RS61420B1 - Energetska jedinica sa bezbednim i stabilnim skladištenjem vodonika - Google Patents

Description

Opis

POZIV NA ODGOVARAJUĆU DRUGU PRIJAVU

[0001] Predmetna prijava zahteva korišćenje i prioritet US privremene prijave patenta sa rednim brojem 61/447,571 koja je podneta 28. februara 2011. pod nazivom ENERGETSKA JEDINICA SA BEZBEDNIM I STABILNIM SKLADIŠTENJEM VODONIKA.

STANJE TEHNIKE

Oblast tehnike

[0002] Predmetni pronalazak se generalno odnosi na energiju, a preciznije, na izvor napajanja koji može da obezbedi elektricitet na udaljenim lokacijama. Predmetna prijava se naročito odnosi na energetsku jedinicu koja obezbeđuje bezbedno i stabilno skladištenje vodonika za primenu u dobijanju elektriciteta.

Opis stanja tehnike

[0003] Proizvodnja elektriciteta od vodonika je poznata. Kod poznatih primena, za proizvodnju izvora vodonika od vode se koristi elektrolizer. Kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, vodonik i kiseonik se proizvode elektrolizom vode. Reakcija elektrolize vode se odvija kada se dovede dovoljno energije za kidanje veze kiseonikavodonika u vodi.

[0004] Kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, elektroliza obuhvata elektrohemijski proces koji uključuje dekompoziciju elektrolita. U toku elektrolize dolazi do dekompozicije elektrolita, na primer, kada se dovede eksterni jednosmerni napon na dve elektrode, tj. na anodu i katodu, koje su u kontaktu sa elektrolitom. Napon koji je jednak ili veći od granične vrednosti, koja zavisi od specifičnog elektrolita, izaziva dekompoziciju elektrolita i kidanje vodonikovih veza u vodi. Minimalni napon koji je neophodan za dekompoziciju elektrolita se naziva "napon dekompozicije". Voda takođe može biti elektrolizirana primenom drugih procesa, kao što je, na primer, proces fotosinteze.

[0005] Pored toga i kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, neki elektrolizeri sa protonsko-izmenjivačkom membranom (engl. proton exchange-membrane, skr. "PEM") omogućavaju proizvodnju vodonika i kiseonika putem elektrolize vode. PEM elektrolizeri sadrže materijal elektrolita, koji sadrži polimernu membranu koja provodi protone. Kada se membrana ovlaži, sulfonska kiselina koja je vezana za nju se odvaja i membrana postaje kisela i provodna za protone. Protoni, tj. pozitivno naelektrisani joni vodonika, prolaze kroz membranu, dok anjoni, tj. negativno naelektrisani joni, ne prolaze kroz membranu.

[0006] Shodno tome i kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, PEM elektrolizeri razdvajaju čistu vodu na vodonik i kiseonik kada se jednosmerni napon dovede na elektrode (tj. katodu i anodu) snabdevene PEM elektrolizerima. Kada jednosmerni napon pređe napon dekompozicije, onda elektrolizer razdvaja čistu vodu na vodonik i kiseonik. Poznate su i druge tehnike za razdvajanje vode na vodonik i kiseonik. Takođe i kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, tehnologija gorivnih ćelija omogućava korišćenje vodonika kao goriva za proizvodnju elektriciteta. Na primer, vodonik koji se sakupi pri funkcionisanju PEM elektrolizera se koristi u gorivnim ćelijama. Pored toga, nekoliko pojedinačnih gorivnih ćelija se može kombinovati u jedinicu, koja se u odgovarajućoj oblasti naziva "stek (tj. red) gorivnih ćelija". Stek gorivnih ćelija je poželjan za ostvarivanje značajnog izlaznog napona i/ili struje. Shodno tome, da bi se ostvarili značajni izlazni naponi, nekoliko pojedinačnih gorivnih ćelija mora biti kombinovano u jedinicu koja se naziva stek gorivnih ćelija.

[0007] Susedne gorivne ćelije mogu biti povezane pomoću separatora, koji može biti izveden kao ploča. Ploča može da radi tako da obezbedi električne veze između odgovarajućih gorivnih ćelija. Takođe, ploče mogu obezbediti transport gasa prema odgovarajućim gorivnim ćelijama i od njih. Dalje, toplota koju proizvedu odgovarajuće gorivne ćelije može biti oslobođena pomoću separatorske ploče. Pored toga, susedne ćelije mogu biti zatvorene pomoću separatorske ploče, čime se sprečava curenje goriva i oksidansa.

[0008] U nekim poznatim primerima izvođenja, ploče su pričvršćene na krajevima steka gorivnih ćelija. Ploče mogu da rade tako da električno povezuju jedno ili više eksternih kola i takođe mogu obezbediti veze za strujanje gasa. Usled proizvodnje toplote, jedan ili više gorivnih stekova dalje mogu biti snabdeveni hlađenjem, uključujući ono pomoću vazduha ili vode.

[0009] U poznatim gorivnim ćelijama na bazi vodonika, proizvodnja elektriciteta se odvija kao funkcija atoma vodonika koji dolaze u kontakt sa pločom, koja efektivno uzima elektrone iz atoma vodonika i proizvodi slobodne elektrone. Vodonik u prirodi generalno postoji u vidu molekula di-vodonika (H2). Svaka dva molekula di-vodonika (2H2) sadrže 4 protona vodonika i 4 slobodna elektrona sa potencijalnom energijom (4H+ 4e-). Dalje i kao što je poznato, atome kiseonika privlače pozitivno naelektrisani protoni vodonika (4H<+>) zbog usamljenog para elektrona na spoljašnjoj ljusci kiseonika. Kiseonik u prirodi postoji u vidu molekula di-kiseonika (O2). Atomi kiseonika se vezuju sa protonima vodonika, čime se proizvode atomi vode i ostaju slobodni elektroni, čime se generiše elektricitet (4H<+>+ 4e<->+ O<2>-> 4H++ O2 4e- -> 2H2O 4e-). Takođe su poznate druge tehnike za obezbeđivanje elektriciteta korišćenjem vodonika.

[0010] Takođe, u poznatim primerima izvođenja odgovarajući broj pojedinačnih gorivnih ćelija određuje specifični izlazni napon. Ćelije su električno povezane redno, tako da dodavanje ili oduzimanje goriva povećava ili smanjuje izlazni napon, respektivno. Kao što je poznato, ukupni izlazni napon je određen sumom izlaznih napona svake gorivne ćelije.

[0011] Dalje, poznato je skladištenje vodonika kao metal hidrida, na primer, u kristalnoj rešetki izvesnih metala ili legura metala.

Na primer, objavljene prijave patenata US 2009/208792 A1 ili US 2004/224193 A1 opisuju skladištenje vodonika u metal hidridu.

Kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, odvija se egzotermna reakcija (koja proizvodi toplotu) kada se vodonik vezuje za metal (ili leguru) da bi formirao metal hidrid i skladišti se vodonik. Pod dejstvom toplote na metal hidrid može se osloboditi vodonik i posle toga upotrebiti u gorivnoj ćeliji. Alternativno tome, vodonik se može osloboditi iz metal hidrida korišćenjem negativnog vazdušnog pritiska ili primenom male električne struje.

[0012] Skladištenje vodonika kao metal hidrida bi bilo poželjan način za čuvanje vodonika, pošto se veruje da je bezbednije i lakše za rukovanje. Dalje, mala zapremina metal hidrida može raditi tako da čuva značajnu količinu vodonika i dovoljna je da obezbedi značajnu količinu goriva za proizvodnju elektriciteta. Međutim, poznati nedostatak skladištenja u metal hidridu za proizvodnju elektriciteta je taj što je gustina uskladištene energije po masi mala i zbog toga su skladišni rezervoari veoma teški. Dalje, skladištenje vodonika u metal hidridima generalno takođe zahteva visoke pritiske koji deluju na atome vodonika u kristalnoj strukturi metala. Relativno niži pritisak je neophodan za zadržavanje vodonika u metal hidridu, obično 450-800 psi, međutim, čak i ovaj relativno mali skladišni pritisak je previše visok da bi se smatrao bezbednim. Shodno tome, rad pod visokim pritiskom dovodi do istih bezbednosnih problema koji su razmotreni gore u vezi skladištenja gasa vodonika pod visokim pritiskom.

[0013] Shodno tome, bilo bi poželjno da se realizuje energetska jedinica kojom se izbegavaju gornji problemi povezani sa radom pod visokim pritiscima, bezbednošću, efikasnosti i drugim problemima.

SUŠTINA PRONALASKA

[0014] Pronalazak je definisan nezavisnim zahtevom. Poželjni primeri izvođenja su definisani u zavisnim zahtevima.

[0015] U poželjnom primeru izvođenja, opisana je energetska jedinica koja skladišti vodu i vodonik. Energetska jedinica sadrži električni izvor, koji može biti ugrađen u materijal same jedinice, ako je poželjno, koja obezbeđuje elektricitet za rad u prvom radnom režimu za proizvodnju vodonika od vode. Ovaj vodonik se bezbedno i stabilno čuva u čvrstom obliku u energetskoj jedinici u drugom radnom režimu. U trećem radnom režimu vodonik se koristi za dobijanje elektriciteta.

[0016] Energetska jedinica prema primeru izvođenja predmetnog pronalaska sadrži kućište, izvor napajanja koji je montiran u ili na kućištu i konfigurisan je za obezbeđivanje elektriciteta, komoru za fluid u kućištu koja je konfigurisana za držanje zapremine fluida, elektrolitički element u kućištu koji je električno povezan sa izvorom napajanja i nalazi se u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid, pri čemu je elektrolitička komora konfigurisana i može raditi tako da razlaže fluid i da obezbeđuje gas vodonik, element za skladištenje vodonika u kućištu koji je povezan sa elektrolitičkim elementom i konfigurisan je za čuvanje vodonika u čvrstom obliku, i gorivnu ćeliju u kućištu koja je povezana sa elementom za skladištenje vodonika i može da radi tako da generiše elektricitet korišćenjem bar vodonika dovedenog iz elementa za skladištenje vodonika.

[0017] Energetski sistem prema primeru izvođenja predmetnog pronalaska sadrži mnoštvo energetskih jedinica, pri čemu svaka energetska jedinica sadrži kućište, izvor napajanja koji je montiran u ili na kućištu i konfigurisan je za obezbeđivanje elektriciteta, komoru za fluid u kućištu koja je konfigurisana za držanje zapremine fluida, elektrolitički element u kućištu koji je električno povezan sa izvorom napajanja i nalazi se u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid, elektrolitičku komoru koja je konfigurisana i može da radi tako da razlaže fluid i da obezbeđuje gas vodonik, element za skladištenje vodonika u kućištu koji je povezan sa elektrolitičkim elementom i konfigurisan je za čuvanje vodonika u čvrstom obliku; i gorivnu ćeliju u kućištu, koja je povezana sa elementom za skladištenje vodonika i može da radi tako da generiše elektricitet korišćenjem bar vodonika dovedenog iz elementa za skladištenje vodonika. Svaka energetska jedinica je povezana sa najmanje jednom drugom energetskom jedinicom tako da mnoštvo energetskih jedinica radi zajedno da bi obezbedilo elektricitet željenog napona ili struje.

[0018] Druge karakteristike i prednosti će postati jasne na osnovu sledećeg opisa koji se poziva na priložene slike nacrta.

KRATKI OPIS SLIKA NACRTA

[0019] Za svrhe ilustracije na nacrtu je prikazan oblik koji je trenutno poželjan, međutim, podrazumeva se da pronalazak nije precizno ograničen na prikazane sklopove i instrumentaciju. Karakteristike i prednosti ovog otkrivanja će postati jasni na osnovu sledećeg opisa koji se odnosi na priloženi nacrt, na kome:

Slika 1 je aksonometrijski izgled spreda i odozgo energetske jedinice prema jednom primeru izvođenja predmetne prijave;

Slika 2 je aksonometrijski izgled otpozadi i odozdo energetske ćelije sa slike 1;

Slika 3 je izgled preseka energetske ćelije koja je prikazana na slici 2;

Slika 4 je detaljniji izgled komponente za čuvanje vodonika energetske ćelije prikazane na slikama 1-3;

Slika 5 je izgled preseka komponente za čuvanje vodonika prikazane na slici 4;

Slika 6 je detaljniji izgled strukture konusne udarne glave koja je sadržana u komponenti za čuvanje vodonika sa slika 4-5; i

Slika 7 prikazuje detaljniji izgled uređaja za sušenje energetske ćelije prema jednom primeru izvođenja predmetne prijave.

DETALJNI OPIS PRIMERA IZVOĐENJA

[0020] Prema različitim primerima izvođenja koji su ovde opisani i ilustrovani, realizovan je prenosni i izuzetno trajni izvor energije koji funkcioniše nezavisno da bi, na primer, proizveo elektricitet. Sa pozivom na slike nacrta, na kojima se slične pozivne oznake odnose na slične elemente, na slici 1 je prikazan izgled spreda i odozgo izvora energije u obliku energetske jedinice 10. Slika 2 prikazuje izgled otpozadi i odozdo energetske jedinice, dok slika 3 prikazuje izgled njenog preseka. U ovde prikazanim i opisanim primerima, vodonik je poželjno gorivo koje koristi energetska jedinica 10 da bi obezbedila elektricitet. Ovde je, međutim, predviđeno da se mogu koristiti alternativne hemikalije i/ili elementi kao gorivo za elektricitet.

Shodno tome, energetska jedinica 10 prema predmetnoj prijavi nije ograničena na korišćenje sa vodom. Mada će vodonik biti korišćen za transport elektrona, međutim, metod elektrolize može varirati. Na primer, izvor elektrona, koji je voda kao što je opisano gore, alternativno tome, može biti gorivo.

[0021] U poželjnom primeru izvođenja, energetska jedinica 10 je izvedena u obliku pravougaone cigle, kao što je prikazano na slici 1, na primer. Predviđen je spoljašnji ram 8 u kome su predviđene komponenta 20 za skladištenje vodonika, komponenta 30 za elektrolizu i komponenta 40 gorivnih ćelija. Kao što je prikazano, bočni paneli 11, koji su pričvršćeni za ram 8, prvenstveno su napravljeni od prozirnog, providnog ili delimično providnog materijala, kao što je LUCIT (engl. LUCITE), na primer. Pravougaoni oblik je poželjan, međutim, mogu se koristiti alternativni oblici, uključujući ali bez ograničavanja na trouglove, sfere, konuse, cilindre i piramide. Energetska jedinica 10 je prvenstveno konfigurisana i strukturisana tako da se mnoštvo jedinica može naslagati ili međusobno kombinovati na neki drugi način, fizički i/ili funkcionalno. Zaista, mnoštvo energetskih jedinica 10 može biti međusobno naslagano i uključeno u strukturu kao što je zid ili zgrada.

[0022] Pored toga, pojedinačne jedinice 10 mogu biti naslagane i međusobno povezane da bi se stvorio veći i snažniji izvor energije. Jedinice mogu biti povezane paralelno, na primer, da bi se dobio veći napon, ili redno, da bi se generalno dobila veća jačina struje. Međusobno povezivanje može biti ostvareno jednostavnim uparivanjem dve jedinice 10 zajedno. U jednom primeru izvođenja, predviđeni su klinovi 12 na jednom kraju jedinice 10 i utični delovi 14 (vidi slike 1-2) za prihvat klinova 12 sa druge jedinice na drugom kraju jedinica 10. Komponenta 40 gorivnih ćelija prvenstveno sadrži mnoštvo gorivnih ćelija u obliku gorivnog steka, kao što je razmotreno gore.

[0023] Energetska jedinica 10 takođe sadrži komoru 50 za vodu koja je konfigurisana i može da radi tako da drži zapreminu vode ili drugog fluida. U poželjnom primeru izvođenja, jedinica 10 drži približno 1,1 litara vode, ukupno. Međutim, treba naglasiti da energetska jedinica 10 može biti povećana ili smanjena u zavisnosti od primene i da može biti smešteno više ili manje vode, po želji.

[0024] Ova zapremina vode se koristi od strane komponente 30 za elektrolizu da bi se obezbedilo dovođenje vodonika. Komponenta 30 za elektrolizu sadrži ili je povezana sa izvorom napona 60 koji obezbeđuje dovoljnu struju komponenti 30 za elektrolizu da bi razdvajala vodu na gas vodonik i gas kiseonik.

[0025] U poželjnom primeru izvođenja, izvor napona 60 je solarno pogonjeni izvor napona. Shodno tome, sunčeva svetlost se pretvara u elektricitet, na primer, korišćenjem fotonaponske ćelije (nije prikazana). U poželjnom primeru izvođenja, izvor napona 60 sadrži solarne ćelije sa mono-kristalnom silikom, koje su predviđene na stranama jedinice 10. U jednom primeru izvođenja, solarne ćelije mogu biti impregnirane u panelima 11, na primer, kao što je prikazano na slici 1. Tehnologija solarne energije koja koristi solarne ćelije ili solarne fotonaponske nizove prvenstveno je predviđena za pretvaranje sunčeve energije u elektricitet. Elektricitet koji se proizvede od sunčeve svetlosti koristi PEM (ili neki drugi) elektrolizer u okviru komponente 30 za elektrolizu za izdvajanje vodonika iz čiste vode ili iz drugih izvora. Mada je poželjno da voda bude čista, to nije neophodno sve dok voda ne sadrži rastvorene čvrste materije. Zbog toga se gas vodonik proizvodi od čiste vode kao funkcija elektrolize. Vodonik se kasnije pretvara u elektricitet, na primer, korišćenjem jedne ili više gorivnih ćelija u komponenti 40 gorivnih ćelija, u kojima se vodonik rekombinuje sa kiseonikom da bi se proizveo elektricitet. Ako je poželjno, kiseonik koji je izdvojen iz vode takođe može biti sakupljen i korišćen od strane komponente 40 gorivnih ćelija, na primer, za dobijanje elektriciteta ili za bilo koju drugu željenu primenu. Na primer, u poželjnom primeru izvođenja, izdvojeni kiseonik se može koristiti za prečišćavanje vode. Kiseonik se može koristiti za ubijanje bakterija, na primer, radi prečišćavanja vode za piće. Kiseonik se takođe može koristiti za medicinske svrhe, na primer, kao dodatni kiseonik za disanje. Kiseonik se takođe može koristiti za sterilizaciju drugih artikala, kao što su instrumenti za kuvanje ili medicinski instrumenti, na primer. Kiseonik se takođe može koristiti kao pomoć za prečišćavanje vazduha. Mada se elektricitet dobijen solarnom energijom korišćenjem izvora napona 60 prvenstveno koristi za elektrolizu, on se jednostavno takođe može koristiti za dobijanje električne energije za druge uređaje.

[0026] Shodno tome, u prvom radnom režimu, energetska jedinica 10 radi tako što sakuplja vodonik za konačno pretvaranje u elektricitet korišćenjem komponente 30 za elektrolizu. U poželjnom primeru izvođenja, jedinica 10 ne radi tako što u isto vreme sakuplja vodonik i obezbeđuje elektricitet. To znači da jedinica 10 radi u samo jednom radnom režimu u jednom trenutku.

[0027] Pošto se generiše gas vodonik, on se prvenstveno skladišti u drugom radnom režimu. Skladištenje vodonika može biti težak zadatak imajući u vidu inherentne opasnosti od čuvanja bilo koje velike količine zapaljivog gasa pod pritiskom. Međutim, jedna od prednosti ostvarenih energetskom jedinicom 10 iz predmetne prijave je ta što se vodonik čuva u čvrstom obliku bezbedno i stabilno, kao što je detaljno objašnjeno u nastavku. Mada se vodonik generalno čuva da bi se obezbedio elektricitet, vodonik se takođe može koristiti i za druge svrhe. Na primer, vodonik se može koristiti kao gorivo za kuvanje ili za grejanje, ako je poželjno. Dalje, vodonik se može koristiti direktno, pre skladištenja, ako je poželjno. U jednom primeru izvođenja, vodonik koji se dobija korišćenjem komponente 30 za elektrolizu se propušta kroz uređaj 70 za sušenje. Slika 7 prikazuje uređaj 70 čiji gornji poklopac je sakriven. Uređaj 70 za sušenje sadrži vodeni stub kroz koji prolazi izdvojeni gas vodonik iz uređaja 30 za elektrolizu. Voda može biti obezbeđena preko mlaznice 75, na primer. Vodonik može biti obezbeđen preko mlaznice 74 na dnu uređaja 70, na primer. Barbotiranjem gasa vodonika kroz vodeni stub u uređaju 70 za sušenje se odstranjuje vlaga iz vodonika. To znači da će bilo kakva vodena para sadržana u gasu vodoniku težiti da se veže za molekule vode dok gas barbotira kroz vodu u uređaju 70 za sušenje. Pored toga, membrana 72, koja je predviđena na vrhu uređaja 70 i napravljena je od materijala koji omogućava da vodonik prolazi kroz nju, sprečava, međutim, da vodena para prođe kroz nju. Shodno tome, gas vodonik koji se izdvaja tokom vremena prolazi kroz uređaj 70 za sušenje i ima veoma mali procenat vodene pare i, shodno tome, može se smatrati "suvim". Pored toga, takođe može da bude uključen desikantni materijal da bi pomogao u sušenju vodonika. Takav suvi vodonik je lakše čuvati u čvrstom obliku. Vodonik prvenstveno napušta uređaj 70 preko mlaznice 76.

[0028] U jednom primeru izvođenja, uređaj 70 za sušenje može sadržati aerator kroz koji gas vodonik prolazi pre nego što bude uskladišten. Aerator je napravljen od ili sadrži cinkov katalizator koji odstranjuje bilo kakav gas kiseonik koji može biti sadržan u gasu vodoniku. Aerator može biti uključen u uređaj 70 ili izvan uređaja 70, između uređaja i uređaja 20 za skladištenje vodonika. Čisti vodonik je lakše čuvati u čvrstom obliku od vodonika koji sadrži nešto kiseonika koji je pomešan sa njim. Aerator služi za eliminaciju bilo kakvog zaostalog kiseonika iz vodonika.

[0029] Slika 4 prikazuje detaljniji izgled komponente 20 za skladištenje vodonika koja je prvenstveno predviđena u energetskoj jedinici 10. U stvari, kao što se može videti na slikama 1-3, prvenstveno postoje dve komponente 20 za skladištenje vodonika koje su predviđene u jedinici 10. Međutim, mogu se koristiti dodatne ili manji broj komponenata 20 za skladištenje vodonika.

[0030] Slika 5 prikazuje izgled preseka ilustrativnog primera izvođenja komponente 20 za skladištenje vodonika. U poželjnom primeru izvođenja, predviđen je spoljašnji cilindrični omotač 21 oko spoljašnjeg obima komponente 20. Spoljašnja obloga 22, koja je napravljena od nešto krućeg materijala, predviđena je unutar spoljašnjeg omotača 21. Metal hidridni materijal 23 je predviđen unutar spoljašnje obloge 22. Metal hidridni materijal 23 je čvrsti materijal koji apsorbuje gas vodonik da bi obezbedio bezbedno i stabilno skladištenje. Unutrašnja obloga 24 je predviđena na unutrašnjoj površini metal hidridnog materijala 23. Materijal unutrašnje obloge 24 je konfigurisan i strukturisan tako da bude fleksibilan i da omogući da gas vodonik slobodno prolazi u metal hidrid 23. Vodonični međuprostor 25 je predviđen između unutrašnje obloge 24, a konusno oblikovana udarna glava 26 je montirana u centru komponente 20. Udarna glava ima centralnu osu H, koja je u suštini poravnata sa centralnom osom komponente 20. Solenoid 27 je povezan sa udarnom glavom 26 preko aktuatora 27a, koji se može pomerati naviše i naniže željenom frekvencijom. Shodno tome, udarna glava 26 se pomera naviše i naniže istom željenom frekvencijom. Međuprostor 25 se popunjava gasom vodonikom koji obezbeđuje komponenta 30 za elektrolizu i ulazi u komponentu 20 preko mlaznice 29, na primer. U poželjnom primeru izvođenja, na mestima za ulaz i izlaz vodonika mogu biti predviđeni nepovratni ventili da bi se izbegao povratni pritisak i da bi se sprečilo da vazduh bude povučen u komoru. Male varijacije pritiska koje obezbeđuje solenoid potpomažu potiskivanje vodonika u hidride u toku hoda kompresije i izbegavanje formiranja vakuuma usisavanjem vazduha u komoru u toku hoda oslobađanja.

[0031] Pomeranje solenoida 27 i udarne glave 26 pričvršćene za njega obezbeđuje dve prednosti. Prvo, frekvencija kojom se solenoid 27 pomera se podešava tako da je ona rezonantna sa frekvencijom metal hidridnog materijala 23. Ova frekvencija će varirati u zavisnosti od specifičnog materijala i obezbeđene relativne količine. Međutim, rezonantni odnos rezultuje vibracijama u kristalnoj rešetki metal hidrida 23. Rezonantne vibracije povećavaju mogućnost ili broj šansi da se vodonik zakači za rešetku. Kao rezultat ovoga, vodonik se lakše uklapa u rešetku bez potrebe za primenom visokog pritiska. Pomeranje udarne glave 26 takođe fizički potiskuje vodonik koji se nalazi u međuprostoru 25 prema metal hidridnom materijalu 23. To znači da udarna sila pokretne udarne glave 26 iznova potiskuje vodonik u olabavljenu kristalnu strukturu metal hidrida 23. Rezultat je apsorpcija vodonika u metal hidridu 23 pod niskim pritiskom. Kao što je gore navedeno, unutrašnja obloga 24 je napravljena od materijala koji omogućava da vodonik lako prolazi kroz nju i ide

1

u metal hidridni materijal 23. Ovaj materijal je takođe fleksibilan da bi prihvatio povećanu zapreminu materijala 23 posle njegove apsorpcije vodonika.

[0032] Na ovaj način, velika zapremina vodonika može biti bezbedno čuvana u čvrstom obliku u metal hidridnom materijalu 23. Pored toga, kao što je gore navedeno, generalno je lakše uskladištiti "suvi" vodonik u čvrstom obliku. Shodno tome, suvi vodonik koji je obezbeđen u energetskoj jedinici 10 generalno je lakše uskladištiti u čvrstom obliku. Nijedan drugi izvor napajanja na bazi vodonika ne obezbeđuje ove jedinstvene karakteristike koje omogućavaju bezbedno i stabilno skladištenje vodonika u čvrstom obliku ili skladištenje u čvrstom stanju na niskim pritiscima.

[0033] Mada predmetna prijava opisuje korišćenje solenoida 27 za obezbeđivanje pomeranja udarne glave 26, mogu se primeniti i druge alternative. Na primer, može se koristiti piezoelektrični materijal umesto solenoida 27. Takvi materijali obezbeđuju veoma visoku frekvenciju vibracija pri dejstvu napona, a obično u opsegu od 50-20.000Hz. Međutim, amplituda pomeranja je veoma mala. Tačna amplituda će varirati u zavisnosti od veličine upotrebljene dijafragme. Nasuprot tome, solenoid 27 obezbeđuje rad sa sa frekvencijom od oko 60Hz- 2500Hz sa pomeranjem udarne glave 26 manjim od one kod solenoida. Alternativno tome, može se obezbediti relativno visoka frekvencija vibracija pomoću malog motora, kao što su oni koji obezbeđuju vibriranje artikala kao što su mobilni telefoni. Ovi uređaji obično vibriraju višom frekvencijom od solenoida, obično od oko 60-10.000 Hz, međutim, mnogo nižom od piezoelektričnog materijala. Amplituda vibracija je takođe veća od one kod piezoelektričnog materijala, ali je manja nego kod solenoida. Mada je poželjan solenoid, može se koristiti bilo koji vibracioni element u komponenti 20 za skladištenje vodonika.

[0034] U sledećem primeru izvođenja, solenoid 27 i udarna glava 26 mogu biti montirani u fleksibilnom sklopu poklopca šoljastog oblika (nije prikazan) montiranom u vodoničnom međuprostoru 25. Sklop poklopca prvenstveno sadrži donji deo, generalno sa dnom i bočnim zidovima koji se pružaju naviše sa donjeg dela, sa prirubnicom koja se pruža upravno prema spoljašnjosti. Donji deo sklopa poklopca je cilindričnog oblika. Sklop poklopca obezbeđuje fizičko razdvajanje vodonika u međuprostoru 25 i udarne glave 26 i solenoida 27. Ovo obezbeđuje dodatnu bezbednost, pošto je zapaljivi vodonik dalje razdvojen od električno pogonjenog solenoida 27. Pored toga, sklop poklopca smanjuje veličinu vodoničnog međuprostora 25, tako da će komponenta 20 raditi da bi skladištila vodonik u metal hidridu sa manjom zapreminom vodonika u međuprostoru. Kada udarna glava 26 vibrira, zapreminski pritisak u donjem delu sklopa poklopca se menja, što rezultuje time da bočni zidovi sklopa poklopca vibriraju. Ovo vibriranje obezbeđuje i rezonantnu interakciju sa materijalom 23 i udarnu silu koja potiskuje vodonik u međuprostoru 25 koji okružuju bočni zidovi u metal hidridni materijal, koji takođe okružuje donji deo sklopa poklopca. U jednom primeru izvođenja, donji deo sklopa poklopca je ispunjen u suštini nestišljivim fluidom, kao što je voda, na primer. Ovaj primer izvođenja obezbeđuje dobru kontrolu promene zapreminskog pritiska koja je obezbeđena vibracijama solenoida 27. Korišćenje vode na suprotnoj strani od spremišta vodonika omogućava veći pritisak, pošto je hidraulični pritisak generalno efikasniji. Pošto je vazduh stišljivi fluid, deo pomeranja apsorbuje samo vazduh. Nasuprot tome, u hidrauličnom sistemu, pošto je voda nestišljivi fluid, pomeranje je efikasnije.

[0035] U trećem radnom režimu, vodonik se oslobađa iz spremišta u metal hidridu 23 i obezbeđuje se komponenti 40 gorivnih ćelija radi dobijanja elektriciteta. Kao što je gore napomenuto, metal hidridni materijal 23 se skladišti između spoljašnje obloge 22 i unutrašnje obloge 24. Unutrašnja obloga je napravljena od materijala koji je relativno propustljiv za gas vodonik i fleksibilan je da bi prihvatio ekspandujuću zapreminu materijala 23 kada apsorbuje vodonik. Spoljašnja obloga 22 je prvenstveno prilično kruta. Međutim, materijal unutrašnje obloge 24 je takođe relativno elastičan, tako da teži da se vrati u svoj originalni oblik pošto pritisak gasa vodonika u međuprostoru 25 padne ispod izvesne tačke i, shodno tome, vodonik prestane da ulazi u materijal 23. Pritisak u komori u toku skladištenja se podiže za oko 80 psi. Kada se otvori izlaz komore, na primer, preko mlaznice 29a, onda ovaj pritisak opada i vodonik se oslobađa iz hidrida 23. Pritisak koji vrši fleksibilni materijal obloge 24 takođe pomaže pri oslobađanju vodonika. Oslobođeni vodonik se onda obezbeđuje komponenti 40 gorivnih ćelija, preko mlaznice 29a, na primer, komponente 20.

[0036] Slika 6 prikazuje detaljniji izgled udarne glave 26. Kao što je prikazano, udarna glava 26 ima konusnu strukturu, koja maksimizira njenu površinu koja dolazi u kontakt sa vodonikom u međuprostoru 25. Konusni oblik je dalje koristan za oblikovanje talasa pritiska usmeravajući ga prema vrhu i dnu skladišnog kontejnera. Pored toga, predviđena su vertikalna rebra 21a za podelu međuprostora 25 na odeljke radi dalje maksimizacije udarne sile udarne glave 26. Metal hidridni materijal 23 može biti podeljen na sličan način na komponentne delove radi pozicioniranja u odeljcima.

[0037] Vodonik koji se oslobodi iz metal hidridnog materijala 23 se obezbeđuje komponenti 40 gorivnih ćelija, koja ga koristi za proizvodnju elektriciteta korišćenjem bilo koje od mnoštva poznatih tehnika. Vodonik se može takođe koristiti za druge svrhe, na primer, vodonik može sagorevati direktno da bi se obezbedila toplota ili za kuvanje. U poželjnom primeru izvođenja, komponenta 40 gorivnih ćelija sadrži nekoliko pojedinačnih gorivnih ćelija kombinovanih u jednu jedinicu. Kao što je naglašeno gore, ovo grupisanje gorivnih ćelija se generalno naziva "stek gorivnih ćelija", kao što je gore naglašeno. Korišćenje gorivnog steka je poželjno za ostvarivanje značajnog izlaznog napona i/ili struje. Svaka gorivna ćelija prvenstveno sadrži metalnu ploču koja može biti napravljena od tvrdog metala, kao što je platina, koji takođe može funkcionisati kao membrana za izmenu protona u toku elektrolize. To znači da, u jednom primeru izvođenja, elementi komponente 30 za elektrolizu i komponente 40 gorivnih ćelija mogu biti kombinovani ili deljeni. To znači, u jednom primeru izvođenja, da komponenta 30 za elektrolizu i komponenta 40 gorivnih ćelija mogu biti kombinovane u samo jednu komponentu. Takva komponenta se može nazvati reverzibilnom gorivnom ćelijom. Kombinovana komponenta kombinuje vodonik i kiseonik da bi se obezbedio elektricitet (i voda), a takođe može raditi tako da razdvoji vodu na vodonik i kiseonik, ukoliko se obezbedi elektricitet, na primer, iz izvora napajanja 60.

[0038] U toku proizvodnje elektriciteta korišćenjem komponente 40 gorivnih ćelija, čista voda je prirodni nusproizvod i voda ostaje u energetskoj jedinici 10 za buduće korišćenje u toku elektrolize. Shodno tome, u skladu sa poželjnim primerom izvođenja, energetska jedinica 10 sakuplja sunčevu svetlost korišćenjem izvora napajanja 60 i pretvara sunčevu svetlost u elektricitet. Taj elektricitet se koristi za pretvaranje vode u vodonik tokom elektrolize. Ovaj vodonik se onda skladišti u čvrstom obliku za kasniju upotrebu za dobijanje elektriciteta korišćenjem komponente 40 gorivnih ćelija.

[0039] Energetska jedinica 10, međutim, nije potpuno efikasna, tako da može biti neophodno da se povremeno dodaju voda ili drugi materijali, kao što je metal hidridni materijal. U toku proizvodnje elektriciteta, na primer, izvesna količina vode se ne mora kondenzovati da bi bila iskorišćena za proizvodnju vodonika u toku elektrolize, već umesto toga može izaći. Shodno tome, jedinici 10 bi mogla biti dodata čista voda u cilju da se ponovo uspostavi efikasnost jedinice i da se poveća proizvodnja elektriciteta i radni vek jedinice 10. Pored toga, takođe može biti neophodno da se poprave ili zamene druge komponente. Mada se hidridni materijal ne troši, on se može zgrudvati zbog nečistoća i, shodno tome, može biti potrebno da se zameni. Shodno tome, unutrašnjost energetske jedinice je prvenstveno dostupna, na primer, bar zahvaljujući uklanjanju panela 11.

[0040] U jednom primeru izvođenja, kao što je gore navedeno, predviđeni su utični delovi 14 unutar jedinice 10. Prvenstveno klinovi 12 imaju malo veći prečnik nego utični delovi 14. Kada se dve jedinice 10 zajedno pritisnu, onda klinove 12 prihvataju utični delovi 14 i klinovi 12 se u suštini utiskuju u i oko utičnih delova 14. Utični delovi 14 su prvenstveno napravljeni od elastičnog materijala, tako da se delovi gnezda 14 pritiskaju na klinove 12. Shodno tome,

1

trenje sprečava da se dve vodonične gorivne energetske jedinice 100 razdvoje. Alternativno ili dodatno tome, mogu se koristiti druga pričvrsna sredstva, kao što su pričvršćivači 15 koji su prikazani na slici 1, za međusobno spajanje jedinica.

[0041] U poželjnom primeru izvođenja, neki od klinova 12 i gnezda 14 su napravljeni od provodnog materijala i funkcionišu kao električne kontaktne tačke, bilo između energetske jedinice 10 ili eksternog električnih opterećenja. U poželjnom primeru izvođenja, polarnost klinova 12 i gnezda 14 može biti promenjena po želji da bi se omogućilo da mnoštvo jedinica bude povezano redno, čime se povećava ukupni izlazni napon. Alternativno tome, mnoštvo jedinica 10 može biti povezano paralelno, čime se povećava ukupna jačina struje. Klinovi takođe mogu biti predviđeni za transport vode ili vodonika između jedinica 10. Pored toga, mogu biti predviđeni takozvani "mrtvi" klinovi, koje ne obezbeđuju komunikaciju između jedinica, već samo obezbeđuju strukturnu podršku vezi između jedinica.

[0042] Element za promenu polarnosti je prvenstveno uključen u klin 12. Prvenstveno je predviđen klin 12 takav da korisnik može promeniti polarnost jednostavnim pritiskanjem i okretanjem klinova 12 u odgovarajući položaj. Na primer, okretanjem klinova 12 u smeru kazaljke na satu bira se negativna polarnost, dok se okretanjem klinova 12 u smeru suprotnom od kazaljke na satu bira pozitivna polarnost. Ovde su predviđeni alternativni primeri izvođenja. Na primer, klin 12 je opremljen prvim i drugim krajem i klin 12 može biti uklonjiv. U ovom varijantnom primeru izvođenja, odgovarajuću polarnost može izabrati korisnik koji umeće odgovarajući kraj (tj. prvi kraj ili drugi kraj) u utični deo 14. U jednom drugom varijantnom primeru izvođenja, prekidački element može biti opremljen klinom 12 i/ili gnezdom 14 koji korisniku omogućavaju izbor odgovarajuće polarnosti.

[0043] Omogućavanje korisniku da promeni polarnost je značajna karakteristika ovog otkrivanja, pošto omogućava korisniku da radi sa mnoštvom vodoničnih gorivnih energetskih jedinica 100 redno ili paralelno. Shodno tome, kao takve baterije (npr. AAA baterije, AA baterije ili slično) u odgovarajućem odeljku za baterije, jedinice 100 mogu raditi redno ili paralelno.

[0044] U jednom primeru izvođenja, klinovi 12 takođe mogu da se koriste za transport vode između povezanih energetskih jedinica 10, kao što je gore naglašeno. U jednom primeru izvođenja, jedan od klinova 12 se koristi kao prolaz koji omogućava vodi da prođe od jedne energetske jedinice do druge. Dva druga klina 12 mogu se koristiti za podešavanje pritiska vode u grupama jedinica. Slično tome, za one šipke koje su električno provodne, jedan klin 12 se može koristiti za prolazak elektriciteta između energetskih jedinica, dok druga dva klina 12 mogu imati karakteristike podešavanja polarnosti koje su gore razmotrene da bi se omogućilo da se jedinice 10 povežu redno i paralelno. Mada je gornji primer izvođenja opisan sa pozivom na ukupno 6 šipki, može se koristiti više ili manje šipki. Na primer, slike 1-3 prikazuju osam klinova 12. Odgovarajuća gnezda 14 su prvenstveno modifikovana tako da budu podesna za rad sa klinovima 12, kao što je gore opisano.

[0045] Ovde je predviđeno da mnoštvo energetskih jedinica 10 radi tokom vremena da bi proizvelo značajne količine elektriciteta. Generalno se veruje da postoji optimalni odnos od 2,5:1 do 3:1 između vremena koje je potrebno za proizvodnju vodonika (npr. u toku elektrolize) i vremena u kome se dobija elektricitet, kao linijski napon. Na primer, četiri i po sata sakupljanja sunčeve svetlosti i proizvodnje vodonika će generalno rezultovati jednim satom pretvaranja vodonika u elektricitet za snabdevanje elektricitetom. Naravno, stručnjak iz odgovarajuće oblasti će shvatiti da različiti faktori okruženja i/ili eksterni faktori mogu uticati na ovaj odnos performansi. Na primer, u slučaju ukoliko sunčeva svetlost nije raspoloživa u toku dužeg niza oblačnih dana ili u slučaju kada se tokom vremena jedinica 100 zaprlja, odnos može biti znatno veći, kao što je 5:1, zbog čega će se privremeno smanjiti ukupna efikasnost jedinice 100. Kako se budu pojavljivala poboljšanja kod poznatih tehnologija solarnih panela i tehnologija gorivnih ćelija, uključujući i polimerne membrane, efikasnost punjenja i proizvodnje elektriciteta jedinica 100 gorivnih ćelija će se poboljšati.

[0046] Shodno tome, u poželjnom primeru izvođenja, energetska jedinica 10 se prvenstveno grupiše sa dve druge slične jedinice tako da rade zajedno da bi se obezbedilo više ili manje konstantno snabdevanje energijom. U ovom primeru izvođenja, jedna energetska jedinica 10 će biti u prvom radnom režimu generisanja vodonika putem elektrolize, dok će druga jedinica biti u drugom radnom režimu skladištenja vodonika, a treća jedinica će biti u trećem radnom režimu i aktivno će generisati elektricitet od oslobođenog uskladištenog vodonika. Jedinice će onda prolaziti ciklično kroz radne režime. Poželjno je da broj energetskih jedinica 10 grupisanih zajedno bude umnožak od tri, tako da one mogu da rade na naizmenični način, kao što je opisano gore.

[0047] U jednom primeru izvođenja, energetska jedinica 10 je snabdevena procesnim sposobnostima, a prvenstveno sa jednim ili više kola, prekidača ili procesora, kao što je poznato u odgovarajućoj oblasti, što omogućava upravljanje sukcesivnim radom mnoštva gore opisanih jedinica 10. U sledećem primeru izvođenja, ili dodatno njemu, energetska jedinica 10 može sadržati jednostavni prekidački mehanizam koji menja rad radnih režima. U jednom primeru izvođenja, prekidački mehanizam je prekidač osetljiv na pritisak koji detektuje kada je sakupljena prethodno definisana količina vodonika i prebacuje jedinicu 10 sa dobijanja vodonika na skladištenje vodonika. Sledeći prekidač ili dodatni prekidač

1

omogućava prelazak u radni režim za dobijanje elektriciteta iz radnog režima za skladištenje vodonika. U jednom varijantnom primeru izvođenja, prekidački mehanizam prepoznaje kada je nivo vode dostigao prethodno definisani položaj, zbog čega pokazuje da je proizvedena količina vodonika i prebacuje jedinicu 10 sa dobijanja vodonika na skladištenje vodonika, a zatim na dobijanje elektriciteta korišćenjem vodonika. Zbog toga jedinica 10 prvenstveno naizmenično prelazi iz radnog režima dobijanja vodonika, skladištenja vodonika i generisanja elektriciteta i radi u skladu sa funkcijom jednog ili više prekidača. Prekidački mehanizam takođe može aktivirati procesor, na primer, ako je poželjno.

[0048] U jednom primeru izvođenja, prekidački mehanizam koji izaziva da jedinica 10 radi u radnom režimu dobijanja vodonika, radnom režimu skladištenja vodonika ili radnom režimu dobijanja elektriciteta formatiran je kao prekidač koji detektuje pritisak vazduha. Kada se proizvodi vodonik, na primer, u toku elektrolize, pritisak se povećava. Povećanje pritiska izaziva aktiviranje prekidača, a prvenstveno pošto se dostigne prethodno definisani pritisak. Posle toga pritisak se smanjuje kao funkcija skladištenja vodonika u metal hidridu ili korišćenja vodonika za dobijanje elektriciteta. Onda se prekidač ponovo aktivira i energetska jedinica 10 se vraća na radni režim za proizvodnju vodonika. Obezbeđivanje prolaza za vodu i elektricitet između mnoštva jedinica povezuje jedinice tako da se sama detekcija pritiska može koristiti za određivanje kada bi trebalo da dođe do promene radnog režima. Ovim promenama takođe može upravljati procesor, ako je poželjno.

[0049] Veruje se da se naponom i jačinom struje bolje upravlja elektricitetom na bazi vodonika nego onim koji se dobija, na primer, fotonaponskim procesima. Pretvaranjem vodonika u elektricitet, ovo otkrivanje isključuje zahtev za dodatnim komponentama, kao što su ispravljači i druga oprema, koji su poznati iz stanja tehnike za uslovljavanje linija, koji mogu biti potrebni za prečišćavanje izlaznog linijskog napona. Drugim rečima, naponsko stanje se poboljšava kao funkcija elektriciteta od pretvorenog vodonika. Pored toga, izlaz elektriciteta iz jedinice 10 može biti kondicioniran ili konvertovan, a prvenstveno korišćenjem uklonjive inverterske jedinice.

[0050] Ovde je predviđeno da su ovde realizovana rešenja posebno korisna za potrebe za pogon vodonikom koje imaju humanitarnu, obrazovnu i komercijalnu vrednost. Energetske jedinice 10 predstavljaju prenosni i ekstremno trajni izvor energije koji funkcioniše nezavisno i koji se takođe može slagati i međusobno povezivati da bi se stvorio veći izvor energije. Jedan primer korišćenja elektriciteta koji se proizvodi pomoću ovdašnjeg otkrivanja obuhvata korišćenje bunara na udaljenoj lokaciji uz mali nadzor. Dalje, kao što je gore navedeno, kiseonik generisan jedinicom 10 se može koristiti, na primer, kao pomoć za prečišćavanje

1

vode. Shodno tome, visoko-tehnološko i sofisticirano rešenje, koje je relativno jednostavno za implementaciju, može biti realizovano u nisko-tehnološkim scenarijima. Jedna od koristi energetske jedinice 10 iz predmetne prijave je prenosivost. Veliki generator mora da bude rastavljen i transportovan u velikom broju delova da bi mogao da bude premešten. Ovo dovodi do mogućnosti gubitka ključnih delova. Nasuprot tome, kada se koriste energetske jedinice 10, može biti napravljena bilo kakva kombinacija jedinica da bi se obezbedila željena energija. Nijedna pojedinačna jedinica nije kritična za rad celine.

[0051] U sledećem primeru prijave i izvođenja, predviđeno je koncertno mesto na otvorenom koje se napaja pomoću mnoštva energetskih jedinica 10. U ovom primeru izvođenja, komponente sistema, uključujući solarno pogonjenu elektrolizu, skladištenje vodonika i gorivne ćelije koje sadrže prozirne panele 11 omogućavaju da izvor napajanja postane deo zabave i umetnost i privlači novi nivo pažnje na mogućnosti. Energetske jedinice 10 napajaju mnoge (ako ne sve) elemente koncertnog mesta, uključujući, na primer, pozornicu, osvetljenje, koncesije, pa čak i transportne jedinice, kao što su vozila za golf. Korist od ovog otkrivanja je ta što se elektricitet proizvodi na čist način, a pošto energetske jedinice 10 sadrže prozirni panel 11, takođe su obezbeđene i obrazovne koristi. Zahvaljujući dopremanju energetskih jedinica 10 na lice mesta jedan ili više dana unapred, solarna energija se može koristiti unapred za obezbeđivanje vodonika koji se može bezbedno skladištiti sve dok se ne bude koristio za proizvodnju svog vodonika neophodnog za snabdevanje događaja elektricitetom. Koncertno mesto može biti stacionarno ili mobilno, u zavisnosti od svoje veličine i odgovarajuće primene. Ovde su predviđene i druge primene i one mogu biti u opsegu od pojedinačnog podijuma do velike koncertne bine.

[0052] Dalje, PEM gorivne ćelije proizvode kiseonik i vodu, koji obezbeđuju mehuriće koji doprinose ukupnoj estetici. Predviđene su i druge estetski zadovoljavajuće karakteristike, uključujući osvetljenje energetskih jedinica 10 korišćenjem svetlosti u boji, lasera ili sličnog. Na ovaj način su obezbeđene različite estetike, pored karakteristika ekološke prihvatljivosti i očuvanja resursa.

[0053] Radni režim za proizvodnju elektriciteta jedinice 10 je egzoterman, zbog čega se toplota rasipa sa ploče, a voda preko membrane, koja deluje kao odušak. Stoga, gorivna ćelija jedinica 10 odaje toplotu, koja se može usmeriti preko jedne ili više membrana. Jedinica 10 proizvodi toplotu dok skladišti vodonik, a hladi se do 60F ili sličnog kada generiše elektricitet. Dalje, gorivne ćelije su predviđene kao izvori energije i materijal za prozore. U jednom primeru izvođenja, mogu se konstruisati jedinice 10 tako da oslobađaju toplotu generisanu u toku faze proizvodnje elektriciteta u prethodno određenom smeru. Shodno tome,

1

prozor koji sadrži jednu ili više jedinica 10 gorivnih ćelija omogućava protok toplote prema unutrašnjosti, čime se zagreva struktura, kao što je kuća, i obezbeđuju hitna i humanitarna rešenja. Dalje, skladišna jedinica se može koristiti bez jedinice za elektrolizu, na primer, za proizvodnju elektriciteta bez buke ili toplote.

[0054] Mada su ovdašnja otkrivanja opisana i prikazana u vezi sa njihovim specifičnim primerima izvođenja, mnoge druge varijacije i modifikacije i druge primene će biti očigledne stručnjacima iz odgovarajuće oblasti. Zbog toga je poželjno da predmetni pronalazak ne bude ograničen samo na ovdašnje specifično otkrivanje.

1

Claims (19)

Patentni zahtevi

1. Energetska jedinica (10) koja sadrži:

kućište (8);

izvor napajanja (60) koji je montiran u ili na kućištu i konfigurisan je za obezbeđivanje elektriciteta;

komoru (50) za fluid u kućištu konfigurisanu za držanje zapremine fluida; elektrolitički element (30) u kućištu koji je električno povezan sa izvorom napajanja i nalazi se u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid, pri čemu je elektrolitička komora konfigurisana i može raditi tako da razlaže fluid i da obezbeđuje gas vodonik;

element (20) za skladištenje vodonika u kućištu koji je povezan sa elektrolitičkim elementom i konfigurisan je za skladištenje vodonika u čvrstom obliku apsorpcijom vodonika u metal hidridnom materijalu (23); i

gorivnu ćeliju (40) u kućištu, povezanu sa elementom za skladištenje vodonika, koja može raditi tako da generiše elektricitet korišćenjem bar vodonika koji se dovodi iz elementa za skladištenje vodonika;

karakterisana vibracionim elementom (27) konfigurisanim za naizmenično pomeranje udarne glave (26) rezonantnom frekvencijom metal hidridnog materijala (23) radi izazivanja vibracija u kristalnoj rešetki metal hidrida (23) dok udarna glava (26) fizički potiskuje vodonik u metal hidridni materijal (23).

2. Energetska jedinica prema zahtevu 1, pri čemu je izvor napajanja solarni izvor napajanja koji je konfigurisan i može da radi tako da obezbedi elektricitet na bazi sunčeve svetlosti.

3. Energetska jedinica prema zahtevu 1, pri čemu komora za fluid drži vodu, a elektrolitički element je konfigurisan za razlaganje vode na gas vodonik i gas kiseonik korišćenjem elektriciteta iz izvora napajanja.

4. Energetska jedinica prema zahtevu 3, pri čemu se gas kiseonik odvodi iz kućišta.

5. Energetska jedinica prema zahtevu 1, pri čemu komora za fluid sadrži bio gorivo, a elektrolitički element je konfigurisan za izdvajanje gasa vodonika iz bio goriva korišćenjem elektriciteta iz izvora napajanja.

6. Energetska jedinica prema zahtevu 1, pri čemu:

kućište je cilindrično;

vibracioni element sadrži solenoid montiran na prvom kraju cilindričnog kućišta i konfigurisan je za naizmenično pomeranje rezonantnom frekvencijom; udarna glava je konusna i pričvršćena je na slobodni kraj solenoida u cilindričnom kućištu i konfigurisana je za naizmenično pomeranje solenoidom; i

metal hidridni materijal je postavljen oko strana cilindričnog kućišta, pri čemu naizmenično pomeranje solenoida i udarne glave potiskuje vodonik u metal hidridni materijal.

7. Energetska jedinica prema zahtevu 6, pri čemu cilindrično kućište dalje sadrži ulaz koji je povezan sa elektrolitičkim elementom i izlaz koji je povezan sa gorivnom ćelijom.

8. Energetska jedinica prema zahtevu 7, koja dalje sadrži:

ulazni ventil koji je postavljen na ulazu i može se selektivno otvarati da bi pustio gas vodonik iz elektrolitičke jedinice u cilindrično kućište; i izlazni ventil koji je postavljen na izlazu i može se selektivno otvarati da bi omogućio da vodonik u cilindričnom kućištu izađe u gorivnu ćeliju.

9. Energetska jedinica prema zahtevu 1, koja dalje sadrži:

najmanje jedan ispust koji se pruža iz kućišta; i

najmanje jedno udubljenje, formirano u kućištu, nasuprot ispusta.

10. Energetska jedinica prema zahtevu 9, pri čemu je najmanje jedan ispust električno povezan sa najmanje jednom gorivnom ćelijom i izvorom napajanja i konfigurisan je za napajanje eksternog uređaja elektricitetom ili prijem elektriciteta od njega.

11. Energetska jedinica prema zahtevu 10, pri čemu je ispust u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid i konfigurisan je za napajanje eksternog uređaja fluidom ili za prijem fluida iz njega.

12. Energetska jedinica prema zahtevu 11, pri čemu je eksterni uređaj energetska jedinica prema zahtevu 1.

13. Energetska jedinica prema zahtevu 9, pri čemu je najmanje jedno udubljenje električno povezano sa najmanje jednom gorivnom ćelijom i izvorom napajanja i konfigurisano je za napajanje eksternog uređaja elektricitetom ili prijem elektriciteta od njega.

14. Energetska jedinica prema zahtevu 13, pri čemu je udubljenje u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid i konfigurisano je za napajanje eksternog uređaja fluidom ili za prijem fluida iz njega.

15. Energetska jedinica prema zahtevu 14, pri čemu je eksterni uređaj energetska jedinica prema zahtevu 1.

16. Energetski sistem koji sadrži:

mnoštvo energetskih jedinica (10) prema zahtevu 1;

pri čemu je svaka energetska jedinica povezana sa najmanje jednom drugom energetskom jedinicom tako da mnoštvo energetskih jedinica radi zajedno da bi obezbedilo elektricitet željenog napona ili struje;

pri čemu svaka energetska jedinica iz mnoštva energetskih jedinica dalje sadrži mnoštvo klinova koji se pružaju iz kućišta;

mnoštvo utičnih delova formiranih u kućištu, pri čemu se svaki utični deo nalazi nasuprot odgovarajućeg klina; i

svaki klin se može okretati oko svoje ose između pozicije negativne polarnosti i pozicije pozitivne polarnosti.

17. Energetski sistem prema zahtevu 16, pri čemu je najmanje jedan od klinova električno povezan sa najmanje jednom drugom energetskom jedinicom iz mnoštva gorivnih ćelija radi napajanja ili prijema elektriciteta.

18. Energetski sistem prema zahtevu 16, pri čemu je najmanje jedan od utičnih delova električno povezan sa najmanje jednom od gorivnih ćelija i izvorom napajanja i konfigurisan je za napajanje najmanje jedne druge energetske jedinice ili prijem elektriciteta od nje.

19. Energetski sistem prema zahtevu 18, pri čemu je najmanje jedan od utičnih delova u fluidnoj komunikaciji sa komorom za fluid i konfigurisan je za napajanje najmanje jedne druge energetske jedinice fluidom ili za prijem fluida iz nje.