JPH05505875A

JPH05505875A - 重水素エネルギ蓄積

Info

Publication number: JPH05505875A
Application number: JP91507742A
Authority: JP
Inventors: ドレクスラー，ジェロウム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1993-08-26
Also published as: WO1991015017A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】重水素エネルギ蓄積技術分野この発明はエネルギの他の形式からの変換によって熱エネルギを発生するためのセルに関する。

背景技術課電子またはプロトンまたはミュー中間子のような荷電粒子はフェルミ粒子であり、かつフェルミ・ディラック（Ｆｅｒｍｉ−Ｄｉｒａｃ）統計に従うことが既知である。２つのプロトンのような２つの類似の素荷電粒子は、お互いに反発し合う傾向があるように類似の電荷を存する。さらに、２つの類似のフェルミ粒子はパウリ（Ｐａｕｌｉ）排他原理に従うので、その結果もし粒子が同一の量子数を所有すれば、２の同一の粒子は、たとえ同一の粒子が正味の電荷を何も育さなくても、同時に同一の領域空間を占有しないであろう。

中性子およびプロトンのような、一体となって重水素原子またはイオンの原子核を形成する、原子核における２つのフェルミ粒子の結合は、ポランと呼ばれる他の型の粒子として振る舞い、これはフェルミ・ディラック統計よりはむしろボース・アインシュタイン（Ｂｏｓｅ−Ｅｉｎｓｔｅｉｎ）統計に従う。これは１９８９年４月のアメリカ化学学会（ｔｈｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ）のダラス（Ｄａｌｌａｓ）会議で発表を行なった理論化学者であるケー・バージツタ・ウエイリー（Ｋ、　Ｂｉｒｇｉｔｔａ　Ｗｈａｌｅｙ）によって最近論じられた。

ホース・アインソユタイン統計に従う粒子は、類似のフェルミ粒子かそうする傾向にあるように離れたままでいるよりはむしろ、ある環境下で同一の空間領域に蓄積する傾向にある。このポランの同一の空間領域に蓄積する傾向は、アディソンーウエズレー・カンパニー（Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ　Ｃｏ、）の、エル・ディ・ランダウ（Ｌ、　Ｄ、　Ｌａｎｄａｕ）およびイー・エム・ライフシッツ（Ｅ、　Ｍ、　Ｌｊｆｓｈｉｔｚ）による「スタティスティカル・フィジックス（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ）」の１５９頁に展開されかつ論じられるポランのシステムにおける圧力に対する量子熱力学式（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）によって示される。圧力に対するこの式において、ポランのシステムによって生じた圧力は、同一の濃度および温度でフェルミ粒子でもなければポランでもない粒子のシステムによって生じた圧力より小さい。これはポラン粒子は量子力学的力にその起源を有するあまり大きくない引力をお互いに対して経験することを示す。

ウエイリーは、重水素原子核のような粒子の量子効果特徴のために、２つのかかる原子核の間の自然の反発作用は結晶内部でブロックされることが可能であり、その結果重水素イオンは強いクーロン力および量子力の組合せによって離れて保たれないと推測した。何人かの研究者は、重水素原子核は結晶内部で非常に密接して一体にされるので、重水素原子核は重水素原子核のための通常の流体密度で観察される極微の速度と比べて、高められた速度で融合プロセスで結合し得ると推測する。

幾つかの金属はかかる金属の内部に実質的な量の水素またはその同位元素を容易に受け入れ、かつかかる金属は他の物質のストリームから水素同位元素をフィルタリングするために使用され得ることは既知である。アール・ベンズホーン（Ｒ，Ｐｅｎｚｈｏｒｎｅ）他に１９８８年９月２７日に付与された米国特許第４．７７４．０６５号において、熱いパラジウム膜は００分子からトリチウムおよび重水素をフィルタリングするであろうことか開示される。ベンズホーン他によって開示されたパラジウム膜は融合反応装置から排気ガスをフィルタリングするために使用された。

しかしながら、パラジウムまたはチタニウムのような金属か重水素イオンのための蓄積構造として選択されるところでさえ、これを「アキュムレータ」と呼ぶこととするが、アキュムレータで電子を拾うこれらの重水素イオンは最早ポランとして振る舞わず、かつパラジウムまたはチタン内部または格子内で高い密度蓄積の所望の特徴を表わさないかもしれない。

この発明の目的は、イオンがアキュムレータに接近、またはアキュムレータとして機能を果たす金属の内部に入ったときに、重水素イオンの電子を拾う傾向を抑制する装置を提供することである。

この発明の他の目的は、重水素イオンの、アキュムレータに接近したときに重水素ガスおよび原子によってプロツりされる傾向を抑制することである。

発明の概要これらの目的は、普通の水で発見される水素イオンの大半か水素同位元素重水素のイオンによって置換される重水を第１に含む液体における重水素イオン形成を高める装置によって達成される。この装置はその間にほぼ一定の電圧を有する陽極および陰極を含む。アキュムレータ構造は陽極と陰極との間に置かれる。アキュムレータはその内部に重水素を容易に吸収する金属の表面層を有するか、またはアキュムレータは全体がこの金属から構成され得る。アキュムレータはその上の電荷がそれに入る重水素イオン、ならびにそれと接触する正および負のイオンによって決定されている状態で電気的に浮動している。アキュムレータジオメトリを適切に選択すれば、アキュムレータに接近する重水素イオンの一部はアキュムレータ材料の内部に引き込まれ、かつその中でエネルギの発生に貢献するであろう。

ここでイオン運動を促進する装置は、陰極と陽極とである。

アキュムレータはパラジウムまたはチタンのような重水素吸収材料からなり、かつそれらが陰極に向けて移動するとき重水素イオンを遮る。これらの重水素イオンの一部はそれらが陰極に達する前に重水素吸収アキュムレータ材料によって遮られかつ吸収される。アキュムレータ材料内で、重水素イオンはポランとして作用し、かつ室温融合と呼ばれるプロセスによって融合して熱を発生し得る。

図面の簡単な説明図１はこの発明の一実施例の斜視図である。

図２はこの発明の第２の実施例の斜視切断図である。

図３ａは図２に示された実施例の上面図である。

図３ｂはこの発明の第２の代替の実施例の上面図である。

図４は図１のスクリーン電極で使用される材料のストランドまたはファイバの切断図である。

図５、図６および図７はこの発明の３つの他の実施例の斜視切断図である。

この発明を実行するためのベストモード図１を参照して、一実施例における装置１１は、液体１５を含むコンテナ１３を含み、液体は第１に重水、Ｄ、０またはＤＨＯｌおよび液体の重水素イオン濃度を高めるための少量の１つ以上の塩である。２つの電極１７およびＩ９は液体１５に浸され、お互いから距離をおいて設けられ、かつ第１の電極１７の電気電圧に対して第２の電極１９に負の電気電圧 −ｙ　ｅａを課す静電圧ｊ１２１によって接続される。電極１７および１９はこのように装置１１のための陽極および陰極としてそれぞれ機能を果たす。液体１５のり、０またはＤＨＯ分子は、第１の電極Ｉ７に引っ張られる負に電荷された酸素イオンまたはヒドロキシルイオン、および第２の電極１９に引っ張られる正に電荷された重水素イオンに分解される。アキュムレータ２２は液体１５に浸され、かつ第１および第２の電極１７および１９の間に位置決めされる。アキュムレータ２２は電気的に浮動している。

好ましくは、アキュムレータ２２はコンテナ１３の２つの壁の間に延在するので、その結果アキュムレータはコンテナ液体１５を第１の電極１７を含む第１の部分と、第２の電極１９を含む相互に排他的な第２の部分とに分割する。

図２は図３ａにおいても示される、はぼ同軸の装置構造で使用されるアキュムレータ２３の一例を三次元で例示する。図３ａはアキュムレータ２３が第２の電極Ｉ９を半径方向に取り囲み、かつそれに隣接する代替の実施例を例示し、アキュムレータ２３と第２の電極１９との間の距離はアキュムレータ２３と第１の電極１７との闇の距離より小さい。この実施例において、アキュムレータ２３は再びコンテナ液体１５を２つの部分に分割し、かつ液体１５のほとんどすべての重水素イオンは第２の電極１９に到達するためにアキュムレータ２３を通過しなければならない。

図３ｂにおいて、アキュムレータ２３は第２の電極１９を半径方向に取り囲み、かつ第１の電極１７はアキュムレータを半径方向に取り囲む。陽極および陰極は管状であってもよいし、または螺旋であってもよい。アキュムレータ２３は図１および図２に例示されるようにメツシュの形式であってもよいし、または螺旋もしくはリスカゴの形式であってもよい。

重水素イオンは重水の電解質に関連してイオン化によって発生され、それはり、ＯまたはＤＨＯの形式で存在する高い濃度の重水素原子を有する。図１および図３の２つのｔｔｆｊ１７および１９は、１ないし１００ボルトの範囲の近似の電圧差Ｖ、。＝−■、、が陰極Ｉ９と陽極１７との闇の液体１５内に印加された状態で、従来の設計および材料であってもよい。

アキュムレータ２３は図４に例示されるように選択された厚さの表面層２７を存し、表面層はパラジウム、チタン、チタン−鉄、マグネシウム、マグネシウム− ニッケル、バナジウムまたはランタン−ペンタニッケルのような金属から構成される。アキュムレータ材料は前述の材料の１つ以上から全体的に構成されてもよいし、または銅、銀、白金アルミニウムもしくは鉄のような材料から構成される電気的に導通のコア２８を取り囲むかかる材料の表面層を有してもよい。

図５の平面図に示されるこの発明の他の実施例において、陽極３１および陰極３３はコンテナ３７に含まれる重水素含有量の多い液体３５に浸される。前のように、液体３５もまた重水分子のＤ”イオンおよび０−−またはＯＨ−またはＯＤ −イオンへの分離およびイオン化を促進するために電解質または塩を含む。陰極３３は陽極３１と、液体３５にやはり浸されるアキュムレータ３９との間に位置決めされ、アキュムレータは陰極に接近して位置決めされる。

静電圧源４１は前のように陽極３１と陰極３３との間に接続され、かつアキュムレータは重水素透過材料を含み、電気的に浮動である。陰極３３は固体アキュムレータを半径方向に取り囲む格子のようなまたはメツシュのような本体であり、かつ陽極３１は図５に示されるように陰極を半径方向に取り囲んでもよいし、または図６に示されるように陰極から離れて設けられ、陰極を取り囲まなくてもよい。

図７の平面図に示されるこの発明の他の実施例において、陽極５１および陰極５３は電解質を含む重水素含有量の多い液体５５に浸され、液体はコンテナ５７に含まれる。コンテナ５７は重水素アキュムレータとして機能を果たし、かつ重水素透過材料を含む。静電圧源５９は陽極５１と陰極５３との間に接続され、陰極は半径方向に陽極を取り囲み、コンテナ５７は半径方向に陰極を取り囲み、かつ陰極に接近して位置決めされる。

レイリー（Ｒｅｉｌｌｙ）およびサンドロ７り（５ａｎｄｒｏｃｋ）はサンエンティフィック・アメリカン（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ）の（１９８０年２月）頁１１９−１３０の「金属水素化物における水素貯蔵（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｓｔｏｒａｇｅ　ｉｎ　Ｍｅｔａｌ　Ｈｙｄｒｉｄ＋１！Ｓ）　Ｊで、水素およびその同位元素のための貯蔵媒体としての金属水素化物の用途を論じた。これらの著者はスクリーンの表面層のための上述のような材料は、１００気圧で維持される同体積の液体水素または気体水素より高い水素貯蔵または受入れ容量を有することを認めた。理論上では、＋２および＋４の特性原子価を有するパラジウムは、存在するパラジウム原子の数の２ないし４倍の重水素原子またはイオンを受入れかつ貯蔵可能である。しかしながら、存在する重水素原子またはイオンの最大数の存在するパラジウム原子の数に対するより現実的な割合は約０．６であるかもしれない。固体パラジウムの数値密度は約６．７５Ｘ１０”Ｐｄ原子ｃｍ−”であるので、その結果Ｐｄベースの格子に結合される重水素原子の現実可能な平均密度は約４Ｘ　ｌ　Ｏ”Ｄ原子またはイオンｃｍ−’であり得る。格子内のこの重水素の密度は実質的な重水素融合反応および余分なエネルギを発生する可能性を有する。

ネイチｔ−（Ｎａｔｕｒｅ）　（１９８９年）の「凝縮された物質の室温核融合の観察（Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏ１ｄ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｆｕｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ　Ｍａｔｔｅｒ）　Ｊにおいて、ジョーンズ（Ｊ。

ｎｅｓ）他は、金属チタンまたはパラジウム電極の重水素−重水素融合から生じる中性子の検出について報告している。

これらの研究者は、電解質として１６０グラムの重水素酸化物り、Ｏプラス金属塩Ｆｅ５Ｏａ　、７Ｈ！　Ｏ，ＮｔＣｌｘ　、６Ｈｔ　Ｏ，ＰｄＣ１ｔ　、ＣａＣＯ５、Ｌｔ＊　、ＳＯ４。

Ｈ２Ｏ，ＮａＳＯ４，１０Ｈ＊　Ｏ，ＣａＨａ　（Ｐｏ４）＊　。

Ｈｌｏ、ＴｉＯ３Ｏ４，Ｈｚ　ＳＯａ　、８Ｈ！　０（７）各々ノ０゜２グラムの混合物を使用した。電解質のｐＨはＨＮＯｆｆを加えることによって３．０より小さく調節された。電気分析か始まった後、酸素気泡が陽極で即座に形成することが観察された。しかしながら、水素または重水素気泡は何分もの電気分析の後で初めて負の電極（ＰｄまたはＴｉ）で形成することか観察され、これは初めにこの電極への重水素の急速な吸収かあったことを示している。しかしなから、負の電極の表面に隣接する密度吸収粒子は増加するので、重水素のさらなる吸収の速度は減少し、かつますます多くの重水素イオンか負の電極の外側に蓄積するであろう。他の中でとりわけ、これは負の電極の有効性を低減し、電解質内の電解作用を促進するであろう。負の電極に隣接する重水素イオンの蓄積はまたこれらの重水素イオンの多くか電子を拾うことを許容し、ゆえに負の電極材料の内部でポランとして振る舞わない重水素原子になるであろう。これはさらに重水素粒子の電極材料の内部で蓄積する傾向を低減するであろう。

図１１図２、図３、図５、図６および図７で開示されたこの発明は、正および負の電極によって電解質作用を促進するステップを、重水素を容易に受入れかつ貯蔵するアキュムレータ材料の内部で重水素粒子を蓄積するステップから物理的に切り離す。先行技術におけるように陰極に蓄積した重水素イオンによって拾われる自由電子の傾向は、電気的に浮動でありかつ自由電子の源に接続されないアキュムレータと呼ばれる異なった構造で重水素イオンを集めることによってそれほど重要でなくなる。この配列はより多くの重水素イオンかポランの特性を有する重水素イオンとしてアキュムレータの重水素吸収材料に入ることを許容する。

ＦＩＧ、−２ＦＩＧ、−３ＡＦＩＧ、−５要約書重水の電解質イオン化を促進して、それによって電界によって加速され、かつアキュムレータの内部に集められる重水素イオンを発生するための方法および装置（１１）である。距離をおいて設けられた負および正の電極（それぞれ１７および１９）は、それらの間にほぼ一定の電圧か印加された状態で液体（１５）に浸される。イオンアキュムレータ（２２，２３）は実質的に負の電極を取り囲み、それを通してイオンが流れ得るアキュムレータ材料として形成され、かつその表面で重水素を容易に吸収する金属を有する。アキュムレータ材料は他の態様では負の電極に流れるであろう重水素イオンの一部を吸収可能である。アキュムレータ材料に吸収された重水素イオンはその中の室温融合によって熱エネルギを発生し得る。

国際調査報告１ｍｆｉ＃Ｉｍ＋ｎｌＡ＋＋ｔ’ｃ＃ａ＋＋”４Ｂ、ＰＣＩ／じＳＯｆ、’ｔ’ １６０７−一申１Ａｅｅｋｅ綽錘ＩＩｓ、Ｋ丁１０５９１１０１６０７

Claims

【特許請求の範囲】

１．重水の電解質イオン化、電界による結果として生じる重水素イオンの加速、および重水素融合を容易にするための重水素吸収材料におけるイオンの収集によってエネルギを発生するための装置であって、第１に液体重水および電解質を含むコンテナと、液体に浸された第１の電極と、液体に浸され、かつ第１の電極から距離をおいて設けられた第２の電極と、第１および第２の電極の間に接続され、第２の電極が第１の電極より低い電圧を有するように２つの電極の間にほぼ一定の電圧差を供給するための電圧源と、さらにその表面に重水素吸収金属を有し、２つの電極の間の位置で電解質に浸されかつ２つの電極の間に距離をおいて設けられるアキュムレータとを含む、装置。
２．前記重水素吸収金属はパラジウム、チタン、鉄−チタン、マグネシウム、マグネシウムーニッケル、バナジウムおよびランタン−ペンタニッケルの材料からなるクラスから引き出される、請求項１に記載の装置。
３．前記アキュムレータは前記第２の電極を半径方向に取り囲む、請求項１に記載の装置。
４．前記アキュムレータは銅、銀、白金、アルミニウムおよび鉄からなる材料のクラスから引き出される電気的導体である電気的に導通コアを有し、導通コアはその表面が前記重水素吸収金属によって覆われる、請求項１に記載の装置。
５．前記アキュムレータは前記液体の電気導電性による場合を除いては、第１または第２の電極に電気的に接続されない、請求項１に記載の装置。
６．重水の電解質イオン化、電界による結果として生じる重水素イオンの加速、および重水素融合を容易にするための重水素吸収材料におけるイオンの収集によってエネルギを発生するための装置であって、第１に液体重水および電解質を含むコンテナと、液体に浸された第１の電極と、その表面に重水素吸収金属を有し、かつ液体に浸されたアキュムレータと、液体に浸され、第１の電極およびアキュムレータから距離をおいて設けられかつそれらの間にある第２の電極と、第１および第２の電極の間に接続され、第２の電極が第１の電極より低い電圧を有するように２つの電極の間にほぼ一定の電圧差を供給するための電圧源とを含む、装置。
７．前記重水素吸収金属はチタン、鉄−チタン、マグネシウム、マグネシウムーニッケル、パラジウム、バナジウムおよびランタン−ペンタニッケルの材料からなるクラスから引き出される、請求項６に記載の装置。
８．前記第２の電極は半径方向に前記アキュムレータを取り囲む、請求項６に記載の装置。
９．前記第１の電極は前記第２の電極を半径方向に取り囲む、請求項８に記載の装置。
１０．重水の電解質イオン化、電界による結果として生じる重水素イオンの加速、および重水素融合を容易にするための重水素吸収材料におけるイオンの収集によってエネルギを発生するための方法であって、第１に液体重水を含むコンテナを与えるステップと、重水成分をイオン化するために電解質を与えるステップと、距離をおいて設けられかつ液体に浸された２つの電極を与えるステップと、第２の電極が第１の電極に対して電圧差を有するように第１および第２の電極に接続された電圧源を与えるステップと、前記電極の間に、重水素吸収材料を含み、２つの電極の間の位置で液体に浸され、かつ前記液体の導電性による場合を除いては２つの電極のいずれにも電気的に接続されないアキュムレータを与えるステップとを含む、方法。