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特表2024-508988液体アルカリ金属合金中の金属水素化物粒子の懸濁による二水素の吸蔵および生成
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-28
(54)【発明の名称】液体アルカリ金属合金中の金属水素化物粒子の懸濁による二水素の吸蔵および生成
(51)【国際特許分類】
C01B 3/00 20060101AFI20240220BHJP
C01B 3/08 20060101ALI20240220BHJP
【ＦＩ】
C01B3/00 B
C01B3/08 A
C01B3/08 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555224
(86)(22)【出願日】2022-03-11
(85)【翻訳文提出日】2023-11-07
(86)【国際出願番号】 FR2022050440
(87)【国際公開番号】W WO2022189759
(87)【国際公開日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】2102458
(32)【優先日】2021-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523342148
【氏名又は名称】ウゴラン、ニコラ
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウゴラン、ニコラ
【テーマコード（参考）】
4G140
【Ｆターム（参考）】
4G140AA43
(57)【要約】
本発明は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子を懸濁させた懸濁液を含むことを特徴とする、二水素吸蔵系に関するものである。本発明は、上記のような系内に二水素を吸蔵する方法、そのような系から二水素を生成する方法、および後者の方法を実施する装置に関するものでもある。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子を懸濁させた懸濁液を含むことを特徴とする、二水素吸蔵系。
【請求項2】
前記合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、前記水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４
－、ＩｎＨ４
－、ＴｌＨ４
－、ＧａＨ４
－、ＢＨ４
－、ＴｉＨ２およびＺｎＨ２から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の二水素吸蔵系。
【請求項3】
前記水素化物粒子の前記懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、前記系の総質量の３～９７％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の二水素吸蔵系。
【請求項4】
前記アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の二水素吸蔵系。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一項に記載の二水素吸蔵系に二水素を吸蔵する方法であって、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金を調製するステップと、
複数の水素化物粒子を調製するステップと、
前記合金中の粒子の懸濁液および前記二水素吸蔵系の形成を得るために合金および粒子を混合するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項6】
請求項１～４のいずれか一項に記載の二水素吸蔵系から二水素を製造する方法であって、該方法が、前記二水素吸蔵系をＨ２Ｏと反応させるステップを含むことを特徴とする、方法。
【請求項7】
前記二水素吸蔵系（１２、１３）は、フィラメントの形態であり、０．５ｍ／ｓ～８００ｍ／ｓの高速ウォータージェット（１５）によって粉砕される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記フィラメント状の二水素吸蔵系は、水との反応と同時に、またはこの反応に先立って、押出成形によって製造される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
酸、好ましくは炭酸ＣＯ２、任意選択でその炭酸水素塩および炭酸二水素塩のうちの１つの中の炭酸ＣＯ２を使用して、前記二水素吸蔵系と水との間の反応を活性化するステップを含むことを特徴とする、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
金属水酸化物と、内燃機関、ボイラーまたはバーナーによって生成されるＣＯ２との反応により、別の炭酸水素塩または炭酸塩の形態で、生成されたＣＯ２を隔離するステップを含むことを特徴とする、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記二水素吸蔵系と水との間の反応の阻害が、水素化物粒子の表面に形成された水酸化物カルスを変化させることができる表面（１７）によって、二水素吸蔵系／水反応混合物が前記表面上に噴射されたときに解除され、前記表面は、例えば、ナノダイヤモンド（１８）、ジルコニア粒子、炭化物粒子で覆われた表面、千鳥状ピラーのアレイ（１９）を含む表面、天井部の無い毛細管のアレイ（２０）を含む表面、およびこれらの表面の任意の組み合わせから選択される研磨面であることを特徴とする、請求項６～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
Ｈ２Ｏと前記二水素吸蔵系との間の前記反応のためのサイクロン型反応器（２２）を備え、該反応器は、渦の形成を可能にする少なくとも１つのサイクロン構造（２２、２３）を備え、ガスおよび蒸気の柱が前記反応器の中心まで上昇し、前記反応器は、低い位置に固体および液体の最も重い物質（２５）を抽出する装置と、上部に前記蒸気およびガスの中央回収部（２４）とを有することを特徴とする、請求項６～１１のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。
【請求項13】
前記抽出装置は、エンドレススクリュー（２７）、中央ハブミル（２８、２９）、中空エンドレススクリュー（３５）の任意の組み合わせ、あるいはまた、管（７５）および羽根（７３）、任意選択で、中空の羽根（７９）の任意の組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項14】
前記サイクロン型反応器（３４）は、その壁部内に熱交換器（６６）を備え、前記熱交換器（６６）は、相互接続されたパイプ系を備え、網羅的では無いが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋを含む液体アルカリ金属の合金、パーフルオロカーボンベースの流体、蒸留水、既存の熱伝達流体から選択された熱伝達流体を循環させることができ、好ましい一実装形態では、前記サイクロンの前記熱交換器のパイプの前記系が、ＯＲＣ（有機ランキンサイクル）回路の第２の熱交換器（６７）と接触していることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項15】
水素燃料電池（５７）、バブリングタンク（３２）、およびノズル（１４）をさらに備え、前記サイクロン型反応器（２２）によって生成された前記二水素（５６）は、前記水素燃料電池（５７）に供給され、前記水素燃料電池による二水素の消費によって生成された水は、前記バブリングタンク（３２）に供給され、前記バブリングタンクは、前記ノズル（１４）に供給することを特徴とする、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
二水素（ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ）の貯蔵および生成は、このエネルギーキャリアの使用にとって大きな課題である。本発明では、「ＬＡＭＰＨＹ（登録商標）」として知られる、アルカリ金属の合金を使用した水素化物の懸濁液中に二水素を吸蔵する方法、およびサイクロン反応器内でＬＡＭＰＨＹ（登録商標）と高速で噴射される水のジェットとの反応から二水素を生成する装置を提案する。
【背景技術】
【0002】
技術的背景は、特許文献１、特許文献２、および非特許文献１に含まれる。
【0003】
二水素は、化石燃料と原子力エネルギーの両方に代わる重大な代替手段であるため、二水素の貯蔵および生産は、２１世紀の主要なエネルギー課題である。
【0004】
現在、水素貯蔵は、家庭用および産業用電気エネルギーのオンラインエネルギー生産、および車両全般で使用されるモビリティエネルギーの両方において、このエネルギーの開発に対する技術的障壁となっている。
【0005】
この分子のサイズが小さいということは、ガソリンの４倍のエネルギーを持っているにもかかわらず、同じ質量であれば大気圧で１００倍の体積を占めることを意味する。大気圧で採取した二水素１ｋｇの場合、１１ｍ３の貯蔵が必要となり、貯蔵と輸送に大きな問題が生じる。
【0006】
二水素を貯蔵および輸送する最も成功した方法の１つは、タンク内に二水素を圧縮することである。二水素は最小の分子であるため、二水素の貯蔵に使用されるほとんどのタンクの壁は、多かれ少なかれ多孔質のままであり、様々な速度の漏れによって貯蔵された水素は揮発する。
【0007】
しかしながら、３００ｂａｒの貯蔵タンクは、魅力的な貯蔵性能を提供する。これらのタンクは、大型車両に適しており、自律性は弱い。
【0008】
自律性を高め、したがって同じ体積に貯蔵される二水素の量を増やすために、新世代タンクでは貯蔵圧力が３００ｂａｒから７００ｂａｒに増加する傾向にある。
【0009】
しかしながら当面は、どのような技術が使われようとも、圧力を利用して二水素を貯蔵するタンクは、様々な長さの時間にわたって透過性を維持するため、長期貯蔵には適合しない。
【0010】
貯蔵時間を延ばし、同じ量の二水素を貯蔵するのに必要な圧力を下げる別の方法には、炭素粉末、ゼオライト、またはガラスビーズをタンク内に導入することが含まれる。
【0011】
それにもかかわらず、二水素の圧縮は、圧縮段階のポテンシャルエネルギーの５～１５％を消費する。
【0012】
圧縮に代わる方法の１つは、（－２５２．８７℃での）液化であるが、この液化は、非常にエネルギーを大量に消費し、液体二水素の保存には、タンクと圧力維持ポンプの両方で依然として高価である技術が必要である。
【0013】
代替の開発の解決策は、頭字語ＬＯＣＨとも呼ばれる、「Ｌｉｑｕｉｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ（液体有機キャリア水素）」に二水素を吸蔵させることである。水素化によって有機分子に結合した水素は、高い貯蔵密度を提供する。水素化を伴う吸蔵反応は通常、発熱を伴う。水素を独占するには、通常は吸熱反応を通じて二水素を再形成するためにこの結合を切断する必要があり、これにより二水素が使用される時点でのエネルギー効率が低下する。
【0014】
圧縮および液化に代わる方法として、金属水素化物を使用した固体吸蔵の形態が模索されており、現在最も普及しているのは水素化マグネシウムＭｇＨ２である。
【0015】
これらの水素化物は、様々なサイズの粉末または凝集体の形態で提供される。水素化物は、多くの場合、自然発火性の粉末であるという事実により、その使用（特に、酸素および湿気から確実に隔離しながらの包装および流通）は、より複雑になる。
【0016】
それにもかかわらず、水素化物の形態での吸蔵は、非常に有望である。なぜなら、この化学形態は、気体および液体の形態よりもはるかに安定しており、周囲温度で、制御された雰囲気中、または鉱油中で現在利用可能な最高の貯蔵容量性能の１つを備えているからである。
【0017】
しかしながら、水素化物から水素への移行には依然として問題がある。提案された方法はいずれも、産業上の応用を成功させるには満足のいくものではない。いくつかの方法では、水素化物を加熱して二水素を放出することを伴う。効率に影響を与えるエネルギー消費に加えて、金属と水素化物との間の密度の大幅な変化により、再吸蔵／放出サイクル中の容器の疲労を伴う貯蔵上の問題が生じる。
【0018】
１つの代替案は、水素化物を化学成分として使用して、水素化物と水との間の化学反応によって即座に水素を生成すること、または小規模で二水素を生成するためにすでに使用されている反応に基づく別のプロトン供与体を使用することである。これと同じ種類の反応が、アルミニウムなどの金属粉末で得られる。
【0019】
問題は、反応が非常に発熱し激しく、粉末の流れを制御するには、偶発的な発火を制御するための封じ込めガスが必要であることである。
【0020】
この反応とその実行をより正確に制御するために、１つの解決策は、マグネシウムの水素化物を、様々な添加剤（特に、金属ハロゲン化物、および反応の激しさを低減するために設計された他の様々な添加剤）を混合することによって得られる「グープ」と呼ばれる泥状相に調整することで構成される。
【0021】
この形状は、ポンプまたはピストンを使用して水とグープを混合できるため、取り扱いが容易になるという利点がある。しかしながら、長期貯蔵時の挙動については説明されていない。
【0022】
一方、グープの安定化により水素化マグネシウムの反応性が低下し、水との反応により生じる水酸化物プレートによって容易に鎮められる。
【0023】
グープによる二水素の吸蔵容量は、二水素を隔離するために直接介入しない様々な触媒およびその他の添加剤で構成される無視できない量の混合物によって制限される。
【0024】
また、ジルコニウムなどのナノ粒子または他のナノ粒子を含むこれらの補助剤（アジュバント）は、環境および生物にとって有毒である可能性がある。
【0025】
一般的に言えば、添加剤は、グープと水の反応で生じる塩水中に含まれており、得られた塩水のリサイクルの問題を複雑にし、最終的には環境問題、特に反応で生じるハロゲン化塩画分をもたらす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0026】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１４／０７２４９８号明細書
【特許文献2】欧州特許出願公開第００８１６６９号明細書
【非特許文献】
【0027】
【非特許文献1】Ｃｏｍｐｅｒｅ Ｅｄｇａｒ Ｌ．ら著、「Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｉｎ Ｌｉｑｕｉｄ－Ａｌｋａｌｉ－Ｍｅｔａｌ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ Ｕｓｅｆｕｌ ａｓ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｏｌａｎｔｓ － Ｉ． Ｓｏｄｉｕｍ－Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｅｕｔｅｃｔｉｃ（原子炉冷却材として有用な液体アルカリ金属混合物中の水素の化学－Ｉ．ナトリウム－カリウム共晶）」、Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、第２８巻、第３号、１９６７年６月１３日、３２５～３３７頁、ＸＰ０５５８６２６０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0028】
本発明に関連して、発明者らは、高い二水素効率と長い貯蔵寿命を維持することを可能にしながら、高応答性の流体実装を提供して、不動態化の問題を排除することを可能にする実装装置と組み合わせた、二水素を吸蔵および生成する代替方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0029】
本発明は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｌｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に懸濁された、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子の形態の形態化元素（ｆｉｇｕｒｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）の懸濁液を含むことを特徴とする二水素吸蔵系に関するものである。水素化物粒子は、合金中で安定した懸濁液を形成する。
【0030】
本発明に係る系は、以下の特徴：
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
【0031】
本発明は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金を調製するステップと、
複数の水素化物粒子を調製するステップと、
合金中の粒子の懸濁液および二水素吸蔵系の形成を得るために合金と粒子との間で混合するステップと、
を含むことを特徴とする、上記のような二水素吸蔵系における二水素の吸蔵方法に関するものでもある。水素化物粒子は、合金中で安定した懸濁液を形成する。
複数の水素化物粒子を調製するステップと、
合金中の粒子の懸濁液および二水素吸蔵系の形成を得るために合金と粒子との間で混合するステップと、
を含むことを特徴とする、上記のような二水素吸蔵系における二水素の吸蔵方法に関するものでもある。水素化物粒子は、合金中で安定した懸濁液を形成する。
【0032】
本発明に係る方法は、以下の特徴またはステップ：
系は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｌｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に懸濁された、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子の形態の、形態化元素（すなわち、水素化物粒子）の懸濁液を含むこと、
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
系は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｌｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に懸濁された、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子の形態の、形態化元素（すなわち、水素化物粒子）の懸濁液を含むこと、
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
【0033】
本発明は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金中に、平均直径が１ｎｍ～８００μｍの水素化物粒子形態の元素の懸濁液を含む二水素吸蔵系から二水素を生成する方法であって、
方法は、二水素吸蔵系をＨ２Ｏと反応させるステップを含む方法に関するものでもある。
方法は、二水素吸蔵系をＨ２Ｏと反応させるステップを含む方法に関するものでもある。
【0034】
本出願において、「形態化元素」という用語は、懸濁液（または安定な懸濁液もしくはコロイド懸濁液）を形成するために液体中に均質に分散および懸濁された元素を指す。懸濁液（または安定な懸濁液またはコロイド懸濁液）は、例えば粒子が沈殿した泥またはスラリーとは対照的に、液体中に固体が安定して均質に分散したものである。したがって、懸濁液は、安定かつ均質であり、粒子が合金中に均一に分布し、時間が経っても沈殿しないことを意味する。
【0035】
本発明に係る方法は、以下の特徴またはステップ：
ＬＡＭＰＨＹは、フィラメントの形態であり、おそらく０．５ｍ／ｓ～８００ｍ／ｓの高速のウォータージェットによって粉砕されること、
フィラメント形態のＬＡＭＰＨＹは、水との反応と同時に、またはこの反応に先立って、押出成形によって製造されること、
方法は、酸、好ましくは炭酸ＣＯ２、任意選択でその炭酸水素塩および炭酸二水素塩のうちの１つの中の炭酸ＣＯ２を使用して、ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応を活性化するステップを含むこと、
方法は、金属水酸化物と、内燃機関、ボイラー、またはバーナーによって生成されるＣＯ２との反応により、別の炭酸水素塩または炭酸塩の形態で、生成されたＣＯ２を隔離するステップを含むこと、
ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応の阻害が、水素化物粒子の表面に形成された水酸化物カルスを変化させることができる表面によって、ＬＡＭＰＨＹ／水反応混合物が表面上に噴射されたときに解除され、表面は、例えば、ナノダイヤモンド、ジルコニア粒子、炭化物粒子で覆われた表面、千鳥状ピラーのアレイを含む表面、天井部の無い毛細管のアレイを含む表面、およびこれらの表面の任意の組み合わせから選択される研磨面であること、
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
ＬＡＭＰＨＹは、フィラメントの形態であり、おそらく０．５ｍ／ｓ～８００ｍ／ｓの高速のウォータージェットによって粉砕されること、
フィラメント形態のＬＡＭＰＨＹは、水との反応と同時に、またはこの反応に先立って、押出成形によって製造されること、
方法は、酸、好ましくは炭酸ＣＯ２、任意選択でその炭酸水素塩および炭酸二水素塩のうちの１つの中の炭酸ＣＯ２を使用して、ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応を活性化するステップを含むこと、
方法は、金属水酸化物と、内燃機関、ボイラー、またはバーナーによって生成されるＣＯ２との反応により、別の炭酸水素塩または炭酸塩の形態で、生成されたＣＯ２を隔離するステップを含むこと、
ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応の阻害が、水素化物粒子の表面に形成された水酸化物カルスを変化させることができる表面によって、ＬＡＭＰＨＹ／水反応混合物が表面上に噴射されたときに解除され、表面は、例えば、ナノダイヤモンド、ジルコニア粒子、炭化物粒子で覆われた表面、千鳥状ピラーのアレイを含む表面、天井部の無い毛細管のアレイを含む表面、およびこれらの表面の任意の組み合わせから選択される研磨面であること、
合金は、最大９８質量％の単一アルカリ金属を含有し、水素化物粒子は、直径が５０ｎｍ～５０μｍであり、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４ －、ＩｎＨ４ －、ＴｌＨ４ －、ＧａＨ４ －、ＢＨ４ －、ＴｉＨ２、およびＺｎＨ２から選択されること、
水素化物粒子の懸濁液に対するアルカリ金属の合金の質量割合が、系の総質量の３～９７％であること、
アルカリ金属の合金は、その質量の５０％まで、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｐ、Ｉｎ、およびＴｌの任意の組み合わせによって補充されること、
のうちの１つまたは複数を、単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
【0036】
最後に、本発明は、Ｈ２ＯとＬＡＭＰＨＹとの間の反応のためのサイクロン型反応器を備え、この反応器は、渦の形成を可能にする少なくとも１つのサイクロン構造を備え、ガスおよび蒸気の柱が反応器の中心まで上昇し、反応器は、低い位置に最も重い固体および液体の物質を抽出する装置と、上部に蒸気およびガスの中央回収部とを有することを特徴とする、上記のような方法を実施するための装置に関するものである。
【0037】
本発明に係る装置は、以下の特徴またはステップ：
抽出装置は、エンドレススクリュー、中央ハブミル、中空エンドレススクリューの任意の組み合わせ、あるいはまた、管および羽根（任意選択で、中空の羽根）の任意の組み合わせを含むこと、
ＬＡＭＰＨＹフィラメントは、一端にガスの圧力の作用によって作動するピストンを備え、他端にピストンによって伝達される圧力によって開く弁を備えた管状容器を備え、エンドレスねじを備えた装置によって製造されること、
ホイールを含むタービンがサイクロン反応器内に配置され、タービンの軸線は、反応器を通って回収部の中心に至る軸線であり、この軸線は、タービンのホイールおよび回収部のレベルで軸線上に配置された一組の羽根用の支持体であり、ホイールは、２組の羽根（軸線と回収部に隣接するシリンダとによって支持される第１の組の内側の羽根と、隣接するシリンダの外側にある第２の組の羽根）と、タービンへの少なくとも１つの接線方向入口（しかしながら、好ましくは複数の入口）と、タービンの出口に複数の羽口とを備える。
サイクロン型反応器は、その壁部内に熱交換器を備え、熱交換器は、相互接続されたパイプの系を備え、網羅的では無いが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、パーフルオロカーボンベースの流体、蒸留水、既存の熱伝達流体を含む液体アルカリ金属の合金から、選択された熱伝達流体を循環させるのに適しており、好ましい一実装形態では、サイクロンの熱交換器のパイプの系が、ＯＲＣ（有機ランキンサイクル）回路の第２の熱交換器と接触していること、
装置は、水素燃料電池、バブリングタンク、およびノズルをさらに備え、サイクロン型反応器によって生成された二水素は、水素燃料電池に供給され、水素燃料電池による二水素の消費によって生成された水は、バブリングタンクに供給され、バブリングタンクは、ノズルに供給すること、
のうちの１つまたは複数を、互いに単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
抽出装置は、エンドレススクリュー、中央ハブミル、中空エンドレススクリューの任意の組み合わせ、あるいはまた、管および羽根（任意選択で、中空の羽根）の任意の組み合わせを含むこと、
ＬＡＭＰＨＹフィラメントは、一端にガスの圧力の作用によって作動するピストンを備え、他端にピストンによって伝達される圧力によって開く弁を備えた管状容器を備え、エンドレスねじを備えた装置によって製造されること、
ホイールを含むタービンがサイクロン反応器内に配置され、タービンの軸線は、反応器を通って回収部の中心に至る軸線であり、この軸線は、タービンのホイールおよび回収部のレベルで軸線上に配置された一組の羽根用の支持体であり、ホイールは、２組の羽根（軸線と回収部に隣接するシリンダとによって支持される第１の組の内側の羽根と、隣接するシリンダの外側にある第２の組の羽根）と、タービンへの少なくとも１つの接線方向入口（しかしながら、好ましくは複数の入口）と、タービンの出口に複数の羽口とを備える。
サイクロン型反応器は、その壁部内に熱交換器を備え、熱交換器は、相互接続されたパイプの系を備え、網羅的では無いが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、パーフルオロカーボンベースの流体、蒸留水、既存の熱伝達流体を含む液体アルカリ金属の合金から、選択された熱伝達流体を循環させるのに適しており、好ましい一実装形態では、サイクロンの熱交換器のパイプの系が、ＯＲＣ（有機ランキンサイクル）回路の第２の熱交換器と接触していること、
装置は、水素燃料電池、バブリングタンク、およびノズルをさらに備え、サイクロン型反応器によって生成された二水素は、水素燃料電池に供給され、水素燃料電池による二水素の消費によって生成された水は、バブリングタンクに供給され、バブリングタンクは、ノズルに供給すること、
のうちの１つまたは複数を、互いに単独で、または相互に組み合わせて含むことができる。
【0038】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して理解するための以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】様々なＬＡＭＰＨＹ組成物の効率をテストするための実験配置を示している。
【図2】ＬＡＭＰＨＹフィラメント、Ｉ）予め構成されたフィラメント、ＩＩ）ノズル１３によってフィラメントに成形された非晶質ＬＡＭＰＨＹ、を研磨／粉砕するための装置を示す。
【図3】Ｉ）ＬＡＭＰＨＹフィラメントの粉砕後に設置された研磨装置、ＩＩ）粒子表面、ＩＩＩ）ピラー表面、ＩＶ）ラビリンス表面２０を示す。
【図4】ＬＡＭＰＨＹとプロトン供与体との反応のためのサイクロン反応器の、Ｉ）縦断面図、ＩＩ）断面図を示す。
【図5】ＬＡＭＰＨＹとプロトン供与体との反応のためのサイクロン反応器への酸（ＣＯ２）の注入、Ｉ）注入点、ＩＩ）バブラーへの注入を示す。
【図6】Ｉ）（ｉ）ＬＡＭＰＨＹを反応させるステージと、（ｉｉ）ＣＯ２と、ＬＡＭＰＨＹと水の反応により生じる水酸化物とを反応させるステージとの２段反応装置、ＩＩ）抽出装置の断面図、ＩＩＩ）抽出装置の底面図を示す。
【図7】Ｉ）フィラメントを成形するための成形ノズルに非晶質ＬＡＭＰＨＹからＬＡＭＰＨＹを供給するための装置、ＩＩ）エンドレススクリュー用の支持グリッド、ＩＩＩ）装置内に含まれるＬＡＭＰＨＹに圧力を伝達する密封プラグを示す。
【図8】ＬＡＭＰＨＹの反応装置への水素燃料電池と熱機関の結合を示す。
【図9】Ｉ）ＬＡＭＰＨＹの反応装置の下部サイクロンへのタービンの挿入、ＩＩ）タービンとサイクロンのガスの中央回収管との間の接続の断面図、ＩＩＩ）タービンの出口羽口、ＩＶ）羽根によって形成されたブレード間の通路によって渦が形成されるようにする、羽根に組織化されたタービンの入口を示す。
【図10】ＯＲＣ回路で冷却されたＬＡＭＰＨＹの反応装置の結合を示す。
【図11】サイクロンの中央ガス回収管に結合された代替の抽出装置を示し、Ｉ）２つのサイクロン間の通過およびガス回収なし、ＩＩ）２つのサイクロン間のガスの通過あり、Ｖ）２つのサイクロン間のガスの通過なし、下部サイクロンの外側のガスの回収なし。
【発明を実施するための形態】
【0040】
１）この方法は、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、およびＬｉ（リチウム）から選択される少なくとも２種のアルカリ金属の合金を、合金が最大９８質量％の同アルカリ金属を含むように使用することから構成される。少なくとも２種のアルカリ金属から得られる合金は、周囲温度－１０～７０℃の温度範囲で液体であるという特性を有するが、問題の合金の組成に応じて－２０℃～８００℃まで温度を上昇させることができる。
【0041】
例えば、７８％のＫと２２％のＮａを含む合金は、－１２℃～７５０℃で液体のままであろう。
【0042】
例えば、このような混合物の場合、動粘度は、
μ＝－３．７５９×１０－１２×ｔ３＋６．３００８×１０－９×ｔ２－３．７２９×１０－６×ｔ＋９．９８０６×１０－４ｋｇ・ｍ－１ｓ－１
（ｔの単位は℃）
によって与えられる。
μ＝－３．７５９×１０－１２×ｔ３＋６．３００８×１０－９×ｔ２－３．７２９×１０－６×ｔ＋９．９８０６×１０－４ｋｇ・ｍ－１ｓ－１
（ｔの単位は℃）
によって与えられる。
【0043】
得られた合金は、金属の割合に応じて調整できる粘度特性を有し、水銀の粘度に近い粘度の液体からフィラメントに構造化できるペーストまで、およびニュートン液体の挙動に近い挙動を有する液体から非ニュートン挙動を有するペーストまでの範囲にわたるであろう。
【0044】
アルカリ金属の合金は、直径１ｎｍ～８００μｍ、好ましくは５０ｎｍ～５０μｍの粒子形態の金属水素化物を含む形態化元素の懸濁液を作製するために使用される。
【0045】
金属水素化物は、網羅的ではないが、以下の水素化物：ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２、ＭｇＨ２、ＢｅＨ２、ＡｌＨ３、ＩｎＨ３、ＴｌＨ３、ＧａＨ３、ＢＨ３、ＡｌＨ４
－、ＩｎＨ４
－、ＴｌＨ４
－、ＧａＨ４
－、ＢＨ４
－から選択されるであろう。
【0046】
懸濁液中の合金の割合は、３％～９７％の範囲で変えることができ、水素化物の割合は、９７～３％の範囲で変えることができる。この割合は、混合物を固体にし、混合物をフィラメントに成形して糸巻きに保管できるようにすることまで可能である。
【0047】
フィラメントの構造化を可能にするこの固体または高粘度のペースト状態は、アルカリ金属の合金の組成を変化させて粘性を持たせることで粘度を高めることによって、または低粘度合金中のナノ粒子の割合を増やすことによって、またはこれら２つの手段の任意の組み合わせによって得られる。
【0048】
ＡＬＨ４
－、ＢＨ４
－などから得られるｄＨ４
－などのアニオン性水素化物（ｄは、ＡＬ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌを表す）は、ｍｄ２Ｈ８またはｎｄＨ４の形態のＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂｅ２＋などの任意のｍ２＋カチオンまたはＮａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋などのｎ＋とともに懸濁液に添加することができる。
【0049】
一般的に、劣化ウランを含むすべてのピロリン酸金属水素化物を水素化物源として使用することができる。
【0050】
非ピロリン酸水素化物、例えばチタンの水素化物ＴｉＨ２または亜鉛の水素化物ＺｎＨ２を使用することができる。これらの水素化物は、空気および水と接触しても安定しており、非常にゆっくりと反応する。これらの水素化物を分解するには、例えば加熱することによって活性化させる必要がある。懸濁液が水と反応すると、アルカリ金属の合金の構成元素および／または懸濁液中に存在する他の水素化物によって放出される発熱エネルギーにより、これらの非ピロリン酸水素化物が活性化されて分解し、次に水と反応することが可能になる。
【0051】
いくつかの実施形態では、図示された各元素は、同じ性質の水素化物、または異なる性質の水素化物の任意の組み合わせを含んでもよい。
【0052】
他の実施形態では、形態化元素は複数の異なる形態化元素を含み、各形態化元素は同じ性質の水素化物を含む。
【0053】
いくつかの実施形態では、合金には、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌなどの金属、またはＰなどのリン、好ましくは黒リン、赤リン、もしくは白リン、またはこれらのカテゴリー内の他のリン相もしくは他の元素のうちの１つまたは任意の組み合わせによって、その質量の最大５０％が補充されてもよい。Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎなどの特定の金属を少量の形でアルカリ金属の合金に添加することができる。とりわけ、これらの金属は、ＣｕＨ、ＦｅＨ２、ＺｎＨ２などの誘導水素化物の形成を可能にする。同じことがリンにも当てはまり、合金内でＰＨ３水素化物を生成可能にし得る。
【0054】
２）合金は、それを構成する金属および他の元素を、るつぼ内または磁気浮上状態での誘導によるソレノイド内で得られる中性雰囲気（アルゴン）中で溶解することによって得ることができる。
【0055】
合金は、アルゴン下で機械的に混合することによって、例えば金属と他の元素を機械的に混合させて合金を得るラミネーションによって得ることができる。
【0056】
合金の粘度は、合金の最終質量の０．００５％～１０％の範囲でガリウムの割合を変えて添加することで調整できる。
【0057】
合金を形成するための混合を容易にするために、特に非アルカリ金属および非アルカリ土類金属の使用のために、ガリウムとのアマルガムを生成することができる。
【0058】
３）水素化物粒子は、二水素雰囲気中で５０℃～１０００℃の温度で金属を粉砕することによって得ることができる。あらゆるタイプのミル、特にビーズミル、ハンマーミル、ブレードミルを粉砕に使用できる。
【0059】
水素化物は、二水素雰囲気中で圧延または押出成形することによって得ることができる。
【0060】
水素化物粒子は、冷たい二水素雰囲気中で溶融金属のスプレーを粉砕することによって、または金属を水素プラズマ中に噴射することによって得ることもできる。
【0061】
水素化物粒子は、（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）から選択される「ｎ」と（Ｍｇ、Ｃａ、Ｂｅ）から選択される「ｄ」、または（Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）から選択される「Ｅ」を以下のように作用させることにより得ることができる。
２ｎ＋ｄ＋Ｈ２→ｄＨ２＋２ｎ
６ｎ＋２Ｅ＋３Ｈ２→２ＥＨ３＋６ｎ
８ｎ＋２Ｅ＋４Ｈ２→２ｎＥＨ４＋６ｎ
８ｎ＋２Ｅ＋４Ｈ２＋ｄ→ｄＥ２Ｈ８＋８ｎ
「ｎ」は、触媒の役割を果たす。
２ｎ＋ｄ＋Ｈ２→ｄＨ２＋２ｎ
６ｎ＋２Ｅ＋３Ｈ２→２ＥＨ３＋６ｎ
８ｎ＋２Ｅ＋４Ｈ２→２ｎＥＨ４＋６ｎ
８ｎ＋２Ｅ＋４Ｈ２＋ｄ→ｄＥ２Ｈ８＋８ｎ
「ｎ」は、触媒の役割を果たす。
【0062】
４）液体中の水素化物粒子の懸濁液は、たとえ高粘度であっても、本明細書ではＬＡＭＰＨＹと呼ぶが、質量比Ｘ％の液体合金と、質量比Ｙ％の同じまたは異なる性質の水素化物粒子を、他の元素の添加の可能性を考慮せずに、Ｘ＋Ｙが１００％に等しくなるように、単に混合することによって得ることができる。
【0063】
５）二水素は、反応を制御できる反応器内でＬＡＭＰＨＹをプロトン供与体、好ましくはＨ２Ｏと反応させることによって生成される。
【0064】
二水素生成の効率は、ＬＡＭＰＨＹの組成によって異なる。
【0065】
（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）から得られる組成タイプ「ｎ」の金属の合金は、次の反応に従って二水素を生成する。
ｎ＋Ｈ２Ｏ→ｎＯＨ＋１／２Ｈ２
ｎ＋Ｈ２Ｏ→ｎＯＨ＋１／２Ｈ２
【0066】
ｎＨタイプで「ｎ」が（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）から選択される金属水素化物は、次の反応に従って二水素を生成する。
ｎＨ＋Ｈ２Ｏ→ｎＯＨ＋Ｈ２
ｎＨ＋Ｈ２Ｏ→ｎＯＨ＋Ｈ２
【0067】
ｄＨ２タイプで、「ｄ」が（Ｍｇ、Ｃａ、Ｂｅ）から選択される金属水素化物は、次の反応に従って二水素を生成する。
ｄＨ２＋２Ｈ２Ｏ→ｄ（ＯＨ）２＋２Ｈ２
ｄＨ２＋２Ｈ２Ｏ→ｄ（ＯＨ）２＋２Ｈ２
【0068】
ＥＨ３タイプで、「Ｅ」が（ＡＬ、Ｂ、Ｇａ、Ｐ）から選択される金属水素化物は、次の反応に従って二水素を生成する。
ＥＨ３＋３Ｈ２Ｏ→Ｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ２
ＥＨ３＋３Ｈ２Ｏ→Ｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ２
【0069】
ｎＥＨ４タイプで、「Ｅ」が（ＡＬ、Ｂ、Ｇａなど）から選択され、「ｎ」が（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）から選択される金属水素化物は、次の反応に従って二水素を生成する。
ｎＥＨ４＋４Ｈ２Ｏ→Ｅ（ＯＨ）３＋４Ｈ２＋ｎＯＨ
ｎＥＨ４＋４Ｈ２Ｏ→Ｅ（ＯＨ）３＋４Ｈ２＋ｎＯＨ
【0070】
ｄＥ２Ｈ８タイプで、「Ｅ」が（ＡＬ、Ｂ、Ｇａなど）から選択され、「ｄ」が（Ｍｇ、Ｃａ、Ｂｅ）から選択される金属水素化物は、次の反応に従って二水素を生成する。
ｄＥ２Ｈ８＋８Ｈ２Ｏ→２Ｅ（ＯＨ）３＋８Ｈ２＋ｄ（ＯＨ）２
ｄＥ２Ｈ８＋８Ｈ２Ｏ→２Ｅ（ＯＨ）３＋８Ｈ２＋ｄ（ＯＨ）２
【0071】
異なる元素の電気陰性度のため、Ｋ（０．８２）＜Ｎａ（０．９３）＜Ｌｉ（０．９８）＜Ｂｅ＜Ｃａ（１）＜Ｍｇ（１．３１）＜Ｂｅ（１．５７）＜Ｔｌ（１．６２）＜Ｉｎ（１．７８）＜Ｇａ（１．８１）＜ＡＬ（１．６１）＜Ｂ（２．０４）＜Ｐ（２．１９）
【0072】
水素化物自体と、水素化物および合金組成の元素との間の再調整反応が最終的に起こり、ＬＡＭＰＨＹの水素化物負荷（Ｈ－）を変えることなく、水素化物の性質を変え得る。
例えば、以下のようなものであるが、これらに限定されない。
電気陰性度に関してはａ＞ｂであり、「ａ」および「ｂ」は、（Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、）から選択される、
「ｖ」は、Ｍｇ、Ｂ、ＡＬ、Ｇａ、Ｐから選択される、
ａｖ（Ｈ）ｊ＋ｂＨ→ｂｖ（Ｈ）ｊ＋ａＨ、
ａｖ（Ｈ）ｊ＋ｂ→ｂｖ（Ｈ）ｊ＋ａ、
ａ（Ｈ）ｊ＋ｊｂ→ｊｂ（Ｈ）＋ａ、
「ｊ」は、１～１０である。
例えば、以下のようなものであるが、これらに限定されない。
電気陰性度に関してはａ＞ｂであり、「ａ」および「ｂ」は、（Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、）から選択される、
「ｖ」は、Ｍｇ、Ｂ、ＡＬ、Ｇａ、Ｐから選択される、
ａｖ（Ｈ）ｊ＋ｂＨ→ｂｖ（Ｈ）ｊ＋ａＨ、
ａｖ（Ｈ）ｊ＋ｂ→ｂｖ（Ｈ）ｊ＋ａ、
ａ（Ｈ）ｊ＋ｊｂ→ｊｂ（Ｈ）＋ａ、
「ｊ」は、１～１０である。
【0073】
６）関与する反応は、理論的には合計であり、得られる効率は、ＬＡＭＰＨＹを構成する各元素またはイオンの水との反応の累積効率の合計を表す。
【0074】
しかしながら、次のような理由がある。
不動態化現象は、Ｘ（ＯＨ）ｊタイプの水酸化物の層で粒子を覆うことができ、ｊは１～１０であり、Ｘは上で定義したグループｎ、ｄ、Ｅ、Ｐに属することができる。
ＬＡＭＰＨＹの合金と水との反応中に生成され得る水酸化物で覆われた粒子は、不完全な反応を通して依然として効率を低下させる可能性がある。
不動態化現象は、Ｘ（ＯＨ）ｊタイプの水酸化物の層で粒子を覆うことができ、ｊは１～１０であり、Ｘは上で定義したグループｎ、ｄ、Ｅ、Ｐに属することができる。
ＬＡＭＰＨＹの合金と水との反応中に生成され得る水酸化物で覆われた粒子は、不完全な反応を通して依然として効率を低下させる可能性がある。
【0075】
反応を完了させ、期待される効率を得る１つの救済策は、反応に使用する水のｐＨを酸性にし、機械的作用を加えて、水からＬＡＭＰＨＹ元素、特に水素化物を保護する水酸化物の層（カルス）を取り除き、水との反応を防ぐことである。
【0076】
７）実施形態の一例として、異なるＬＡＭＰＨＹの化学式が試験され、その結果が表１に示されている。
【0077】
試験したＬＡＭＰＨＹの様々な組成：ＬＡＭＰＨＹ１ｇに対する要素の組成ｍｇ。表の最後の行：ＬＡＭＰＨＹの１ｇ当たりの得られた二水素の量（ｍｇ）。
【表1-1】
【表1-2】
【0078】
実験は、以下のプロトコルに従って実行される。
灯油などの鉱物油中に、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉの様々な混合物が生成される。
元素は秤量され、ドライアイス／液体窒素混合物上の－１７０℃～－７８℃に維持されたアルゴン雰囲気中で乳鉢に入れた。
灯油などの鉱物油中に、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉの様々な混合物が生成される。
元素は秤量され、ドライアイス／液体窒素混合物上の－１７０℃～－７８℃に維持されたアルゴン雰囲気中で乳鉢に入れた。
【0079】
次いで、混合物を乳棒で粉砕する。
次に、発生した煙および蒸気をポンプで排出しながらアルゴン流を利用して得られたアルゴン雰囲気下で粉砕された材料をセラミックス炉に導入し、１００℃に加熱して鉱油を除去し、次に５００℃に加熱して乳鉢（るつぼ）に含まれる金属の融合を生じさせ、液体金属の合金を得る。
合金はアルゴン雰囲気中で室温に戻される。得られた合金（室温では液体のまま）を秤量した。
灯油などの鉱物油に埋め込まれた様々な金属水素化物を、－１７０℃～－７８℃に保たれたアルゴン雰囲気中で乳鉢に入れ、その後、乳棒で粉砕する。
粉砕された材料は、５００μｍメッシュのふるいまたはフィルタを通してふるいにかけられるか濾過され、濾液またはふるいは回収され、鉱油は、真空中で蒸発する。粉砕された材料は、アルゴン雰囲気に戻され秤量される。
次に、表１に従って、様々な割合の液体金属の合金と水素化物粉砕材料がアルゴン下で混合される。
次に、発生した煙および蒸気をポンプで排出しながらアルゴン流を利用して得られたアルゴン雰囲気下で粉砕された材料をセラミックス炉に導入し、１００℃に加熱して鉱油を除去し、次に５００℃に加熱して乳鉢（るつぼ）に含まれる金属の融合を生じさせ、液体金属の合金を得る。
合金はアルゴン雰囲気中で室温に戻される。得られた合金（室温では液体のまま）を秤量した。
灯油などの鉱物油に埋め込まれた様々な金属水素化物を、－１７０℃～－７８℃に保たれたアルゴン雰囲気中で乳鉢に入れ、その後、乳棒で粉砕する。
粉砕された材料は、５００μｍメッシュのふるいまたはフィルタを通してふるいにかけられるか濾過され、濾液またはふるいは回収され、鉱油は、真空中で蒸発する。粉砕された材料は、アルゴン雰囲気に戻され秤量される。
次に、表１に従って、様々な割合の液体金属の合金と水素化物粉砕材料がアルゴン下で混合される。
【0080】
次に、混合物を弁８とピペットマン１０２を備えた目盛り付きピペット（図１－５）にピペットで移す。
【0081】
「図１－５」という表現は、図１の符号５を参照していることを意味する。この方法は、以下の説明で様々な図の参照を示すために使用される。したがって、一般的に、「図Ｘ－Ｙ」は、図Ｘの符号Ｙを指す。
バルーン（図１－１）は、天秤（図１－２）の上に置かれている。バルーン（図１－１）を支えている天秤を風袋引きして０にした後、０．２５ｇの蒸留水（図１－３）をバルーン（図１－１）に導入し、その後、試験されるＬＡＭＰＨＹ（図１－６）を含有する、弁８を備えた目盛り付きピペット（図１－５）を一方に配置することを可能にし、真空を生成し、バルーン（図１－１と図１－９）をアルゴンで満たすことを可能にする弁（図１－８）を備えたガラス管（図１－７）をもう一方に配置することを可能にするプラグ（図１－４）で栓をして、バルーン（図１－９）には、プラグ４、ピペット５、ガラス管７、弁８が装備されている。バルーン（図１－１）のガラス管７は、バルーン（図１－１）から大気を吸引し、事前に真空にされたバルーン（図１－９）内にポンプで戻す蠕動ポンプ（図１－１０）に接続されている。
バルーン（図１－１）は、天秤（図１－２）の上に置かれている。バルーン（図１－１）を支えている天秤を風袋引きして０にした後、０．２５ｇの蒸留水（図１－３）をバルーン（図１－１）に導入し、その後、試験されるＬＡＭＰＨＹ（図１－６）を含有する、弁８を備えた目盛り付きピペット（図１－５）を一方に配置することを可能にし、真空を生成し、バルーン（図１－１と図１－９）をアルゴンで満たすことを可能にする弁（図１－８）を備えたガラス管（図１－７）をもう一方に配置することを可能にするプラグ（図１－４）で栓をして、バルーン（図１－９）には、プラグ４、ピペット５、ガラス管７、弁８が装備されている。バルーン（図１－１）のガラス管７は、バルーン（図１－１）から大気を吸引し、事前に真空にされたバルーン（図１－９）内にポンプで戻す蠕動ポンプ（図１－１０）に接続されている。
【0082】
１ｇのＬＡＭＰＨＹを一滴ずつバルーン１内に導入し、各液滴は、前の液滴が水に完全に溶解した後に導入される。
【0083】
ＬＡＭＰＨＹの各液滴は、非常に速い並進運動で水面に浮かび、壁部に衝撃を与える。
【0084】
液滴が完全に溶解すると、ポンプは、バルーン１からバルーン５へ大気を排出する。
【0085】
この操作をバルーン１内に含まれる水にＬＡＭＰＨＹ６が１ｇ溶解するまで繰り返す。
【0086】
次に、バルーン１の内容物を蒸発させ、乾燥後に秤量する。重量の差は、形成されるＸ（ＯＨ）ｊの量を推定するために使用される。ＬＡＭＰＨＹの組成と第５章で示される予想される化学反応式に基づいて、生成される二水素の量が計算される。
【0087】
閉じたバルーン９は、バルーンの底部に残る重いアルゴンを、バルーン上部のアルゴンより上方に残る軽い水素からデカントするために、－１７０℃～－７８℃で２分間完全に鉛直に静止した状態に維持される。プラグは、酸素と炎の存在下で突然取り外される。特徴的な爆発により、形成された二水素が明らかになる。
【0088】
８）デモンストレーション用に実装された実験装置では、バルーンへのＬＡＭＰＨＹ６の進入の形状、気球１の壁部へのＬＡＭＰＨＹの浮遊滴の衝撃、および過剰な水は、形成された金属水酸化物Ｘ（ＯＨ）ｊの可溶化を促進し、完全な反応を可能にし、「Ｘ」は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｂ、Ｇａなどから得られ、「ｊ」は１～１０である。
【0089】
しかしながら、実際の動作用途では、ＬＡＭＰＨＹは、水が過剰でない場合の化学量論的反応においてＬＡＭＰＨＹと水との反応を阻害する、カルスとも呼ばれる水酸化物Ｘ（ＯＨ）ｊのプレートを形成することによって不動態化の問題を解消する反応器内に実装する必要がある。
【0090】
不動態化による反応の阻害は、水とＬＡＭＰＨＹの動的混合を可能にする２つの入口ノズルを備えた、水１５とＬＡＭＰＨＹ１２、１３を混合するための装置によって回避できる。第１のノズル（図２－１１）がＬＡＭＰＨＹ１２、１３のフィラメントを図２－Ａの方向に導入し、ノズル１１に対して５°～９０°の角度αで配置された第２のノズル（図２－１４）が、網羅的では無いが、０．５ｍ／ｓ～８００ｍ／ｓの高速のウォータージェット（図２－１５）を図２－Ｂの方向に導入し、ウォータージェット１５がノズル１１から出るＬＡＭＰＨＹのフィラメントを摩耗させるようにする。
【0091】
フィラメントを粉砕する水の力は、反応を阻害するほどのＸ（ＯＨ）ｊのカルスが形成されずに化学反応が起こることができるほどの力である。
【0092】
特定のモードでは、合金と水との反応によって形成される水素化物粒子を含む、水素化物粒子の表面上での金属水酸化物カルスの形成による、ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応の阻害が、ナノダイヤモンド、ジルコニア粒子、ジルコニウム粒子、炭化物粒子、千鳥状に配置されたピラーのアレイを含む表面（図３－１９）、毛細管の天井部の無いアレイを含む表面（図３－２０）、およびこれらの表面とこれらの構成要素の任意の組み合わせから選択される粒子（図３－１８）で覆われた研磨面など、水素化物粒子の表面に形成された金属水酸化物カルスを変化させることができる表面（図３－１７）上に、粉砕またはスプレー（図３－１６）の形態で反応混合物を噴射することによって回避される。
【0093】
好ましい一実施形態では、ＬＡＭＰＨＹフィラメントを分注するノズル１１は、ノズル１１の出口が毛細管の入口２１に対して多かれ少なかれ接線方向、あるいは平行な平面内にあるように、天井部の無い毛細管アレイ２０の入口２１に配置されるので、フィラメントの前進により、（押出成形されたまたは固体の）ＬＡＭＰＨＹフィラメントが入口の上方に、または天井部の無い毛細管アレイの入口内に押し込まれる。次に、ウォータージェットのノズル１４は、ジェットがＬＡＭＰＨＹを粉砕し、溶液および／または懸濁液、および粉砕後に得られた粒子を毛細管アレイ内に押し込むような角度で毛細管アレイの入口の上方に配置され、これにより、全体が天井部の無い毛細管アレイ内を移動し、したがって粉砕物の様々な構成要素が毛細管アレイを通過する間に互いに反応し、同時に放出されるガスの作用により毛細管アレイ内の生成物を加速することができる。
【0094】
この装置は、好ましくは互いに平行ないくつかの入口を備えた毛細管のアレイによって増強することができ、その反対側に、加圧水のジェットと適切な角度でＬＡＭＰＨＹフィラメントを生成するノズルが配置される。
【0095】
９）ノズル装置１１、１４、および場合によっては研磨面１７および／または毛細管アレイ２０は、サイクロン内に下向きの渦運動を作り出し、したがって渦を形成するように、水のジェットによるＬＡＭＰＨＹフィラメントの粉砕スプレーと、水とＬＡＭＰＨＹが合流して生じるガスが、サイクロンの壁部に対して接線方向に放出されるように、上部においてノズル（図４－１１、図４－１４）がサイクロンの内壁に対して接線方向に配置されるように、サイクロン（図４－２２）内に実装されてもよい。
【0096】
形成された溶液とガスは、サイクロン（図４－２３）の下部コーンに向かって渦を巻き、その後、コーン２３によって引き起こされる対流運動により上向きのガス柱が形成され、一方、より重い物体である溶液と粒子は、コーン２３内に蓄積する。
【0097】
１０）図４－２４の上部とサイクロンの中心にある中央回収管により、サイクロンの中心に上昇するガスを捕捉できる。
【0098】
いくつかの実施形態では、ガスのみが通過できるように、フィルタ（図４－２５）が回収管２４内または回収管２４の周囲に配置される。
【0099】
さらにより具体的な一実施形態では、フィルタ２５は、二水素に対してのみ透過性があり、他の実施形態では、フィルタは、水素イオンＨ＋またはＨ＋／Ｈ２の組み合わせに対してのみ透過性がある。
【0100】
１１）サイクロンのコーンの底部には、コーン内に溜まった物質用の出口機構（図４－２６）がある。出口機構は、例えば、エンドレススクリュー（図４－２７）を備え、スクリューの開始部と終端部の間で材料を圧縮するために、エンドレススクリューの開始部が大きく、終端部が小さい可変ピッチのエンドレススクリューが好ましい。その結果、材料に含まれるガスは、ねじ山を通過する際に排出されやすくなる。
【0101】
エンドレススクリューは、例えば、ミリング溝を含むミリングコーン（図４－２９）の中心に配置されたミル（図４－２８）のハブと連続する。ミルは、形成された可能性のある粒子または溶解しなかった可能性のある粒子を粉砕できるため、ＬＡＭＰＨＹと水の反応が完了する。
【0102】
１２）サイクロンの上部にあるサイクロン壁の接線方向の入口（図５－３１）を介してサイクロンに直接酸を注入する（図５－３１）か、またはノズル１４を通過する前に酸を水に溶解する（図５－３０）ことによって、反応を完了させることができる。
【0103】
特定の一実施形態では、選択される酸はＣＯ２であり、サイクロンに直接注入されるか、または炭酸二水素Ｈ２ＣＯ３または炭酸水素ＨＣＯ３
－の形態でノズル１４内を循環する水に溶解される（図５－３２）。
【0104】
いくつかの実施形態では、炭酸水素塩は、「Ｘ」がｎ＋、ｄ２＋、Ｅ３＋から得られ、「ｊ」が１～１０となるように、Ｘｊ＋（ＨＣＯ３
－）ｊの形態で注入することができる。
【0105】
これらの酸は、
Ｘ（ＯＨ）ｊ＋ｊ（Ｈ２ＣＯ３）→Ｘ（ＨＣＯ３）ｊ＋ｊＨ２Ｏ
または、
Ｘ（ＯＨ）ｊ＋ｊｎ（ＨＣＯ３ －）→Ｘｎ（ＣＯ３）ｊ＋ｊＨ２Ｏ
など、生成されたヒドロキシイオンを中和する。
Ｘ（ＯＨ）ｊ＋ｊ（Ｈ２ＣＯ３）→Ｘ（ＨＣＯ３）ｊ＋ｊＨ２Ｏ
または、
Ｘ（ＯＨ）ｊ＋ｊｎ（ＨＣＯ３ －）→Ｘｎ（ＣＯ３）ｊ＋ｊＨ２Ｏ
など、生成されたヒドロキシイオンを中和する。
【0106】
これらの反応は、ＣＯ２を重炭酸塩またはｎ＋、ｄ２＋、Ｅ３＋カチオンによって安定化された炭酸塩の形態で隔離するための補助物として使用できる。炭酸アニオンとその対イオンは、得られた塩水を蒸発させることによって、結晶の形態で乾燥して単離できる。
【0107】
１３）いくつかの実施形態では、重炭酸塩および金属イオンＸ（ＨＣＯ３）ｊ、または任意選択で金属イオン炭酸塩Ｘｎ（ＣＯ３）ｊの粒子が、粉砕水に添加され、ＬＡＭＰＨＹフィラメント上の研磨剤として作用する。
【0108】
１４）いくつかの実施形態では、研磨要素１７がサイクロンまたは毛細管アレイ２０の内壁に堆積され、その結果、渦の作用によってサイクロンの壁部をこするＬＡＭＰＨＹに含まれる粒子が、研磨要素によって研磨され、これらの粒子を覆う金属水酸化物のカルスが排除され、金属または水素化物が水の作用を受けやすくなり、二水素が生成される。
【0109】
特定の一実施形態では、研磨要素１８は、４ｎｍ～５００ｎｍのサイズを有するナノダイヤモンド粒子とすることができる。
【0110】
これらは、４ｎｍ～５００μｍのジルコニウム粒子または４ｎｍ～５００μｍの炭化ケイ素粒子、より一般的にはあらゆる種類の研磨要素とすることもできる。
【0111】
１５）特定の一実施形態では、ピラーミキサー１９をサイクロンの内壁に導入して、毛細管アレイ２０を補完または置き換えることができる。ミキサーは、好ましくは三角形、正方形、または円形の断面を有し、互いから５００μｍ～１００ｎｍの間隔をあけて千鳥状に配置されたピラーアレイからなる。
【0112】
粉砕されたＬＡＭＰＨＹ／Ｈ２Ｏ混合物が、サイクロンの内壁上に噴射されると、サイクロンの内壁上に配置されたミキサーのピラーアレイが、ＬＡＭＰＨＹ／Ｈ２Ｏ混合物の直線的な通過に対する障害物を形成し、衝撃および乱流を引き起こし、これは水酸化カルスを不安定にし、ＬＡＭＰＨＹ上の水の反応を促進する。
【0113】
１６）特定の一実施形態では、第２のサイクロン（図６－３４）は、第１のサイクロンの抽出装置２６が第２のサイクロンの上部にあるように、第１のサイクロン２２の後に配置される。
【0114】
【0115】
第１のサイクロンからの材料は、エンドレススクリュー２７とミル２８によって第２のサイクロン内に搬送され、その結果、材料は第２のサイクロン内に落ち、ミル２８の後に配置された円錐形状部（図６－３６）の上に落ち、材料は、第２のサイクロン内で円錐形状部が回転しながら遠心分散される。円錐形状部３６は、取り付けクロス３８によってミル２７のハブおよびエンドレススクリュー２８を通過する軸線３７に取り付けられる。これら３つの要素に固定されているシャフト３７は、回転すると、エンドレススクリュー２７、ミル２８のハブ、および円錐形状部３６を駆動する。
【0116】
円錐形状部３６の下方の第２サイクロンの壁部を貫通して配置されたＣＯ２の接線方向の入口（図６－３９）は、導入されたＣＯ２が、第１のサイクロンから来て、円錐形状部によって分散される、Ｈ２Ｏ、Ｘ（ＯＨ）ｊ、任意選択でＸ（ＨＣＯ３）ｊを含む物質を渦内に取り込むように、第２のサイクロン内にＣＯ２の添加を可能にする。渦は、物質を第２のサイクロンの下部コーン（図６－４０）に運び、そこで対流運動により、ガスは、上昇するガス柱内で上昇し、ガスは、エンドレススクリューの中心と第１のサイクロンのミルのハブの中心とによって形成された回収シリンダ３５によって捕捉される。
【0117】
第２のサイクロンの下部コーン内に蓄積された、水、金属水酸化物、炭酸塩、水素、および二水素などのより重い物質は、抽出装置２６Ｂｉｓによって加圧され、排出することができる。
【0118】
記載した反応以外にも、
ＣＯ２＋Ｘ（ＯＨ）ｊ→Ｘ（ＣＯ３Ｈ）ｊ
などの反応が、多かれ少なかれ起こる可能性がある。
ＣＯ２＋Ｘ（ＯＨ）ｊ→Ｘ（ＣＯ３Ｈ）ｊ
などの反応が、多かれ少なかれ起こる可能性がある。
【0119】
１７）反応しないＣＯ２、二水素、および水蒸気から本質的になる、第２のサイクロンの中央ガス柱内を上昇するガスは、エンドレススクリュー２７の上方で回収シリンダ３５に接続される捕捉構造体（図６－４１）によって捕捉される。捕捉構造体４１は、上昇するガスをサイクロンの外側に導くことを可能にする。
【0120】
１８）捕捉構造体４１は、水が供給されるバブリングタンク３２に接続される。特定の一実施形態では、バブリングタンクからの水は、ノズル１４に供給するために使用される。
【0121】
１９）ＬＡＭＰＨＹは、その組成に応じて特性が変化し、場合によっては、特に粒子含有量が質量の３０％を超える場合、非ニュートン流体のように振る舞う可能性があるが、それにもかかわらず、ＬＡＭＰＨＹフィラメントの押し出しは、細かく制御する必要がある。
【0122】
一方、ＬＡＭＰＨＹは酸素に対して反応性があるため、酸素および水から十分に隔離されるパッケージングが必要である。
【0123】
ノズル１１に供給するために、様々なモデルのポンプまたはプレスを使用できる。
【0124】
しかしながら、特定の用途では、ＬＡＭＰＨＹは、金属、鋼、アルミニウム、複合材料、またはプラスチック（例えば、ＰＶＣまたはポリウレタン、ポリカーボネートなど）、または酸素に対して良好なシールを提供し、ＬＡＭＰＨＹに対して不活性を提供する他の材料で作られた管４２内にパッケージングされることになる。
【0125】
管は、例えば、直径が１ｃｍ～２０ｃｍであり、長さが１ｃｍ～１００ｃｍである。
【0126】
管の一端は円錐形で、その頂部に弁４３があり、弁がねじ込まれると、押し戻されて弁は開き、弁がねじ抜きされると、弁は再び閉じる。
【0127】
管の他端は、可動ピストン４４によって閉じられ、その管の内面は、管の円錐形端部を補完する円錐形となる。
【0128】
ＬＡＭＰＨＹは、弁とピストンの間の管内に貯蔵される。
【0129】
ピストン４４にはシール用のジョイント４５を設けることができ、あるいはまた、管の内面をピストンが通過するときに変形可能な材料で作製して完全なシールを保証することもできる。
【0130】
いくつかの実施形態では、ピストンは、シールを保証するためにその変形に対して十分に柔軟な材料で作られている。
【0131】
いくつかの実施形態では、ピストンは、システムの完全なシールを保証するために、疎水性および疎油性の両方であるフルオロカーボン液体で満たされたハウジング（図７－４６）を有する。このコンパートメントは、後部（図７－４７）で、鉱物潤滑油を含む別のコンパートメントと、上流側で灯油などの鉱物保存油を充填したタンク（図７－４８）とで二重にすることができる。
【0132】
２９）弁４３は、エンドレススクリュープッシャー４９の導管および管４２に接続され、管の端部を隔離するジョイント５１およびプラグ５２によって端部が閉塞された容器５０内に含まれ、その結果、管５３およびプラグ５２を通してガスで圧力を加えると、可動ピストン４４が変位して管内のＬＡＭＰＨＹに圧力を反映し、その結果、他端のエンドレススクリュー４９は、ＬＡＭＰＨＹに常に接触する。
【0133】
エンドレススクリューは、エンドレススクリュー４９が動作していなくても、圧力のみの作用による流れを防止するために、好ましくは４５°より大きいねじ山を有する。エンドレススクリューの移動のみが、エンドレススクリューの端部に位置するグリッド５４を通ってノズル１１内でＬＡＭＰＨＹを前方に移動させることができる。ねじの動きは、ステッピングモータ５５またはブラシレスモータによって確実に行われることが好ましい。ピストンを加圧するために使用されるガスは、アルゴンまたはＣＯ２であることが好ましい。
【0134】
３０）好ましい一実施形態では、生成された二水素（図８－５６）は、水素燃料または燃料電池（図８－５７）に供給され、水素燃料電池によって生成された水（図８－５８）は、バブリングタンク（図８－３２）に供給される。
【0135】
３１）特定の実施形態では、使用されるＣＯ２は、排気ガスまたは煙突が反応器の第２のサイクロンに接線方向に導入され、ＣＯ２の生成源として使用されるように、燃焼エンジン（図８－５９）、ボイラー、またはバーナーによって生成される。
【0136】
この構成では、生成されたＣＯ２は炭酸水素塩、または炭酸塩と陽イオンの形で貯蔵される。
【0137】
３２）特定の一実施形態では、ＣＯ２は、ターボチャージャのタービンを通過した後、反応器の第２のサイクロンに注入される。
【0138】
３４）特定の一実施形態では、内燃機関のターボチャージャのタービン（図９－６０）は、軸線（図９－３７）がサイクロンの中心に導入され、軸線がタービンの軸線に固定され、抽出器２６の軸線が場合によっては上昇するガス回収部の軸線と一致するように、反応器の第２のサイクロン３４に統合される。保護および拡散コーン３６は、タービン６０と抽出器２６との間の軸線（図９－３７）上に挿入される。タービンには、タービンのスカート（図９－６０）に接線方向の管を介して供給することができるが、好ましくは、その輪郭が渦の向きを方向付ける羽根またはフィン６２のシステムを形成する複数の管６１を介して、抽出器２６を介して第２のサイクロンに流入する材料および場合によってはガスと共に供給することができる。タービン出口では、羽口６３のシステムがタービンのガスの出口を、羽根システム６２によって引き起こされる渦の方向と同じ方向に回転させるように導く。タービンは、ホース６１を通ってタービンに入るガスによって駆動される、一方向に向けられた２つのレベルの羽根、外側羽根６４を備えたホイールまたはローターを有する。ホイールの中心で、第２の組の羽根６５は、おそらく第１の組の羽根６４に対して逆向きであるが、サイクロンの中心で上昇する中心流と相互作用し、ホイールを外側羽根６４と同じ方向に回転させる。第２の組の羽根は、連続した管で覆われ、回収部３５に取り付けることができる。シャフト３７は、反応器の外側に延在して、電気タービンまたはポンプに結合することができる。
【0139】
３５）特定の一実施形態では、軸線３７は、第１のサイクロン２４の中央回収部内に延在する。第１のサイクロンの中央回収部では、シャフトは、一連の羽根を備えており、第１のサイクロンの中央管内を上昇するガスによってシャフトが駆動可能となる。
【0140】
３７）特定の実施形態では、相互接続されたパイプシステムを備える熱交換器（図１０－６６）が各サイクロンの壁に導入され、サイクロンを冷却させ、網羅的ではないが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋａ、沸点が１００℃を超えるパーフルオロカーボンベースの流体、蒸留水、またはその他の既存の熱伝達流体から選択された液体アルカリ金属の合金から選択される熱伝達流体が、熱交換器内を循環するようにする。
【0141】
いくつかの実施形態では、熱伝達流体は、水素化形態のＬＯＣＨであり、反応器壁に捕捉された熱エネルギーがＬＯＣＨの脱水素反応を活性化し、それによって二水素が放出される。
【0142】
３８）反応器の冷却回路は、図１０－６７の熱交換器を介して、凝縮／沸点が２０～１５０℃の少なくとも１つの好ましくはパーフルオロ化熱伝達流体、場合によっては発電機６９に結合された少なくとも1つのタービン（図１０－６８）、少なくとも1つの膨張容器（図１０－７０）、および例えばラジエータの形態の少なくとも1つの空気／水または空気／空気交換器（図１０－７１）を含むＯＲＣ（有機ランキンサイクル）回路に結合される。
【0143】
３９）金属水素化物と水の反応は、非常に発熱性であり、エンタルピーは、－１８０ｋＪ／ｍｏｌ以下、二水素と酸素の反応によってもたらされるエネルギーと同じ桁かそれより大きいことに注意すべきである。反応器を冷却するための熱サイクルにより、このエネルギーをＯＲＣで回収することにより、大幅な追加エネルギーを提供することができる。
【0144】
４０）いくつかの実施形態では、反応器の中心軸線３７は、この軸線を回転させることができる電気モータに結合される。
【0145】
４１）特定の一実施形態では、ＬＡＭＰＨＹは、耐久性があり保存可能な方法で、フィラメントまたは糸の形態で安定した成形を可能にする一貫性を有する。例えば、直径が５００μｍ～５ｍｍの糸が巻かれた糸巻きの形である。
【0146】
いくつかの実施形態では、糸は、金属水酸化物、あるいはアルミナを用いて２０ｎｍの深さまで不動態化される。
【0147】
特定の一実施形態では、糸は、灯油または別の鉱物油または有機油で満たされた容器に入れられる。この実施形態では、容器は、フィラメントをこすらずに巻き戻すことを可能にし、糸巻きは、２つのボールベアリング、ボールローリング、または２つの磁気浮上ベアリング上のその軸線に取り付けられる。
【0148】
特定の一実施形態では、フィラメントを保存するための有機液体は、水素化された形態の水素含有有機液体またはＬＯＣＨであり、液体は、フィラメントと同時にサイクロン反応器内に放出され、ＬＡＭＰＨＹと水との反応により、水素化ＬＯＣＨ分子の脱水素化に必要なエネルギーが提供され、したがって二水素効率が向上するようになる。
【0149】
いくつかの実施形態では、ＬＡＭＰＨＹと水との間の反応の発熱エネルギーがＬＯＣＨ分子からの水素の放出を可能にするように、ＬＡＭＰＨＹと同時にＬＯＣＨのスプレーがサイクロン反応器に注入される。
【0150】
この実施形態では、糸は、リップジョイント、または糸が出るときに容器内に灯油を維持できる任意の他のジョイントを備えたオリフィスを通って容器から出る。
【0151】
いくつかの実施形態では、アルゴンまたはＣＯ２、灯油またはＬＯＣＨで満たされた可動ピストンカプセルは、糸が容器から出る結果として容器内で失われた体積を補う。カプセルは、例えばピストンアキュムレータの形をとり、そのチャンバの１つは周囲圧力平衡のままとすることができる。
【0152】
４２）特定の一実施形態では、フィラメントの入口は、リップジョイントによって閉じられ、フィラメントの出口は、フィラメントが通過する別のリップジョイントによって閉じられている状態で、フィラメントを挟む１つまたは複数のローラーが灯油またはＬＡＭＰＨＹに対して不活性な別の鉱物油で満たされたロッジ内に含まれるように、すでに成形されスプール上に保管されているフィラメントが、回転ローラーシステムによってノズル１１内に導入される。第１のロッジに隣接し、フルオロカーボンが充填され、フィラメントが通過するリップジョイントによって閉じられている第２のロッジは、ノズル１１の直前に配置することができる。
【0153】
４３）特定の一実施形態では、サイクロンの出口コーン内に配置された材料出口機構２６は、渦の回転方向に傾斜した一組の羽根７３によって囲まれた中央シリンダまたはコーン（図１１－７２）を備える装置によって置き換えられ、前記羽根の上を通過する渦のガスが対流運動を妨げられずに中央上昇ガス柱を形成するようにする。
【0154】
４４）特定の実施形態では、上部サイクロンのシリンダまたはコーン７２は、下部サイクロンのガス柱から上昇するガスが上部サイクロン内で上昇して上部サイクロンから上昇するガス柱と合流するように、内部サイクロンの回収部と融合された管７４に置き換えられ、集結したまたは融合した柱が上部サイクロンの回収部（図１１－２４）によって捕捉されるようにする。
【0155】
「集結した」は、流線の並置を指し、「混合」は、ガスの混合を指す。
【0156】
４５）他の実施形態では、回収管７５は、例えば逆円錐形状部７６によってその上端が閉じられ、例えば円錐形のキャップ７７によって蓋がされる。管７５の周りに配置された羽根７８は、中空７９であり、その一端は管７５の内腔に、その他端は環状タンク（図１１－８０）に開いており、サイクロンから上昇するガスが、管７５によって捕捉され、羽根を通って環状タンク（図１１－８０）とサイクロンの外側に導かれる。
【0157】
４６）特定の一実施形態では、ＬＡＭＰＨＹは、圧力の作用によって開く弁を有するタンク内に貯蔵される。タンクは、その外面にシールシステム（図７－４５、図１２－４５）を有する円錐形のピストン（図１２－４４）を備えることができる。ピストン図１２－４４には、中央の穴（図１２－８１）が貫通している。穴には、例えば外側ジョイント４５と同じ性質のジョイントシステム（図１２－８２）があり、例えば、ジョイント８２は、容器の一端にある張力機構（図１２－８４）を弁の開閉機構（図１２－８５）に接続することにより、ピストン（図１２－４４）を通過する軸線（図１２－８３）とのシールを確実にする。張力機構は、シリンダ（図１２－８７）に固定されたバー（図１２－８６）を備え、シリンダは、軸線８３が通過する穴が開けられたワッシャー８８によって閉じられている。軸線８３の移動は、シリンダ８７内に配置されたシャフト８３に固定されたピストン８９によって制限され、シャフト８３／ピストン８９アセンブリの並進運動は、ばね（図１２－９０）によって拘束される。弁８５自体は、円形部分とスプライン部分とを含むピストン（図１２－９１）を備え、ピストン９１は、軸線８３の頂上に配置され、ピストンにはシールジョイント９２が装備されている。ピストン９１は、シリンダ９３内に収容されている。弁の補完物（図１２－９４）は、例えば、弁を受け入れるための装置であり、装置は、シリンダ９３を内部に取り付ける（例えば、ねじ込む、または埋め込む）ことができる受け入れシリンダ９５と、ジョイント９７を備え、シリンダとピストン９６－９７との間の漏れを防ぐ完全に調整された部分９８と、ピストン９６－９７とシリンダ９９との間でＬＡＭＰＨＹの通過を可能にする規則的なチャネルを含む部分９９の２つの部分を含むシリンダ内で摺動するピストン９６とを備える。ピストン９６は、ピストン９６を押し戻すことができるばね１０１を含むシリンダ１００内に挿入される。
【0158】
弁自体８５は、その受け部９４に位置決めされると、ピストン９１は、ばね９０の作用を受けて、弁を閉じた状態に保つ。同様に、ピストン９６は、ばね１０１の作用を受けて、弁の他の部分を閉じた状態に保つ。ピストン４４に圧力がかかると、ピストン４４の動きによってその圧力が容器内に含まれるＬＡＭＰＨＹに伝達される。次に、ＬＡＭＰＨＹは、ピストン９１を押し、ばね９０を圧縮する。次に、ピストン９１がピストン９６を押し、ピストン９６をシリンダ１００内に後退させ、ばね１００１を圧縮する。その後、ＬＡＭＰＨＹは、シリンダ９９とピストン９１の一部のカニューレを通って流れることができる。ピストン４４のレベルでの圧力が停止すると、ばね９０および１０１が緩み、生成物を外に出すことなくピストン９１および９６を閉位置に戻す。この装置により、ＬＡＭＰＨＹが逃げる可能性無く容器を配置することができる。
【符号の説明】
【0159】
１ バルーン
２ 天秤
３ 蒸留水
４ ２つの穴付きプラグ
５ 目盛り付きピペット
６ ＬＡＭＰＨＹ
７ ガラス管
８ 弁
９ バルーン
１０ ポンプ
１１ ＬＡＭＰＨＹ用ノズル
１２ ＬＡＭＰＨＹから予備成形されたＬＡＭＰＨＹフィラメント
１３ 非晶質または液体のＬＡＭＰＨＹから成形されたＬＡＭＰＨＹフィラメント
１４ 水用ノズル
１５ 高速ウォータージェット
１６ ＬＡＭＰＨＹ反応混合物と水の粉砕またはスプレーによる衝撃
１７ 金属水酸化物のカルスを変えることができる表面
１８ 研磨剤
１９ 天井部の無い毛細管アレイ
２０ 好ましくは有孔逆円錐を形成する、中空アノード
２１ 天井部の無い毛細管アレイへの入口
２２ サイクロン、ＬＡＭＰＨＹと水の反応用のサイクロン反応器
２３ サイクロンの下部コーン
２４ サイクロンの中央回収管
２５ 粒子および／またはＨ２および／またはＨ＋の識別フィルタ
２６ サイクロンの底部出口機構
２７ エンドレススクリュー
２８ 例えば溝を備えた、ミルの中央ハブ
２９ 例えば溝を備えた、ミルのミリングコーン
３０ ノズル１４へのＣＯ２の注入
３１ サイクロンのノズルを通してＣＯ２を注入
３２ ＣＯ２供給バブラー
３３ 蓄圧器
３４ 水酸化物を受け入れるサイクロン
３５ 水酸化物用のサイクロンを受け入れる回収シリンダ
３６ 回転円錐形状部
３７ 反応器の中心軸線
３８ 軸線取り付けクロス
３９ ＣＯ２の接線方向流入
４０ 水酸化物の第２の受け取りサイクロンの下部コーン
４１ サイクロンの外側に上昇するガスを導く捕捉構造体
４２ ＬＡＭＰＨＹの調整管
４３ ＬＡＭＰＨＹ用弁
４４ ＬＡＭＰＨＹ容器の可動ピストン
４５ シーリングジョイント
４６ フルオロカーボン液体を充填したハウジング
４７ 鉱物性潤滑油を充填したハウジング
４８ 鉱物保存油を充填したハウジング
４９ エンドレススクリュープッシャー４９
５０ 容器管４２
５１ ジョイント５１およびプラグ５２
５２ 容器プラグ５０
５３ プラグを介したガスによる圧力印加管
５４ エンドレススクリューの端部にあるグリッド
５５ エンドレススクリューの動きを保証するステッピングモータ
５６ 生成された水素
５７ 水素燃料電池
５８ 水素燃料電池で生成された水（図８－５８）
５９ 内燃機関
６０ 内燃機関のターボチャージャ用タービンのスカート
６１ タービン（６０）にガスを供給するための異形管
６２ 羽根またはフィンのシステムを形成する管プロファイル６０
６３ タービンのガスの出口を導く羽口６３
６４ ２レベルの羽根を備えたホイールまたはローターの外側羽根
６５ ２レベルの羽根を備えたホイールまたはローターの内側羽根
６６ サイクロンの壁に導入されたパイプシステムを備えた熱交換器
６７ 反応器の冷却回路に結合されたＯＲＣ回路を備えた熱交換器
６８ 発電機に接続されたタービン
６９ 発電機
７０ 拡張容器
７１ 空気／水または空気／空気熱交換器
７２ 中央シリンダまたは一組の羽根で囲まれたコーン
７３ 渦の回転方向に傾斜した一組の羽根
７４ 内側サイクロンの回収部と融合されている管７２
７５ 上端が閉じられている回収管
７６ 回収管７５を閉じる逆円錐形
７７ 回収管７５の円錐形キャップ
７８ 配置された中空羽根
７９ 開いた羽根の導管
８０ 出口導管を備えた環状タンク
８１ ピストン４４の中心穴
８２ 軸線とのシールを確保する穴の接合部
８３ ピストン４４を貫通する軸線
８４ 軸線４４の張力機構
８５ 弁の適した開閉機構
８６ テンションバー
８７ ワッシャー８８で閉じられたバー８６に固定されたシリンダ
８８ シリンダを閉じ、穴が開けられたワッシャー
８９ シリンダ８７内で軸線８３に固定されたピストン
９０ シリンダ８７の応力ばね
９１ 円形部分とスプライン部分から構成される、弁８５のピストン
９２ シールジョイント９１
９３ ピストン９１に含まれるシリンダ
９４ 弁８５の補完物：８５を受け入れるように設計された装置
９５ 受け入れシリンダ
９６ シリンダ９８－９９内でスライドするピストン９６
９７ シールジョイント９７
９８ シリンダ９８－９９の調整部分
９９ シリンダ９８－９９内の規則的なチャネルを構成する部分９９
１００ ピストン９６を押し戻すことができるピストン９６、１０１の挿入シリンダ
１０１ ピストン９６を押し戻すばね
１０２ 手動ピペットマン
１０３ 回収部のレベルで軸線に配置されているプロペラ
２ 天秤
３ 蒸留水
４ ２つの穴付きプラグ
５ 目盛り付きピペット
６ ＬＡＭＰＨＹ
７ ガラス管
８ 弁
９ バルーン
１０ ポンプ
１１ ＬＡＭＰＨＹ用ノズル
１２ ＬＡＭＰＨＹから予備成形されたＬＡＭＰＨＹフィラメント
１３ 非晶質または液体のＬＡＭＰＨＹから成形されたＬＡＭＰＨＹフィラメント
１４ 水用ノズル
１５ 高速ウォータージェット
１６ ＬＡＭＰＨＹ反応混合物と水の粉砕またはスプレーによる衝撃
１７ 金属水酸化物のカルスを変えることができる表面
１８ 研磨剤
１９ 天井部の無い毛細管アレイ
２０ 好ましくは有孔逆円錐を形成する、中空アノード
２１ 天井部の無い毛細管アレイへの入口
２２ サイクロン、ＬＡＭＰＨＹと水の反応用のサイクロン反応器
２３ サイクロンの下部コーン
２４ サイクロンの中央回収管
２５ 粒子および／またはＨ２および／またはＨ＋の識別フィルタ
２６ サイクロンの底部出口機構
２７ エンドレススクリュー
２８ 例えば溝を備えた、ミルの中央ハブ
２９ 例えば溝を備えた、ミルのミリングコーン
３０ ノズル１４へのＣＯ２の注入
３１ サイクロンのノズルを通してＣＯ２を注入
３２ ＣＯ２供給バブラー
３３ 蓄圧器
３４ 水酸化物を受け入れるサイクロン
３５ 水酸化物用のサイクロンを受け入れる回収シリンダ
３６ 回転円錐形状部
３７ 反応器の中心軸線
３８ 軸線取り付けクロス
３９ ＣＯ２の接線方向流入
４０ 水酸化物の第２の受け取りサイクロンの下部コーン
４１ サイクロンの外側に上昇するガスを導く捕捉構造体
４２ ＬＡＭＰＨＹの調整管
４３ ＬＡＭＰＨＹ用弁
４４ ＬＡＭＰＨＹ容器の可動ピストン
４５ シーリングジョイント
４６ フルオロカーボン液体を充填したハウジング
４７ 鉱物性潤滑油を充填したハウジング
４８ 鉱物保存油を充填したハウジング
４９ エンドレススクリュープッシャー４９
５０ 容器管４２
５１ ジョイント５１およびプラグ５２
５２ 容器プラグ５０
５３ プラグを介したガスによる圧力印加管
５４ エンドレススクリューの端部にあるグリッド
５５ エンドレススクリューの動きを保証するステッピングモータ
５６ 生成された水素
５７ 水素燃料電池
５８ 水素燃料電池で生成された水（図８－５８）
５９ 内燃機関
６０ 内燃機関のターボチャージャ用タービンのスカート
６１ タービン（６０）にガスを供給するための異形管
６２ 羽根またはフィンのシステムを形成する管プロファイル６０
６３ タービンのガスの出口を導く羽口６３
６４ ２レベルの羽根を備えたホイールまたはローターの外側羽根
６５ ２レベルの羽根を備えたホイールまたはローターの内側羽根
６６ サイクロンの壁に導入されたパイプシステムを備えた熱交換器
６７ 反応器の冷却回路に結合されたＯＲＣ回路を備えた熱交換器
６８ 発電機に接続されたタービン
６９ 発電機
７０ 拡張容器
７１ 空気／水または空気／空気熱交換器
７２ 中央シリンダまたは一組の羽根で囲まれたコーン
７３ 渦の回転方向に傾斜した一組の羽根
７４ 内側サイクロンの回収部と融合されている管７２
７５ 上端が閉じられている回収管
７６ 回収管７５を閉じる逆円錐形
７７ 回収管７５の円錐形キャップ
７８ 配置された中空羽根
７９ 開いた羽根の導管
８０ 出口導管を備えた環状タンク
８１ ピストン４４の中心穴
８２ 軸線とのシールを確保する穴の接合部
８３ ピストン４４を貫通する軸線
８４ 軸線４４の張力機構
８５ 弁の適した開閉機構
８６ テンションバー
８７ ワッシャー８８で閉じられたバー８６に固定されたシリンダ
８８ シリンダを閉じ、穴が開けられたワッシャー
８９ シリンダ８７内で軸線８３に固定されたピストン
９０ シリンダ８７の応力ばね
９１ 円形部分とスプライン部分から構成される、弁８５のピストン
９２ シールジョイント９１
９３ ピストン９１に含まれるシリンダ
９４ 弁８５の補完物：８５を受け入れるように設計された装置
９５ 受け入れシリンダ
９６ シリンダ９８－９９内でスライドするピストン９６
９７ シールジョイント９７
９８ シリンダ９８－９９の調整部分
９９ シリンダ９８－９９内の規則的なチャネルを構成する部分９９
１００ ピストン９６を押し戻すことができるピストン９６、１０１の挿入シリンダ
１０１ ピストン９６を押し戻すばね
１０２ 手動ピペットマン
１０３ 回収部のレベルで軸線に配置されているプロペラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】