Ciht動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】CIHT動(dòng)力系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請主張以下美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益：2012年5月21日提交的 61/649, 606號；2012年7月13日提交的61/671，348號；2012年8月27日提交的 61/693, 462號；2012年10月2日提交的61/708, 869號；2012年10月26日提交的 61/718, 959號；2013年3月14日提交的61/783, 698號；和2013年5月10日提交的 61/821，594號，所有所述文獻(xiàn)均以全文引用的方式并入本文中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生電壓和電流及熱能中的至少一種的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含 容器，所述容器包含：至少一個(gè)陰極；至少一個(gè)陽極；至少一個(gè)雙極板，和在電池工作期間 利用單獨(dú)的電子流動(dòng)和離子物質(zhì)輸送構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含至少兩 種選自以下物質(zhì)的成分：a)至少一種H20來源；b)氧來源；c)至少一種催化劑來源或催化 齊U，其包含選自nH、0、02、OH、0H_和新生H20的組中的至少一種，其中n為整數(shù)；和d)至少 一種原子氫來源或原子氫；形成所述催化劑來源、所述催化劑、所述原子氫來源和所述原子 氫中的至少一種的一種或多種反應(yīng)物；和用于引發(fā)原子氫的催化的一種或多種反應(yīng)物。在 一個(gè)實(shí)施方式中，陰極、陽極、反應(yīng)物及雙極板的組合使得可催化原子氫以形成分?jǐn)?shù)氫而傳 播，從而在各陰極與相應(yīng)陽極的間維持化學(xué)電勢或電壓。并且，該系統(tǒng)還包括電解系統(tǒng)。在 一個(gè)實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包括多孔電極、氣體擴(kuò)散電極及氫滲透性陽極中的至少 一種，其中將氧及H20中的至少一種供應(yīng)至所述陰極且將4供應(yīng)至所述陽極。所述電化學(xué) 動(dòng)力系統(tǒng)可包括氫化陽極及至少一個(gè)表面包括氫滲透性陽極的密閉氫儲槽中的至少一種。 所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)可包括背對背式氫滲透性陽極以及對陰極，所述對陰極包括以串聯(lián)及 并聯(lián)中的至少一種方式電連接的電池堆疊單元。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng) 可進(jìn)一步包括至少一個(gè)氣體供應(yīng)系統(tǒng)，其各自包括與所述電極連接的歧管、氣體管線及氣 體通道。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)陰極包括以下中的至少一種：毛細(xì)管系統(tǒng) 及具有周圍穿孔的徑向氣體通道、多孔電極及多孔層，以將H2o及02中的至少一種相對于外 周朝向所述電池的中心傳輸。氫滲透性陽極可包括以下物質(zhì)中的至少一種：Co帶狀鑄材、 附帶狀鑄材、]?〇帶狀鑄材、]\1〇、]\1〇合金、]\1〇附、]\1〇〇1、]\1〇(：〇、12]\1、11242、附、(：〇、附合金、附(：〇 以及其他過渡金屬和內(nèi)過渡金屬及合金以及CuCo。供應(yīng)至滲透性陽極的氫壓力可以維持在 約1托?500大氣壓、10托?100大氣壓及100托?5大氣壓中的至少一種的范圍內(nèi)，且氫
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種產(chǎn)生電壓和電流及熱能中的至少一種的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng) 包含容器，所述容器包含： 至少一個(gè)陰極； 至少一個(gè)陽極； 至少一個(gè)雙極板，和 反應(yīng)物，在電池工作期間利用單獨(dú)的電子流動(dòng)和離子物質(zhì)輸送，所述反應(yīng)物構(gòu)成分?jǐn)?shù) 氫反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含選自以下物質(zhì)的至少兩種成分： a) 至少一種H2O來源； b) 氧來源； c) 至少一種催化劑來源或催化劑，其包含選自11!1、0、02、0!1、0!1_和新生!120的組中的至 少一種，其中η為整數(shù)；和 d) 至少一種原子氫來源或原子氫， 形成所述催化劑來源、所述催化劑、所述原子氫來源和所述原子氫中的至少一種的一 種或多種反應(yīng)物；和 引發(fā)原子氫的催化的一種或多種反應(yīng)物，并且 所述系統(tǒng)還包含電解系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包括多孔電極、氣體擴(kuò) 散電極及氫滲透性陽極中的至少一種，其中將氧和H 2O中的至少一種供應(yīng)至所述陰極并且 將H2供應(yīng)至所述陽極。
3. 如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包括氫化陽極和至少一 個(gè)表面包括氫滲透性陽極的密閉氫儲槽中的至少一種。
4. 如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包括背對背式氫滲透性 陽極以及對陰極，所述對陰極包括以串聯(lián)和并聯(lián)中的至少一種方式電連接的電池的堆疊單 J Li 〇
5. 如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，所述電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)還包括至少一個(gè)氣體供 應(yīng)系統(tǒng)，所述氣體供應(yīng)系統(tǒng)各自包括與所述電極連接的歧管、氣體管線及氣體通道。
6. 如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述陰極包括毛細(xì)管系統(tǒng)及具有周圍 穿孔的徑向氣體通道、多孔電極及多孔層中的至少一種，以將H 2O及O2中的至少一種相對于 外周朝向所述電池的中心傳輸。
7. 如權(quán)利要求2所述的氫滲透性陽極，其包括以下物質(zhì)中的至少一種：Co帶狀鑄材、Ni 帶狀鑄材、]?〇帶狀鑄材、]\1〇、]\1〇合金、]\1〇附、]\1〇〇1、]\1〇(：〇、12]\1、!1242、附、(：〇、附合金、附(：〇以 及其他過渡金屬和內(nèi)過渡金屬及合金和CuCo。
8. 如權(quán)利要求2所述的氫滲透性陽極，其中，壓力維持在約1托?500atm的范圍內(nèi)，氫 滲透速率在約1\1〇13111〇16 81〇112?1\1〇41]1〇16 81〇112的范圍內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求2所述的氫滲透性陽極，其包括高滲透性膜，所述高滲透性膜涂覆著有 效促進(jìn)原子氫催化形成分?jǐn)?shù)氫的材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的氫滲透性陽極，其中，涂覆材料中的至少一種包括Mo、Mo合金、 MoNi、MoCu、MoCo、MoB、MoC、MoSi、MoCuB、MoNiB、MoSiB、Co、CoCu、CoNi 及 Ni 中的至少一種， H 滲透性材料包括 Ni (H2)、V (H2)、Ti (H2)、Nb (H2)、Pd (H2)、PdAg (H2)、Fe (H2)、Ta (H2)、不銹鋼 (SS)及430SS (H2)中的至少一種。
11. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述電解系統(tǒng)間歇性地電解1120以提 供原子氫來源或原子氫并且使所述電池放電，從而使得循環(huán)的凈能量平衡獲得增益。
12. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述反應(yīng)物包含至少一種選自以下物 質(zhì)的電解質(zhì)： 至少一種熔融氫氧化物； 至少一種低共熔鹽混合物； 熔融氫氧化物與至少一種其他化合物的至少一種混合物； 熔融氫氧化物與鹽的至少一種混合物； 熔融氫氧化物與鹵化物鹽的至少一種混合物； 堿金屬氫氧化物與堿金屬鹵化物的至少一種混合物； 至少一種堿土金屬、過渡金屬或Bi氫氧化物添加劑； 包括 Ni (OH) 2、Co (OH) 2、Cu (OH) 2、Ca (OH) 2及 Bi (OH) 3中的至少一種的添加劑， LiOH-LiBr、Li0H-Na0H、LiOH-LiBr-NaOH、Li0H-LiX-Na0H、LiOH-LiX、NaOH-NaBr、 NaOH-Nal、NaOH-NaX 及 Κ0Η-ΚΧ，其中 X 代表鹵離子）， 至少一種基質(zhì)，和 包括作為至少一種陽極腐蝕產(chǎn)物的同離子來源的化合物的至少一種添加劑，其中相應(yīng) 的同離子效應(yīng)至少部分地防止所述陽極發(fā)生腐蝕。
13. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述同離子來源防止形成C〇0、Ni0及 皿〇02中的至少一種。
14. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述添加劑包括以下化合物中的至 少一種：包括所述陽極的金屬陽離子與陰離子、氫氧根、鹵離子、氧離子、硫酸根、磷酸根、硝 酸根、碳酸根