增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)技術(shù)方案

一種增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)，其具有以下步驟：在高溫下向增強(qiáng)反應(yīng)器中引入蒸汽和正壓力，其中通過(guò)加入蒸汽而加入到反應(yīng)器系統(tǒng)中的一部分能量被所述反應(yīng)器中的反應(yīng)系統(tǒng)使用，以增加位于或接近反應(yīng)或催化表面離解的Ｈ↓［２］Ｏ分子的數(shù)量。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及能量生成系統(tǒng)，具體而言，涉及用于增加現(xiàn)有的能量生成系統(tǒng)收率的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供從水生成的、氫和熱量形式的非污染能源。
技術(shù)介紹
目前可得到的有多種能源，例如核能、太陽(yáng)能、水電能、地?zé)崮?、風(fēng)能及潮汐能。但是，目前最普通和方便的能源是基于含碳產(chǎn)品燃燒的那些能源。例如，煤、煤氣、焦炭、木材、石油和柴油。在需要的時(shí)候，當(dāng)這種含碳產(chǎn)品燃燒時(shí)，它們產(chǎn)生主要是CO2的碳的氧化物。CO2已成為了臭名昭著的“溫室”氣體，1997年的東京條約制訂了減少這種溫室氣體的含量，并最終使全球變暖的程度及其后果最小化的目標(biāo)。因此，使用氫作為燃料代表了一種具有吸引力的替代方案。燃料電池通過(guò)對(duì)包括富氫有機(jī)化合物(例如甲烷和甲醇)借助于蒸汽、催化、升溫等的重整反應(yīng)，將氫直接轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，沒(méi)有中間的燃燒變化。它們代表了主要的下一代質(zhì)能關(guān)系的產(chǎn)生，并注定要為發(fā)電作出重要的貢獻(xiàn)。但是，當(dāng)使用重整有機(jī)物作為它們的氫來(lái)源時(shí)，這些燃料電池存在的缺點(diǎn)在于，它們都產(chǎn)生碳的氧化物如CO或CO2。在地球上，游離或未結(jié)合的氫非常稀少。通常發(fā)現(xiàn)的是結(jié)合形式的氫，例如水、烴及所有的植物和動(dòng)物物質(zhì)。在制備元素氫中，主要考慮的是成本與便利性。在實(shí)驗(yàn)室中，純氫通常是通過(guò)適宜的金屬與置換酸的反應(yīng)或通過(guò)水的電解而制得的。對(duì)于工業(yè)的氫，主要來(lái)源是水和烴。這些吸熱過(guò)程需要能量。分子氫是重要的能量來(lái)源，這可以通過(guò)其生產(chǎn)的吸熱本質(zhì)所證明。其內(nèi)能可以通過(guò)燃燒或在燃料電池中與氧反應(yīng)而得到釋放。但是，氫氣的燃燒不直接產(chǎn)生碳的氧化物-純凈的燃燒理論上只產(chǎn)生純水。以上所述用于產(chǎn)生分子氫的電和脫氫過(guò)程產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物。電解產(chǎn)生有用的氧，而有機(jī)化合物的脫氫則產(chǎn)生全球變暖氣體二氧化碳。這些過(guò)程也需要來(lái)自外部來(lái)源的大量的能量輸入。已嘗試了通過(guò)自支撐放熱反應(yīng)來(lái)制備純的分子氫。普通的氫發(fā)生器描述在US 4,463,063中，并涉及金屬氫化物與水的反應(yīng)，以及擠出陽(yáng)電性的金屬陽(yáng)極的使用，該金屬陽(yáng)極逐漸溶解在電解質(zhì)中，提供用于在惰性陰極放電的電子。在所有的這些情況下，除氫以外的所得化合物都被認(rèn)為是廢物，帶來(lái)的問(wèn)題是其收集和處理。純氫可以根據(jù)以下的半電池反應(yīng)方程式從水中釋放出來(lái)Eo＝-0.828V理論上，Eo值大于0.828V的陽(yáng)電性系統(tǒng)可以與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。這種Eo值大于0.828V的陽(yáng)電性系統(tǒng)的實(shí)例有氫化物，例如Eo＝2.23V雖然例如由以下反應(yīng) 而使金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫在化學(xué)上可行，但是它們?cè)趧?dòng)力學(xué)上非常緩慢，氫是長(zhǎng)時(shí)間低速度產(chǎn)生的。這種氫的“滴流”在工業(yè)用途上是不能令人滿意的。因此，需要的是不僅使電池生成的氫的量最大化，而且使氫的產(chǎn)生速度最大化。本領(lǐng)域更近期的專利技術(shù)公開(kāi)了用于從甲醇生成氫的發(fā)生器(US5,712,052和5,885,727)。但是，所述反應(yīng)的副產(chǎn)物為催化劑吸附的一氧化碳，其導(dǎo)致電極的催化功能退化的“催化劑中毒”，并因此而降低了系統(tǒng)的能量效率。為了減少該問(wèn)題，這種發(fā)生器必須裝備用于測(cè)量及減少系統(tǒng)中一氧化碳濃度的裝置。晚至2004年8月生產(chǎn)的商業(yè)上可用的氫多數(shù)是從天然氣中所提取的。近90％的氫從naptha或天然氣通過(guò)蒸汽轉(zhuǎn)化得到。煤的汽化及水的電解是生產(chǎn)氫的其它工業(yè)方法。但是，這些方法需要消耗大量的能源，并且主要由于所產(chǎn)生的CO2或CO產(chǎn)品而對(duì)環(huán)境不利。蒸汽-鐵方法是最早的生產(chǎn)氫的方法之一 注意，鐵與蒸汽之間的反應(yīng)是可逆的。雖然該方法被認(rèn)為是重要的選擇，但同樣從制備高純度氫的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化或重油的部分氧化在重要性上超過(guò)了它。最近，人們對(duì)蒸汽-鐵方法的興趣有所增加，原因在于按此方法可以制備相對(duì)清潔的氫，而這對(duì)于在燃料電池重使用氫尤為重要，還因?yàn)樵摲椒ň哂锌梢允褂每筛履茉吹目赡苄?。利用蒸?鐵的一種現(xiàn)有技術(shù)涉及重復(fù)循環(huán)方法，其中相關(guān)反應(yīng)路徑為 天然氣或其它氣體還原種可以從更高氧化態(tài)如Fe2O3(赤鐵礦)或Fe3O4(磁鐵礦)除去氧形成碳氧化物、水和未轉(zhuǎn)化的烴流。如果操作條件及反應(yīng)器設(shè)計(jì)選擇恰當(dāng)，將只有二氧化碳和水按照以下反應(yīng)式生成 冷凝水離開(kāi)純二氧化碳流已備儲(chǔ)存。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于為得到最大純度的氫，必須使用不同的反應(yīng)器和Fe再生容器，同時(shí)還產(chǎn)生有二氧化碳。我們先前的系統(tǒng)是用于從包括以下步驟的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫和/或能量的方法選擇產(chǎn)生氫的陰電性半電池反應(yīng)；選擇具有足夠高的電勢(shì)以驅(qū)動(dòng)所述陰電性半電池反應(yīng)的陽(yáng)電性半電池反應(yīng)；選擇第二陽(yáng)電性半電池反應(yīng)；所述第一和第二陽(yáng)電性半電池反應(yīng)被選擇與所述陰電性半電池反應(yīng)結(jié)合，以使得從水中產(chǎn)生的氫和/或能量增加；以及結(jié)合所述半電池反應(yīng)。通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇半電池反應(yīng)、化學(xué)品濃度及固有的相互反應(yīng)，該系統(tǒng)在STP下從54g的反應(yīng)物及1升水產(chǎn)生了約67升的氫。對(duì)于副產(chǎn)物而言，該系統(tǒng)產(chǎn)生大量的蒸汽。能量及燃料的運(yùn)輸及儲(chǔ)存也經(jīng)常有問(wèn)題。當(dāng)電能需要長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移時(shí)，電的直接轉(zhuǎn)移導(dǎo)致大量的能量損失。長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移電時(shí)，還需要大型的基礎(chǔ)設(shè)備投資，這需要使用高張力電線和塔及調(diào)壓器和變電站陣列，以確保足夠的能量被交付給客戶。氣體燃料如天然氣的運(yùn)輸還需要基本的基建，以確保足夠的壓力及供應(yīng)給客戶。在某些情況下，單用途及可充電圓柱體是可行的，但是家用尺寸的圓柱體體積也是大且重，并需要經(jīng)常更換。可以清楚地理解，如果在這里提及現(xiàn)有技術(shù)的出版物，該參考物不構(gòu)成對(duì)所述出版物在澳大利亞或其它任何國(guó)家中形成部分現(xiàn)有技術(shù)常識(shí)的認(rèn)可。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)，其可以至少部分克服上述的缺點(diǎn)，或?yàn)榭蛻籼峁┛捎玫幕蛏虡I(yè)的選擇。在一種形式下，本專利技術(shù)涉及具有以下步驟的增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)在高溫下向增強(qiáng)反應(yīng)器中引入蒸汽和正壓力，其中通過(guò)加入蒸汽而加入到反應(yīng)器系統(tǒng)中的一部分能量被該反應(yīng)器中的反應(yīng)系統(tǒng)利用，以增加位于或接近反應(yīng)器中反應(yīng)或催化點(diǎn)離解的H2O分子的數(shù)量。能量發(fā)生器通過(guò)電陽(yáng)極半電池反應(yīng)還原水而產(chǎn)生純的氣態(tài)氫，該反應(yīng)包括兩種或多種陽(yáng)電性氧化還原體系。選擇該體系以使氫的生成及想要生成的有價(jià)值而不是有害或無(wú)用的副產(chǎn)品最大化。本專利技術(shù)可以使用從化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫和/或能量的方法的副產(chǎn)物所產(chǎn)生的蒸汽，其包括以下步驟選擇產(chǎn)生氫的陰電性半電池反應(yīng)；選擇具有足夠高的電勢(shì)以驅(qū)動(dòng)所述陰電性半電池反應(yīng)的第一陽(yáng)電性半電池反應(yīng)；選擇第二陽(yáng)電性半電池反應(yīng)；所述第一和第二陽(yáng)電性半電池反應(yīng)被選擇與所述陰電性半電池反應(yīng)結(jié)合，以使得從水中產(chǎn)生的氫和/或能量增加；以及結(jié)合所述半電池反應(yīng)。但是，可以使用任何來(lái)源的蒸汽。在另一種形式下，本專利技術(shù)涉及具有以下步驟的增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)在高溫下向增強(qiáng)反應(yīng)器中引入蒸汽和正壓力，使用能量源影響H2O的分子振動(dòng)，其中通過(guò)能量源而加入到反應(yīng)器系統(tǒng)中的一部分能量被該反應(yīng)器中的反應(yīng)系統(tǒng)所利用，以增加位于或接近反應(yīng)器中的反應(yīng)或催化點(diǎn)離解的H2O分子的數(shù)量。典型地，所述反應(yīng)器中的反應(yīng)或催化點(diǎn)可以是其反應(yīng)或催化的表面，或其一部分。用于影響分子振動(dòng)的能量源可以是任何的來(lái)源，但優(yōu)選可再生能源，例如太陽(yáng)能或微波能源。這些能量源可以在使用進(jìn)入增強(qiáng)反應(yīng)器中的蒸汽作為能量源以外額外或備選地使用。本專利技術(shù)的增強(qiáng)反應(yīng)器也可以包括一種反應(yīng)系統(tǒng)。該反應(yīng)系統(tǒng)可以包括一種或多種半電池反應(yīng)。就對(duì)產(chǎn)生蒸汽作為副產(chǎn)物的生成氫的方法而言，半電池反應(yīng)可以與以上所討論的反應(yīng)相同、相似本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種增強(qiáng)的能量生成系統(tǒng)，其具有以下步驟：在高溫下向增強(qiáng)反應(yīng)器中引入蒸汽和正壓力，其中通過(guò)加入蒸汽而加入到反應(yīng)器系統(tǒng)中的一部分能量被所述反應(yīng)器中的反應(yīng)系統(tǒng)利用，以增加位于或接近反應(yīng)或催化表面離解的Ｈ↓［２］Ｏ分子的數(shù)量。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：艾倫米切爾，杰弗里戴維威爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：普羅泰吉有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：AU[澳大利亞]