Способ и устройство, основанные на использовании водорода с более низкой энергией

 

Использование: для выделения энергии из атомов (молекул) водорода. Техническим результатом является получение сжатых атомов (молекул) для получения новых материалов с новейшими свойствами, такими как высокая термическая стабильность. Сущность изобретения: атомы водорода реагируют с газообразным катализатором при давлении, меньшем атмосферного, обеспечивая переход электрона в атоме водорода на энергетический уровень ниже основного уровня при изменении энергии реакции приблизительно 27 (Р/2) эВ, где Р - целое число, большее 1, при этом получают атомы водорода, имеющие энергию связи приблизительно 13,6/n² эВ, где n больше или равно 1. 2 с. и 43 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

Область техники Изобретение касается способов и устройства для выделения энергии из атомов (молекул) водорода, по мере того, как их электроны стимулируются, чтобы релаксировать к уровням более низкой энергии и к меньшим радиусам (к меньшим большой и малой полуосям), чем в "основном состоянии", посредством обеспечения некоторого катализатора перехода, который действует как сток энергии или средство отвода энергии, резонансной с энергией электронов, выделяемой, чтобы стимулировать эти переходы в соответствии с новейшей моделью атома. Катализатор перехода не должен расходоваться в реакции. Он принимает энергию от водорода и выделяет энергию в окружающую среду. Таким образом, катализатор перехода возвращается к исходному состоянию. Процессы, в которых требуются столкновения, являются общими. Например, экзотермическая химическая реакция Н+Н для образования Н₂ требует столкновения с каким-то третьим телом, М, для отвода энергии связи - Н+Н+М-->Н₂+М. Третье тело распределяет энергию из экзотермической реакции, конечным результатом является молекула Н₂ и увеличение температуры системы. Точно так же переход из состояния водорода n=1 в состояния водорода n=1/(целое число) возможен посредством резонансного столкновения, скажем из n=1 в n=1/2. В этих случаях, во время столкновения электрон(-ы) вовлекается в другой электронный переход или реакцию электронного переноса, например, которые могут поглощать точное количество энергии, которая должна быть отведена от атома (молекулы) водорода, каким-то резонансным стоком энергии. Конечным результатом является состояние более низкой энергии для водорода и увеличение температуры системы. Каждая из таких реакций в дальнейшем упоминается как реакция сжатия; каждый переход в дальнейшем упоминается как переход сжатия, каждый сток энергии или средство для отвода энергии, резонансной с энергией электронов, выделяемой, чтобы осуществить каждый переход, в дальнейшем упоминается как энергетическая дырка, и энергия электронов, отводимая энергетической дыркой для осуществления или стимулирования перехода сжатия, в дальнейшем упоминается как энергия резонансного сжатия. Энергетическая дырка, содержащая некий ион реагента, который спонтанно регенерирует [восстанавливается] после эндотермической реакции ионизации электронами с энергией, равной энергии резонансного сжатия, в дальнейшем упоминается как электрокаталитический ион. Энергетическая дырка, содержащая два (иона) реагента, которые спонтанно регенерируют после эндотермической реакции переноса электронов между двумя структурными формами, в которой разность их энергий ионизации равна энергии резонансного сжатия, в дальнейшем упоминается как электрокаталитическая пара.

В настоящем изобретении энергетический реактор электролитической ячейки, энергетической реактор на газе под давлением и энергетический газоразрядный реактор содержат источник водорода, один из источников энергетических дырок: твердый, расплавленный, жидкий и газообразный, бак реактора, содержащий водород и источник энергетических дырок, в котором реакция сжатия происходит посредством контакта водорода с источником энергетических дырок, и средство для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией, чтобы экзотермическую реакцию сжатия предохранять от перехода в состояние равновесия. Настоящее изобретение далее включает способы и устройства для повторения этой реакции сжатия, предназначенной для получения сжатых атомов (молекул) для получения новых материалов с новейшими свойствами, такими как высокая термическая стабильность.

Предшествующий уровень техники Существующие теории и модели атома не могут объяснить некоторые наблюдаемые физические явления. Волновые функции Шредингера для атома водорода, например, не объясняют коротковолновую часть ультрафиолетового спектра излучения межзвездной среды или Солнца, так же как и явления аномального выделения тепла из водорода в некоторых электролитических ячейках, имеющих электролит карбоната калия, или в некоторых газовых энергетических ячейках, имеющих катализатор перекрывающего разряда водорода, содержащий нитрат калия, с образованием водородных атомов и молекул с более низкой энергией, что является частью настоящего изобретения. Таким образом, прогресс в выработке энергии и материалов был в значительной степени ограничен до лабораторных открытий, имеющих ограниченное или суб-оптимальное коммерческое применение.

Краткое изложение существа изобретения Настоящее изобретение включает способы и устройства для выделения тепловой энергии из атомов (молекул) водорода, путем стимулирования их электронов к релаксации на квантованные уровни потенциальной энергии ниже "основного состояния" посредством реакций электронного переноса реагентов, включающих электрохимический реагент(-ы) (электрокаталитический ион(-ы) или пару(-ы)), которые отводят энергию от атомов (молекул) водорода, чтобы стимулировать эти переходы. Кроме того, изобретение включает способы и устройства, предназначенные для увеличения выходной мощности путем увеличения скорости реакции - скорости образования водорода с более низкой энергией. Настоящее изобретение далее содержит катализатор перекрывающего разряда водорода, какой-нибудь многофункциональный материал, имеющий некоторую функциональную группу, которая позволяет диссоциировать молекулярный водород, чтобы обеспечить свободные атомы водорода, которые попадают на какую-то функциональную группу, которая является носителем подвижных свободных атомов водорода, и некоторую функциональную группу, которая может быть источником энергетических дырок. Энергетический реактор включает одну из следующих ячеек: электролитическую ячейку, ячейку газообразного водорода под давлением и газоразрядную водородную ячейку.

Предпочтительный энергетический реактор на газообразном водороде под давлением содержит бак реактора, источник водорода, средство для управления давлением и потоком водорода в бак реактора, материал для диссоциации молекулярного водорода на атомный водород и материал, который может быть источником энергетических дырок в газовой фазе. Газообразный источник энергетических дырок включает такие, которые сублимируются, кипят и/или испаряются при повышенной рабочей температуре энергетического газового реактора, в котором реакция сжатия происходит в газовой фазе.

Настоящее изобретение далее включает способы и устройства для повторения реакции сжатия в соответствии с настоящим изобретением, необходимые для того, чтобы вызывать выделение энергии и обеспечивать сжатые атомы и молекулы новейшими свойствами, такими как высокая термическая устойчивость и низкая реакционная способность. Атомы и молекулы в состоянии с более низкой энергией полезны для теплопереноса, криогенных применений, в качестве плавучего газа, как среда в двигателе, таком как двигатель Стерлинга, или в турбине в качестве основной замены для гелия и в качестве хладагента, поглощая энергию, включающую тепловую энергию, по мере того как электроны возбуждаются обратно к более высокому энергетическому уровню.

Переходы атомов водорода ниже "основного состояния" Новейшая атомная теория раскрыта в следующих публикациях: Миллс Р.: "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995, издана корпорацией Hydro Catalysis Power Corporation, Great Valley Corporate Center, 41 Great Valley Parkway, Malvern, PA 19355, "Объединение пространства - времени, сил, материи и энергии", "Общая объединенная теория", "Идентификация молекулы из двух гидрино", Fusion Technology, 25,103, 1994, "Дробные квантовые энергетические уровни водорода".

Дробные квантовые энергетические уровни водорода.

Ряд экспериментальных наблюдений, приведенных ниже в экспериментальном разделе, приводит к заключению, что атомный водород может существовать в дробных квантовых состояниях, которые существуют при более низких энергиях, чем традиционное "основное" (n=1) состояние. Например, существование атомов водорода с дробными квантовыми энергетическими уровнями, в дальнейшем называемых атомами гидрино, дает объяснение мягкого рентгеновского излучения темного межзвездного пространства, наблюдавшегося Лябовым и Боуэром (Астрофизический журнал, том 371, 1991, стр.810), и дает объяснение мягкого рентгеновского излучения Солнца, том 91, 1994, стр.461-482, Малиновский, Херо, Астрофизический журнал, том 181, 1973, стр. 1009-1030; Нойерс Р. "Солнце - наша звезда", Издание Гарвардского университета, 1982, стр.172; Филлипс Ж. "Солнце", Справочное руководство, Кембридж, Великобритания, 1992, стр.118-119; 120-121; 144-145.

В 1885 г. И. И. Бальмер показал, что частоты для некоторых из линий, наблюдаемых в эмиссионном спектре атомного водорода, могут быть выражены полностью эмпирическим соотношением. Этот подход был позже расширен И.Р. Ридбергом, который показал, что все спектральные линии атомного водорода заданы уравнением: где R=109 677 см^-1, n_j=1, 2, 3..., n_i=2, 3, 4,.... и n_j>n_i. Нильс Бор в 1913 г. разработал теорию для атомного водорода, которая дала уровни энергии в согласии с уравнением Ридберга. Идентичное уравнение, основанное на целиком отличающейся теории для атома водорода, было разработано в 1926 г. Е. Шредингером и независимо В. Гейзенбергом: n = 1,2,3... (2б) где a_H является Боровским радиусом для атома водорода (52,947 пм пикометров), е - величина заряда электрона и ε₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума. По теории Миллса уравнение (2б) должно быть заменено уравнением (2в).

Квантовое число n= 1 обычно используется для описания "основного" электронного состояния атома водорода. Миллс в монографии "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995, в современной гипотезе квантовой механики показал, что состояние n=1 является "основным" состоянием для "чисто" фотонных переходов (состояние n=1 может поглощать фотон и переходить в возбужденное состояние электрона, но оно не может высвобождать фотон и переходить в электронное состояние с более низкой энергией). Однако, электронный переход из основного состояния в состояние с более низкой энергией возможен посредством механизма "резонансного столкновения". Эти состояния с более низкой энергией имеют дробные квантовые числа, n=1/(целое число). Процессы, которые происходят без фотонов и которые требуют, чтобы были столкновения, являются общими. Например, экзотермическая химическая реакция Н+Н для образования Н₂ не происходит с испусканием фотонов. Более того, реакция требует столкновения с каким-то третьим телом М для отвода энергии связи - Н+Н+М-->Н₂+М. Третье тело распределяет энергию из экзотермической реакции, и конечным результатом является молекула H₂ и увеличение температуры системы. Точно так же состояние водорода с индексом n=1 и состояния водорода с n= 1/(целое число) являются безизлучательными, но переход между двумя безизлучательными состояниями возможен посредством резонансного столкновения из n=1 в n=1/2. В этих случаях во время столкновения электрон вовлекается в другой электронный переход или реакцию электронного переноса, которые могут поглощать точное количество энергии, которая должна быть отведена от атома водорода, резонансный сток энергии называется энергетической дыркой. Конечным результатом является состояние с более низкой энергией для водорода и увеличение температуры системы.

Решения волнового уравнения для атома водорода
Не так давно Миллс создал работу, в основном известную как квантовая механика, выводя новую теорию атома, основанную на начальных [основных] принципах ("Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995. Новейшая теория, в дальнейшем упоминаемая как теория Миллса, объединяет уравнения Максвелла, законы Ньютона, общую и специальную теорию относительности Эйнштейна. Главной особенностью этой теории является то, что все частицы (макроскопические частицы и частицы атомных размеров) подчиняются одним и тем же физическим законам. Несмотря на то, что Шредингер постулировал граничное условие как: Ψ→0 при r→∞, граничное условие в теории Миллса было выведено из уравнений Максвелла ("К вопросу об излучении точечных зарядов", Haus H.A., American Journal of Physics, 54, 1986, стр.1126-1129) и формулируется следующим образом:
Для безизлучательных состояний функция плотности тока не должна обладать Фурье компонентами пространства-времени, которые синхронны с волнами, распространяющимися со скоростью света.

Применение этого граничного условия приводит к физической модели частиц, атомов, молекул и, в конечном счете, к анализу космологии. Замкнутые математические решения содержат только фундаментальные константы, и расчетные значения для физических величин согласуются с экспериментальными наблюдениями. Кроме того, по теории рассчитано, что уравнение (2б) должно быть заменено уравнением (2в).

Связанные электроны описываются функцией плотности тока (массовой плотности), которая является произведением радиальной дельта функции f(r) = δ(r-r_n), двух угловых функций (сферические гармонические функции) и гармонической функции времени. Таким образом, электрон является вертящейся, двухмерной сферической поверхностью, в дальнейшем называемой электронной орбитальной сферой (орбитсферой), которая может существовать в связанном состоянии только при определенных расстояниях от ядра. Точнее, орбитальная сфера содержит двухмерную сферическую оболочку движущегося заряда. Соответствующая конфигурация тока орбитальной сферы содержит бесконечный ряд коррелированных ортогональных больших круговых витков тока. Конфигурация тока (показанная на фиг.1.4 из вышеупомянутой публикации Миллса) генерируется над поверхностью двумя ортогональными наборами бесконечного ряда вложенных вращений двух ортогональных больших круговых витков тока, где координатные оси вращаются двумя ортогональными большими кругами. Каждое вращение бесконечно малой величины бесконечного ряда происходит вокруг новой х-оси и новой у-оси, которые получаются в результате предшествующего такого вращения. Для каждого из двух наборов вложенных вращений угловая сумма вращений относительно каждой х-оси вращения и у-оси составляет радиан. Конфигурация тока порождает явление, соответствующее спиновому квантовому числу.

Полная функция, которая описывает вертящееся движение каждой электронной орбитальной сферы, составлена из двух функций. Одна из функций, функция спина, является пространственно однородной по орбитальной сфере, вертится с квантованной угловой скоростью и порождает спиновый момент (спин). Другая функция - функция модуляции, может быть пространственно однородной, в случае чего нет никакого орбитального углового момента, и магнитный момент электронной орбитальной сферы является одним магнетоном Бора. Или функция может быть пространственно неоднородной, в случае чего имеется орбитальный угловой момент. Функция модуляции также вращается с квантованной угловой скоростью. Численные значения для угловой скорости, радиусов разрешенных орбитальных сфер, энергии и связанные величины вычислены Миллсом.

Радиусы орбитальной сферы вычислены при утверждении, что центростремительная сила равняется электрической и магнитной силам.

Орбитальная сфера является полостью резонатора, которая захватывает фотоны дискретных частот. Радиус орбитальной сферы увеличивается с поглощением электромагнитной энергии. Решения уравнений Максвелла для мод, которые могут быть возбуждены в полости резонатора орбитальной сферы, порождают четыре квантовых числа, и энергии этих мод представляют собой известный из практики спектр водорода.

Возбужденные состояния неустойчивы, потому что функция плотности заряда системы электрон плюс фотон имеет радиальную составляющую дипольной функции, которая соответствует электрическому диполю. Диполь обладает пространственно-временными Фурье компонентами, синхронными с волнами, которые распространяются со скоростью света. Таким образом, он является излучательным. Функция плотности заряда (диполя) электрон плюс фотон для основного n=1 квантового состояния атома водорода, так же как и для каждого из состояний n= 1/(целое число), математически является чисто радиальной дельта функцией. Дельта функция не обладает пространственно-временными Фурье компонентами, синхронными с волнами, которые распространяются со скоростью света, таким образом она является безизлучательной.

Каталитические водородные электронные переходы с более низкой энергией
Сравнивая переходы между дробными квантовыми энергетическими состояниями ниже "основного состояния", в противоположность переходам между возбужденными целочисленными квантовыми состояниями энергии, можно понять, что первые не осуществляются фотонами, тогда как последние осуществляются. Переходы симметричны относительно времени. Функции плотности тока, которые порождают фотоны в соответствии с безизлучательным граничным условием Миллса из вышеупомянутой публикации, создаются фотонами в обратном процессе. Возбужденные целочисленные квантовые состояния энергии соответствуют этому случаю. Функции плотности тока, которые не порождают фотоны в соответствии с безизлучательным граничным условием, не создаются фотонами в обратном процессе. Энергетические дробные квантовые состояния ниже "основного" соответствуют этому случаю. Но столкновения атомов могут заставлять стационарное состояние совершить переход к следующему стационарному состоянию. Переход между двумя стационарными безизлучательными состояниями, произведенными путем столкновения с резонансным стоком энергии, аналогичен реакции двух атомов для образования двухатомной молекулы, причем требуется, чтобы было столкновение с каким-то третьим телом для отвода энергии связи (Н.В.Сидвик, Химические элементы и их соединения, Том 1, Оксфорд, Claredon Press, 1950, стр.17).

Понятие энергетической дырки
Безизлучательное граничное условие Миллса и взаимоотношение между электроном и фотоном дает "разрешенные" энергетические состояния водорода, которые квантуются как некоторая функция параметра n. Каждое значение n соответствует разрешенному переходу, произведенному резонансным фотоном, который возбуждает электронный переход. В дополнение к традиционным значениям целого числа n (1, 2, 3,...,) допускаются значения дробей, которые соответствуют переходам с увеличением центрального поля (заряда) и с уменьшением размера атома водорода. Это происходит, например, когда электрон вовлекается в другой электронный переход или реакцию электронного переноса, которые могут поглощать энергию, т. е. сток энергии. Это является поглощением энергетической дырки. Поглощение энергетической дырки нарушает баланс между центробежной силой и увеличенной центральной силой электрического взаимодействия. В результате, электрон совершает переход в более низкое энергетическое безизлучательное состояние.

Из закона сохранения энергии, резонансная энергетическая дырка атома водорода, который возбуждает моды резонатора с радиальными размерами a_H/(m+1), составляет
mX27.2 эВ, (3)
где m=1, 2, 3, 4,...

После резонансного поглощения энергетической дырки радиус орбитальной сферы а_H сжимается до а_H/(m+1), и после р циклов резонансного сжатия радиус составляет а_H/(mp+1). Другими словами, радиальное поле основного состояния может рассматриваться как суперпозиция Фурье компонент. Удаление отрицательных Фурье компонент энергии mХ27,2 эВ, где m - целое число, увеличивает положительное центральное электрическое поле внутри сферической оболочки в число раз, равное m зарядов протона. Результирующее электрическое поле является гармоническим по времени решением уравнений Лапласа в сферических координатах. В этом случае радиус, при котором достигается баланс силы и отсутствие излучения, составляет а_H/-(m+1), где n - целое число. При уменьшении до такого радиуса из "основного" состояния выделяется полная энергия [(m+1)²-1²] Х13,6 эВ. Переход между двумя стационарными безизлучательными состояниями, произведенными путем столкновения с энергетической дыркой, аналогичен реакции двух атомов для образования двухатомной молекулы, причем требуется, чтобы было столкновение с каким-то третьим телом для отвода энергии связи ("Химические элементы и их соединения", 1950, стр.17).

Потенциальная яма полной энергии атома водорода изображена на фиг.1. Экзотермическая реакция, включающая переходы с одного уровня потенциальной энергии на более низкий уровень, в дальнейшем упоминается как гидрокатализ.

Атом водорода с электроном на уровне более низком, чем "основной" энергетический уровень, соответствующий дробному квантовому числу, в дальнейшем упоминается как атом гидрино. Обозначение для атома гидрино с радиусом а₀/р, где р - целое число, представляет собой

Размер электронной орбитальной сферы как функция потенциальной энергии представлен на фиг.2.

Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает калий. Например, вторая энергия ионизации (ионизационный потенциал) калия составляет - 31,63 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, ион К⁺ выделяет 4,34 эВ, когда он восстанавливается до атома К. Комбинация превращений из K⁺ в K²⁺ и из К⁺ в К имеет тогда чистое изменение энергии 27,28 эВ.

К + К²⁺ --> К⁺ + К⁺ + 27,28 эВ (5)
Полная реакция представлена выражением

Заметим, что энергия, выделяемая по мере того, как атом сжимается, намного больше, чем энергия, потерянная в энергетической дырке. Также, выделяемая энергия значительно больше по сравнению с обычными химическими реакциями.

Нарушение пропорции энергетических состояний
Атомы водорода с более низкой энергией - гидрино могут действовать как источник энергетических дырок, которые могут вызывать резонансное сжатие, потому что энергии возбуждения и/или ионизации составляют mХ27,2 эВ (уравнение 3). Например, уравнение для поглощения энергетической дырки с энергией 27,21 эВ, при m=l в уравнении (3), во время третьего цикла каскада сжатия водородоподобного атома Н[а_H/3] с водородоподобным атомом Н[а_H/2], который ионизируется как источник энергетических дырок, которые вызывают резонансное сжатие, представляется как


Полная реакция представляется как

Общее уравнение для поглощения энергетической дырки с энергией 27,21 эВ, при m= 1 в уравнении (3) во время р-го цикла каскада сжатия для водородоподобного атома Н[а_H/р] с водородоподобным атомом Н[a_H/m'], который ионизируется как источник энергетических дырок, которые вызывают резонансное сжатие, представлено как


И полная реакция представляется как

Возможны переходы к непоследовательным энергетическим уровням, включая поглощение энергетической дырки с энергией 27,21 эВ, умноженной на целое число. Атомы водорода с более низкой энергией - гидрино могут действовать как источник энергетических дырок, которые могут вызывать резонансное сжатие с поглощением энергетической дырки с энергией mХ27,2 эВ (уравнение 3). Таким образом, каскад р-го цикла сжатия водородоподобного атома водорода Н[а_H/р], с водородоподобным атомом Н[а_H/m'] , который ионизируется как источник энергетических дырок, которые вызывают резонансное сжатие, представлен как


И полная реакция представляется как

Водород является источником энергетических дырок. Энергия ионизации водорода составляет 13,6 эВ. Нарушение пропорции может происходить между тремя атомами водорода, посредством чего два атома обеспечивают энергетическую дырку 27,21 эВ для третьего атома водорода. Таким образом, каскад р-го цикла сжатия водородоподобного атома Н[a_H/р] с двумя атомами водорода Н[а_H/1] , как источник энергетических дырок, которые вызывают резонансное сжатие, представлен как


И полная реакция представляется как

Спектральные линии из темной межзвездной среды и большей части солнечной энергии могут быть приписаны к реакциям нарушения пропорции, как определено в разделе "Спектральные данные атомов гидрино из темной межзвездной среды" и в разделе "Солнце" из публикации Миллса "Общая объединенная теория классической квантовой механики" 1995. Такое объяснение раскрывает тайну темной материи, проблему солнечного нейтрино и тайну причины солнечных пятен и другой солнечной активности, а также, почему солнце испускает рентгеновские лучи. Оно также обеспечивает причину резкого изменения скорости звука и переход из "зоны радиации" в "зону конвекции" при радиусе, равном 0,7 радиусов солнца 0,7R_s, что обобщается в примере 4, приведенном ниже.

Энергетическая дырка (атомный водород)
В предпочтительном варианте воплощения энергетические дырки, каждая с энергией приблизительно 27,21 эВ, возникают в результате электронного переноса реагентов, включающих электрохимический реагент(-ы) (электрокаталитический ион(-ы) или пару(-ы)), которые заставляют тепло выделяться из атомов водорода по мере того, как их электроны стимулируются, чтобы релаксировать к квантованным уровням потенциальной энергии ниже "основного состояния". Энергия, отводимая посредством реакции электронного переноса - энергетической дырки, находится в резонансе с водородной энергией, выделяемой, чтобы стимулировать этот переход. Источником атомов водорода может быть его образование на поверхности катода во время электролиза воды в случае электролитического энергетического реактора, и газообразный водород или гидрид в случае энергетического реактора на газе под давлением или газоразрядного энергетического реактора.

Переходы ниже "основного состояния" водородоподобных молекул и молекулярных ионов
Два атома водорода реагируют, чтобы образовать двухатомную молекулу водорода

где 2с' является межъядерным расстоянием. Также два атома гидрино реагируют, чтобы образовать двухатомную молекулу, в дальнейшем называемую молекулой из двух гидрино,

где р - целое число.

Основное уравнение равенства сил для молекул водородного типа имеет орбитальные решения, которые являются круговыми, эллиптическими, параболическими или гиперболическими. Первые два типа решений связаны с атомной и молекулярной орбиталями. Эти решения являются безизлучательными, если выполняется граничное условие для безизлучательности, определенное в разделе "Атом с одним электроном" публикации Миллса "Объединение пространства - времени, сил, материи и энергии", 1992. Математическая формулировка для нулевого излучения состоит в том, что функция, которая описывает движение электрона, не должна обладать пространственно-временными Фурье компонентами, которые синхронны с волнами, распространяющимися со скоростью света. Граничное условие для орбитальной сферы выполняется, когда угловыми частотами являются:

Как показывается в разделе "Атом с одним электроном" публикации Миллса, это условие выполняется для функции, являющейся произведением радиальной дельта функции Дирака и функции временной гармоники, где угловая частота ω является постоянной и определяется уравнением (21).

где L - угловой момент и А - площадь замкнутой геодезической орбиты. Рассмотрим решение основного уравнения равенства сил, содержащего произведение двухмерного эллипсоида и функции временной гармоники. Пространственная часть функции произведения является сверткой радиальной дельта функции Дирака с уравнением эллипсоида. Преобразование Фурье свертки двух функций является произведением отдельных Фурье образов функций; таким образом, граничное условие выполняется для эллипсоидально-временной гармонической функции когда

где площадь эллипса составляет
A = πab (24)
где 2b - это длина оси при малой полуоси = b, и 2а - длина оси при большой полуоси = а. Геометрия молекулярного водорода является эллиптической с межъядерной осью в качестве главной оси; таким образом, электронная орбиталь представляет собой двухмерную эллипсоидально-временную гармоническую функцию. Масса зависит от геодезического времени гармонически, как определено центральным полем протонов в фокусах. Вращательная симметрия относительно межъядерной оси далее определяет, что орбиталь является удлиненным сфероидом. Вообще, эллипсоидальные орбиты молекулярного соединения, в дальнейшем упоминаемые как эллипсоидальные молекулярные орбитали (M.O.'s), имеют общее уравнение

Главными полуосями эллипсоида являются - а, b, с.

В эллипсоидальных координатах оператор Лапласа выражается

Эллипсоидальная молекулярная орбиталь (М.О.) эквивалентна заряженному проводнику, поверхность которого задается уравнением (25). Он несет полный заряд q, и его потенциал является решением лапласиана в эллипсоидальных координатах уравнения (26).

Возбужденные состояния орбитальных сфер обсуждаются в разделе "Возбужденные состояния атома с одним электроном (квантование)" публикации Миллса. В случае эллипсоидальных молекулярных орбиталей (M.O.'s) возбужденные электронные состояния создаются, когда фотоны дискретных частот захватываются в эллипсоидальной полости резонатора молекулярной орбитали (М.О. ). Фотон изменяет эффективный заряд на поверхности молекулярной орбитали (М. О. ), где центральное поле является эллипсоидальным. Баланс сил достигается при последовательности эллипсоидальных эквипотенциальных двухмерных поверхностей, софокусных с эллипсоидом основного состояния. Захваченные фотоны являются решением лапласиана в эллипсоидальных координатах, уравнение (26).

Как имеет место в случае орбитальной сферы, более высокие и более низкие состояния энергии одинаково допустимы. Фотонная стоячая волна в обоих случаях является решением лапласиана в эллипсоидальных координатах. Для эллипсоидальной полости резонатора взаимоотношение между разрешенной длиной орбиты, 4аЕ, и длиной фотонной стоячей волны λ представляет собой
4aE = nλ (27)
где n - целое число и где

используется в эллиптическом интеграле Е уравнения (27). При применении уравнений (27) и (28) взаимоотношение между разрешенной угловой частотой, заданной уравнением (23), и угловой частотой фотонной стоячей волны ω представляет собой:

где n=1, 2, 3, 4,...

ω₁ - разрешенная угловая частота для n=1,
a₁ и b₁ - разрешенные большая полуось и малая полуось для n=1.

Из уравнения (29) следует, что величина эллиптического поля, соответствующего переходу ниже "основного состояния" молекулы водорода, является целым числом. Уравнения потенциальной энергии водородоподобных молекул имеют вид


где



и где р - целое число. Из закона сохранения энергии, резонансная энергетическая дырка водородоподобной молекулы, которая вызывает переход

есть
mp²X48,6 эВ, (36)
где m и р - целые числа. В течение перехода эллиптическое поле увеличивается с величины р до величины р+m. Соответствующее изменение потенциальной энергии равняется энергии, поглощенной энергетической дыркой.

Энергетическая дырка = -V_е - V_р = mp²X 48.6 эВ (37)
Далее энергия выделяется водородоподобной молекулой, по мере того, как межъядерное расстояние "сжимается". Полная энергия E_т, выделяемая во время перехода, равна

Фиг. 3 схематически изображает потенциальную яму полной энергии водородоподобных молекул и молекулярных ионов. Экзотермическая реакция, включающая переходы с одного уровня потенциальной энергии на более низкий уровень ниже "основного состояния", также в дальнейшем упоминается как гидрокатализ.

Водородоподобная молекула со своими электронами на более низком, чем "основное состояние", энергетическом уровне, соответствующем дробному квантовому числу, в дальнейшем упоминается как молекула из двух гидрино. Обозначением для молекулы из двух гидрино с межъядерным расстоянием где р - целое число, является

Схематическое изображение размеров водородоподобных молекул, как функции полной величины, представлено на фиг.4.

Величина эллиптического поля, соответствующего первому состоянию ниже "основного состояния" водородоподобной молекулы, составляет 2. Из закона сохранения энергии, резонансная энергетическая дырка, являющаяся катализатором в молекуле водорода, которая возбуждает переход водородной молекулы с межъядерным расстоянием в первое состояние ниже "основного состояния" с межъядерным расстоянием дается уравнениями (30) и (31), где эллиптическое поле увеличивается с величины один до величины два:


Энергетическая дырка (катализатор) = -V_е - V_р = mX 48.6 эВ (41).

Другими словами, эллипсоидное поле "основного состояния" молекулы водорода может рассматриваться как суперпозиция Фурье компонент. Удаление отрицательных Фурье компонент энергии
m X 48.6 эВ (42)
где m - целое число, увеличивает положительное электрическое поле внутри эллипсоидальной оболочки на множитель, равный m - кратному заряду протона в каждом фокусе. Результирующее электрическое поле представляет собой гармоническое по времени решение оператора Лапласа в эллипсоидальных координатах. Молекула водорода с межъядерным расстоянием побуждается к тому, чтобы совершить переход на уровень ниже "основного состояния", и межъядерное расстояние, для которого достигаются баланс сил и отсутствие излучения, составляет При уменьшении до такого межъядерного расстояния из "основного состояния" выделяется полная энергия, равная

Энергетическая дырка (молекулярный водород)
В предпочтительном варианте воплощения, энергетические дырки, каждая составляющая приблизительно mХ48,6 эВ, возникают в результате реакций электронного переноса реагентов, включающих электрохимический реагент(-ы) (электрокаталитический ион(-ы) или пару(-ы)), которые заставляют тепло выделяться из молекул водорода по мере того, как их электроны стимулируются, чтобы релаксировать к квантованным уровням потенциальной энергии ниже "основного состояния". Энергия, отводимая посредством реакции электронного переноса, энергетической дырки, находится в резонансе с водородной энергией, выделяемой, чтобы стимулировать этот переход. Источником молекул водорода может быть его образование на поверхности катода во время электролиза воды в случае электролитического энергетического реактора, а также газообразный водород или гидрид в случае энергетического реактора на газе под давлением или газоразрядного энергетического реактора.

Энергетический реактор
В настоящем изобретении энергетический реактор электролитической ячейки, энергетический реактор на газе под давлением и энергетический газоразрядный реактор содержат источник водорода, один из следующих источников энергетических дырок: твердый, расплавленный, жидкий и газообразный, бак реактора, вмещающий водород и источник энергетических дырок, в котором реакция сжатия происходит посредством контакта водорода с источником энергетических дырок, и средство для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией, чтобы экзотермическую реакцию сжатия предохранять от перехода в состояние равновесия. Скорость реакции сжатия и полезная выходная мощность увеличиваются посредством согласования энергетической дырки с энергией резонансного сжатия. Вообще, выходная мощность может быть оптимизирована путем управления температурой, давлением газообразного водорода, источником энергетических дырок, включающим электрокаталитический ион или пару, который обеспечивает энергетическую дырку, т.е. ион, противоположный электрокаталитическому иону или паре, а
также, площадью поверхности, на которой происходит реакция сжатия. Настоящее изобретение далее содержит катализатор перекрывающего разряда водорода, какой-нибудь многофункциональный материал, имеющий некоторую функциональную группу, которая позволяет диссоциировать молекулярный водород, чтобы обеспечить свободные атомы водорода, которые попадают на некоторую функциональную группу, которая является носителем подвижных свободных атомов водорода, и некоторую функциональную группу, которая может быть источником энергетических дырок.

Предпочтительный энергетический реактор на газообразном водороде под давлением содержит бак реактора, источник водорода, средство для управления давлением и потоком водорода в бак реактора, материал для диссоциации молекулярного водорода на атомный водород и материал, который может быть источником энергетических дырок в газовой фазе. Газообразный источник энергетических дырок включает те, которые возгоняются, кипят и/или испаряются при повышенной рабочей температуре энергетического газового реактора, в котором реакция сжатия происходит в газовой фазе.

Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают соответствующие части на разных фигурах, на которых:
фиг.1 схематически изображает потенциальную яму полной энергии атома водорода,
фиг.2 схематически изображает размеры орбитальных сфер электрона как функцию потенциальной энергии,
фиг. 3 схематически изображает потенциальные ямы полной энергии молекулы водорода водородного молекулярного иона H₂[2cʹ = 2a_0•]⁺, молекулы из двух гидрино и иона молекулы из двух гидрино H^*₂[2cʹ = a₀]²,
фиг.4 схематически изображает размеры водородоподобных молекул как функцию полной энергии,
фиг. 5 схематически изображает энергетический реактор в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 6 схематически изображает энергетический реактор электролитической ячейки в соответствии с настоящим изобретением,
фиг.7 схематически изображает энергетический реактор на газе под давлением в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 8 схематически изображает газоразрядный энергетический реактор в соответствии с настоящим изобретением,
фиг.9 изображает график избыточного тепла, выделяемого из текущего водорода в присутствии порошка окиси никеля, включающего окись ниобия и стронция (электрокаталитическая пара Nb³⁺/Sr²⁺), (измеренного) очень точным и надежным способом теплового измерения, преобразованием теплоты в электрический сигнал с помощью термостолбика, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Каталитические структуры энергетической дырки для атомов. Одноэлектронное возбужденное состояние.

Энергетическая дырка возникает при переходе электрона некоторой структурной формы в структурную форму в возбужденном состоянии, включая возбужденное состояние(-я) сплошного спектра атомов, ионов, молекул и ионных и молекулярных соединений. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит переход в возбужденное состояние электрона одной структурной формы, посредством чего энергия перехода принимающей [акцепторной] структурной формы равняется приблизительно mХ27,21 эВ, где m - целое число. Одноэлектронный перенос.

Энергетическая дырка возникает при переносе электрона между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос электрона из одной структурной формы в другую структурную форму, посредством чего сумма энергии ионизации структурной формы, отдающей электрон, минус энергия ионизации или сродство к электрону структурной формы, принимающей электрон, равняется приблизительно mХ27,21 эВ, где m - целое число.

Одноэлектронный перенос (две структурные формы).

Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает калий. Например, вторая энергия ионизации калия равна 31,63 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, ион К⁺ выделяет 4,34 эВ, когда он восстанавливается до атома К. Комбинация превращений из К⁺ в К²⁺ и из К⁺ в К тогда имеет чистое изменение энергии 27,28 эВ, m=1 в уравнении (3).

К + К²⁺ --> К⁺ + К⁺ + 27,28 эВ (45)
И полная реакция представляет собой

Заметим, что энергия, выделяемая по мере того, как атом сжимается, намного больше, чем энергия, теряемая в энергетической дырке. И выделяемая энергия велика по сравнению с известными химическими реакциями.

Для натрия или ионов натрия никакая электрокаталитическая реакция с энергией приблизительно 27,21 эВ невозможна. Например, 42,15 эВ энергии поглощается путем обращения реакции, данной в уравнении (45), в котором Na⁺ заменяет К⁺.

Na⁺ + Na⁺ + 4...15 эВ --> Na + Na²⁺ (47)
Другие менее эффективные каталитические системы объединяют три резонаторные полости. Например, третья энергия ионизации палладия равна 32,93 эВ. Эта энергетическая дырка слишком высока для резонансного поглощения. Однако, ион Li⁺ выделяет 5,392 эВ, когда он восстанавливается до атома Li. Комбинация превращений из Pd²⁺ в Pd³⁺ и из Li⁺ в Li тогда имеет чистое изменение энергии 27,54 эВ.

Li⁺ + Pd³⁺ --> Li + Pd²⁺ + 27,54 эВ (49)
И полная реакция описывается выражением

Одноэлектронный перенос (одна структурная форма)
Энергетическая дырка обеспечивается ионизацией электрона из участвующих структурных форм, включающих атом, ион, молекулу, а также ионное и молекулярное соединение. В одном из вариантов воплощения, энергетическая дырка содержит ионизацию электрона из одной структурной формы на энергетический уровень вакуума, посредством чего энергия ионизации структурной формы, (донорной) отдающей электрон, равняется приблизительно mХ27,21 эВ, где m - целое число.

Титан является одним из катализаторов (электрокаталитический ион), который может вызывать резонансное сжатие, потому что его третья энергия ионизации равна 27,49 эВ в уравнении (3). Таким образом, каскад р-го цикла сжатия представлен выражением

Ti³⁺ + e^- --> Ti²⁺ + 27,491 эВ (52)
И полная реакция представляется выражением

Рубидий также является катализатором (электрокаталитический ион). Его вторая энергия ионизации равна 27,28 эВ.

Rb²⁺ + e^- --> Rb⁺ + 27,28 эВ (55)
И полная реакция представляется выражением

Другие реакции одноэлектронного переноса, необходимые для того, чтобы обеспечить энергетические дырки приблизительно mХ27,21 эВ, где m - целое число, встречаются в других работах.

Многоэлектронный перенос
Энергетическая дырка возникает при переносе многих электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения, энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более форм в одну или более форм, посредством чего сумма энергии ионизации или сродства к электрону формы, отдающей электрон, минус сумма энергий ионизации или сродства к электрону формы, принимающей электрон, равняется приблизительно mХ27,21 эВ, где m и t - целые числа.

Энергетическая дырка обеспечивается переносом многих электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более форм в другую, посредством чего t последовательных величин сродства к электрону и/или энергий ионизации формы, отдающей электрон, минус t последовательных энергий ионизации и/или величин сродства к электрону акцепторов электронов равняется приблизительно mХ27,21 эВ, где m и t - целые числа.

В предпочтительном варианте воплощения электронная акцепторная структурная форма является оксидом типа МnО_х, АlO_х, SiO_x. Предпочтительным молекулярным акцептором электронов является кислород О₂.

Двухэлектронный перенос (одна структурная форма).

В одном из вариантов воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит ионизация двух электронов из атома, иона, или молекулы на энергетический уровень вакуума таким образом, что сумма двух энергий ионизации составляет приблизительно 27,21 эВ. Цинк является одним из катализаторов (электрокаталитический атом), который может вызывать резонансное сжатие, потому что сумма его первой и второй энергий ионизации составляет 27,358 эВ, m=1 в уравнении (3). Таким образом, каскад р-го цикла сжатия представлен выражением

Zn²⁺ + 2e^- --> Zn + 27,358 эВ (58)
И полная реакция представлена выражением

Двухэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос двух электронов из атома, иона или молекулы в другой атом или молекулу таким образом, что сумма двух энергий ионизации минус сумма двух величин сродства к электрону участвующих атомов, ионов и/или молекул равняется приблизительно 27,21 эВ. Каталитическая система, в которой происходит перенос двух электронов из атома в молекулу, включает палладий и кислород. Например, первая и вторая энергии ионизации палладия равняются 8,34 эВ и 19,43 эВ, соответственно. И первое и второе сродство к электрону молекулы кислорода равны 0,45 эВ и 0,11 эВ, соответственно. Энергетическая дырка, образующаяся в результате двухэлектронного переноса, подходит для резонансного поглощения. Комбинация превращений из Pd в Pd²⁺ и из О₂ в О₂ ^2- тогда имеет чистое изменение энергии 27,21 эВ.

Pd²⁺ + O₂ ^2- --> Pd + O₂ + 27,21 эВ (61)
И полная реакция описывается выражением

Дополнительные атомы, молекулы или соединения, которые могли бы заменяться/замещаться О₂, являются теми, у которых первое и второе сродство к электрону приблизительно равны 0,45 эВ и 0,11 эВ, соответственно, например смешанный оксид (МnО_x, AlO_x, SiO_x), содержащий О, чтобы образовать О^2- или О₂, чтобы образовать О₂ ^2-.

Двухэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос двух электронов из атома, иона или молекулы в другой атом или молекулу таким образом, что сумма двух энергий ионизации минус сумма одной энергии ионизации и одного сродства к электрону участвующих атомов, ионов и/или молекул равняется приблизительно 27,21 эВ. Каталитическая система, в которой происходит перенос двух электронов из атома в ион, включает ксенон и литий. Например, первая и вторая энергии ионизации ксенона равняются 12,13 эВ и 21,21 эВ, соответственно. Также, первая энергия ионизации и первое сродство к электрону лития равны 5,39 эВ и 0,62 эВ, соответственно. Энергетическая дырка, образующаяся в результате из двухэлектронного переноса, годится для резонансного поглощения. Комбинация переходов из Хе в Хе²⁺ и из Li⁺ в Li^- тогда имеет чистое изменение энергии 27,33 эВ.

Xe²⁺ + Li^- --> Xe + Li⁺ + 27,33 эВ (64)
И полная реакция описывается выражением

Двухэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос двух электронов из атома, иона или молекулы в другой атом или молекулу таким образом, что сумма двух энергий ионизации минус сумма двух энергий ионизации участвующих атомов и/или молекул равняется приблизительно 27,21 эВ. Каталитическая система, в которой происходит перенос двух электронов из первого иона во второй ион, включает серебро (Аg⁺) и серебро (Аg²⁺). Например, вторая и третья энергии ионизации серебра равняются 21,49 эВ и 34,83 эВ, соответственно. И вторая и первая энергии ионизации серебра равны 21,49 эВ и 7,58 эВ, соответственно. Энергетическая дырка, образующаяся в результате из двухэлектронного переноса, годится для резонансного поглощения. Комбинация переходов из Аg⁺ в Аg³⁺ и из Аg²⁺ в Аg тогда имеет чистое изменение энергии 27,25 эВ.

Ag³⁺ + Ag --> Ag⁺ + Ag²⁺ + 27,25 эВ (67)
И полная реакция описывается выражением

Трехэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос трех электронов из одного иона в другой ион таким образом, что сумма величин сродства к электрону и двух энергий ионизации первого иона минус сумма трех энергий ионизации второго иона равняется приблизительно 27,21 эВ. Каталитическая система, в которой происходит перенос трех электронов из иона во второй ион, включает Li^- и Cr³⁺. Например, сродство к электрону, первая энергия ионизации и вторая энергия ионизации лития равняются 0,62 эВ, 5,392 эВ и 75,638 эВ, соответственно. Третья, вторая и первая энергии ионизации Cr³⁺ равны, соответственно, 30,96 эВ, 16,50 эВ и 6,766 эВ. Энергетическая дырка, образующаяся в результате из трехэлектронного переноса, подходит для резонансного поглощения. Комбинация переходов из Li^- в Li²⁺ и из Сr³⁺ в Cr тогда имеет чистое изменение энергии 27,42 эВ.

Li²⁺ + Cr --> Li^- + Cr³⁺ + 27,42 эВ (70)
И полная реакция описывается выражением

Трехэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетические дырки, происходит перенос трех электронов из атома, иона или молекулы в другой атом, ион или молекулу таким образом, что сумма трех последовательных энергий ионизации структурной формы, отдающей электрон, минус сумма трех энергий ионизации формы, принимающей электрон, была приблизительно 27,21 эВ. Каталитическая система, в которой происходит перенос трех электронов из атома в ион, включает Аg и Се³⁺. Например, первая, вторая и третья энергии ионизации серебра равняются 7,58 эВ, 21,49 эВ и 34,83 эВ, соответственно. Третья, вторая и первая энергии ионизации Се³⁺ равны, соответственно 20,20 эВ, 10,85 эВ и 5,47 эВ. Энергетическая дырка, образующаяся в результате из трехэлектронного переноса, подходит для резонансного поглощения. Комбинация переходов из Аg в Аg³⁺ и из Се³⁺ в Се тогда имеет чистое изменение энергии 27,38 эВ.

Аg³⁺ + Ce --> Аg + Ce³⁺ + 27,38 эВ (73)
И полная реакция описывается выражением

Дополнительные каталитические структуры с энергетической дыркой
Одноэлектронный перенос
В следующем варианте воплощения, энергетическая дырка с энергией, равной полной энергии, выделяемой для какого-то электронного перехода ниже "основного состояния" атома водорода, образуется при переносе электрона между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы и ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос электрона из одной структурной формы в другую структурную форму, посредством чего сумма энергии ионизации структурной формы, отдающей электрон, минус энергия ионизации или сродство к электрону структурной формы, принимающей электрон, равняется приблизительно (m/2)27,21 эВ, где m - целое число.

Для m=3, соответствующего переходу от n=1 до n=1/2, эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает мышьяк и кальций. Например, третья энергия ионизации кальция составляет 50,908 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, As⁺ выделяет 9,81 эВ, когда он восстанавливается до As. Комбинация переходов из Са²⁺ в Са³⁺ и из As⁺ в As тогда имеет чистое изменение энергии 41,1 эВ.

As + Ca³⁺ --> As⁺ + Ca²⁺ + 42,1 эВ (76)
И полная реакция описывается выражением

Многоэлектронный перенос
Энергетическая дырка обеспечивается переносом многих электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения, энергетическая дырка содержит перенос t электронов от одной или более структурных форм в одну или более структурных форм, посредством чего сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, отдающей электрон, минус сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону акцепторных структурных форм равняется приблизительно (m/2)27,21 эВ, где m и t - целые числа.

Каталитические структуры энергетических дырок для молекул
Одноэлектронное возбужденное состояние
Энергетическая дырка обеспечивается переходом электрона некоторой структурной формы в возбужденное состояние структурной формы, включающей атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит переход в возбужденное состояние электрона одной структурной формы, посредством чего энергия перехода акцепторной структурной формы составляет mp²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Одноэлектронный перенос
Энергетическая дырка обеспечивается переносом электрона между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос электрона из одной структурной формы в другую структурную форму, посредством чего сумма энергии ионизации структурной формы, отдающей электрон, минус энергия ионизации или сродство к электрону структурной формы, принимающей электрон, равняется приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Одноэлектронный перенос (две структурной формы)
Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает железо и литий. Например, четвертая энергия ионизации железа составляет 54,8 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, Li⁺ выделяет 5,392 эВ, когда он восстанавливается до Li. Комбинация переходов из Fе³⁺ в Fе⁴⁺ и из Li⁺ в Li тогда имеет чистое изменение энергии 49,4 эВ.

Li + Fe⁴⁺ --> Li⁺ + Fe³⁺ + 49,4 эВ (79)
И полная реакция описывается выражением

Заметим, что энергия, выделяемая по мере того как молекула сжимается, намного больше, чем энергия, теряемая в энергетической дырке. Также, отводимая энергия велика по сравнению с известными химическими реакциями.

Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает скандий. Например, четвертая энергия ионизации скандия составляет 73,47 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако Sс³⁺ выделяет 24,76 эВ, когда он восстанавливается до Sс²⁺. Комбинация переходов из Sс³⁺ в Sc⁴⁺ и из Sс³⁺ в Sc²⁺ тогда имеет чистое изменение энергии 48,7 эВ.

Sc²⁺ + Sc⁴⁺ --> Sc³⁺ + Sc³⁺ + 48,7 эВ (82)
И полная реакция описывается выражением

Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает иттрий. Например, четвертая энергия ионизации галлия составляет 64,00 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, Pd²⁺ выделяет 15,03 эВ, когда он восстанавливается до Рb⁺. Комбинация превращений из Ga³⁺ в Ga⁴⁺ и из Pb²⁺ в Рb⁺ тогда имеет чистое изменение энергии 48,97 эВ.

Ga⁴⁺+Pb⁺-->Ga³⁺ + Pb²⁺ + 48.97 эВ. (85)
И полная реакция описывается выражением

Одноэлектронный перенос (одна структурная форма)
Энергетическая дырка возникает при ионизации электрона из участвующих структурных форм, включающих атом, ион, молекулу и ионное или молекулярное соединение на энергетический уровень вакуума. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит ионизацию из электрона из одной структурной формы на энергетический уровень вакуума, посредством чего энергия ионизации структурной формы, отдающей электрон, равняется приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Многоэлектронный перенос
Энергетическая дырка возникает при переносе многих электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы, а также ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более структурных форм в одну или более структурных форм, посредством чего сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, отдающей электрон, минус сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, принимающей электрон, равняется приблизительно mp²Х48,6 эВ, где m, р и t - целые числа.

Энергетическая дырка обеспечивается переносом многих электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы и ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более структурных форм в одну или более структурных форм, посредством чего t последовательных величин сродства к электрону и/или энергий ионизации структурной формы, отдающей электрон, минус t последовательных энергий ионизации и/или величин сродства к электрону акцептора электронов равняется приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m, р и t - целые числа.

В предпочтительном варианте воплощения структурная форма, принимающая электрон, является оксидом, как например MnO_x, AlO_x, SiO_x. Предпочтительным молекулярным акцептором электронов является кислород О₂.

Двухэлектронный перенос (одна структурная форма)
В одном из вариантов воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит ионизация двух электронов из атома, иона или молекулы на энергетический уровень вакуума так, чтобы сумма двух энергий ионизации была приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Двухэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос двух электронов из атома, иона или молекулы в другой атом или молекулу так, чтобы сумма двух энергий ионизации минус сумма двух величин сродства к электрону участвующих атомов, ионов и/или молекул составляла приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Двухэлектронный перенос (две структурные формы)
В другом варианте воплощения в каталитической системе, которая обеспечивает энергетическую дырку, происходит перенос двух электронов из атома, иона или молекулы в другой атом или молекулу так, чтобы сумма двух энергий ионизации минус сумма одной энергии ионизации и одного сродства к электрону участвующих атомов, ионов и/или молекул является приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Другие энергетические дырки
В другом варианте воплощения энергетические дырки, каждая приблизительно mХ67,8 эВ, данные уравнением (30)

обеспечиваются реакциями электронного переноса реагентов, включающих электрохимический реагент(-ы) (электрокаталитический ион(-ы) или пару(-ы)), которые заставляют тепло выделяться из молекул водорода по мере того, как их электроны стимулируются к тому, чтобы релаксировать к квантованным уровням потенциальной энергии ниже уровня "основного состояния". Энергия, отводимая реакцией электронного переноса, энергетической дырой, находится в резонансе с водородной энергией, выделяемой, чтобы стимулировать этот переход. Источником молекул водорода может быть его образование на поверхности катода во время электролиза воды в случае электролитического энергетического реактора, и газообразный водород или гидрид в случае энергетического реактора на газе под давлением или газоразрядного энергетического реактора.

Энергетическая дырка обеспечивается переносом одного или более электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы и ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более структурных форм в одну или более структурных форм, посредством чего сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, отдающей электрон, минус сумма энергии ионизации и/или величин сродства к электрону структурных форм акцепторов электронов равняется приблизительно mр²Х48,6 эВ, где m и р - целые числа.

Эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает магний и стронций. Например, третья энергия ионизации магния составляет 80,143 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако, Sr²⁺ выделяет 11,03 эВ, когда он восстанавливается до Sr⁺. Комбинация переходов из Мg²⁺ в Мg³⁺ и из Sr²⁺ в Sr⁺ тогда имеет чистое изменение энергии 69,1 эВ.

Mg³⁺ +Sr⁺-->Mg²⁺+Sr^2-+69,1 эВ (89)
И полная реакция описывается выражением

Другая эффективная каталитическая система, которая объединяет три резонаторные полости, включает магний и кальций. В этом случае Са²⁺ выделяет 11,871 эВ, когда он восстанавливается до Са⁺. Комбинация переходов из Мg²⁺ в Мg³⁺ и из Сa²⁺ в Са⁺ тогда имеет чистое изменение энергии 68,2 эВ.

Mg³⁺ + Ca⁺-->Mg^2- + Ca²⁺ + 68,2 эВ (92)
И полная реакция описывается выражением

В четырех других вариантах воплощения энергетические дырки, каждая приблизительно nХЕ_т эВ с вибрацией нулевого порядка, где Е_т представлено уравнением (38) mХ31,94 эВ, где 31,94 эВ определяется уравнением (222), где n и m - целые числа

и 95,7 эВ (энергия, соответствующая m=1 в уравнении (43) с вибрацией нулевого порядка Е_т), которая определяется разностью

уравнений (254) и (222)

обеспечиваются реакциями электронного переноса реагентов, включающих электрохимический реагент (-ы) (электрокаталитический ион(-ы) или пару(-ы)), которые заставляют тепло отводиться из молекул водорода по мере того, как их электроны стимулируются к тому, чтобы релаксировать к квантованным уровням потенциальной энергии ниже уровня "основного состояния". Энергия, отводимая реакцией электронного переноса, энергетической дыркой, находится в резонансе с водородной энергией, выделяемой, чтобы стимулировать этот переход. Источником молекул водорода может быть его образование на поверхности катода во время электролиза воды в случае электролитического энергетического реактора и газообразный водород или гидрид в случае энергетического реактора на газе под давлением или газоразрядного энергетического реактора.

Энергетическая дырка обеспечивается переносом одного или более электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы и ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более структурных форм в одну или более структурную форму, посредством чего сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, отдающей электрон, минус сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурных форм акцепторов электронов равняется приблизительно mХ31,94 эВ (уравнение 222), где m и t - целые числа.

Энергетическая дырка обеспечивается переносом одного или более электронов между участвующими структурными формами, включающими атомы, ионы, молекулы и ионные и молекулярные соединения. В одном из вариантов воплощения энергетическая дырка содержит перенос t электронов из одной или более структурных форм в одну или более структурных форм, посредством чего сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурной формы, отдающей электрон, минус сумма энергий ионизации и/или величин сродства к электрону структурных форм акцепторов электронов равняется приблизительно mХ95,7 эВ, где m и t - целые числа.

Энергетический реактор
Энергетический реактор 50 (фиг.5), согласно изобретению, содержит бак реактора 52, который вмещает энергетическую реакционную смесь 54, теплообменник 60 и паровой генератор 62. Теплообменник 60 поглощает тепло, выделяемое посредством реакции сжатия, когда реакционная смесь, составленная из сжимаемого материала, сжимается. Теплообменник предназначен для обмена теплом с паровым генератором 62, который поглощает тепло из теплообменника 60 и производит пар. Энергетический реактор 50 содержит турбину 70, которая получает пар из парового генератора 62 и подает мощность в генератор мощности 80, который преобразует энергию пара в электрическую энергию, которая может приниматься нагрузкой 90 для выполнения работы или для рассеяния.

Энергетическая реакционная смесь 54 содержит выделяющий энергию материал 56, включающий источник атомов изотопа водорода или источник изотопа молекулярного водорода и источник 58 энергетических дырок, которые резонансно отводят приблизительно mХ27,2 эВ, чтобы вызвать "сжатие" атомов водорода, и приблизительно mХ48,6 эВ, чтобы вызвать "сжатие" молекул водорода, где m - целое число, в котором реакция сжатия происходит посредством контакта водорода с источником энергетических дырок. Реакция сжатия выделяет тепло и сжатые атомы и/или молекулы.

Источником водорода может быть газообразный водород, диссоциация воды, включая тепловую диссоциацию, электролиз воды, водород из гидридов или водород из металл-водородных растворов. Во всех вариантах воплощения источником энергетических дырок может быть одна или более из следующих реакций: электрохимическая, химическая, фотохимическая, тепловая, реакция со свободными радикалами, акустическая или ядерная реакция(и), или реакция неупругого рассеяния фотонов или частиц. В последних двух случаях энергетический реактор содержит источник частиц 75б и/или источник фотонов 75а для обеспечения энергетических дырок. В этих случаях, энергетическая дырка соответствует вынужденному излучению фотоном или частицей. В предпочтительных вариантах воплощения энергетических реакторов на газе под давлением и газоразрядных реакторов (фиг. 7 и 8), соответственно, источник фотонов 75а диссоциирует молекулы водорода на атомы водорода. Источник фотонов, производящий фотоны по меньшей мере с одной энергией приблизительно mХ27,21 эВ, (m/2)Х27,21 эВ или 40,8 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как атомы водорода претерпевают реакцию сжатия. В другом предпочтительном варианте воплощения источник фотонов 75а, производящий фотоны, по меньшей мере, с одной энергией, приблизительно равной mХ48,6 эВ, 95,7 эВ или mХ31,94 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как молекулы водорода претерпевают реакцию сжатия. Во всех реакционных смесях выбранное внешнее энергетическое устройство 75, такое как электрод, может использоваться, чтобы подавать электростатический потенциал или ток (магнитное поле) для уменьшения энергии активации резонансного поглощения энергетической дырки. В другом варианте воплощения смесь 54 содержит поверхность или материал, необходимый для того, чтобы диссоциировать и/или поглощать атомы и/или молекулы материала 56, выделяющего энергию. Такие поверхности или материалы для диссоциации и/или поглощения водорода, дейтерия или трития содержат химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы: железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs. В предпочтительном варианте воплощения источник энергетических дырок для сжатия атомов водорода содержит каталитический материал 58 энергетических дырок, обычно содержащий электрокаталитические ионы и пары, которые обеспечивают энергетическую дырку с энергией приблизительно mХ27,21 эВ плюс-минус 1 эВ. В одном из предпочтительных вариантов воплощения источник энергетических дырок для сжатия молекул водорода содержит каталитический материал 58 энергетических дырок, обычно содержащий электрокаталитические ионы и пару(ы), включая те, которые обеспечивают энергетическую дырку с энергией приблизительно mХ48,6 эВ плюс-минус 5 эВ. Электрокаталитические ионы и пары включают электрокаталитические ионы и пары.

Следующим вариантом воплощения является бак реактора 52, содержащий источник энергетических дырок, включающий электрокаталитический ион или пару(-ы), источник энергетических дыр в расплавленном, жидком, газообразном или твердом состоянии и источник водорода, включая гидриды и газообразный водород. Реактор, который сжимает атомы водорода, далее содержит средство для диссоциации молекулярного водорода в атомный водород, включающее химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Mb, Mo, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Рr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Cs, или электромагнитное излучение, включающее ультрафиолетовый свет, обеспечиваемый источником фотонов 75.

В настоящем изобретении энергетический реактор электролитической ячейки, энергетический реактор на газе под давлением и энергетический газоразрядный реактор содержат источник водорода, твердый, расплавленный, жидкий или газообразный источник энергетических дырок, бак реактора, вмещающий водород и источник энергетических дырок, в котором реакция сжатия происходит посредством контакта водорода с источником энергетических дыр, и средство для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией так, чтобы предохранять экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия. Источник энергии раскрыт в публикациях: Миллс Р. и др.. Fusion Technology, 210, 1991, стр. 65-81; "Идентификация молекулы дигидрино". Fusion Technology, 25, 103, 1994; "Дробные квантовые энергетические уровни водорода", том.28, 4, ноябрь, 1995, стр.1697-1719.

Электролитический энергетический реактор
В предпочтительном варианте воплощения энергетический реактор, согласно изобретению, содержит электролитическую ячейку, образующую бак реактора 52 (фиг. 5), включая электролитическую ячейку с расплавленным материалом. Общий вид электролитической ячейки 100 показан на фиг.6. Электрический ток проходит через электрический раствор 102, имеющий электрокаталитические ионы или пары, обеспечивающие энергетические дырки, равные энергии резонансного сжатия, путем приложения напряжения к аноду 104 и катоду 106 автоматическим регулятором мощности 108, снабжаемым энергией от источника питания 110. Ультразвуковая или механическая энергия может также подводиться к катоду 106 и к электролитическому раствору 102 вибрационным средством 112. Тепло может подаваться в электролитический раствор 102 нагревателем 114. Давление электролитической ячейки 100 может управляться средством регулятора давления 116, расположенным там, где ячейка может закрываться. Реактор далее содержит средство 101, которое отводит (молекулярный) водород с более низкой энергией, такое как селективный выпускной клапан, предназначенный для того, чтобы предотвращать экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия.

В предпочтительном варианте воплощения электролитическая ячейка действует при нулевой разнице напряжения посредством приложения избыточного давления водорода с помощью
источника водорода 121, где избыточное давление может управляться средством регулирования давления 122 и 116. Вода может превращаться в водород и гидроокись на катоде 106, а также водород может окисляться до протонов на аноде 104. Вариант воплощения энергетического реактора электролитической ячейки содержит обращенную геометрию топливной ячейки, которая отводит водород с более низкой энергией под вакуумом [посредством откачки]. В предпочтительном варианте воплощения катод 106 имеет модифицированный слой диффузии газа и содержит средство направления газа, включающее первый тефлоновый мембранный фильтр и второй составной слой - копировальная [угольная] бумага/тефлоновый мембранный фильтр. Следующий вариант воплощения содержит бак реактора, который может быть закрытым, за исключением соединения с охладителем 140, находящимся в верхней части бака реактора 100. Ячейка может действовать при кипении так, что пар, выделяемый из кипящего электролита 102, может конденсироваться в охладителе 140, и конденсированная вода может возвращаться в бак реактора 100. Водород с более низким энергетическим состоянием может выпускаться через верхнюю часть охладителя 140. В одном из вариантов воплощения охладитель содержит рекомбинатор водорода/кислорода 145, который контактирует с выпускаемыми электролитическими газами. Водород и кислород рекомбинируют, и образующаяся в результате вода может возвращаться в бак 100. Тепло, выделяемое при протекании экзотермической реакции, посредством которой электроны электролитически произведенных атомов (молекул) водорода вынуждаются совершать переходы на энергетические уровни ниже "основного состояния", и тепло, выделяемое благодаря рекомбинации электролитически произведенного нормального водорода и кислорода, может отводиться теплообменником 60, который соединен с охладителем 140.

В вакууме в отсутствие внешних полей энергетическая дырка, необходимая, чтобы стимулировать атом (молекулу) водорода совершать переход сжатия, составляет mХ27,21 эВ (mХ48,6 эВ), где m - целое число. Эта энергия резонансного сжатия может изменяться, когда атом (молекула) находится в среде, отличающейся от вакуума. Примером является атом (молекула) водорода, поглощаемый на катоде 106, находящемся в водном электролитическом растворе 102, имеющем приложенное электрическое поле и внутреннее или приложенное магнитное поле, обеспечиваемое внешним генератором магнитного поля 75. При этих условиях требуемая энергетическая дырка может слегка отличаться от mХ27,21 эВ (mХ48,6 эВ). Таким образом, источник энергетических дырок, включающий реагенты электрокаталитического иона и пары, может быть выбран таким, чтобы иметь окислительно-восстановительную (электронный перенос) энергию, резонансную с энергией резонансного сжатия, при работе в этих условиях. В случае, когда используется никелевый катод 106 для электролиза водного раствора 102, где ячейка действует в пределах диапазона напряжения от 1,4 до 5 В, электрокаталитические ионы и пары K⁺/К⁺ и Rb⁺ [Fe³⁺/Li⁺ и Sс³⁺/Sс³⁺) являются предпочтительными для сжатия атомов (молекул) водорода.

Катод поставляет атомы (молекулы) водорода, и реакция сжатия происходит на поверхности катода, где атомы (молекулы) водорода и источник энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) находятся в контакте. Таким образом, реакция сжатия может зависеть от площади поверхности катода. Для постоянной плотности тока, дающей постоянную концентрацию атомов (молекул) водорода на единицу площади, увеличение площади поверхности увеличивает реагенты, доступные для проведения реакции сжатия. Увеличение площади поверхности катода уменьшает электрическое сопротивление электролитической ячейки, что улучшает эффективность электролиза. Предпочтительный катод электролитической ячейки, включая никелевый катод, имеет свойства высокой площади поверхности, высокопрочную и закаленную поверхность, такую как холоднотянутая или холоднообработанная поверхность, и большое количество зернистых границ.

В одном из предпочтительных вариантов воплощения энергетического реактора на электролитической ячейке источник энергетических дырок может быть включен в катод: либо механически, либо способами, включающими холодную выработку источника энергетических дырок в поверхностном слое катода, либо термическими способами, включающими вплавление источника энергетических дырок в поверхностный слой катода и испарение растворителя раствора источника энергетических дырок в контакте с поверхностью катода, и электростатически, посредством способов, включающих электролитическое осаждение, ионную бомбардировку и вакуумное осаждение.

Скорость реакции сжатия может зависеть от состава катода 106. Атомы (молекулы) водорода являются реагентами для выработки энергии посредством реакции сжатия. Таким образом, катод должен эффективно обеспечивать высокую концентрацию атомов (молекул) водорода. Катод 106 может быть составлен из любого элемента, соединения, сплава или смеси проводника или полупроводника, включая элементы переходной группы и их соединения, элементы группы актинидов и лантанидов и их соединения, и группу элементов IIIB и IVB и их соединения. Металлы переходной группы диссоциируют газообразный водород на атомы в большей или меньшей степени в зависимости от металла. Никель и титан легко диссоциируют молекулы водорода и являются предпочтительными для сжатия атомов водорода. Катод может изменять энергию поглощенных атомов (молекул) водорода и воздействовать на энергию реакции сжатия. Материал катода может быть выбран таким, который обеспечивает резонанс между энергетической дыркой и энергией резонансного сжатия. В случае электрокаталитической пары К⁺/К⁺ с карбонатом в качестве противоположного иона для катализации сжатия атомов водорода, взаимоотношение материала катода к скорости реакции может быть следующим:
Pt<Pd<<Ti, Fe<Ni

Также, соединение резонаторных полостей и усиление переноса энергии между ними может быть увеличено, когда среда является нелинейной средой типа намагниченной ферромагнитной среды. Таким образом, парамагнитный или ферромагнитный катод, нелинейная намагниченная среда увеличивают скорость реакции путем увеличения связи между энергией резонансного сжатия атома водорода и энергетической дыркой, содержащей электрокаталитический ион или пару. С другой стороны, может быть приложено магнитное поле с помощью генератора магнитного поля 75. Магнитные поля на катоде изменяют энергию поглощенного водорода и попутно изменяют энергию резонансного сжатия. Магнитные поля также возмущают энергию электрокаталитических реакций (энергетическая дырка), изменяя энергетические уровни электронов, принимающих участие в реакциях. Магнитные свойства катода, а также напряженность магнитного поля, которое прикладывается генератором магнитного поля 75, выбираются так, чтобы оптимизировать скорость и выходную мощность реакции сжатия. Предпочтительным ферромагнитным катодом является никель.

Предпочтительный способ очистки [обработки] катода электролитической ячейки, включая никелевый катод, состоит в том, чтобы анодировать [подвергать анодной обработке] катод в щелочном электролитическом растворе, включающем приблизительно 0,57 моля Х₂СО₃ (X - катион щелочи электролита, включая К⁺), и погружать катод в разбавленный [слабый] раствор Н₂О₂, приблизительно такой, как 3 %-ный раствор Н₂О₂. В следующем варианте воплощения способа очистки выполняется циклическая вольтамперометрия с помощью второго электрода из такого же материала, как первый катод. Катод тогда должен тщательно промываться в дистиллированной воде. Органический материал на поверхности катода замедляет каталитическую реакцию, посредством чего электроны атомов (молекул) водорода, произведенных электролитически, вынуждаются совершать переходы к энергетическим уровням ниже "основного состояния". Очистка этим способом удаляет органический материал с поверхности катода и добавляет атомы кислорода в поверхностный слой катода. Легирование атомами кислорода металлической поверхности, включая поверхность никеля, путем анодирования катода и очистки катода в Н₂О₂, увеличивает выходную мощность, уменьшая рекомбинацию водорода в молекулярный водород и уменьшая энергию связи между металлом и атомами (молекулами) водорода, которые приводят в соответствие энергию резонансного сжатия поглощенного водорода к энергетической дырке, обеспечиваемой источником энергетических дырок, включающим электрокаталитические пары К⁺/К⁺ и Sc³⁺/Sc³⁺.

Различные материалы анода имеют различные значения перенапряжения для окисления воды, что может проявляться в виде омических потерь. Анод низкого перенапряжения будет увеличивать эффективность. Предпочтительными анодами являются никель, платина и аноды с устойчивыми размерами, включая платинированный титан. В случае электрокаталитической пары К⁺/К⁺, когда карбонат [углекислая соль] используется в качестве противоположного иона, предпочтительным анодом является никель. Никель также является предпочтительным анодом для использования в щелочных растворах с никелевым катодом. Никель недорог по сравнению с платиной, и, кроме того, во время электролиза на катод можно наносить гальваническое покрытие нового слоя никеля.

Предпочтительный способ очистки анода с устойчивыми размерами, включая платинированный титановый анод, состоит в том, чтобы помещать анод в 3 моля НС1 приблизительно на 5 минут, и затем промывать его дистиллированной водой.

В случае сжатия атомов водорода, атомы водорода на поверхности катода 106 образуют газообразный водород, который может образовать пузырьки [вздутия] на поверхности катода. Эти пузырьки действуют как пограничный слой между атомами водорода и электрокаталитическим ионом или парой. Качество границы можно повысить путем вибрации катода и/или электролитического раствора 102 или применяя ультразвук с помощью средства вибрации 112 и добавляя смачивающие вещества [ПАВ] к электролитическому раствору 102 для того, чтобы уменьшить поверхностное натяжение воды и предотвратить образование пузырьков. Использование катода, имеющего гладкую поверхность, или проволочного катода предотвращает прилипание газа. А также, импульсный ток, обеспечиваемый релейной схемой автоматического регулятора мощности 108, обеспечивает периодическое пополнение атомов водорода, которые рассеиваются путем образования газообразного водорода, сопровождаемого диффузией в раствор, при этом предотвращая образование чрезмерного газообразного водорода, который мог бы образовать пограничный слой.

Реакция сжатия может зависеть от температуры. Большинство химических реакций протекают в два раза быстрее на каждые 10^oС повышения температуры. Повышение температуры увеличивает скорость столкновения между атомами (молекулами) водорода и электрокаталитическим ионом или парой, что приводит к увеличению скорости реакции сжатия. При больших отклонениях температуры от комнатной распределение кинетической энергии реагентов может изменяться достаточно для того, чтобы заставить энергетическую дырку в большей или меньшей степени соответствовать энергии резонансного сжатия. Скорость может быть пропорциональна степени согласования или резонанса этих энергий. Температура может регулироваться так, чтобы оптимизировать соотношение между скоростью реакции сжатия и скоростью выработки энергии. В случае электрокаталитической пары К⁺/К⁺ предпочтительное воплощение может быть таким, чтобы реакция проходила при температуре выше комнатной температуры, путем подведения тепла с помощью нагревателя 114.

Реакция сжатия может зависеть от плотности тока. Увеличение плотности тока может быть эквивалентно в некоторых аспектах увеличению температуры. Если скорость столкновения увеличивается, то и энергия реагентов увеличивается с увеличением плотности тока. Таким образом, скорость может быть увеличена путем увеличения скорости столкновения реагентов. Однако скорость может быть увеличена или уменьшена в зависимости от влияния увеличенных энергий реагента на согласование энергетической дырки и энергии резонансного сжатия. Также, увеличенный ток рассеивает большее количество энергии посредством омического нагрева и может вызывать образование водородных пузырьков в случае сжатия атомов водорода. Однако, интенсивный поток газа может смещать пузырьки, что убавляет любой пограничный слой газообразного водорода. Плотность тока может регулироваться с помощью автоматического регулятора мощности 108, чтобы оптимизировать выработку чрезмерной энергии. В предпочтительном варианте воплощения плотность тока может быть в диапазоне от 1 до 1000 мА/см².

Показатель рН водного электролитического раствора 102 может влиять на скорость реакции сжатия. В случае, если электрокаталитический ион или пара заряжены положительно, то увеличение показателя рН уменьшит концентрацию ионов водорода, соединенных с молекулами воды на отрицательном катоде. Таким образом, концентрация электрокаталитических ионов или катионов пары увеличится. Увеличение концентрации реагента увеличивает скорость реакции. В случае иона Rb⁺ или пары К⁺/К⁺ (Sc³⁺/Sc³⁺), предпочтительный рН может быть щелочным (7,1-14).

Противоположный ион электрокаталитического иона или пары электролитического раствора 102 может воздействовать на скорость реакции сжатия, изменяя энергию переходного состояния. Например, комплекс переходного состояния электрокаталитической пары К⁺/К⁺ с атомом водорода имеет заряд плюс два и вовлекает столкновение с некоторым третьим телом, что может быть неблагоприятным. Отрицательный оксианион [анион кислорода или кислотный] с зарядом два может связывать два иона калия. Таким образом, он обеспечивает нейтральный комплекс переходного состояния более низкой энергии, образование которого зависит от двойного столкновения, которое может быть очень благоприятным. Скорость может зависеть от расстояния разделения ионов калия как части комплекса с оксианионом. Чем больше расстояние разделения, тем менее благоприятным может быть перенос электрона между ними. Близкое соседство ионов калия будет увеличивать скорость. Взаимоотношение скорости реакции в зависимости от противоположного иона в случае, когда используется пара К⁺/К⁺, может быть:
ОH^-<РО ^3-, НРО₃ ^2-<SO ^2-<<СО ^2-
Таким образом, планарный отрицательный двухзарядный оксианион, включая карбонат, по крайней мере с двумя местами связывания для К⁺, который обеспечивает близкое соседство ионов К⁺, может быть предпочтен в качестве противоположного иона электрокаталитической пары К⁺/К⁺. Противоположный ион карбоната может быть предпочтительным противоположным ионом также для электрокаталитического иона Rb⁺.

Автоматический регулятор мощности 108 с импульсным током, содержащий релейную схему электролиза, будет увеличивать чрезмерное тепло путем оптимизации электрического поля, как функции от времени, что обеспечивает максимальное согласование энергий реагента, оптимальную концентрацию атомов (молекул) водорода при уменьшении омических энергетических потерь и энергетических потерь электролиза, а также в случае сжатия атомов водорода минимизирует образование пограничного слоя газообразного водорода. Частота, рабочий цикл, пиковое напряжение, ступенчатая волновая форма, пиковый ток и напряжение сдвига регулируются для достижения оптимальной скорости реакции сжатия и мощности реакции сжатия при уменьшении омических потерь энергии и энергетических потерь электролиза. В случае, когда электрокаталитическая пара К⁺/К⁺ может использоваться с карбонатом в качестве противоположного иона, с никелем в качестве катода, и с платиной в качестве анода, предпочтительный вариант воплощения может быть осуществлен с использованием импульсного прямоугольного напряжения сдвига приблизительно от 1,4 до 2,2 В, пикового напряжения приблизительно от 1,5 до 3,75 В, пикового тока приблизительно от 1 мА до 100 мА/см² области поверхности катода, рабочего цикла приблизительно 5-90% и частоты в диапазоне от 1 до 1500 Гц.

Далее энергия может выделяться посредством повторения реакции сжатия. Атомы (молекулы), которые претерпели сжатие, диффундируют в кристаллическую решетку катода. Должен использоваться такой катод 106, который будет способствовать многочисленным реакциям сжатия атомов водорода (молекулы). Один из вариантов воплощения использует катод, который имеет трещины и пористый по отношению к электрокаталитическим иону или паре, может контактировать со сжатыми атомами (молекулами), которые диффундировали в решетку, включая металлическую решетку. Следующее воплощение должно использовать катод из чередующихся слоев материала, который обеспечивает атомы (молекулы) водорода во время электролиза, включая металл переходной группы, а также электрокаталитические ион или пару, чтобы сжатые атомы (молекулы) водорода периодически или повторно диффундировали, вступая в контакт с электрокаталитическими ионом или парой.

Реакция сжатия может зависеть от диэлектрической постоянной среды. Диэлектрическая постоянная среды изменяет электрическое поле на катоде и попутно изменяет энергию реагентов. Растворители с различными диэлектрическими постоянными имеют различные энергии сольватации, а также диэлектрическая постоянная растворителя может понизить перенапряжение для электролиза и улучшить эффективность электролиза. Для электролитического раствора 102 может быть выбран водосодержащий растворитель, который оптимизирует согласование энергетической дырки и энергии резонансного сжатия и максимизирует эффективность электролиза.

Растворимость водорода в реакционном растворе может быть прямо пропорциональна давлению водорода, находящегося над раствором. Увеличение давления увеличивает концентрацию участвующих в реакции атомов (молекул) водорода на катоде 106 и, следовательно, увеличивает скорость. Однако, в случае сжатия атомов водорода давление содействует развитию пограничного слоя газообразного водорода. Давление водорода может управляться средством регулятора давления 116 для оптимизации скорости реакции сжатия.

В предпочтительном варианте воплощения катод 106 электролитической ячейки содержит каталитический материал, включающий катализатор перекрывающего разряда водорода, описанный ниже в разделе "Энергетический реактор на газе под давлением". В другом варианте воплощения катод содержит многочисленные полые емкости (пустоты), содержащие тонкопленочные проводящие оболочки, посредством чего водород с более низкой энергией диффундирует через тонкую пленку и собирается внутри каждой полой емкости и претерпевает там реакции нарушения пропорции.

Отдаваемое тепло может контролироваться термопарами, находящимися в баке реактора 100, в охладителе 140 (фиг.6) и в теплообменнике 60 (фиг.5). Выходная мощность может управляться посредством системы компьютеризированного контроля и управления, которая контролирует термисторы и управляет средством изменения выходной мощности.

Энергетический реактор на газе под давлением
Энергетический реактор на газе под давлением содержит первый бак реактора 200 (фиг.7), вмещающий источник водорода, включая водород из металл-водородных растворов, водород из гидридов, водород из диссоциации воды, включая термическую диссоциацию, водород из электролиза воды или газообразный водород. В случае реактора, который сжимает атомы водорода, реактор содержит средство для диссоциации молекулярного водорода на атомный водород, например диссоциирующий материал, включающий химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs, или электромагнитное излучение, включающее ультрафиолетовый свет, обеспечиваемый источником фотонов 205, так что диссоциированные атомы (молекулы) водорода контактируют с источником энергетических дырок, включающим расплавленный, жидкий, газообразный или твердый источник энергетических дырок, включая электрокаталитические ионы и пары. Энергетический реактор на газе под давлением содержит также средство 201 для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией, например селективный выпускной клапан, предназначенный для предотвращения экзотермической реакции сжатия от перехода в состояние равновесия. Один из вариантов воплощения содержит теплопроводы, например теплообменник 60 (фиг.5), которые имеют выпускной клапан водорода с более низкой энергией на холодном участке.

В предпочтительном варианте воплощения энергетического реактора на газе под давлением изобретение содержит первый бак реактора 200 с внутренней поверхностью 240, составленный из материала для диссоциации молекулярного водорода на атомный водород, включая химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Cs. В следующем варианте воплощения внутренняя поверхность 240 может быть составлена из какого-то протонного проводника. Первый бак реактора 200 может быть вставлен во второй бак реактора 220 и получает водород от источника 221 под давлением, который может управляться средством измерения давления 222 и средством управления давлением 223. В предпочтительном варианте воплощения давление водорода может быть в диапазоне от 10^-3 до 100 атм. Стенка 250 первого бака 200 может быть проницаемой для водорода. Внешняя поверхность 245 и/или внешний бак 220 имеет источник энергетических дырок, равных энергии резонансного сжатия. В одном варианте воплощения источник энергетических дырок может быть смесью или раствором, содержащим энергетические дырки в расплавленном, жидком или твердом состоянии. В другом варианте воплощения электрический ток может проходить через материал, имеющий источник энергетических дырок. Реактор далее содержит средство для управления скоростью реакции, например источник тока 225 и нагревающее средство 230, которое нагревает первый бак реактора 200 и второй бак реактора 220. В предпочтительном варианте воплощения внешний бак реактора 220 содержит кислород, внутренняя поверхность 240 содержит одно или большее количество покрытий из никеля, платины или палладия. Внешняя поверхность 245 может быть покрыта одним или более из следующих материалов: медь, теллур, мышьяк, цезий, платина или палладий, а также из следующих оксидов: СuО_x, PtO_x, PdO_x, MnO_x, AlO_x, SiO_x. Электрокаталитические ион или пара могут регенерировать спонтанно или под действием средства регенерации, включающего нагревающее средство 230 и источник тока 225.

В другом варианте воплощения, энергетический реактор на газе под давлением содержит только один бак реактора 200 со стенкой 250, не проницаемой для водорода. В случае реактора, который сжимает атомы водорода, один или более из материалов, диссоциирующих водород, включая элементы переходной группы и элементы переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs, покрываются на внутренней поверхности 240 с источником энергетических дырок, включающим один или более из следующих материалов: медь, теллур, мышьяк, цезий, платина или палладий, и из следующих оксидов: СuО_x, PtO_x, PdO_x, МnО_х, АlO_х, SiO_x. В другом варианте воплощения источником энергетической дырки может быть одна из реакций неупругого рассеяния фотонов или частиц. В предпочтительном варианте воплощения источник фотонов 205 поставляет энергетические дырки, где энергетическая дырка соответствует вынужденному излучению фотоном. В случае реактора, который сжимает атомы водорода, источник фотонов 205 диссоциирует молекулы водорода на атомы водорода. Источник фотонов, производящий фотоны по крайней мере одной энергии, приблизительно mХ27,21 эВ, (m/2)Х27,21 эВ или 40,8 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как атомы водорода претерпевают реакцию сжатия. В другом предпочтительном варианте воплощения источник фотонов 205, производящий фотоны по крайней мере одной энергии, приблизительно mХ48,6 эВ, 95,7 эВ или mХ31,94 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как атомы водорода претерпевают реакцию сжатия.

Предпочтительная внутренняя поверхность 240 и внешняя поверхность 245 энергетического реактора на газе под давлением, включая никелевую поверхность, имеет свойства развитой поверхности, высокопрочную и закаленную поверхность, такую как холоднотянутая или холоднообработанная поверхность, и большое количество зернистых границ.

В варианте воплощения энергетического реактора на газе под давлением источник энергетических дырок может внедряться во внутреннюю поверхность 240 и внешнюю поверхность 245 механическими способами, включающими холодное внедрение источника энергетических дырок в поверхностный материал и термическими способами, включающими вплавление источника энергетических дырок в поверхностный материал (синтез, плавление). Дальнейшие способы внедрения включают сухую пропитку, напыление раствора источника энергетических дырок в контакте с поверхностным материалом (осаждение), ионную бомбардировку, вакуумное осаждение, пропитку, выщелачивание и электростатическое внедрение, включающее электролитическое осаждение и гальваническое покрытие. Предпочтительный способ очистки внутренней поверхности 240 и внешней поверхности 245, включая никелевую поверхность, состоит в том, чтобы заполнить внутренний бак и внешний бак щелочным электролитическим раствором, включая приблизительно 0,57 моля Х₂СО₃ (X - щелочной катион электролита, включая К⁺), и заполнить внутренний бак реактора и внешний бак реактора разбавленным раствором Н₂О₂. И внутренний бак и внешний бак могут потом тщательно промываться дистиллированной водой. В одном варианте воплощения по крайней мере один из баков 200 или 220 может потом заполняться раствором энергетической дырки, включая приблизительно 0,57 моля раствора К₂СО₃.

В следующем воплощении текстурные и/или структурные активаторы внедряются с источником энергетических дырок, чтобы увеличить скорость реакции сжатия.

В одном из вариантов воплощения способа внутрь первого бака реактора может быть введен водород из источника 221 под давлением, которое может управляться средством управления давлением 222. В случае реактора, который сжимает атомы водорода, молекулярный водород может быть диссоциирован на атомный водород неким диссоциирующим материалом или электромагнитным излучением, включая ультрафиолетовый свет, обеспечиваемый источником фотонов 205 так, что диссоциированные атомы водорода контактируют с источником энергетических дырок, включающим расплавленный, жидкий, газообразный или твердый источник энергетических дырок. Атомный (молекулярный) водород выделяет энергию по мере того, как его электроны стимулируются к тому, чтобы совершать переходы на более низкие энергетические уровни посредством энергетических дырок. С другой стороны, водород диссоциирует на внутренней поверхности 240, диффундирует через стенку 250 первого бака 200 и вступает в контакт с источником энергетических дырок на внешней поверхности 245 или вступает в контакт с источником энергетических дырок, включающим расплавленный, жидкий, газообразный или твердый источник энергетических дырок, в качестве атомов водорода или рекомбинированных молекул водорода. Атомный (молекулярный) водород выделяет энергию по мере того, как его электроны стимулируются к тому, чтобы совершать переходы с целью понизить энергетические уровни посредством энергетических дырок. Электрокаталитический ион или пара могут регенерировать спонтанно или под действием средства регенерации, включающего нагревающее средство 230 и источник тока 225. (Молекулярный) водород с более низкой энергией может отводиться из бака 200 и/или бака 220 с помощью средства для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией, такого как средство избирательного выпускного клапана 201, который предотвращает экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия. Чтобы управлять скоростью реакции (выходной мощностью), электрический ток может пропускаться через материал, имеющий источник энергетических дырок, равных энергии резонансного сжатия, с помощью источника тока 225, и/или первый бак 200 и второй бак 220 нагреваются нагревающим средством 230. Отдаваемое тепло может контролироваться термопарами, находящимися по крайней мере в первом баке 200, втором баке 220 и в теплообменнике 60 (фиг.5). Выходная мощность может управляться посредством компьютеризированной системы контроля и управления, которая контролирует термисторы и управляет средством изменения выходной мощности. Молекулярный водород с более низкой энергией может отводиться с помощью средства 201, которое предотвращает экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия.

Способ приготовления каталитического материала для каталитических систем, в которых происходит перенос электрона из одного катиона в другой, способный производить энергетические дырки для сжатия атомов водорода, включает следующие шаги:
смешивание окисей катионов с материалом, диссоциирующим водород, и
тщательное смешивание путем неоднократного спекания и измельчения.

Пример керамического каталитического материала - оксид стронция ниобия (SrNb₂O₆) на порошке Ni
Чтобы приготовить керамический каталитический материал - оксид ниобия стронция (SrNb₂O₆) на порошке Ni, 2,5 кг SrNb₂O₆ добавляется к 1,5 кг порошка Ni с размером зерна 300 меш. Материалы смешиваются, чтобы получить однородную гомогенную смесь. Порошок может спекаться или обжигаться в сушильном шкафу печи при температуре 1600^oС в воздухе в течение 24 часов. Материал может быть охлажден и размолот, чтобы удалить крупные куски. Материал может заново спекаться при 1600^oС в воздухе в течение еще 24 часов. Материал может быть охлажден до комнатной температуры и превращен в порошок.

Способ приготовления каталитического материала для каталитических систем, в которых происходит перенос электрона из одного катиона в другой, способный производить энергетические дырки для сжатия атомов водорода, включает следующие шаги:
растворение ионных солей катионов в растворителе. В предпочтительном варианте воплощения ионные соли растворяются в деионизированной деминерализированной смягченной воде до концентрации от 0,3 до 0,5 моля в 1 л,
однородное смачивание материала диссоциации раствором растворенной соли,
сливание (удаление) лишнего раствора, сушка влажного материала диссоциации в сушильном шкафу, предпочтительно при температуре 220^oC,
измельчение высушенного каталитического материала в порошок.

Пример ионного каталитического материала - карбонат калия (K₂CO₃) на порошке Ni
Чтобы приготовить ионный каталитический материал - карбонат калия (К₂СО₃) на порошке Ni, берут 1 л раствора 0,5 моль К₂СО₃ в воде и наливают на 500 г порошка Ni с размером зерна 300 меш. Материалы перемешиваются, чтобы удалить воздушные пузыри вокруг зерен Ni. Лишний раствор может быть удален. Порошок может быть высушен в сушильном шкафу при 200^oС. В случае необходимости материал может быть размолот, чтобы удалить крупные куски.

Катализаторы перекрывающего разряда водорода
В предпочтительном варианте воплощения источник атомов водорода для каталитической реакции сжатия содержит катализатор перекрывающего разряда водорода.

Катализатор перекрывающего разряда водорода в соответствии с настоящим изобретением содержит:
материал диссоциации водорода или средство, которое образует свободные атомы водорода или протоны,
каналирующий материал, на который попадают свободные атомы водорода и который является носителем свободных, подвижных атомов водорода и обеспечивает путь или канал для потока атомов водорода или протонов,
источник энергетических дырок, которые катализируют реакцию сжатия, и дополнительно
несущий материал-подложка, на который наносятся первые материалы в виде смеси, соединения или раствора.

Такие материалы диссоциации водорода включают поверхности или материалы для диссоциации водорода, дейтерия или трития и содержат химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs. Такие каналирующие материалы, на которые попадают свободные атомы водорода и которые являются носителями свободных, подвижных атомов водорода и обеспечивают путь или канал для потока атомов водорода, включают никель, платину, углерод, олово, железо, алюминий и медь и их соединения, смеси или сплавы. В одном из вариантов воплощения несущие материалы, на которые наносятся первые материалы, например смесь, соединение или раствор, включают углерод, двуокись кремния, никель, медь, оксид титана, окись цинка, оксид хрома, оксид магния, двуокись циркония, окись алюминия, алюмосиликат и цеолиты. В одном из вариантов воплощения одна или более из других компонент осаждаются на подложку методом электролитического осаждения - гальванического покрытия. Источник энергетических дырок, необходимых, чтобы вызвать "сжатие" атомов водорода, предпочтительно составляет приблизительно mХ27,21 эВ, и/или необходимых, чтобы вызвать "сжатие" молекул водорода, составляет приблизительно mХ48,6 эВ, где m - целое число, включая электрокаталитические ионы и пары. Противоположный ион энергетической дырки катализатора перекрывающего разряда включает те, которые указаны в "Справочнике по химии и физике" под редакцией Robert С. Weast, 58-е издание, CRC Press, Флорида, 1974, стр. В61-В178, органические ионы, включающие бензойную кислоту, фталат, салицилат, арилсульфонат, алкилсульфат, алкилсульфонат и алкилкарбоксилат и анион кислоты, которая образует кислотный ангидрид, включая сульфит, сульфат, карбонат, бикарбонат, нитрит, нитрат, перхлорат, фосфит, фосфористый водород (фосфин), дигидрофосфат, фосфат, кислая фосфорнокислая соль [кислый фосфат] и первичная кислая соль фосфорной кислоты [первичный кислый фосфат]. В другом варианте воплощения анион может быть в состоянии равновесия со своей кислотой и своим кислотным ангидридом.

Функциональные группы катализатора перекрывающего разряда водорода объединяются с другими функциональными группами в виде отдельных структурных форм или в виде комбинаций, содержащих смесь, раствор, соединение или сплав с более чем одной функциональной группой. Например, в одном варианте воплощения и материал диссоциации водорода и источник энергетических дырок содержат гомогенные кристаллы, причем каждый кристалл содержит один компонент, и эти функциональные группы смешиваются с каналирующим материалом без несущего материала. Тогда как в другом варианте воплощения материал диссоциации водорода и источник энергетических дырок содержат гетерогенные кристаллы, причем каждый кристалл содержит оба из компонентов, и гетерогенные кристаллы смешиваются с каналирующим материалом, который покрывает несущий материал. В третьем иллюстративном варианте воплощения источник энергетических дырок может вводиться в проводящий материал, и эти объединенные структурные формы могут быть смешаны с материалом диссоциации водорода, который может вводиться в тот самый или в другой проводящий материал без несущего материала.

Способ приготовления каталитического материала перекрывающего разряда водорода включает следующие шаги:
смешивание компонент катализатора перекрывающего разряда способом исходной влажной пропитки,
тщательное смешивание компонент путем спекания.

Далее способ приготовления каталитического материала перекрывающего разряда водорода настоящего изобретения включает следующие шаги:
растворение или диспергирование компонентов, подлежащих смешиванию в подходящем растворителе, таком как вода, и сушка раствора или смеси,
удаление растворителя путем сушки или замораживание влажной смеси, суспензии или раствора и сублимирование растворителя,
тщательное смешивание компонент путем спекания.

Начальный влажный способ приготовления каталитического материала перекрывающего разряда водорода, содержащего источник энергетических дырок для сжатия атомов водорода, в котором происходит перенос электрона из одного катиона в другой, включает следующие шаги:
растворение определенного веса ионных солей катионов в определенном объеме растворителя. В предпочтительном варианте воплощения ионные соли растворяются в деионизированной деминерализированной (смягченной) воде,
приготовление изначально влажного проводящего материала диссоциации водорода путем однородного смачивания влажного проводящего материала диссоциации водорода раствором растворенной соли так, чтобы поры материала были полностью заполнены. Полный объем требуемого растворителя может быть требуемой величины, и весовой процент ионных солей катионов в конечном материале может быть определен требуемым весом ионных солей катионов, растворенных в заданном объеме растворителя,
механическое смешивание влажного материала для обеспечения однородного смачивания,
сушку изначально влажного проводящего материала диссоциации водорода в сушильном шкафу предпочтительно при температуре 150^oС. В одном из вариантов воплощения материал может нагреваться до тех пор, пока противоположный ион(-ы) катионов химически не распадется до предпочтительных оксидов,
измельчение высушенного материала, содержащего проводящий материал диссоциации водорода/источник энергетических дырок, в порошок,
необязательное механическое смешивание высушенного и измельченного в порошок материала со следующим материалом диссоциации водорода, включающим порошок, смешанный с проводящим материалом и несущим материалом.

Пример ионного каталитического материала перекрывающего разряда водорода - 40 вес.% нитрата калия (KNO₃) на 1% Pd на графитовом порошке.

Чтобы приготовить 1 кг ионного каталитического материала перекрывающего разряда водорода берут 40 вес.% нитрата калия (КNО₃) на 1% Pd на графитовом порошке, 0,40 кг КNО₃ растворяют в 1 л Н₂О. Начальная влажность требует 1 мл Н₂О на 1 г графитового порошка с размером зерна 300 меш и 0.67 г КNО₃ требуется на 1 г графитового углеродного порошка, чтобы получить 40 вес.% КNО₃, содержащегося в конечном материале. Водный раствор КNО₃ медленно добавляли к 0,6 кг 1% Pd на графитовом порошке с размером зерна 300 меш, по мере того, как взвесь размешивалась. Взвесь затем помещали в выпарную чашку, которую ставили в сушильный шкаф при 150^oС на один час. Нагреванием воду испаряли. 1% Pd на графитовом углероде, покрытый КNО₃, размалывали в порошок.

Другой начальный влажный способ приготовления каталитического материала перекрывающего разряда водорода, содержащего источник энергетических дырок для сжатия атомов водорода, в котором происходит перенос электрона из одного катиона в другой, включает следующие шаги:
растворение заданного веса ионных солей катионов в желаемом объеме растворителя. В предпочтительном варианте воплощения ионные соли растворяются в деионизированной деминерализированной (смягченной) воде,
приготовление изначально влажного проводящего материала путем однородного смачивания влажного проводящего материала диссоциации водорода раствором растворенной соли так, чтобы поры материала были совсем заполнены. Полный объем требуемого растворителя был желаемой величины, и весовой процент ионных солей катионов в конечном материале определен желаемым весом ионных солей катионов, растворенных в заданном объеме растворителя,
механическое смешивание влажного материала, чтобы обеспечить однородное смачивание,
сушку изначально влажного проводящего материала диссоциации водорода в сушильном шкафу предпочтительно при температуре 150^oС. В одном из вариантов воплощения материал может нагреваться до тех пор, пока противоположный ион(ы) катионов химически не распадется до предпочтительных оксидов,
измельчение высушенного материала, содержащего проводящий материал диссоциации водорода/источник энергетических дырок, в порошок,
механическое смешивание высушенного и измельченного до порошка материала с материалом диссоциации водорода, включающим порошок, смешанный с проводящим материалом и несущим материалом.

Пример ионного каталитического материала перекрывающего разряда водорода - 40 вес. % нитрата калия (КNО₃) на графитовом порошке с 5 вес.% 1% Pd на графитовом порошке.

Чтобы приготовить 1 кг ионного каталитического материала перекрывающего разряда водорода 40 вес.% нитрата калия (КNО₃) на графитовом углеродном порошке с 5 вес.% 1% Pd на графитовом порошке, берут 0,67 кг КNО₃ и растворяют в 1 л Н₂О. Начальная влажность требует 1 мл H₂O на 1 г графитового порошка с размером зерна 300 меш, и 0,40 г КNО₃ требуется на 1 г графитового порошка, чтобы получить 40 вес. % КNО₃, содержащегося в конечном материале. Водный раствор КNО₃ медленно добавляли к 0,55 кг графитового порошка по мере того, как взвесь размешивается. Взвесь затем помещали в выпарную чашку, которую ставили в сушильный шкаф при 150^oС на один час. Нагревание заставляет воду испаряться из суспензии. Графит, покрытый КNО₃, может быть размолот в порошок. Порошок нужно взвесить. Приблизительно 50 г (5 вес.% КNО₃, покрывшего графит) 1% Pd на графитовом порошке
с размером зерна 300 меш смешивали с графитовым порошком, покрытым КNО₃.

Пример режима работы иллюстративного каталитического материала
Каталитический материал может быть помещен в бак 200, способный выдерживать повышенное давление. Бак промывают инертным газом типа Не, Аr или Ne, чтобы удалить воздушные примеси в баке. Бак и его содержимое нагревают до рабочей температуры, обычно от 100 до 400^oС, перед тем, как в бак подают водород под давлением, обычно от 137,9 до 965,3 КПа.

В одном из вариантов воплощения источником энергетических дырок являются ионы калия (K⁺/K⁺) или ионы рубидия (Rb⁺), включенные в углерод. В другом варианте воплощения источником энергетических дырок является амальгама электрокаталитического иона или пары, а также ее восстановленная металлическая форма, такая как ионы рубидия (Rb⁺) и металлический рубидий или ионы калия (К⁺/К⁺) и металлический калий.

В одном из вариантов воплощения источником атомов водорода является средство диссоциации водорода, включающее поток газообразного водорода, прогоняемый над горячей нитью или сеткой типа горячего тугоплавкого металла, включая нить или сетку из Ti, Ni, Fe, W, Au, Pt или Pd при температуре 1800^oC. Средство диссоциации обеспечивает атомы водорода, а также ионы водорода. Момент количества движения атомов приводит их в контакт с источником энергетических дырок. Или атомы и ионы водорода рассеиваются на катализаторе перекрывающего разряда. В предпочтительном варианте воплощения реактора на газе под давлением низкое давление может поддерживаться средством регулятора давления 222 и средством откачки 223, чтобы минимизировать рекомбинацию атомов водорода в молекулярный водород и чтобы отводить молекулярный водород с более низкой энергией.

В одном варианте воплощения источником атомов водорода является вода, которая диссоциирует на атомы водорода и кислород на материале, диссоциирующем воду, таком как химический элемент, соединение, сплав или смеси элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платина, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs. В следующем варианте воплощения материал диссоциации воды может поддерживаться при повышенной температуре источником тепла и средством регулирования температуры 230. В варианте, который содержит катализатор перекрывающего разряда водорода, источник водорода может быть из углеводорода, включающего природный газ, который может быть преобразован на основе преобразования материала, например никель, кобальт, железо или металл платиновой группы, в атомы водорода и двуокись углерода. В следующем варианте воплощения преобразующий материал может поддерживаться при повышенной температуре источником тепла и средством регулирования температуры 230. В другом варианте воплощения источник атомов водорода может быть получен при разложении металлического гидрида, где разложение может управляться путем управления температурой металлического гидрида с помощью источника тепла и средства регулирования температуры 230. В другом варианте воплощения гидрид может быть покрыт посредством способов, включающих гальваническое покрытие другим материалом, таким как материал диссоциации водорода.

В предпочтительном варианте воплощения продукт реакции сжатия, молекулярный водород с более низкой энергией, может быть отведен для того, чтобы предотвратить ингибирование продукта. Таким образом, максимальная скорость реакции, дающей энергию, может быть увеличена. Одним из средств для отвода молекулярного водорода с более низкой энергией является подача реакционной смеси вместе с поглотителем для водорода с более низкой энергией. Поглотитель поглощает или реагирует с водородом с более низкой энергией, и результирующая структурная форма может быть отведена из реакционной смеси. В другом варианте воплощения водород с более низкой энергией, который поглощается на катализаторах, может быть отведен посредством замещения инертной молекулой или атомом типа гелия, который протекает через бак 200.

Другие задачи, признаки и характеристики техники катализа, а также способов приготовления, действия и функций относящихся элементов, как описано в публикации Charles N. Satterfield, "Гетерогенный катализ в индустриальной практике", второе издание, Нью-Йорк, 1991, применимы к настоящему изобретению. Применение техники катализа к настоящему изобретению энергетического реактора на газе под давлением для выделения энергии посредством каталитической реакции, в котором электроны атомов водорода совершают переходы в более низкие энергетические состояния, включает использование адиабатического реактора, реактора с псевдоожиженным слоем, реактора с линейным перемещением, многотрубного реактора, обращенного многотрубного реактора, имеющего средство теплообмена, включающее текучую среду в трубах и каталитический материал вокруг труб, а также многотрубного реактора и обращенного многотрубного реактора, содержащих псевдоожиженный слой каталитического материала. Кроме того, в варианте воплощения, содержащем сольватированный источник энергетических дырок, взвешенный материал диссоциации водорода, включающий катализатор перекрывающего разряда водорода и газообразный водород, реактор выполнен в виде реактора со слоем струйного течения жидкости, реактора с барботажной колонной или реактора на суспензии.

Например, в предпочтительном варианте воплощения реактор с псевдоожиженным слоем 200 содержит катализатор перекрывающего разряда водорода - 40 вес. % нитрата калия (КNО₃) на графитовом углеродном порошке с 5 вес.% 1% Pd на графитовом углеродном порошке. Участвующий в реакции газообразный водород пропускают через слой тонко измельченного твердого каталитического материала, предпочтительно имеющего размер частиц в диапазоне приблизительно от 20 до 100 мкм, который может быть сильно размешан и принимает многие из характеристик текучей среды. Циклонный сепаратор 275 возвращает тонкоизмельченную часть в слой. Давление водорода и скорость потока управляются средством 222 управления давлением и скоростью потока. Предпочтительно при атмосферном или более высоких давлениях, соответствующая максимальная линейная скорость может быть меньше, чем 60 м/сек.

Газообразный источник энергетических дыр
Предпочтительный энергетический реактор с газообразным водородом для выделения энергии посредством электрокаталитической реакции и/или реакции нарушения равновесия, в котором электроны атомов водорода совершают переходы в состояния с более низкой энергией в газовой фазе, содержит бак 200 (фиг.7), способный удерживать вакуум или давление больше атмосферного, источник водорода 221, средство 222 для управления давлением и потоком водорода в бак, источник атомного водорода в газовой фазе и источник энергетических дырок в газовой фазе.

Реакционный бак 200 содержит бак с вакуумом или под давлением, составленный из термостойкого материала, такого как керамика, нержавеющая сталь, вольфрам, окись алюминия, Incoloy и Inconel.

В одном из вариантов воплощения источником атомов водорода в газовой фазе является средство диссоциации водорода, включающее поток газообразного водорода, прогоняемый над горячей нитью или сеткой 280 типа горячего тугоплавкого металла, включая нить или сетку из Ti, Ni, Fe, W, Au, Pt или Pd при повышенной температуре 1800^oС. Средство диссоциации обеспечивает атомы водорода, а также ионы водорода, момент количества движения атомов приводит их в контакт с источником энергетических дырок. В предпочтительном варианте воплощения газового реактора с газообразным источником энергетических дырок низкое давление может поддерживаться средством регулятора давления 222 и средством измерения давления и откачки 223 для того, чтобы минимизировать рекомбинацию атомов водорода в молекулярный водород. Давление можно измерять путем измерения мощности, рассеиваемой на горячей нити или сетке, которые могут функционировать при постоянном сопротивлении посредством следящего контура 285, содержащего средство измерения напряжения и тока, источник питания, а также регулятор напряжения и тока, где давление водорода было откалибровано в зависимости от потерь мощности нити или сетки при рабочем сопротивлении. В другом варианте воплощения источник атомного водорода содержит один или более материалов диссоциации водорода, которые обеспечивают атомы водорода посредством диссоциации молекулярного водорода. Такие материалы диссоциации водорода включают поверхности или материалы для диссоциации водорода, дейтерия или трития, включая материал перекрывающего разряда водорода, такой как палладий или платина на углероде, а также химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платина, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Mn, Co, Cu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs. В одном из вариантов воплощения неравновесные условия водорода и гидрида поддерживаются путем управления температурой и давлением водорода для того, чтобы обеспечить атомный водород в газовой фазе. В другом варианте воплощения, источник атомного водорода содержит вольфрамовый капилляр, который на выпускном отверстии может быть нагрет электронной бомбардировкой до 1800-2000 К так, как источник атомного водорода. В следующем варианте воплощения вольфрамовый капилляр может быть нагрет энергией, выделенной реакцией сжатия водорода. В другом варианте воплощения источник атомного водорода содержит индуктивно соединенную трубку потока плазмы, доля диссоциации водорода может быть измерена с помощью датчика Гарднера.

Источник энергетических дырок может быть помещен в химически стойкий открытый контейнер, такой как керамическая лодочка 290, внутри реакционного бака. Или источник энергетических дырок может быть помещен в бак, который имеет соединение для прохождения газообразного источника энергетических дырок в реакционный бак.

Газообразный источник энергетических дырок включает такие, которые возгоняются, кипят и/или испаряются при повышенной температуре газового энергетического реактора, в котором реакция сжатия происходит в газовой фазе. Например, каждый из RbNО₃ и KNO₃ испаряется при температуре, намного меньше той, при которой каждый из них разлагается. В одном из вариантов воплощения каталитический материал перекрывающего разряда ионного водорода - 40 вес.% нитрата калия или рубидия на графитовом углеродном порошке с 5 вес. % 1% Pd на графитовом углеродном порошке может действовать при такой температуре, при которой нитрат калия или рубидия может испаряться. Далее, реакции нарушения пропорции продукта, атомы водорода с более низкой энергией выделяют дополнительную тепловую энергию.

В предпочтительном варианте воплощения источником энергетических дырок является термически устойчивая соль рубидия или калия типа RbF, RbCl, RbI, Rb₂S₂, RbOH, Rb₂SO₄, Rb₂СО₃, Rb₃РО₄ и KF, KC1, KBr, КbI, К₂S₂, KOH, K₂SO₄, К₂СО₃, K₂GeF₄. Далее, предпочтительные источники энергетических дырок с энергией приблизительно mХ27,21 эВ, необходимой, чтобы вызвать "сжатие" атомного водорода, и/или приблизительно mХ48,6 эВ, чтобы вызвать "сжатие" молекулярного водорода, где m - целое число, включают электрокаталитические ионы и пары. Противоположный ион включает те, которые даны в "Справочнике по химии и физике", стр.В61-В178. Предпочтительный анион может быть устойчив к восстановлению и термическому разложению водорода и может испаряться при рабочей температуре энергетического реактора.

Следующие соединения являются предпочтительными газообразными источниками энергетических дырок в газовом энергетическом реакторе. Более высокие температуры приводят к более высокому давлению пара источника энергетических дырок, что увеличивает скорость реакции. Однако увеличение полного давления увеличивает скорость рекомбинации атомов водорода в молекулы водорода. В каждом примере, приведенном ниже, рабочая температура энергетического реактора может быть такой, которая обеспечивает оптимальную скорость реакции. В одном из вариантов воплощения температура ячейки может быть приблизительно на 50^oС выше, чем самая высокая точка плавления источника энергетических дырок (в случае, если источник энергетических дырок содержит электронный перенос между двумя катионами электрокаталитической пары). Давление водорода может поддерживаться около 200 миллитор, а молекулярный водород может быть диссоциирован с помощью горячей нити или сетки 280 (фиг.7).

Катализаторы с одним ионом (электрокаталитические ионы)
Катализаторы с одним ионом (электрокаталитические ионы) могут производить энергетические дырки для сжатия атомов водорода. Число (n), стоящее после символа атома - это n-я энергия ионизации атома. Например, Rb⁺+27,28 эВ=Rb²⁺+e. Ниже точка плавления - ТП; точка кипения - ТК (см. табл.1).

Двухионные катализаторы (электрокаталитические пары)
Катализаторы с двумя ионами (электрокаталитические пары), способные производить энергетические дыры для сжатия атомов водорода. Число (n) в столбе после иона является n-й энергией ионизации атома. Например, К⁺+31,63 эВ = К²⁺+е^- и К⁺+е^-=К+4,34 эВ (см. табл.2).

В одном из вариантов воплощения анион может быть восстановлен водородом, при этом анион является химически устойчивым. Например, продукт восстановления добавляется в газовую ячейку, чтобы стабилизировать анион. В следующем варианте воплощения анион может замещаться непрерывно или периодически. В случае иона нитрата аммиак продукта реакции может быть отведен из бака, окислен до нитрата и возвращен в ячейку. В одном из вариантов воплощения аммиак продукта реакции может быть удален из бака посредством скопления в охладителе, а также может окисляться до нитрата на платиновом или иридиевом экране при повышенных температурах, например 912^oС. В следующем варианте воплощения реакция превращения иона нитрата в аммиак может быть минимизирована уменьшением давления при оптимизации каталитической реакции сжатия водорода в паровой фазе. В одном из вариантов воплощения низкое давление атомов водорода может быть произведено путем диссоциации молекулярного водорода на горячей нити или сетке 280 (фиг.7). Низкое давление молекулярного водорода может поддерживаться с помощью источника водорода 221, средства управления потоком водорода 222 и средства измерения давления водорода и вакуума 223. Давление водорода может поддерживаться низким путем регулирования подачи через впускное отверстие с помощью регулятора потока 222, в зависимости от количества, откачиваемого на выпускном отверстии средством измерения давления и откачки 223. Давление можно регулировать для того, чтобы максимизировать выходную мощность при минимизации деградации нитрата. Оптимальное давление водорода может быть меньше, чем приблизительно один тор. В одном из вариантов воплощения источником атомов водорода в газовой фазе может быть средство диссоциации водорода, включающее поток газообразного водорода, прогоняемого над горячей нитью или сеткой 280 типа горячего тугоплавкого металла, включая нить или сетку из Ti, Ni, Fe, W, Au, Pt или Pd при повышенной температуре, например 1800^oС. Источник молекулярного водорода может быть направлен над нитью или сеткой и на газообразный источник энергетических дырок. Давление и поток атомов водорода препятствует столкновению противоположного иона источника энергетических дырок (ион нитрата) от контактирования с горячей нитью или сеткой. Таким образом, термическое разложение или восстановление аниона на нити или сетке может быть предотвращено. В другом варианте воплощения отрицательный потенциал может поддерживаться с помощью сетчатого электрода 287, окружающего нить или сетку. Сетчатый электрод допускает прохождение атомов водорода от нити или сетки и отталкивает анион во избежание контакта с горячей нитью или сеткой. Таким образом может быть предотвращено тепловое или химическое разложение аниона (противоположного иона).

В одном из вариантов воплощения источник энергетических дырок представляет собой электрокаталитический ион или электрокаталитическую пару, содержащую пары катион/анион в газовой фазе, в котором пары катион/анион диссоциируют под действием внешнего средства источника 75 (фиг.5), которое включает, например, источник частиц 75б и/или источник фотонов 75а и/или источник тепла, акустической энергии, электрических полей или магнитных полей. В предпочтительном варианте воплощения пары катион/анион термически диссоциируют под действием источника тепла 230 или подвергаются фотодиссоциации источником фотонов 205 (фиг.7).

В другом варианте воплощения газового энергетического реактора, имеющего газообразный источник энергетических дырок, источник энергетических дырок атомизируется с помощью средства распыления 295, чтобы обеспечить газообразный источник энергетических дырок. В предпочтительном варианте воплощения распылителя атомы кипятятся, сублимируются (возгоняются) или испаряются нагревающим средством лодочки 299, атомы газа ионизируются, чтобы образовать источник энергетических дырок, включающий электрокаталитические ионы или электрокаталитические пары. В одном из вариантов воплощения атомы термически ионизируются нагревающим средством 230, источником атомов водорода 280, включающим горячую нить или сетку, или индуктивно соединенной трубкой потока плазмы. Например, газовая энергетическая ячейка (фиг.7) содержит металлический рубидий или калий в лодочке 290, имеющей давление пара, которое может изменяться путем управления температурой лодочки нагревающим средством 230 и/или 299. Молекулы водорода диссоциируют на атомы на горячей нити или сетке 280. Металлический рубидий (калий) в газовой фазе может быть ионизирован до Rb⁺ (K⁺) той же самой или другой горячей нитью или сеткой 280. Электрокаталитический ион (пара) Rb⁺ (К⁺/К⁺) служит в качестве источника энергетических дырок для сжатия атомов водорода. В другом варианте воплощения горячая нить или сетка 280 содержит металл(-ы) или может иметь гальваническое покрытие из металл(-ов), которое выкипает как катион(-ы), которые являются источником энергетических дырок. Например, ионы Мо²⁺ (электрокаталитический ион Мо²⁺) поступают в газовую фазу энергетической ячейки 200 из горячей молибденовой нити или сетки 280. Горячая молибденовая нить или сетка 280 также диссоциирует молекулы водорода на атомы водорода. В качестве следующего примера ионы Ni²⁺ и Сu⁺ (электрокаталитическая пара Ni²⁺/Cu⁺) поступают в газовую фазу энергетической ячейки 200 из горячего никеля и горячей меди или горячей нити или сетки из сплава меди с никелем 280. В другом варианте воплощения источник фотонов 75а и источник частиц 75б (фиг.5), включая электронный луч, ионизируют структурные формы типа атомов в газовой фазе, чтобы образовать источник энергетических дырок, включая электрокаталитические ионы или электрокаталитические пары. В другом варианте воплощения атомы или ионы ионизируются химически посредством испарившегося реагента, такого как ионная структурная форма, которая окисляет или восстанавливает атомы или ионы, чтобы образовать источник энергетических дыр.

Мощность газового энергетического реактора может управляться путем управления количеством материала - источника энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) в газовой фазе и/или путем управления концентрацией атомного водорода или водорода с более низкой энергией. Концентрация газообразного источника энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) может регулироваться путем управления исходным количеством парообразного (летучего) источника энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара), находящегося в реакторе, и/или путем управления температурой реактора с помощью средства 230 управления температурой, которое определяет давление пара парообразного источника энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара). Температура реактора далее управляет мощностью путем изменения скорости каталитической реакции сжатия водорода. Концентрация атомного водорода может управляться путем управления количеством атомного водорода, обеспечиваемого источником атомного водорода 280. Например, количество атомов водорода в газовой фазе может управляться путем управления потоком водорода над или через горячую нить или сетку, вольфрамовый капилляр, нагретый электронной бомбардировкой, или индуктивно связанную трубку потока плазм, путем управления мощностью, рассеиваемой в индуктивно связанной трубке потока плазмы, путем управления температурой горячей нити или сетки или вольфрамового капилляра, нагретого электронной бомбардировкой, путем управления давлением водорода и температурой гидрида, поддерживаемого при неравновесных условиях, и путем управления скоростью отвода из ячейки рекомбинированного водорода средством откачки 223. Другим средством для управления скоростью реакции сжатия может быть управление давлением неактивного (инертного) газа с помощью источника неактивного газа 299, средства 232 управления потоком неактивного газа, а также средства откачки и измерения давления 223. Неактивный газ (инертный газ) конкурирует со столкновениями между источником энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) и атомами водорода или конкурирует со столкновениями, которые дают реакции нарушения пропорции водорода с более низкой энергией. Инертные газы включают Не, Ne и Аr. Далее такие неактивные газы "подавления реакции" включают двуокись углерода и азот.

Парциальное давление водорода может также управляться путем дросселирования водорода в ячейку средством управления величиной давления водорода 222, при этом контролируя давление с помощью средства измерения давления 222 и 223. В предпочтительном варианте воплощения давление водорода может регулироваться путем управления температурой с помощью нагревающего средства 230 газового энергетического реактора, который содержит средство накопления водорода типа металлического гидрида или другого гидрида, включая солевые гидриды, гидрид титана, гидриды ванадия, ниобия и тантала, гидриды циркония и гафния, гидриды редкоземельных металлов, гидриды иттрия и скандия, гидриды элементов переходной группы, гидриды промежуточных металлов и их сплавы, известные в технике, например W.M. Mueller, J.P. Blackledge и G.G. Libowitz, "Metal Hydrides" (Гидриды Металлов), Нью-Йорк 1968; "Водород в интерметаллических соединениях", том I, под редакцией L.Schlapbach, Springer-Verlag, Берлин, и "Водород в интерметаллических соединениях", том II, под редакцией L. Schlapbach, Springer-Verlag, Берлин. Температура ячейки может регулироваться средством управления и измерения температуры 230 так, что давление пара водорода в состоянии равновесия с материалом - накопителем водорода может быть необходимым давлением. В одном варианте воплощения неравновесные условия водорода и гидрида поддерживаются путем управления температурой и давлением водорода, чтобы обеспечить атомный водород. В других вариантах воплощения средством накопления водорода может быть гидрид редкоземельного металла с рабочей температурой приблизительно 800^oС, гидрид лантана с рабочей температурой приблизительно 700^oС, гидрид гадолиния с рабочей температурой приблизительно 750^oС, гидрид неодима с рабочей температурой приблизительно 750^oС, гидрид иттрия с рабочей температурой приблизительно 800^oС, гидрид скандия с рабочей температурой приблизительно 800^oС, гидрид иттербия с рабочей температурой приблизительно 850-900^oС, гидрид титана с рабочей температурой приблизительно 450^oС, гидрид церия с рабочей температурой приблизительно 950^oС, гидрид празеодима с рабочей температурой приблизительно 700^oС, гидрид титана/циркония (50%/50%) с рабочей температурой приблизительно 600^oС, смесь металлическая щелочь/гидрид металлической щелочи, такая как Rb/RbH или К/КН с рабочей температурой приблизительно 450^oС, а также смесь щелочноземельный металл/гидрид щелочноземельного металла, такая как Ba/BaH₂ с рабочей температурой приблизительно 900-1000^oС.

Количество выделившегося тепла может контролироваться с помощью термопар, находящихся в баке 200 и в теплообменнике 60 (фиг.5). Скорость реакции сжатия может контролироваться посредством ультрафиолетовой или электронной спектроскопии фотонов или электронов, испускаемых посредством переходов водорода с более низкой энергией, посредством рентгеноэлектронной спектроскопии (электронная спектроскопия для химического анализа - ЭСХА) водорода с более низкой энергией, а также масс-спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния или инфракрасной спектроскопии и газовой хроматографии молекулярного водорода более низкой энергии (дигидрино). Атомы и молекулы водорода с более низкой энергией идентифицируются с помощью ЭСХА как структурные формы с более высокой энергией связи, чем нормальный водород. Молекула из двух гидрино может быть идентифицирована масс-спектроскопией как структурная форма с отношением массы к заряду = 2(m/е=2), которая имеет более высокий ионизационный потенциал, чем у нормального водорода, посредством регистрации тока как функции энергии электронной пушки. Молекула из двух гидрино может быть идентифицирована газовой хроматографией при низкой температуре, такой как газовая хроматография, с помощью колонны с активированным углем при температуре жидкого азота, или колонной, которая отделит пара-водород от орто-водорода, например как колонна с Rt/окисью алюминия, или с колонной HayeSep при температуре жидкого азота, в которой нормальный водород может удерживаться в большей степени, чем дигидрино. Молекула из двух гидрино может быть идентифицирована спектроскопией комбинационного рассеяния и инфракрасной спектроскопией как молекула с более высокими колебательными и вращательными энергетическими уровнями по сравнению с уровнями нормального водорода. Выходная мощность может регулироваться системой компьютеризированного контроля и управления, которая контролирует термисторы, спектрометры и газовый хроматограф и управляет средством изменения выходной мощности. Молекулярный водород с более низкой энергией может отводиться средством 201, чтобы предотвратить экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия.

В другом варианте воплощения газового энергетического реактора, имеющего газообразный источник энергетических дырок, атомы водорода производятся реакцией пиролиза, такой как горение углеводорода, в котором каталитический источник энергетических дырок может быть в газовой фазе вместе с атомами водорода. В предпочтительном режиме реакция пиролиза происходит в двигателе внутреннего сгорания, посредством которой углеводород или водород, содержащий топливо, содержит источник энергетических дырок, которые становятся газообразными во время сгорания. В предпочтительном режиме источником энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) является термостойкая соль рубидия или калия, такая как RbF, RbCl, RbI, Rb₂S₂, RbOH, Rb₂SO₄, Rb₂CO₃, Rb₂PO₄ и KF, KCl, KBr, КI, K₂S₂, КОН, К₂SО₄, К₂СО₃, K₂GeF₄. Дополнительные противоположные ионы электрокаталитического иона или пары включают органические анионы, включая смачивающие вещества (ПАВ) или эмульгаторы. В другом варианте воплощения углеводород или водород, содержащие топливо, содержат также воду в качестве смеси и сольватированного источника энергетических дырок, включающих эмульгированные электрокаталитические ионы или пары. Во время реакции пиролиза вода служит как дополнительный источник атомов водорода, которые претерпевают реакцию сжатия, катализируемую источником энергетических дырок, причем в реакции пиролиза вода может быть термически или каталитически диссоциирована на атомы водорода на поверхности, например цилиндр или днище поршня, которые могут быть изготовлены из материала, который диссоциирует воду на водород и кислород. Материал диссоциации воды включает химический элемент, соединение, сплав или смесь элементов переходной группы и элементов переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs.

Плотность мощности газового энергетического реактора (реакция сжатия водорода в газовой фазе)
Номера уравнений, которые следуют ниже, соответствуют упоминаемым в публикации Миллса* "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995. Скорость реакции нарушения пропорции r_m,mʹpʹ, необходимая, чтобы вызвать резонансное сжатие (уравнения 5.22-5.30), зависит от скорости столкновений между реагентами и от эффективности резонансного переноса энергии. Она выражается произведением константы скорости k_m,mʹ,pʹ (уравнение 5.47), полного числа атомов водорода или гидрино N_H, а также эффективности Е (уравнение 6.33) переноса энергии резонансного сжатия от донорского атома гидрино к энергетической дырке, обеспечиваемой акцепторным атомом гидрино,

где r - расстояние между донором и акцептором, J - интеграл перекрытия между распределением энергии резонансного сжатия донорских атомов гидрино и распределением энергетической дырки, обеспечиваемой акцепторным атомом гидрино, η - диэлектрическая постоянная и k² - функция взаимной ориентации моментов перехода донора и акцептора. Электронные переходы атомов водорода с более низкой энергией происходят только путем безизлучательного переноса энергии. Таким образом, квантовый выход флюоресценции донора Ф_D уравнения (6.37) равен единице. Скорость реакции нарушения пропорции r_m,mʹ,pʹ, необходимая, чтобы вызвать резонансное сжатие, составляет

Множитель одна вторая (1/2) в уравнении (6,38) вносит поправку на двойной подсчет столкновений (см., например, Левин И. "Физическая химия". New York, 1978, стр. 420-421). Мощность P_m,mʹ,p выражается произведением скорости перехода - уравнение (6.38) и энергии реакции нарушения пропорции - уравнение (5.27).

где V - объем. Для реакции нарушения пропорции в газовой фазе эффективность переноса энергии равна единице. Мощность при подстановке величин
E=1, p=2, m=1, m'=2, V=1 м³, N=3•10²¹,T=675 K (6.40)
в уравнение (6,39) будет
P_m,mʹ,p = 1 ГВт(1 гигаватт/см³) (6.41)
В случае, если реакция перехода водорода в состояния с более низкой энергией происходит посредством реакции каталитического источника энергетических дырок с атомами водорода или гидрино, то скорость реакции зависит от скорости столкновений между реагентами и от эффективности резонансного переноса энергии. Скорость столкновений (атом водорода или атом гидрино)/(электрокаталитический ион) на единицу объема,

для газа, содержащего n_H атомов водорода или гидрино на единицу объема, каждый с радиусом a_H/р и скоростью v_H, а также n_с электрокаталитических ионов в единице объема, каждый с радиусом r_{ката лиза тора} и скоростью v_с, приводится в вышеупомянутой публикации на стр.420-421.

Средняя скорость v_cpeдн может быть вычислена по температуре Т, например по уравнению (6.43) Буша Ф.Н. "Введение в физику для ученых и инженеров", McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 1986, стр.261-265.

где k - постоянная Больцмана. Подстановка уравнения (5.44) в уравнение (5.42) дает скорость столкновения в единичном объеме

в зависимости от температуры Т.

Скорость каталитической реакции r_{m, p}, необходимая, чтобы вызвать резонансное сжатие, определяется произведением скорости столкновения в единице объема,

на объем V и на эффективность Е резонансного переноса энергии, уравнением (6.37).

Мощность Р_m,р дается произведением скорости перехода, уравнение (6.45), и энергии перехода, уравнение (5.8).

В случае каталитической реакции сжатия в газовой фазе, в которой источником энергетических дырок является один катион, имеющий энергию ионизации 27,21 эВ с атомами водорода или гидрино, эффективность переноса энергии равна единице. Рубидий (Rb⁺) является электрокаталитическим ионом со второй энергией ионизации 27,28 эВ. Мощность для реакции, заданной уравнениями (5.9), (5.10) и (5.8) с подстановкой значений
Е=1, р=1, m=1, V=1 м³, N_н=3x10²¹, N_c=3x10²¹, (6.47)
m_c=1.4x10^-25 кг, r_c=2.16x10^-10 м, Т=675 К
в уравнение (6.46), составляет
Р_m,p=55 ГВт (55 КВт/см³). (6.48)
В случае, если каталитическая реакция перехода водорода в состояния с более низкой энергией происходит на поверхности, эффективность переноса энергии меньше единицы из-за дифференциальных поверхностных взаимодействий поглощенных атомов водорода или гидрино и электрокаталитического иона. Мощность из уравненений (6.46) и (6.47) с
Е=0.001 (6.49)
составляет
Р_m,p=55 МВт (55 Вт/см³). (6.50)
Менее эффективные каталитические системы объединяют три резонансные полости. Например, электронный перенос происходит между двумя катионами, которые содержат энергетическую дырку для атома водорода или гидрино. Скорость реакции зависит от скорости столкновения между каталитическими катионами и атомами водорода или гидрино, а также от эффективности резонансного переноса энергии с попутным переносом электрона с каждой реакцией сжатия. Скорость каталитической реакции r_m,p, необходимая для того, чтобы вызвать резонансное сжатие, определяется произведением скорости столкновения в единице объема

на объем V и на эффективность Е_е резонансного переноса энергии, определяемой уравнением (6.37), где r определяется средним расстоянием между катионами в реакционном баке.

Мощность Р_m,р определяется произведением скорости перехода из уравнения (6.51) и энергии перехода из уравнения (5.8).

Каталитическая система, которая объединяет три резонансные полости, включает калий. Например, вторая энергия ионизации калия равна 31,63 эВ. Эта энергетическая дырка, очевидно, слишком высока для резонансного поглощения. Однако К⁺ выделяет 4,34 эВ, когда он восстанавливается до К. Комбинация превращений из К⁺ в К²⁺ и из К⁺ в К тогда имеет чистое изменение энергии 27.28 эВ. Рассмотрим случай каталитической реакции сжатия атомов водорода или гидрино в газовой фазе ионами калия в качестве электрокаталитической пары, имеющей энергетическую дырку 27.28 эВ. Эффективность переноса энергии определяется уравнением (6.37), где r определяется средним расстоянием между катионами в реакционном баке. Когда концентрация К⁺ составляет 3•10²² К⁺/м³, тогда r составляет приблизительно 5•10^-9 м. Для J=1, Ф_D=1, k²=1, τ_D = 10^-13 с на основе колебательной частоты КН⁺ и m=1 в уравнении (5.8), эффективность переноса энергии Е_c составляет приблизительно 0.001. Мощность для реакции, определямой уравнениями (5.13), (5.14) и (5.8) с подстановкой значений
E= 0,001, p= 1, m=1, V=1 м³, N_н=3•10²², N_c=3•10²¹, m_c=6.5•10^-26 кг, r_c= 1.38•10^-10 м, Т=675 К (6.53)
в уравнение (6.52) составляет
P_m,p=300 МВт (300 Вт/см³). (6.54)
Газоразрядный энергетический реактор
Газоразрядный энергетический реактор содержит вакуумную камеру тлеющего разряда, заполненную газообразным изотопом водорода 300 из фиг.8, включающую конденсатор типа озонатора, источник водорода 322, который подает водород в камеру 300 через регулирующий клапан 325, и источник напряжения и тока 330, необходимый, чтобы заставить ток проходить между катодом 305 и анодом 320. В одном из вариантов воплощения, содержащем емкостную газоразрядную ячейку типа озонатора, один из электродов может быть экранирован диэлектрическим барьером, таким как стекло или керамика. В предпочтительном варианте воплощения катод содержит источник энергетических дырок приблизительно mХ27.21 эВ для того, чтобы вызвать атомное водородное "сжатие" атомов водорода и/или приблизительно mХ48.6 эВ, чтобы вызвать молекулярное водородное "сжатие" молекул водорода, где m - целое число, включая электрокаталитические ионы и пары. Предпочтительным катодом 305 для сжатия атомов водорода является палладиевый катод, посредством которого резонансную энергетическую дырку можно обеспечить ионизацией электронов из палладия в разрядный ток. Второй предпочтительный катод 305 для сжатия атомов водорода содержит источник энергетических дырок, получаемых посредством переноса электронов в разрядный ток, включающий по меньшей мере один из следующих элементов: бериллий, медь, платина, цинк и теллур, и средство диссоциации водорода, например источник электромагнитного излучения, включая ультрафиолетовый свет, обеспечиваемый источником фотонов 350, или материал диссоциации водорода, включая элементы переходной группы и элементы переходной подгруппы, железо, платину, палладий, цирконий, ванадий, никель, титан, Sc, Cr, Мn, Со, Сu, Zn, Y, Nb, Мо, Тc, Ru, Rh, Аg, Cd, La, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Au, Нg, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Vb, Lu, Th, Pa, U, активированный уголь (углерод) и углерод (графит) с включениями Сs. Реактор содержит средство управления энергией, рассеиваемой в токе разряда, когда электроны переносятся из структурной формы, отдающей электрон, чтобы обеспечить энергетическую дырку для атомов (молекул) водорода, включая средство управления давлением 325 и источник тока (напряжения) 330. Газоразрядный энергетический реактор содержит также средство 301 для отвода (молекулярного) водорода с более низкой энергией, например селективный выпускной клапан, предназначенный для предотвращения экзотермической реакции сжатия от перехода в состояние равновесия.

В другом варианте воплощения газоразрядного энергетического реактора источником энергетической дырки может быть одна из реакций неупругого рассеяния фотона или частицы. В предпочтительном варианте воплощения источник фотонов 350 обеспечивает энергетические дырки, где энергетическая дырка соответствует вынужденному излучению фотона. Для реактора, который сжимает атомы водорода, источник фотонов 350 диссоциирует молекулы водорода на атомы водорода. Источник фотонов, производящий фотоны по меньшей мере одной энергии, приблизительно mХ27.21 эВ, (m/2)Х27.21 эВ или 40.8 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как атомы водорода подвергаются реакции сжатия. В другом предпочтительном варианте воплощения источник фотонов 350, производящий фотоны по меньшей мере одной энергии, приблизительно mХ48.6 эВ, 95.7 эВ или mХ31.94 эВ, вызывает вынужденное излучение энергии по мере того, как молекулы водорода подвергаются реакции сжатия.

В другом варианте воплощения может применяться магнитное поле, создаваемое генератором магнитного поля 75 (фиг.5), для генерирования намагниченной плазмы газообразных ионов, которая может быть нелинейной средой. Соединение резонаторных полостей и усиление переноса энергии между ними могут быть увеличены, когда среда является нелинейной. Таким образом, скорость реакции (передача энергии резонансного сжатия атомов водорода к энергетическим дыркам, электрокаталитическим ионам или парам) может увеличиваться и управляться путем обеспечения и регулирования напряженности приложенного магнитного поля.

В одном варианте воплощения при работе газоразрядного энергетического реактора водород из источника 322 может быть введен внутрь камеры 300 через регулирующий клапан 325. Источник тока 330 заставляет ток проходить между катодом 305 и анодом 320. Водород вступает в контакт с катодом, который содержит источник энергетических дырок приблизительно mХ27.21 эВ, чтобы вызвать "сжатие" атомного водорода, и приблизительно mХ48.6 эВ, чтобы вызвать "сжатие" молекулярного водорода, где m - целое число. В предпочтительном варианте воплощения электроны переносятся из структурной формы, отдающей электрон, находящейся на катоде 305, в разрядный ток, чтобы обеспечить энергетические дырки для атомов (молекул) водорода. Для реактора, который сжимает атомы водорода, молекулярный водород может быть диссоциирован на атомный водород неким диссоциирующим материалом на катоде 305 или электромагнитным излучением, включая ультрафиолетовый свет, подаваемый источником фотонов 205 так, что диссоциированные атомы водорода контактируют с источником энергетических дырок, включая расплавленный, жидкий, газообразный или твердый источник энергетических дырок. Атомный (молекулярный) водород выделяет энергию по мере того, как его электроны стимулируются к тому, чтобы совершать переходы на более низкие энергетические уровни посредством энергетических дырок. Энергия, рассеиваемая в разрядном токе, когда электроны переносятся из структурной формы, отдающей электрон, может управляться, чтобы обеспечить энергетическую дырку, равную энергии резонансного сжатия для атомов (молекул) водорода путем управления давлением газа из источника 322 с помощью средства управления давлением 325 и источника тока (напряжения) 330. Количество выделенного тепла может контролироваться с помощью термопар, находящихся по меньшей мере на катоде 305, аноде 320 и теплообменнике 60 (фиг.5). Выходная мощность может управляться системой компьютеризированного контроля и управления, которая контролирует термисторы и управляет средством изменения выходной мощности. Молекулярный водород с более низкой энергией может отводиться средством 301, чтобы предотвратить экзотермическую реакцию сжатия от перехода в состояние равновесия.

В другом варианте воплощения газоразрядного энергетического реактора предпочтительный катод 305 содержит каталитический материал, включающий катализатор перекрывающего разряда, описанный в разделе "Энергетический реактор на газе под давлением".

В другом варианте воплощения газоразрядный энергетический реактор содержит газообразный источник энергетических дырок, в котором реакция сжатия происходит в газовой фазе, и атомы газообразного водорода создаются разрядом молекулярного газообразного водорода. В следующем варианте воплощения газообразный источник энергетических дырок может быть обеспечен разрядным током, который производит газообразный источник энергетических дырок (электрокаталитические ион или пару), таким как разряд в металлическом калии для образования К⁺/К⁺, в металлическом рубидии для образования Rb⁺ или в металлическом титане для образования Ti²⁺. Он содержит камеру тлеющего разряда, заполненную газообразным изотопом водорода 300. Ячейка тлеющего разряда может действовать при повышенной температуре так, чтобы источник энергетических дырок (электрокаталитический ион или пара) мог сублимироваться, кипеть и испаряться до газовой фазы. В одном из вариантов воплощения противоположным ионом источника энергетических дырок (электрокаталитического иона или пары) может быть анион гидрида (Н^-), такого как гидрид рубидия (электрокаталитический ион Rb⁺) и/или гидрид калия (электрокаталитическая пара K⁺/К⁺).

В одном из вариантов воплощения источником энергетических дырок может быть электрокаталитический ион или электрокаталитическая пара, содержащая пары анион/катион в газовой фазе, в котором пары анион/катион диссоциируют под действием внешнего источника 75 (фиг.5), который включает, например, источник частиц 75б и/или источник фотонов 75а, и/или источник тепла, акустической энергии, электрических полей, или магнитных полей. В предпочтительном варианте воплощения пары катион/анион термически диссоциируют под действием источника тепла 75 (фиг.5) или подвергаются фотодиссоциации источником фотонов 350 (фиг.8).

Средство охлаждения
Следующее воплощение настоящего изобретения содержит средство охлаждения, которое содержит электролитическую ячейку (фиг.6), ячейку газообразного водорода под давление (фиг.7) и ячейку разряда газообразного водорода (фиг. 8), в котором источник атомного (молекулярного) водорода с более низкой энергией снабжается скорее, чем источник нормального водорода. Атомы водорода с более низкой энергией подвергаются реакции перехода в более высокое энергетическое состояние с поглощением тепловой энергии в соответствии с обратным ходом каталитической реакции сжатия, как те, которые представлены уравнениями (4-6); (7-9); (10-12); (13-15); (16-18); (48-50); (51-53); (54-56); (57-59); (60-62); (63-65); (66-68); (69-71); (72-74) и (75-77). Молекулы водорода с более низкой энергией подвергаются реакции перехода в более высокое энергетическое состояние с поглощением тепловой энергии в соответствии с обратным ходом каталитической реакции сжатия, как те, которые представлены уравнениями (78-80); (81-83); (84-86); (88-90) и (91-93). В этом варианте воплощения средство 101, 201 и 301 (фиг.6, 7 и 8) служит для отвода обычного водорода, например селективные выпускные клапаны, предназначенные для предотвращения эндотермической реакции от перехода в состояние равновесия.

Составы вещества, содержащего по меньшей мере атом(-ы) водорода с более низкой энергией и/или молекулу(-ы) водорода с более низкой энергией.

Далее описаны молекулы, содержащие атомы водорода с более низкой энергией. Водород с более низкой энергией может реагировать с любым атомом из периодической таблицы Менделеева или с известной органической или неорганической молекулой или соединением, металлом, неметаллом, или полупроводником, чтобы образовать органическую или неорганическую молекулу или соединение, или металл, неметалл или полупроводник, содержащий атомы и молекулы водорода с более низкой энергией. Реагенты, включающие водород с более низкой энергией, включают нейтральные атомы, отрицательно или положительно заряженные атомные и молекулярные ионы и свободные радикалы. Например, водород с более низкой энергией может реагировать с водой или кислородом, чтобы образовать молекулу, содержащую водород с более низкой энергией и кислород, а также водород с более низкой энергией может реагировать с однократно ионизированным гелием, чтобы образовать молекулу, содержащую гелий и водород с более низкой энергией. Водород с более низкой энергией может также реагировать с металлами. В одном варианте воплощения энергетического реактора на электролитической ячейке водород с более низкой энергией, произведенный на катоде во время работы, может быть внедрен в катод, реагируя с ним. Таким образом может быть произведен водород с более низкой энергией. Во всех таких реакциях скорость реакции и выход продукта увеличивается при использовании тепла и/или давления.

Молекулы (молекулы из двух гидрино) водорода с более низкой энергией очищаются от газообразного водорода при горении нормального водорода. Кислород может быть смешан с образцом, который предстоит очищать, и образец может быть воспламенен. Во втором варианте воплощения способа очистки дигидрино образец может протекать над рекомбинатором водорода, который реагирует с нормальным водородом в газовом потоке с образованием воды. В третьем варианте воплощения молекулы (молекулы из двух гидрино) водорода с более низкой энергией скапливаются в катоде электролитического энергетического реактора настоящего изобретения, таком как металлический катод, включая никелевый катод или углеродный катод. Катод может быть нагрет в баке до первой температуры, которая заставляет нормальный водород предпочтительно покидать газ при нагреве или пропуская ток через катод. Нормальный водород можно откачать, потом катод может быть нагрет до второй, более высокой температуры, при которой газ дигидрино может отводиться и накапливаться. В четвертом варианте воплощения газообразный образец очищается посредством криогенной фильтрации, включая хроматографию газа при низкой температуре, такую как хроматография газа в колонне с активированным углем при температуре жидкого азота, и в колонне, которая отделит пара-водород от орто-водорода, такой как колонна Rt/окись алюминия или колонна HayeSep при температуре жидкого азота, в которой нормальный водород может удерживаться в большей степени, чем дигидрино. В пятом варианте воплощения газообразный образец очищается криогенной дистилляцией, в которой нормальный водород может быть превращен в жидкость и отделен от газообразного водорода с более низкой энергией (дигидрино). Дигидрино может концентрироваться путем сжижения в жидком гелии.

Экспериментальная проверка настоящей теории
Пример 1
В статье Миллса и др. "Дробные квантовые энергетические уровни водорода" описано определение излишка тепла, выделяемого во время электролиза водного карбоната калия очень точным и надежным способом измерения тепла - проточной калориметрией. В статье описана экспериментальная идентификация атомов водорода на дробных квантовых энергетических уровнях - гидрино - посредством рентгеноэлектронной спектроскопии (ЭСХА), экспериментальная идентификация атомов водорода на дробных квантовых энергетических уровнях - гидрино - посредством эмиссии мягких рентгеновских лучей из темного межзвездного вещества, описана экспериментальная идентификация молекул водорода на дробных квантовых энергетических уровнях -молекул из двух гидрино - посредством магнитной секторной масс-спектроскопии высокого разрешения с определением энергии ионизации.

Полная теория, которая предсказывает дробные квантовые энергетические уровни водорода и экзотермическую реакцию, посредством которой производится водород с более низкой энергией, приведена в других публикациях Миллса "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995, "Объединение пространства - времени, сил, материи и энергии, 1992.

Избыточные мощность и тепло наблюдались во время электролиза водного карбоната калия. Проточная калориметрия электролиза импульсным током водного карбоната калия на никелевом катоде была выполнена в сосуде Дьюара с одной ячейкой. Средняя выходная мощность 24,6 Вт превысила среднюю входную мощность 4,73 Вт более чем в 5 раз. Полная входная энергия на протяжении всего эксперимента была 5,72 МДж, тогда как полная выходная энергия составляла 29,8 МДж. Не наблюдалось никакого избыточного тепла, когда электролит был изменен с карбоната калия на карбонат натрия. Источник тепла был приписан электрокаталитической экзотермической реакции, посредством которой электроны атомов водорода вынуждены совершать переходы к квантованным энергетическим уровням ниже традиционного "основного состояния". Эти более низкие энергетические состояния соответствуют дробным квантовым числам: n=1/2, 1/3, 1/4,. . . . Переходы к этим более низким энергетическим состояниям стимулируются в присутствии пар ионов калия (электрокаталитическая пара К⁺/К⁺), которые обеспечивают стоки энергии, составляющие 27,2 эВ.

Сообщается об идентификации атома водорода с квантовым числом n=1/2, Н (n= 1/2). Образцы никелевых катодов электролитических ячеек с водным раствором карбоната калия и электролитических ячеек с водным раствором карбоната натрия были проанализированы методом ЭСХА. Широкий пик с центром в точке 54,6 эВ был представлен только в случаях ячеек карбоната калия. Энергия связи в вакууме Н (n= 1/2) равна 54,4 эВ. Таким образом, теоретические и измеренные энергии связи для Н (n=1/2) находятся в превосходном согласии.

Дальнейшая экспериментальная идентификация атомов гидрино с более низкими квантовыми числами до Н (n=1/8) может быть найдена в альтернативном объяснении Миллса для эмиссии мягкого рентгеновского излучения темной межзвездной среды, которая наблюдалась Лябовым и Боуэром "Астрофизический журнал", том 371, 1991, стр. 810, сотрудниками Центра исследования коротковолнового ультрафиолетового излучения Калифорнийского Университета, Беркли. Соответствие между экспериментальным спектром и значениями энергии, предсказанными для предполагаемых переходов - замечательное.

Продукт реакции двух атомов Н (n=1/2), молекула из двух гидрино, был идентифицирован масс-спектроскопией Аналитико-консультативной лабораторией Шредера. Спектр масс криогенно фильтрованных газов, выделявшихся во время электролиза легкого водного электролита К₂СО₃ с никелевым катодом, показал, что молекула из двух гидрино Н (n=1/2) имеет более высокую энергию ионизации, приблизительно 63 эВ, чем нормальный молекулярный водород Н₂ (n=1) 15,46 эВ. Магнитный секторный масс-спектроскопический анализ высокого разрешения (0.001 а.е.м. - атомных единиц массы) газообразных продуктов сгорания показал присутствие двух пиков с номинальной массой, равной двум при 70 эВ и одного пика при 25 эВ. Тот же самый анализ молекулярного водорода показывает только один пик при 25 эВ и один пик при 70 эВ. В случае образца продуктов сгорания при 70 эВ один пик был интерпретирован как пик иона молекулярного водорода, H⁺ (n=1) и один пик был интерпретирован как пик молекулы из двух гидрино, Н⁺ ₂ (n=1/2), которая имеет несколько больший магнитный момент.

Пример 2
В январском 1994 г. издании "Fusion Technology" "Идентификация молекулы из двух гидрино", 25, 103, 1994, Миллс и др. обобщили и представили три набора данных выделения тепла и идентификацию "золы", включая работы Hydro Catalysis Power Corporation Thermacore Inc., Эксперименты #4 - #14.

Миллс и др. представили экспериментальное доказательство, подтверждающее теорию Миллса в том, что происходит экзотермическая реакция, в которой электроны атомов водорода и атомов дейтерия стимулируются к тому, чтобы релаксировать к квантованным уровням потенциальной энергии ниже "основного состояния" посредством электрохимических реагентов К⁺ и К⁺; Pd²⁺ и Li⁺ или Pd и О₂ с окислительно-восстановительной энергией, резонансной с энергетической дыркой, которая стимулирует этот переход. Были выполнены калориметрия электролиза импульсного тока и непрерывного электролиза водного раствора карбоната калия (электрокаталитическая пара К⁺/К⁺) на никелевом катоде. Избыточная выходная мощность 41 Вт превысила полную входную мощность, определяемую произведением напряжения на ток электролиза, более чем в 8 раз. "Зола" экзотермической реакции представляет собой атомы, имеющие электроны с энергией ниже "основного состояния", которые, как предсказано, могут образовать молекулы. Предсказанные молекулы были идентифицированы по недостаточной химической активности с кислородом, путем отделения от молекулярного дейтерия способом криогенной фильтрации и масс-спектроскопическим анализом.

Сгорание газов, выделяемых во время электролиза легкого водного электролита К₂СО₃ (электрокаталитическая пара К⁺/К⁺) с никелевым катодом, было неполным. Масс-спектроскопический анализ несгоревших газов показал, что структурная форма, преимущественно вызывающая появление пика m/е=2, должна иметь другую, от m/е= 1 до m/е=2 эффективность выхода, чем водород. Кроме того, масс-спектроскопический анализ пика m/е=2 несгоревших газов показал, что молекула из двух гидрино H₂ (n=1/2) имеет более высокую энергию ионизации, чем H₂.

В соответствии с анализом необработанных данных, проведенным Миллсом и др. , он рассматривал молекулу из двух гидрино как структурную форму с отношением массы к заряду, равным четырем, и имеющую более высокий потенциал ионизации, чем у нормального молекулярного дейтерия. Использовалась масс-спектроскопия для анализа криогенно фильтрованных газов, выделяемых из ячеек для электролиза, производящих избыточную мощность: палладиевый катод и электролит LiOD/D₂O; электрокаталитическая пара с энергией 27,54 эВ. В.F.BUSH и др., "Образование гелия в процессе электролиза D₂O в экспериментах по холодному синтезу". Электроаналитическая химия, 304, стр.271, 1991, М.Н. MILES и др., "Образование гелия и тепла в экспериментах по холодному синтезу", Конференция, Италия, 29 июня - 4 июля 1991, стр.363; T.BRESSANI и др., "Корреляция избыточной мощности и образования гелия в процессе электролиза D₂O и Н₂О с использованием палладиевых катодов", 346, стр.99, 1993; М.Н.MILES и др., "Исследование аномальных эффектов, вызывающих избыточную мощность и образование гелия в процессе электролиза D₂O и Н₂О с использованием палладиевых катодов". Конференция, Нагойя, Япония, 21-25 октября 1992, стр.189.

Палладиевые листы, покрытые с одной стороны водородо-непроницаемым золотым слоем и покрытые на другой поверхности оксидным покрытием (MnO_x, AlO_x, SiO_x), были легированы дейтерием или водородом в лаборатории - NTT Laboratories. Тепло выделялось из легкого и тяжелого водорода только тогда, когда присутствовало смешанное оксидное покрытие (электрокаталитическая пара Pd/O₂). Квадрупольный масс-спектроскопический анализ с высоким разрешением (0,001 а. е. м.) выделяющихся газов, когда ток прикладывался к оксиду МnО_x, легированному дейтерием (99,9%), покрытому палладиевым листом, показывает присутствие большого выступа спектральной линии на пике D₂, которое Миллс и соавт. приписали молекуле из двух гидрино, D₂ (n=1/2). [E.YAMAGUCHI и T. NISHIOKA, "Прямое подтверждение реакций ядерного синтеза в палладии, легированном дейтерием", Конференция, Япония, 21-25 октября 1992, стр.179; E.YAMAGUCHI и Т. NISHIOKA, "Образование гелия-4 из палладия, легированного дейтерием, при низких энергиях", NTT Basic Research Laboratories and IMRA Europe S.A., Personal Communication, 1992.

Пример 3
Государственный университет штата Пенсильвания определил выделение избыточного тепла из текучего водорода в присутствии порошка окиси никеля, содержащего окись ниобия стронция (электрокаталитическая пара Nb³⁺/Sr²⁺), очень точным и надежным способом измерения тепла, преобразованием тепла в электрический выходной сигнал посредством термостолбика [J. Phillips "Калориметрическое исследование реакции водорода с образцом PSU#I", 11 сентября 1994, Конфиденциальный отчет, представленный на рассмотрение корпорацией HydroCataiysis Power Corporation, Great Valley Corporate Center, 41 Great Valley Parkway, Malvern, PA 19355]. Избыточная мощность и тепло выделялись с водородом, протекающим над катализатором, и увеличивались с увеличением скорости потока. Однако, никакой избыточной мощности не наблюдалось с гелием, протекающим над смесью катализатор/оксид никеля, или водородом, протекающим только над оксидом никеля. Как показано на фиг.9, приблизительно 10 см³ порошка окиси никеля, содержащего окись ниобия стронция, мгновенно производили выходную мощность стационарного состояния 0,55 Вт при 523 К. Когда газ переключили с водорода на гелий, мощность немедленно упала. Изменение обратно на водород восстановило избыточную выходную мощность, которая продолжала увеличиваться до тех пор, пока не опустел цилиндр источника водорода в точке (на оси абсцисс) приблизительно 40,000 сек. Без потока водорода выходная мощность упала до нуля.

Источник тепла приписывается электрокаталитической экзотермической реакции, посредством которой электроны атомов водорода вынуждаются совершать переходы к квантованным энергетическим уровням ниже "основного состояния". Эти более низкие энергетические состояния соответствуют дробным квантовым числам n=1/2, 1/3, 1/4,.... Переходы к этим более низким состояниям энергии стимулируются в присутствии пар ионов ниобия и стронция (электрокаталитическая пара Nb³⁺/Sr²⁺), которые обеспечивают стоки энергии 27,2 эВ.

Пример 4
Статья "Спектральные данные гидрино из темной межзвездной среды" и из раздела "Солнце" Миллса "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995, описывает экспериментальную идентификацию атомов водорода на дробных квантовых энергетических уровнях - гидрино - посредством мягкого рентгеновского излучения из темного вещества и Солнца; обеспечивает решение проблемы солнечного нейтрино, проблемы температуры солнечной короны, проблемы уширения спектральной линии водорода проблемы температуры перехода из "зоны радиации" в "зону конвекции", проблемы холодных облаков окиси углерода, проблемы возраста звезд, проблемы вращения Солнца, проблемы солнечных вспышек и проблемы источника энергии ионизации водородных планет, и описывает экспериментальную идентификацию атомов водорода с дробными квантовыми энергетическими уровнями - гидрино - посредством энергий переходов спин/ядерной сверхтонкой структуры, полученных СОВЕ, для которых не существует никаких других удовлетворительных объяснений.

Вывод
Как показано в Таблице 1 Миллса "Общая объединенная теория классической квантовой механики", 1995, водородные переходы на электронные энергетические уровни ниже "основного" состояния, соответствующие дробным квантовым числам, предсказанным по теории Миллса, соответствуют спектральным линиям фона коротковолновой области ультрафиолетового спектра межзвездного пространства. Реакции нарушения пропорции водорода дают ионизированный водород, электроны высокой энергии и излучение, ионизирующее водород. Эта интерпретация решает парадокс идентичности темного вещества и объясняет многие данные небесных наблюдений, таких как: спектральная линия - Нα диффузного излучения, повсеместного по Галактике, и сильно расходящиеся источники потока более коротковолнового излучения, чем например Лябов и Боуэр "Спектральные наблюдения коротковолнового ультрафиолетового фона", стр.810-819.

Далее, экспериментальная идентификация гидрино для уровней водорода с дробными квантовыми числами до Н (n=1/8) может быть найдена в альтернативном объяснении Миллса для мягкого рентгеновского излучения темной межзвездной среды, наблюдаемого Лябовым и Боуэром (стр.810) - сотрудниками Центра исследования коротковолнового ультрафиолетового излучения Калифорнийского Университета, Беркли, Совпадение между экспериментальным спектром и значениями энергии, предсказанными для предполагаемых переходов - замечательное.

Парадокс малочисленности солнечных нейтрино для объяснения выделяемой солнечной энергии посредством рр-цепочки решается, если приписать большую часть выделяемой солнечной энергии водородным переходам с более низкой энергией. Температура фотосферы солнца составляет 6000 К, тогда как температура короны, основанная на причислении испускаемых рентгеновских лучей к высоко ионизированным тяжелым элементам, превышает более 10⁶ К. Неизвестно никакого удовлетворительного механизма переноса мощности, который объясняет чрезмерную температуру короны относительно температуры фотосферы. Парадокс решается существованием некоего источника мощности, связанного с короной. Энергия, которая поддерживает корону при температуре более 10⁶ К, это та энергия, которая выделяется реакциями нарушения пропорции водорода с более низкой энергией, как указано уравнениями (13-15). В таблице 2 Миллса энергия, выделяемая при переходе атома гидрино из начального состояния с более высокой энергией с квантовым числом р и радиусом а_H/р, в состояние с более низкой энергией с квантовым числом (р+m) и радиусом a_H/(р+m), катализированным атомом гидрино с начальным квантовым числом состояния с более низкой энергией m', начальным радиусом а_H/m' и конечным радиусом a_H'', дается в последовательном порядке энергии, начиная с перехода из 1-->1/2 Н до перехода 1/9-->1/10 Н. Соответствие между расчетными и экспериментальными значениями замечательное. Кроме того, многие из линий таблицы 2 ранее не имели никакого определения или имели неудовлетворительное определение (Thomas K.J., Neupert W.M., "Астрофизический журнал", том 91, 1994, стр.461-482; Малиновский и др. , "Астрофизический журнал", том181, 1973, стр.1009-1030; Нойерс Р., "Солнце - наша звезда", 1982, стр.172; Филлипс "Солнце. Справочное руководство", Кембридж, Великобритания, 1992, стр.118-119, 120-121, 144-145). Расчетная мощность 4•10²⁶ Вт соответствует наблюдаемой выходной мощности 4•10²⁶ Вт.

Уширение спектральной линии водорода солнечного спектра происходит в шесть раз, что предсказывалось на основе энергии термоэлектрона на поверхности фотосферы (Т=6,000 К), где возникает континиум и на основе относительной ширины линий континиума гелия, и (Thomas K.J., Neupert W.M "Астрофизический журнал", том 91, 1994, стр.461-482; Stix M., (Солнце), Берлин, 1991, стр. 351-356; Малиновский "Астрофизический журнал", том 181, 1973, стр. 1009-1030; Нойерс, "Солнце - наша звезда", Кембридж, 1982, стр. 172; Филлипс, "Солнце. Справочное руководство", Кембридж, 1992, стр.118-119, 120-121, 144-145). Последние линии относительно намного уже, тем не менее, соответствующие температуры возникновения должны быть выше, потому что соответствующие переходы являются более энергетическими. Кроме того, линия континиума спектра солнечного протуберанца составляет приблизительно половину ширины аналогичной линии спектра спокойного Солнца. Однако, температура повышается более чем до 10000 К в протуберанце. Проблема аномальной спектральной особенности чрезмерного уширения линии непрерывного спектра водорода до более высоких энергий может быть решена, если механизм уширения приписать энергетическим реакциям нарушения пропорции, включающим атомы водорода в качестве реагентов.

Продукт реакции, водород с более низкой энергией, может быть повторно ионизирован, поскольку он рассеивается к центру Солнца. Резкое изменение скорости звука и переход из "зоны радиации" в "зону конвекции" при радиусе, равном 0,7 солнечного радиуса, т.е. 0,7R_s с температурой 2•10⁶К согласуется с температурой ионизации водорода с более низкой энергией.

Другая спектроскопическая загадка касается инфракрасной полосы поглощения хромосферы на длине волны 4,7 мкм, которая раньше приписывалась окиси углерода, несмотря на неправдоподобность ее существования в наблюдаемой области, которая имеет температуру выше той, при которой окись углерода распалась бы на составляющие - атомы углерода и кислорода. Эта проблема может быть решена, если приписать широкую характеристику 4,7 мкм термически уширенному вращательному переходу иона водорода с более низкой энергией. Объяснение линии поглощения 4,7 мкм вращательным переходом J=0-->J=1 молекулы из двух гидрино Н₂*[2с'=3а₀]⁺ обеспечивает решение проблемы холодных (нерадиоактивных) облаков окиси углерода.

Создание модели развития звезд приводит к таким оценкам возраста для некоторых звезд, что они оказываются старше Вселенной. Теория Миллса предсказывает, что теперь существуют звезды, которые старше, чем истекшее время настоящего расширения, поскольку эволюция звезд произошла во время предшествующей фазы сжатия.

Общий принцип относительности обеспечивает решение проблемы потери углового момента Солнечного ядра, что согласуется с современными моделями Солнца и данными гелиосейсмологии. Фотонный перенос момента количества движения к механизму расширения пространства-времени обеспечивает решение проблемы солнечного вращения медленно вращающимся Солнечным ядром.

Далее, звездным подтверждением реакций нарушения пропорции является испускание коротковолнового ультрафиолетового излучения молодыми звездами, называемыми А звездами. Оказывается, они имеют верхние слои атмосферы, обладающие высокой энергией, испускающие ультрафиолет, или короны, даже несмотря на то, что астрономы полагают, что такие звезды недостаточно способны нагревать эти области.

Многочисленные звезды последнего типа, особенно dM звезды, как известно, вспыхивают время от времени на видимых и рентгеновских длинах волн. Чрезвычайно выраженная вспышка наблюдалась телескопом глубинного исследования коротковолновой ультрафиолетовой области (EUVE) на звезде AU Microscopii по некоторым подсчетам в 20 раз больше, чем в состоянии покоя. Наблюдались такие линии испускания в коротковолновой ультрафиолетовой области, для которых нет никакого удовлетворительного объяснения. Эти спектральные линии соответствуют водородным переходам на электронные энергетические уровни ниже "основного" состояния, соответствующие дробным квантовым числам, как показано в таблице 3 Миллса. Линии, отнесенные к водородным переходам на более низкие энергетические уровни, значительно увеличились по интенсивности во время вспышки. Данные согласуются с реакциями нарушения пропорции водорода с более низкой энергией, как механизмом солнечной вспышки.

Планетарным подтверждением реакций нарушения пропорции является излучение энергии Юпитером, Сатурном и Ураном, превышающее то, что они поглощают от Солнца. Юпитер является гигантским шаром газообразного водорода. Сатурн и Уран также в значительной степени состоят из водорода. Н³⁺ обнаружен на всех трех планетах методом инфракрасной спектроскопии (Теннисон "Физический мир", июль, 1995, стр. 33-36). Реакции нарушения пропорции водорода дают ионизирующие электроны, энергию и ионизированные атомы водорода. Ионизирующие электроны и протоны могут оба реагировать с молекулярным водородом, чтобы образовать Н³⁺.

Энергии перехода сверхтонкой спин/ядерной структуры водорода с более низкой энергией хорошо согласуются с некоторыми спектральными линиями, полученными СОВЕ (Райт и др. , "Астрофизический журнал", том 381, 1991, стр. 200-209; Матер и др., там же, том 420, 1994, стр.439-444), для которых не существует никакого другого удовлетворительного объяснения.

Пример 5
Государственный университет штата Пенсильвания определил выделение избыточного тепла из текучего водорода в присутствии ионного катализатора перекрывающего разряда водорода: 40 вес.% нитрата калия (КNО₃) на графитовом порошке с 5 вес. % 1% Pd на графитовом порошке (электрокаталитическая пара К⁺/К⁺) очень точным и надежным способом измерения тепла, преобразованием тепла в электрический выходной сигнал посредством термостолбика (Филлипс, Шим "Дополнительные калориметрические примеры аномального выделения тепла их физических смесей К/углерод и Pd/углерод", 1 января 1996 г., Конфиденциальный отчет, представленный на рассмотрение корпорацией HydroCataiysis Power Corporation, Great Valley Corporate Center, 41 Great Valley Parkway, Malvern). Избыточная мощность и тепло наблюдались при протекании водорода над катализатором. Однако, никакой избыточной мощности не наблюдалось при протекании гелия над каталитической смесью. Воспроизводимо наблюдались скорости выделения тепла, которые были выше, чем ожидаемые от превращения всего водорода, поступающего в ячейку, в воду, а полная наблюдаемая энергия была более чем вчетверо больше, чем та, которая ожидалась, если весь каталитический материал в ячейке переходил в самое низкое энергетическое состояние посредством "известных" химических реакций. Таким образом, воспроизводимо наблюдалось "аномальное" тепло, тепло с такими величиной и длительностью, которые нельзя было бы объяснить с точки зрения традиционной химии.

Пример 6
Избыточное тепло из энергетической ячейки газа под давлением, имеющей газообразный источник энергетических дырок, наблюдалось корпорацией HydroCataiysis Power Corporation с водородом под низким давлением в присутствии йодида молибдена (MoI₂) (электрокаталитический ион Мо²⁺), который испарялcя при рабочей температуре ячейки, 210^oС. Калориметр был помещен внутри большого конвекционного сушильного шкафа, который поддерживал температуру окружающей среды ячейки при рабочей температуре. Ячейка содержала бак под давлением емкостью 40 см³ из нержавеющей стали, который был окружен формованным керамическим теплоизолятором толщиной 5,08 см. Ячейка была герметизирована вакуумно-плотным фланцем, который имел два сальника Буффало с отверстием для вольфрамового провода, необходимого для диссоциации молекулярного водорода, перфорированное отверстие для термопары К-типа, впускное отверстие диаметром 0,16 см для водорода, которое было соединено с трубкой из нержавеющей стали диаметром 0,635 см, которая соединялась с источником водорода. Фланец был герметизирован медной прокладкой. Дно бака имело проходное вакуумное отверстие с диаметром 0,635 см, соединенное с трубкой из нержавеющей стали с клапаном между ячейкой и вакуумным насосом и вакуумметром. Менее одного грамма катализатора MoI₂ было помещено в керамическую лодочку внутри бака. Давление пара катализатора было оценено приблизительно в 50 миллитор при рабочей температуре 210^oС. Давление водорода приблизительно от 200 до 250 миллитор регулировалось вручную регулировкой подачи через впускное отверстие в зависимости от количества, откачиваемого на выпускном отверстии, где давление контролировалось в выпускной трубке вакуумметром. Для каждой серии измерений было создано полное давление, включая давление MoI₂ в случае экспериментальной серии измерений, точно 250 миллитор.

Выходная мощность была определена измерением разности между температурой ячейки и температурой среды, окружающей ячейку, внутри сушильного шкафа и сравнением результата с градуировочной кривой, получаемой подведением мощности во внутреннее пространство ячейки с помощью вольфрамовой нити. Избыточная мощность 0,3 Вт наблюдалась из реакционного бака емкостью 40 см³ из нержавеющей стали, содержащего менее 1 г МоI₂, когда водород прогонялся над горячим вольфрамовым проводом (≈ 2000^oС). Однако, никакой избыточной мощности не наблюдалось, когда гелий прогонялся над горячим вольфрамовым проводом или когда водород прогонялся над горячим вольфрамовым проводом при отсутствии MoI₂ в ячейке.

Воспроизводимо наблюдались, скорости выделения тепла, которые были выше, чем ожидаемые от превращения всего водорода внутри ячейки в воду, а полная наблюдаемая энергия была более чем в 30 раз больше, чем та, которая ожидалась, если весь каталитический материал в ячейке переходил в самое низкое состояние энергии посредством "известных" химических реакций. Таким образом, воспроизводимо наблюдалось "аномальное" тепло, тепло с такими величиной и длительностью, которые нельзя было бы объяснить с точки зрения традиционной химии.

Газообразное содержимое реактора контролировалось масс-спектрометром. В то время, когда была произведена избыточная энергия, в соответствии со случаем, в котором водород прогонялся над горячей нитью, наблюдались две группы с более высокой ионизирующей массой, тогда как во время периода, в котором водород прогонялся над горячим вольфрамовым проводом в отсутствие МоI₂ в ячейке, две группы с более высокой ионизирующей массой не наблюдались. Две группы с более высокой ионизирующей массой приписываются молекуле из двух гидрино
о

Формула изобретения

1. Ячейка для выделения энергии из атомов водорода, содержащая реакционный сосуд с газообразным водородом и газообразным катализатором, в котором атомы водорода реагируют с упомянутым газообразным катализатором при давлении, меньшем атмосферного, обеспечивая переход электрона в атоме водорода на энергетический уровень ниже основного уровня при изменении энергии реакции приблизительно 27 (Р/2) эВ, где Р - целое число, большее 1, при этом получают атомы водорода, имеющие энергию связи приблизительно 13,6/n² эВ, где n больше или равно 1.

2. Ячейка по п. 1, в которой поддерживается следующая реакция



где m и р - положительные целые числа;
m' - целое число, большее 1;
а_H - радиус Бора.

3. Ячейка по п. 1, в которой атомы газообразного водорода образуются при взаимодействии молекул, включающих атомы водорода, и второго катализатора для диссоциации молекул для получения атома водорода.

4. Ячейка по п. 1, в которой газообразный катализатор подобран так, что при нагревании он сублимируется, кипит или испаряется.

5. Ячейка по п. 1, в которой газообразный катализатор сформирован из соли рубидия или калия.

6. Ячейка по п. 1, в которой соль калия выбрана из группы, состоящей из KF, KC1, KBr, KI, K₂S₂, КОН, K₂SO₄, К₂СО₃, К₂РО₄ и K₂GeF₄.

7. Ячейка по п. 1, в которой газообразный катализатор содержит катион, имеющий давление паров больше 0 при нагревании газообразного катализатора, причем катион выбран из группы, состоящей из К⁺, Rb⁺, Mo²⁺ и Ti²⁺.

8. Ячейка по п. 1, в которой газообразный катализатор содержит пару катионов, имеющую давление паров больше 0 при нагреве газообразного катализатора, причем упомянутая пара катионов выбрана из группы, состоящей из (Sn⁴⁺, Si⁴⁺), (Рr³⁺, Са²⁺), (Sr²⁺, Cr²⁺), (Сr³⁺, Tb³⁺), (Sb³⁺, Co²⁺), (Bi³⁺, Ni²⁺), (Pd²⁺, In⁺), (La³⁺, Dy³⁺), (La³⁺, Ho³⁺), (K⁺, K⁺), (V³⁺, Pd²⁺), (Lu³⁺, Zn²⁺), (As³⁺, Ho³⁺), (Mo⁵⁺, Sn⁴⁺), (Sb³⁺, Cd²⁺), (Ag²⁺, Ag⁺), (La³⁺, Er³⁺), (V⁴⁺, B³⁺), (Fe³⁺, Ti³⁺), (Co²⁺, Ti⁺), (Bi³⁺, Zn²⁺), (As³⁺, Dy³⁺), (Ho³⁺, Mg²⁺), (K⁺, Rb⁺), (Cr³⁺, Pr³⁺), (Sr²⁺, Fe²⁺), (Ni²⁺, Cu⁺), (Sr²⁺, Mo²⁺), (Y³⁺, Zr⁴⁺), (Cd²⁺, Ba²⁺), (Но³⁺, Рb²⁺), (Pb²⁺, Li⁺), (Eu³⁺, Mg²⁺), (Er³⁺, Mg²⁺), (Bi⁴⁺, Al³⁺), (Ca²⁺, Sm³⁺), (V³⁺, La³⁺), (Cd³⁺, Cr²⁺), (Mn²⁺, Ti⁺), (Yb³⁺, Fe²⁺), (Ni²⁺, Ag⁺), (Zn²⁺, Yb²⁺), (Se⁴⁺, Sn⁴⁺), (Sb³⁺, Bi²⁺) и (Eu³⁺, Pd²⁺).

9. Ячейка по п. 1, в которой в сосуде поддерживается парциальное давление водорода меньше, чем приблизительно 1 торр.

10. Ячейка по п. 1, в которой в сосуде поддерживается парциальное давление катализатора приблизительно от 50 до 250 миллиторр.

11. Ячейка по п. 1, в которой сосуд включает неактивный газ, так что скорость реакции атомов газообразного водорода с газообразным катализатором управляется посредством регулирования количества неактивного газа в сосуде.

12. Ячейка по п. 1, которая содержит клапан для селективного выпуска катализатора из сосуда.

13. Ячейка по п. 1, которая содержит клапан для селективного выпускания атомов водорода, имеющих энергию связи приблизительно Е_b= 13,6/n² эВ.

14. Ячейка по п. 1, в которой парциальное давление пара газообразного катализатора изменяется при изменении температуры.

15. Ячейка по п. 1, которая содержит нагреватель для нагрева сосуда.

16. Ячейка по п. 1, которая содержит резервуар катализатора, сообщающийся с реакционным сосудом, причем резервуар включает газообразный катализатор или его источник.

17. Ячейка по п. 16, которая содержит нагреватель для нагрева катализатора.

18. Ячейка по п. 16, в которой резервуар размещен с внешней стороны от сосуда.

19. Ячейка по п. 18, которая содержит регулирующий клапан для управления потоком катализатора из резервуара в сосуд.

20. Ячейка по п. 1, которая содержит камеру для атомов водорода или источника атомов водорода, сообщающуюся с реакционным сосудом.

21. Ячейка по п. 20, которая содержит клапан для управления потоком атомов водорода из камеры в сосуд.

22. Ячейка по п. 20, в которой источник атомов водорода содержит двигатель внутреннего сгорания.

23. Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средство для распыления для образования газообразного источника катализатора, источник для кипячения, выпаривания или сублимирования газообразного источника катализатора, источник термической ионизации газообразного источника катализатора средством нагрева, медная, медно-никелевая или никелевая нить или решетка, источник фотонов и источник частиц.

24. Ячейка по п. 23, в которой в качестве источника термической ионизации газообразного источника катализатора использована горячая нить, решетка, индуктивная плазменная трубка.

25. Ячейка по п. 23, в которой источник катализатора помещен в химически стойкий открытый контейнер в виде керамической лодочки, размещенной внутри реакционного сосуда.

26. Способ выделения энергии из атомов водорода, заключающийся во взаимодействии газообразного водорода с газообразным катализатором, при давлении, меньшем атмосферного, обеспечивая переход электрона в атоме водорода на энергетический уровень ниже основного уровня при изменении энергии реакции приблизительно 27 (Р/2) эВ, где Р - целое число, большее 1, при этом получают атомы водорода, имеющие энергию связи приблизительно 13,6/n² эВ, где n больше или равно 1.

27. Способ по п. 26, в котором атомы газообразного водорода получают путем диссоциации молекул, включающих атомы водорода.

28. Способ по п. 26, в котором атомы газообразного водорода получают путем контактирования молекул, включающих атомы водорода, с катализатором для диссоциации молекул и получения атомов водорода в газовой фазе.

29. Способ по п. 26, в котором упомянутый газообразный катализатор содержит атомы водорода, имеющие энергию связи приблизительно Е_b= 13,6/n² эВ.

30. Способ по п. 26, в котором упомянутый газообразный катализатор получают в соответствии со следующей реакцией



где m и р - целые числа больше 0;
m' - целое число, большее 1;
а_H является радиусом Бора.

31. Способ по п. 26, в котором реакцию проводят при давлении, меньшем, чем приблизительно 1 торр.

32. Способ по п. 26, в котором парциальное давление атомов газообразного водорода в реакции составляет меньше, чем приблизительно 1 торр.

33. Способ по п. 26, в котором парциальное давление газообразного катализатора в реакции поддерживают приблизительно между 50 и 250 миллиторр.

34. Способ по п. 26, в котором управляют парциальным давлением пара газообразного катализатора посредством изменения температуры газообразного катализатора.

35. Способ по п. 26, в котором в качестве газообразного источника катализатора используют низкоэнергетический водород.

36. Способ по п. 26, в котором выходную мощность газовой ячейки регулируют путем управления скоростью каталитической реакции.

37. Способ по п. 26, в котором мощность регулируют путем изменения количества газового катализатора в газовой фазе.

38. Способ по п. 26, в котором мощность регулируют путем регулирования концентрации атомарного или низкоэнергетического водорода в реакторе.

39. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование потока водорода в реактор.

40. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование потока низкоэнергетического водорода и водорода из реактора.

41. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование потока водорода над или через горячую нить или решетку, нагретые бомбардировкой электронов.

42. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование рассеиваемой мощности.

43. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование температуры горячей нити или решетки из тугоплавкого металла путем регулирования давления водорода или температуры гидрида.

44. Способ по п. 38, в котором осуществляют регулирование скорости удаления рекомбинированного водорода из реактора насосом.

45. Способ по п. 26, в котором мощность регулируют путем регулирования давления нереагирующего газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17