Ciht動力系統的制作方法
【專利說明】CIHT動力系統
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請主張以下美國臨時申請的優先權的權益：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，所有所述文獻均以全文引用的方式并入本文中。
【發明內容】
[0003] 本發明涉及一種產生電壓和電流及熱能中的至少一種的電化學動力系統，其包含 容器，所述容器包含：至少一個陰極；至少一個陽極；至少一個雙極板，和在電池工作期間 利用單獨的電子流動和離子物質輸送構成分數氫反應物的反應物，所述反應物包含至少兩 種選自以下物質的成分：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；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物；和用于引發原子氫的催化的一種或多種反應物。在 一個實施方式中，陰極、陽極、反應物及雙極板的組合使得可催化原子氫以形成分數氫而傳 播，從而在各陰極與相應陽極的間維持化學電勢或電壓。并且，該系統還包括電解系統。在 一個實施方式中，電化學動力系統包括多孔電極、氣體擴散電極及氫滲透性陽極中的至少 一種，其中將氧及H20中的至少一種供應至所述陰極且將4供應至所述陽極。所述電化學 動力系統可包括氫化陽極及至少一個表面包括氫滲透性陽極的密閉氫儲槽中的至少一種。 所述電化學動力系統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及 并聯中的至少一種方式電連接的電池堆疊單元。在一個實施方式中，所述電化學動力系統 可進一步包括至少一個氣體供應系統，其各自包括與所述電極連接的歧管、氣體管線及氣 體通道。在一個實施方式中，所述電化學動力系統陰極包括以下中的至少一種：毛細管系統 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過渡金屬及合金以及CuCo。供應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，且氫
【主權項】
1. 一種產生電壓和電流及熱能中的至少一種的電化學動力系統，所述電化學動力系統 包含容器，所述容器包含： 至少一個陰極； 至少一個陽極； 至少一個雙極板，和 反應物，在電池工作期間利用單獨的電子流動和離子物質輸送，所述反應物構成分數 氫反應物，所述反應物包含選自以下物質的至少兩種成分： 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；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 種或多種反應物；和 引發原子氫的催化的一種或多種反應物，并且 所述系統還包含電解系統。
2. 如權利要求1所述的電化學動力系統，所述電化學動力系統包括多孔電極、氣體擴 散電極及氫滲透性陽極中的至少一種，其中將氧和H 2O中的至少一種供應至所述陰極并且 將H2供應至所述陽極。
3. 如權利要求2所述的電化學動力系統，所述電化學動力系統包括氫化陽極和至少一 個表面包括氫滲透性陽極的密閉氫儲槽中的至少一種。
4. 如權利要求2所述的電化學動力系統，所述電化學動力系統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和并聯中的至少一種方式電連接的電池的堆疊單 J Li 〇
5. 如權利要求2所述的電化學動力系統，所述電化學動力系統還包括至少一個氣體供 應系統，所述氣體供應系統各自包括與所述電極連接的歧管、氣體管線及氣體通道。
6. 如權利要求2所述的電化學動力系統，其中，所述陰極包括毛細管系統及具有周圍 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. 如權利要求2所述的氫滲透性陽極，其包括以下物質中的至少一種：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過渡金屬及合金和CuCo。
8. 如權利要求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，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。
9. 如權利要求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 效促進原子氫催化形成分數氫的材料。
10. 如權利要求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. 如權利要求1所述的電化學動力系統，其中，所述電解系統間歇性地電解1120以提 供原子氫來源或原子氫并且使所述電池放電，從而使得循環的凈能量平衡獲得增益。
12. 如權利要求1所述的電化學動力系統，其中，所述反應物包含至少一種選自以下物 質的電解質： 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，和 包括作為至少一種陽極腐蝕產物的同離子來源的化合物的至少一種添加劑，其中相應 的同離子效應至少部分地防止所述陽極發生腐蝕。
13. 如權利要求12所述的電化學動力系統，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. 如權利要求12所述的電化學動力系統，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