися средствами объединения и регулирования давления на выходе отверстия 731.[00142] During the conversion of hydrocarbons, including biomass solids and methane, to carbon and hydrogen, the products of dissociation reactions, such as those shown in relation to equations 11, 12 and 15, usually occupy a larger volume than the reacting substances. The installation 720 of the unit 714 for performing the indicated endothermic reactions is adapted for instantly locking the reaction zone 730 with carbon-rich material compacted by cutting the extruder 726 along the inlet to zone 730, as well as carbon-rich material along the cutting of the extruder 734 leaving zone 730, so that hydrogen and other gases passing through the opening 731, can be pumped to the desired pressure and supported by rotating means for combining and regulating the pressure at the outlet of the opening 731.

[00143] Предпочтительно осуществлять нагнетание холодного метана до желаемого давления для доставки водорода из реактора 720, используя подходящий метод нагнетания до входа метана в реактор 720. Если газы, полученные в результате анаэробной биопереработки, разделены путем сжижения, этого легко достичь путем испарения метана до получения желаемого давления. С этой целью для нагнетания также могут использоваться различные насосы и компрессоры 770.[00143] It is preferable to inject cold methane to the desired pressure to deliver hydrogen from reactor 720 using a suitable injection method before methane enters reactor 720. If the gases from anaerobic biorefining are separated by liquefaction, this is easily achieved by vaporizing methane to obtain desired pressure. For this purpose, various pumps and compressors 770 can also be used for injection.

[00144] Получаемые формы углерода могут сильно варьироваться в зависимости от рыночных требований и соответствующих температуры и давления, при которых выполняется процесс, показанный в уравнении 15. Метан, доставленный на этапе изготовления 772, может быть обработан, как того требует ситуация, для изготовления волокон, технического углерода, алмазоподобной обшивки на подходящем субстрате, кристаллов графита, а также многих других форм, соответствующих совместно рассматриваемым заявкам, включая патентные заявки США 08/921134, 08/921134 и 09/370431.[00144] The resulting forms of carbon can vary greatly depending on market requirements and the corresponding temperature and pressure at which the process shown in equation 15 is carried out. Methane delivered in manufacturing step 772 can be processed as the situation requires for fiber production , carbon black, diamond-like plating on a suitable substrate, graphite crystals, as well as many other forms corresponding to co-pending applications, including US patent applications 08/921134, 08/921134 and 09/370431.

[00145] Для обеспечения преимущества в сохранении тепла для определенных целей рассматривается вариант, в котором шнековый конвейер 732 выполнен в виде пути подачи и предварительного нагревателя, причем водород вводится через отверстие 731, а углерод, полученный в результате реакции в зоне 730, вовлекается при помощи соответствующим образом выполненного экструдера 724 в противоточный теплообмен с впускаемым сырьем. Подобная конструкция обеспечивает противоточное нагревание впускаемого сырья изнутри и снаружи до того, как оно достигнет зоны 730, благодаря параллельному потоку продуктов реакции, проходящих в направлении, обратном направлению потока сырья.[00145] To provide an advantage in retaining heat for certain purposes, an embodiment is considered in which the screw conveyor 732 is configured as a feed path and a pre-heater, whereby hydrogen is introduced through the opening 731, and the carbon obtained from the reaction in zone 730 is drawn in by a suitably made extruder 724 into countercurrent heat exchange with the feed material. Such a design provides countercurrent heating of the intake of raw materials from the inside and outside before it reaches zone 730, due to the parallel flow of reaction products passing in the opposite direction to the flow of raw materials.

[00146] Углерод, полученный в результате реакции, показанной в уравнении 15, переносится шнековым конвейером 732 с осуществлением противоточного теплообмена с трубой 724 для предварительного нагрева метана и, тем самым, повышения общего КПД и скорости, с которой солнечная энергия осуществляет процесс, показанный в уравнении 15. Полученный водород собирается посредством отверстия 731 трубчатого конвейера 732, а тепло удаляется путем противоточного теплообмена с реагентами, проходящими по направлению к зоне 730. Полученный возобновляемый водород может быть использован в топливных элементах или в существующих двигателях, по сути очищающих воздух и дающих выхлоп чище, чем окружающая атмосфера.[00146] The carbon obtained by the reaction shown in Equation 15 is transferred by a screw conveyor 732 with countercurrent heat exchange with a pipe 724 to preheat methane and thereby increase the overall efficiency and speed at which solar energy performs the process shown in equation 15. The resulting hydrogen is collected through the opening 731 of the tubular conveyor 732, and the heat is removed by countercurrent heat exchange with reagents passing towards zone 730. The resulting renewable hydrogen can It can be used in fuel cells or in existing engines, which essentially purify the air and give an exhaust cleaner than the surrounding atmosphere.

[00147] Углерод непрерывно формирует газонепроницаемую пробку между нарезкой конвейера 726 и внутренней стенкой трубы 722 по мере его выработки в ходе процесса, отображенного в уравнении 15. Подобное действие можно обеспечить путем выполнения более короткой передней части винтовой нарезки в том месте, где желательно достичь наибольшего уплотнения. Обычно желательно обеспечить наибольшее уплотнение углерода и закупоривающий эффект после того, как материал, подвергающийся преобразованию в водород, проходит зону 730, на выходе шнекового конвейера за зоной 730.[00147] Carbon continuously forms a gas-tight plug between the cut of the conveyor 726 and the inner wall of the pipe 722 as it is generated during the process depicted in Equation 15. Such an effect can be achieved by performing a shorter front part of the screw cut at the point where it is desired to achieve the greatest seals. It is usually desirable to provide the greatest carbon compaction and clogging effect after the material being converted to hydrogen passes through zone 730, at the exit of the screw conveyor behind zone 730.

[00148] Предполагается, что доставку реагентов для осуществления процессов, показанных в уравнениях 11, 12, 15, 16 и 18, можно выполнить при помощи множества других средств, в дополнение к шнековому конвейеру, показанному на чертеже. В качестве примера биомассу можно проталкивать в зону реакции посредством возвратно-поступательного поршня вместо шнекового конвейера 724, а углерод можно получать из горячего конца при помощи других способов извлечения, включая конвейер с цепной передачей вместо шнекового конвейера 732.[00148] It is contemplated that the delivery of reagents for carrying out the processes shown in Equations 11, 12, 15, 16, and 18 can be accomplished using a variety of other means, in addition to the screw conveyor shown in the drawing. By way of example, biomass can be pushed into the reaction zone by a reciprocating piston instead of a screw conveyor 724, and carbon can be obtained from the hot end using other extraction methods, including a chain conveyor instead of a screw conveyor 732.

[00149] В случаях когда желательно получить жидкое топливо или пары растворителя, такого как один или несколько терпенов, а также иные ценные продукты, температуру реакции можно менять, обычно снижая температуру или повышая оборот компонентов. Полезные соединения, такие как водород, углерод, метиловый спирт и скипидар, можно вырабатывать и собирать при помощи отверстия трубы 731, как описано в уравнении 16 для участка обычного сырья из отходов биомассы; показана формула для среднестатистического соединения:[00149] In cases where it is desirable to obtain liquid fuel or solvent vapors, such as one or more terpenes, as well as other valuable products, the reaction temperature can be changed, usually lowering the temperature or increasing the turnover of the components. Useful compounds, such as hydrogen, carbon, methyl alcohol, and turpentine, can be generated and collected using the opening of a pipe 731, as described in equation 16 for a portion of conventional biomass feedstock; The formula for the average compound is shown:

C6H10O5+ТЕПЛО6→CH3OH+4CO+3H2+CC 6 H 10 O 5 + HEAT 6 → CH 3 OH + 4CO + 3H 2 + C Уравнение 16Equation 16

[00150] Если требуется больший выход жидкого топлива и/или растворителя, угарный газ и водород, полученные в результате типичного процесса, показанного в уравнении 16, могут быть введены в реакцию друг с другом, предпочтительно в присутствии подходящего катализатора, для получения дополнительного метилового спирта и водорода.[00150] If a higher yield of liquid fuel and / or solvent is required, the carbon monoxide and hydrogen obtained from the typical process shown in equation 16 can be reacted with each other, preferably in the presence of a suitable catalyst, to produce additional methyl alcohol and hydrogen.

4CO+3H2→4CH3OH+H2+ТЕПЛО7 4CO + 3H 2 → 4CH 3 OH + H 2 + HEAT 7 Уравнение 17Equation 17

[00151] Скорость подачи биомассы в зону 730 и скорость извлечения твердых остатков спиральным конвейером 32 предпочтительно управляются посредством компьютера, реагирующего на показатели давления, температуры, а также других факторов подобного рода, а также качества продуктов в газе, паре и потоках твердых остатков.[00151] The feed rate of biomass to zone 730 and the recovery rate of solid residues by the spiral conveyor 32 are preferably controlled by a computer that responds to pressure, temperature, and other similar factors, as well as the quality of the products in the gas, steam, and solid residue streams.

[00152] Угарный газ может разлагаться или преобразовываться в желаемые формы связанного углерода путем диспропорционирования в ходе процесса, показанного в уравнении 18:[00152] Carbon monoxide can be decomposed or converted to the desired forms of bound carbon by disproportionation during the process shown in equation 18:

2CO→C+CO2+ТЕПЛО8 2CO → C + CO 2 + HEAT 8 Уравнение 18Equation 18

[00153] Диссоциация или диспропорционирование, показанное в уравнении 18, является экзотермическим и происходит в условиях давления в 10-40 атмосфер при температуре от 500°C до 800°C.[00153] The dissociation or disproportionation shown in equation 18 is exothermic and occurs under pressure of 10-40 atmospheres at a temperature of from 500 ° C to 800 ° C.

[00154] Если, согласно рыночным условиям, получение водорода для топливных элементов или тепловых двигателей более выгодно, чем очищение воздуха, угарный газ можно вводить в экзотермическую реакцию с паром для получения водорода, как показано в уравнении 19:[00154] If, according to market conditions, the production of hydrogen for fuel cells or heat engines is more advantageous than the purification of air, carbon monoxide can be introduced into an exothermic reaction with steam to produce hydrogen, as shown in equation 19:

CO+H2O→CO2+H2+ТЕПЛО9 CO + H 2 O → CO 2 + H 2 + HEAT 9 Уравнение 19Equation 19

[00155] Угарный газ, полученный в результате процессов, показанных в уравнениях 11 и 12, можно преобразовать во множество различных продуктов в соответствии с требованиями рынка при помощи выбранных процессов, требующих получения водорода и/или углерода, как показано на фиг.9 и 10. Предпочтительно использовать тепло, выделенное в ходе процессов, показанных в уравнениях 17, 18 и 19, в виде части добавки тепла, необходимой для осуществления эндотермических реакций, таких как процессы, показанные в уравнениях 12, 15 и 16.[00155] Carbon monoxide obtained from the processes shown in equations 11 and 12 can be converted into many different products in accordance with market requirements using selected processes requiring the production of hydrogen and / or carbon, as shown in figures 9 and 10 It is preferable to use the heat released during the processes shown in equations 17, 18 and 19, as part of the heat addition necessary for the implementation of endothermic reactions, such as the processes shown in equations 12, 15 and 16.

[00156] На фиг.10 показаны предпочтительные этапы процесса получения ценного топлива, растворителей, химических исходных веществ, а также широкого ряда продуктов углерода, начиная с фотосинтеза, посредством которого получают органическое сырье, такое как навоз, мусор и сточные воды, как показано позицией 782, преобразовываемое посредством противоточного самовосстанавливающегося предварительного нагрева и анаэробного пиролиза в богатые углеродом остатки и жидкости, такие как метиловый спирт, водород и угарный газ, в ходе процесса, обозначенного позицией 784, предпочтительно при помощи варианта выполнения, раскрытого со ссылкой на фиг.7 и 8.[00156] Figure 10 shows the preferred steps in the process of producing valuable fuels, solvents, chemical starting materials, and a wide range of carbon products, starting with photosynthesis, through which organic raw materials such as manure, garbage and wastewater are obtained, as shown by 782, converted by countercurrent self-healing preheating and anaerobic pyrolysis to carbon-rich residues and liquids such as methyl alcohol, hydrogen and carbon monoxide, is indicated during the process th numeral 784, preferably using the embodiment disclosed with reference to Figures 7 and 8.

[00157] Такие газы, как водород и угарный газ, полученные анаэробным пиролизом, транспортируют посредством насоса 783 и разделяют с получением желательной степени чистоты на этапе 786. Насос 788 переносит угарный газ, соответствующим образом дозируемый измерительными насосами 790 и 792, а затем газ преобразовывают в широкий ряд продуктов, таких как полученные в результате процессов 794, 796 и 798.[00157] Gases such as hydrogen and carbon monoxide obtained by anaerobic pyrolysis are transported by pump 783 and separated to obtain the desired purity in step 786. Pump 788 transfers carbon monoxide appropriately dosed by metering pumps 790 and 792, and then the gas is converted into a wide range of products, such as those resulting from processes 794, 796 and 798.

[00158] В ходе процесса 794 Тепло8 получают при диссоциации угарного газа на углерод и углекислый газ. В ходе процесса 796 Тепло7 выделяется при взаимодействии угарного газа с водородом для получения метилового спирта. В ходе процесса 798 водный пар взаимодействует с угарным газом, и указанная экзотермическая реакция приводит к получению водорода и углекислого газа. Тепло, выделенное в ходе указанных экзотермических процессов, используется для получения водного пара, используемого в процессе 798, для высушивания сырья биомассы до получения дополнительного тепла в процессе 784, для нагревания анаэробного биореактора 764 с целью повышения скорости выработки метана и/или водорода в процессе 772, а также для достижения многих других полезных целей.[00158] During process 794, Heat 8 is obtained by dissociating carbon monoxide into carbon and carbon dioxide. During process 796, Heat 7 is released by the interaction of carbon monoxide with hydrogen to produce methyl alcohol. During process 798, water vapor interacts with carbon monoxide, and said exothermic reaction produces hydrogen and carbon dioxide. The heat generated during these exothermic processes is used to produce water vapor used in process 798, to dry the biomass feed to obtain additional heat in process 784, to heat the anaerobic bioreactor 764 to increase the rate of methane and / or hydrogen production in process 772 , as well as to achieve many other useful goals.

[00159] Таким образом, в некоторых вариантах выполнения изобретения предлагается практичный процесс связывания атмосферного углерода, состоящий из фотосинтеза, сбора полученной в результате фотосинтеза биомассы и нагрева биомассы для выделения продуктов, выбранных из группы, включающей углерод, водород, метиловый спирт, турпены и золу. Отходы биомассы, которые обычно оставляют гнить под воздействием атмосферы, в результате чего они способствуют росту объемов углекислого газа и/или метана, теперь могут быть использованы для эффективного производства водорода, углерода и питательных веществ для почвы. Практичные системы, имеющие термодинамические и термохимические преимущества, позволяют выделять углерод и/или водород из соединения-донора углерода и/или водорода и обеспечивают использование указанного водорода в различных целях в одной или нескольких местных подсистемах, либо на значительном расстоянии после однократного или многократного промежуточного хранения в одной или нескольких геотермальных формациях. Указанный водород прекрасно подходит для облегчения процессов теплообмена и расширения в одном или нескольких двигателях расширения, а затем может использоваться в топливном элементе или для сжигания в двигателях внутреннего сгорания, двигателях внешнего сгорания, тепловых двигателях парового цикла и/или в комбинированных тепловых и мощностных сферах использования.[00159] Thus, in some embodiments of the invention, a practical atmospheric carbon binding process is proposed consisting of photosynthesis, collecting biomass photosynthesis and heating the biomass to isolate products selected from the group consisting of carbon, hydrogen, methyl alcohol, turpene and ash . Biomass waste, which is usually left to rot under the influence of the atmosphere, as a result of which they contribute to the growth of carbon dioxide and / or methane, can now be used to efficiently produce hydrogen, carbon and soil nutrients. Practical systems having thermodynamic and thermochemical advantages make it possible to separate carbon and / or hydrogen from a donor compound of carbon and / or hydrogen and ensure the use of this hydrogen for various purposes in one or more local subsystems, or at a considerable distance after a single or multiple intermediate storage in one or more geothermal formations. Said hydrogen is ideally suited to facilitate heat transfer and expansion processes in one or more expansion engines, and then can be used in a fuel cell or for combustion in internal combustion engines, external combustion engines, steam cycle heat engines, and / or combined heat and power applications .

[00160] Тревожная тенденция к постепенному повышению средней температуры воздуха и почвы коснулась участков поверхности Земли, где ранее можно было обнаружить органические вещества, заключенные в болотах, озерах, на дне океанов, в качестве замороженных компонентов полярных масс льда, в тундре и вечной мерзлоте. Указанные залежи, в особенности включая гидраты метана и органические материалы, сохранявшиеся в толще льда, а также замороженные органические отложения могут местами находиться на глубине в 2000 футов и по расчетам содержат значительно больше углерода, чем более глубокие залежи угля, нефти и природного газа. Даже сравнительно мелкомасштабные преобразования источников такого органического углерода в выбросы углекислого газа или метана способны более чем в два раза повысить концентрацию углеродосодержащих веществ в глобальной атмосфере.[00160] An alarming tendency towards a gradual increase in average air and soil temperatures has affected areas of the Earth’s surface where previously organic substances contained in swamps, lakes, and the bottom of the oceans could be found as frozen components of the polar masses of ice, in the tundra and permafrost. These deposits, in particular including methane hydrates and organic materials stored in the ice, as well as frozen organic deposits, may be in places at depths of 2000 feet and are estimated to contain significantly more carbon than deeper deposits of coal, oil and natural gas. Even the relatively small-scale conversion of sources of such organic carbon to carbon dioxide or methane emissions can more than double the concentration of carbon-containing substances in the global atmosphere.

[00161] Глобальное потепление, вызванное миллионами тонн углекислого газа, метана и прочих парниковых газов, выделяемых в атмосферу каждый год, приводит к нагреванию вечной мерзлоты планеты и позволяет бактериям и другим микроорганизмам преобразовывать органическое содержимое мерзлоты в такие продукты, как метан и углекислый газ, а также другие парниковые газы, фосфаты и нитраты.[00161] Global warming caused by millions of tons of carbon dioxide, methane and other greenhouse gases released into the atmosphere every year leads to heating of the planet’s permafrost and allows bacteria and other microorganisms to convert the organic content of permafrost into products such as methane and carbon dioxide, as well as other greenhouse gases, phosphates and nitrates.

[00162] Естественные места обитания находятся под угрозой быстрого роста видов растений, которые отмирают и превращают водоемы, которые до этого были способны поддерживать популяцию рыбы, в анаэробные мертвые зоны. Экономические потери, наносимые рыболовецким хозяйствам в результате таяния морского льда и вечной мерзлоты, вызывающего эрозию прибрежных зон, приводят к исчезновению или перемещению целых деревень.[00162] Natural habitats are threatened by the rapid growth of plant species that die off and turn ponds that were previously able to maintain fish populations into anaerobic dead zones. The economic losses caused to fisheries by melting sea ice and permafrost, causing coastal erosion, lead to the disappearance or displacement of entire villages.

[00163] На фиг.11 показан вариант выполнения 800, который может быть использован на большом участке океанического дна для сбора метана, полученного в результате анаэробной выработки метана, или для обеспечения сбора метана и углекислого газа из тающей вечной мерзлоты при помощи пор или отверстий 414 в трубах 812, расположенных под непроницаемой мембраной 830, которая может иметь один или несколько слоев, таких как 810, которые для выполнения некоторых задач могут быть покрыты металлом для обеспечения способности отражать излучение с определенными длинами волн. Мембрана 830 может содержать несколько слоев изолирующего материала, такого как полимерные пленки, а каждый слой может содержать подходящее отражающее покрытие или пленку из такого материала, как алюминий, серебро, хром, цинк, либо диахроматическое отражающее покрытие для управления прохождением излучения через указанные слои. В других вариантах использования мембрана 830 может облегчать прохождение излучения для таких целей, как допущение отведения тепла в условиях ночного неба или получение излучения для добавления тепла к материалам, находящимся под мембраной 830.[00163] Figure 11 shows an embodiment 800 that can be used over a large portion of the ocean floor to collect methane from anaerobic methane production, or to allow methane and carbon dioxide to be collected from melting permafrost using pores or holes 414 in pipes 812 located under an impermeable membrane 830, which may have one or more layers, such as 810, which for some tasks can be coated with metal to provide the ability to reflect radiation with certain ins waves. Membrane 830 may contain several layers of insulating material, such as polymer films, and each layer may contain a suitable reflective coating or film of a material such as aluminum, silver, chromium, zinc, or a diachromatic reflective coating to control the passage of radiation through these layers. In other applications, the membrane 830 may facilitate the passage of radiation for purposes such as allowing heat to be removed under night sky conditions or receiving radiation to add heat to materials below the membrane 830.

[00164] Тепловые трубы, такие как 840, могут быть использованы для перемещения тепла с участка под мембраной 830 на поверхность с целью удаления тепла и сохранения вечной мерзлоты 822, лежащей под мембраной 830, как показано на фиг.12. Тепло переносят или удаляют при испарении подходящей жидкости на участке 842, а пар конденсируется на участке 844, выделяя тепло в окружающую среду. Конденсат, полученный на участке 844, сливается на участок 842 для дальнейшего удаления тепла путем испарения, продолжая цикл. Таким образом, когда температура среды на участке 844 ниже, чем температура на участке 842, тепло удаляют на поверхность. Когда температура на участке 844 равна или превышает температуру на участке 842, тепловая труба 840 находится в режиме ожидания до тех пор, пока не образуются условия, способствующие продолжению теплообмена. Регулирование скорости удаления тепла может быть обеспечено благодаря работе клапанов, таких как 846, для управления тепловым расширением или сжатием на таких участках, как дороги, проходящие по вечной мерзлоте, с целью предотвратить повреждение дорожного полотна, вызываемое вспучиванием почвы или образованием в ней газовых карманов, способствующих разрушению полотна.[00164] Heat pipes, such as 840, can be used to transfer heat from the area beneath the membrane 830 to the surface in order to remove heat and preserve permafrost 822 lying beneath the membrane 830, as shown in FIG. 12. Heat is transferred or removed by evaporation of a suitable liquid in section 842, and the steam condenses in section 844, releasing heat to the environment. The condensate obtained in section 844 is discharged to section 842 to further remove heat by evaporation, continuing the cycle. Thus, when the temperature of the medium in section 844 is lower than the temperature in section 842, heat is removed to the surface. When the temperature in section 844 is equal to or higher than the temperature in section 842, the heat pipe 840 is in standby mode until conditions are created that facilitate continued heat transfer. The regulation of the rate of heat removal can be ensured by the operation of valves, such as 846, to control thermal expansion or contraction in areas such as permafrost roads, in order to prevent damage to the roadway caused by swelling of the soil or the formation of gas pockets in it, contributing to the destruction of the canvas.

[00165] В ходе работы верхний слой снега, гравия, грязи или почвы 802 может использоваться для удержания мембраны 830 на месте и/или для защиты мембраны от продырявливания ее оленями или иным поверхностным транспортом. Метан, выделяемый с участка под мембраной 830, можно собирать и перерабатывать при помощи оборудования, выполняющего этапы процесса, примерно показанные в уравнениях 20, 21 и 22.[00165] During operation, the top layer of snow, gravel, dirt, or soil 802 can be used to hold the membrane 830 in place and / or to protect the membrane from being hollowed out by deer or other surface transport. Methane released from the area beneath membrane 830 can be collected and processed using equipment that performs process steps roughly shown in equations 20, 21, and 22.

CH4+Тепло→C+2H2
CH4+C→C2H4
nC2H4→(C2H4)n
CH 4 + Heat → C + 2H 2
CH 4 + C → C 2 H 4
nC 2 H 4 → (C 2 H 4 ) n
Уравнение 20
Уравнение 21
Уравнение 22
Equation 20
Equation 21
Equation 22

[00166] Метан собирают и подвергают диссоциации с образованием углерода и водорода. Указанный водород можно использовать для хранения энергии и/или вовлекать в подходящий процесс преобразования энергии для обеспечения мощности для работы оборудования, выполняющего процессы, обозначенные в уравнениях 21 и 22. Углерод, полученный в ходе процесса, показанного в уравнении 20, можно вводить в реакцию с метаном для получения этилена, как показано на чертеже, а указанный этилен можно полимеризировать для получения плотного накопителя углерода или различных полимеров, которые могут использоваться для производства труб, монтажных деталей и клапанов, используемых в настоящих процессах.[00166] Methane is collected and dissociated to form carbon and hydrogen. Said hydrogen can be used to store energy and / or involved in a suitable energy conversion process to provide power for the equipment operating in the processes described in equations 21 and 22. The carbon obtained during the process shown in equation 20 can be reacted with methane to produce ethylene, as shown in the drawing, and the specified ethylene can be polymerized to obtain a dense carbon storage ring or various polymers that can be used to produce pipes, mounting x parts and valves used in these processes.

[00167] Согласно другим аспектам, хранение энергии в виде потенциальной энергии различной формы, такой как термальная, химическая, нагнетательная и высотная, в подходящей геологической формации может обеспечить множество преимуществ, включая взаимодействие с формацией для повышения температуры, давления и химического потенциала хранимых веществ. Вышеуказанное позволяет обеспечить систему преобразования энергии, вводящую одно или несколько веществ в геологическую формацию для осуществления различных целей, включающих хранение химической потенциальной энергии, хранение нагнетательной потенциальной энергии, хранение химической и нагнетательной потенциальной энергии, теплообмен между формацией и указанной жидкостью, перенос веществ из указанной формации в указанную жидкость и выработка веществ из указанной формации в результате наличия указанной жидкости.[00167] According to other aspects, storing energy in the form of potential energy of various shapes, such as thermal, chemical, injection, and altitude, in a suitable geological formation can provide many benefits, including interacting with the formation to increase the temperature, pressure, and chemical potential of the stored materials. The above allows you to provide an energy conversion system that introduces one or more substances into the geological formation for various purposes, including storing chemical potential energy, storing injection potential energy, storing chemical and injection potential energy, heat transfer between the formation and said liquid, transferring substances from the specified formation into said liquid and production of substances from said formation as a result of the presence of said liquid.

[00168] Это, в свою очередь, позволяет осуществлять работу по меньшей мере одного из веществ в одном или нескольких устройствах для преобразования энергии, причем по меньшей мере одно из жидких веществ обрабатывается для обеспечения такого агрегатного состояния, как жидкость, смесь жидкости и пара, пар или газ, и транспортируется для привода соответствующих устройств для преобразования энергии.[00168] This, in turn, allows the operation of at least one of the substances in one or more devices for converting energy, and at least one of the liquid substances is processed to provide such an aggregate state as a liquid, a mixture of liquid and steam, steam or gas, and is transported to drive appropriate energy conversion devices.

[00169] В геологических формациях, содержащих углеводороды, система может обеспечить вещества, в целом или избирательно выделяющие один или несколько видов углеводородов из геологической формации.[00169] In geological formations containing hydrocarbons, the system can provide substances that generally or selectively separate one or more types of hydrocarbons from the geological formation.

[00170] Рабочая жидкость может быть дополнительно нагрета при помощи солнечного тепла или тепла, отведенного из промышленных источников, коммерческих источников, тепловых элементов и тепловых двигателей, и при этом одно или несколько жидких веществ получает дополнительное тепло благодаря передаче тепла из солнечных источников, промышленных источников, коммерческих источников, тепловых элементов и тепловых двигателей.[00170] The working fluid can be further heated using solar heat or heat removed from industrial sources, commercial sources, thermal elements and heat engines, and one or more liquid substances receives additional heat through heat transfer from solar sources, industrial sources , commercial sources, thermal elements and heat engines.

[00171] Обработка и подготовка рабочей жидкости на значительной высоте позволяет повысить КПД процесса. Высота позволяет обеспечить напор и большее количество кинетической энергии падающей рабочей жидкости. Это позволяет обеспечивать или вырабатывать одно или несколько жидких веществ на высоте, например башни ветряной турбины, холма или иного топографического образования, расположенного на возвышении, башни связи и специально возведенной башни, включая случаи, при которых жидкость поднимается на высоту в виде пара или газа, и после конденсации служит в качестве жидкости, падающей с получением кинетической энергии, собираемой подходящим двигателем.[00171] Processing and preparing the working fluid at a considerable height can increase the efficiency of the process. The height allows you to provide a pressure and a greater amount of kinetic energy of the incident working fluid. This allows you to provide or produce one or more liquid substances at a height, for example, a tower of a wind turbine, a hill or other topographic formation located on an elevation, a communication tower and a specially erected tower, including cases in which the liquid rises to a height in the form of steam or gas, and after condensation, it serves as a liquid falling into the kinetic energy collected by a suitable engine.

[00172] Жидкость или рабочая жидкость может быть получена путем выделения водорода, углекислого газа, угарного газа, метана и т.д., посредством целого ряда процессов. Подготовка включает преобразование рабочей жидкости в желаемое агрегатное состояние. Это позволяет осуществлять процесс производства и подготовки жидкости, включая такие процессы, как каталитическое извлечение из анаэробной переработанной жидкой массы биореактора, производство путем электролиза соединения, содержащего водород, и комбинированный электрический и каталитический импульс для получения рабочей жидкости из анаэробной жидкой массы биореактора. Это позволяет преобразовывать сточные воды, мусор, отходы сельского хозяйства и отходы лесозаготовок в компоненты рабочей жидкости, которые можно хранить в геологической формации с целью повышения энергобезопасности и обеспечения преобразования энергии по первому требованию. Рабочая жидкость может быть введена в геологическую формацию для осуществления таких целей, как хранение химической потенциальной энергии, хранение нагнетательной потенциальной энергии, хранение химической и нагнетательной потенциальной энергии, теплообмен между формацией и указанной жидкостью, перенос веществ из указанной формации в указанную жидкость и выработка веществ из указанной формации в результате наличия указанной жидкости. Рабочая жидкость может состоять из водорода, углекислого газа или смесей водорода и углекислого газа, или метана, либо может состоять из других выбранных веществ, например, приведенных в качестве примера в таблице 2. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить процесс комбинированного хранения, транспортировки вещества, а также осуществлять работу по меньшей мере одного жидкого вещества в одном или нескольких устройствах для преобразования энергии, причем по меньшей мере одно из жидких веществ обрабатывается для обеспечения такого агрегатного состояния, как жидкость, смесь жидкости и пара, пар или газ, и транспортируется для привода соответствующих устройств для преобразования энергии.[00172] A liquid or a working fluid can be obtained by liberating hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, methane, etc., by a variety of processes. Preparation includes the conversion of the working fluid to the desired state of aggregation. This allows for the production and preparation of a liquid, including processes such as catalytic extraction of a bioreactor from an anaerobic processed liquid mass, production of a hydrogen-containing compound by electrolysis, and a combined electrical and catalytic pulse to produce a working fluid from an anaerobic liquid bioreactor mass. This allows you to convert wastewater, garbage, agricultural waste and logging waste into components of the working fluid, which can be stored in a geological formation in order to increase energy security and ensure energy conversion on demand. The working fluid can be introduced into the geological formation for such purposes as storage of chemical potential energy, storage of injection potential energy, storage of chemical and injection potential energy, heat transfer between the formation and the specified liquid, transfer of substances from the specified formation to the specified liquid and production of substances from the specified formation as a result of the presence of the specified fluid. The working fluid may consist of hydrogen, carbon dioxide or mixtures of hydrogen and carbon dioxide, or methane, or may consist of other selected substances, for example, given as an example in table 2. This, in turn, allows for the process of combined storage, transportation substances, as well as carry out the work of at least one liquid substance in one or more devices for energy conversion, and at least one of the liquid substances is processed to provide such an aggregate A liquid state, such as a liquid, a mixture of liquid and steam, steam or gas, is transported to drive appropriate energy conversion devices.

[00173] Система может вырабатывать рабочую жидкость, которую она поставляет для осуществления работы и привода устройства преобразования энергии с последующим использованием тепла, полученного от геологической формации или хранившегося в ней, включая поверхностный слой, близкий к поверхности слой или более глубокие слои, для таких целей как обеспечение дальнейших этапов преобразования энергии, а также поддержка и питание целого ряда видов растений.[00173] The system can produce a working fluid that it supplies to operate and drive an energy conversion device, followed by using heat from or stored in a geological formation, including a surface layer, a layer close to the surface, or deeper layers, for such purposes how to provide further stages of energy conversion, as well as support and nutrition for a number of plant species.

[00174] Кроме того, система может хранить и/или производить и использовать геотермальное тепло для выработки и транспортировки подготовленной жидкости, такой как углекислый газ, метан и водород, для таких целей как повышение температуры и подача углекислого газа для выращивания водных растений, включая виды, используемые для получения топлива, проведения химических реакций и получения пищевых продуктов, а также для выращивания парниковых растений и обслуживания гидропонных производственных установок.[00174] In addition, the system can store and / or produce and use geothermal heat to generate and transport prepared liquid, such as carbon dioxide, methane and hydrogen, for purposes such as raising the temperature and supplying carbon dioxide for growing aquatic plants, including species used for fuel, chemical reactions and food, as well as for growing greenhouse plants and maintenance of hydroponic production plants.

[00175] Система обеспечивает выделение водорода или жидкого топлива из органических материалов и является экономически более эффективной, так как использует меньшее количество энергии для производства полимеров из подобранных растений по сравнению с заменой ископаемых нефтехимических соединений. Указанные системы также позволяют возвращать связанный азот и микроэлементы в почву, на которой производятся культивационные, ландшафтные и прочие сельскохозяйственные работы.[00175] The system provides the release of hydrogen or liquid fuel from organic materials and is more cost effective because it uses less energy to produce polymers from selected plants compared to replacing fossil petrochemical compounds. These systems also allow the return of bound nitrogen and trace elements to the soil on which cultivation, landscape and other agricultural work is carried out.

[00176] Согласно другому аспекту, система включает преобразование органического материала в одно или несколько жидких веществ, таких как метан, этан, пропан, метиловый спирт, водород, сульфид водорода, угарный газ и углекислый газ, с целью обеспечения эффективного двигателя экономического развития, включающего в себя фермерские хозяйства, позволяющее производить дополнительные ценные товары для сельскохозяйственной отрасли. Это позволяет избавиться от неэффективных существующих приемов, при которых на получение одной калории продукта питания затрачивается более чем 10 калорий бензина, используемых для насаждения, удобрения, культивирования, сбора и переработки указанных продуктов питания.[00176] According to another aspect, the system includes converting organic material into one or more liquid substances, such as methane, ethane, propane, methyl alcohol, hydrogen, hydrogen sulfide, carbon monoxide and carbon dioxide, in order to provide an efficient engine for economic development, including farming, allowing the production of additional valuable goods for the agricultural industry. This allows you to get rid of ineffective existing methods in which more than 10 calories of gasoline are used to plant one calorie of food product used for planting, fertilizing, cultivating, collecting and processing these foods.

[00177] В другом варианте выполнения обеспечивается сбор и хранение дождевой воды для выращивания урожая, обеспечиваются преимущества охлаждения и увлажнения испарением при осуществлении процессов преобразования энергии.[00177] In another embodiment, the collection and storage of rainwater for growing crops is provided, the benefits of cooling and humidification by evaporation during energy conversion processes are provided.

[00178] В другом варианте выполнения обеспечена система, разделяющая выбранные элементы жидких веществ путем избирательного удаления посредством подходящих фильтров, адсорбции с перепадом давления, адсорбции с перепадом температуры, абсорбции в растворе и мембранного разделения, и включающая указанные способы избирательного удаления с целью возвращения связанного азота и/или микроэлементов в сельскохозяйственный цикл или избирательное удаление химических веществ с целью получения прибыли.[00178] In another embodiment, a system is provided that separates selected elements of liquid substances by selectively removing through suitable filters, adsorption with a differential pressure, adsorption with a differential temperature, absorption in a solution and membrane separation, and including said selective removal methods for recovering bound nitrogen and / or trace elements in the agricultural cycle or the selective removal of chemicals for profit.

[00179] В другом варианте выполнения обеспечена система, обеспечивающая выделение водорода или жидкого топлива из органического материала посредством использования тепла для осуществления тепловой диссоциации и сохраняющая указанные выделенные вещества в геологической формации.[00179] In another embodiment, a system is provided that provides the release of hydrogen or liquid fuel from organic material by using heat to effect thermal dissociation and storing said isolated substances in a geological formation.

[00180] В другом варианте выполнения обеспечена система, обеспечивающая противоточный теплообмен для преобразования органического материала в одно или несколько жидких веществ, выделяемых посредством эндотермических процессов, использующих такие источники энергии, как сгорание части одного или нескольких жидких веществ, солнечный нагрев, электрический нагрев, а также теплообмен с устройством для преобразования энергии, таким как двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель расширения и топливный элемент.[00180] In another embodiment, a system is provided that provides countercurrent heat transfer for converting organic material into one or more liquid substances released by endothermic processes using energy sources such as the combustion of a portion of one or more liquid substances, solar heating, electric heating, and also heat exchange with an energy converting device such as an internal combustion engine, an external combustion engine, an expansion engine, and a fuel cell.

[00181] В другом варианте выполнения обеспечена система, в которой органический материал преобразуют в жидкое вещество, такое как водород и/или жидкий углеводород, для осуществления работ по преобразованию энергии, а углерод выделяют для изготовления и производства товаров длительного пользования с целью предотвращения выхода указанного углерода в окружающую среду в качестве загрязнителя.[00181] In another embodiment, a system is provided in which organic material is converted into a liquid substance, such as hydrogen and / or liquid hydrocarbon, for energy conversion work, and carbon is released for the manufacture and manufacture of durable goods in order to prevent the release of said carbon into the environment as a pollutant.

[00182] Усовершенствованный вариант вышеуказанной системы включает выполнение преобразования на участке, где органические материалы собирают на одном участке, а жидкое вещество транспортируют на другой участок, где осуществляется выделение углерода.[00182] An improved version of the above system includes performing conversion on a site where organic materials are collected on one site and liquid material is transported to another site where carbon is released.

[00183] В другом варианте выполнения, указанные органические материалы преобразуют в указанные жидкие вещества на участке, где имеется богатый запас указанных органических материалов, а одну или несколько указанных жидкостей транспортируют на участки, где углерод отделяют от одной или нескольких указанных жидкостей для производства твердых продуктов с целью предотвращения выхода указанного углерода в атмосферу в виде газа. Для сушки органических материалов перед преобразованием в жидкие вещества используется теплообмен. Источники тепла для теплообмена включают сжигание жидких веществ, высокую температуру жидких веществ и устройство для преобразования энергии, такое как двигатель или топливный элемент.[00183] In another embodiment, said organic materials are converted to said liquid substances at a site where there is a rich supply of said organic materials, and one or more of said liquids is transported to sites where carbon is separated from one or more of said liquids to produce solid products in order to prevent the release of the specified carbon into the atmosphere in the form of gas. Heat is used to dry organic materials before being converted to liquid materials. Sources of heat for heat transfer include the combustion of liquid substances, the high temperature of liquid substances, and an energy converting device such as an engine or fuel cell.

[00184] Согласно аспекту данного варианта выполнения, указанные органические материалы высушивают до преобразования в указанные жидкие вещества посредством противоточного теплообмена с источниками, выбранными из: сжигания части одного или нескольких указанных жидких веществ, одного или нескольких указанных жидких веществ после их получения при температуре выше, чем температура указанного органического материала, одного или нескольких указанных жидких веществ после их нагревания до температуры выше, чем температура указанного органического материала, и теплообмена с устройством для преобразования энергии, выбранным из группы, включающей двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель расширения и топливный элемент.[00184] According to an aspect of this embodiment, said organic materials are dried before being converted to said liquid substances by countercurrent heat exchange with sources selected from: burning a portion of one or more of said liquid substances, one or more of said liquid substances after they are obtained at a temperature higher than than the temperature of the specified organic material, one or more of these liquid substances after heating to a temperature higher than the temperature of the specified organic Skog material and heat exchange with a device for energy conversion selected from the group consisting of an internal combustion engine, external combustion engine, the expansion engine and the fuel cell.

[00185] Другой аспект данного варианта выполнения включает нагнетание указанных жидких веществ посредством одного или нескольких процессов, выбранных из группы, включающей уплотнение при помощи шнекового конвейера, уплотнение при помощи поршня и смена фазы от твердого вещества к более объемной жидкости.[00185] Another aspect of this embodiment includes injecting said liquid materials through one or more processes selected from the group consisting of compaction with a screw conveyor, compaction with a piston, and phase change from solid to a more voluminous liquid.

[00186] В другом варианте выполнения обеспечена система противоточного теплообмена, содержащая донор водорода, вступающий в теплообмен с продуктами диссоциации указанного донора водорода. Согласно аспекту данного варианта выполнения, диссоциация осуществляется при помощи тепла, полученного из группы источников, состоящей из захваченного солнечного тепла, тепла сгорания, тепла геологической формации и отраженного тепла от несгорающего источника.[00186] In another embodiment, a countercurrent heat exchange system is provided comprising a hydrogen donor entering into heat exchange with dissociation products of said hydrogen donor. According to an aspect of this embodiment, dissociation is carried out using heat obtained from a group of sources consisting of trapped solar heat, heat of combustion, heat of the geological formation and reflected heat from a non-combustible source.

[00187] В другом варианте выполнения обеспечено выделение углерода или водорода из соединения-донора углерода или водорода, причем указанный водород используется в различных целях в одной или нескольких местных подсистемах, либо на значительном расстоянии после однократного или многократного промежуточного хранения в одной или нескольких геологических формациях. Согласно аспекту данного варианта выполнения, указанный водород обеспечивает расширение в одном или нескольких средствах расширения, а затем может использоваться в топливном элементе или для сжигания в средствах, выбранных из группы, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, двигателя внешнего сгорания, теплового двигателях парового цикла, и в средствах для комбинированных тепловых и мощностных сфер использования.[00187] In another embodiment, carbon or hydrogen is released from the carbon or hydrogen donor compound, said hydrogen being used for various purposes in one or more local subsystems, or at a considerable distance after a single or multiple intermediate storage in one or more geological formations . According to an aspect of this embodiment, said hydrogen provides expansion in one or more expansion means, and then can be used in a fuel cell or for combustion in means selected from the group consisting of an internal combustion engine, an external combustion engine, a steam cycle heat engine, and in products for combined heat and power applications.

[00188] В другом варианте выполнения обеспечено каталитическое выделение водорода из вещества, полученного благодаря воздействию микроорганизмов на биомассу. Согласно аспекту данного варианта выполнения, указанный катализатор является органическим. Другой аспект данного варианта выполнения включает импульс, выбранный из группы, включающей радиоактивную, вибрационную, электродвижущую и магнитную силу, используемую вкупе с указанным катализатором.[00188] In another embodiment, catalytic hydrogen evolution from a substance obtained by the action of microorganisms on biomass is provided. According to an aspect of this embodiment, said catalyst is organic. Another aspect of this embodiment includes a pulse selected from the group consisting of radioactive, vibrational, electromotive and magnetic force used in conjunction with said catalyst.

[00189] В другом варианте выполнения обеспечена установка для преобразования энергии, содержащая описанные в настоящем раскрытии элементы, включая особенности, связанные с восходящей и нисходящей тягой, колодцами, геологическими формациями, трубопроводами, группами водосборных бассейнов и полимерным материалом. Согласно аспекту данного варианта выполнения, установка способна работать в различных микроклиматических зонах; указанные зоны также включают подзоны; а указанные подзоны включают уникальные температурные характеристики, влажность, природные ресурсы или характеристики переноса энергии, которыми можно управлять для выполнения работы.[00189] In another embodiment, an energy conversion apparatus is provided comprising the elements described in the present disclosure, including features related to ascending and descending draft, wells, geological formations, pipelines, catchment groups, and polymer material. According to an aspect of this embodiment, the apparatus is capable of operating in various microclimatic zones; said zones also include subzones; and these subzones include unique temperature, humidity, natural resources, or energy transfer characteristics that can be controlled to do the job.

[00190] В другом варианте выполнения обеспечена система двигателя для устойчивого экономического развития, включающая: способ выполнения экономических стимулов, повышающих продуктивность; способ устранения отрицательных стимулов, снижающих продуктивность; способ формирования рабочих мест в сферах растениеводства, промышленного производства, энергетики, информационных технологий и энергоснабжения; и способ внедрения макроэкономического алгоритма устойчивости.[00190] In another embodiment, an engine system for sustainable economic development is provided, including: a method of performing economic incentives that increase productivity; a way to eliminate negative incentives that reduce productivity; a way to create jobs in the fields of crop production, industrial production, energy, information technology and energy; and a method for implementing a macroeconomic sustainability algorithm.

[00191] В другом варианте выполнения обеспечен процесс сельскохозяйственного производства, включающий способ повышения выхода урожая путем снижения стоимости энергии, используемой на получение урожая; способ снижения необходимости в удобрениях посредством возвращения микроэлементов в почву; способ удобрения сельскохозяйственных культур водорослями; систему водоиспользования; систему выработки энергии и энергоснабжения; и использование CO2 для повышения урожайности посевов.[00191] In another embodiment, an agricultural production process is provided, including a method of increasing yield by reducing the cost of energy used to produce the crop; a way to reduce the need for fertilizers by returning trace elements to the soil; A method of fertilizing crops with algae; water use system; power generation and supply system; and the use of CO 2 to increase crop yields.

[00192] В другом варианте выполнения обеспечена система выращивания сельскохозяйственных культур в микроклимате, который можно по необходимости изолировать или обеспечивать отслеживаемый доступ к окружающей среде с целью добавления воздуха (восходящая/нисходящая тяга) или осадков; и макросистема производства пищевых продуктов для сбора сельскохозяйственного мусора (стеблей, соломы) и преобразования его в углерод или водород.[00192] In another embodiment, there is provided a system for growing crops in a microclimate, which can be isolated or provided with controlled access to the environment to add air (upward / downward draft) or precipitation; and a macro food production system for collecting agricultural debris (stalks, straw) and converting it into carbon or hydrogen.

[00193] В другом варианте выполнения обеспечена система разведения рыбы, включающая: способ обеспечения питательных веществ, кислорода и чистой воды для поддержания разведения рыбы; система слежения и управления за температурой для поддержания среды; и система выделения белка, углеводов, жиров, витаминов и минералов из биомассы или жидкой массы в качестве питания для рыбы.[00193] In another embodiment, a fish breeding system is provided, comprising: a method of providing nutrients, oxygen and pure water to maintain fish breeding; temperature monitoring and control system to maintain the environment; and a system for isolating protein, carbohydrates, fats, vitamins and minerals from biomass or liquid mass as food for fish.

[00194] В другом варианте выполнения обеспечена система разведения птицы, свиней, коров (животноводства), включающая: систему выращивания животных в управляемой среде; систему выращивания кормовых сельскохозяйственных культур, лишенных пестицидов или удобрений; и систему водоиспользования для очистки воды путем выделения водорода из кислотного дождя и других источников подкисленной воды, включая воду, доведенную до подкисленного состояния восстановителями.[00194] In another embodiment, a poultry, pig, and cow (livestock) breeding system is provided, comprising: a system for raising animals in a controlled environment; a system for growing feed crops devoid of pesticides or fertilizers; and a water management system for treating water by releasing hydrogen from acid rain and other sources of acidified water, including water brought to an acidified state by reducing agents.

[00195] В другом варианте выполнения обеспечен процесс преобразования энергии, включающий этапы погружения одного или нескольких жидких веществ в геологическую формацию в целях, выбранных из группы, состоящей из получения тепла, промежуточного хранения химикатов и/или энергии давления, и добычи ценных веществ из указанной формации, причем получение работы осуществляется по меньшей мере одним из указанных одного или нескольких жидких веществ в одном или нескольких устройствах для преобразования энергии, причем по меньшей мере одно из указанных одного или нескольких жидких веществ подготавливают до получения агрегатного состояния, выбранного из группы, состоящей из жидкости, смеси жидкости и пара, пара или газа, который доставляют для обеспечения привода указанного одного или нескольких устройств для преобразования энергии. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанная геологическая формация содержит углеводороды. Другой аспект данного варианта выполнения включает процесс, в ходе которого, после погружения одного или нескольких жидких веществ в геологическую формацию, указанное одно или несколько жидких веществ получают дополнительное тепло из источников, выбранных из группы, состоящей из солнечных источников, промышленных источников, коммерческих источников и тепловых двигателей. Другой аспект данного варианта выполнения включает процесс, в ходе которого указанную жидкость получают на высоте, обеспеченной вариантом выполнения, выбранным из группы, состоящей из башни ветряной турбины, холма или иного топографического образования, расположенного на возвышении, башни связи и специально возведенной башни.[00195] In another embodiment, an energy conversion process is provided comprising the steps of immersing one or more liquid substances in a geological formation for purposes selected from the group consisting of heat generation, intermediate storage of chemicals and / or pressure energy, and extraction of valuable substances from said formation, and getting the job is carried out by at least one of these one or more liquid substances in one or more devices for energy conversion, and at least one of the decree The data of one or more liquid substances is prepared to obtain an aggregate state selected from the group consisting of a liquid, a mixture of liquid and steam, steam or gas, which is delivered to drive one or more of the devices for converting energy. According to another aspect of this embodiment, said geological formation contains hydrocarbons. Another aspect of this embodiment includes a process in which, after immersing one or more liquid substances in a geological formation, said one or more liquid substances receive additional heat from sources selected from the group consisting of solar sources, industrial sources, commercial sources and heat engines. Another aspect of this embodiment includes a process in which the liquid is obtained at a height provided by an embodiment selected from the group consisting of a tower of a wind turbine, a hill or other topographic formation located on an elevation, a communication tower and a specially erected tower.

[00196] Другой вариант выполнения обеспечивает процесс производства и подготовки жидкости посредством процесса, выбранного из группы, включающей каталитическое извлечение из анаэробной переработанной жидкой массы биореактора, производство путем электролиза соединения, содержащего водород, и комбинированный электрический и каталитический импульс для получения рабочей жидкости из анаэробной жидкой массы биореактора. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанная жидкость выбрана из группы, состоящей из водорода, углекислого газа и смеси водорода и углекислого газа. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанную жидкость вводят в геологическую формацию для осуществления целей, выбранных из группы, включающей хранение химической потенциальной энергии, хранение нагнетательной потенциальной энергии, хранение химической и нагнетательной потенциальной энергии, теплообмен между указанной формацией и указанной жидкостью, перенос веществ из указанной формации в указанную жидкость и выработка веществ из указанной формации в результате наличия указанной жидкости. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанная жидкость используется для привода устройства для преобразования энергии.[00196] Another embodiment provides a process for producing and preparing a fluid through a process selected from the group consisting of catalytically extracting a bioreactor from an anaerobic processed liquid mass, producing a hydrogen-containing compound by electrolysis, and a combined electrical and catalytic pulse to produce a working fluid from anaerobic liquid mass of the bioreactor. According to another aspect of this embodiment, said liquid is selected from the group consisting of hydrogen, carbon dioxide and a mixture of hydrogen and carbon dioxide. According to another aspect of this embodiment, said liquid is introduced into a geological formation for purposes selected from the group consisting of storing chemical potential energy, storing injection potential energy, storing chemical and injection potential energy, heat transfer between said formation and said liquid, transferring substances from the specified formation in the specified liquid and the production of substances from the specified formation as a result of the presence of the specified liquid. According to another aspect of this embodiment, said fluid is used to drive an energy conversion device.

[00197] В другом варианте выполнения обеспечен процесс производства и использования геотермального тепла для выработки и транспортировки жидкостей, выбранных из группы, включающей углекислый газ, метан и водород, для целей, выбранных из группы, включающей выращивание водных растений, выращивание парниковых растений, обслуживание гидропонных производственных установок и использование в качестве рабочей жидкости для обеспечения работы одного или нескольких устройств для преобразования энергии. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные водные растения выбраны из группы, состоящей из водорослей.[00197] In another embodiment, a process is provided for producing and using geothermal heat to generate and transport fluids selected from the group consisting of carbon dioxide, methane and hydrogen, for purposes selected from the group including growing water plants, growing greenhouse plants, and hydroponic maintenance production plants and use as a working fluid to ensure the operation of one or more devices for energy conversion. According to another aspect of this embodiment, said aquatic plants are selected from the group consisting of algae.

[00198] В другом варианте выполнения обеспечена система преобразования органических материалов в одно или несколько жидких веществ, выбранных из группы, включающей метан, этан, метиловый спирт, этиловый спирт, водород, сульфид водорода, угарный газ и углекислый газ, причем удаление части указанных веществ, выбранной из группы, включающей сульфид водорода, угарный газ и углекислый газ, осуществляется при помощи процесса избирательного удаления, выбранного из группы, включающей адсорбцию с перепадом давления, адсорбцию с перепадом температуры, абсорбцию в растворе и мембранное разделение, и причем указанный процесс преобразования органического материала в жидкости осуществляется при помощи противоточного теплообмена с источниками, выбранными из сжигания части одного или нескольких указанных жидких веществ, одного или нескольких указанных жидких веществ после их получения при температуре выше, чем температура указанного органического материала, одного или нескольких указанных жидких веществ после их нагревания до температуры выше, чем температура указанного органического материала, и теплообмена с устройством для преобразования энергии, выбранным из группы, включающей двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель расширения и топливный элемент. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанное устройство для преобразования энергии использует вещество, выбранное из указанных жидких веществ. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные органические материалы преобразовывают в указанные жидкие вещества, а углерод связывают из одного или нескольких указанных веществ для получения твердых продуктов с целью предотвращения выброса указанного углерода в атмосферу в виде соединения газа. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные органические материалы преобразуют в указанные жидкие вещества на участке, где имеется богатый запас указанных органических материалов, а одну или несколько указанных жидкостей транспортируют на участки, где углерод связывают из одной или нескольких указанных жидкостей для производства твердых продуктов с целью предотвращения выхода указанного углерода в атмосферу в виде соединения газа. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные органические материалы высушивают до преобразования в указанные жидкие вещества посредством противоточного теплообмена с источниками, выбранными из: сжигания части одного или нескольких указанных жидких веществ, одного или нескольких указанных жидких веществ после их получения при температуре выше, чем температура указанного органического материала, одного или нескольких указанных жидких веществ после их нагревания до температуры выше, чем температура указанного органического материала, и теплообмена с устройством для преобразования энергии, выбранным из группы, включающей двигатель внутреннего сгорания, двигатель внешнего сгорания, двигатель расширения и топливный элемент. Другой аспект данного варианта выполнения включает нагнетание указанных жидких веществ посредством одного или нескольких процессов, выбранных из группы, включающей уплотнение при помощи шнекового конвейера, уплотнение при помощи поршня и смена фазы от твердого вещества к более объемной жидкости.[00198] In another embodiment, there is provided a system for converting organic materials into one or more liquid substances selected from the group consisting of methane, ethane, methyl alcohol, ethyl alcohol, hydrogen, hydrogen sulfide, carbon monoxide and carbon dioxide, with the removal of some of these substances selected from the group comprising hydrogen sulfide, carbon monoxide and carbon dioxide is carried out using a selective removal process selected from the group including adsorption with a differential pressure, adsorption with a differential temperature s, absorption in solution and membrane separation, and wherein said process of converting organic material to liquid is carried out by countercurrent heat exchange with sources selected from burning part of one or more of these liquid substances, one or more of these liquid substances after they are obtained at a temperature above than the temperature of the specified organic material, one or more of these liquid substances after heating to a temperature higher than the temperature of the specified organic material, and heat exchange with an energy converting device selected from the group consisting of an internal combustion engine, an external combustion engine, an expansion engine, and a fuel cell. According to another aspect of this embodiment, said energy conversion device uses a substance selected from said liquid substances. According to another aspect of this embodiment, said organic materials are converted to said liquid substances, and carbon is bound from one or more of said substances to produce solid products in order to prevent said carbon from being released into the atmosphere as a gas compound. According to another aspect of this embodiment, said organic materials are converted to said liquid substances at a site where there is a rich supply of said organic materials, and one or more of said liquids is transported to sites where carbon is bound from one or more of said liquids to produce solid products with the purpose of preventing the release of the specified carbon into the atmosphere in the form of a gas compound. According to another aspect of this embodiment, said organic materials are dried prior to being converted to said liquid substances by countercurrent heat exchange with sources selected from: burning part of one or more of said liquid substances, one or more of said liquid substances after they are obtained at a temperature higher than the temperature the specified organic material, one or more of these liquid substances after heating to a temperature higher than the temperature of the specified organic material, and heat exchange with an energy converting device selected from the group consisting of an internal combustion engine, an external combustion engine, an expansion engine, and a fuel cell. Another aspect of this embodiment includes injecting said liquid materials by one or more processes selected from the group consisting of compaction with a screw conveyor, compaction with a piston, and phase change from solid to a more voluminous liquid.

[00199] В другом варианте выполнения обеспечен процесс работы средств двигателя внутреннего сгорания, в ходе которого жидкое топливо вносят в указанный двигатель в интервалы времени, регулируемые закрытыми в положении покоя средствами клапана, приводимыми при помощи средств механического движения, причем указанный процесс осуществляется с частотой, эквивалентной единице получения энергии в указанном двигателе, причем указанное внесение топлива является управляемым с целью выполнения задач, выбранных из группы, включающей простой двигателя, производство энергии, превосходящее состояние простоя и полномасштабное производство энергии. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные средства клапана регулируются средствами, выбранными из группы, включающей электромагнитные средства, на которые воздействуют до указанного привода при помощи средств механического движения, электромагнитные средства, на которые воздействуют в ходе указанного привода при помощи средств механического движения, после указанного привода электродвижущими средствами, причем указанные электродвижущие средства выбраны из группы, включающей электромагнитный соленоид, пьезоэлектрическое устройство и устройство с магнитной жидкостью. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанные средства клапана приводятся указанными средствами механического движения, обеспеченными средствами процесса, выбранными из группы, включающей средства вращающегося кулачка, соединенные со средствами механического толкателя с целью обеспечения значительного отделения указанных средств клапана от указанных средств кулачка, причем средства вращающегося кулачка соединены со средствами коромысла, приводящими указанные закрытые в положении покоя средства клапана для обеспечения значительного отделения указанных средств клапана от указанных средств кулачка. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанное топливо вводится на участки и согласно условиям, выбранным из группы, включающей средства камеры сгорания после того, как указанные средства камеры сгорания были закрыты при подготовке к сгоранию, указанные средства камеры сгорания в точке, где происходит зажигание при помощи средств искрового зажигания, указанные средства камеры сгорания в точке, где происходит зажигание при помощи средств каталитического зажигания, указанные средства камеры сгорания в точке, где происходит зажигание при помощи средств теплового зажигания, и участок, выбранный с целью использования момента указанного топлива для формирования усиленного потока газообразного окислителя, в указанные средства камеры сгорания.[00199] In another embodiment, there is provided a process of operating means of an internal combustion engine, during which liquid fuel is introduced into said engine at time intervals controlled by valve means closed in the resting position, driven by means of mechanical movement, said process being carried out with a frequency of equivalent to the unit of energy in the specified engine, and the specified introduction of fuel is controllable in order to perform tasks selected from the group including a simple engine power generation, superior downtime and full-scale energy production. According to another aspect of this embodiment, said valve means are controlled by means selected from the group consisting of electromagnetic means which are acted upon before said actuator by means of mechanical movement, electromagnetic means which are acted upon by said means of mechanical movement during said actuator said drive by electromotive means, said electromotive means being selected from the group comprising an electromagnetic solenoid, a piezo The electrical device and a device with magnetic fluid. According to another aspect of this embodiment, said valve means are driven by said mechanical means provided with process means selected from the group comprising rotating cam means coupled to mechanical pusher means to substantially separate said valve means from said cam means, wherein said rotating means the cam is connected to the rocker arms leading said valve means closed at rest baking substantial separation of said valve means from said cam means. According to another aspect of this embodiment, said fuel is injected into sections and according to conditions selected from the group comprising combustion chamber means after said combustion chamber means have been closed in preparation for combustion, said combustion chamber means at the point where ignition occurs at using means of spark ignition, said means of the combustion chamber at the point where ignition occurs by means of catalytic ignition, said means of the combustion chamber at the point where dit ignition using thermal ignition means, and a portion of selected points in order to use said fuel to form a reinforced oxidant gas flow into said combustion chamber means.

[00200] В другом варианте выполнения обеспечен процесс работы двигателя внутреннего сгорания, в котором жидкое топливо вносится в средства камеры сгорания указанного двигателя при помощи средств, распределяющих указанное топливо по участкам внутри газообразного окислителя с целью выполнения условий, выбранных из следующей группы: распределение указанного топлива внутри указанного окислителя, присутствующего в количествах, превышающих количества, способные химически связываться с указанным топливом, распределение указанного топлива внутри указанного окислителя с целью завершения сгорания указанного топлива в указанном окислителе до того, как указанное топливо вступит в контакт с какой-либо твердой поверхностью, определяющей указанную камеру сгорания в дополнение к указанным средствам внесения топлива, и распределение указанными средствами внесения топлива на асимметричные участки внутри указанной камеры сгорания.[00200] In another embodiment, there is provided a process for operating an internal combustion engine in which liquid fuel is introduced into the combustion chamber of said engine using means distributing said fuel into sections inside a gaseous oxidizing agent in order to fulfill conditions selected from the following group: distribution of said fuel within said oxidizing agent present in amounts exceeding amounts capable of chemically binding to said fuel, the distribution of said fuel in the inside of said oxidizing agent in order to complete the combustion of said fuel in said oxidizing agent before said fuel comes into contact with any solid surface defining said combustion chamber in addition to said means of introducing fuel and distributing said means of introducing fuel into asymmetric sections inside specified combustion chamber.

[00201] В другом варианте выполнения обеспечена система противоточного теплообмена между донором водорода и продуктами диссоциации указанного донора водорода. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, диссоциация осуществляется при помощи тепла, полученного из группы источников, состоящей из захваченного солнечного тепла, тепла сгорания, тепла геологической формации и отраженного тепла от несгорающего источника.[00201] In another embodiment, a countercurrent heat exchange system is provided between the hydrogen donor and the dissociation products of said hydrogen donor. According to another aspect of this embodiment, dissociation is carried out using heat obtained from a group of sources consisting of trapped solar heat, heat of combustion, heat of the geological formation and reflected heat from a non-combustible source.

[00202] В другом варианте выполнения обеспечена система выделения, включающая: выделение углерода или водорода из соединения-донора углерода или водорода, причем указанный водород используется в различных целях в одной или нескольких местных подсистемах, либо на значительном расстоянии после однократного или многократного промежуточного хранения в одной или нескольких геологических формациях. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанный водород обеспечивает расширение в одном или нескольких средствах расширения, а затем может использоваться в топливном элементе или для сжигания в средствах, выбранных из группы, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, двигателя внешнего сгорания, теплового двигателя парового цикла, и в средствах для комбинированных тепловых и мощностных сфер использования.[00202] In another embodiment, a recovery system is provided, comprising: the release of carbon or hydrogen from a carbon or hydrogen donor compound, said hydrogen being used for various purposes in one or more local subsystems, or at a considerable distance after a single or multiple intermediate storage in one or more geological formations. According to another aspect of this embodiment, said hydrogen provides expansion in one or more expansion means, and then can be used in a fuel cell or for combustion in means selected from the group consisting of an internal combustion engine, an external combustion engine, a steam cycle heat engine, and in facilities for combined heat and power applications.

[00203] В другом варианте выполнения обеспечена система выделения водорода, включающая: каталитическое выделение водорода из веществ, полученных благодаря воздействию микроорганизмов на биомассу. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанный катализатор является органическим. Другой аспект данного варианта выполнения включает импульс, выбранный из группы, включающей радиоактивную, вибрационную, электродвижущую и магнитную силу, используемую вкупе с указанным катализатором.[00203] In another embodiment, a hydrogen evolution system is provided, comprising: catalytic evolution of hydrogen from substances produced by the action of microorganisms on biomass. According to another aspect of this embodiment, said catalyst is organic. Another aspect of this embodiment includes a pulse selected from the group consisting of radioactive, vibrational, electromotive and magnetic force used in conjunction with said catalyst.

[00204] В другом варианте выполнения обеспечена установка для преобразования энергии, содержащая описанные в настоящем раскрытии элементы, включая особенности, связанные с восходящей и нисходящей тягой, колодцами, геологическими формациями, трубопроводами, группами водосборных бассейнов и полимерным материалом. Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, указанная установка способна работать в различных микроклиматических зонах; указанные зоны также включают подзоны; а указанные подзоны включают уникальные температурные характеристики, влажность, природные ресурсы или характеристики переноса энергии, которыми можно управлять для выполнения работы.[00204] In another embodiment, an energy conversion apparatus is provided comprising the elements described in the present disclosure, including features related to ascending and descending draft, wells, geological formations, pipelines, catchment groups, and polymer material. According to another aspect of this embodiment, said installation is capable of operating in various microclimatic zones; said zones also include subzones; and these subzones include unique temperature, humidity, natural resources, or energy transfer characteristics that can be controlled to do the job.

[00205] В другом варианте выполнения обеспечена система двигателя для устойчивого экономического развития, включающая: способ выполнения экономических стимулов, повышающих продуктивность; способ устранения отрицательных стимулов, снижающих продуктивность; способ формирования рабочих мест в сферах растениеводства, промышленного производства, энергетики, информационных технологий и энергоснабжения; и способ внедрения макроэкономического алгоритма устойчивости; фермерские хозяйства внутри (рукотворных) микроклиматов населенных пунктов (городов с устойчивым развитием; оборудование для ферм, полученное из выделенного углерода; и польза для здоровья.[00205] In another embodiment, an engine system for sustainable economic development is provided, including: a method of performing economic incentives that increase productivity; a way to eliminate negative incentives that reduce productivity; a way to create jobs in the fields of crop production, industrial production, energy, information technology and energy; and a method for implementing a macroeconomic sustainability algorithm; farms within the (man-made) microclimate of human settlements (cities with sustainable development; farm equipment derived from carbon emissions; and health benefits.

[00206] В другом варианте выполнения обеспечен процесс сельскохозяйственного производства, включающий: способ повышения выхода урожая путем снижения стоимости энергии, используемой на получение урожая; способ снижения необходимости в удобрениях посредством возвращения микроэлементов в почву; способ удобрения сельскохозяйственных культур водорослями; систему водоиспользования; систему выработки энергии и энергоснабжения; CO2 для повышения урожайности посевов; систему выращивания сельскохозяйственных культур в микроклимате, которую можно по необходимости изолировать или обеспечивать отслеживаемый доступ к окружающей среде с целью добавления воздуха (восходящая/нисходящая тяга) или осадков; макросистему производства пищевых продуктов для сбора сельскохозяйственного мусора (стеблей, соломы) и преобразования его в углерод или водород.[00206] In another embodiment, an agricultural production process is provided, comprising: a method of increasing yield by reducing the cost of energy used to produce the crop; a way to reduce the need for fertilizers by returning trace elements to the soil; A method of fertilizing crops with algae; water use system; power generation and supply system; CO 2 to increase crop yields; microclimate growing system, which can be isolated if necessary or provide controlled access to the environment in order to add air (upward / downward draft) or precipitation; a macro food production system for collecting agricultural debris (stalks, straw) and converting it into carbon or hydrogen.

[00207] В другом варианте выполнения обеспечена система разведения рыбы, включающая: способ обеспечения питательных веществ, кислорода и чистой воды для поддержания разведения рыбы; система слежения и управления за температурой для поддержания среды; и система выделения белка, углеводов, жиров, витаминов и минералов из биомассы или жидкой массы в качестве питания для рыбы.[00207] In another embodiment, a fish breeding system is provided, comprising: a method of providing nutrients, oxygen and clean water to maintain fish breeding; temperature monitoring and control system to maintain the environment; and a system for isolating protein, carbohydrates, fats, vitamins and minerals from biomass or liquid mass as food for fish.

[00208] В другом варианте выполнения обеспечена система разведения птицы, свиней, коров (животноводства), включающая: систему выращивания животных в управляемой среде; систему выращивания кормовых сельскохозяйственных культур, лишенных пестицидов или удобрений; и систему водоиспользования для очистки воды путем выделения водорода из кислотного дождя и других источников подкисленной воды, включая воду, доведенную до подкисленного состояния восстановителями, систему для использования капельного полива культур.[00208] In another embodiment, a system for breeding poultry, pigs, cows (livestock), including: a system for raising animals in a controlled environment; a system for growing feed crops devoid of pesticides or fertilizers; and a water management system for treating water by releasing hydrogen from acid rain and other sources of acidified water, including water brought to an acidified state by reducing agents, a system for using drip irrigation of crops.

[00209] В другом варианте выполнения обеспечена система водоиспользования, включающая: систему очистки воды, способ нейтрализации и очистки кислотного дождя; способ выделения водорода из кислотного дождя; систему использования капельного трубопровода для полива культур.[00209] In another embodiment, a water management system is provided, including: a water treatment system, a method for neutralizing and purifying acid rain; the method of hydrogen evolution from acid rain; a system for using drip piping for watering crops.

[00210] Согласно другому аспекту, способ устойчивого экономического развития включает средства преобразования солнечных, ветряных, ресурсов движущейся воды, органических или геотермальных ресурсов в электроэнергию, водород, водородсодержащие соединения или углеродсодержащие соединения, причем указанный водород используется для изготовления средств товаров длительного пользования, средств оборудования для обеспечения указанного преобразования или средств компонентов для транспортировки. Способ может также включать средства добавления, хранения и распространения указанного водорода или указанных водородсодержащих соединений или указанных углеродсодержащих соединений по средствам трубопровода для природного газа, а также хранение указанного водорода или указанных водородсодержащих соединений или указанных углеродсодержащих соединений в средствах нефтяной геологической формации или в других средствах геологической формации. Способ может также включать средства для удаления, добавления, хранения и распределения веществ из указанных средств нефтяной геологической формации или других средств геологической формации вместе с указанным водородом или указанными водородсодержащими соединениями или указанными углеродсодержащими соединениями. Согласно другому аспекту, способ может также включать средства для удаления тепла из указанных средств нефтяной геологической формации или других средств геологической формации вместе с указанным водородом или указанными водородсодержащими соединениями или указанными углеродсодержащими соединениями. Согласно другому аспекту, способ может также включать средства для преобразования указанного тепла из указанных средств нефтяной геологической формации или других средств геологической формации в движущую работу. Способ может также включать средства для комбинирования преобразования солнечных, ветряных, ресурсов движущейся воды, органических или геотермальных ресурсов, водорода, водородсодержащих соединений или соединений с преобразованием указанного тепла из указанных средств нефтяной геологической формации или других средств геологической формации, в движущую работу. Способ может также включать средства для преобразования указанной солнечной энергии в средства биомассы, выбранные из группы, включающей средства питания, средства волокон, средства топлива и средства сырья для средств промышленности.[00210] According to another aspect, a method of sustainable economic development includes means for converting solar, wind, moving water resources, organic or geothermal resources into electricity, hydrogen, hydrogen-containing compounds or carbon-containing compounds, said hydrogen being used for the manufacture of durable goods, equipment to provide the specified conversion or means of components for transportation. The method may also include means for adding, storing and distributing said hydrogen or said hydrogen-containing compounds or said carbon-containing compounds by means of a pipeline for natural gas, as well as storing said hydrogen or said hydrogen-containing compounds or said carbon-containing compounds in oil geological formations or in other geological means formations. The method may also include means for removing, adding, storing and distributing substances from said means of the petroleum geological formation or other means of the geological formation together with said hydrogen or said hydrogen-containing compounds or said carbon-containing compounds. According to another aspect, the method may also include means for removing heat from said means of the petroleum geological formation or other means of the geological formation together with said hydrogen or said hydrogen-containing compounds or said carbon-containing compounds. According to another aspect, the method may also include means for converting said heat from said means of the petroleum geological formation or other means of the geological formation into moving work. The method may also include means for combining the conversion of solar, wind, moving water resources, organic or geothermal resources, hydrogen, hydrogen-containing compounds or compounds with the conversion of said heat from said means of an oil geological formation or other means of a geological formation into moving work. The method may also include means for converting said solar energy into biomass means selected from the group consisting of power means, fiber means, fuel means and raw material means for industrial means.

[00211] В нижеследующих вариантах выполнения раскрыт электролизер, используемый в вышеописанных вариантах выполнения.[00211] In the following embodiments, an electrolyzer used in the above embodiments is disclosed.

[00212] В одном варианте выполнения настоящего изобретения обеспечен электролитический элемент, включающий герметичную оболочку; первый электрод; второй электрод; источник электрического тока, электрически связанный с первым электродом и вторым электродом; электролит, находящийся в водной связи с первым электродом и вторым электродом; газ, причем газ формируется в ходе электролиза на первом электроде или около него; и сепаратор; причем сепаратор содержит наклонную поверхность, направляющую поток электролита и газа благодаря разнице между плотностью электролита и суммарной плотностью электролита и газа, в результате чего газ по существу протекает в дистальном направлении ко второму электроду.[00212] In one embodiment of the present invention, an electrolytic cell is provided comprising a sealed enclosure; first electrode; second electrode; an electric current source electrically connected to the first electrode and the second electrode; an electrolyte in water communication with the first electrode and the second electrode; gas, the gas being formed during electrolysis on or near the first electrode; and a separator; moreover, the separator contains a sloping surface directing the flow of electrolyte and gas due to the difference between the density of the electrolyte and the total density of the electrolyte and gas, with the result that the gas essentially flows in the distal direction to the second electrode.

[00213] В другом варианте выполнения обеспечен электролитический элемент, включающий герметичную оболочку; первый электрод; второй электрод; источник электрического тока, электрически связанный с первым электродом и вторым электродом; электролит, находящийся в водной связи с первым электродом и вторым электродом; газ, причем газ формируется в ходе электролиза на первом электроде или около него; участок выделения газа; и сепаратор, причем сепаратор содержит две наклонные плоскости в форме буквы V; причем сепаратор направляет поток электролита и газа благодаря разнице между плотностью электролита и суммарной плотностью электролита и газа, в результате чего газ по существу протекает в дистальном направлении ко второму электроду, и причем сепаратор также выполнен с возможностью содействия циркуляции электролита между первым электродом, участком выделения газа и вторым электродом для обеспечения первого электрода и второго электрода свежим электролитом.[00213] In another embodiment, an electrolytic cell is provided comprising a sealed enclosure; first electrode; second electrode; an electric current source electrically connected to the first electrode and the second electrode; an electrolyte in water communication with the first electrode and the second electrode; gas, the gas being formed during electrolysis on or near the first electrode; gas evolution section; and a separator, the separator comprising two inclined planes in the shape of the letter V; moreover, the separator directs the flow of electrolyte and gas due to the difference between the density of the electrolyte and the total density of the electrolyte and gas, as a result of which the gas essentially flows in the distal direction to the second electrode, and the separator is also configured to facilitate circulation of the electrolyte between the first electrode, the gas evolution section and a second electrode to provide the first electrode and the second electrode with fresh electrolyte.

[00214] В еще одном варианте выполнения обеспечен электролитический элемент, включающий герметичную оболочку; первый электрод; второй электрод; источник электрического тока, электрически связанный с первым электродом и вторым электродом; электролит, находящийся в водной связи с первым электродом и вторым электродом; газ, причем газ формируется в ходе электролиза на первом электроде или около него; и сепаратор; причем сепаратор содержит наклонную поверхность, направляющую поток электролита и газа благодаря разнице между плотностью электролита и суммарной плотностью электролита и газа, в результате чего газ по существу протекает в дистальном направлении ко второму электроду.[00214] In yet another embodiment, an electrolytic cell is provided comprising a sealed enclosure; first electrode; second electrode; an electric current source electrically connected to the first electrode and the second electrode; an electrolyte in water communication with the first electrode and the second electrode; gas, the gas being formed during electrolysis on or near the first electrode; and a separator; moreover, the separator contains a sloping surface directing the flow of electrolyte and gas due to the difference between the density of the electrolyte and the total density of the electrolyte and gas, with the result that the gas essentially flows in the distal direction to the second electrode.

[00215] В другом варианте выполнения обеспечен электролитический элемент и способ его использования. Электролитический элемент может быть использован для выполнения множества задач, но в данном варианте выполнения описано его использование для получения водорода и кислорода. Электролитический элемент согласно настоящему варианту выполнения обеспечивает реверсивное разделенное производство водорода и кислорода под давлением и допускает наличие примесей и продуктов работы. Вариант выполнения также обеспечивает вариант осуществления процесса электролиза, включающий этапы подачи диссоциируемого вещества, нагнетаемого в значительно меньшей мере, чем желательно для компактного хранения, приложения электродвижущей силы между электродами для получения жидких продуктов, имеющих меньшую плотность, чем диссоциируемое вещество, и ограничения расширения менее плотных жидких продуктов до тех пор, пока не будет достигнуто значение давления, желательное для компактного хранения. Этот и другие варианты выполнения способны увеличить эффективность использования энергии в жилых зданиях, таких как жилые дома, рестораны, гостиницы, больницы, консервные заводы и прочие коммерческие здания, посредством использования тепловых двигателей или топливных элементов, а также способны использовать тепло из указанных источников для приготовления пищи, обеззараживания воды и доставки тепла другим веществам, обеспечения нагревания воздуха или ускорения анаэробного или вызванного электричеством выделения топлива для указанных двигателей или топливных элементов. Кроме того, специалисту будет очевидно, что аспекты описанных вариантов выполнения могут быть применены и с другими видами электрохимических элементов с обеспечением сходных преимуществ.[00215] In another embodiment, an electrolytic cell and method for using it are provided. The electrolytic cell can be used to perform many tasks, but in this embodiment, its use for producing hydrogen and oxygen is described. The electrolytic cell according to the present embodiment provides a reversible divided production of hydrogen and oxygen under pressure and allows the presence of impurities and work products. The embodiment also provides an embodiment of the electrolysis process, comprising the steps of supplying a dissociable substance injected to a much lesser extent than is desirable for compact storage, applying an electromotive force between the electrodes to produce liquid products having a lower density than the dissociable substance, and limiting expansion of less dense liquid products until the pressure value desired for compact storage is reached. This and other embodiments can increase energy efficiency in residential buildings, such as residential buildings, restaurants, hotels, hospitals, canneries and other commercial buildings, by using heat engines or fuel cells, and are also able to use heat from these sources for cooking food, disinfecting water and delivering heat to other substances, providing air heating or accelerating anaerobic or electricity-induced fuel emissions for the specified x engines or fuel cells. In addition, it will be apparent to a person skilled in the art that aspects of the described embodiments can be applied to other types of electrochemical cells with similar advantages.

[00216] В отличие от обычных электрохимических электродов, во многом зависящих от относительно медленных процессов диффузии, конвекции и градиента концентрации, для обеспечения массового переноса и/или доставки ионов для получения желаемых компонентов, настоящий вариант выполнения обеспечивает более эффективный массовый перенос, включающий процессы быстрого возмещения ионов и доставки на желаемые электроды посредством закачивания газов низкой плотности, выходящих из более плотной жидкой среды, как описано в настоящем раскрытии. Это позволяет обеспечить более высокую электрическую эффективность, более быструю диссоциацию и более высокую эффективность разделения, а также предотвратить нежелательные побочные реакции. Повышение скорости и эффективности получения ионов и доставки на электроды позволяет повысить КПД системы и существующее ограничение на зону электрода.[00216] Unlike conventional electrochemical electrodes, which are largely dependent on the relatively slow diffusion, convection, and concentration gradient processes to provide mass transfer and / or ion delivery to produce the desired components, this embodiment provides a more efficient mass transfer, including fast processes ion recovery and delivery to the desired electrodes by pumping low density gases exiting a denser liquid medium, as described in the present disclosure. This allows for higher electrical efficiency, faster dissociation and higher separation efficiency, as well as to prevent unwanted side reactions. Increasing the speed and efficiency of obtaining ions and delivery to the electrodes can increase the efficiency of the system and the existing restriction on the electrode zone.

[00217] На фиг.1B показан электролитический элемент 2b, в котором размещен контейнер 4b, такой как металлическая трубка, служащий в качестве герметичной оболочки. По желанию контейнер 4b может также служить в качестве электрода, как показано на фиг.1B. Пористый электрод, такой как цилиндрический проводящий электрод 8b из проволочной сетки, расположен соосно и отделен от трубчатого электрода 4b электролитическим объемом жидкости, такой как кислота или основание. Жидкий электролит занимает внутреннее пространство контейнера 4b до жидкостно-газовой границы в изоляторе 24b. Слой гальванизированного, плазмораспыленного или наплавного электродного материала на диэлектрическом рукаве или проводящем цилиндрическом внутреннем электроде 4b' (не показан) может быть выполнен внутри контейнера 4b, выполняя роль электрически отделенного элемента агрегата с целью обеспечения легкой замены при обслуживании, или для выполнения роли одного из нескольких сегментированных электродных элементов с целью обеспечения необязательной полярности, и/или в последовательных, параллельных или последовательно-параллельных соединениях. В настоящем реверсивном варианте выполнения для электролиза воды электрод 8b может считаться источником электронов или катодом, так как водород выделяется на электроде 8b, а электрод 4b может считаться анодом, так как кислород выделяется на электроде 4b. Контейнер 4b может быть выполнен с возможностью нагнетания. Нагнетание содержимого контейнера 4b ограничено герметичными крышками 30b и 46b. Опора, электроизоляция и стабилизация компонентов, включая электрод 8b, газовый сепаратор 10b и электрическое соединение 32b, обеспечена диэлектрическими изоляторами 20b и 24b, как показано на чертеже. Нагнетание электролитического элемента 2b может быть выполнено методом самонагнетания вследствие выработки газа или газов в ходе электролиза, посредством внешнего источника, такого как насос, или посредством любой комбинации указанных методов.[00217] FIG. 1B shows an electrolytic cell 2b in which a container 4b, such as a metal tube serving as an airtight shell, is housed. If desired, the container 4b may also serve as an electrode, as shown in FIG. 1B. A porous electrode, such as a cylindrical conductive electrode 8b of a wire mesh, is coaxial and separated from the tubular electrode 4b by an electrolytic volume of liquid, such as an acid or a base. The liquid electrolyte occupies the interior of the container 4b to the liquid-gas boundary in the insulator 24b. A layer of galvanized, plasma-sprayed or surfaced electrode material on a dielectric sleeve or a conductive cylindrical inner electrode 4b '(not shown) can be performed inside the container 4b, acting as an electrically separated unit element to ensure easy replacement during maintenance, or to act as one of several segmented electrode elements to provide optional polarity, and / or in serial, parallel or series-parallel connections neniya. In the present reversible embodiment, for electrolysis of water, electrode 8b can be considered an electron source or cathode, since hydrogen is released at electrode 8b, and electrode 4b can be considered an anode, since oxygen is released at electrode 4b. The container 4b may be configured to discharge. The injection of the contents of the container 4b is limited by airtight lids 30b and 46b. Support, electrical insulation and stabilization of components, including electrode 8b, gas separator 10b and electrical connection 32b, is provided by dielectric insulators 20b and 24b, as shown in the drawing. The injection of the electrolytic cell 2b can be performed by a self-injection method due to the production of gas or gases during electrolysis, by means of an external source, such as a pump, or by any combination of these methods.

[00218] Сепаратор 10b выполнен проницаемым для жидкости, но таким образом, чтобы по существу предотвратить ток газа или транспорт от катодной стороны сепаратора к анодной стороне сепаратора и обратно, включая по существу предотвращение тока газа, растворенного в электролите, или после образования пузырьков газа. По желанию электрод 8b может быть выполнен с возможностью работы в качестве сепаратора 10b, благодаря чему отдельного сепаратора не требуется. В другом варианте сепаратор 10b может содержать электрод 8b, либо электрод 8b может содержать сепаратор 10b. Кроме того, сепаратор 10b может также содержать анодный электрод 4b, либо анодный электрод 4b может содержать сепаратор 10b.[00218] The separator 10b is made liquid permeable, but in such a way as to substantially prevent gas flow or transport from the cathode side of the separator to the anode side of the separator and vice versa, including essentially preventing the flow of gas dissolved in the electrolyte, or after the formation of gas bubbles. Optionally, the electrode 8b can be configured to operate as a separator 10b, so that a separate separator is not required. In another embodiment, the separator 10b may comprise an electrode 8b, or the electrode 8b may comprise a separator 10b. In addition, the separator 10b may also comprise an anode electrode 4b, or the anode electrode 4b may comprise a separator 10b.

[00219] Изолятор 24b имеет форму, показанную на чертеже и необходимую для разделения, сбора и/или выделения газов, полученных электродами, такими как 4b и 8b, включая использование в комбинации с сепаратором 10b. Имея концентрическую цилиндрическую форму, показанную на чертеже, изолятор 14b содержит центральное коническое углубление, в котором собирают газы, выделенные на электроде 8b. Кольцевая зона, собирающая газы, выделенные с поверхностей электрода 4b' или изнутри контейнера-электрода 4b, концентрически окружает указанное центральное углубление.[00219] The insulator 24b has the shape shown in the drawing and is necessary for the separation, collection and / or evolution of gases obtained by electrodes such as 4b and 8b, including use in combination with the separator 10b. Having the concentric cylindrical shape shown in the drawing, the insulator 14b comprises a central conical recess in which the gases released on the electrode 8b are collected. An annular zone collecting gases released from the surfaces of the electrode 4b 'or from within the container electrode 4b concentrically surrounds said central recess.

[00220] По желанию каталитический фильтр 48b может быть размещен в верхнем канале сбора 24b, как показано на чертеже. Кислород, которому удается достичь каталитического фильтра 48b, включая перемещение путем пересечения сепаратора 10b, можно каталитически вовлечь в процесс образования воды путем реакции с водородом, которая затем может быть возвращена в электролит. Обширные излишки водорода могут служить в качестве поглотителя тепла с целью предотвратить влияние тепла, выделенного в ходе указанной каталитической реакции, на электролитический элемент. Очищенный водород поступает на муфту 26b, как показано на чертеже. Сходным образом может быть предпочтительно выполнить каталитический фильтр 49b на верхнем участке окружного кольца, собирающего кислород, как показано на чертеже, для преобразования водорода, достигающего кислородного кольца, в воду. Кислород удаляют при помощи муфты 22b, как показано на чертеже. В другом варианте каталитические фильтры могут быть размещены на муфтах 22b и 26b, рядом с ними или внутри них.[00220] Optionally, the catalytic filter 48b can be placed in the upper collection channel 24b, as shown in the drawing. Oxygen that manages to achieve catalytic filter 48b, including movement by crossing separator 10b, can be catalytically drawn into the process of water formation by reaction with hydrogen, which can then be returned to the electrolyte. Vast excess hydrogen can serve as a heat sink in order to prevent the influence of the heat released during said catalytic reaction on the electrolytic cell. Purified hydrogen enters the coupling 26b, as shown in the drawing. Similarly, it may be preferable to perform a catalytic filter 49b on the upper portion of the oxygen collecting ring, as shown in the drawing, to convert hydrogen reaching the oxygen ring to water. Oxygen is removed using the sleeve 22b, as shown in the drawing. In another embodiment, the catalytic filters can be placed on the couplings 22b and 26b, near or inside them.

[00221] В качестве примера работы устройства, если веществом, подвергаемым диссоциации на водород и кислород, является вода, приготавливают подходящий электролит, такой как водный раствор бикарбоната натрия, натриевой щелочи, гидроксида калия или серной кислоты, и поддерживают его на желаемом уровне, отображаемом при помощи датчика 50b, определяющего наличие жидкости, и сигнального контроллера 52b, управляющего насосом 40b для добавления воды из подходящего источника, такого как резервуар 42b, что требуется для получения или поддержания желаемого объема или давления. Таким образом, контроллер 52b реагирует на температуру или данные датчика контроля давления 58b, который может быть выполнен в виде единого блока с датчиком уровня жидкости 50b или датчиком объема жидкости 51b, и управляет насосами 36b и 40b, а также теплообменником 56b, который может содержать насос для циркуляции такой системы, как радиатор или нагреватель (не показан), для получения или доставки энергии. Сходным образом вкупе с указанными операциями может быть использован нагревающий или охлаждающий вентилятор, с целью повысить качество приема или отведения тепла от источников, связанных с электролитическим элементом 2b.[00221] As an example of the operation of the device, if the substance to be dissociated into hydrogen and oxygen is water, a suitable electrolyte is prepared, such as an aqueous solution of sodium bicarbonate, sodium alkali, potassium hydroxide or sulfuric acid, and maintained at the desired level displayed using a liquid sensing sensor 50b and a signal controller 52b controlling a pump 40b to add water from a suitable source, such as reservoir 42b, which is required to obtain or maintain the desired about volume or pressure. Thus, the controller 52b responds to the temperature or data of the pressure monitoring sensor 58b, which can be implemented as a unit with the liquid level sensor 50b or the liquid volume sensor 51b, and controls the pumps 36b and 40b, as well as the heat exchanger 56b, which may contain a pump to circulate a system such as a radiator or heater (not shown), to receive or deliver energy. Similarly, in conjunction with these operations, a heating or cooling fan may be used in order to improve the quality of the reception or removal of heat from sources associated with the electrolytic cell 2b.

[00222] В некоторых вариантах выполнения, в которых электролитический элемент 2b используется циклически, например когда избыток электроэнергии является недорогим и не требуется для других целей, электролитический элемент 2b может работать при значительных изменениях объема воды. В ситуации, когда избыток электроэнергии недоступен или отключен, водород и кислород можно извлечь из контейнера 4b, а системе можно позволить вернуться к атмосферному давлению. Затем можно добавить воду под атмосферным давлением, полностью загрузив систему, а указанная вода может занимать большой кольцевой объем вокруг окружности изолятора 24b, что может быть желательно для ускорения подобного циклического заполнения под низким давлением и выполнения электролиза для доставки водорода или кислорода под желаемым высоким давлением, необходимым для обеспечения давления или химической энергии с целью выполнения преобразований, обеспечения компактного хранения, и обеспечения быстрого переноса в автомобили, инструменты или принимающие приборы.[00222] In some embodiments, in which the electrolytic cell 2b is used cyclically, for example when excess electricity is inexpensive and not required for other purposes, the electrolytic cell 2b can operate with significant changes in the volume of water. In a situation where excess electricity is unavailable or turned off, hydrogen and oxygen can be removed from container 4b, and the system can be allowed to return to atmospheric pressure. Then you can add water at atmospheric pressure, fully loading the system, and this water may occupy a large annular volume around the circumference of the insulator 24b, which may be desirable to accelerate such cyclic filling under low pressure and perform electrolysis to deliver hydrogen or oxygen at the desired high pressure, necessary to provide pressure or chemical energy in order to carry out transformations, ensure compact storage, and ensure quick transfer to cars, instr omens or receiving devices.

[00223] После приложения тока и выработки объемных газовых запасов водорода и кислорода из гораздо меньшего объема воды систему можно нагнетать по желанию, и она остается сжатой до тех пор, пока объем воды в растворе не истощится до значений, определяемых датчиками 50b или 51b, что позволяет контроллеру 52b либо прервать цикл электролиза, либо добавить воду посредством нагнетающего насоса 40b из резервуара 42b, как показано на чертеже. Может быть предпочтительным добавлять воду посредством клапана, такого как запорный клапан 44b, как показано на чертеже, чтобы обеспечить множественные функции или техобслуживание насоса 40b, как того требует ситуация.[00223] After applying current and generating volumetric gas reserves of hydrogen and oxygen from a much smaller volume of water, the system can be pumped as desired, and it remains compressed until the volume of water in the solution is depleted to the values detected by sensors 50b or 51b, which allows the controller 52b to either interrupt the electrolysis cycle or add water via the charge pump 40b from the reservoir 42b, as shown in the drawing. It may be preferable to add water through a valve, such as a shut-off valve 44b, as shown in the drawing, to provide multiple functions or maintenance of the pump 40b, as the situation requires.

[00224] Обращаясь к фиг.1B, 2B и 3B, на фиг.2B показан один вариант выполнения сепаратора 10b, показанного на фиг.1B, в котором сепаратор содержит две наклонные поверхности в форме буквы V. Если электролит является водным, электроны добавляются на пористый электрод 8b, такой как цилиндр из витой проволоки, посредством соединения 32b, и удаляются из контейнера 4b посредством электрического соединения 6b для обеспечения непрерывного преобразования ионов водорода в атомы водорода, а затем - в двухатомные молекулы, которые могут формировать пузырьки газа на электроде 8b или рядом с ним. Пузырьки водорода и кислорода обычно обладают значительно меньшей плотностью, чем водные электролиты, и благодаря этому всплывают кверху. Пузырьки водорода также всплывают кверху и отделяются от водорода благодаря геометрической форме соосного сепаратора 10b, как показано на увеличенном виде в разрезе на фиг.2B. Конфигурация, показанная на фиг.2B, может использоваться для любых задач, при выполнении которых желательно наличие потока газа, полученного в ходе работы электролитического элемента 2b. Кроме того, указанная конфигурация сепаратора может использоваться и в других конфигурациях электролитического элемента, известных из уровня техники. В другом варианте, если материалы, полученные в ходе электролиза, имеют большую плотность, чем электролит, сепаратор 10b может быть выполнен перевернутым, в форме буквы Λ. Сходным образом, если один материал, образующийся на катоде в ходе электролиза, имеет меньшую плотность, чем электролит, а другой материал, образующийся на аноде, имеет большую плотность, чем электролит, сепаратор 10b может состоять из скошенных форм ("/" или "\") для отведения менее плотного материала от более плотного материала.[00224] Referring to FIGS. 1B, 2B and 3B, FIG. 2B shows one embodiment of the separator 10b shown in FIG. 1B, in which the separator comprises two inclined surfaces in the shape of the letter V. If the electrolyte is aqueous, the electrons are added to a porous electrode 8b, such as a twisted-wire cylinder, by connecting 32b, and is removed from the container 4b by means of an electrical connection 6b to provide continuous conversion of hydrogen ions to hydrogen atoms and then to diatomic molecules that can form gas bubbles on ektrode 8b or close to it. Bubbles of hydrogen and oxygen usually have a much lower density than aqueous electrolytes, and because of this, float up. Hydrogen bubbles also float up and separate from hydrogen due to the geometrical shape of the coaxial separator 10b, as shown in enlarged sectional view in FIG. 2B. The configuration shown in FIG. 2B can be used for any tasks in which it is desirable to have a gas stream obtained during operation of the electrolytic cell 2b. In addition, the specified configuration of the separator can be used in other configurations of the electrolytic cell, known from the prior art. In another embodiment, if the materials obtained during electrolysis have a higher density than the electrolyte, the separator 10b may be inverted, in the form of the letter Λ. Similarly, if one material formed on the cathode during electrolysis has a lower density than the electrolyte, and another material formed on the anode has a higher density than the electrolyte, separator 10b may consist of beveled shapes ("/" or "\ ") to divert less dense material from more dense material.

[00225] Смешиванию водорода с кислородом, выделяемым из 4b' или внутри контейнера 4b, препятствует пропускающий воду барьер, сепаратор 10b, который эффективно разделяет газы посредством отражения от поверхностей 12b' и 14b, которые наклонены, препятствуя входу, току или передаче водорода и кислорода, как показано на чертеже. В другом варианте сепаратор 10b может содержать спираль, выполненную из электрически изолированного проводника или из инертного диэлектрического материала, такого как заполненный стеклом на 30% этилен-хлортрифторэтилен, а поперечное сечение спиральной ленты материала имеет конфигурацию в виде буквы V, как показано на чертеже, что позволяет ей выполнять роль электрической изоляции и газового сепаратора.[00225] The mixing of hydrogen with oxygen released from 4b 'or inside the container 4b is prevented by a water-permeable barrier, a separator 10b that efficiently separates gases by reflection from surfaces 12b' and 14b that are tilted, preventing the entry, flow or transfer of hydrogen and oxygen as shown in the drawing. In another embodiment, the separator 10b may comprise a spiral made of an electrically insulated conductor or an inert dielectric material, such as 30% ethylene-chlorotrifluoroethylene-filled glass, and the cross section of the spiral material tape is configured in the form of the letter V, as shown in the drawing, which allows her to play the role of electrical insulation and gas separator.

[00226] Каналы для переноса жидкости могут быть увеличены по желанию, для соответствия требованиям циркуляции жидкости и распределения, путем гофрирования полосы на отдельных участках или полностью, в особенности на каждом краю, для получения зазора между каждым слоем спирали, или в другом варианте на стопке дисков, формирующих секцию, показанную на фиг.2B, в виде увеличенных гофрированных участков, как показано на 13b в разрезе. В целом предпочтительно, если каждый из указанных гофрированных участков является волнообразным вокруг соответствующим образом наклоненной радиальной оси, более или менее как показано в отношении оси 15b и 15b'. Это позволяет выполнять в целом пропускающую жидкость, но являющуюся барьером для газа, толщину стенки сепаратора 10b, причем указанная стенка выполнена с желаемой толщиной, например около 0,2 мм (0,008 дюйма) или тоньше.[00226] Fluid transfer channels can be enlarged as desired to meet fluid circulation and distribution requirements, by crimping the strip in separate sections or completely, especially on each edge, to obtain a gap between each layer of the spiral, or in another embodiment on a stack disks forming the section shown in FIG. 2B in the form of enlarged corrugated portions, as shown in section 13b. In general, it is preferred that each of said corrugated portions is wavy around a correspondingly inclined radial axis, more or less as shown with respect to the axis 15b and 15b ′. This makes it possible to carry out a generally liquid-permeable but gas barrier barrier wall of the separator 10b, said wall being made with a desired thickness, for example about 0.2 mm (0.008 in) or thinner.

[00227] Сепаратор 10b может иметь любой подходящий размер, включая крайне малые размеры, в отношении к условиям поверхностной энергии достаточные для того, чтобы позволять жидкому электролиту перемещаться по направлению к электроду 8b или от него, но при этом не позволяя проходить газам вследствие всплывания кверху газа. В альтернативном варианте, применимом, например, в относительно маленьких топливных элементах и электролизерах, выполнено несколько выполненных через небольшие зазоры уплощенных нитей, поперечное сечение которых показано на фиг.2B, причем указанные нити вшиты или прилегают к нитям, обеспечивающим практически открытый доступ жидкости, и расположенным преимущественно в вертикальном направлении на одной или обеих сторонах нитей, выполненных в виде буквы V. Это позволяет выполнять в целом пропускающую жидкость, но являющуюся барьером для газа, толщину стенки сепаратора 10b, причем указанная стенка выполнена с толщиной около 0,1 мм (0,004 дюйма) или тоньше.[00227] The separator 10b may be of any suitable size, including extremely small sizes, with respect to surface energy conditions, sufficient to allow the liquid electrolyte to move toward or away from the electrode 8b, but not allowing the gases to flow due to floating up gas. In an alternative embodiment, applicable, for example, in relatively small fuel cells and electrolyzers, several flattened threads are made through small gaps, the cross-section of which is shown in FIG. 2B, said threads being sewn or adjacent to threads providing virtually open fluid access, and located mainly in the vertical direction on one or both sides of the threads, made in the form of the letter V. This allows you to perform a generally transmissive liquid, but which is a barrier to aza, the wall thickness of the separator 10b, and the specified wall is made with a thickness of about 0.1 mm (0.004 inch) or thinner.

[00228] Из-за всплывания кверху сталкивающиеся с наклонными поверхностями 12b и 14b пузырьки газа отражаются от них. Благодаря этому устранены проблемы и сложности при осуществлении подходов, известных из уровня техники, приводящие к неэффективной работе вследствие одного или нескольких факторов, таких как электрическое сопротивление, загрязнение, застой, коррозия и потери поляризации. Более того, многие конфигурации способны содействовать циркуляции электролита в концентрических слоях из-за нагнетающего эффекта всплывающих пузырьков, формирующего ток электролита кверху, и при выходе газа или газов с поверхности жидкости относительно свободный от газа и более плотный электролит течет ко дну и заменяет менее плотный электролит, смешанный с пузырьками или содержащий растворенный газ. Теплообменник 56b может использоваться по мере необходимости для добавления или удаления тепла из электролита, циркулирующего от верха контейнера 4b к его дну, как показано на чертеже. Насос 36b может использоваться по мере необходимости для повышения скорости циркуляции электролита, либо вкупе с насосом 40b для добавления дополнительной воды.[00228] Due to the upward upward movement, the gas bubbles reflected from the inclined surfaces 12b and 14b are reflected from them. This eliminated the problems and difficulties in implementing approaches known from the prior art, leading to inefficient operation due to one or more factors, such as electrical resistance, pollution, stagnation, corrosion and loss of polarization. Moreover, many configurations are able to promote the circulation of electrolyte in concentric layers due to the injection effect of pop-up bubbles, forming an electrolyte current upward, and when gas or gases exit the surface of the liquid, it is relatively free of gas and a denser electrolyte flows to the bottom and replaces a less dense electrolyte mixed with bubbles or containing dissolved gas. The heat exchanger 56b can be used as necessary to add or remove heat from the electrolyte circulating from the top of the container 4b to its bottom, as shown in the drawing. Pump 36b may be used as necessary to increase the circulation rate of the electrolyte, or in conjunction with pump 40b to add additional water.

[00229] В некоторых вариантах выполнения используются более плотные потоки, включая системы, характеризующиеся быстрым добавлением органического материала. В таких вариантах выполнения может быть предпочтительным обеспечивать циркуляцию электролита посредством насоса 36b, возвращающего относительно свободный от газа электролит через муфту 28b по линии 34b к насосу 36b, возвращая его в контейнер 4b по линии 38b через муфту 16b, как показано на чертеже. Может быть предпочтительным вносить возвратный электролит через муфту 16b под углом, обеспечивая вихревую доставку, в результате чего электролит продолжает завихряться и тем самым синергетически улучшает разделение, включая работу сепаратора 10b, который может быть использован, как описано выше. В зависимости от давления в ходе работы водород имеет плотность и подъемную силу примерно в 14 раз меньше, чем кислород, и может быть легко направлен кверху с большей скоростью при помощи сепаратора 10b для сбора под давлением через фильтр 18b на муфте 26b. При очень высокой плотности потока, а также в случаях, когда электролитический элемент 2b подвергают наклону или действию сил инерции, что возможно при транспортировке, скорость перемещения электролита повышают при помощи насоса 36b для улучшения вихревого разделения и, тем самым, предотвращения смешивания газов, полученных на аноде, с газами, полученными на катоде.[00229] In some embodiments, denser streams are used, including systems characterized by the rapid addition of organic material. In such embodiments, it may be preferable to circulate the electrolyte through the pump 36b, returning the relatively gas-free electrolyte through the sleeve 28b through line 34b to the pump 36b, returning it to the container 4b through line 38b through the sleeve 16b, as shown in the drawing. It may be preferable to introduce the return electrolyte through the sleeve 16b at an angle, providing vortex delivery, whereby the electrolyte continues to swirl and thereby synergistically improve separation, including the operation of the separator 10b, which can be used as described above. Depending on the pressure during operation, hydrogen has a density and a lift of about 14 times less than oxygen, and can easily be directed upward at a higher speed using a separator 10b for pressure collection through the filter 18b on the coupling 26b. At a very high flux density, as well as in cases where the electrolytic cell 2b is tilted or subjected to inertia, which is possible during transportation, the electrolyte travel speed is increased by pump 36b to improve the vortex separation and thereby prevent mixing of the gases obtained at anode, with gases produced at the cathode.

[00230] Некоторые варианты выполнения непроводящего газового барьера, пропускающего жидкость, включая сепаратор 10b, позволяют производить значительно менее дорогие и гораздо более надежные и эффективные реверсивные электролизеры, чем было возможно при использовании известных подходов, включая подходы, зависящие от протонообменных мембран для разделения таких газов, как водород и кислород. Согласно одному аспекту, сепаратор 10b может быть приспособлен для ускорения потока электролита при электролизе. Например, сепаратор 10b может быть выполнен с возможностью содействия спиральному току ионов в жидком объеме электролита, движущегося кверху от порта 16b до порта 28b. Это позволяет обеспечить работу аппарата, при которой каждый участок электродов получает ионы возмещенной плотности, что необходимо для обеспечения максимальной электрической эффективности. Подобное омывание электродов также способно быстро удалять пузырьки водорода и кислорода по мере их формирования на соответствующих электродах электрохимического элемента.[00230] Some embodiments of a non-conductive liquid-passing gas barrier, including separator 10b, allow the production of significantly less expensive and much more reliable and efficient reversible electrolysis cells than was possible using known approaches, including approaches that depend on proton-exchange membranes to separate such gases like hydrogen and oxygen. According to one aspect, the separator 10b may be adapted to accelerate the flow of electrolyte during electrolysis. For example, the separator 10b may be configured to facilitate a spiral ion current in the liquid volume of an electrolyte moving upward from port 16b to port 28b. This allows you to ensure the operation of the apparatus, in which each section of the electrodes receives ions of reduced density, which is necessary to ensure maximum electrical efficiency. Such washing of the electrodes is also able to quickly remove hydrogen and oxygen bubbles as they form on the corresponding electrodes of the electrochemical cell.

[00231] На фиг.3B показан торцевой вид участков листов компонентов или спиральных полос согласно другому аспекту сепаратора 10b для обеспечения электрической изоляции соседних электродов, включая плоскую пластину и концентрические электродные конструкции, при этом достигая разделения видов газа, как описано выше. В агрегате 11b листы 12b' и 14b' образуют поперечное сечение, напоминающее и функционально повторяющее сечение сепаратора 10b. Плоский проводящий или непроводящий полимерный лист 12b' изготавливают с множеством мелких отверстий на параллельных средних линиях, наклоненных с формированием значительных углов, таких как показаны в виде первого угла 15b от примерно 35° до 70°, относительно длинной оси листа 12b', как показано на чертеже. Полимерный лист 14b' сходным образом изготавливают с множеством мелких отверстий на параллельных средних линиях, значительно наклоненных, как показано в виде второго угла 15b' от примерно 35° до 70°, относительно длинной оси листа 14b', как показано на чертеже.[00231] FIG. 3B is an end view of portions of component sheets or spiral strips according to another aspect of the separator 10b for providing electrical insulation of adjacent electrodes, including a flat plate and concentric electrode structures, while achieving separation of the types of gas as described above. In the aggregate 11b, the sheets 12b 'and 14b' form a cross section resembling and functionally repeating the section of the separator 10b. A flat conductive or non-conductive polymer sheet 12b ′ is made with a plurality of small holes in parallel midlines inclined to form significant angles, such as shown as a first angle 15b from about 35 ° to 70 °, relative to the long axis of the sheet 12b ′, as shown in drawing. The polymer sheet 14b 'is likewise made with a plurality of small holes in parallel center lines that are substantially inclined, as shown by a second angle 15b' from about 35 ° to 70 °, relative to the long axis of the sheet 14b ', as shown in the drawing.

[00232] В других вариантах выполнения, углы 15b и 15b' могут варьироваться в зависимости от разделяемого в ходе электролиза материала. Например, углы могут быть направлены вниз для электролиза соединений, не имеющих газового компонента или имеющих только один газовый компонент. Если соединение, такое как Al2O3, диссоциируют путем электролиза в криолитово-глиноземном электролите с получением алюминия и кислорода, алюминий оказывается более плотным, чем криолитово-глиноземный электролит, а выделяющий алюминий катод или соответствующий сепаратор будет выполнен (например, с направленными вниз углами) с возможностью отправлять алюминий книзу и по направлению от идущего кверху кислорода.[00232] In other embodiments, angles 15b and 15b 'may vary depending on the material being separated during electrolysis. For example, angles may be directed downward to electrolyze compounds that do not have a gas component or have only one gas component. If a compound, such as Al 2 O 3 , is dissociated by electrolysis in a cryolite-alumina electrolyte to produce aluminum and oxygen, the aluminum is denser than the cryolite-alumina electrolyte, and the aluminum-emitting cathode or corresponding separator will be made (for example, with downward direction corners) with the ability to send aluminum down and in the direction from the oxygen going up.

[00233] Множество указанных мелких отверстий с диаметрами примерно от 1/12 до 1/3 толщины листа могут быть легко выполнены в листах 12b' и 14b' посредством подходящих приемов, включая лазерную прошивку, прошивку горячей иглой или путем высокоскоростного пробивания частицами. Листы 12b' и 14b' имеют толщину примерно от 0,025 до 0,25 мм (0,001-0,10 дюйма) и могут быть скреплены посредством сварки или иного соединения, связаны нитью, соединены при помощи эластичных лент или при помощи одного или нескольких витков проводящей или непроводящей проволоки по своему итоговому внешнему диаметру, формируя агрегат с электродом 8b. Листы 12b' и 14b' могут также быть дискретно или полностью соединены друг с другом посредством адгезива или путем теплового сплавления или сплавления при помощи растворителя. Таким образом, в точках, где наклоненные отверстия листа 12b' совпадают с отверстиями листа 14b', формируются каналы, позволяющие жидкости и/или электролиту проходить сквозь них, но при этом не позволяя газу проходить через полученную таким образом мембрану газового барьера. Обращаясь к фиг.1B и 4B, трубчатые конструкции собранных листов газового барьера могут быть выполнены с соответствующим диаметром для вариантов выполнения 2b или 100b путем слипания или сварки стыкового шва, либо путем формирования перекрывающего шва, выполняющего функцию разделяющего газового барьера.[00233] Many of these small holes with diameters from about 1/12 to 1/3 of the sheet thickness can be easily made in sheets 12b 'and 14b' by suitable techniques, including laser stitching, hot needle stitching, or by high-speed particle piercing. Sheets 12b 'and 14b' have a thickness of from about 0.025 to 0.25 mm (0.001 to 0.10 in.) And can be fastened by welding or other joining, connected by a thread, joined using elastic bands or using one or more turns of conductive or non-conductive wire in its final outer diameter, forming an aggregate with an electrode 8b. Sheets 12b 'and 14b' can also be discretely or completely connected to each other by adhesive or by heat fusion or fusion using a solvent. Thus, at points where the inclined openings of the sheet 12b 'coincide with the openings of the sheet 14b', channels are formed that allow liquids and / or electrolyte to pass through them, while not allowing gas to pass through the gas barrier membrane thus obtained. Referring to FIGS. 1B and 4B, the tubular structures of the assembled sheets of the gas barrier can be made with the appropriate diameter for embodiments 2b or 100b by sticking together or welding the butt weld, or by forming an overlapping weld that acts as a separating gas barrier.

[00234] Для электролиза воды подходит целый ряд электролитов. В одном варианте может быть использован гидроксид калия с низкоуглеродистой сталью для герметичной оболочки 4b. Длительный срок службы с повышенной стойкостью к коррозии может быть обеспечен цилиндром с никелевым покрытием 4b или при использовании подходящего сплава нержавеющей стали. Согласно другим аспектам, повышенная герметичность оболочки может быть получена путем покрытия цилиндра 4b высокопрочным кожухом из такого материала, как стекло, керамика или углеволокно, либо из комбинации указанных материалов.[00234] A variety of electrolytes are suitable for electrolysis of water. In one embodiment, potassium hydroxide with low carbon steel may be used for the sealed sheath 4b. A long service life with enhanced corrosion resistance can be achieved with a nickel-plated cylinder 4b or by using a suitable stainless steel alloy. According to other aspects, increased tightness of the shell can be obtained by coating the cylinder 4b with a high-strength casing made of a material such as glass, ceramic or carbon fiber, or a combination of these materials.

[00235] В зависимости от конкретного применения и требований к прочности для изоляции сепараторов 20b и 24b может быть предпочтительным использовать заполненный стеклом примерно на 30% этилен-хлортрифторэтилен. Электрод 8b может быть выполнен из витой никелевой проволоки или проволоки из нержавеющей стали типа 316. Сепаратор 10b может быть выполнен из полоски заполненного стеклом примерно на 30% этилен-хлортрифторэтилена.[00235] Depending on the particular application and strength requirements for insulation of the separators 20b and 24b, it may be preferable to use approximately 30% glass-filled ethylene-chlorotrifluoroethylene. The electrode 8b may be made of twisted nickel wire or type 316 stainless steel wire. The separator 10b may be made of a strip filled with glass of about 30% ethylene chlorotrifluoroethylene.

[00236] В другом варианте выполнения, также предполагается использовать контролируемое приложение электроэнергии для получения метана или водорода отдельно либо в предпочтительных смесях из органических электролитов. Согласно некоторым аспектам, настоящий вариант выполнения может работать вкупе с вариантами выполнения из совместно рассматриваемой патентной заявки, включая заявку № 09/969860, включенную в настоящую заявку путем ссылки. Процессы анаэробной переработки органических материалов, в результате которых обычно получают метан, могут быть управляемыми, в результате чего получают электролит, выделяющий водород при значительно более низком напряжении или с уменьшением времени работы широтно-импульсного модулируемого цикла работы, а также итоговых затрат электроэнергии, необходимой для диссоциации воды.[00236] In another embodiment, it is also contemplated to use a controlled application of electricity to produce methane or hydrogen separately or in preferred mixtures of organic electrolytes. According to some aspects, the present embodiment may work in conjunction with the embodiments of the co-pending patent application, including application No. 09/969860, incorporated herein by reference. The processes of anaerobic processing of organic materials, which usually produce methane, can be controlled, resulting in an electrolyte that produces hydrogen at a significantly lower voltage or with a decrease in the operating time of a pulse-width modulated work cycle, as well as the total energy required for dissociation of water.

[00237] Кислотность или pH органического раствора, получаемого посредством микробной переработки, может поддерживаться при помощи естественного взаимодействия с бикарбонатным буфером. Бикарбонатный буфер может сопровождаться побочным выделением углекислого газа в процессе переработки. Процесс может быть обобщен в отношении различных этапов процессов анаэробной переработки органических соединений и выражен в качестве примера переработки простого углевода или глюкозы, который может включать множество конкурирующих и взаимодействующих этапов процесса, таких как:[00237] The acidity or pH of an organic solution obtained by microbial processing can be maintained by naturally interacting with bicarbonate buffer. Bicarbonate buffer may be accompanied by a side emission of carbon dioxide during processing. The process can be generalized to the various stages of the processes of anaerobic processing of organic compounds and expressed as an example of the processing of simple carbohydrate or glucose, which may include many competing and interacting stages of the process, such as:

C6H12O6+(анаэробные кислотообразующие бактерии, факультативные бактерии)→CH3COOHC 6 H 12 O 6 + (anaerobic acid-forming bacteria, optional bacteria) → CH 3 COOH Уравнение 1Equation 1 CH3COOH+NH4HC6O3→CH3COONH4+H2O+CO2 CH 3 COOH + NH 4 HC 6 O 3 → CH 3 COONH 4 + H 2 O + CO 2 Уравнение 2Equation 2 3CH3COONH4+3H2O (бактерии)→3CH4+3NH4HCO3 3CH 3 COONH 4 + 3H 2 O (bacteria) → 3CH 4 + 3NH 4 HCO 3 Уравнение 3Equation 3

[00238] В случаях когда из подобных растворов желательно получить метан, может потребоваться уровень pH около 7,0. При атмосферном давлении pH около 7,0 и температуре 35-37°C (99°F) преимущественно происходит метаногенез. В большинстве случаев обычные сточные воды содержат биологические отходы, включающие как макро-, так и микронутриенты, которые необходимы организмам, осуществляющим метаногенез. Поддержание относительно высоких концентраций растворенного и распределенного водорода или многосахаридов, присутствующих в анаэробном биореакторе, может оказывать негативный эффект на работу образующих метан микроорганизмов.[00238] In cases where methane is desired to be obtained from such solutions, a pH of about 7.0 may be required. At atmospheric pressure, a pH of about 7.0 and a temperature of 35-37 ° C (99 ° F), methanogenesis predominantly occurs. In most cases, ordinary wastewater contains biological wastes, including both macro- and micronutrients, which are necessary for organisms that carry out methanogenesis. Maintaining relatively high concentrations of dissolved and distributed hydrogen or polysaccharides present in the anaerobic bioreactor can have a negative effect on the work of methane-forming microorganisms.

[00239] Согласно другому аспекту, увеличение выработки ценного топлива из органических веществ может быть достигнуто путем приложения электрического поля для диссоциации таких веществ, как уксусная кислота (CH3COOH), получаемых при бактериальном разложении глюкозы и других органических соединений, а также при осуществлении других кислотообразующих процессов, при которых высвобождаются ионы водорода.[00239] According to another aspect, an increase in the production of valuable fuel from organic substances can be achieved by applying an electric field to dissociate substances such as acetic acid (CH 3 COOH) from bacterial decomposition of glucose and other organic compounds, as well as other acid-forming processes in which hydrogen ions are released.

CH3COOH→CH3COO-+H+ CH 3 COOH → CH 3 COO - + H + Уравнение 4Equation 4

[00240] Ионы водорода переходят или доставляются к отрицательно заряженному электроду и получают электроны, формируя водород-газ.[00240] Hydrogen ions are transferred or delivered to a negatively charged electrode and receive electrons, forming hydrogen gas.

2H++2e-→H2 2H + + 2e - → H 2 Уравнение 5Equation 5

[00241] Два электрона предоставляются отрицательно заряженным электродом. На другом электроде электрохимическая реакция включает окисление иона ацетата до углекислого газа и ионов водорода, как показано в уравнении 6.[00241] Two electrons are provided by a negatively charged electrode. At the other electrode, the electrochemical reaction involves the oxidation of an acetate ion to carbon dioxide and hydrogen ions, as shown in equation 6.

CH3COO-+2H2O→2CO2+7H++электроныCH 3 COO - + 2H 2 O → 2CO 2 + 7H + + electrons Уравнение 6Equation 6

[00242] В данной реакции на электроде ионы ацетата теряют электроны, затем реагируют с водой и распадаются на углекислый газ и ионы водорода. Углекислый газ насыщает раствор и выводится через границу жидкого раствора, как описано в предыдущих вариантах выполнения. Ионы водорода циркулируют и/или перемещаются до тех пор, пока не получат с противоположного электрода электроны, в результате чего образуются атомы водорода, а затем - двухатомные молекулы, как показано в уравнении 5, для разделения совместного сбора в таких системах. Раздельный сбор является большим преимуществом, например раздельный сбор для формирования нагнетания или при высоком давлении в результате накачивания жидкости вместо сжатия газа особенно эффективен и значительно уменьшает количество основного оборудования, обычно необходимое для разделения и последующего механического сжатия полученного водорода, метана или углекислого газа.[00242] In this reaction on the electrode, acetate ions lose electrons, then react with water and decompose into carbon dioxide and hydrogen ions. Carbon dioxide saturates the solution and is discharged across the boundary of the liquid solution, as described in previous embodiments. Hydrogen ions circulate and / or move until they receive electrons from the opposite electrode, resulting in the formation of hydrogen atoms and then diatomic molecules, as shown in equation 5, to separate the joint collection in such systems. Separate collection is a great advantage, for example, separate collection to form injection or at high pressure as a result of pumping liquid instead of compressing gas, is especially effective and significantly reduces the amount of basic equipment usually needed for separation and subsequent mechanical compression of the resulting hydrogen, methane or carbon dioxide.

[00243] Разложение путем анаэробной переработки соединений, таких как уксусная кислота, для получения водорода и углекислого газа требует значительно меньшего объема энергии, чем электролиз воды, отчасти из-за того, что в результате реакций переработки образуются ионы водорода и экзотермическая энергия. Запуск и поддержание экзотермического разложения кислот, таких как уксусная кислота, может быть достигнуто при меньшем напряжении, либо при помощи периодического или нерегулярного электролиза вместо постоянного электролиза, обычно требующегося для разложения воды. Свободная энергия образования воды при комнатной температуре значительно высока (по меньшей мере 1 Квт/ч=3,412 БТЕ выделенного водорода) по сравнению с электролизом веществ и кислот биореактора, таких как мочевина и уксусная кислота, до водорода и углекислого газа, что требует относительно минимальной активации и/или каталитического воздействия, в особенности при помощи органических катализаторов. Соответственно, выбранные катализаторы, включая модификации скелетных никелевых катализаторов гидрирования, сплавов никеля, олова и алюминия, выбранных металлов платиновой группы, платины-никеля и прочих поверхностных однокристаллических сплавов платины с переходными металлами, а также различных органических катализаторов, используемых вкупе с электродными системами, описанными в настоящем раскрытии, дополнительно повышают скорость и/или эффективность выработки водорода.[00243] The decomposition by anaerobic processing of compounds such as acetic acid to produce hydrogen and carbon dioxide requires a significantly lower amount of energy than electrolysis of water, partly due to the fact that hydrogen ions and exothermic energy are formed as a result of the processing reactions. Starting and maintaining the exothermic decomposition of acids, such as acetic acid, can be achieved with less stress, or by periodic or irregular electrolysis instead of the constant electrolysis usually required for the decomposition of water. The free energy of water formation at room temperature is significantly high (at least 1 kW / h = 3.412 BTU of hydrogen evolved) compared to the electrolysis of substances and acids of a bioreactor, such as urea and acetic acid, to hydrogen and carbon dioxide, which requires relatively minimal activation and / or catalytic effects, especially with organic catalysts. Accordingly, selected catalysts, including modifications of skeletal nickel hydrogenation catalysts, nickel, tin and aluminum alloys, selected platinum group metals, platinum-nickel and other surface single crystal platinum transition metal alloys, as well as various organic catalysts used in conjunction with the electrode systems described in the present disclosure, further increase the speed and / or efficiency of hydrogen production.

[00244] Согласно другому аспекту, может быть предпочтительно использовать множество элементов пар электродов, соединенных с возможностью переключения последовательно, параллельно или последовательно-параллельно, с целью обеспечить соответствие напряжения, требуемого для диссоциации при последовательном соединении элементов, доступной силе тока и напряжению источника, как показано на фиг.1B. Согласно одному аспекту данного варианта выполнения, для каждого элемента может требоваться от примерно 0,2 до 2 вольт, в зависимости от выбранного или биохимически полученного из органических веществ водного электролита, а обычный 6-вольтный фотоэлектрический источник может содержать от 3 до 30 последовательно соединенных элементов, а промышленный 220-вольтный источник может содержать от примерно 100 до 1000 последовательных электродных элементов. Полученные газы могут быть легко доставлены посредством параллельного или последовательного соединения. В зависимости от желаемой вариабельности при регулировке числа параллельных и/или последовательных соединений элемент поддержания и контроля потока 18b может быть выполнен из выбранного изолирующего или неизолирующего материала.[00244] According to another aspect, it may be preferable to use a plurality of elements of the pairs of electrodes connected to switch in series, parallel or series-parallel in order to ensure that the voltage required for dissociation in the series connection of the available current strength and source voltage, as shown in figv. According to one aspect of this embodiment, approximately 0.2 to 2 volts may be required for each cell, depending on the aqueous electrolyte selected or biochemically obtained from organic substances, and a typical 6-volt photoelectric source may contain from 3 to 30 cells in series and an industrial 220-volt source may contain from about 100 to 1000 consecutive electrode elements. The resulting gases can be easily delivered via parallel or series connection. Depending on the desired variability, when adjusting the number of parallel and / or serial connections, the flow control and control element 18b may be made of a selected insulating or non-insulating material.

[00245] При различных плотностях потока, включая среднюю и низкую плотность потока, может быть предпочтительным позволить пузырькам, формирующимся для обеспечения циркуляции электролита, всплывать кверху в целях предотвращения ионного истощения и стагнации. При запуске или при более высоких плотностях потока можно использовать насос 36b и теплообменник 56b для обеспечения желательной рабочей температуры и подачи богатого ионами электролита на поверхности электродов. Это позволяет обеспечить высокую скорость преобразования энергии, причем энергия, такая как невырабатываемое на максимуме электричество, получаемое из солнечных, ветряных, ресурсов падающей воды или ресурсов волн, используется для быстрого и эффективного производства сжатых запасов кислорода и водорода или водорода и углекислого газа, или водорода и метана вместе с углекислым газом для раздельного хранения и использования.[00245] At various flux densities, including medium and low flux densities, it may be preferable to allow bubbles forming to allow electrolyte to float up to prevent ion depletion and stagnation. At startup or at higher flux densities, a pump 36b and a heat exchanger 56b can be used to provide the desired operating temperature and to supply ion-rich electrolyte to the surface of the electrodes. This allows for a high rate of energy conversion, and energy, such as electricity not generated at maximum, obtained from solar, wind, falling water resources or wave resources, is used to quickly and efficiently produce compressed reserves of oxygen and hydrogen or hydrogen and carbon dioxide or hydrogen and methane along with carbon dioxide for separate storage and use.

[00246] Согласно одному аспекту данного варианта выполнения, решена проблема самовосстанавливающегося торможения автомобилей или замедления работы электростанций, при которых резкие пики большого количества энергии должны быть быстро превращены в потенциал химического топлива. Обычный топливный элемент грузовика, автобуса или поезда не в состоянии выдержать высокой плотности потока, резко приложенной к электродам топливного элемента. Настоящий вариант выполнения позволяет устранить данное ограничение и обеспечивает весьма надежный уровень устойчивости к условиям сильного тока, одновременно достигая высокой эффективности электролиза без возникновения проблем, связанных с разрушением PEM или границы электрода и присущих топливным элементам PEM. Благодаря обеспечению надежной конструкции и огромного числа возможностей для охлаждения легко обеспечивается работа при высоком токе. С другой стороны, настоящий вариант выполнения легко запустить, и он эффективно работает в весьма холодных или горячих условиях без каких-либо сложностей, ограничений и поломок, связанных с PEM.[00246] According to one aspect of this embodiment, the problem of self-healing braking of cars or slowing down the operation of power plants, in which the sharp peaks of a large amount of energy must be quickly converted into the potential of chemical fuel, is solved. A conventional fuel cell of a truck, bus or train is not able to withstand the high flux density sharply applied to the electrodes of the fuel cell. This embodiment allows to eliminate this limitation and provides a very reliable level of resistance to high current conditions, while at the same time achieving high electrolysis efficiency without the problems associated with the destruction of the PEM or electrode boundary and inherent in PEM fuel cells. By providing a robust design and a huge number of cooling possibilities, high current operation is easily ensured. On the other hand, the present embodiment is easy to start, and it works effectively in extremely cold or hot conditions without any difficulties, limitations and breakdowns associated with PEM.

[00247] Согласно другому аспекту, для получения значительно более высокого выхода по сравнению с вложениями в системах преобразования энергии, таких как ГЭС, ветряная электростанция, система волновых генераторов или стандартные электростанции, вариант выполнения позволяет быстро и эффективно преобразовывать внепиковую электроэнергию в водород и кислород путем диссоциации воды, или в водород и углекислый газ путем диссоциации веществ, выработанных посредством анаэробной переработки или разложения органической материи. Компактная версия варианта выполнения может занимать не больше места, чем стиральная машина, и преобразовывать внепиковую электроэнергию, которая в ином случае была бы потеряна, в количество водорода, достаточное для обеспечения энергией двух семейных автомобилей, а также покрывать домашние энергетические требования.[00247] According to another aspect, in order to obtain a significantly higher yield compared to investments in energy conversion systems such as hydroelectric power stations, a wind power station, a wave generator system or standard power plants, an embodiment allows the fast and efficient conversion of off-peak electricity to hydrogen and oxygen by dissociation of water, or into hydrogen and carbon dioxide by dissociation of substances produced through anaerobic processing or decomposition of organic matter. The compact version of the embodiment can take up no more space than a washing machine, and convert off-peak electricity that would otherwise be lost into enough hydrogen to provide energy for two family cars, as well as cover home energy requirements.

[00248] Как отмечено выше, некоторые раскрытые варианты выполнения обеспечивают более эффективный массовый перенос, включая процессы быстрого возмещения ионов и доставки на желаемые электроды посредством нагнетания газов низкой плотности, выходящих из более плотной жидкой среды. Это позволяет обеспечить более высокую электрическую эффективность, более быструю диссоциацию и более высокую эффективность разделения, а также предотвратить нежелательные побочные реакции. Повышение скорости и эффективности получения ионов и доставки на электроды позволяет повысить КПД системы и существующее ограничение на зону электрода. Для сфер применения, в которых органические вещества преобразуются в углекислый газ и водород или метан, особенно полезны следующие преимущества: повышенная скорость доставки органических веществ микроорганизмам, участвующим в процессе, разведение и доставка разведенных микроорганизмов с целью увеличения и самовосстановления среды биопленки, более быстрое разделение полученных газов и доставка органических веществ вкупе с более эффективной доставкой промежуточных ионов на электроды.[00248] As noted above, some of the disclosed embodiments provide more efficient mass transfer, including processes for rapidly recovering ions and delivering to desired electrodes by forcing low-density gases exiting a denser liquid medium. This allows for higher electrical efficiency, faster dissociation and higher separation efficiency, as well as to prevent unwanted side reactions. Increasing the speed and efficiency of obtaining ions and delivery to the electrodes can increase the efficiency of the system and the existing restriction on the electrode zone. For applications in which organic substances are converted to carbon dioxide and hydrogen or methane, the following advantages are especially useful: increased rate of delivery of organic substances to the microorganisms involved in the process, dilution and delivery of diluted microorganisms in order to increase and self-repair the biofilm environment, faster separation of the resulting gases and the delivery of organic substances, coupled with a more efficient delivery of intermediate ions to the electrodes.

[00249] На фиг.4B показан другой вариант выполнения - электролитический элемент 100b, который особенно полезен для сфер применения, в которых нежелательно прилагать напряжение или проводить ток через внутренние стенки герметичной оболочки 102b. Данный вариант выполнения также позволяет ускорить последовательные соединения биполярных или многоэлектродных наборов или элементов, таких как 110b и 114b, внутри электролитического элемента 100b с целью упрощения сбора газа и выполнения требований соответствия напряжению.[00249] FIG. 4B shows another embodiment, an electrolytic cell 100b, which is particularly useful for applications in which it is undesirable to apply voltage or conduct current through the inner walls of the sealed enclosure 102b. This embodiment also makes it possible to accelerate the series connections of bipolar or multi-electrode arrays or cells, such as 110b and 114b, inside the electrolytic cell 100b in order to facilitate gas collection and meet voltage compliance requirements.

[00250] Согласно одному аспекту, в котором герметичная оболочка 102b имеет цилиндрическую форму, а компоненты внутри нее выполнены концентрическими, агрегаты электродов 110b и 114b могут быть выполнены из нескольких вложенных друг в друга компонентов в виде усеченных конусов, либо один или оба электрода могут быть выполнены в виде спирального электрода, как описано выше. Электроды 110b и 114b могут иметь одинаковую, схожую или различную конфигурацию. Согласно другому аспекту, электрод 114b может быть собран из вложенных друг в друга секций в виде усеченных конусов, либо может быть спиральным электродом, непрерывно окружающим электрод 110b.[00250] According to one aspect, in which the sealed sheath 102b is cylindrical and the components inside it are concentric, the electrode assemblies 110b and 114b can be made of several nested components in the form of truncated cones, or one or both of the electrodes can be made in the form of a spiral electrode, as described above. The electrodes 110b and 114b may have the same, similar, or different configuration. According to another aspect, electrode 114b may be assembled from truncated cones in nested sections, or may be a spiral electrode continuously surrounding electrode 110b.

[00251] Электрическое разделение электродов 110b и 114b для предотвращения коротких замыканий может быть выполнено различными способами, включая контролируемые допуски рабочих размеров и/или использование диэлектрических нитей или волокон, размещенных между электродами 110b и 114b, и/или использование другого вида сепаратора 10b или 111b, описанного со ссылкой на фиг.2B и 5B.[00251] The electrical separation of the electrodes 110b and 114b to prevent short circuits can be performed in various ways, including controlled tolerances of working sizes and / or the use of dielectric filaments or fibers placed between the electrodes 110b and 114b, and / or the use of another type of separator 10b or 111b described with reference to figv and 5B.

[00252] Электролитический элемент 100b может находиться под давлением. Давление поддерживают при помощи верхней и нижней крышек 104b и 106b, как показано на чертеже. Изоляторы 120b и 122b опираются на крышки 104b и 106b, как показано на чертеже. Компоненты схемы и оборудование для электрических и жидкостных соединений приведены в качестве примера и могут быть выполнены путем проникновения через крышки 104b и 106b по мере необходимости для достижения конкретных целей при использовании.[00252] The electrolytic cell 100b may be under pressure. The pressure is maintained by the upper and lower covers 104b and 106b, as shown in the drawing. Insulators 120b and 122b are supported by covers 104b and 106b, as shown. The components of the circuit and equipment for electrical and fluid connections are given as an example and can be performed by penetrating through the caps 104b and 106b as necessary to achieve specific goals in use.

[00253] В настоящем варианте выполнения, оба электрода 110b и 114b выполнены с образованием наклонных поверхностей, направляющих полученное вещество, такое как газ, в соответствующие зоны сбора, как показано на чертеже. В качестве примера, если диссоциации подвергается вода из подходящего электролита, электрод 110b может получать электроны, подаваемые через соединение 108b, изолированное в крышке 106b, при помощи пробки 132b. Таким образом, электроны поступают от электрода 114b через пробку 130b, обеспечивающую изоляцию контакта 124, в то время как газ, такой как углекислый газ или водород, выделяется на электроде 114b.[00253] In the present embodiment, both electrodes 110b and 114b are formed to form inclined surfaces directing the resulting substance, such as gas, to the respective collection zones, as shown in the drawing. As an example, if water from a suitable electrolyte is subjected to dissociation, the electrode 110b may receive electrons supplied through a connection 108b insulated in the cap 106b using a plug 132b. Thus, electrons come from the electrode 114b through the plug 130b, which provides isolation of the contact 124, while a gas, such as carbon dioxide or hydrogen, is released on the electrode 114b.

[00254] Указанные газы таким образом стремятся кверху под действием сил выталкивания и движутся более-менее кверху, доставленные электродом 114b и вдоль внутренней стенки контейнера 102b. Водород движется кверху, доставленный электродом 110b, и внутри центрального ядра, выполненного из множества витков или конических слоев электрода 110b, и собирается, как показано на чертеже, на изоляторе 120b. Очищенный водород под желаемым давлением доставляется посредством муфты давления 116b. Каталитический фильтр 134b может быть использован для преобразования любого окислителя, такого как водород, достигающего центрального ядра, в воду. Сходный материал каталитического фильтра может использоваться для получения воды из любого водорода, достигающего внешнего сборного кольца в изоляторе 120b, как показано на чертеже. Сжатый фильтрованный кислород доставляется посредством муфты давления 118b.[00254] These gases thus tend to move upward due to buoyancy forces and move more or less upward, delivered by electrode 114b and along the inner wall of container 102b. Hydrogen moves upward, delivered by electrode 110b, and inside a central core made of multiple turns or conical layers of electrode 110b, and is collected, as shown in the drawing, on insulator 120b. Purified hydrogen at the desired pressure is delivered via a pressure coupling 116b. Catalytic filter 134b can be used to convert any oxidizing agent, such as hydrogen, reaching the central core, to water. A similar catalytic filter material can be used to produce water from any hydrogen reaching the external collection ring in insulator 120b, as shown in the drawing. Compressed filtered oxygen is delivered via pressure coupling 118b.

[00255] По желанию для повышения эффективности электролитического элемента 100b один или несколько сосудов для сбора газа (не показаны) может находиться в жидком соединении с электролитическим элементом 100b для сбора газа, полученного в ходе электролиза. Сосуд для сбора газа может быть выполнен таким образом, что он захватывает газ под повышенным давлением до момента значительного расширения газа. Сосуд для сбора газа может также быть выполнен с возможностью улавливания работы при расширении газа в соответствии со способами, известными из уровня техники. В другом варианте сосуд для сбора газа может быть выполнен с возможностью обеспечения газа под давлением для хранения, транспортировки и использования в случаях, когда желательно, чтобы газ был доставлен под повышенным давлением. Также предполагается, что указанный аспект может быть выполнен в различных электрохимических элементах.[00255] Optionally, to increase the efficiency of the electrolytic cell 100b, one or more gas collection vessels (not shown) may be in fluid connection with the electrolytic cell 100b for collecting gas obtained during electrolysis. The vessel for collecting gas can be made in such a way that it captures the gas under increased pressure until significant expansion of the gas. The gas collection vessel may also be configured to pick up gas expansion work in accordance with methods known in the art. In another embodiment, the gas collection vessel may be configured to provide gas under pressure for storage, transportation, and use in cases where it is desirable that the gas be delivered under increased pressure. It is also contemplated that this aspect may be embodied in various electrochemical cells.

[00256] Обращаясь к фиг.2B, согласно другому аспекту, расширитель газа может быть выполнен на, рядом с или внутри муфты 22b, муфты 26b или сосуда для сбора газа, находящегося в жидком соединении с муфтой 22b или муфтой 26b. Сходным образом, обращаясь к фиг.4B, расширитель газа может быть выполнен на, рядом с или внутри муфты 116b, муфты 118b или сосуда для сбора газа, находящегося в жидком соединении с муфтой 116b или муфтой 118b.[00256] Referring to FIG. 2B, according to another aspect, a gas expander may be provided on, adjacent to or within the sleeve 22b, the sleeve 26b, or the gas collection vessel in fluid communication with the sleeve 22b or sleeve 26b. Similarly, referring to FIG. 4B, a gas expander may be provided on, adjacent to or within the sleeve 116b, the sleeve 118b or a gas collection vessel in fluid communication with the sleeve 116b or the sleeve 118b.

[00257] Согласно другому аспекту, обеспечены способ и установка для электролиза, позволяющие нагнетать жидкость, соединенные с устройством для получения работы из указанной нагнетаемой жидкости. Жидкость может представлять собой нагнетаемую жидкость, абсорбированный жидкостью газ, пар или газ. Преобразование нагнетаемой жидкости в пар или газ может осуществляться до или после прохождения муфты 116b, а устройство для преобразования давления и потока из указанных муфт может быть выбрано из группы, включающей турбину, генератор, лопастной гидромотор или различные поршневые двигатели, либо двигатель, потребляющий воздух и вводящий нагнетаемый водород из 116b. Сходным образом преобразование нагнетаемой жидкости в пар или газ может осуществляться до или после прохождения муфты 118b, а устройство для преобразования давления и потока из указанных муфт может быть выбрано из группы, включающей турбину, генератор, лопастной гидромотор или различные поршневые двигатели, либо двигатель, расширяющий и/или сжигающий нагнетаемую жидкость, такую как кислород из 118b.[00257] According to another aspect, there is provided a method and apparatus for electrolysis, allowing to pump liquid, connected to a device for receiving work from the specified pumped liquid. The liquid may be an injection liquid, a gas, vapor, or gas absorbed by the liquid. Conversion of the injected fluid into steam or gas can take place before or after the passage of the coupling 116b, and the device for converting pressure and flow from these couplings can be selected from the group including a turbine, generator, rotary vane motor or various piston engines, or an engine consuming air and introducing injection hydrogen from 116b. Similarly, the conversion of the injected fluid into steam or gas can take place before or after the passage of the coupling 118b, and the device for converting pressure and flow from these couplings can be selected from the group including a turbine, generator, a hydraulic motor or various reciprocating engines, or an engine expanding and / or burning injection fluid, such as oxygen from 118b.

[00258] Согласно другому аспекту, обеспечены установка и способ решения проблемы высокой стоимости и потерь мощности трансформатора и схемы выпрямителя. Вышеуказанное осуществляется путем регулируемого выравнивания напряжения нагрузки и напряжения источника посредством последовательного соединения электродных элементов или электродов внутри элемента, например, соединения негативной полярности источника постоянного тока с тремя нижними витками электрода 110b, со следующими тремя витками электрода 114b, со следующими тремя витками электрода 110b, со следующими тремя витками электрода 114b, со следующими тремя витками электрода 110b и т.д., а также, начиная с обратного (верхнего) конца, путем соединения положительного вывода от источника постоянного тока с тремя витками электрода 114b, со следующими тремя витками электрода 110b, со следующими тремя витками электрода 114b, со следующими тремя витками электрода 110b, со следующими тремя витками электрода 114b и т.д. Витки или стопки усеченных конусов можно корректировать для получения площади, необходимой для выравнивания с силой тока источника.[00258] According to another aspect, an apparatus and method for solving the problem of high cost and power loss of a transformer and rectifier circuit are provided. The above is accomplished by adjusting the alignment of the load voltage and the source voltage by sequentially connecting the electrode elements or electrodes inside the element, for example, connecting the negative polarity of the DC source with the three lower turns of the electrode 110b, with the following three turns of the electrode 114b, with the following three turns of the electrode 110b, with the next three turns of the electrode 114b, with the next three turns of the electrode 110b, etc., and also, starting from the opposite (upper) end, by soy Inonii positive terminal of the DC source with three windings electrode 114b, with the following three windings electrode 110b, with the following three windings electrode 114b, with the following three windings electrode 110b, with the following three windings electrode 114b and etc. The turns or stacks of truncated cones can be adjusted to obtain the area needed to align with the source current.

[00259] Согласно другому аспекту данного варианта выполнения, дополнительно к обеспечению разделения газов, полученных в ходе электролиза, нагнетающая работа, разработанная в некоторых вариантах выполнения изобретения, обеспечивает доставку питательных веществ микроорганизмам, которые, в зависимости от относительного масштаба работ, находятся в подходящей среде, такой как углеродная ткань, гранулы активированного углерода, расширенный кремнезем, графитовый войлок, уголь, древесный уголь, углубления с фруктами, древесная стружка, измельченная бумага, опилки и/или смеси указанных сред, которые обычно расположены внутри участков электрода 110b и/или между участками электрода 114b и контейнером 102b. Соответствующие функции и преимущества включают тепловую стабилизацию системы, циркуляцию сырья и удаление таких продуктов, как углекислый газ, а также получение водорода из кислот, которые могут быть получены путем разведения, питания и роста таких микроорганизмов.[00259] According to another aspect of this embodiment, in addition to ensuring the separation of gases obtained during electrolysis, the pumping operation developed in some embodiments of the invention provides the delivery of nutrients to microorganisms that, depending on the relative scale of the work, are in a suitable environment such as carbon cloth, activated carbon granules, expanded silica, graphite felt, coal, charcoal, fruit indentations, wood shavings, shredding ennaya paper, sawdust, and / or mixtures of these media, which are typically located inside the electrode portions 110b and / or between the portions of the electrode 114b and the container 102b. Relevant features and benefits include thermal stabilization of the system, circulation of raw materials and removal of products such as carbon dioxide, as well as the production of hydrogen from acids that can be obtained by diluting, feeding and growing such microorganisms.

[00260] При низкой и средней плотности потока выталкивающие силы, вызванные растворами низкой плотности и пузырьками, позволяют электролиту циркулировать внутри контейнера 102b. При более высокой плотности потока предпочтительно осуществлять адаптивный контроль температуры, давления и циркуляции электролита, как описано выше. Внешняя циркуляция электролита может распространяться от муфты 126b до муфты 138b, как показано на чертеже, и включает ситуации, при которых один или несколько электродных элементов, соединенных в необязательные последовательные и/или последовательно-параллельные схемы, размещены внутри контейнера 102b.[00260] At low and medium flow densities, buoyant forces caused by low density solutions and bubbles allow the electrolyte to circulate within container 102b. At a higher flux density, it is preferable to adaptively control the temperature, pressure and circulation of the electrolyte, as described above. The external circulation of the electrolyte can extend from the sleeve 126b to the sleeve 138b, as shown in the drawing, and includes situations in which one or more electrode elements connected to optional serial and / or serial-parallel circuits are placed inside the container 102b.

[00261] Согласно другому аспекту, вариант выполнения может быть оптимизирован для высоких плотностей потока с целью получения соизмеримо более высоких скоростей тока электролитической жидкости через одно или несколько отверстий или пазов 139b, которые направляют жидкость под углом к кольцевому пространству между электродами 110b и 114b. Электролит течет кверху вдоль спиральных пространств, выполненных электродами, и восполняется за счет электролита, входящего в спиральные каналы, выполненные 110b и 114b, из кольцевого пространства между 110b и 114b. Угловой момент электролита, входящего в пространство между электродами 110b и 114b, повышает стимул подъема пузырьков продуктами электролиза, такими как водород и кислород, полученные на электродах 110b и 114b, соответственно, и дополняет указанный момент.[00261] According to another aspect, an embodiment can be optimized for high flux densities in order to obtain comparable higher flow rates of electrolytic fluid through one or more openings or grooves 139b that direct fluid at an angle to the annular space between electrodes 110b and 114b. The electrolyte flows upward along the spiral spaces made by the electrodes and is made up by the electrolyte entering the spiral channels made 110b and 114b from the annular space between 110b and 114b. The angular momentum of the electrolyte entering the space between the electrodes 110b and 114b increases the incentive for the bubbles to rise by electrolysis products, such as hydrogen and oxygen, obtained on the electrodes 110b and 114b, respectively, and complements the indicated moment.

[00262] Указанная циркуляция электролита весьма полезна для обеспечения быстрой замены ионов, превращающихся в атомы водорода и кислорода, или других газов, таких как углекислый газ, по мере обмена зарядами с электродами 110b и 114b, а также для удаления указанных газов для их сбора при минимальных потерях электрической поляризации в ходе электролиза. Таким образом, потоки высокой плотности могут быть легко использованы для эффективного электролиза циркулирующей жидкости. Согласно другому аспекту, дополнительные возможности для использования потоков высокой плотности обеспечиваются благодаря обширным возможностям охлаждения устройства за счет улучшенной циркуляции электролита, что позволяет предотвратить вредную стагнацию продуктов электролиза и/или смену фаз, такую как нуклеация пара, а также уменьшение эффективных зон электродов.[00262] This electrolyte circulation is very useful for providing quick replacement of ions converted into hydrogen and oxygen atoms, or other gases, such as carbon dioxide, as the charges exchange with electrodes 110b and 114b, as well as for removing these gases to collect them when minimal loss of electrical polarization during electrolysis. Thus, high-density flows can be easily used for the efficient electrolysis of the circulating fluid. According to another aspect, additional opportunities for using high density streams are provided due to the extensive cooling capabilities of the device due to improved electrolyte circulation, which helps to prevent harmful stagnation of electrolysis products and / or phase changes, such as vapor nucleation, as well as a reduction in the effective zones of the electrodes.

[00263] Согласно другому аспекту, электроды 110b и 114b могут иметь форму пружины, которая может работать на резонансной частоте или искажаться при помощи различных стимулов, включая пьезоэлектрические приводы, вращающиеся кулачки, а также формирование пузырьков и обеспечивающая разгон тяга менее плотных смесей электролита и пузырьков, в то время как более плотный объем электролита доставляется на поверхность электродов 110b и 114b получаемым в результате накачиванием. В ответ на искажение электроды 110b и 114b вибрируют с естественной или вызванной частотой с целью дополнительного сброса пузырьков с поверхностей, включая точки нуклеации, и тем самым обеспечивает большую плотность потока и более высокую эффективность преобразования энергии.[00263] According to another aspect, the electrodes 110b and 114b may have a spring shape that can operate at a resonant frequency or distorted by various stimuli, including piezoelectric drives, rotating cams, as well as bubble formation and acceleration of traction of less dense mixtures of electrolyte and bubbles while a denser volume of electrolyte is delivered to the surface of the electrodes 110b and 114b resulting in pumping. In response to distortion, the electrodes 110b and 114b vibrate at a natural or induced frequency to further eject bubbles from surfaces, including nucleation points, and thereby provide greater flux density and higher energy conversion efficiency.

[00264] Стимулированная вибрация спиральных пружинных электродов, таких как 110b и 114b, может также вызывать перистальтическое механическое действие для усиления разгона пузырьков по направлению к соответствующим путям сбора и выходным портам электролитического элемента 100b. В ходе указанной вибрации циклическое увеличение и уменьшение среднего расстояния и угла между соседними слоями витков электродов вызывает формирование неподвижных или подвижных узлов в зависимости от силы и частоты стимула или стимулов.[00264] The stimulated vibration of the coil spring electrodes, such as 110b and 114b, can also cause a peristaltic mechanical action to enhance the acceleration of the bubbles toward the respective collection paths and output ports of the electrolyte cell 100b. During this vibration, a cyclic increase and decrease in the average distance and angle between adjacent layers of electrode turns causes the formation of fixed or moving nodes depending on the strength and frequency of the stimulus or stimuli.

[00265] На фиг.5B показан примерный вид в разрезе набора электродов 110b' и 114b' для работы вкупе с электрически изолированной распоркой 111b между 110b' и 114b', включая выбранный изолятор 10b, показанный на фиг.2B, который включает конфигурацию доставки спирального потока для обеспечения различных вариантов использования и электролитов. Агрегат концентрического электрода 110b', распорки 111b и электрода 114b' обеспечивает весьма надежную, самоукрепляющую систему для обеспечения эффективной диссоциации таких жидкостей, как вода, жидкая масса анаэробных реакторов, или морская вода, с повышенной эффективностью и устойчивостью к загрязнениям. Электроды 110b' и 114b' могут быть выполнены из проводящей углеродной бумаги, ткани или войлока; тканого или войлочного углерода и металлических волокон, графитовых гранул, размещенных между тканым углеродом или металлическими волокнами; или обшитых металлом полимеров либо металлического листового сырья, такого как мягкая сталь, никелированная сталь или нержавеющая сталь, просверленные более или менее так же, как описано выше, с образованием множества отверстий на параллельных средних линиях, наклоненных, как показано на чертеже, для соответствующего отделения водорода от сопутствующих газообразных продуктов, таких как водород, хлор или углекислый газ, в зависимости от химического вещества, составляющего электролит.[00265] FIG. 5B shows an example cross-sectional view of a set of electrodes 110b ′ and 114b ′ for operation coupled with an electrically insulated spacer 111b between 110b ′ and 114b ′, including the selected insulator 10b shown in FIG. 2B, which includes a spiral delivery configuration flow to provide various uses and electrolytes. The assembly of the concentric electrode 110b ', spacers 111b and electrode 114b' provides a highly reliable, self-reinforcing system for efficient dissociation of liquids such as water, the liquid mass of anaerobic reactors, or seawater, with increased efficiency and resistance to pollution. The electrodes 110b 'and 114b' may be made of conductive carbon paper, fabric, or felt; woven or felt carbon and metal fibers, graphite granules placed between woven carbon or metal fibers; or sheathed metal polymers or sheet metal materials such as mild steel, nickel-plated steel or stainless steel, drilled more or less in the same way as described above, with the formation of many holes in parallel center lines, inclined, as shown in the drawing, for the corresponding separation hydrogen from associated gaseous products such as hydrogen, chlorine or carbon dioxide, depending on the chemical constituting the electrolyte.

[00266] В случаях когда электрод 110b', распорка 111b и электрод 114b' используются в концентрической конфигурации электродов, как показано на фиг.4B, водород доставляют в порт 116b, и в зависимости от вещества, подвергаемого диссоциации, продукты, такие как водород, хлор или углекислый газ, доставляются в порт 118b. В некоторых случаях предпочтительно выполнить множество отверстий в 110b' и 114b' таким образом, что каждое отверстие слегка расширяется по сравнению с диаметром отверстия на поверхности, обращенной к распорке 111b, до более крупного диаметра на выходной поверхности, обращенной от распорки 111b.[00266] In cases where the electrode 110b ′, the spacer 111b and the electrode 114b ′ are used in a concentric configuration of the electrodes, as shown in FIG. 4B, hydrogen is delivered to port 116b, and depending on the substance being dissociated, products such as hydrogen, chlorine or carbon dioxide are delivered to port 118b. In some cases, it is preferable to make a plurality of holes in 110b 'and 114b' such that each hole slightly expands compared to the diameter of the hole on the surface facing the strut 111b to a larger diameter on the outlet surface facing from the strut 111b.

[00267] Предпочтительно выбирать шаг спирали, ширину между электродами и толщину полоски, формирующей распорку 111b для доставки электролита от 138b к электродам 110b' и 114b', и через них к муфте 126b таким образом, чтобы они были сопоставимы с доступным объемом электрической мощности и требованиям к теплообмену системы, с целью оптимизировать итоговое пространство ширины между электродами. Это приводит к доставке обильного количества ионов для осуществления процессов электролиза на электродах 110b' и 114b', при этом обеспечивая разделение водорода к участку внутри электрода 110b' и доставку также выработанных газов, таких как водород, углекислый газ или хлор, в пространство вне электрода 114b'.[00267] It is preferable to choose the spiral pitch, the width between the electrodes and the thickness of the strip forming the spacer 111b for delivering electrolyte from 138b to the electrodes 110b 'and 114b', and through them to the coupling 126b so that they are comparable with the available volume of electric power and system heat transfer requirements, in order to optimize the final width space between the electrodes. This leads to the delivery of a plentiful amount of ions for electrolysis processes at the electrodes 110b 'and 114b', while ensuring the separation of hydrogen to the area inside the electrode 110b 'and the delivery of also generated gases, such as hydrogen, carbon dioxide or chlorine, into the space outside the electrode 114b '.

[00268] Согласно другому аспекту, возможно осуществлять самовосстановительную работу системы путем выполнения пазов для тока газа в водородном электроде, и пазов для тока газа в кислородном электроде, а также соответствующих муфт для добавления водорода на нижнюю часть водородного электрода, и добавления кислорода на нижнюю часть кислородного электрода. В этом случае может быть предпочтительно использовать концентрические спиральные электроды, в особенности в маленьких топливных элементах, где один агрегат-канистра способен обеспечить все потребности в энергии.[00268] According to another aspect, it is possible to self-repair the system by making grooves for the gas flow in the hydrogen electrode and grooves for the gas flow in the oxygen electrode, as well as corresponding couplings for adding hydrogen to the lower part of the hydrogen electrode and adding oxygen to the lower part oxygen electrode. In this case, it may be preferable to use concentric spiral electrodes, especially in small fuel cells, where one canister unit is able to provide all energy needs.

[00269] Обращаясь к фиг.6B, показано поперечное сечение спирального электрода или электродов, используемых в варианте с работой реверсивного топливного элемента, как показано на чертеже. Благодаря такому подходу обеспечивается улучшение соотношения поверхности к объему, модуля сечения и стабильности столба электрода 114b или сходной спиральной версии электрода 110b. Электрод 114b показан в виде сечения с газом 152b, текущим по спиральным пазам, выполненным путем гофрирования ленты, используемой для выполнения спирали и обеспечения доставки кислорода для выполнения работы топливного элемента, а в ходе электролиза, для доставки водорода на кольцо 136b и муфту 118b. Эта же конфигурация отлично работает для электрода 110b в режимах топливного элемента и электролиза для преобразования органических кислот в углекислый газ и водород, а также в режиме электролиза и обеспечивает доставку обильного объема газа на желаемые порты сбора или источников, как описано выше.[00269] Referring to FIG. 6B, a cross-sectional view of a spiral electrode or electrodes used in a reversible fuel cell embodiment is shown, as shown in the drawing. This approach provides improved surface to volume ratio, section modulus and column stability of electrode 114b or a similar helical version of electrode 110b. The electrode 114b is shown in cross-section with gas 152b flowing along helical grooves made by crimping the tape used to spiral and provide oxygen for the fuel cell, and during electrolysis, to deliver hydrogen to ring 136b and sleeve 118b. The same configuration works fine for electrode 110b in fuel cell and electrolysis modes for converting organic acids to carbon dioxide and hydrogen, as well as in electrolysis mode, and delivers a copious amount of gas to the desired collection ports or sources, as described above.

[00270] Согласно другому аспекту, повышенное качество работы электрода обеспечивается благодаря облегчению выращивания и поддержания микроорганизмов, преобразующих водные производные органических веществ, таких как карбоновая, уксусная, масляная и молочная кислоты, а также соединения, такие как мочевина, в водород. На электроде, выбранном для получения ионов водорода и/или выхода углекислого газа, повышенной продуктивности микробов способствует выполнение таких поверхностей электродов с топографическими усовершенствованиями, повышающими эффективную площадь поверхности, включая высокое аспектовое отношение волокон или усиков, снижающее электрическое сопротивление субстратному электроду и помогающее удерживать микробы и биопленку на месте вкупе с желаемыми веществами пленки, обеспеченными посредством процессов биопереработки.[00270] According to another aspect, improved electrode performance is provided by facilitating the cultivation and maintenance of microorganisms that convert aqueous derivatives of organic substances such as carboxylic, acetic, butyric and lactic acids, as well as compounds such as urea, into hydrogen. At the electrode selected to produce hydrogen ions and / or carbon dioxide output, increased microbial productivity is facilitated by the implementation of such electrode surfaces with topographic improvements that increase the effective surface area, including a high aspect ratio of fibers or antennae, which reduces the electrical resistance of the substrate electrode and helps to hold microbes and on-site biofilm coupled with the desired film substances provided through bioprocessing processes.

[00271] Несмотря на то, что указанные элементы не ограничены в теории, предполагается, что определенные особенности электрода и/или сепаратора, такие как топографическая обработка или усовершенствования, приводят к турбулентности, включая кавитацию или суперкавитацию, электролита в желаемой точке, что, в свою очередь, способствует нуклеации в указанной точке. С другой стороны, определенная конфигурация электрода и/или сепаратора способна снижать турбулентность, включая кавитацию или суперкавитацию в желаемой точке, например, в точке передачи электронов, что, в свою очередь, препятствует нуклеации в указанной точке. Предполагается, что элементы, включая указанные особенности, могут быть выполнены в любой точке в электролитическом элементе, в которой желательно осуществление нуклеации. Кроме того, те же особенности и принципы могут быть использованы в сосуде для сбора газа или подобного вещества в жидком соединении с электролитическим элементом или в жидком соединении с каналами или клапанами между ними.[00271] Although these elements are not limited in theory, it is assumed that certain features of the electrode and / or separator, such as topographic processing or enhancements, lead to turbulence, including cavitation or supercavitation, of the electrolyte at the desired point, which, at in turn, promotes nucleation at the indicated point. On the other hand, a specific configuration of the electrode and / or separator can reduce turbulence, including cavitation or supercavitation at the desired point, for example, at the electron transfer point, which, in turn, prevents nucleation at the specified point. It is contemplated that cells, including these features, may be formed at any point in the electrolytic cell at which nucleation is desired. In addition, the same features and principles can be used in a vessel for collecting gas or a similar substance in liquid connection with an electrolytic cell or in liquid connection with channels or valves between them.

[00272] Подходящие волокна или усики включают металлы или легированные полупроводники, такие как углерод, кремний или наноразмерные волокна углерода и нитрида бора, для обеспечения увеличения площади поверхности, снижения транспорта ионов и омических потерь, повышения продуктивности микробов и более эффективной активации нуклеации для обеспечения более эффективного выхода углекислого газа. Указанные волокна могут также быть использованы для закрепления графитовых гранул, дополнительно повышающих продуктивность микробов, обеспечивающих повышенную эффективность использования энзимов и катализаторов, и связанные с вышесказанным полезные процессы выделения ионов. Сходным образом на электроде, где ионы водорода обеспечиваются электронами для получения атомов водорода и нуклеации пузырьков двухатомного водорода, волокна и усики могут использоваться для увеличения активной площади и снижения напряжения, необходимого для выполнения всего процесса.[00272] Suitable fibers or antennae include metals or doped semiconductors, such as carbon, silicon, or nanoscale fibers of carbon and boron nitride, to provide increased surface area, reduced ion transport and ohmic loss, increased microbial productivity, and more efficient nucleation activation to provide more effective carbon dioxide release. These fibers can also be used to fix graphite granules, which additionally increase the productivity of microbes, providing increased efficiency of the use of enzymes and catalysts, and the useful processes of ion separation associated with the above. Similarly, on an electrode where hydrogen ions are provided by electrons to produce hydrogen atoms and to nucleate bubbles of diatomic hydrogen, fibers and antennae can be used to increase the active area and reduce the voltage required to complete the process.

[00273] Помимо углеродных усиков было обнаружено, что волокна, полученные из таких металлов, как олово, цинк, никель и тугоплавкие металлы, осажденные из пара или выращенные из обшивки на подходящих субстратах, таких как электроды из сплавов железа, способны обеспечить снижение электрического сопротивления и повышенную эффективность процесса. Такие волокна или усики могут быть выполнены более подходящими для обеспечения опоры для биомассы и усовершенствования процесса путем добавления проводящих сурфактантов и/или поверхностной обшивки подходящими веществами, такими как углерод, нитрид бора или карбид кремния, размещенными методом опрыскивания или в результате разложения такого вещества, как донор углерода, например ацетилена, бензена или парафиновых газов, включая метан, этан, пропан и бутан.[00273] In addition to the carbon antennae, it was found that fibers obtained from metals such as tin, zinc, nickel and refractory metals, deposited from steam or grown from cladding on suitable substrates, such as electrodes made of iron alloys, can reduce electrical resistance and increased process efficiency. Such fibers or antennae can be made more suitable to support the biomass and improve the process by adding conductive surfactants and / or surface cladding with suitable substances, such as carbon, boron nitride or silicon carbide, sprayed or decomposed such as a carbon donor, for example acetylene, benzene or paraffin gases, including methane, ethane, propane and butane.

[00274] Вариант выполнения, показанный на фиг.4B, и его вариация могут обеспечить преимущество, заключающееся в разделении газообразных производных диссоциации воды низкой плотности, включая выделение водорода из органических масс, как показано в уравнениях 1-6, для доставки водорода или наборов обогащенных водородом смесей в порт 116b, в то время как углекислый газ и обогащенные углекислым газом смеси, включая связанные компоненты азота, доставляются в порт 118b. В некоторых сферах применения может быть желательным сменить полярность указанных электродов для реверсии портов доставки разделенных газов. Такие реверсии могут быть долгосрочными или кратковременными для достижения различных целей. В зависимости от выбора спирального шага электродов 110b и 114b и резонансной или придаваемой частоты вибрации, а также относительной скорости жидкости на каждом электроде водород может доставляться в порт 116b, но система может работать с включением метана и углекислого газа. Однако углекислый газ, доставленный в порт 118b, может включать метан и другие газы более высокой плотности, чем у водорода. В сферах применения, где желательно обеспечить смеси HyBoost водорода и метана для обеспечения незадросселированной работы двигателей внутреннего сгорания, различных горелок, печей или топливных элементов, вариант выполнения, показанный на фиг.4B, работающий с обеспечением управления гидравлической и электрической схемой, предоставляемым насосом 36b и контроллером 52b, способствует выполнению варианта получения и разделения желаемых смесей топлива в управляемых соотношениях водорода и метана для доставки в порт 116b.[00274] The embodiment shown in FIG. 4B and its variation can provide the advantage of separating gaseous derivatives of dissociation of low density water, including the evolution of hydrogen from organic matter, as shown in Equations 1-6, for delivering hydrogen or enriched kits hydrogen mixtures to port 116b, while carbon dioxide and carbon-rich mixtures, including bound nitrogen components, are delivered to port 118b. In some applications, it may be desirable to reverse the polarity of said electrodes to reverse the separated gas delivery ports. Such reversals can be long-term or short-term to achieve various goals. Depending on the choice of the spiral pitch of the electrodes 110b and 114b and the resonant or imparted vibration frequency, as well as the relative velocity of the liquid at each electrode, hydrogen can be delivered to port 116b, but the system can operate with the inclusion of methane and carbon dioxide. However, the carbon dioxide delivered to port 118b may include methane and other gases of higher density than hydrogen. For applications where it is desirable to provide HyBoost mixtures of hydrogen and methane to provide non-throttled operation of internal combustion engines, various burners, furnaces or fuel cells, the embodiment shown in FIG. 4B works with the hydraulic and electrical control provided by pump 36b and controller 52b, facilitates the implementation of the option of obtaining and separating the desired fuel mixtures in controlled ratios of hydrogen and methane for delivery to port 116b.

[00275] Неожиданная, но весьма полезная конфигурация для получения жизнеспособных анаэробных колоний микробов, обеспечивающих желаемое преобразование органического сырья в водород и/или метан, обеспечена путем добавления среды, такой как коллоидный углерод, углеродные волокна, включая наноструктуры, слущенные кристаллы углерода, графеновые пластинки, активированный углерод, цеолиты, керамика и/или гранулы нитрида бора, в электрохимический элемент. Указанные среды могут быть легированы или смешаны с различными агентами для обеспечения повышенной каталитической продуктивности. В качестве примера осуществление желаемых функций может быть обеспечено путем легирования выбранных агентов, имеющих электронные структуры, более или менее сходные с бором, азотом, марганцем, серой, мышьяком, селеном, кремнием, теллуром и/или фосфором. Циркуляция, вызванная газом, выделяемым в ходе процесса электролиза, может способствовать размещению подобных сред в предпочтительных точках с желаемой плотностью для более эффективного использования тока заряда.[00275] An unexpected but very useful configuration for producing viable anaerobic microbial colonies providing the desired conversion of organic materials to hydrogen and / or methane is achieved by adding a medium such as colloidal carbon, carbon fibers, including nanostructures, peeled carbon crystals, graphene plates , activated carbon, zeolites, ceramics and / or boron nitride granules, into an electrochemical cell. These media can be doped or mixed with various agents to provide enhanced catalytic performance. As an example, the implementation of the desired functions can be achieved by doping selected agents having electronic structures more or less similar to boron, nitrogen, manganese, sulfur, arsenic, selenium, silicon, tellurium and / or phosphorus. The circulation caused by the gas released during the electrolysis process can facilitate the placement of such media at preferred points with the desired density for more efficient use of the charge current.

[00276] Не ограничиваясь определенной теорией, в качестве гипотезы отметим, что подобные синергетические результаты связаны с повышением площади поверхности на важных участках, а также с формированием прожилок, участков или волокон, способствующих процессам нуклеации и/или передачи электронов или ионов водорода, а также с полезной адсорбцией энзимов, метана, или углекислого газа на биопленках и в формирующихся таким образом зонах реакции. Также отмечено, что микробов выращивают для циркуляции в эффективно используемых точках при выполняемых операциях и путях тока, выработанных в различных описанных вариантах выполнения.[00276] Not limited to a certain theory, as a hypothesis, we note that such synergistic results are associated with an increase in surface area in important areas, as well as with the formation of veins, sections or fibers that facilitate the nucleation and / or transfer of electrons or hydrogen ions, as well as with useful adsorption of enzymes, methane, or carbon dioxide on biofilms and in the reaction zones formed in this way. It is also noted that microbes are grown for circulation at efficiently used points during operations and current paths generated in the various described embodiments.

[00277] В дополнение к усикам и волокнам, таким как выполненные из углерода, графита, различных карбидов металлов и карбида кремния и других неорганических веществ и частиц, каталитически повышающих производительность, является полезным использование активированных веществ и частиц, обеспечивающих желаемые питательные вещества или катализаторы для способствования микробным процессам. В качестве примера пористые и/или слущенные субстраты полимеров, керамик или активированного углерода могут адсорбировать проводящие органические катализаторы, такие как ко-тетраметоксифенилпорфирин (CoTMPP) или поли(3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT), и/или благоприятно ориентировать в пространстве и предоставлять каталитические вещества, включая энзимы и привитые полимеры, которые также могут быть использованы для ориентации и предоставления каталитических веществ, включая дополнительные энзимы.[00277] In addition to antennae and fibers, such as those made of carbon, graphite, various metal carbides and silicon carbide and other inorganic substances and particles that catalytically increase productivity, it is useful to use activated substances and particles to provide the desired nutrients or catalysts for promoting microbial processes. By way of example, porous and / or peeled substrates of polymers, ceramics, or activated carbon can adsorb conductive organic catalysts such as co-tetramethoxyphenylporphyrin (CoTMPP) or poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), and / or are favorably oriented in space and provide catalytic substances, including enzymes and grafted polymers, which can also be used to orient and provide catalytic substances, including additional enzymes.

[00278] Подходящие вещества или привитые полимеры могут включать обычные полимеры, дендримеры, волокнистые вещества и прочие функциональные органические материалы для минимизирования или замены платины и прочих дорогостоящих катализаторов и проводников. Подобные заменяющие вещества и их использование включают смеси или специально подобранные точки размещения по отношению к циркуляции жидкости, происходящей в результате использования некоторых описанных вариантов выполнения. Различно специализированные проводящие и/или каталитические структуры включают игольчатые отложения и волокна, которые могут быть выращены или прикреплены к электродам 4b, 8b, 110b и 114b, и/или к нанесенным поверх электродов углеродным войлокам или тканым структурам, либо могут быть внесены в развивающиеся биопленки. В качестве примера проводящие и/или каталитические функции могут быть обеспечены посредством волокон, удерживающих и представляющих гидрогеназу и другие энзимы, CoTMPP и/или другие катализаторы, такие как поли(3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT) в виде волокон, синтезируемых из водных растворов сурфактанта в качестве самоорганизованных нановолокон тонкого диаметра с аспектным отношением более 100, и обеспечивают низкое сопротивление проведению заряда. Синтез в водных растворах с использованием анионного сурфактанта додецилсульфата натрия (SDS) может быть приспособлен для получения различных конфигураций путем изменения концентрации SDS, а также путем добавления FeCl3 для получения полимеризованных структур. (Пример процедуры описан Мун Ге Ханом и др., «Легкий синтез нановолокон поли(3,4-этилендиокситиофена) (PEDOT) из водного раствора сурфактанта», Small 2, № 10, 1164-69 (2006), включен в настоящую заявку путем ссылки). Другие примеры включают функциональные катализаторы и микропроводники в виде нанокомпозитов, выведенных из целлюлозных нановолокон и полупроводящих сопряженных полимеров, включая полианилин (PANI) и производную поли(p-фениленэтинелена) (PPE) с четвертичными боковыми цепями аммония. Целлюлозные, углеродные или керамические усики с анионным зарядом поверхности могут быть комбинированы с положительно заряженными сопряженными полимерами с получением стабильных дисперсий, которые могут быть отлиты из раствора поляризованных растворителей, таких как муравьиная кислота.[00278] Suitable materials or grafted polymers may include conventional polymers, dendrimers, fibrous materials and other functional organic materials to minimize or replace platinum and other expensive catalysts and conductors. Such substitute substances and their use include mixtures or specially selected placement points with respect to fluid circulation resulting from the use of some of the described embodiments. Various specialized conductive and / or catalytic structures include needle deposits and fibers that can be grown or attached to electrodes 4b, 8b, 110b and 114b, and / or to carbon felts or woven structures deposited on top of electrodes, or that can be introduced into developing biofilms . As an example, conductive and / or catalytic functions can be provided by fibers that retain and represent hydrogenase and other enzymes, CoTMPP and / or other catalysts, such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) in the form of fibers synthesized from aqueous surfactant solutions as self-organized thin-diameter nanofibers with an aspect ratio of more than 100, and provide low resistance to charge transfer. Synthesis in aqueous solutions using the anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) can be adapted to obtain various configurations by changing the concentration of SDS, as well as by adding FeCl 3 to obtain polymerized structures. (An example procedure is described by Moon Ge Khan et al., “Easy Synthesis of Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) Nanofibers from Surfactant Water Solution”, Small 2, No. 10, 1164-69 (2006), is incorporated into this application by links). Other examples include functional catalysts and nanocomposite microconductors derived from cellulosic nanofibers and semi-conductive conjugated polymers, including polyaniline (PANI) and a poly (p-phenylene ethylene) derivative (PPE) with quaternary ammonium side chains. Cellulose, carbon or ceramic tendrils with anionic surface charges can be combined with positively charged conjugated polymers to form stable dispersions that can be molded from a solution of polarized solvents such as formic acid.

[00279] Подготовка включает привитые полимеры и концевые группы органометаллических алкоксидов, а также использование каталитических преимуществ уксусной кислоты и полимерного катализатора, содержащего концевую группу COOH. Особые функциональные и двухфункциональные концертные группы, а также комбинации концевых групп могут быть использованы для обеспечения многофункциональных характеристик, включая каталитические функции, стабилизаторы реакции, прививающие агенты и вещества, способствующие полимеризации дисперсии. Сходным образом специализированная активация углерода и других субстратов водородом и/или энзимами, полученными при помощи анаэробных микроорганизмов, обеспечивает богатую водородом среду для усиления или подавления выработки метана, а также усиления выработки дополнительного водорода из различных органических веществ.[00279] the Preparation includes grafted polymers and end groups of organometallic alkoxides, as well as the use of the catalytic advantages of acetic acid and a polymer catalyst containing a COOH end group. Special functional and two-functional concert groups, as well as combinations of end groups can be used to provide multifunctional characteristics, including catalytic functions, reaction stabilizers, grafting agents and substances that contribute to the polymerization of the dispersion. Similarly, specialized activation of carbon and other substrates with hydrogen and / or enzymes obtained with anaerobic microorganisms provides a hydrogen-rich environment for enhancing or suppressing methane production, as well as enhancing the production of additional hydrogen from various organic substances.

[00280] Обращаясь к фиг.1B-3B, по желанию может быть предпочтительно обеспечить один или несколько дополнительных войлоков и/или тканых экранов углеродных волокон на внешней и внутренней поверхностях цилиндрических компонентов 8b, 10b, 11b, 110b и/или 114b. Указанные дополнительные войлоки и/или тканые экраны могут сопоставимо собирать или распределять электроны вкупе с электродами 4b, 8b, 110b и/или 114b и/или сепараторами 10b и 11b и помогать закреплять или предпочтительно обнаруживать гранулы, волокна и/или другие структуры для снижения потери давления или более равномерного распределения токов жидкой массы, а также для усиления функции микробов при осуществлении желательных процессов преобразования энергии.[00280] Turning to FIGS. 1B-3B, it may be preferred if desired to provide one or more additional felts and / or woven screens of carbon fibers on the outer and inner surfaces of the cylindrical components 8b, 10b, 11b, 110b and / or 114b. These additional felts and / or woven screens can comparablely collect or distribute electrons together with electrodes 4b, 8b, 110b and / or 114b and / or separators 10b and 11b and help fix or preferably detect granules, fibers and / or other structures to reduce loss pressure or more uniform distribution of currents of the liquid mass, as well as to enhance the function of microbes in the implementation of the desired energy conversion processes.

[00281] Среди конкурирующих и взаимодействующих реакций и процессов, обеспечивающих общее получение водорода и углекислого газа, отметим различные этапы процессов, суммированные в уравнении 8.[00281] Among the competing and interacting reactions and processes that provide the total production of hydrogen and carbon dioxide, we note the various process steps summarized in equation 8.

Углерод+2H2O→CO2+4H++4 электронаCarbon + 2H 2 O → CO 2 + 4H + +4 Electrons Уравнение 8Equation 8

[00282] Углерод поглощается, как показано в уравнении 8, включая углерод, который может поставляться как элемент углесодержащего вещества, смешанного с массой из анаэробного биореактора или электролизера, или как результат различных выходов производства. В качестве примера углерод может включать отходы перемалывания, механической обработки, электроразрядной механической обработки и различных термохимических операций для производства электродов, покрытий для электродов, включая выстилку бака, или частиц, или волокон, или флокулянтов, или выбранных карбидов посредством тепловой диссоациации и реакций, включая коллоидные и прочие суспензии как результат различной степени дегидрогенизации органических веществ.[00282] Carbon is absorbed as shown in Equation 8, including carbon, which can be supplied as an element of a carbonaceous material mixed with a mass of an anaerobic bioreactor or electrolyzer, or as a result of various production yields. By way of example, carbon may include wastes from grinding, machining, electric-discharge machining, and various thermochemical operations for the production of electrodes, electrode coatings, including lining of a tank, or particles, or fibers, or flocculants, or selected carbides through thermal dissociation and reactions, including colloidal and other suspensions as a result of varying degrees of dehydrogenation of organic substances.

[00283] Подобное углеродное или углеродно-донорное сырье может возобновляемым образом поставляться бактериями, фитопланктоном или более крупными водорослями, получающими углекислый газ и другие нутриенты из жидкой массы, поставляемой посредством циркуляции углекислого газа по гидропонным и/или почвенным установкам. Предпочтительно использовать подобные формы углерода с высоким соотношением поверхности к объему и обеспечивать градиент напряжения на участках, куда их доставляют с целью привода указанной реакции и для доставки ионов водорода на поверхности электродов, включая взаимодействующие проводящие среды, такие как волокна, и проводящие вещества-фильтры для получения, нуклеации и выделения пузырьков водорода с целью повышения общей скорости получения водорода.[00283] Such carbon or carbon-donor feeds can be supplied in a renewable manner by bacteria, phytoplankton or larger algae receiving carbon dioxide and other nutrients from the liquid mass supplied by the circulation of carbon dioxide through hydroponic and / or soil installations. It is preferable to use similar forms of carbon with a high surface to volume ratio and provide a voltage gradient in the areas where they are delivered to drive this reaction and to deliver hydrogen ions on the surface of the electrodes, including interacting conductive media such as fibers, and conductive filter materials for producing, nucleating and releasing hydrogen bubbles in order to increase the overall hydrogen production rate.

[00284] Подходящие варианты для повышения площади активных поверхностей и/или флокулянты включают варианты с органическими элементами, такие как бактерии, белки, простые и сложные сахара, целлюлозу, термически диссоциированную целлюлозу, живой и диссоциированный фитопланктон, а также различные формы коллоидного углерода, активированного углерода и карбидов. В качестве примера фитопланктон и/или более крупные водоросли могут быть выращены, высушены, смешаны с таким связующим, как кукурузный сироп, термически дегидрогенизированы в различной степени и перемолоты для получения мелкодисперсных флокулянтов. В другом варианте сырье из активированного углерода может быть перемолото для получения мелкодисперсных частиц, используемых в качестве приемников энзимов или среды флокулянта, либо может быть использовано вкупе с вышеописанными веществами для усиления желаемого производства или эффективности энзимов, для поддержания выращивания желательных микроорганизмов или для повышения выработки водорода или метана и/или поглощения углерода для выработки ионов водорода для электролиза, как показано в уравнении 8.[00284] Suitable options for increasing the surface area of active surfaces and / or flocculants include those with organic elements such as bacteria, proteins, simple and complex sugars, cellulose, thermally dissociated cellulose, living and dissociated phytoplankton, as well as various forms of colloidal carbon activated carbon and carbides. As an example, phytoplankton and / or larger algae can be grown, dried, mixed with a binder such as corn syrup, thermally dehydrogenated to varying degrees, and milled to produce finely dispersed flocculants. Alternatively, activated carbon feed may be ground to produce fine particles used as receptors for enzymes or a flocculant medium, or may be used in conjunction with the above materials to enhance the desired production or efficiency of the enzymes, to support the growth of desired microorganisms, or to increase hydrogen production or methane and / or carbon uptake to generate hydrogen ions for electrolysis, as shown in equation 8.

[00285] При желании периодическое использование соленой воды или добавление небольшого количества электролитов, преобразующих соль в воду, может привести к получению хлора для быстрой дезинфекции или предотвращения загрязнения показанных систем электролизера. Использование некоторых вариантов выполнения, например показанного на фиг.5B, позволяет в итоге освободить систему от вредного загрязнения даже при использовании таких электролитов, как сточные воды, вода после коммерческих процессов, вода с древесной золой, соленая вода, вода с зольной пылью, вода из каналов и канав или жидкая масса из анаэробного биореактора. Кроме того, указанные системы можно при необходимости быстро чистить путем пуска обратного потока электролита или чистящей воды из муфты 118b к 138b для смытия частиц, которые могли остаться на электродах.[00285] If desired, the periodic use of salt water or the addition of a small amount of electrolytes that convert salt to water can produce chlorine to quickly disinfect or prevent contamination of the shown electrolyzer systems. The use of certain embodiments, for example, shown in FIG. 5B, allows one to finally free the system from harmful pollution even when using electrolytes such as wastewater, water after commercial processes, water with wood ash, salt water, water with fly ash, water from channels and ditches or liquid mass from an anaerobic bioreactor. In addition, these systems can be quickly cleaned if necessary by starting the reverse flow of electrolyte or cleaning water from the coupling 118b to 138b to flush particles that could remain on the electrodes.

[00286] Применение некоторых вариантов выполнения включает работу по утилизации отходов больших населенных пунктов в наноразмерных электролизерах, включая усовершенствования известных мусорных биореакторов, из которых растворы или "жидкая масса", содержащая органические вещества, подается для получения водорода и/или метана и/или углекислого газа, а также других питательных веществ для растений. При выполнении подобной роли некоторые варианты выполнения могут обеспечить быстрое и эффективное преобразование побочных продуктов, полученных в анаэробных реакторах, и способны преобразовывать ионы водорода в водород, при этом избегая кислотного разрушения при производстве метана. В ходе работы жидкая масса из анаэробного реактора используется для получения водорода и углекислого газа для обеспечения полезного восстановления и/или поддержания уровня pH около 7,0, в отличие от более кислых условий, способных свести на нет производство метана в некоторых системах. Это позволяет обеспечить повышение общей эффективности преобразования энергии, так как устранена необходимость в дорогостоящих элементах для добавления химических агентов с целью изменения уровня pH в биореакторах. В подобной среде и при выполнении подобных крупномасштабных задач предпочтительно спланировать и создать многофункциональные компоненты, включая схемы распределения электронов, которые также могут обеспечивать желаемое удерживание гранул углерода, нитрида бора, цеолитов, полимеров и керамики, включая подобные вещества в различным образом активируемых условиях для обеспечения лучшей работы.[00286] The use of certain embodiments includes the work of disposing of waste from large settlements in nanoscale electrolyzers, including improvements to known trash bioreactors, from which solutions or a "liquid mass" containing organic matter is supplied to produce hydrogen and / or methane and / or carbon dioxide gas, as well as other plant nutrients. In performing such a role, some embodiments can provide fast and efficient conversion of by-products obtained in anaerobic reactors, and are capable of converting hydrogen ions to hydrogen, while avoiding acid degradation in methane production. During operation, the liquid mass from the anaerobic reactor is used to produce hydrogen and carbon dioxide to provide beneficial recovery and / or maintenance of a pH of about 7.0, in contrast to more acidic conditions that can negate methane production in some systems. This makes it possible to increase the overall efficiency of energy conversion, since the need for expensive elements to add chemical agents to change the pH level in bioreactors is eliminated. In such an environment and when performing such large-scale tasks, it is preferable to plan and create multifunctional components, including electron distribution schemes, which can also provide the desired retention of granules of carbon, boron nitride, zeolites, polymers and ceramics, including similar substances in variously activated conditions to ensure better work.

[00287] Согласно другому аспекту, электролизер, подобный раскрытому в настоящем описании, может быть использован для обеспечения быстрого преобразования кислот, обычно получаемых при анаэробной переработке, включая варианты использования с муниципальными сточными водами и свалками, а также с отходами скотобоен, молочных ферм, яйцефабрик и прочих центров выращивания животных и т.п. Выработка метана замедляется или останавливается, если кислоты, полученные в анаэробных условиях, приводят к снижению уровня pH значительно ниже показателя в 7. Такие кислоты могут образовываться, если скорость подачи органического материала превышает возможности метаногенной колонии микроорганизмов. Путем выделения водорода из таких кислот скорость переработки органического материала посредством анаэробной переработки может быть увеличена. Комбинация метана и водорода обеспечивает значительно более высокую общую выработку энергии на тонну отходов, а отходы перерабатываются быстрее, повышая производительность процесса.[00287] According to another aspect, an electrolyzer similar to that disclosed herein can be used to provide fast conversion of acids typically obtained in anaerobic processing, including use with municipal wastewater and landfills, as well as waste from slaughterhouses, dairy farms, and egg farms. and other animal breeding centers, etc. Methane production slows down or stops if the acids obtained under anaerobic conditions lead to a decrease in the pH level well below the value of 7. Such acids can form if the feed rate of the organic material exceeds the capabilities of the methanogenic colony of microorganisms. By releasing hydrogen from such acids, the rate of processing of organic material through anaerobic processing can be increased. The combination of methane and hydrogen provides a significantly higher total energy production per ton of waste, and the waste is processed faster, increasing the productivity of the process.

[00288] A особо полезный вариант выполнения некоторых вариантов выполнения заключается в переработке отходов в энергию, при которой используются органические вещества, такие как сточные воды, а также гидролизированный мусор, отходы сельского хозяйства и отходы лесозаготовок, вовлекаемые в процесс анаэробной электропереработки, суммированный в уравнениях 1-6, для получения водорода при минимальном производстве кислорода или вовсе без него. Надежная конфигурация и операции по рециркуляции обеспечивают значительную устойчивость к растворенным твердым веществам, включая органические твердые вещества и частички, содержащиеся в жидкой массе анаэробного процесса, используемые в качестве электролитов. Выработка водорода без сопоставимого выделения кислорода, которое произошло бы при использовании электролиза воды, способствует более высокой эффективности и безопасности при использовании отходного водорода в качестве охлаждающего газа в электрическом оборудовании, таком как генератор электроэнергии.[00288] A particularly useful embodiment of some of the embodiments is the conversion of waste into energy that uses organic substances such as wastewater, as well as hydrolyzed trash, agricultural waste and logging waste involved in anaerobic electrical processing, summarized in the equations 1-6, to produce hydrogen with minimal or no oxygen production. A reliable configuration and recycling operations provide significant resistance to dissolved solids, including organic solids and particles contained in the liquid mass of the anaerobic process, used as electrolytes. Hydrogen production without the comparable oxygen evolution that would occur when using water electrolysis contributes to higher efficiency and safety when using waste hydrogen as cooling gas in electrical equipment such as an electric power generator.

[00289] В другом варианте использования некоторых вариантов выполнения, система электролизера 900b, показанная на фиг.7B, обеспечивает разрушение ткани и/или клеток биомассы энзимами, механическим, тепловым, акустическим, электрическим, нагнетательным и/или химическим воздействием и сопутствующими процессами в кондиционере 950b для обеспечения более быстрой или более полной обработки, переработки и/или поддержания выращивания микроорганизмов. Жидкость, содержащая указанные разрушенные клетки, циркулирует от кондиционера 950b и связанного с ней сырья, производимого конвертером 902b, в электролизер 914b через кольцевой распределитель 922b основания 910b, как показано на чертеже. Анаэробные микроорганизмы поддерживаются средой 940b и 942b и получают жидкость, рециркулирующую из сепаратора водорода 904b по трубке 910b, а жидкость, рециркулирующую из сепаратора углекислого газа 906b - по трубке 908b, как показано на чертеже. Электрод 918b и/или среда 942b выделяют водород, а электрод 916b и/или среда 940b выделяют углекислый газ. Электродвижущее смещение обеспечивается электродами 916b и 918b посредством схемы 926b от источника 924b, который варьируется от 0,1 до примерно 3 вольт постоянного тока в зависимости от требований к диссоциации соединения и периодической необходимости в повышении напряжения для преодоления образования изолирующих пленок. Водород отправляют для сбора и доставки на сепаратор 904b по более или менее конической поверхности 925b, которая может представлять собой проводящую поверхность в зависимости от желаемых последовательных/параллельных вариаций, либо сохраняют и поддерживают посредством изолятора 930b, как показано на чертеже.[00289] In another use case of some embodiments, the electrolyzer system 900b shown in FIG. 7B provides destruction of tissue and / or biomass cells by enzymes, mechanical, thermal, acoustic, electrical, injection and / or chemical exposure and associated processes in the air conditioner 950b to provide faster or more complete processing, processing and / or maintenance of microbial growth. A fluid containing said disrupted cells is circulated from an air conditioner 950b and associated feedstock produced by converter 902b to an electrolytic cell 914b through an annular distributor 922b of a base 910b, as shown in the drawing. Anaerobic microorganisms are supported by medium 940b and 942b and receive liquid recycle from the hydrogen separator 904b through the pipe 910b, and the liquid recycle from the carbon dioxide separator 906b through the pipe 908b, as shown in the drawing. The electrode 918b and / or the medium 942b emit hydrogen, and the electrode 916b and / or the medium 940b emit carbon dioxide. Electromotive bias is provided by electrodes 916b and 918b through circuit 926b from source 924b, which varies from 0.1 to about 3 volts DC, depending on the requirements for dissociation of the compound and the periodic need to increase the voltage to overcome the formation of insulating films. Hydrogen is sent for collection and delivery to the separator 904b over a more or less conical surface 925b, which may be a conductive surface depending on the desired serial / parallel variations, or stored and maintained by an insulator 930b, as shown in the drawing.

[00290] В ходе работы жидкие массы смешивают в распределяющем кольце 922b, после чего они перемещаются кверху для обеспечения реагентов процесса и нутриентов для микроорганизмов, размещенных в ткани из активированного углерода и/или гранулах 940b и 942b и/или в проводящих войлоках, заключающих в себе и по сути удерживающих указанные гранулы поблизости от электрода 916b и/или 918b. Более мелкие частицы и волокна могут быть добавлены с целью проникновения в точки по всей системе электролизера для улучшения проводимости электрического заряда, усиления работы энзимов и выполнения каталитических функций, включая описанные выше. Сепаратор 902b может представлять собой мембрану обратного осмоса или катионную или анионную обменную мембрану, либо может быть выполнен в соответствии с вариантами выполнения, показанными на фиг.2B, 3B, 4B или 5B, а в некоторых случаях указанные сепараторы могут быть использованы вкупе друг с другом, что может быть желательно для обеспечения различных путей циркуляции массы и/или для производства водорода и углекислого газа при различном давлении или при наличии разности давлений между водородом и углекислым газом.[00290] During operation, the liquid masses are mixed in the spreading ring 922b, after which they are moved up to provide process reagents and nutrients for microorganisms placed in activated carbon tissue and / or granules 940b and 942b and / or in conductive felts enclosing yourself and essentially holding these granules in the vicinity of the electrode 916b and / or 918b. Smaller particles and fibers can be added to penetrate points throughout the electrolysis system to improve electrical charge conductivity, enhance enzyme performance, and perform catalytic functions, including those described above. The separator 902b may be a reverse osmosis membrane or a cationic or anionic exchange membrane, or may be made in accordance with the options shown in figv, 3B, 4B or 5B, and in some cases, these separators can be used together that may be desirable to provide different mass circulation paths and / or to produce hydrogen and carbon dioxide at different pressures or in the presence of a pressure difference between hydrogen and carbon dioxide.

[00291] Сходным образом возможно множество вариантов циркуляции, если электрод 916b вкупе с соседним войлоком и/или средой 940b работают в качестве источников электронов для получения водорода из ионов, полученных из масс, циркулирующих при помощи поднимающих сил выделения газа, конвекционных течений или посредством действия насоса, как показано на чертеже. В этом варианте углекислый газ выделяется в то время, как ионы водорода выделяются из кислот, полученных из 902b и 950b, или произведенных микроорганизмами, находящимися в волокнистой или гранулярной среде 942b и связанных войлочных материалах, которые электрически смещены электродом 918b для размещения их напротив электрода 916b, как показано на чертеже. Еще один примерный вариант осуществляется, если электроны поставляются электродом 918b для получения водорода, собираемого изолятором 930b для доставки в газовый коллектор 904b, как показано на чертеже. В этом случае электрод 916b и электрически связанная с ним среда выступают в роли акцепторов электронов, а углекислый газ выделяется для обеспечения закачивания в показанной жидкостной схеме, в то время как углекислый газ доставляют через изолятор 930b в коллектор 906b, как показано на чертеже.[00291] Similarly, many circulation options are possible if electrode 916b, coupled with adjacent felt and / or medium 940b, work as electron sources to produce hydrogen from ions obtained from masses circulating by raising gas evolution, convection currents, or by pump as shown. In this embodiment, carbon dioxide is released while hydrogen ions are released from acids obtained from 902b and 950b, or produced by microorganisms located in a fibrous or granular medium 942b and related felt materials that are electrically biased by electrode 918b to be placed opposite electrode 916b as shown in the drawing. Another exemplary embodiment is carried out if the electrons are supplied by an electrode 918b to produce hydrogen collected by the insulator 930b for delivery to the gas manifold 904b, as shown in the drawing. In this case, the electrode 916b and the electrically connected medium act as electron acceptors, and carbon dioxide is released to provide injection in the shown liquid circuit, while carbon dioxide is delivered through the insulator 930b to the collector 906b, as shown in the drawing.

[00292] Обращаясь к фиг.7B, систему 900b можно использовать для преобразования органического сырья, такого как получаемое в результате фотосинтеза, в метан, водород и/или углекислый газ и/или под действием микроорганизмов. В зависимости от вида выращиваемых микроорганизмов жидкие массы, обычно включающие кислоты, такие как уксусная и масляная кислоты, а также такие соединения, как мочевина, диссоциируют в электролизере 914b. Электролизер 914b обеспечивает ток достаточного напряжения для получения водорода из таких соединений и кислот и может работать в качестве реактора и электролизера, либо может работать внутри анаэробного реактора (не показан), либо может использовать жидкие массы, полученные в результате анаэробной переработки в 914b, как показано на чертеже. Указанный вариант работы в особенности полезен для преобразования органических отходов населенного пункта и/или промышленного комплекса в целях обеспечения населения топливом и сырьем для изготовления углеродсодержащих товаров длительного пользования.[00292] Referring to FIG. 7B, system 900b can be used to convert organic raw materials, such as those resulting from photosynthesis, into methane, hydrogen and / or carbon dioxide and / or under the influence of microorganisms. Depending on the type of microorganism grown, the liquid masses, usually including acids, such as acetic and butyric acids, as well as compounds such as urea, dissociate in electrolytic cell 914b. Electrolyzer 914b provides a current of sufficient voltage to produce hydrogen from such compounds and acids, and can operate as a reactor and electrolyzer, or it can operate inside an anaerobic reactor (not shown), or it can use liquid masses resulting from anaerobic processing in 914b, as shown in the drawing. This option is particularly useful for converting organic waste from a settlement and / or industrial complex in order to provide the population with fuel and raw materials for the manufacture of carbon-containing durable goods.

[00293] Обращаясь к фиг.8B, согласно другому аспекту, показан вариант размещения одного или нескольких проводящих электричество электродов для использования в электролизере, включая раскрытые в настоящем описании, включающий плоские листы (не показаны) концентрических электродов 1002b, 1003b, 1004b или 1005b, как показано на чертеже, которые могут быть соединены друг с другом в виде однопольных или дипольных компонентов электролизера. Некоторые или все указанные проводящие электричество электроды обеспечивают обширную поверхность в виде гладкой поверхности для размещения материалов, таких как разнесенный графен или слои другой толщины (например, углерода и/или фильтров BN). Это позволяет размещать на них микробы, разлагающие различные органические материалы, включая летучие жирные кислоты, с выделением электронов и протонов для получения водорода на катодных поверхностях, а указанные электроды могут быть использованы с любым из вышеописанных вариантов выполнения.[00293] Turning to FIG. 8B, in another aspect, an embodiment of one or more conductive electrodes for use in an electrolyzer is shown, including those disclosed herein, including flat sheets (not shown) of concentric electrodes 1002b, 1003b, 1004b or 1005b, as shown in the drawing, which can be connected to each other in the form of unisex or dipole components of the electrolyzer. Some or all of these electrically conductive electrodes provide a broad surface in the form of a smooth surface for accommodating materials such as spaced graphene or layers of a different thickness (e.g. carbon and / or BN filters). This allows you to place microbes on them, decomposing various organic materials, including volatile fatty acids, with the release of electrons and protons to produce hydrogen on the cathode surfaces, and these electrodes can be used with any of the above embodiments.

[00294] Согласно другому аспекту, важнейшие энзимы, производимые микробами для разложения летучих жирных кислот и различных других органических веществ, добавляют к активированному углероду или частичкам полимера или волокнам, включенным в гладкую поверхность для размещения материалов, включающую электроды 1002b, 1004b, 1006b, 1008b. В другом варианте любой микроб, энзим или катализатор, описанный в настоящем раскрытии, может быть включен в указанную поверхность. По мере того как указанные энзимы и другие материалы или катализаторы истощаются, разрушаются или уничтожаются, могут быть по мере необходимости добавлены дополнительные количества указанных энзимов, материалов или катализаторов. Указанная система позволяет осуществлять оптимизацию катализаторов, включая обеспечение жизнедеятельности микробов на отдельном участке, но при этом позволяя использовать указанные энзимы в работе электролизера, как показано на чертеже.[00294] In another aspect, essential enzymes produced by microbes for the decomposition of volatile fatty acids and various other organic substances are added to activated carbon or polymer particles or fibers incorporated into a smooth surface for containing materials, including electrodes 1002b, 1004b, 1006b, 1008b . In another embodiment, any microbe, enzyme, or catalyst described in the present disclosure may be included on said surface. As these enzymes and other materials or catalysts are depleted, destroyed or destroyed, additional quantities of these enzymes, materials or catalysts may be added as necessary. The specified system allows for the optimization of catalysts, including ensuring the life of microbes in a separate area, but at the same time allowing the use of these enzymes in the operation of the electrolyzer, as shown in the drawing.

[00295] В другом варианте выполнения, важнейшие энзимы, микробы или катализаторы производятся искусственно в виде дубликатов или в различной степени измененных "конструкторских энзимов", прививаемых подходящим природным полимерам, таким как целлюлоза или лигноцеллюлоза, или различным искусственным полимерам или соединениям.[00295] In another embodiment, essential enzymes, microbes, or catalysts are artificially produced as duplicates or varying degrees of modified “design enzymes”, grafted with suitable natural polymers, such as cellulose or lignocellulose, or various artificial polymers or compounds.

[00296] При поддержании систем энзимов, поддерживающих живые колонии микробов, или энзимов, переносимых из живых колоний микробов, или промышленно скопированных или измененных в различной степени конструкторских энзимов желательно минимизировать электрическое сопротивление электролита в электролизере. Это способствует процессам, в общем виде приведенным в уравнении 9 для уксусной кислоты вместе с различными кислотами и такими веществами, как мочевина, которые поглощаются при производстве водорода при желаемом повышенном давлении, что опять же может быть использовано в любом раскрытом варианте выполнения.[00296] When maintaining systems of enzymes that support live microbial colonies, or enzymes transferred from live microbial colonies, or industrial enzymes copied or modified to varying degrees, it is desirable to minimize the electrical resistance of the electrolyte in the cell. This contributes to the processes summarized in equation 9 for acetic acid together with various acids and substances such as urea, which are absorbed in the production of hydrogen at the desired elevated pressure, which again can be used in any disclosed embodiment.

CH3COOH+2H2O=2CO2+4H2 CH 3 COOH + 2H 2 O = 2CO 2 + 4H 2 Уравнение 9Equation 9

[00297] Согласно другому аспекту, системы обнаружения химически активных веществ и определения присутствия, возможностей и целесообразности таких веществ или энзимов с целью обеспечения системы адаптивного контроля, регулирующей рабочие условия, включая объемы химически активных нутриентов и другие условия работы с целью оптимизирования работы поддерживаемых систем энзимов, могут быть использованы в настоящих вариантах выполнения. Вновь отметим, что указанные системы могут быть использованы в любом раскрытом варианте выполнения.[00297] In another aspect, a system for detecting chemically active substances and determining the presence, capabilities, and usefulness of such substances or enzymes to provide an adaptive control system that regulates operating conditions, including volumes of chemically active nutrients and other operating conditions, to optimize the performance of supported enzyme systems can be used in the present embodiments. Once again, these systems can be used in any disclosed embodiment.

[00298] В других вариантах выполнения или аспектах любого раскрытого варианта выполнения желательно осуществлять работу с выбранными микробами и/или поддерживаемыми энзимами при достаточном давлении с целью повышения уровня растворяемого или иным образом удерживаемого в растворе углекислого газа для повышения проводимости электролита. Это позволяет повысить эффективность системы и рабочие возможности сразу по нескольким пунктам, включая следующие:[00298] In other embodiments or aspects of any of the disclosed embodiments, it is desirable to work with selected microbes and / or supported enzymes at sufficient pressure to increase the level of carbon dioxide dissolved or otherwise retained in the solution to increase electrolyte conductivity. This allows you to increase the efficiency of the system and operational capabilities for several points at once, including the following:

1) водород, получаемый при повышенном давлении, может быть доставлен в компактный накопитель и храниться под давлением без капитальных затрат, обслуживания или затрат энергии на обеспечение многоэтапного водородного компрессора.1) hydrogen produced at elevated pressure can be delivered to a compact storage device and stored under pressure without capital expenditures, maintenance or energy costs for providing a multi-stage hydrogen compressor.

2) Водород, получаемый при повышенном давлении, можно доставить напрямую в нагнетательный трубопровод для передачи на рынок.2) Hydrogen produced at elevated pressure can be delivered directly to the discharge pipe for transfer to the market.

3) Водород, получаемый при повышенном давлении, можно использовать для нагнетания других реагентов с целью обеспечения или ускорения реакций. В качестве примера нагнетаемый водород можно добавлять к азоту в подходящем реакторе для получения аммиака и других продуктов.3) Hydrogen obtained at elevated pressure can be used to pump other reagents in order to ensure or accelerate reactions. By way of example, injected hydrogen can be added to nitrogen in a suitable reactor to produce ammonia and other products.

4) Нагнетание с целью предотвращения или минимизирования выхода углекислого газа на поверхности электродов электролизера значительно упрощает конструкцию электролизера.4) Injection in order to prevent or minimize the release of carbon dioxide on the surface of the electrodes of the cell significantly simplifies the design of the cell.

5) Разделение производства водорода и углекислого газа путем сбора водорода при повышенном давлении из нагнетаемого электролизера или подходящей подсистемы и сбора углекислого газа после снижения давления в другой точке или посредством другой подсистемы.5) Separation of the production of hydrogen and carbon dioxide by collecting hydrogen at elevated pressure from a pumped cell or a suitable subsystem and collecting carbon dioxide after reducing the pressure at another point or through another subsystem.

[00299] Обращаясь к фиг.9B, показана система 1100b, включающая электролизер с повышенным давлением 1102b, который может получать нагнетаемый электролит и/или предварительные жидкости, формирующие подходящий электролит внутри электролизера 1102b, посредством подходящего насоса 1114b. Нагнетаемый водород получают в результате работы микробов и/или поддерживаемых иным способом энзимов на одном или нескольких электродах 1002b, 1004b, 1006b, 1008b и т.д. или 1104b, а также при помощи напряжения, подаваемого через пробки 1106b и 1124b, как показано на чертеже. Водород под повышенным давлением доставляется для выполнения подходящих функций через трубку 1122b регулятором давления 1120b.[00299] Turning to FIG. 9B, a system 1100b is shown including an electrolytic cell with a high pressure 1102b that can receive pumped electrolyte and / or pre-liquids forming a suitable electrolyte inside the electrolyzer 1102b through a suitable pump 1114b. Injected hydrogen is obtained as a result of the work of microbes and / or otherwise supported enzymes on one or more electrodes 1002b, 1004b, 1006b, 1008b, etc. or 1104b, as well as using voltage supplied through plugs 1106b and 1124b, as shown in the drawing. Hydrogen under elevated pressure is delivered to perform suitable functions through the pipe 1122b pressure regulator 1120b.

[00300] Сжатый электролит, содержащий углекислый газ, протекает через жидкостный двигатель-генератор 1126b для выработки работы путем сбора кинетической энергии текущего электролита и расширения углекислого газа до атмосферного давления по мере того, как углекислый газ направляют для выполнения подходящих функций, таких как использование в гидропонной системе или парнике 1130b для выращивания водорослей, травы, кудзу и различных других растений 1132b и/или 1134b. Электролит, лишенный углекислого газа, возвращают посредством насоса 1114b через трехходовый клапан 1112b.[00300] A compressed electrolyte containing carbon dioxide flows through a liquid engine generator 1126b to generate work by collecting the kinetic energy of the flowing electrolyte and expanding the carbon dioxide to atmospheric pressure as the carbon dioxide is sent to perform suitable functions, such as using hydroponic system or greenhouse 1130b for growing algae, grass, kudzu and various other plants 1132b and / or 1134b. The carbon dioxide-free electrolyte is returned via pump 1114b through a three-way valve 1112b.

[00301] Биомасса, включая материалы, выращенные в 1130b, измельчается или иным образом превращается в жидкую массу активированных веществ, состоящую из разрушенного клеточного материала, получаемого при помощи подходящей механической, акустической, химической, тепловой или радиационной обработки в устройстве переработки 1136b. Указанное активированное органическое сырье вносят в накопитель 1108b для пропускания его через фильтр 1110b и трехходовый клапан 1112b на насос 1114b для введения в нагнетаемый электролизер 1102b, как показано на чертеже.[00301] Biomass, including materials grown in 1130b, is crushed or otherwise converted into a liquid mass of activated substances consisting of destroyed cellular material obtained by suitable mechanical, acoustic, chemical, thermal or radiation treatment in a processing device 1136b. The specified activated organic material is introduced into the accumulator 1108b to pass it through a filter 1110b and a three-way valve 1112b to a pump 1114b for introduction into the pumped cell 1102b, as shown in the drawing.

[00302] Работа системы 1100b обеспечивается контроллером 1101b в качестве ответа на показатели датчиков давления, температуры и уровня pH 1142b, 1144b, 1146b, а также датчиков химически активных агентов 1140b и 1150b, как показано на чертеже. Это позволяет вводить корректирующие вещества через 1118b для обеспечения поддерживаемых условий для энзимов, желательных для оптимальной производительности.[00302] The operation of system 1100b is provided by controller 1101b in response to pressure, temperature and pH sensors 1142b, 1144b, 1146b, as well as reactive sensors 1140b and 1150b, as shown in the drawing. This allows the introduction of corrective substances through 1118b to provide supported conditions for enzymes desired for optimal performance.

[00303] В другом варианте выполнения, подходящие электроды включают системы, выполненные из круглых или иных поперечных сечений проволоки, таких как квадратные или различные звездчатые формы, или плоские полосы для обеспечения выполняемых пластически витых вариантов выполнения или спиральных вариантов, описанных в настоящем раскрытии. Выбранные материалы, такие как железо или другие сплавы на основе переходных металлов, затем термически обрабатывают для обогащения углеродом и получения различных количеств углерода в твердом растворе, включая насыщенные участки, которые дополнительно определяют или выращивают посредством дальнейшей термической обработки для обеспечения роста указанных насыщенных зон, в особенности рядом с поверхностью. Развивающиеся углеродные участки ускоряют отложение дополнительного углерода при разложении донора углерода, такого как углеводород или угарный газ, на таких поверхностях. Уравнения 10 и 11 отображают подобные общие процессы обеспечения теплом субстрата, подвергающегося термической обработке, в количестве, равном или превышающем температуру формации донора углерода:[00303] In another embodiment, suitable electrodes include systems made of round or other cross-sections of wire, such as square or different star shapes, or flat stripes to provide plastically twisted embodiments or spiral variants described in the present disclosure. Selected materials, such as iron or other transition metal alloys, are then heat treated to enrich the carbon and produce various amounts of carbon in the solid solution, including saturated areas that are further determined or grown by further heat treatment to allow the growth of these saturated zones, in features near the surface. Developing carbon regions accelerate the deposition of additional carbon upon decomposition of a carbon donor, such as hydrocarbon or carbon monoxide, on such surfaces. Equations 10 and 11 represent similar general processes for providing heat to a substrate subjected to heat treatment in an amount equal to or higher than the temperature of the formation of the carbon donor:

CxHy+Тепло→xC+0,5yH2
CO+Тепло→C+0,5O2
CxHy + Heat → xC + 0.5yH 2
CO + Heat → C + 0.5O 2
Уравнение 10
Уравнение 11
Equation 10
Equation 11

[00304] Согласно некоторым аспектам, желательно продолжать отложение углерода для образования углеродной пленки, по сути покрывающей весь электрод на достаточную глубину со связыванием на исходных участках насыщения, с целью получения очень прочного композита желаемой формы и отношения поверхности к объему.[00304] According to some aspects, it is desirable to continue the deposition of carbon to form a carbon film that essentially covers the entire electrode to a sufficient depth with binding at the initial saturation sites, in order to obtain a very strong composite of the desired shape and surface-to-volume ratio.

[00305] В другом варианте выполнения, изначальная подготовка и ориентация богатых углеродом участков, приближающихся к насыщению, модифицируется посредством горячей или холодной обработки варианта выполнения для обеспечения по существу единообразной ориентации кристаллической структуры углерода с целью обеспечить значительно эпитаксиальное отложение последующего углеродного отложения. Выполненное таким образом ориентированное отложение углерода, например, с преимущественно открытым краем или в виде слоев графена, более параллельных исходной поверхности, тестируют наряду с другими образцами для обеспечения поддержки желаемых микробных процессов. Это позволяет выбрать "конструкторский углерод" для каждого вида желательного микробного процесса.[00305] In another embodiment, the initial preparation and orientation of the carbon-rich regions approaching saturation is modified by hot or cold processing of the embodiment to provide a substantially uniform orientation of the carbon crystal structure in order to provide significantly epitaxial deposition of subsequent carbon deposition. The oriented carbon deposition thus performed, for example, with a predominantly open edge or in the form of graphene layers more parallel to the initial surface, is tested along with other samples to provide support for the desired microbial processes. This allows you to select "designer carbon" for each type of desired microbial process.

[00306] Обращаясь к фиг.10B, согласно другому аспекту, раскрыто изготовление углеродных/стальных электродов, используемых в раскрытых вариантах выполнения. Указанные электроды могут содержать обработанный поверхностный углерод для прикрепления выбранных энзимов, микробов или других катализаторов, обеспечивающих лучшую работу электролизера. Для изготовления электродов согласно данному варианту выполнения, субстрат из стали или сплава стали насыщают углеродом. Зерна насыщенного углерода выравнивают, например, путем термической обработки индукцией, для обеспечения желаемой ориентации зерен углерода, как показано на этапе I. Может использоваться другой способ термической обработки. На этом этапе электрод можно также охлаждать посредством жидкости для предотвращения повреждения электрода или получения других преимуществ.[00306] Turning to FIG. 10B, according to another aspect, the manufacture of carbon / steel electrodes used in the disclosed embodiments is disclosed. Said electrodes may comprise treated surface carbon for attaching selected enzymes, microbes, or other catalysts to provide better cell performance. For the manufacture of electrodes according to this embodiment, the substrate of steel or a steel alloy is saturated with carbon. Saturated carbon grains are leveled, for example, by heat treatment by induction, to provide the desired orientation of the carbon grains, as shown in step I. Another heat treatment method may be used. At this point, the electrode can also be cooled by liquid to prevent damage to the electrode or other benefits.

[00307] Как показано на этапе II, электрод затем формуют посредством известных процессов, включая листовую дрессировку. Формование может быть выполнено таким образом, чтобы обеспечить дальнейшее выравнивание, уплощение или модификацию ориентированных зерен углерода.[00307] As shown in step II, the electrode is then formed by known processes, including sheet training. The molding can be performed in such a way as to provide further alignment, flattening or modification of oriented carbon grains.

[00308] Как показано на этапе III, углерод затем наносят на электрод с использованием известных приемов нанесения углерода, включая нанесение паром, при помощи которых углерод наносят или выращивают на поверхности электрода. На этом этапе углерод можно наносить или выращивать таким образом, чтобы обеспечить дальнейшее выравнивание зерен, либо избирательно наносить углерод в выбранных точках на электроде, в зависимости от желаемого использования электрода. Например, в одной точке может быть нанесен энзим, микроб или катализатор, а другой энзим, микроб или катализатор может быть нанесен в другой точке для обеспечения управляемого использования энзимов, микробов или катализаторов. В дополнение, электрод с нанесенным углеродом может быть далее обработан путем нагревания индукцией или иными средствами для дальнейшего выравнивания или ориентировки зерен, и вновь может быть использовано охлаждение жидкостью. Процесс можно повторять до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое количество углерода и/или ориентация зерен и/или местоположение зерен.[00308] As shown in step III, the carbon is then deposited onto the electrode using known carbon deposition techniques, including steam deposition, by which carbon is deposited or grown on the surface of the electrode. At this stage, carbon can be applied or grown in such a way as to provide further grain alignment, or selectively applied carbon at selected points on the electrode, depending on the desired use of the electrode. For example, an enzyme, microbe, or catalyst can be applied at one point, and another enzyme, microbe, or catalyst can be applied at another point to ensure the controlled use of enzymes, microbes, or catalysts. In addition, the carbon-coated electrode can be further processed by heating by induction or other means to further align or orient the grains, and liquid cooling can again be used. The process can be repeated until the desired amount of carbon and / or grain orientation and / or grain location is reached.

[00309] Как показано на этапе IV, по завершении поверхностной обработки электрод подвергают воздействию одного или нескольких энзимов, микробов или катализаторов, выбранных для конкретной сферы применения электрода, например энзимов, способствующих производству желаемых соединений при электролизе, таких как водород. На любом из предыдущих этапов способ может быть нацелен на определенные точки на электроде. Кроме того, в разных точках могут быть использованы разные условия обработки, благодаря чему в разных точках могут быть нанесены различные энзимы или энзимы в различных концентрациях, в зависимости от желаемой конфигурации или области применения электрода. Таким образом, электрод изготавливается с включением углеродных структур, имеющих сродство с определенными энзимами, микробами или катализаторами, и с возможностью прикрепления энзимов, микробов или катализаторов к электродам в желаемых точках с целью постоянного или существенного сохранения энзимов в желаемых точках для использования при электролизе или ином виде работы электрода.[00309] As shown in step IV, upon completion of the surface treatment, the electrode is exposed to one or more enzymes, microbes, or catalysts selected for the particular application of the electrode, for example, enzymes that facilitate the production of the desired compounds during electrolysis, such as hydrogen. At any of the previous steps, the method may target specific points on the electrode. In addition, different processing conditions can be used at different points, so that different enzymes or enzymes in different concentrations can be applied at different points, depending on the desired configuration or application of the electrode. Thus, the electrode is made with the inclusion of carbon structures having an affinity for certain enzymes, microbes or catalysts, and with the possibility of attaching enzymes, microbes or catalysts to the electrodes at the desired points in order to permanently or substantially store the enzymes at the desired points for use in electrolysis or otherwise type of operation of the electrode.

[00310] Несмотря на то, что изобретение было описано в отношении определенных вариантов выполнения и примеров, специалисту будет очевидно, что в изобретение могут быть внесены различные изменения и модификации при условии, что они не выходят за рамки объема настоящего изобретения. Соответственно, объем настоящего изобретения ограничен лишь нижеследующей формулой изобретения.[00310] Although the invention has been described with respect to certain embodiments and examples, it will be apparent to one skilled in the art that various changes and modifications may be made to the invention, provided that they are not outside the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the following claims.

Claims (41)

1. Способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий:
обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии;
подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза;
избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и
подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии,
причем первый источник возобновляемой энергии, электролизер или энергоноситель получает дополнительное тепло от первого источника тепла; и
первый источник тепла выбран из группы, состоящей из геотермального и солнечного источника тепла.
1. A method of supplying electricity using a renewable energy source, including:
providing a first renewable energy source, wherein the first renewable energy source is intermittent or does not provide enough energy;
supplying energy from the first renewable energy source to the electrolyzer in order to form an energy carrier by electrolysis;
selective reversal of the electrolyzer, allowing its use as a fuel cell; and
supply of energy to the electrolyzer to generate energy,
moreover, the first renewable energy source, electrolyzer or energy carrier receives additional heat from the first heat source; and
the first heat source is selected from the group consisting of a geothermal and solar heat source.
2. Способ по п. 1, при котором первый источник возобновляемой энергии представляет собой солнечную энергию, а этапы реверсирования электролизера с целью его использования в качестве топливного элемента и обеспечения энергоносителя для электролизера с целью выработки энергии выполняются, когда первый источник возобновляемой энергии доступен в недостаточном количестве.2. The method according to claim 1, wherein the first renewable energy source is solar energy, and the steps of reversing the cell to use it as a fuel cell and providing energy for the cell to generate energy are performed when the first renewable energy source is insufficient quantity. 3. Способ по п. 1, при котором первый источник возобновляемой энергии выбран из группы, состоящей из солнечного, ветрового, текущей воды, органического или геотермального источников энергии.3. The method according to claim 1, wherein the first renewable energy source is selected from the group consisting of solar, wind, flowing water, organic or geothermal energy sources. 4. Способ по п. 1, при котором энергоноситель содержит водород.4. The method according to claim 1, wherein the energy carrier contains hydrogen. 5. Способ по п. 1, при котором энергоноситель содержит материал на основе углерода.5. The method of claim 1, wherein the energy carrier comprises carbon based material. 6. Способ по п. 1, при котором энергоноситель содержит материал на основе азота.6. The method according to claim 1, wherein the energy carrier contains nitrogen-based material. 7. Способ по п. 1, при котором энергоноситель содержит аммиак.7. The method according to claim 1, wherein the energy carrier contains ammonia. 8. Способ по п. 1, при котором энергоноситель содержит углеводороды.8. The method according to claim 1, wherein the energy carrier contains hydrocarbons. 9. Способ по п. 1, при котором первый источник тепла содержит второй источник возобновляемой энергии.9. The method of claim 1, wherein the first heat source comprises a second renewable energy source. 10. Способ по п. 9, при котором второй источник возобновляемой энергии содержит геологическую формацию.10. The method of claim 9, wherein the second renewable energy source comprises a geological formation. 11. Способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий:
обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии;
подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза;
хранение энергоносителя в геологической формации;
избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и
подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии.
11. A method of supplying electricity using a renewable energy source, including:
providing a first renewable energy source, wherein the first renewable energy source is intermittent or does not provide enough energy;
supplying energy from the first renewable energy source to the electrolyzer in order to form an energy carrier by electrolysis;
storage of energy in a geological formation;
selective reversal of the electrolyzer, allowing its use as a fuel cell; and
supply of energy to the electrolyzer to generate energy.
12. Способ по п. 11, при котором этап хранения энергоносителя в геологической формации также включает получение энергоносителем дополнительного тепла от геологической формации.12. The method according to claim 11, wherein the step of storing the energy carrier in the geological formation also includes receiving additional heat from the geological formation by the energy carrier. 13. Способ подачи электроэнергии при помощи источника возобновляемой энергии, включающий:
обеспечение первого источника возобновляемой энергии, причем первый источник возобновляемой энергии является непостоянным или не обеспечивает достаточного количества энергии;
подачу энергии от первого источника возобновляемой энергии на электролизер с целью формирования энергоносителя посредством электролиза;
избирательное реверсирование электролизера, позволяющее использовать его в качестве топливного элемента; и
подачу энергоносителя на электролизер для выработки энергии,
обеспечение расширителя, выполненного с возможностью поглощения работы расширения, причем расширитель соединен с электролизером или накопителем энергоносителя;
подачу энергоносителя на расширитель под давлением; и
поглощение работы расширения энергоносителя.
13. A method of supplying electricity using a renewable energy source, including:
providing a first renewable energy source, wherein the first renewable energy source is intermittent or does not provide enough energy;
supplying energy from the first renewable energy source to the electrolyzer in order to form an energy carrier by electrolysis;
selective reversal of the electrolyzer, allowing its use as a fuel cell; and
supply of energy to the electrolyzer to generate energy,
providing an expander configured to absorb expansion work, wherein the expander is connected to an electrolyzer or an energy storage device;
energy supply to the expander under pressure; and
absorption of energy expansion work.
14. Способ по п. 13, при котором накопитель энергоносителя подает тепло на энергоноситель до поглощения работы расширения энергоносителя.14. The method according to p. 13, in which the energy storage device supplies heat to the energy source before absorbing the work of expansion of the energy source. 15. Способ по п. 14, при котором накопитель энергоносителя содержит геологическую формацию.15. The method according to p. 14, in which the energy carrier contains a geological formation. 16. Способ по п. 15, при котором теплота сгорания энергоносителя повышается при хранении энергоносителя.16. The method according to p. 15, in which the calorific value of the energy source increases during storage of the energy source. 17. Способ по п. 15, при котором теплота сгорания энергоносителя повышается при хранении энергоносителя путем добавления тепла к энергоносителю от геологической формации.17. The method according to p. 15, in which the calorific value of the energy carrier increases during storage of the energy source by adding heat to the energy source from the geological formation. 18. Способ по п. 15, при котором теплота сгорания энергоносителя при хранении энергоносителя повышается за счет добавления к энергоносителю, вымытому из геологической формации, углеводородов или иных соединений, имеющих некоторую теплоту сгорания.18. The method according to p. 15, in which the calorific value of the energy carrier during storage of the energy is increased by adding to the energy source washed from the geological formation, hydrocarbons or other compounds having a certain calorific value. 19. Способ по п. 1, также включающий обеспечение источника органических материалов для электролизера с целью осуществления электролиза органических материалов.19. The method according to p. 1, also comprising providing a source of organic materials for the electrolyzer with the aim of electrolysis of organic materials. 20. Способ по п. 19, при котором источник органических материалов содержит биомассу или биологические отходы.20. The method according to p. 19, in which the source of organic materials contains biomass or biological waste. 21. Система обеспечения, по существу, непрерывной подачи электроэнергии при помощи возобновляемых энергетических ресурсов, включающая:
первый источник возобновляемой энергии;
электролизер, соединенный с первым источником возобновляемой энергии для формирования энергоносителя, причем электролизер выполнен с возможностью избирательной реверсивной работы в качестве топливного элемента, используя энергоноситель в качестве топлива;
накопитель энергоносителя, соединенный с электролизером для получения энергоносителя от электролизера или подачи энергоносителя на электролизер; и
накопитель энергии, соединенный с первым источником возобновляемой энергии и электролизером для выборочного получения энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера, а также для выборочной подачи энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера.
21. A system for providing a substantially continuous supply of electricity through renewable energy resources, including:
first renewable energy source;
an electrolyzer connected to a first renewable energy source for forming an energy carrier, the cell being configured to selectively reverse work as a fuel cell using an energy carrier as fuel;
an energy carrier connected to the electrolyzer to receive the energy from the electrolyzer or supply energy to the electrolyzer; and
an energy storage device connected to a first renewable energy source and an electrolyzer for selectively receiving energy from a first renewable energy source and an electrolyzer, and also for selectively supplying energy from a first renewable energy source and an electrolyzer.
22. Система по п. 21, в которой первый источник возобновляемой энергии выбран из группы, состоящей из солнечного, ветрового, текущей воды, органического и геотермального источников энергии.22. The system of claim 21, wherein the first renewable energy source is selected from the group consisting of solar, wind, flowing water, organic and geothermal energy sources. 23. Система по п. 21, в которой энергоноситель содержит водород.23. The system of claim 21, wherein the energy carrier contains hydrogen. 24. Система по п. 21, в которой энергоноситель содержит материал на основе углерода.24. The system of claim 21, wherein the energy carrier comprises carbon based material. 25. Система по п. 21, в которой энергоноситель содержит водород.25. The system of claim 21, wherein the energy carrier contains hydrogen. 26. Система по п. 21, в которой энергоноситель содержит материал на основе азота.26. The system of claim 21, wherein the energy carrier contains nitrogen based material. 27. Система по п. 21, в которой энергоноситель содержит аммиак.27. The system of claim 21, wherein the energy carrier contains ammonia. 28. Система по п. 21, в которой по меньшей мере один из первого источника возобновляемой энергии, электролизера или энергоносителя выполнен с возможностью получения дополнительного тепла от первого источника тепла.28. The system of claim 21, wherein at least one of the first renewable energy source, electrolyzer, or energy carrier is configured to receive additional heat from the first heat source. 29. Система по п. 28, в которой первый источник тепла содержит первый источник возобновляемой энергии или электролизер.29. The system of claim 28, wherein the first heat source comprises a first renewable energy source or electrolyzer. 30. Система по п. 28, в которой первый источник тепла выбран из группы, содержащей геотермальный, солнечный или иной тепловой двигатель.30. The system of claim 28, wherein the first heat source is selected from the group consisting of a geothermal, solar, or other heat engine. 31. Система по п. 28, в которой первый источник тепла содержит геологическую формацию.31. The system of claim 28, wherein the first heat source comprises a geological formation. 32. Система по п. 28, в которой первый источник тепла содержит второй источник возобновляемой энергии.32. The system of claim 28, wherein the first heat source comprises a second renewable energy source. 33. Система по п. 21, в которой накопитель энергоносителя выполнен с возможностью подачи тепла на энергоноситель.33. The system of claim 21, wherein the energy storage device is configured to supply heat to the energy source. 34. Система по п. 33, в которой накопитель энергоносителя выполнен таким образом, что теплота сгорания энергоносителя повышается при хранении энергоносителя.34. The system of claim 33, wherein the energy storage device is configured such that the heat of combustion of the energy source increases during storage of the energy source. 35. Система по п. 34, в которой накопитель энергоносителя выполнен таким образом, что теплота сгорания энергоносителя повышается при хранении энергоносителя путем добавления тепла к энергоносителю в ходе хранения энергоносителя.35. The system of claim 34, wherein the energy storage device is configured such that the heat of combustion of the energy source increases during storage of the energy source by adding heat to the energy source during storage of the energy source. 36. Система по п. 35, в которой накопитель энергоносителя содержит геологическую формацию.36. The system of claim 35, wherein the energy storage device comprises a geological formation. 37. Система по п. 21, также содержащая расширитель, выполненный с возможностью поглощения работы расширения энергоносителя, причем расширитель соединен с электролизером или накопителем энергоносителя.37. The system of claim 21, further comprising an expander configured to absorb energy expansion work, the expander being coupled to an electrolyzer or energy storage device. 38. Система по п. 21, также содержащая расширитель, выполненный с возможностью выработки энергии расширения энергоносителя, причем расширитель соединен с электролизером или накопителем энергоносителя.38. The system of claim 21, further comprising an expander configured to generate expansion energy of the energy source, the expander being connected to an electrolyzer or energy storage device. 39. Система по п. 21, также включающая источник органических материалов, причем источник органических материалов соединен с электролизером с целью осуществления электролиза органических материалов.39. The system of claim 21, further comprising a source of organic materials, wherein the source of organic materials is connected to the electrolyzer to electrolyze the organic materials. 40. Система по п. 37, в которой источник органических материалов содержит биомассу или биологические отходы.40. The system of claim 37, wherein the source of organic materials contains biomass or biological waste. 41. Система обеспечения, по существу, непрерывной подачи электроэнергии при помощи возобновляемых энергетических ресурсов, включающая:
первый источник возобновляемой энергии;
электролизер, соединенный с первым источником возобновляемой энергии для выработки метана, причем электролизер выполнен с возможностью избирательной реверсивной работы в качестве топливного элемента;
накопитель метана, соединенный с электролизером для получения метана от электролизера или подачи метана на электролизер; и
накопитель энергии, соединенный с первым источником возобновляемой энергии и электролизером для выборочного получения энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера, а также для выборочной подачи энергии от первого источника возобновляемой энергии и электролизера.
41. A system for providing a substantially continuous supply of electricity through renewable energy resources, including:
first renewable energy source;
an electrolyzer connected to a first renewable energy source for generating methane, wherein the electrolyzer is configured to selectively reverse work as a fuel cell;
a methane accumulator connected to the electrolyser to obtain methane from the electrolyzer or to supply methane to the electrolyzer; and
an energy storage device connected to a first renewable energy source and an electrolyzer for selectively receiving energy from a first renewable energy source and an electrolyzer, and also for selectively supplying energy from a first renewable energy source and an electrolyzer.
RU2012111665/06A 2009-08-27 2010-08-16 Systems and methods ensuring sustainable economic development by means of integrated development of renewable full spectrum energy RU2562336C2 (en)

Applications Claiming Priority (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23747609P 2009-08-27 2009-08-27
US61/237,476 2009-08-27
US30440310P 2010-02-13 2010-02-13
US61/304,403 2010-02-13
USPCT/US2010/024499 2010-02-17
PCT/US2010/024497 WO2010096503A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Electrolytic cell and method of use thereof
US12/707,656 US8075749B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for gas capture during electrolysis
US12/707,656 2010-02-17
US12/707,653 2010-02-17
US12/707,653 US8172990B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for controlling nucleation during electrolysis
US12/707,651 2010-02-17
USPCT/US2010/024498 2010-02-17
USPCT/US2010/024497 2010-02-17
US12/707,651 US8075748B2 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Electrolytic cell and method of use thereof
PCT/US2010/024498 WO2010096504A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for controlling nucleation during electrolysis
PCT/US2010/024499 WO2010096505A1 (en) 2009-02-17 2010-02-17 Apparatus and method for gas capture during electrolysis
PCT/US2010/045669 WO2012047188A1 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012111665A RU2012111665A (en) 2013-10-10
RU2562336C2 true RU2562336C2 (en) 2015-09-10

Family

ID=49302451

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111681/06A RU2537321C2 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Energy system for service of rooms
RU2012111666/06A RU2012111666A (en) 2009-08-27 2010-08-16 INCREASING EFFICIENCY OF TRANSFORMING SYSTEMS FOR TRANSFORMING OCEANIC HEAT ENERGY WITH ADDITIONAL MEANS
RU2012111665/06A RU2562336C2 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Systems and methods ensuring sustainable economic development by means of integrated development of renewable full spectrum energy
RU2012111668/06A RU2499949C1 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Devices and methods of storage and/or filtration of substance

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111681/06A RU2537321C2 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Energy system for service of rooms
RU2012111666/06A RU2012111666A (en) 2009-08-27 2010-08-16 INCREASING EFFICIENCY OF TRANSFORMING SYSTEMS FOR TRANSFORMING OCEANIC HEAT ENERGY WITH ADDITIONAL MEANS

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111668/06A RU2499949C1 (en) 2009-08-27 2010-08-16 Devices and methods of storage and/or filtration of substance

Country Status (11)

Country Link
EP (7) EP2567066A4 (en)
JP (6) JP2013503299A (en)
KR (1) KR101547007B1 (en)
CN (9) CN102713280B (en)
AU (1) AU2010289904A1 (en)
BR (1) BR112012004093A2 (en)
CA (1) CA2770510A1 (en)
IL (1) IL217860A (en)
RU (4) RU2537321C2 (en)
WO (8) WO2012047187A2 (en)
ZA (1) ZA201200791B (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018097747A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 Евгений Иванович КАСАТКИН Method of recycling carbon dioxide gas
RU2688061C1 (en) * 2018-06-05 2019-05-17 Николай Артёмович Седых Arctic wind-driven power plant
RU2689488C1 (en) * 2018-11-01 2019-05-28 Александр Алексеевич Соловьев Biogas aerodynamic plant
RU196410U1 (en) * 2018-07-27 2020-02-28 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) GEOTHERMAL POWER PLANT
WO2021025659A3 (en) * 2019-08-07 2021-04-01 Александр Александрович РЕПКИН Method for creating a system containing hydrogen energy sources
RU2792065C1 (en) * 2022-06-27 2023-03-16 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) Method for ensuring carbon neutrality of the use of coal for the generation of thermal energy during the operation of power plants

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8147599B2 (en) 2009-02-17 2012-04-03 Mcalister Technologies, Llc Apparatuses and methods for storing and/or filtering a substance
EP2585784A4 (en) 2010-06-24 2016-02-24 Venmar Ces Inc Liquid-to-air membrane energy exchanger
CZ304079B6 (en) * 2011-06-23 2013-10-02 Gascontrol, Spolecnost S R.O. Energy system employing connection of hydrogen and oxygen generator with a system of gas microturbine in combination with organic Rankin cycle
JP2013040606A (en) * 2011-08-17 2013-02-28 Kazuhiko Nagashima Method and device for highly-efficiently recovering ordinary temperature heat energy
US9810439B2 (en) 2011-09-02 2017-11-07 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Energy exchange system for conditioning air in an enclosed structure
EP2578379A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-10 Sumika Polymer Compounds (France) SA Solar thermal solutions using blow moulding technologies
US9816760B2 (en) 2012-08-24 2017-11-14 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Liquid panel assembly
NL2010039C2 (en) 2012-12-21 2014-06-24 S4 Energy B V Device for reducing the load on a supporting structure, in particular an inertial energy accumulating device.
US9366238B2 (en) 2013-03-13 2016-06-14 Lockheed Martin Corporation System and process of cooling an OTEC working fluid pump motor
US10352628B2 (en) 2013-03-14 2019-07-16 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Membrane-integrated energy exchange assembly
US10584884B2 (en) 2013-03-15 2020-03-10 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Control system and method for a liquid desiccant air delivery system
WO2014145882A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Mcalister Technologies, Llc Methods of manufacture of engineered materials and devices
JP2014200769A (en) * 2013-04-09 2014-10-27 日東電工株式会社 Adsorbing material
FR3006681B1 (en) 2013-06-11 2015-07-17 Faurecia Sys Echappement AMMONIA STORAGE CARTRIDGE WITH OPTIMIZED FILL TIME, IN PARTICULAR FOR A GAS EXHAUST SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
CN103615357B (en) * 2013-11-15 2016-05-25 韩树君 A kind of wind energy, solar energy, sea wave energy circulation complemental power-generation and seawater desalination system
CN104674291A (en) * 2013-11-28 2015-06-03 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 Mixed hydrogen-oxygen generator
JP2015168971A (en) * 2014-03-06 2015-09-28 古河機械金属株式会社 Marine mineral lifting method and marine mineral lifting system
DK3183051T3 (en) 2014-08-19 2020-06-02 Nortek Air Solutions Canada Inc LIQUID-TO-LUFTMEMBRANENERGIVEKSLERE
EA036536B1 (en) * 2015-03-13 2020-11-20 Сенерджи Солюшнс Инк. Increased capacity of pressure vessels for storing gas
WO2016205750A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Kevin Kremeyer Directed energy deposition to facilitate high speed applications
WO2016207864A1 (en) 2015-06-26 2016-12-29 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Three-fluid liquid to air membrane energy exchanger
FR3038456B1 (en) * 2015-06-30 2019-10-18 Jomi Leman ELECTROCHEMICAL DEVICE FOR STORING ELECTRIC ENERGY.
RU2617215C1 (en) * 2015-11-16 2017-04-24 Юрий Владимирович Семынин Heat engine
CN105570672A (en) * 2015-12-22 2016-05-11 重庆市高新技术产业开发区潞翔能源技术有限公司 Natural gas adsorption tank heat exchange system
CN110785615A (en) 2017-04-18 2020-02-11 北狄空气应对加拿大公司 Desiccant enhanced evaporative cooling system and method
NL2019407B1 (en) * 2017-08-10 2019-02-21 L2 Consultancy B V Refueling station for supplying energy carriers to vehicles
WO2019031966A1 (en) 2017-08-10 2019-02-14 L2 Consultancy B.V. Refueling station for supplying energy carriers to vehicles
CN107514823B (en) * 2017-08-10 2019-12-31 中广核工程有限公司 Rotary photo-thermal power station heat absorber and uniform heat absorption control method
CN107559161B (en) * 2017-10-09 2019-05-31 上海海事大学 A kind of thermal and electric two way system of combination chemical heat accumulation and power generation with sea water
CN107989681A (en) * 2017-12-06 2018-05-04 佛山早稻田环保节能科技有限公司 A kind of vehicle tail gas treater
CN107893243B (en) * 2017-12-20 2024-05-07 中科京投环境科技江苏有限公司 Device and method for removing heavy metals through cyclone ore pulp electrolysis
US10619794B2 (en) 2018-03-13 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Pressurized-fluid storage device
CA3164688A1 (en) 2018-05-08 2019-11-08 Enginuity Power Systems, Inc. Combination systems and related methods for providing power, heat and cooling
WO2019227162A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Royal Melbourne Institute Of Technology A pyrolysis reaction system and method of pyrolysing an organic feed
RU2697274C1 (en) * 2018-11-21 2019-08-13 Владимир Алексеевич Чернорот Method of processing solid municipal and industrial wastes
KR102431612B1 (en) * 2019-02-26 2022-08-12 한국자동차연구원 Water removal device for hydrogen filling station
EP4133218A4 (en) * 2020-04-09 2023-11-15 Woodside Energy Technologies Pty Ltd Renewable energy hydrocarbon processing method and plant
CN112302892A (en) * 2020-11-24 2021-02-02 房盼盼 Method and device for improving sea temperature difference power generation
WO2022150302A1 (en) * 2021-01-08 2022-07-14 Alakai Technologies Corporation Method and system for an off-grid variable state hydrogen refueling infrastructure
CN112600139A (en) * 2021-01-20 2021-04-02 深圳市红越电子科技有限公司 Conductive cable interface detection post-processing terminal
CN112871332B (en) * 2021-02-04 2022-11-11 台州锐祥机械设备有限公司 Production process of high-strength shock absorption and shock absorption part of automobile
CN113546951A (en) * 2021-07-13 2021-10-26 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 Landfill treatment and recycling method and system suitable for hydrogen energy development and utilization
DE102022104030A1 (en) 2022-02-21 2023-08-24 Stablegrid Engineers GmbH Arrangement for stabilizing electricity grids with a cavern for gas storage
WO2023195158A1 (en) * 2022-04-08 2023-10-12 日本電信電話株式会社 Heat conversion system and heat conversion method
US20230391614A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-07 Koloma, Inc. Integration of natural hydrogen reservoir storage capacity or suitable subsurface reservoirs with other hydrogen sources and sinks
CN115099508B (en) * 2022-07-01 2024-06-07 西南石油大学 SRB and CO2Shale gas gathering and transportation pipeline corrosion rate prediction method with coupling effect

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7254944B1 (en) * 2004-09-29 2007-08-14 Ventoso Systems, Llc Energy storage system
US7364810B2 (en) * 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells

Family Cites Families (134)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB991581A (en) * 1962-03-21 1965-05-12 High Temperature Materials Inc Expanded pyrolytic graphite and process for producing the same
JPS5216468Y1 (en) * 1969-06-14 1977-04-13
US4060988A (en) * 1975-04-21 1977-12-06 Texaco Inc. Process for heating a fluid in a geothermal formation
JPS5213048A (en) * 1975-07-22 1977-02-01 Ebara Corp Operation method of a marine generating set
JPS52168347U (en) * 1976-06-14 1977-12-20
US4091313A (en) * 1976-08-23 1978-05-23 Salvatore Genovese Current recycling electric motor system
US4170878A (en) * 1976-10-13 1979-10-16 Jahnig Charles E Energy conversion system for deriving useful power from sources of low level heat
DE2934647A1 (en) * 1979-08-28 1981-03-12 Fritz Ing.(grad.) 7612 Haslach Thoma Heating system using IC engine in insulated enclosure - driving generator supplying electrical heating element with waste heat recovered by heat exchangers
JPS56105244A (en) * 1980-01-24 1981-08-21 Hiroyuki Morita Hot water feeder
JPS56138468A (en) * 1980-03-13 1981-10-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ocean temperature difference generator
DE3014357A1 (en) 1980-04-15 1981-10-22 Küppersbusch AG, 4650 Gelsenkirchen Water heater with IC-engine - has engine in capsule protruding into boiler with exhaust connected to heat exchanger
DE3016410A1 (en) * 1980-04-29 1981-11-05 Wilhelm 5000 Köln Jülich Combined heating hot water boiler and IC engine - drives electricity generator and uses engine waste heat
JPS5791384A (en) * 1980-11-27 1982-06-07 Toshiba Corp Evaporator
DE3044666A1 (en) * 1980-11-27 1982-07-08 Morath, Karl Günther, 6670 St. Ingbert Small scale energy generation plant for domestic use - has heat transfer medium selectively fed through heat exchanger using combustion engine waste heat
US4437963A (en) * 1981-09-10 1984-03-20 Yeoman David R Apparatus for electrolyzing water
US4490232A (en) * 1981-10-29 1984-12-25 The Laitram Corporation Wave-powered electrolysis of water
JPS5897461U (en) * 1981-12-23 1983-07-02 株式会社 ト−タルシステム Heat exchanger with tank and bow tube
JPS5946375A (en) * 1982-09-08 1984-03-15 Mitsubishi Electric Corp Power generator by sea water
JPS59110872A (en) * 1982-12-17 1984-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Compound generation device which utilizes sea temperature difference and solar heat
JPS59165873A (en) * 1983-03-09 1984-09-19 Toshiba Corp Sea temperature difference power plant
JPS59188058A (en) * 1983-04-08 1984-10-25 Yamaha Motor Co Ltd Waste heat recovery device for internal-combustion engine
JPS6321366A (en) * 1986-07-16 1988-01-28 Kajima Corp Heat accumulating type marine thermal difference power generating plant
JPH0661195B2 (en) * 1986-12-25 1994-08-17 三菱重工業株式会社 High production sea area creation system
JPS63243463A (en) * 1987-03-30 1988-10-11 Agency Of Ind Science & Technol Electric power generator
JP2680674B2 (en) * 1989-04-12 1997-11-19 財団法人電力中央研究所 Ocean / waste heat temperature difference power generation system
US6155212A (en) * 1989-06-12 2000-12-05 Mcalister; Roy E. Method and apparatus for operation of combustion engines
JPH0346161U (en) * 1989-09-09 1991-04-26
JP2587297B2 (en) * 1989-09-27 1997-03-05 富士電機株式会社 Cogeneration system
JPH03173788A (en) * 1989-12-01 1991-07-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Method for synthesizing ammonia
JPH03175136A (en) * 1989-12-05 1991-07-30 Sanden Corp Device for utilizing exhaust heat of internal combustion engine
FI89969C (en) * 1989-12-21 1993-12-10 Waertsilae Diesel Int Procedure and arrangement for improving the utilization of exhaust gas heat energy in large diesel engines
JPH0476211A (en) * 1990-07-19 1992-03-11 Meidensha Corp Heat/electric power cogenerating device
JP2889668B2 (en) * 1990-08-06 1999-05-10 三洋電機株式会社 Energy system
JPH0816475B2 (en) * 1990-11-27 1996-02-21 工業技術院長 Temperature difference power generation method and device, and temperature difference power generation / marine organism aquaculture combined device
US5167786A (en) * 1991-01-25 1992-12-01 Eberle William J Wave-power collection apparatus
JPH0678713U (en) * 1991-04-24 1994-11-04 国立環境研究所長 Home cogeneration
JPH05223268A (en) * 1992-02-06 1993-08-31 Nippondenso Co Ltd Cogeneration system
JP2527288B2 (en) * 1992-06-16 1996-08-21 株式会社新燃焼システム研究所 Ammonia separation method using fuel cell reaction
JPH06147098A (en) * 1992-11-11 1994-05-27 Ikeda Takeshi Convection type temperature gradient prime mover
JPH06234502A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Energy storing method using hydrogen occluding alloy slurry
WO1994023993A1 (en) * 1993-04-20 1994-10-27 Widenhammar, Rustan Boat hull cleaning apparatus
JP2942852B2 (en) * 1993-10-15 1999-08-30 株式会社テイエルブイ Evaporative cooling engine of cogeneration
JPH07238866A (en) * 1994-02-28 1995-09-12 Hazama Gumi Ltd Cogeneration system
GT199600032A (en) * 1995-06-07 1997-11-28 OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION SYSTEM (OTEC SISTEMA)
JPH0925871A (en) * 1995-07-07 1997-01-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solar energy collecting device
CN1163988A (en) * 1997-01-21 1997-11-05 罗伊·麦克埃里斯特 Method and apparatus for wave generation of electricity
US5950732A (en) * 1997-04-02 1999-09-14 Syntroleum Corporation System and method for hydrate recovery
US6503584B1 (en) * 1997-08-29 2003-01-07 Mcalister Roy E. Compact fluid storage system
JPH1193826A (en) * 1997-09-18 1999-04-06 Nkk Corp Natural energy best mix system
CA2320274C (en) * 1998-02-09 2008-11-04 Whisper Tech Limited Improvements in co-generation systems
US6126726A (en) * 1998-07-06 2000-10-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Generator hydrogen purge gas economizer with membrane filter
US6295827B1 (en) * 1998-09-24 2001-10-02 Exxonmobil Upstream Research Company Thermodynamic cycle using hydrostatic head for compression
DE19859654A1 (en) * 1998-12-15 2000-06-29 Mannesmann Ag Device for storing compressed gas
JP2000205044A (en) 1999-01-19 2000-07-25 Shigeaki Kimura Cogeneration system
US6104097A (en) * 1999-03-04 2000-08-15 Lehoczky; Kalman N. Underwater hydro-turbine for hydrogen production
JP3620701B2 (en) * 1999-04-14 2005-02-16 本田技研工業株式会社 Cogeneration equipment
WO2001013032A1 (en) * 1999-08-11 2001-02-22 Hennara Investments Limited Gas storage on an adsorbent with exfoliated laminae
CN1243669C (en) * 2000-02-01 2006-03-01 苏科马尔·罗伊乔德赫里 Process for production of hydrogen from anaerobically decomposed organic material
FR2805410B1 (en) * 2000-02-23 2002-09-06 Andre Rene Georges Gennesseaux SELF-CONTAINED ELECTRICITY AND HEAT COGENERATION SYSTEM INCLUDING ENERGY STORAGE BY FLYWHEEL
JP2001254897A (en) * 2000-03-10 2001-09-21 Honda Motor Co Ltd Hydrogen storage device
JP2001295995A (en) * 2000-04-11 2001-10-26 Honda Motor Co Ltd Hydrogen storage tank
JP2001338672A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Shinko Pantec Co Ltd Home-use electric power supply system
JP2002098412A (en) * 2000-09-26 2002-04-05 Noritz Corp Heating hot water storing device
JP2002128501A (en) * 2000-10-18 2002-05-09 Sony Corp Method for gas storage and fuel cell
JP2002147867A (en) * 2000-11-07 2002-05-22 Honda Motor Co Ltd Water-electrolyzing system
US6669919B1 (en) * 2000-11-16 2003-12-30 Advanced Energy Technology Inc. Intercalated graphite flakes exhibiting improved expansion characteristics and process therefor
JP2002180902A (en) * 2000-12-14 2002-06-26 Sagami Sekiyu Kk Cogeneration system
US6516754B2 (en) * 2001-02-20 2003-02-11 Thomas Chadwick Convective heating system for liquid storage tank
GB0106358D0 (en) * 2001-03-13 2001-05-02 Printable Field Emitters Ltd Field emission materials and devices
CN2489098Y (en) * 2001-06-11 2002-05-01 郭广明 Residual-heat re-using device for heat engine
US6603069B1 (en) * 2001-09-18 2003-08-05 Ut-Battelle, Llc Adaptive, full-spectrum solar energy system
US6984305B2 (en) 2001-10-01 2006-01-10 Mcalister Roy E Method and apparatus for sustainable energy and materials
CN1417527A (en) * 2001-11-02 2003-05-14 量子能技术股份有限公司 Improved water heater
GB2383978B (en) * 2002-01-11 2004-09-08 Dominic Michaelis Platform provided with renewable energy converter systems
JP3903798B2 (en) * 2002-01-22 2007-04-11 株式会社デンソー Fuel cell system
RU2232914C2 (en) * 2002-02-04 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" Method of operation and design of steam generator of internal combustion piston engine
JP3882664B2 (en) * 2002-04-15 2007-02-21 日産自動車株式会社 Fuel cell system
GB2387641A (en) * 2002-04-19 2003-10-22 Gasforce Ltd Combined heat and power unit
JP2004154762A (en) * 2002-09-10 2004-06-03 Sanyo Electric Co Ltd Waste treatment system
JP2004239149A (en) * 2003-02-05 2004-08-26 Osaka Gas Co Ltd Engine system and heat source system
US7201841B2 (en) * 2003-02-05 2007-04-10 Water Visions International, Inc. Composite materials for fluid treatment
JP2004245049A (en) * 2003-02-10 2004-09-02 Osaka Gas Co Ltd Heat source system
JP2004268022A (en) * 2003-02-18 2004-09-30 Nissan Motor Co Ltd Hydrogen occluding material, production method therefor, hydrogen storage tank, hydrogen storage system, and fuel cell automobile
WO2004086585A2 (en) 2003-03-24 2004-10-07 Ion America Corporation Sorfc system and method with an exothermic net electrolysis reaction
JP4163541B2 (en) * 2003-03-25 2008-10-08 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing gas storage tank
JP4167521B2 (en) * 2003-03-25 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 Gas storage tank and manufacturing method thereof
KR100620303B1 (en) * 2003-03-25 2006-09-13 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Gas storage tank and its manufacturing method
US7575822B2 (en) * 2003-04-09 2009-08-18 Bloom Energy Corporation Method of optimizing operating efficiency of fuel cells
JP2006526882A (en) * 2003-06-05 2006-11-24 ソーラー リアクター テクノロジーズ,インコーポレイテッド Methods for treating flue gas emissions
US6956300B2 (en) * 2003-08-04 2005-10-18 Andrew Roman Gizara Gimbal-mounted hydroelectric turbine
CN1826288A (en) * 2003-09-02 2006-08-30 株式会社钟化 Filmy graphite and process for producing the same
CN2644957Y (en) * 2003-09-04 2004-09-29 柳溪立 Air-conditioning plant by utilizing ground temperature
US7378188B2 (en) * 2003-09-18 2008-05-27 Enernext, Llc Storage device and method for sorption and desorption of molecular gas contained by storage sites of nano-filament laded reticulated aerogel
JP2007512213A (en) * 2003-09-30 2007-05-17 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Hydrogen storage composition and method for producing the same
RO121819B1 (en) * 2003-10-01 2008-05-30 Petru Baciu Process and installation for collecting free methane gas from the sea bottom
US6994159B2 (en) * 2003-11-04 2006-02-07 Charles Wendland System for extracting natural gas hydrate
US7605326B2 (en) * 2003-11-24 2009-10-20 Anderson Christopher M Solar electrolysis power co-generation system
US7152675B2 (en) * 2003-11-26 2006-12-26 The Curators Of The University Of Missouri Subterranean hydrogen storage process
JP4203810B2 (en) * 2003-12-08 2009-01-07 富士電機ホールディングス株式会社 Organic waste treatment method and system
JP2005291112A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Takeo Saito Temperature difference power generation device
US20050269211A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-08 Zachar Oron D Method of and apparatus for producing hydrogen using geothermal energy
JP2006009713A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Hitachi Ltd Cogeneration system and energy supply system
JP2006035174A (en) * 2004-07-29 2006-02-09 Toyota Motor Corp Hydrogen occlusion material and manufacture and utilization of the same
KR100550573B1 (en) * 2004-08-17 2006-02-10 엘지전자 주식회사 Cogeneration system
JP4741718B2 (en) * 2004-10-20 2011-08-10 株式会社豊田自動織機 How to replace the open / close valve
US7178337B2 (en) * 2004-12-23 2007-02-20 Tassilo Pflanz Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs
EP1882522A1 (en) * 2005-03-11 2008-01-30 Nissan Motor Company Limited Hydrogen storage material, hydrogen storage structure, hydrogen storer, hydrogen storage apparatus, fuel cell vehicle, and process for producing hydrogen storage material
CN1297744C (en) * 2005-03-24 2007-01-31 上海交通大学 Ocean temperature difference energy and solar energy reheat circulating electric generating method
JP5154746B2 (en) * 2005-09-14 2013-02-27 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Porous material and method for producing the same
CA2621244C (en) * 2005-09-02 2012-10-30 John Christopher Burtch Apparatus for production of hydrogen gas using wind and wave action
US7658901B2 (en) * 2005-10-14 2010-02-09 The Trustees Of Princeton University Thermally exfoliated graphite oxide
US7233079B1 (en) 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
JP2007205645A (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solar heat collector and solar heat utilization device having the same
KR20060096413A (en) * 2006-02-28 2006-09-11 카네카 코포레이션 Filmy graphite and process for producing the same
US7448214B2 (en) * 2006-03-24 2008-11-11 Erik Monostory Geothermal hydrogen production facility and method
US20070228739A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 John Troy Kraczek Offshore Energy Capture and Storage Device
RU2319893C1 (en) * 2006-08-01 2008-03-20 Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН Method and device for storing gas inside solid carrier
US20090077969A1 (en) * 2007-09-25 2009-03-26 Prueitt Melvin L Heat Transfer Methods for Ocean Thermal Energy Conversion and Desalination
KR100910059B1 (en) * 2006-12-06 2009-07-30 한국전자통신연구원 Gas storage medium, gas storage apparatus and method
US20080135403A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Jang Bor Z Home hydrogen fueling station
JP2008151282A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Honda Motor Co Ltd Gas storage vessel
WO2008115933A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Doty Scientific, Inc. Hydrocarbon and alcohol fuels from variable, renewable energy at very high efficiency
US7456512B2 (en) * 2007-03-23 2008-11-25 Bernard Nadel Portable sea-powered electrolysis generator
CN101981744A (en) * 2007-04-03 2011-02-23 新空能量公司 Electrochemical system, apparatus, and method to generate renewable hydrogen and sequester carbon dioxide
RU2342542C1 (en) * 2007-04-04 2008-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Power generation plant
US9966763B2 (en) * 2007-06-07 2018-05-08 Allen L. Witters Integrated multiple fuel renewable energy system
JP2009047052A (en) * 2007-08-17 2009-03-05 Honda Motor Co Ltd Co-generation apparatus
JP5306621B2 (en) * 2007-09-12 2013-10-02 高砂熱学工業株式会社 Power supply system
JP2009077457A (en) * 2007-09-18 2009-04-09 Tokyo Gas Co Ltd Operation system of distributed type power supply and its operation method
JP5127385B2 (en) * 2007-09-28 2013-01-23 学校法人同志社 Ammonia electrosynthesis system
CN201103949Y (en) * 2007-10-17 2008-08-20 李建军 Solar nano-warming low temperature supplying floor board radiation heating equipment
KR101042299B1 (en) * 2007-12-13 2011-06-17 기아자동차주식회사 Hydrogen storing system for fuel cell vehicle
JP2009293447A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Honda Motor Co Ltd Co-generation apparatus
CN101614198A (en) * 2009-07-30 2009-12-30 江苏亿隆新能源科技发展有限公司 Pressure electric generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364810B2 (en) * 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells
US7254944B1 (en) * 2004-09-29 2007-08-14 Ventoso Systems, Llc Energy storage system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018097747A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 Евгений Иванович КАСАТКИН Method of recycling carbon dioxide gas
RU2688061C1 (en) * 2018-06-05 2019-05-17 Николай Артёмович Седых Arctic wind-driven power plant
RU196410U1 (en) * 2018-07-27 2020-02-28 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) GEOTHERMAL POWER PLANT
RU2689488C1 (en) * 2018-11-01 2019-05-28 Александр Алексеевич Соловьев Biogas aerodynamic plant
WO2021025659A3 (en) * 2019-08-07 2021-04-01 Александр Александрович РЕПКИН Method for creating a system containing hydrogen energy sources
RU2792065C1 (en) * 2022-06-27 2023-03-16 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) Method for ensuring carbon neutrality of the use of coal for the generation of thermal energy during the operation of power plants

Also Published As

Publication number Publication date
CN102713281B (en) 2015-08-19
ZA201200791B (en) 2013-05-29
IL217860A0 (en) 2012-03-29
CN104848032A (en) 2015-08-19
EP2470788A2 (en) 2012-07-04
EP2625031A4 (en) 2016-06-08
EP2567066A2 (en) 2013-03-13
RU2499949C1 (en) 2013-11-27
EP2470822A1 (en) 2012-07-04
EP2470752A2 (en) 2012-07-04
WO2011034677A3 (en) 2011-05-12
JP2013503310A (en) 2013-01-31
RU2537321C2 (en) 2015-01-10
EP2470786A4 (en) 2015-03-04
WO2011028400A2 (en) 2011-03-10
WO2011028233A3 (en) 2011-06-23
IL217860A (en) 2016-03-31
JP2015028339A (en) 2015-02-12
EP2625031A2 (en) 2013-08-14
JP2013503299A (en) 2013-01-31
AU2010289904A1 (en) 2012-02-23
KR101547007B1 (en) 2015-08-24
CA2770510A1 (en) 2011-03-10
KR20120026141A (en) 2012-03-16
RU2012111665A (en) 2013-10-10
JP2013503457A (en) 2013-01-31
CN104912705A (en) 2015-09-16
WO2011028233A2 (en) 2011-03-10
EP2470822A4 (en) 2013-07-31
CN102713280B (en) 2015-11-25
EP2470786A1 (en) 2012-07-04
BR112012004093A2 (en) 2016-03-08
JP2013503298A (en) 2013-01-31
CN102712020B (en) 2015-04-01
CN102713154A (en) 2012-10-03
CN102713281A (en) 2012-10-03
EP2470788A4 (en) 2017-04-05
WO2011028400A3 (en) 2013-05-02
EP2470787A2 (en) 2012-07-04
CN102713280A (en) 2012-10-03
WO2011028401A3 (en) 2011-06-16
EP2470787A4 (en) 2014-04-16
CN103124692B (en) 2016-01-13
JP2014025587A (en) 2014-02-06
WO2012047187A2 (en) 2012-04-12
CN102884361B (en) 2015-04-15
JP5922577B2 (en) 2016-05-24
WO2012047188A1 (en) 2012-04-12
WO2011028401A2 (en) 2011-03-10
RU2012111668A (en) 2013-10-10
EP2567066A4 (en) 2017-02-08
CN102713282B (en) 2016-01-06
RU2012111681A (en) 2013-10-10
CN102884361A (en) 2013-01-16
WO2011028402A3 (en) 2011-06-16
WO2011102851A1 (en) 2011-08-25
RU2012111666A (en) 2013-10-10
WO2012047187A3 (en) 2013-03-28
CN102713282A (en) 2012-10-03
CN103124692A (en) 2013-05-29
EP2470752A4 (en) 2015-08-05
WO2011028402A2 (en) 2011-03-10
JP5852576B2 (en) 2016-02-03
WO2011034677A2 (en) 2011-03-24
CN102712020A (en) 2012-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2562336C2 (en) Systems and methods ensuring sustainable economic development by means of integrated development of renewable full spectrum energy
US9231267B2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy
US8808529B2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable material resources using solar thermal
US20130240369A1 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy
US8991182B2 (en) Increasing the efficiency of supplemented ocean thermal energy conversion (SOTEC) systems
CN102395709B (en) Apparatus and method for gas capture during electrolysis
JP5411299B2 (en) Electrolytic cell and method of use thereof
US8668814B2 (en) Electrolytic cell and method of use thereof
CN102396093B (en) For controlling the apparatus and method of nucleation in electrolytic process
US20030062270A1 (en) Method and apparatus for sustainable energy and materials
EP3145620A1 (en) Method and cartridge for carbon dioxide recovery
Noh et al. Technology development in the nexus of renewable energy, water, and the environment
Shirazi et al. Green Energy
EP2470311A2 (en) Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production or renewable material resources using solar thermal
Mohammad Water desalination, purification, irrigation, and wastewater treatment
WO2011053341A2 (en) Electrolytic cell and method of use thereof
KR20130110232A (en) Increasing the efficiency of supplemented ocean thermal energy conversion (sotec) systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170817