(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイドリノ反応から開放されるエネルギの電気への直接的な変換を行うための固体燃料反応混合物の提供。【解決手段】水酸化物及びハロゲン化物を含む固体燃料反応混合物であって、ａ）水酸化物は、２Ｍ（ＯＨ）２であり、ハロゲン化物は、２Ｍ’Ｘ２であるか、又は、ｂ）水酸化物は、４Ｍ（ＯＨ）であり、ハロゲン化物は、４Ｍ’Ｘであり、ここで、Ｍ及びＭ’は、ホウ素族（第１３族）から１つの元素、炭素族（第１４族）から１つの元素、窒素族（第１５族）から１つの元素、酸素族（第１６族）から１つの元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属の何れかの１つであり、Ｘは、ハロゲンであることを特徴とする、固体燃料反応混合物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化物及びハロゲン化物を含む固体燃料反応混合物であって、
ａ）水酸化物は、２Ｍ（ＯＨ）２であり、ハロゲン化物は、２Ｍ’Ｘ２であるか、又は
ｂ）水酸化物は、４Ｍ（ＯＨ）であり、ハロゲン化物は、４Ｍ’Ｘであり、
ここで、Ｍ及びＭ’は、ホウ素族（第１３族）から１つの元素、炭素族（第１４族）から１つの元素、窒素族（第１５族）から１つの元素、酸素族（第１６族）から１つの元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属の何れかの１つであり、
Ｘは、ハロゲンであることを特徴とする、固体燃料反応混合物。
【請求項２】
Ｍ及びＭ’は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ  の何れかの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の固体燃料反応混合物。
【請求項３】
Ｘは、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ又はＩであることを特徴とする、請求項１に記載の固体燃料反応混合物。
【請求項４】
水酸化物は、２Ｍ（ＯＨ）２であり、Ｍが遷移金属又は内部遷移金属であることを特徴とする、請求項１に記載の固体燃料反応混合物。
【請求項５】
水酸化物は、Ｃｕ（ＯＨ）２又はＣｏ（ＯＨ）２であることを特徴とする、請求項４に記載の固体燃料反応混合物。
【請求項６】
Ｘは、Ｂｒであることを特徴とする、請求項４に記載の固体燃料反応混合物。
【請求項７】
固体燃料反応混合物が発生期のＨ２Ｏを生成することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の固体燃料反応混合物。
【請求項８】
固体燃料反応混合物が発生期のＨを生成することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の固体燃料反応混合物。
【請求項９】
固体燃料反応混合物が、入力エネルギーに比べて過剰の出力エネルギーを放出することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の固体燃料反応混合物。
【請求項１０】
固体燃料反応混合物の反応の後、
ａ）０から２０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフトをプラスした０．２３から０．２５ｃｍ−１の整数倍におけるラマンピークを持つ水素生成物、
ｂ）０から２０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフトをプラスした０．２３から０．２５ｃｍ−１の整数倍における赤外ピークを持つ水素生成物、
ｃ）０から１０ｅＶの範囲の内にある、マトリクス・シフトをプラスした、４７５から５２５ｅＶ又は２５７±２５ｅＶ、５０９±２５ｅＶ、５０６±２５ｅＶ、３０５±２５ｅＶ、４９０±２５ｅＶ、４００±２５ｅＶ、又は４６８±２５ｅＶの範囲の内のエネルギーにおけるＸ線光電子分光法のピークを持つ水素生成物、
ｄ）高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲマトリクス・シフトを引き起こす水素生成物、
ｅ）ＴＭＳに対して−５ｐｐｍを超える、高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲ又は液体ＮＭＲシフトを持つ水素生成物、
ｆ）０から５０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフトをプラスした０．２３から０．３ｃｍ−１の整数倍で、間隔を持つ２００から３００ｎｍの範囲の内にある、少なくとも２つの電子ビーム発光スペクトルのピークを備える水素生成物、
ｇ）０から５０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフトをプラスした０．２３から０．３ｃｍ−１の整数倍で、間隔を持つ２００から３００ｎｍの範囲の内にある、少なくとも２つのＵＶ蛍光放射スペクトルのピークを備える水素生成物、及び、
ｈ）正イオンＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトルによって決定され得る、構造の一部として、二水素を備えるマトリクス化合物のマルチマー群を含む水素生成物が、形成されること、
という上記特徴の少なくとも１つが観測されることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の固体燃料反応混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願への相互参照
本願は、２０１２年５月２１日に出願の米国仮出願番号第６１／６４９，６０６号、２０１２年７月１３日に出願の米国仮出願番号第６１／６７１，３４８号、２０１２年８月２７日に出願の米国仮出願番号第６１／６９３，４６２号、２０１２年１０月２日に出願の米国仮出願番号第６１／７０８，８６９号、２０１２年１０月２６日に出願の米国仮出願番号第６１／７１８，９５９号、２０１３年３月１４日に出願の米国仮出願番号第６１／７８３，６９８号、及び、２０１３年５月１０日に出願の米国仮出願番号第６１／８２１，５９４号の優先権の利益を主張し、それら全てはここにおいて参照され組み込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
開示された実施例の概要
本開示は、電圧及び電気及び熱エネルギーの少なくとも１つを発生する電気化学的パワー・システムに関する。ここで、電気化学的パワー・システムは、容器を含み、その容器は、少なくとも１つのカソード、少なくとも１つのアノード、少なくとも１つのバイポーラ・プレート、及び、分離した電子流れ及びイオン質量輸送を持つセル・オペレーションの間のハイドリノ反応物を構成する反応物を含む。その反応物は、ａ）少なくともＨ２Ｏの１つの源、ｂ）酸素の源、ｃ）ｎＨ、Ｏ、Ｏ２、ＯＨ、ＯＨ−、及び、発生期のＨ２Ｏ（ここで、ｎは整数）から選択されるグループの少なくとも１つを含む触媒又は触媒の源の少なくとも１つ、及び、ｄ）原子水素又は原子水素の源の少なくとも１つ、原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源の少なくとも１つを形成する１又はそれ以上の反応物、及び原子水素の触媒作用を開始させる１又はそれ以上の反応物、から選択される少なくとも２つの構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含む。実施例において、カソード、アノード、反応物、及び、バイポーラ・プレートの組合せは、各カソード及び対応するアノードの間の電圧又は化学ポテンシャルを維持するように、繁殖するハイドリノを形成する原子水素の触媒反応を許す。そして、システムは更に電解システムを含む。実施例において、電気化学的パワー・システムは、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つがカソードに供給され、Ｈ２がアノードに供給されるところ、水素透過性のアノード、ガス拡散電極、及び、多孔性電極の少なくとも１つを含む。電気化学的パワー・システムは、水素透過性のアノードを含む少なくとも１つの表面を持つ閉じられた水素リザーバ及び水素化されたアノードの少なくとも１つを含むかもしれない。電気化学的パワー・システムは、直列又は並列の様式の少なくとも１つにおいて電気的に接続されるセルのスタック（ａ  ｓｔａｃｋ  ｏｆ  ｃｅｌｌｓ）のユニットを含む対カソード（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｃａｔｈｏｄｅｓ）を持つ背中合わせの水素透過性のアノードを含むかもしれない。実施例において、電気化学的パワー・システムは、電極に接続されるガス・チャネル（ｇａｓ  ｃｈａｎｎｅｌｓ）、ガス・ライン、及びマニホールドを各々含むガス供給システムの少なくとも１つを更に含む。実施例において、電気化学的パワー・システム・カソードは、その周辺に相対してセルの中央に向かってＨ２Ｏ及びＯ２の少なくとも１つを輸送する多孔性の層、多孔性の電極、及び周りのミシン目を持つ放射状のガス・チャネル（ｇａｓ  ｃｈａｎｎｅｌｓ）及びキャピラリー・システム（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）の少なくとも１つを含む。水素透過性のアノードは、Ｃｏテープ・キャスト（Ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）、Ｎｉテープ・キャスト（Ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）、Ｍｏテープ・キャスト（Ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）、Ｍｏ、Ｍｏ合金、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＴＺＭ、Ｈ２４２、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ合金、ＮｉＣｏ、及び他の遷移金属及び内部遷移金属及び合金、及びＣｕＣｏの少なくとも１つを含むかもしれない。透過性のアノードへ供給される水素圧力は、約１Ｔｏｒｒから５００ａｔｍ、１０Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、及び１００Ｔｏｒｒから５ａｔｍの少なくとも１つの範囲内で維持され���かもしれず、水素透過速度は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、及び１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の少なくとも１つの範囲内であるかもしれない。実施例において、水素透過性のアノードは、ハイドリノを形成する原子水素の触媒反応を促進することにおいて効果的である材料でコートされた高い透過性の膜を含む。水素透過性のアノードのコーティング材料は、Ｍｏ、Ｍｏ合金、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＣｏ、ＭｏＢ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ、ＭｏＣｕＢ、ＭｏＮｉＢ、ＭｏＳｉＢ、Ｃｏ、ＣｏＣｕ、ＣｏＮｉ、及びＮｉの少なくとも１つのを含むかもしれず、Ｈ透過性の材料は、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）、Ｐｄ（Ｈ２）、ＰｄＡｇ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、Ｔａ（Ｈ２）、ステンレス鋼（ＳＳ）、及び４３０ＳＳ（Ｈ２）の少なくとも１つのを含むかもしれない。実施例において、電気化学的パワーシステムの電解システムは、断続的に、原子水素又は原子水素の源を供給するためにＨ２Ｏを電解し、そして、サイクルの正味のエネルギー・バランスにおいてゲイン（ｇａｉｎ）があるようにセルを放電する。実施例において、電気化学的パワー・システムの反応物は、少なくとも１つの融解した水酸化物、少なくとも１つの共晶塩混合物、融解した水酸化物及び少なくとも１つの他の化合物の少なくとも１つの混合物、融解した水酸化物及び塩の少なくとも１つの混合物、融解した水酸化物及びハロゲン化物塩の少なくとも１つの混合物、本開示の固体燃料を含む電解質添加剤、アルカリ性水酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）及びアルカリハライド（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈａｌｉｄｅ）の少なくとも１つの混合物、アルカリ土類・遷移金属又はＢｉ水酸化物添加剤の少なくとも１つ、Ｎｉ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２及びＢｉ（ＯＨ）３の少なくとも１つを含む添加剤、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＩ、ＮａＯＨ−ＮａＸ、及びＫＯＨ−ＫＸ（Ｘはハロゲン）から選択される少なくとも１つの電解質、少なくとも１つのマトリクス、及び少なくとも１つの添加剤、を含む。その添加剤は、陽極［アノード］腐食生成物の少なくとも１つの共通イオンの源である化合物を含み、ここで対応する共通イオン効果は、アノードが腐食することを少なくとも部分的に防ぐ。共通イオンの源は、ＣｏＯ、ＮｉＯ、及びＭｏＯ２の少なくとも１つの形成を防止するかもしれない。実施例において、その添加剤は、アニオン及びアノードの金属カチオン、水酸化物、ハライド、酸化物、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、炭酸塩、クロム酸、過塩素酸塩、及び過ヨウ素酸塩を含む化合物、及び、マトリクス及び酸化物、コバルト・マグネシ��ム・オキサイド（ｃｏｂａｌｔ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、ニッケル・マグネシウム・オキサイド（ｎｉｃｋｅｌ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、銅マグネシウム・オキサイド（ｃｏｐｐｅｒ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、ＣｕＯ、ＣｒＯ４、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ若しくはＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、及びａＣｒＯ３を含む化合物、の少なくとも１つを含む。実施例において、電解質は、水溶性であり、アルカリ及び電解質のｐＨ及びセル電圧の少なくとも１は、アノードの達成された安定性に合わせて制御される。断続的な電気分解及び放電の間のセルあたりのセル電圧は、アノードが実質的に酸化されないようなポテンシャルより高く維持されるかもしれない。
【０００３】
本開示は、更に、熱エネルギーを発生するパワー・システムに関し、そのパワー・システムは、大気圧、大気圧より上、及び大気圧より下の少なくとも１つの圧力が可能な少なくとも１つの容器と；少なくとも１つのヒータ、ａ）発生期のＨ２Ｏを含む触媒又は触媒の源、ｂ）原子水素又は原子水素の源、ｃ）原子水素、原子水素の源、触媒、及び触媒の源の少なくとも１つを形成するハロゲン化物化合物（ｈａｌｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）及び水酸化物化合物（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を含む反応物と；及び原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物（ここで、その反応は、反応物を混合及び加熱することの少なくとも１つをしたときに起きるが）と；を含む。水酸化物化合物（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）及びハロゲン化物化合物（ｈａｌｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）の少なくとも１つは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属と、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、及びＮｉと、Ｓｂ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、及びＺｎとの少なくとも１つを含む。実施例において、反応物は、反応物を再生するために生成物と反応するＨ２Ｏの源を更に含む。
【０００４】
本開示は、大気から閉じられた容器を含む熱エネルギー及び電気の少なくとも１つを生成する電気化学的パワー・システムに関する。その容器は、少なくとも１つのカソード、少なくとも１つのアノード、少なくとも１つのバイポーラ・プレート、及び、分離した電子流れ及びイオン質量輸送を持つセル・オペレーションの間のハイドリノ反応物を構成する反応物を含む。その反応物は、ａ）少なくともＨ２Ｏの１つの源、ｂ）ｎＨ、ＯＨ、ＯＨ−、発生期のＨ２Ｏ、Ｈ２Ｓ、又はＭＮＨ２（ここで、ｎは整数であり、Ｍはアルカリ金属である）から選択されるグループの少なくとも１つを含む触媒又は触媒の源の少なくとも１つ、及び、ｃ）原子水素又は原子水素の源の少なくとも１つ、原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源の少なくとも１つを形成する１又はそれ以上の反応物、及び原子水素の触媒作用を開始させる１又はそれ以上の反応物、及び、支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）から選択される少なくとも２つの構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含む。ここで、カソード、アノード、反応物、及びバイポーラ・プレートの組合せは、原子水素の触媒反応が伝播するのを許すように、各カソード及び対応するアノードの間の化学ポテンシャルを維持する。そのシステムは、更に電解システムを含む。実施例において、電気化学的パワーシステムの電解システムは、断続的に、原子水素又は原子水素の源を供給するためにＨ２Ｏを電解し、そして、サイクルの正味のエネルギー・バランスにおいてゲイン（ｇａｉｎ）があるようにセルを放電する。反応物は、少なくとも１つの融解した水酸化物、少なくとも１つの共晶塩混合物、融解した水酸化物及び少なくとも１つの他の化合物の少なくとも１つの混合物、融解した水酸化物及び塩の少なくとも１つの混合物、融解した水酸化物及びハロゲン化物塩の少なくとも１つの混合物、アルカリ性水酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）及びアルカリハライド（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈａｌｉｄｅ）の少なくとも１つの混合物、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＩ、ＮａＯＨ−ＮａＸ、及びＫＯＨ−ＫＸ（Ｘはハロゲンを表す）から選択される少なくとも１つの電解質、少なくとも１つのマトリクス、及び少なくとも１つの添加、剤を含む。電気化学的パワー・システムは、更にヒータを含むかもしれない。電解質融点を超える電気化学的パワー・システムのセル温度は、融点より約０から１５００℃高い範囲、融点より約０から１０００℃高い範囲、融点より約０から５００℃高い範囲、融点より約０から２５０℃高い範囲、融点より約０から１００℃高い範囲、から選択される少なくとも１つの範囲の内にあってよい。実施例において、電気化学的パワーシステムのマトリクスは、オキシアニオン化合物、アルミン酸塩、タングステン酸塩、ジルコン酸塩、チタン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、硝酸塩、クロム酸塩、及びマンガン酸塩、酸化物、窒化物、ホウ化物、カルコゲニド、シリサイド、リン化物、及び炭化物、金属、金属酸化物、非金属、及び非金属酸化物と；アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び土類金属、及び、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ��Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、及び酸化物又はオキシアニオンを形成する他の元素の酸化物と；アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び土類金属、及び、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、及び、酸化物及びオキシアニオンを形成し、更に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属のグループから少なくとも１つのカチオン、及び、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、及びＰｂカチオンを含む他の元素の１つのような少なくとも１つの酸化物と；ＬｉＡｌＯ２、ＭｇＯ、Ｌｉ２ＴｉＯ３、又はＳｒＴｉＯ３と；アノード材料の酸化物及び電解質の化合物と；電解質の酸化物及びカチオンの少なくとも１つと；電解質ＭＯＨ（Ｍ＝アルカリ）の酸化物と；Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｃｏ、及びＭ’（Ｍ’はアルカリ土類金属を表す）のグループの元素、金属、合金、又は混合物を含む電解質の酸化物と；ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ又はＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ７、ＨｆＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ２Ｏ３、及びＭｇＯと；カソード材料の酸化物及びオプションとして電解質の酸化物と；Ｌｉ２ＭｏＯ３若しくはＬｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＶＯ３、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ２ＮｂＯ３、Ｌｉ２ＰＯ４、Ｌｉ２ＳｅＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ４、Ｌｉ２ＴｅＯ３、Ｌｉ２ＴｅＯ４、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、Ｌｉ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｌｉ２ＭｎＯ４、Ｌｉ２ＨｆＯ３、ＬｉＣｏＯ２、及びＭ’Ｏ（ここで、Ｍ’はアルカリ土類金属を表す）、及びＭｇＯと；アノードの元素又は同じグループの元素の酸化物、及び、Ｍｏアノードに関するＬｉ２ＭｏＯ４、ＭｏＯ２、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、及びＬｉ２Ｃｒ２Ｏ７と；のすくなくとも１つを含む。そして、添加物は、Ｓ、Ｌｉ２Ｓ、酸化物、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ若しくはＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＭｇＯ、Ｌｉ２ＴｉＯ３、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ２ＭｏＯ３若しくはＬｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＶＯ３、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ２ＮｂＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ４、Ｌｉ２ＴｅＯ３、Ｌｉ２ＴｅＯ４、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、Ｌｉ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｌｉ２ＭｎＯ３、又はＬｉＣｏＯ２、ＭｎＯ、及びＣｅＯ２の少なくとも１つを含む。以下の反応のうち少なくとも１��が、電気化学的パワー・システムのオペレーション中において起きる。ａ）Ｈ及びＨ２の少なくとも１つが、Ｈ２Ｏの電気分解から放電アノードで形成される。ｂ）Ｏ及びＯ２の少なくとも１つが、Ｈ２Ｏの電気分解から放電カソードで形成される。ｃ）水素触媒が、反応混合物の反応により形成される。ｄ）ハイドリノが、電気的パワー及び熱的パワーの少なくとも１つを生産する。ｅ）ＯＨ−が、酸化され、Ｈと反応し、ハイドリノ触媒として機能する発生期のＨ２Ｏを形成する。ｆ）ＯＨ−が、酸化され、酸素イオン及びＨになる。ｇ）酸素イオン、酸素、及びＨ２Ｏの少なくとも１つが放電カソードで還元される。ｈ）Ｈ及び発生期のＨ２Ｏ触媒が反応し、ハイドリノを形成する。そして、ｉ）ハイドリノが放電中に形成されて、電気的パワー及び熱的パワーの少なくとも１つを生産する。電気化学的パワー・システムの実施例において、ＯＨ−の酸化の反応及び酸素イオン、酸素、及びＨ２Ｏの少なくとも１つの還元の反応の少なくとも１つが、セル放電の間に起き、断続的な電気分解の電気分解フェーズの間にそのエネルギを超えるエネルギを生産する。時間と共に放電電流は、断続的な電気分解の電気分解フェーズの間に時と共にその電流を超えるかもしれない。実施例において、アノード半電池反応は、
ＯＨ−＋２Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／４）
であり、Ｈ２Ｏ触媒及びｅ−を形成するＯＨ−との第１のＨの反応は、ハイドリノになる第２のＨのＨ２Ｏ触媒反応と協奏する。実施例において、放電アノード半電池反応は、標準水素電極に対するオペレーション温度に対して熱力学的に補償された約１．２ボルト、並びに、２５℃及び標準水素電極に対する約１．５Ｖから０．７５Ｖ、１．３Ｖから０．９Ｖ、及び１．２５Ｖから１．１Ｖの範囲の少なくとも１つにおける電圧を持ち、カソード半電池反応は、オペレーション温度に対して熱力学的に補償された約０Ｖ、並びに、２５℃及び標準水素電極に対する約−０．５Ｖから＋０．５Ｖ、−０．２Ｖから＋０．２Ｖ、及び−０．１Ｖから＋０．１Ｖの範囲の少なくとも１つにおける電圧を持つ。
【０００５】
本開示の電気化学的パワー・システムの実施例において、カソードはＮｉＯを含み、アノードはＮｉ、Ｍｏ、Ｈ２４２合金、及びカーボンを含み、バイメタル接合は、アノードの金属とは異なる金属であるＨ２４２、Ｍｏ、Ｎｉ、及びハステロイの少なくとも１つを含む。電気化学的パワー・システムは、少なくとも１つのセルのスタックを含んでよいが、ここで、バイポーラ・プレートは、アノード及びカソードを分離するバイメタル接合含む。実施例において、セルはＨ２Ｏを供給されるが、ここで、Ｈ２Ｏ蒸気圧は、約０．００１Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、約０．００１Ｔｏｒｒから０．１Ｔｏｒｒ、約０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、約１Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、約１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、約１００Ｔｏｒｒから１０００Ｔｏｒｒ、及び、約１０００Ｔｏｒｒから１００ａｔｍの範囲から選択される少なくとも１つの範囲内にあり、そして、少なくとも大気圧を達成するための圧力の均衡（ｂａｌａｎｃｅ）は、希ガス及びＮ２の少なくとも１つを含む供給される不活性ガスによって提供される。実施例において、電気化学的パワー・システムは、そのシステムへＨ２Ｏを供給するための水蒸気発生器を含んでよい。実施例において、セルは、充電及び放電フェーズの間を断続的に切り替えられる。ここで、（ｉ）充電フェーズは、逆の電圧極性の電極において水の電気分解を少なくとも含み、そして、（ｉｉ）放電フェーズは、その電極の１つ又は両方においてＨ２Ｏ触媒の形成を少なくとも含む。ここで、（ｉ）カソード又はアノードとしての各セルの各電極の役割が充電及び放電フェーズの間で行ったり来たりして切り替えられる際に反転し、（ｉｉ）電流極性が充電及び放電フェーズの間で行ったり来たりして切り替えられる際に反転するが、ここで、充電が印加電流及び印加電圧の適用の少なくとも１つを含む。実施例において、印加電流及び印加電圧の少なくとも１つは、約０．００１％から約９５％の範囲における負荷サイクル（ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）を含む波形と、約０．１Ｖから１０Ｖの範囲内におけるセルあたりのピーク電圧と、約０．００１Ｗ／ｃｍ２から１０００Ｗ／ｃｍ２のピーク出力密度と、及び、約０．０００１Ｗ／ｃｍ２から１００Ｗ／ｃｍ２の範囲内の平均出力とを持ち、ここで、印加電流及び印加電圧は更に、約１から約１０００Ｈｚの範囲内の周波数を持つ波形であるが、交流の電流及び電圧の波形の少なくとも１つ、直流電流、及び直流電圧の少なくとも１つを含む。間欠サイクルの波形は、その間欠サイクルの電気分解及び放電フェーズの少なくとも１つに対して、変化する電流、電力、電圧、及び抵抗、並びに、一定の電流、電力、電圧、及び抵抗の少なくとも１つを含んでよい。実施例において、そのサイクルの少なくとも１のフェーズに対するパラメータは、次のものを含む。間欠フェーズの周波数が約０．００１Ｈｚから１０ＭＨｚ、約０．０１Ｈｚから１００ｋＨｚ、及び約０．０１Ｈｚから１０ｋＨｚの範囲から選択される少なくとも１の範囲の内にあること。セルあたりの電圧が約０．１Ｖから１００Ｖ、約０．３Ｖから５Ｖ、約０．５Ｖから２Ｖ、及び約０．５Ｖから１．５Ｖの範囲から選択される少なくとも１の範囲の内にあること。ハイ���リノを形成するように活性な電極面積あたりの電流が、約１μＡｃｍ−２から１０Ａｃｍ−２、約０．１ｍＡｃｍ−２から５Ａｃｍ−２、及び約１ｍＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２の範囲から選択される少なくとも１の範囲の中にあること。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの電力（パワー）が、約１μＷｃｍ−２から１０Ｗｃｍ−２、約０．１ｍＷｃｍ−２から５Ｗｃｍ−２、及び約１ｍＷｃｍ−２から１Ｗｃｍ−２の範囲から選択される少なくとも１の範囲の内にあること。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの一定の電流が、約１μＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２の範囲の内にあること。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの一定の電力（パワー）が、約１ｍＷｃｍ−２から１Ｗｃｍ−２の範囲の内にあること。時間間隔が、約１０−４ｓから１０，０００ｓ、１０−３ｓから１０００ｓ、及び１０−２ｓから１００ｓ、及び１０−１ｓから１０ｓの範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあること。セルあたりの抵抗が、約１ｍΩから１００ＭΩ、約１Ωから１ＭΩ、及び１０Ωから１ｋΩの範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあること。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの妥当な負荷の伝導率が、約１０−５から１０００Ω−１ｃｍ−２、１０−４から１００Ω−１ｃｍ−２、１０−３から１０Ω−１ｃｍ−２、及び１０−２から１Ω−１ｃｍ−２、の範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあること。そして、放電電流、電圧、電力（パワー）、又は時間間隔の少なくとも１つが、そのサイクルを通して電力（パワー）又はエネルギ・ゲイン（ｇａｉｎ）の少なくとも１つを生じさせるように、電気分解フェーズのそれよりも大きいこと。放電の間の電圧は、アノードが過度に腐食されることを防止するほど上に維持されるかもしれない。
【０００６】
電気化学的パワー・システムの実施例において、触媒形成反応は次の式で与えられる。
Ｏ２＋５Ｈ＋＋５ｅ−  →  ２Ｈ２Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）
対向する半電池反応は次の式で与えられる。
Ｈ２  →  ２Ｈ＋＋２ｅ−
そして、全反応は次の式で与えられる。
３／２Ｈ２＋１／２Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）
【０００７】
以下の生成物の内の少なくとも１つが電気化学的パワー・システムのオペレーションの間に水素から形成されるかもしれない。それらは、ａ）０から２０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフト（ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）をプラスした０．２３から０．２５ｃｍ−１の整数倍におけるラマンピークを持つ水素生成物、ｂ）０から２０００ｃｍ−１の範囲の内にある、マトリクス・シフト（ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）をプラスした０．２３から０．２５ｃｍ−１の整数倍における赤外ピークを持つ水素生成物、ｃ）０から１０ｅＶの範囲の内にあるマトリクス・シフト（ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）をプラスした、４７５から５２５ｅＶ又は２５７±２５ｅＶ、５０９±２５ｅＶ、５０６±２５ｅＶ、３０５±２５ｅＶ、４９０±２５ｅＶ、４００±２５ｅＶ、又は４６８±２５ｅＶの範囲の内のエネルギにおけるＸ線光電子分光法のピークを持つ水素生成物、ｄ）高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲマトリクス・シフト（ｕｐｆｉｅｌｄ  ＭＡＳ  ＮＭＲ  ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）を引き起こす水素生成物、ｅ）ＴＭＳに対して−５ｐｐｍを超える、高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲ又は液体ＮＭＲシフト（ｕｐｆｉｅｌｄ  ＭＡＳ  ＮＭＲ  ｏｒ  ｌｉｑｕｉｄ  ＮＭＲ  ｓｈｉｆｔ）を持つ水素生成物、ｆ）０から５０００ｃｍ−１の範囲の内にあるマトリクス・シフト（ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）をプラスした０．２３から０．３ｃｍ−１の整数倍で、間隔を持つ２００から３００ｎｍの範囲の内にある、少なくとも２つの電子ビーム発光スペクトルのピーク（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｐｅａｋｓ）を備える水素生成物、及び、ｇ）０から５０００ｃｍ−１の範囲の内にあるマトリクス・シフト（ｍａｔｒｉｘ  ｓｈｉｆｔ）をプラスした０．２３から０．３ｃｍ−１の整数倍で、間隔を持つ２００から３００ｎｍの範囲の内にある、少なくとも２つのＵＶ蛍光放射スペクトルのピーク（ＵＶ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｐｅａｋｓ）を備える水素生成物、である。
【０００８】
本開示は、更に、Ｏ２及びＨ２Ｏカソードの少なくとも１つと、水酸化物を含む溶融塩電解質と、及び水素透過性の電極を持つ水素アノードと、を含む電気化学的パワー・システムに関する。実施例において、水素透過性の状態にある膜及び溶融状態の電解質の少なくとも１つを維持するセル温度は、約２５から２０００℃、約１００から１０００℃、約２００から７５０℃、及び、約２５０から５００℃の範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあり、融点より約０から１５００℃だけ高い範囲、融点より０から１０００℃だけ高い範囲、融点より０から５００℃だけ高い範囲、融点より０から２５０℃だけ高い範囲、及び、融点より０から１００℃だけ高い範囲、の少なくとも１つの範囲の内の電解質の融点を超えるセル温度であり；膜の厚みは、約０．０００１から０．２５ｃｍ、０．００１から０．１ｃｍ、及び０．００５から０．０５ｃｍの範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあり；水素圧力は、約１Ｔｏｒｒから５００ａｔｍ、１０Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、及び、１００Ｔｏｒｒから５ａｔｍの範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内に維持され；水素透過速度は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、及び、１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にある。実施例において、電気化学的パワー・システムは、Ｏ２及びＨ２Ｏカソードの少なくとも１つと、水酸化物を含む溶融塩電解質と、及び水素スパージング電極（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｐａｒｇｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を持つ水素アノードと、を含む。実施例において、溶融状態の電解質を維持するセル温度は、融点から約０から１５００℃だけより高い範囲、融点から０から１０００℃だけより高い範囲、融点から０から５００℃だけより高い範囲、融点から０から２５０℃だけより高い範囲、及び、融点から０から１００℃だけより高い範囲から選択される少なくとも１の範囲の内にあり；Ｈ２バブリング（ｂｕｂｂｌｉｎｇ）又はスパージング（ｓｐａｒｇｉｎｇ）電極の幾何学的面積あたりの水素流速は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、及び、１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の範囲から選択される少なくとも１つの範囲の内にあり；対向電極での反応速度は、水素が反応する電極での速度に合致する又はその速度を超えるものであり；Ｈ２Ｏ及びＯ２の少なくとも１つの還元速度は、Ｈ又はＨ２の反応速度を維持するのに十分であり；並びに、対向電極は、その十分な速度を支持するのに十分な材料及び表面積を持っている。
【０００９】
本開示は、更に、熱エネルギを生成するパワー・システムに関し、そのパワー・システムは、大気圧、大気圧を超える圧力、大気圧を下回る圧力の少なくとも１つの圧力が可能である少なくとも１つの容器と；少なくとも１つのヒータと；ａ）発生期のＨ２Ｏを含む触媒又は触媒の源、ｂ）原子水素又は原子水素の源、及び、ｃ）原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源の少なくとも１つを形成する反応物、を含むハイドリノ反応物を構成する反応物と；を含む。実施例において、原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源の少なくとも１つを形成するようなパワー・システムの反応は、脱水反応；燃焼反応；ルイス酸又は塩基及びプレンステッド・ラウリ酸又は塩基の反応；酸化物塩基反応（ｏｘｉｄｅ−ｂａｓｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；酸無水物塩基反応（ａｃｉｄ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ−ｂａｓｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；酸塩基反応（ａｃｉｄ−ｂａｓｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；塩基性活性金属反応（ｂａｓｅ−ａｃｔｉｖｅ  ｍｅｔａｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；酸化還元反応（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；分解反応（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；交換反応（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）及び少なくとも１つのＯＨを持つ化合物とハロゲン化物（ｈａｌｉｄｅ）、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＨ３の交換反応（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）；及びＯを含む化合物の水素還元反応から選択される少なくとも１つの反応を含む。そして、Ｈの源は、反応を経た時に形成される発生期のＨ及び水素化物又はガスの源及び解離剤（ａ  ｈｙｄｒｉｄｅ  ｏｒ  ｇａｓ  ｓｏｕｒｃｅ  ａｎｄ  ａ  ｄｉｓｓｏｃｉａｔｏｒ）からの水素の少なくとも１つである。
【００１０】
本開示は、更に、ハイドリノ（ｈｙｄｒｉｎｏ）反応から電気へと開放されるエネルギの直接的な変換を提供する、水素がより低いエネルギ状態（ハイドリノ）になる触媒反応から起電力（ＥＭＦ）を発生させるバッテリ又は燃料電池システムに関する。そのシステムは、分離した電子流れ及びイオン質量輸送を伴うセル・オペレーション（ｃｅｌｌ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）の間にハイドリノ反応を構成する反応物と、カソードを含むカソード・コンパートメント（ｃａｔｈｏｄｅ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）と、アノードを含むアノード・コンパートメント（ａｎｏｄｅ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）と、水素の源とを含む。
【００１１】
本開示の他の実施例は、ハイドリノ（ｈｙｄｒｉｎｏ）反応から電気へと開放されるエネルギの直接的な変換を提供する、水素がより低いエネルギ状態（ハイドリノ）になる触媒反応から起電力（ＥＭＦ）を発生させるバッテリ又は燃料電池システムに関する。そのシステムは、触媒又は触媒の源、原子水素又は原子水素の源、触媒又は触媒の源及び原子水素又は原子水素の源を形成する反応物、原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物、及び、触媒反応を可能にするような支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）を含み、ここで、ハイドリノを形成するためのバッテリ又は燃料電池システムは、更に、カソードを含むカソード・コンパートメント（ｃａｔｈｏｄｅ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）と、オプション的に塩橋と、分離した電子流れ及びイオン質量輸送を伴うセル・オペレーション（ｃｅｌｌ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）の間にハイドリノ反応を構成する反応物と、水素の源とを更に含むことができる。
【００１２】
本開示の実施例において、本開示の交換反応のようなハイドリノ反応を開始させる反応混合物及び反応は、電気的パワーがハイドリノを形成するような水素の反応によって展開されるところ、燃料電池の基礎（ｂａｓｉｓ）である。酸化―還元セル半反応により、ハイドリノ生成反応混合物は、電気回路を完成させるように、外部回路を通しての電子の移動及び分離したパスを通してのイオン質量の移動で構成される。半電池反応の総計によって与えられるハイドリノを生成する全体反応及び対応する反応混合物は、本開示の熱的パワー及びハイドリノ化学生成物に対する反応タイプを含んでよい。
【００１３】
本開示の実施例において、異なる温度、圧力、及び濃度の少なくとも１つのような異なる状態又は条件の下での異なる反応物又は同じ反応物は、コンパートメントの間の電気回路を完成するような電子及びイオンのための分離した導管によって接続される異なるセル・コンパートメント内に供給される。システムの熱的なゲイン又は分離したコンパートメントの電極間のポテンシャル及び電気的なパワー・ゲインは、１つのコンパートメントからもう１つのコンパートメントへの質量流れによってハイドリノ反応が依存することにより発生する。質量流れは、相当な速度で起きるハイドリノ反応を許す条件及びハイドリノを生成するように反応する反応混合物の形成の少なくとも１つを提供する。理想的には、ハイドリノ反応は、電子流れ及びイオン質量輸送がないところでは、起きないか、又は、認識できる速度で起きない。
【００１４】
もう１つの実施例において、セルは、電極を通して適用される電気分解パワーのそれを超える電気的な及び熱的なパワー・ゲインの少なくとも１つを生産する。
【００１５】
実施例において、ハイドリノを形成する反応は、熱的に再生可能又は電解的に再生可能の少なくとも１つである。
【００１６】
本開示の実施例は、分離した電子流れ及びイオン質量輸送でセル・オペレーションの間にハイドリノ反応物を構成する反応物、アノード、及びカソードを含む、起電力（ＥＭＦ）及び熱的なエネルギを発生する電気化学的パワー・システムに関する。そのパワー・システムは、ａ）ｎが整数でＭがアルカリ金属であるところ、ｎＨ、ＯＨ、ＯＨ−、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｓ、又はＭＮＨ２の群の少なくとも１つを含む触媒又は触媒の源；ｂ）原子水素又は原子水素の源；ｃ）原子水素、原子水素の源、触媒、及び触媒の源の少なくとも１つを形成する反応物；原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物；及び支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）から選択される少なくとも２つの構成要素を含む。以下の条件の少なくとも１つが、電気化学的パワー・システムにおいて起きるかもしれない。ａ）原子水素及び水素触媒が反応混合物によって形成される。ｂ）反応を経ることによって１つの反応物が触媒を活性にさせる。そして、ｃ）触媒反応を引き起こす反応が、（ｉ）発熱反応（ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｉ）共役反応（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｉｉ）フリーラジカル反応（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｖ）酸化―還元反応（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｖ）交換反応（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、及び（ｖｉ）ゲッター（ｇｅｔｔｅｒ）、支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）、又はマトリクス―支援触媒反応（ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｃａｔａｌｙｓｉｓ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、から選択される１つの反応を含む。実施例において、ａ）異なる反応物、又はｂ）異なる状態又は条件下の同じ反応物の少なくとも１つは、コンパートメントの間に電気回路を完成させるように電子及びイオンのための分離した導管によって接続される異なるセルコンパートメント内に供給される。内部質量流れ及び外部電子流れの少なくとも１つは、生じ得る以下の条件の少なくとも１つを供給するかもしれない。即ち、ａ）ハイドリノを生成するように反応する反応混合物の形成、及びｂ）相当な速度でハイドリノ反応が起きることを許す条件の形成である。実施例において、ハイドリノを形成する反応物は、少なくとも１つであるが熱的に又は電解的に再生可能である。電気的な及び熱的なエネルギ出力の少なくとも１つは、生成物からの反応物を再生するために必要とされる出力を超えるかもしれない。
【００１７】
本開示の他の実施例は、分離した電子流れ及びイオン質量輸送を備えるセル・オペレーションの間にハイドリノ反応物を構成する反応物、アノード、及びカソードを含む起電力（ＥＭＦ）及び熱的なエネルギを発生する電気化学的パワー・システムに関する。この電気化学的パワー・システムは、ａ）Ｈ種がＨ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、及びＯＯＨ−、の少なくとも１つを含むところ、ＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つを形成するＨ種との酸化反応を経るＯ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−から選択される少なくとも１つの酸素種を含む触媒又は触媒の源；ｂ）原子水素又は原子水素の源；ｃ）原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源の少なくとも１つを形成する反応物；及び原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物；及び支持体を含む。Ｏ種の源は、Ｏ、Ｏ２、空気、酸化物、ＮｉＯ、ＣｏＯ、アルカリ金属酸化物、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、アルカリ土類金属酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、及びＷの群からの酸化物、過酸化物、アルカリ金属過酸化物、スーパーオキシド、アルカリ又はアルカリ金属スーパーオキシド、水酸化物、アルカリ、アルカリ土類、遷移金属、内部遷移金属、及び第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、又は第Ｖ族、水酸化物、オキシ水酸化物、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｃＯ（ＯＨ）、ＹＯ（ＯＨ）、ＶＯ（ＯＨ）、ＣｒＯ（ＯＨ）、ＭｎＯ（ＯＨ）（α−ＭｎＯ（ＯＨ）  グラウト鉱及びγ−ＭｎＯ（ＯＨ）水マンガン鉱）、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＣｏＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、ＲｈＯ（ＯＨ）、ＧａＯ（ＯＨ）、ＩｎＯ（ＯＨ）、Ｎｉ１／２Ｃｏ１／２Ｏ（ＯＨ）、及びＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ（ＯＨ）を含む化合物の少なくとも１つの化合物又は混合物を含むんでよい。Ｈ種の源は、Ｈ、金属水素化物、ＬａＮｉ５Ｈ６、水酸化物、オキシ水酸化物、Ｈ２、Ｈ２の源、Ｈ２及び水素透過膜、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）、Ｐｄ（Ｈ２）、ＰｄＡｇ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、及び４３０ＳＳ（Ｈ２）のようなステンレス鋼（ＳＳ）を含む化合物の混合物又は少なくとも１つの化合物を含むかもしれない。
【００１８】
もう１つの実施例において、電気化学パワー・システムは、水素アノードと、水酸化物を含む溶融塩電解質と、及びＯ２及びＨ２Ｏカソードの少なくとも１つとを含む。水素アノードは、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）、Ｐｄ（Ｈ２）、ＰｄＡｇ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、及び４３０ＳＳ（Ｈ２）の少なくとも１つのような水素透過性電極と、Ｈ２を散布するかもしれない多孔性の電極と、及び、Ｒ−Ｎｉ、ＬａＮｉ５Ｈ６、Ｌａ２Ｃｏ１Ｎｉ９Ｈ６、ＺｒＣｒ２Ｈ３．８、ＬａＮｉ３．５５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＺｒＭｎ０．５Ｃｒ０．２Ｖ０．１Ｎｉ１．２、及び水素を貯蔵可能な他の合金、ＡＢ５（ＬａＣｅＰｒＮｄＮｉＣｏＭｎＡｌ）又はＡＢ２（ＶＴｉＺｒＮｉＣｒＣｏＭｎＡｌＳｎ）タイプ（ここで、「ＡＢｘ」表記はＡタイプ元素（ＬａＣｅＰｒＮｄ又はＴｉＺｒ）対Ｂタイプ元素（ＶＮｉＣｒＣｏＭｎＡｌＳｎ）の比を表わし）、ＡＢ５−タイプ：ＭｍＮｉ３．２Ｃｏ１．０Ｍｎ０．６Ａｌ０．１１Ｍｏ０．０９（Ｍｍ＝ミッシュ・メタル（ｍｉｓｃｈ  ｍｅｔａｌ）：２５ｗｔ％  Ｌａ、５０ｗｔ％  Ｃｅ、７ｗｔ％  Ｐｒ、１８ｗｔ％  Ｎｄ）、ＡＢ２−タイプ：Ｔｉ０．５１Ｚｒ０．４９Ｖ０．７０Ｎｉ１．１８Ｃｒ０．１２合金、マグネシウム基合金、Ｍｇ１．９Ａｌ０．１Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１合金、Ｍｇ０．７２Ｓｃ０．２８（Ｐｄ０．０１２＋Ｒｈ０．０１２）、及びＭｇ８０Ｔｉ２０、Ｍｇ８０Ｖ２０、Ｌａ０．８Ｎｄ０．２Ｎｉ２．４Ｃｏ２．５Ｓｉ０．１、ＬａＮｉ５−ｘＭｘ（Ｍ＝Ｍｎ、Ａｌ）、（Ｍ＝Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ）、（Ｍ＝Ｓｎ）、（Ｍ＝Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ）及びＬａＮｉ４Ｃｏ、ＭｍＮｉ３．５５Ｍｎ０．４４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＬａＮｉ３．５５Ｍｎ０．４４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＭｇＣｕ２、ＭｇＺｎ２、ＭｇＮｉ２、ＡＢ化合物、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏ、及びＴｉＮｉ、ＡＢｎ化合物（ｎ＝５、２、又は１）、ＡＢ３−４化合物、ＡＢｘ（Ａ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｍｇ；Ｂ＝Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ）、ＺｒＦｅ２、Ｚｒ０．５Ｃｓ０．５Ｆｅ２、Ｚｒ０．８Ｓｃ０．２Ｆｅ２、ＹＮｉ５、ＬａＮｉ５、ＬａＮｉ４．５Ｃｏ０．５、（Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ）Ｎｉ５、ミッシュメタル−ニッケル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ−ｎｉｃｋｅｌ）合金、Ｔｉ０．９８Ｚｒ０．０２Ｖ０．４３Ｆｅ０．０９Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５、Ｌａ２Ｃｏ１Ｎｉ９、ＦｅＮｉ、及びＴｉＭｎ２から選択される水素化物のような水素化物と、の少なくとも１つを含んでよい。溶融塩は、他の水酸化物、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、及びリン酸塩の１又はそれ以上から選択される１つのような少なくとも１つの他の塩を備える水酸化物を含んでよい。溶融塩は、ＣｓＮＯ３−ＣｓＯＨ、ＣｓＯＨ−ＫＯＨ、ＣｓＯＨ−ＬｉＯＨ、ＣｓＯＨ−ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ−ＲｂＯＨ、Ｋ２ＣＯ３−ＫＯＨ、ＫＢｒ−ＫＯＨ、ＫＣｌ−ＫＯＨ、ＫＦ−ＫＯＨ、ＫＩ−ＫＯＨ、ＫＮＯ３−ＫＯＨ、ＫＯＨ−Ｋ２ＳＯ４、ＫＯＨ−ＬｉＯＨ、ＫＯＨ−ＮａＯＨ、ＫＯＨ−ＲｂＯＨ、Ｌｉ２ＣＯ３−ＬｉＯＨ、ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ、ＬｉＣｌ−ＬｉＯＨ、ＬｉＦ−ＬｉＯＨ、ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ３−ＬｉＯＨ、ＬｉＯＨ−ＮａＯＨ、Ｌｉ��Ｈ−ＲｂＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３−ＮａＯＨ、ＮａＢｒ−ＮａＯＨ、ＮａＣｌ−ＮａＯＨ、ＮａＦ−ＮａＯＨ、ＮａＩ−ＮａＯＨ、ＮａＮＯ３−ＮａＯＨ、ＮａＯＨ−Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＯＨ−ＲｂＯＨ、ＲｂＣｌ−ＲｂＯＨ、ＲｂＮＯ３−ＲｂＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ、ＮａＯＨ−ＮａＸ、ＫＯＨ−ＫＸ、ＲｂＯＨ−ＲｂＸ、ＣｓＯＨ−ＣｓＸ、Ｍｇ（ＯＨ）２−ＭｇＸ２、Ｃａ（ＯＨ）２−ＣａＸ２、Ｓｒ（ＯＨ）２−ＳｒＸ２、又はＢａ（ＯＨ）２−ＢａＸ２（ここで、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり）、及びＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、又はＢａ（ＯＨ）２及びＡｌＸ３、ＶＸ２、ＺｒＸ２、ＴｉＸ３、ＭｎＸ２、ＺｎＸ２、ＣｒＸ２、ＳｎＸ２、ＩｎＸ３、ＣｕＸ２、ＮｉＸ２、ＰｂＸ２、ＳｂＸ３、ＢｉＸ３、ＣｏＸ２、ＣｄＸ２、ＧｅＸ３、ＡｕＸ３、ＩｒＸ３、ＦｅＸ３、ＨｇＸ２、ＭｏＸ４、ＯｓＸ４、ＰｄＸ２、ＲｅＸ３、ＲｈＸ３、ＲｕＸ３、ＳｅＸ２、ＡｇＸ２、ＴｃＸ４、ＴｅＸ４、ＴｌＸ、及びＷＸ４（ここで、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ）の１又はそれ以上、から選択される少なくとも１つの塩混合物を含んでよい。溶融塩は、塩混合物電解質のアニオンに共通するカチオンを含んでよく、或いは、アニオンは、カチオンに共通し、そして、水酸化物は、他の塩の混合物に対して安定的である。
【００１９】
本開示のもう１つの実施例において、電気化学的パワー・システムは、［Ｍ’’（Ｈ２）／ＭＯＨ−Ｍ’ハロゲン化物（ｈａｌｉｄｅ）／Ｍ’’’］及び［Ｍ’’（Ｈ２）／Ｍ（ＯＨ）２−Ｍ’ハロゲン化物（ｈａｌｉｄｅ）／Ｍ’’’］の少なくとも１つを含み、ここで、Ｍは、アルカリ又はアルカリ土類金属であり、Ｍ’は、アルカリ又はアルカリ土類金属の酸化物及び水酸化物より安定でない少なくとも１つであるか、又は、水との低い反応性を持っている酸化物及び水酸化物を持つかの金属であり、そして、Ｍ’’’は、導体である。実施例において、Ｍ’は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、及びＰｂから選択される１つのような金属である。或いは、Ｍ及びＭ’は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＷから独立的に選択される複数のもののような金属であってよい。他の例示的なシステムは、［Ｍ’（Ｈ２）／ＭＯＨ  Ｍ’’Ｘ／Ｍ’’’］を含み、ここで、Ｍ、Ｍ’、Ｍ’’、及びＭ’’’は、金属カチオン又は金属であり、Ｘは、水酸化物、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、及びリン酸塩から選択される１つのようなアニオンであり、そして、Ｍ’は、Ｈ２透過性である。１つの実施例において、水素アノードは、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＷから選択される少なくとも１つのようなもので、放電の間に電解質と反応する金属を含む。もう１つの実施例において、電気化学的パワー・システムは、水素源と；ＯＨ、ＯＨ−、及びＨ２Ｏ触媒の少なくとも１つを形成することができ、及び、Ｈを提供できる水素アノードと；Ｏ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つの源と；Ｈ２Ｏ又はＯ２の少なくとも１つを還元することができるカソードと；アルカリ電解質と；Ｈ２Ｏ蒸気、Ｎ２、及びＯ２の少なくとも１つの収集及び再循環のできるオプションとしてのシステムと、及びＨ２を収集し及び再循環するシステムと、を含む。
【００２０】
本開示は更に、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＷから選択される１つのような金属と、Ｒ−Ｎｉ、ＬａＮｉ５Ｈ６、Ｌａ２Ｃｏ１Ｎｉ９Ｈ６、ＺｒＣｒ２Ｈ３．８、ＬａＮｉ３．５５Ｍｎ０．４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＺｒＭｎ０．５Ｃｒ０．２Ｖ０．１Ｎｉ１．２、及びＡＢ５（ＬａＣｅＰｒＮｄＮｉＣｏＭｎＡｌ）又はＡＢ２（ＶＴｉＺｒＮｉＣｒＣｏＭｎＡｌＳｎ）タイプ（ここで、「ＡＢｘ」表記は、Ａタイプ元素（ＬａＣｅＰｒＮｄ又はＴｉＺｒ）対Ｂタイプ元素（ＶＮｉＣｒＣｏＭｎＡｌＳｎ）のそれとの比を意味し）、から選択される１つのような水素を貯蔵できる他の合金、ＡＢ５−タイプ、ＭｍＮｉ３．２Ｃｏ１．０Ｍｎ０．６Ａｌ０．１１Ｍｏ０．０９（Ｍｍ＝ミッシュ・メタル（ｍｉｓｃｈ  ｍｅｔａｌ）：２５ｗｔ％  Ｌａ、５０ｗｔ％  Ｃｅ、７ｗｔ％  Ｐｒ、１８ｗｔ％  Ｎｄ）、ＡＢ２−タイプ：Ｔｉ０．５１Ｚｒ０．４９Ｖ０．７０Ｎｉ１．１８Ｃｒ０．１２合金、マンガン基合金、Ｍｇ１．９Ａｌ０．１Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１合金、Ｍｇ０．７２Ｓｃ０．２８（Ｐｄ０．０１２＋Ｒｈ０．０１２）、及びＭｇ８０Ｔｉ２０、Ｍｇ８０Ｖ２０、Ｌａ０．８Ｎｄ０．２Ｎｉ２．４Ｃｏ２．５Ｓｉ０．１、ＬａＮｉ５−ｘＭｘ（Ｍ＝Ｍｎ、Ａｌ）、（Ｍ＝Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ）、（Ｍ＝Ｓｎ）、（Ｍ＝Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ）及びＬａＮｉ４Ｃｏ、ＭｍＮｉ３．５５Ｍｎ０．４４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＬａＮｉ３．５５Ｍｎ０．４４Ａｌ０．３Ｃｏ０．７５、ＭｇＣｕ２、ＭｇＺｎ２、ＭｇＮｉ２、ＡＢ化合物、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏ、及びＴｉＮｉ、ＡＢｎ化合物（ｎ＝５、２、又は１）、ＡＢ３−４化合物、ＡＢｘ（Ａ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｍｇ；Ｂ＝Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ）、ＺｒＦｅ２、Ｚｒ０．５Ｃｓ０．５Ｆｅ２、Ｚｒ０．８Ｓｃ０．２Ｆｅ２、ＹＮｉ５、ＬａＮｉ５、ＬａＮｉ４．５Ｃｏ０．５、（Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ）Ｎｉ５、ミッシュメタル−ニッケル（Ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ−ｎｉｃｋｅｌ）合金、Ｔｉ０．９８Ｚｒ０．０２Ｖ０．４３Ｆｅ０．０９Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５、Ｌａ２Ｃｏ１Ｎｉ９、ＦｅＮｉ、及びＴｉＭｎ２の少なくとも１つを含むアノードと；セパレータと；水溶性アルカリ電解質と；Ｏ２及びＨ２Ｏ還元カソードの少なくとも１つと、及び空気及びＯ２の少なくとも１つと、を含む電気化学的パワー・システムに関する。電気化学的システムは、正味のエネルギー・バランスにおいてゲイン（ｇａｉｎ）があるようにセルを断続的に充電及び放電する電気分解システムを更に含んでよい。或いは、電気化学的パワー・システムは、水素化アノードを再水素化することによって、パワー・システムを再生する水素化システムを含んでよく、又は、更に含んでよい。
【００２１】
もう１つの実施例は、起電力（ＥＭＦ）及び熱的エネルギを発生するもので、溶融アルカリ金属アノードと；ベータ・アルミナ固体電解質（ＢＡＳＥ）と、及び水酸化物を含む溶融塩カソードとを含む電気化学的パワー・システムを含む。溶融塩カソードは、表４のそれらの１つのような共融混合物と、水素透過性膜及びＨ２ガスのような水素の源と、を含んでよい。触媒又は触媒の源は、ＯＨ、ＯＨ−、Ｈ２Ｏ、ＮａＨ、Ｌｉ、Ｋ、Ｒｂ＋、及びＣｓから選択されてよい。溶融塩カソードは、アルカリ水酸化物を含んでよい。そのシステムは、水素リアクタ及び金属−水素化物セパレータを更に含んでよいが、ここで、アルカリ金属カソード及びアルカリ水酸化物カソードは、生成物酸化物の水素化及び結果生成するアルカリ金属及び金属水酸化物の分離によって再生される。
【００２２】
電気化学的パワー・システムはのもう１つの実施は、水素透過性膜及びＨ２から選択される１つのような水素の源、及び、溶融水酸化物を更に含む水素化物を含むアノードと；ベータ−アルミナ固体電解質（ＢＡＳＥ）と；及び溶融元素及び溶融ハロゲン化物塩又は混合物の少なくとも１つを含むカソードとを含む。妥当なカソードは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐ、Ｓ、Ｉ、Ｓｅ、Ｂｉ、及びＡｓの１つを含む溶融元素カソードを含む。或いは、カソードは、ＮａＸ（Ｘはハロゲン）と、及びＮａＸ、ＡｇＸ、ＡｌＸ３、ＡｓＸ３、ＡｕＸ、ＡｕＸ３、ＢａＸ２、ＢｅＸ２、ＢｉＸ３、ＣａＸ２、ＣｄＸ３、ＣｅＸ３、ＣｏＸ２、ＣｒＸ２、ＣｓＸ、ＣｕＸ、ＣｕＸ２、ＥｕＸ３、ＦｅＸ２、ＦｅＸ３、ＧａＸ３、ＧｄＸ３、ＧｅＸ４、ＨｆＸ４、ＨｇＸ、ＨｇＸ２、ＩｎＸ、ＩｎＸ２、ＩｎＸ３、ＩｒＸ、ＩｒＸ２、ＫＸ、ＫＡｇＸ２、ＫＡｌＸ４、Ｋ３ＡｌＸ６、ＬａＸ３、ＬｉＸ、ＭｇＸ２、ＭｎＸ２、ＭｏＸ４、ＭｏＸ５、ＭｏＸ６、ＮａＡｌＸ４、Ｎａ３ＡｌＸ６、ＮｂＸ５、ＮｄＸ３、ＮｉＸ２、ＯｓＸ３、ＯｓＸ４、ＰｂＸ２、ＰｄＸ２、ＰｒＸ３、ＰｔＸ２、ＰｔＸ４、ＰｕＸ３、ＲｂＸ、ＲｅＸ３、ＲｈＸ、ＲｈＸ３、ＲｕＸ３、ＳｂＸ３、ＳｂＸ５、ＳｃＸ３、ＳｉＸ４、ＳｎＸ２、ＳｎＸ４、ＳｒＸ２、ＴｈＸ４、ＴｉＸ２、ＴｉＸ３、ＴｌＸ、ＵＸ３、ＵＸ４、ＶＸ４、ＷＸ６、ＹＸ３、ＺｎＸ２、及びＺｒＸ４の群からの１又はそれ以上と、を含む溶融塩カソードであってよい。
【００２３】
起電力（ＥＭＦ）及び熱エネルギを発生させる電気化学的パワー・システムのもう１つの実施例は、Ｌｉを含むアノードと；有機溶媒、並びに無機Ｌｉ電解質及びＬｉＰＦ６の少なくとも１つを含む電解質と；オレフィン・セパレータ（ｏｌｅｆｉｎ  ｓｅｐａｒａｔｏｒ）と、オキシ水酸化物、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｃＯ（ＯＨ）、ＹＯ（ＯＨ）、ＶＯ（ＯＨ）、ＣｒＯ（ＯＨ）、ＭｎＯ（ＯＨ）（α−ＭｎＯ（ＯＨ）グラウト鉱（ｇｒｏｕｔｉｔｅ）及びγ−ＭｎＯ（ＯＨ）水マンガン鉱（ｍａｎｇａｎｉｔｅ））、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＣｏＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、ＲｈＯ（ＯＨ）、ＧａＯ（ＯＨ）、ＩｎＯ（ＯＨ）、Ｎｉ１／２Ｃｏ１／２Ｏ（ＯＨ）、及びＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ（ＯＨ）の少なくとも１つを含むカソードと、を含む。
【００２４】
もう１つの実施例において、電気化学的パワー・システムは、Ｌｉ、リチウム合金、Ｌｉ３Ｍｇ、及び一連のＬｉ−Ｎ−Ｈシステムの少なくとも１つを含むアノードと；溶融塩電解質と、及びＨ２ガス及び多孔性カソード、Ｈ２及び水素透過性膜、及び金属水素化物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類水素化物の１つの、少なくとも１つを含む水素カソードと、を含む。
【００２５】
本開示は、ａ）からｈ）を含むセルの少なくとも１つに関する。
ａ）（ｉ）水素透過性金属及びＮｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）から選択される１つのような水素ガス又はＬａＮｉ５Ｈ６、ＴｉＭｎ２Ｈｘ及びＬａ２Ｎｉ９ＣｏＨ６（ｘは整数）から選択される１つのような金属水素化物を含むアノード；（ｉｉ）ＭＯＨ若しくはＭ（ＯＨ）２、又はＭＯＨ若しくはＭ（ＯＨ）２でＭ’Ｘ若しくＭ’Ｘ２を備えるもの（ここで、Ｍ及びＭ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａから独立的に選択される幾つかのような金属であり、Ｘは水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、及び炭酸塩から選択される１つのようなアニオンである）から選択される１つのような溶融電解質、及び（ｉｉｉ）アノードのそれと同じであってよい金属を含み、更に空気又はＯ２を更に含むカソード；
ｂ）（ｉ）Ｒ−Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、及びＰｂから選択される１つのような少なくとも１つの金属を含むアノード；（ｉｉ）約１０Ｍから飽和までの濃度範囲を持つ水性アルカリ水酸化物を含む電解質；（ｉｉｉ）オレフィン・セパレータ（ｏｌｅｆｉｎ  ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、及び（ｉｖ）空気又はＯ２を更に含むカーボン・カソード（ｃａｒｂｏｎ  ｃａｔｈｏｄｅ）；
ｃ）（ｉ）  溶融ＮａＯＨ及びＮｉのような水素透過性膜及び水素ガスを含むアノード；（ｉｉ）ベータ・アルミナ固体電解質（ＢＡＳＥ）を含む電解質、及び（ｉｉｉ）ＮａＣｌ−ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ−ＣａＣｌ２、又はＭＸ−Ｍ’Ｘ２’のような溶融共晶塩（Ｍはアルカリであり、Ｍ’はアルカリ土類であり、そして、Ｘ及びＸ’はハロゲンである）を含むカソード；
ｄ）（ｉ）溶融Ｎａを含むアノード；（ｉｉ）ベータ・アルミナ固体電解質（ＢＡＳＥ）を含む電解質、及び（ｉｉｉ）溶融ＮａＯＨを含むカソード；
ｅ）（ｉ）ＬａＮｉ５Ｈ６のような水素化物を含むアノード；（ｉｉ）約１０Ｍから飽和までの濃度範囲を持つ水性アルカリ水酸化物を含む電解質；（ｉｉｉ）オレフィン・セパレータ、及び（ｉｖ）空気又はＯ２を更に含むカーボン・カソード；
ｆ）（ｉ）Ｌｉを含むアノード；（ｉｉ）オレフィン・セパレータ；（ｉｉ）ＬＰ３０及びＬｉＰＦ６を含むもののような有機電解質、及び（ｉｖ）ＣｏＯ（ＯＨ）のようなオキシ水酸化物を含むカソード；
ｇ）（ｉ）Ｌｉ３Ｍｇのようなリチウム合金を含むアノード；（ｉｉ）ＬｉＣｌ−ＫＣｌ又はＭＸ−Ｍ’Ｘ’（ここで、Ｍ及びＭ’はアルカリであり、Ｘ及びＸ’はハロゲンである）のような溶融塩電解質、及び（ｉｉｉ）ＣｅＨ２、ＬａＨ２、ＺｒＨ２、及びＴｉＨ２から選択される１つのような金属水素化物を含み、更にカーボンブラックを含むカソード、そして、
ｈ）（ｉ）Ｌｉを含むアノード；（ｉｉ）ＬｉＣｌ−ＫＣｌ又はＭＸ−Ｍ’Ｘ’（Ｍ及びＭ’はアルカリであり、Ｘ及びＸはハロゲンである）のような溶融塩電解質、及び（ｉｉｉ）ＣｅＨ２、ＬａＨ２、ＺｒＨ２、及びＴｉＨ２から選択される１つのような金属水素化物を含み、及び更にカーボンブラックを含むカソード。
【００２６】
本開示は更に、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ］（ここで、Ｎｉ（Ｈ２）で示される水素電極は水素の透過、散布、及び断続的な電気分解の源の少なくとも１つを含む）；［ＰｔＴｉ／Ｈ２ＳＯ４（約５Ｍ  ａｑ）又はＨ３ＰＯ４（約１４．５Ｍ  ａｑ）／ＰｔＴｉ］の断続的な電気分解、及び［ＮａＯＨ  Ｎｉ（Ｈ２）／ＢＡＳＥ／ＮａＣｌ  ＭｇＣｌ２］（ここで、Ｎｉ（Ｈ２）で示される水素電極は水素の透過源を含む）のセルの少なくとも１つを含む電気化学的パワー・システムに関する。妥当な実施例において、水素電極は、ＮｉＯのような保護的な酸化物被膜をもつように準備されるニッケルのような金属を含む。酸化物皮膜は、酸素を含むもののような酸化性の雰囲気における陽極酸化又は酸化により形成されてよい。
【００２７】
本開示は更に、ａ）からｄ）を含むセルの少なくとも１つを含む電気化学的パワー・システムに関する。
ａ）（ｉ）Ｎｉ（Ｈ２）で示される水素電極であって、少なくとも透過性の、散布性の、及び断続的な電気分解の水素の源を含む水素電極を含むアノード；
（ｉｉ）ＭＯＨ若しくはＭ（ＯＨ）２、又はＭＯＨ若しくはＭ（ＯＨ）２でＭ’Ｘ若しくはＭ’Ｘ２を備えるもの（ここで、Ｍ及びＭ’は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａから独立的に選択される幾つかのような金属であり、Ｘは水酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、及び炭酸塩から選択される１つのようなアニオンである）から選択される１つのような溶融電解質、又は（ｉｉｉ）アノードのそれと同じであってよい金属を含み、かつ、空気又はＯ２を更に含むカソード；
ｂ）（ｉ）Ｎｉ（Ｈ２）で示される水素電極を含むアノードが、透過の、散布性の、及び断続的な電気分解の水素の源の少なくとも１つを含み；（ｉｉ）ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、又はＮａＯＨ−ＮａＩのような溶融電解質、及び（ｉｉｉ）アノードのそれと同じであってよい金属を含み、そして、更に空気又はＯ２を含むカソード；
ｃ）（ｉ）Ｐｔ／Ｔｉのような貴金属を含むアノード；（ｉｉ）それぞれ、１から１０Ｍ、及び５から１５Ｍの濃度範囲にあってよいＨ２ＳＯ４又はＨ３ＰＯ４のような水性酸性の電解質、及び（ｉｉｉ）アノードのそれと同じであってよい金属を含み、更に空気又はＯ２を更に含むカソード、及び
ｄ）（ｉ）溶融ＮａＯＨ及び水素の透過源を含むＮｉ（Ｈ２）で示される水素電極を含むアノード；（ｉｉ）ベータ・アルミナ固体電解質（ＢＡＳＥ）を含む電解質、及び（ｉｉｉ）ＮａＣｌ−ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ−ＣａＣｌ２、又はＭＸ−Ｍ’Ｘ２’のような溶融共晶塩（Ｍはアルカリであり、Ｍ’はアルカリ土類であり、そして、Ｘ及びＸ’はハロゲンである）を含むカソード。
【００２８】
本開示の更なる実施例は、ｎ＝１状態にある原子Ｈがより低いエネルギ状態を形成させることができるような水素触媒を含む電気化学的セルのそれらのような触媒システム、原子水素の源、及びより低いエネルギの水素を形成するための反応を開始させ伝播させることができる他の種に関する。ある実施例において、本開示は、少なくとも１つの原子水素の源及び少なくとも１つの触媒若しくは触媒の源でハイドリノを形成するように水素の触媒反応をサポートするものを含む反応混合物に関する。固体及び液体燃料に対するここに開示される反応物及び反応は、フェーズの混合物を含む不均一系燃料の反応物及び反応でもある。反応混合物は、水素触媒若しくは水素触媒の源及び原子水素若しくは原子水素の源から選択される少なくとも２つの構成要素を含む。ここで、原子水素及び水素触媒の少なくとも１つは、反応混合物の反応によって形成されてよい。追加的な実施例において、反応混合物は、更に、ある実施例において電気的に導電性であり得る支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）、還元剤、及び、酸化剤を含む。ここで、それが反応を受けることによって少なくとも１つの反応物が触媒反応を活性化させる。反応物は、加熱することによって如何なる非ハイドリノ生成物のために再生されるかもしれない。
【００２９】
本開示はまた、
原子水素の触媒反応のための反応セルと、
反応容器と、
真空ポンプと、
反応容器と連通する原子水素の源と、
反応容器と連通するバルク材料（ｂｕｌｋ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む水素触媒の源と、
少なくとも１つの原子水素及び水素触媒及び少なくとも１つの他の元素を形成する元素を含む少なくとも１つの反応物を含む反応混合物を含む水素触媒の源及び原子水素の源の少なくとも１つの源（ここで、少なくとも１つの原子水素及び水素触媒がその源からそのようにして形成されるが）と、
触媒反応を引き起こす少なくとも１つの他の反応物と、
容器のためのヒータと、を含み、
このようにして原子水素の触媒反応が、水素のモルあたり約３００ｋＪを超える量においてエネルギを開放する、パワー源に関する。
【００３０】
ハイドリノを形成する反応は、１又はそれ以上の化学反応によって活性化させられ或いは開始させられ及び伝播させられるかもしれない。これらの反応は例えば以下のものから選択できる。（ｉ）水素化物交換反応（ｈｙｄｒｉｄｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｉ）ハロゲン化物−水素化物交換反応（ｈａｌｉｄｅ−  ｈｙｄｒｉｄｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｉｉ）ある実施例においてハイドリノ反応のための活性化エネルギを供給する発熱反応（ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｉｖ）ある実施例においてハイドリノ反応を支持するように触媒又は原子水素の源の少なくとも１つを提供する共役反応（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｖ）ある実施例においてハイドリノ反応の間に触媒からの電子の受容体（ａｃｃｅｐｔｏｒ）として機能するフリーラジカル反応（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｖｉ）ある実施例においてハイドリノ反応の間に触媒からの電子の受容体（ａｃｃｅｐｔｏｒ）として機能する酸化−還元反応（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、（ｖｉ）１つの実施例において、ハイドリノを形成するように原子水素からエネルギを受け取る際にイオン化されるような触媒の働きを容易にする、ハロゲン化物（ｈａｌｉｄｅ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）、水素化物（ｈｙｄｒｉｄｅ）、ヒ化物（ａｒｓｅｎｉｄｅ）、酸化物（ｏｘｉｄｅ）、リン化物（ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）、及び窒化物（ｎｉｔｒｉｄｅ）交換を含むアニオン交換のような他の交換反応（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、及び（ｖｉｉ）ゲッター（ｇｅｔｔｅｒ）、支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）、又はマトリクス支援ハイドリノ反応（ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、であって、それは、（ａ）ハイドリノ反応のための化学的環境、（ｂ）Ｈ触媒の機能を助けるように電子を移動させる作用（ａｃｔ）、（ｃ）可逆フェーズ又は他の物理的変化又は電子的な状態における変化を経ること（ｕｎｄｅｒｇｏｅ）、及び（ｄ）ハイドリノ反応の程度又は速度の少なくとも１つを増加させるようにより低いエネルギの水素の生成物を結合させること（ｂｉｎｄ）の少なくとも１つを提供するかもしれない。ある実施例において、電気的に導電性の支持体は、活性化反応を可能にする。
【００３１】
もう１つの実施例において、ハイドリノを形成する反応は、水素化物交換及びハロゲン化物交換の少なくとも１つを含むが、それは２つの金属のような２つの種の間での交換である。少なくとも１つの金属は、アルカリ金属又はアルカリ金属水素化物のようなハイドリノを形成するための触媒の源又は触媒であるかもしれない。水素化物交換は、少なくとも２つの水素化物、少なくとも１つの金属及び少なくとも１つの水素化物、少なくとも２つの金属水素化物、少なくとも１つの金属及び少なくとも１つの金属水素化物、及び、２又はそれ以上の種を含む又はそれらの種の間の交換を備えるそのような他の組合せの間であるかもしれない。ある実施例において、水素化物交換は、（Ｍ１）ｘ（Ｍ２）ｙＨｚのような混合金属水素化物を形成する。ここで、ｘ，ｙ，及びｚは整数であり、Ｍ１及びＭ２は金属である。
【００３２】
本開示の他の実施例は、反応物に関するが、活性化反応及び／又は伝播反応における触媒は、インターカレート化合物（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を形成するための材料又は化合物を備える水素の源及び触媒の源又は触媒の反応を含み、反応物はインターカレートされた種の除去によって再生される。ある実施例において、カーボンは酸化剤として機能してよく、カーボンは、例えば、加熱、及び置換エージェント（ｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）の使用によって、電解で、又は溶媒を使用することによって、アルカリ金属インターカレートされたカーボンから再生されてよい。
【００３３】
追加的な実施例において、本開示は以下のものを含むパワー・システムに関する。
即ち、
（ｉ）触媒又は触媒の源；原子水素又は原子水素の源；触媒又は触媒の源及び原子水素又は原子水素の源を形成する反応物；原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物；及び触媒反応を可能にする支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）から選択される少なくとも２つの構成要素を含む化学燃料混合物，
（ｉｉ）複数の反応容器を含む、反応生成物から燃料を熱的に再生する交換反応を反転させるための少なくとも１つの熱的システム、ここで、混合物の反応の生成物から最初の化学燃料混合物を形成する反応を含む再生反応が、複数の反応容器のうち少なくとも１つの反応容器内で、パワー反応を受けている他の少なくとも１つの反応容器と連動して、実施され、少なくとも１つのパワー生成容器からの熱が、熱的再生のためのエネルギを供給するために再生を受けている少なくとも１つの容器に流れ、容器は、熱流れを達成するために熱移動媒体内に埋め込まれ、真空ポンプ及び水素の源を更に含む少なくとも１つの容器は、また、より低温のチャンバー内に種が優先的に蓄積されるように、より高温のチャンバー及びより低温のチャンバーの間で維持される温度差を持つ２つのチャンバーを備えるかもしれず、ここで、水素化反応は、より高温のチャンバーに戻される少なくとも１つの最初の反応物を形成するため、より低温のチャンバー内で実施され、
（ｉｉｉ）熱バリアを超えてパワー生成反応容器からの熱を受け取るヒート・シンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）
及び
（ｉｖ）ランキン又はブレイトン−サイクル・エンジン、蒸気エンジン、スターリング・エンジンのような熱エンジンを含むかもしれないパワー変換システム、ここで、パワー変換システムは熱電又は熱電子変換器を含み、
を含む。特定の実施例において、ヒート・シンクは、電気を生成するためにパワー変換システムにパワーを移動させるかもしれない。
【００３４】
特定の実施例において、パワー変換システムは、ヒート・シンクからの熱の流れを受け取り、そして、特定の実施例において、ヒート・シンクは蒸気エンジンを含み、蒸気は電気を生成するためにタービンのような熱エンジンに流れる。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
追加的な実施例において、本開示は、以下のものを含むパワー・システムに関する。それらは、
（ｉ）触媒又は触媒の源；原子酸素及び原子酸素の源；触媒又は触媒の源及び原子酸素及び原子酸素の源を形成する反応物；原子水素の触媒反応を開始させる１又はそれ以上の反応物；及び触媒反応を可能にする支持体から選択される少なくとも２つの構成要素を含む化学燃料混合物、
（ｉｉ）少なくとも１つの反応容器を含む反応生成物から燃料を熱的に再生するために交換反応を反転させるための熱的システム、ここで、混合物の反応の生成物から最初の化学燃料混合物を形成する反応を含む再生反応が、パワー反応と連結して少なくとも１つの反応容器内において実施され、パワー生成反応からの熱が熱的再生のためにエネルギを供給するように再生反応へと流れ、少なくとも１つの容器が、その容器のそれぞれより高温のセクション及びより低温のセクションの間の熱勾配を達成するように、１つのセクションの上では断熱され、そして、もう１つのセクションの上では熱的に伝導的な溶媒と接触しており、そのようにして、より低温のセクション内に種が優先的に蓄積され、少なくとも１つの容器は更に真空ポンプ及び水素の源を含み、ここで、水素化反応が、より高温のセクションに戻される少なくとも１つの最初の反応物を形成するようにより低温のセクション内において実施され、
（ｉｉｉ）熱的に伝導性の媒体を通して、そして、オプションとして少なくとも１つの熱バリアを超えて、移動させられるパワー生成反応からの熱を受け取るヒート・シンク、
（ｉｖ）ランキン又はブレイトン−サイクル・エンジン、蒸気エンジン、スターリング・エンジンのような熱エンジンを含むかもしれないパワー変換システム（ここで、パワー変換システムは熱電又は熱電子変換器を含み、ここで、変換システムはヒート・シンクからの熱の流れを受け取る）、
である。
【発明の効果】
【００３６】
１つの実施例において、ヒート・シンクは、蒸気エンジンを含み、そして、蒸気は電気を生成するためにタービンのような熱エンジンに流れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本開示によるバッテリ及び燃料電池及び電気分解セルの概略図である。
【図２】図２は、本開示によるＣＩＨＴセル・双極性プレート（ｄｉｐｏｌａｒ  ｐｌａｔｅ）の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示による、化合物カソード、透過性アノード、及びガス供給を含むＣＩＨＴセル・スタックの繰り返しのユニットである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本開示による、対向するセルに対応する対向するサイドからの電気化学的反応を支持し、水素化されるかもしれないアノードを含むＣＩＨＴセル・スタックの繰り返しのユニットである。
【図４】図４は、本開示による、中央のヒータを備えるＣＩＨＴセル・スタックの概略図である。
【図５】図５は、本開示による、Ｈ２Ｏ及びＨ２収集（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）及びリサイクル・システムを含むＣＩＨＴセルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本開示の実施例の詳細な記述
本開示は、電子殻が原子核に相対してより近い位置にある、より低いエネルギ状態を形成する原子水素からエネルギを開放する触媒システムに関する。開放されるパワーは、パワー発生及び追加として新しい水素種のために利用され、化合物は所望の生成物である。これらのエネルギ状態は、古典的な物理法則によって予言され、対応するエネルギ開放遷移を受けるために水素からエネルギを受け取るための触媒を必要とする。
【００３９】
古典的な物理学は、水素原子、水素化物イオン、水素分子イオン、及び水素分子の閉形式解を与え、分数の主量子数を持つ対応する種を予言する。マクスウェルの方程式を用いて、電子の構造は、境界値問題として誘導されたが、ここで、電子は、束縛されたｎ＝１の状態の電子がエネルギを放出できないという制限を備え、遷移の間に、時間依存性の電磁場のソース電流を含んでいる。Ｈ原子の解によって予言される反応は、別様に安定な原子水素から、以前に可能と考えられたものよりも低いエネルギ状態にある水素を形成するようにエネルギを受け取ることができる触媒へと、共鳴する非放射性のエネルギ移動を含む。具体的には、古典的な物理学は、原子水素が、特定の原子、エキシマー（ｅｘｃｉｍｅｒｓ）、イオン、及び２原子の水素化物との触媒反応を受けるかもしれないことを予言し、これは、原子水素のポテンシャル・エネルギー  Ｅｈ＝２７．２ｅＶ（ここで、Ｅｈは１ハートリー（Ｈａｒｔｒｅｅ）である）の整数倍の正味のエンタルピーを備える反応を提供する。既知の電子エネルギ・レベルの基礎に基づいて識別できる特定の種（例えば、Ｈｅ＋、Ａｒ＋、Ｓｒ＋、Ｋ、Ｌｉ、ＨＣｌ、及びＮａＨ、ＯＨ、ＳＨ、ＳｅＨ、発生期のＨ２Ｏ、ｎＨ（ｎ＝整数））は、プロセスに触媒作用を及ぼすための原子水素と共に存在することが要求される。その反応は、並はずれて熱い、励起された状態のＨ及び分数の主量子数に対応する未反応の原子水素よりもエネルギにおいてより低い原子水素を形成するように、ｑ・１３．６ｅＶの連続する発光又はｑ・１３．６ｅＶのＨへの移動が続いて起きる非放射性のエネルギ移動を含む。即ち、水素原子の主要なエネルギレベルのための式において次のようになる。
Ｅｎ＝−ｅ２／（ｎ２８πε０ａＨ）  ＝  −（１３．５９８ｅＶ）／ｎ２  （１）
ｎ＝１、２、３、・・・                                                （２）
ここで、ａＨは水素原子に対するボーアの半径であり（５２．９４７ｐｍ）、ｅは、電子の電荷の大きさであり、そして、ε０は、真空の誘電率であり、分数の量子数は、以下の通りである。
ｎ＝１、１／２、１／３、１／４、・・・、１／ｐ                        （３）
ここで、ｐ≦１３７は整数。
この分数の量子数は、励起された状態にある水素に対するリュードベリ式中の良く知られたパラメータｎ＝整数を置換し、「ハイドリノ」と呼ばれるより低いエネルギ状態の水素原子を表す。そして、マクスウェルの式の解析解を持つ励起された状態に類似するが、ハイドリノ原子はまた、電子、原子核、及び光子（ｐｈｏｔｏｎ）を含む。しかしながら、後者の電磁場は、励起された状態にあるようなエネルギの吸収を備える中心場を減少させるというよりはむしろエネルギの脱離に対応する結合を増加させ、そして、その結果としてのハイドリノの光子−電子相互作用は放射的というよりはむしろ安定的である。
【００４０】
水素のｎ＝１状態及び水素のｎ＝１／整数状態は、非放射性であるが、例えば、ｎ＝１からｎ＝１／２への、２つの非放射状態の間の遷移は、非放射性のエネルギ移動によって可能である。水素は、式（１）及び（３）によって与えられる安定な状態の特別なケースであり、このとき、水素又はハイドリノ原子の対応する半径は次の式で与えられる。
ｒ＝ａＨ／ｐ                                                          （４）
ここで、ｐ＝１，２，３，・・・である。
エネルギを保存するために、エネルギは、水素原子から触媒へと移動させなければならず、その単位は、次のようになる。
ｍ・２７．２ｅＶ                                                      （５）
ｍ＝１、２、３、４、・・・
そして、半径はａＨ／（ｍ＋ｐ）へと移行する。触媒反応は、２つのステップのエネルギ開放を含む。触媒への非放射性のエネルギ移動と、それに続く追加のエネルギ放出とであり、半径が対応する安定な最終状態に減少する際に起きる。反応の正味のエンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより近く合致すると、触媒反応の速度が増加すると信じられている。ｍ・２７．２ｅＶの±１０％以内、好ましくは、±５％以内の反応の正味のエンタルピーを持つ触媒が、大抵の適用に対して好ましいと見出されてきた。より低いエネルギ状態への水素原子の触媒反応の場合において、ｍ・２７．２ｅＶ（式（５））の反応のエンタルピーは、水素原子のポテンシャル・エネルギと同じファクタによって相対論的に補正される。
【００４１】
このようにして、一般的な反応は次のように与えられる。
ｍ・２７．２ｅＶ＋Ｃａｔｑ＋＋Ｈ［ａＨ／ｐ］  →
Ｃａｔ（ｑ＋ｒ）＋＋ｒｅ−＋Ｈ＊［ａＨ／（ｍ＋ｐ）］＋ｍ・２７．２ｅＶ
（６）
Ｈ＊［ａＨ／（ｍ＋ｐ）］  →
Ｈ［ａＨ／（ｍ＋ｐ）］＋［（ｐ＋ｍ）２−ｐ２］・１３．６ｅＶ
−ｍ・２７．２ｅＶ                                            （７）
Ｃａｔ（ｑ＋ｒ）＋＋ｒｅ−  →  Ｃａｔｑ＋＋ｍ・２７．２ｅＶ          （８）
そして、全体の反応は次のように与えられる。
Ｈ［ａＨ／ｐ］  →
Ｈ［ａＨ／（ｍ＋ｐ）］＋［（ｐ＋ｍ）２−ｐ２］・１３．６ｅＶ      （９）
ここで、ｑ、ｒ、ｍ、及びｐは整数である。Ｈ＊[ａＨ／（ｍ＋ｐ）]は、水素原子の半径（分母において１に対応する）と、及び、プロトンの半径の（ｍ＋ｐ）倍に等しい中心場とを持ち、Ｈ[ａＨ／（ｍ＋ｐ）]は、Ｈの１／（ｍ＋ｐ）倍の半径を持つ対応する安定的な状態である。電子が水素原子の半径から１／（ｍ＋ｐ）の距離の半径へと半径方向加速度受けるとき、エネルギは、第３体の運動エネルギとして又は特徴的な光の放射として開放される。放射は、［（ｐ＋ｍ）２−ｐ２−２ｍ］・１３．６ｅＶ又は９１．２／［（ｐ＋ｍ）２−ｐ２−２ｍ］ｎｍでエッジを持ち、より長い波長に伸びてゆく極端紫外連続放射の形式においてあるかもしれない。放射に加えて、高速Ｈ（ｆａｓｔ  Ｈ）を形成するための共鳴する運動エネルギ移動が起きるかもしれない。背景Ｈ２との衝突によるこれらの高速Ｈ（ｎ＝１）原子の後に続く励起は、対応するＨ（ｎ＝３）高速原子の放射がそれに続いているが、バルマーのα発光のブロード化を生じさせる。或いは、高速Ｈは、触媒として機能するハイドリノ又はＨの直接の生成物であり、ここで、共鳴するエネルギ移動の受け取りが、イオン化エネルギよりもむしろポテンシャル・エネルギとみなされる。エネルギの保存は、前者のケースにおいてポテンシャル・エネルギの半分、及び、後者のケースにおいて本質的に残りである触媒イオンに対応する運動エネルギの部分を生じる。高速プロトン（ｆａｓｔ  ｐｒｏｔｏｎｓ）のＨ再結合半径は、過剰なパワー・バランスと合致する熱い水素の在庫に不釣り合いであるバルマーのα放射のブロード化を生じさせる。
【００４２】
本開示において、ハイドリノ反応、Ｈ触媒、Ｈ触媒反応、水素に言及する際の触媒反応、ハイドリノを形成するための水素の反応、及びハイドリノ形成反応のような用語は、全て、式（１）及び（３）によって与えられるエネルギ・レベルを持つ水素の状態を形成するように原子Ｈについて、式（５）によって規定される触媒の式（６−９）のそれのような反応に言及する。ハイドリノ反応物、ハイドリノ反応混合物、触媒混合物、ハイドリノ形成のための反応物、より低いエネルギ状態の水素又はハイドリノを形成する又は清算する反応物のような対応する用語は、また、式（１）及び（３）によって与えられるエネルギ・レベルを持つハイドリノ状態又はＨ状態へのＨの触媒反応を実行する反応混合物に言及する際に交換可能に使用される。
【００４３】
本開示の触媒によるより低いエネルギの水素への遷移は、遷移を引き起こすように原子Ｈからのエネルギを受け取る、２７．２ｅＶの非触媒作用された原子水素のポテンシャルエネルギの整数ｍの吸熱化学反応の形においてあるかもしれない触媒を必要とする。吸熱触媒反応は、原子又はイオンのような週から１又はそれ以上の電子のイオン化であってよく（例えば、Ｌｉ→Ｌｉ２＋に対してｍ＝３）、最初の結合のパートナーの１又はそれ以上から１又はそれ以上の電子をイオン化（例えば、ＮａＨ→Ｎａ２＋＋Ｈに対するｍ＝２）することを伴う結合の開裂の協奏反応（ｃｏｎｃｅｒｔｅｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）を更に含んでよい。Ｈｅ＋は、２７．２ｅＶの整数倍に等しいエンタルピー変化を持つ化学又は物理プロセスである、触媒基準を実現するが、これは、それが５４．４１７ｅＶでイオン化するところ、それは２・２７．２ｅＶであるからである。整数の数の水素原子は、また、２７．２ｅＶのエンタルピーの整数倍の触媒として機能するかもしれない。水素原子Ｈ（１／ｐ）  ｐ＝１、２、３、・・・、１３７は、式（１）及び（３）で与えられるより低いエネルギ状態へと更なる遷移を受けることができる。ここで、１つの原子の遷移は、そのポテンシャル・エネルギにおいて同時に起きる逆の変化と共にｍ・２７．２ｅＶを共鳴的にかつ非放射的に受け取る１又はそれ以上の追加のＨ原子によって触媒作用を及ぼされる。ｍ・２７．２ｅＶからＨ（１／ｐ’）への共鳴移転によって誘引される、Ｈ（１／ｐ）からＨ（１／（ｐ＋ｍ））への遷移に対する全体の一般式は、次のように与えられる。
Ｈ（１／ｐ’）＋Ｈ（１／ｐ）  →
Ｈ＋Ｈ（１／（ｐ＋ｍ））＋［２ｐｍ＋ｍ２−ｐ’２＋１］・１３．６ｅＶ
（１０）
水素原子は、触媒として機能してよく、ここで、触媒として他のために働く、１、２、及び３個の原子に対してそれぞれｍ＝１、ｍ＝２、及びｍ＝３である。２つの原子触媒である２Ｈの割合は、２Ｈを形成するための分子と並はずれて高速のＨが衝突するときは高いかもしれず、ここで、２つの原子は共鳴的に及び非放射的に、衝突パートナーの第３の水素原子から５４．４ｅＶを受け取る。同じメカニズムによって、２つの熱いＨ２の衝突は、第４のものに対して、３・２７．２ｅＶの触媒として機能する３Ｈを提供する。２２．８ｎｍ及び１０．１ｎｍにおけるＥＵＶ連続体、極端な（＞１００ｅＶ）バルマーα線のブロード化、高く励起されたＨ状態、生成物ガスＨ２（１／４）、及び大きなエネルギ開放は、予言に合致して観測された。
【００４４】
Ｈ（１／４）は、その多極化に基づいて好ましいハイドリノ状態であり、選択はその形成のために規定する。従って、Ｈ（１／３）が形成される場合において、Ｈ（１／４）への遷移が式（１０）に従って、Ｈによって急速に触媒作用されるかもしれない。同様に、Ｈ（１／４）は、式（５）において、ｍ＝３に対応する８１．６ｅＶに等しい又はそれを超える触媒エネルギのための好ましい状態である。この場合において、触媒へのエネルギの移動は、中間体の崩壊からの２７．２ｅＶのエネルギだけでなく、式（７）のＨ＊（１／４）中間体を形成する８１．６ｅＶを含む。例えば、１０８．８ｅＶのエンタルピーを持つ触媒は、１２２．４ｅＶのＨ＊（１／４）崩壊エネルギから、２７．２ｅＶだけでなく、８１．６ｅＶを受け取ることにより、Ｈ＊（１／４）を形成するかもしれない。９５．２ｅＶの残存する崩壊エネルギは、Ｈ２（１／４）を形成するように反応する好ましい状態のＨ（１／４）を形成するように環境に放出される。
【００４５】
妥当な触媒は、従って、ｍ・２７．２ｅＶの反応の正味の正のエンタルピーを供給することができる。即ち、触媒は共鳴的に、水素原子からの非放射的エネルギ移動を受け取り、分数の量子エネルギ・レベルへの電子遷移に影響を与えるように周囲にエネルギを放出する。非放射的なエネルギ移動の結果として、水素原子は、不安定になり、式（１）及び（３）によって与えられる主要なエネルギ・レベルを持つより低いエネルギの非放射的な状態を達成するまで、更にエネルギを放出する。このようにして、触媒反応は、水素原子のサイズ、ｒｎ＝ｎａＨ（ｎは式（３）によって与えられる）において釣り合った減少を持つ水素原子からエネルギを放出させる。例えば、Ｈ（ｎ＝１）からＨ（ｎ＝１／４）への触媒反応は、２０４ｅＶを放出し、そして、水素半径はａＨから（１／４）・ａＨに減少する。
【００４６】
触媒生成物、Ｈ（１／ｐ）は、また、ハイドリノ水素化物イオン、Ｈ−（１／ｐ）を形成するように電子と反応するかもしれず、或いは、２つのＨ（１／ｐ）が、対応する分子ハイドリノ、Ｈ２（１／ｐ）を形成するように反応するかもしれない。具体的には、触媒生成物、Ｈ（１／ｐ）は、また、結合エネルギ、ＥＢを持つ新規な水素化物イオンＨ−（１／ｐ）を形成するように電子と反応するかもしれない。
【数１】
2019036551.tif 000002
ここで、ｐ＝整数＞１であり、ｓ＝１／２である。
【数２】
2019036551.tif 000003
は、換算プランク定数（Ｐｌａｎｃｋ’ｓ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｂａｒ）であり、μ０は真空の透磁率であり、ｍｅは、電子の質量であり、μｅは換算電子質量（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍａｓｓ）であり、以下の式で与えられる。
【数３】
2019036551.tif 000004
ここで、ｍｐはプロトンの質量であり、ａ０は、ボーアの半径であり、そして、イオン半径は以下の通りである。
【数４】
2019036551.tif 000005
式（１１）から、水素化物イオンの計算されたイオン化エネルギは、０．７５４１８ｅＶであり、実験値は、６０８２．９９±０．１５ｃｍ−１（０．７５４１８ｅＶ）であった。ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギは、X線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定されてよい。
【００４７】
上磁場にシフトしたＮＭＲピークは、通常の水素化物イオンに相対して減少した半径を持ち、プロトンの反磁性遮へいにおける増加を持つ、より低いエネルギ状態の水素の存在の直接的な証拠である。このシフトは、マグニチュード（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）ｐ（ミルズのＧＵＴＣＰ式（７．８７））の光子場（ｐｈｏｔｏｎ  ｆｉｅｌｄ）及び２つの電子の反磁性の寄与の合計によって与えられる。
【数５】
2019036551.tif 000006
ここで、最初の項は、ｐ＝１を持つＨ−に適用され、Ｈ−（１／ｐ）に対するｐ＝整数＞１に適用され、そして、ａは微細構造定数（ｆｉｎｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）である。予測されるハイドリノ水素化物のピークは、通常の水素化物イオンに比べて並はずれて高磁場側にシフトしている（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｉｌｙ  ｕｐｆｉｅｌｄ  ｓｈｉｆｔｅｄ）。１つの実施例において、ピークはＴＭＳの高磁場側（ｕｐｆｉｅｌｄ）である。ＴＭＳに対するＮＭＲシフトは、化合物を含む又は単独の、通常のＨ−、Ｈ、Ｈ２、又はＨ＋の少なくとも１つに対して知られるものよりも大きいかもしれない。シフトは、０、−１、−２、−３、−４、−５、−６、−７、−８、−９、−１０、−１１、−１２、−１３、−１４、−１５、−１６、−１７、−１８、−１９、−２０、−２１、−２２、−２３、−２４、−２５、−２６、−２７、−２８、−２９、−３０、−３１、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８、−３９、及び−４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きいかもしれない。裸のプロトンに対する絶対シフトの範囲は、ＴＭＳのシフトが裸のプロトンに対して約−３１．５であるところ、±５ｐｐｍ、±１０ｐｐｍ、±２０ｐｐｍ、±３０ｐｐｍ、±４０ｐｐｍ、±５０ｐｐｍ、±６０ｐｐｍ、±７０ｐｐｍ、±８０ｐｐｍ、±９０ｐｐｍ、及び±１００ｐｐｍの少なくとも１つの公差の範囲内に、−（ｐ２９．９＋ｐ２２．７４）ｐｐｍ（式（１２））であるかもしれない。裸のプロトンに対する絶対シフトの範囲は、約０．１％から９９％、１％から５０％、及び１％から１０％の少なくとも１つの公差の範囲内に−（ｐ２９．９＋ｐ２１．５９Ｘ１０−３）ｐｐｍ（式（１２））であるかもしれない。もう１つの実施例において、ＮａＯＨ又はＫＯＨのような水酸化物のマトリクスのような固体マトリクス内の分子、水素化物イオン、又はハイドリノ原子のようなハイドリノ種の存在は、マトリクス・プロトン（ｍａｔｒｉｘ  ｐｒｏｔｏｎｓ）の高磁場側へのシフト（ｓｈｉｆｔ  ｕｐｆｉｅｌｄ）を引き起こす。ＮａＯＨ又はＫＯＨのそれらのようなマトリクス・プロトンは、交換するかもしれない。１つの実施例において、シフトは、ＴＭＳに対して約−０．１から−５ｐｐｍの範囲の中に、マトリクス・ピークを存在させるようにするかもしれない。ＮＭＲ決定は、マジック角回転１Ｈ核磁気共鳴分光法（ｍａｇｉｃ  ａｎｇｌｅ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ  １Ｈ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＭＡＳ  １Ｈ  ＮＭＲ））を含んでよい。
【００４８】
Ｈ（１／ｐ）は、１つのプロトンと反応するかもしれず、２つのＨ（１／ｐ）は、それぞれ、Ｈ２（１／ｐ）＋及びＨ２（１／ｐ）を形成するように反応するかもしれない。水素分子イオン及び分子電荷及び電流密度作用、結合距離、及びエネルギは、非放射の制限を持つ楕円座標におけるラプラシアンから解かれた。
【数６】
2019036551.tif 000007
扁長楕円体分子軌道（ｐｒｏｌａｔｅ  ｓｐｈｅｒｏｉｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）の各焦点における＋ｐｅの中心場（ｃｅｎｔｒａｌ  ｆｉｅｌｄ）を持つ水素分子イオンの全エネルギＥＴは、次のように与えられる。
【数７】
2019036551.tif 000008
ここで、ｐは整数であり、ｃは真空中の光の速度であり、μは換算核質量である。扁長楕円体分子軌道（ｐｒｏｌａｔｅ  ｓｐｈｅｒｏｉｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）の各焦点における＋ｐｅの中心場（ｃｅｎｔｒａｌ  ｆｉｅｌｄ）を持つ水素分子イオンの全エネルギーＥＴは、次のように与えられる。
【数８】
2019036551.tif 000009
【００４９】
水素分子Ｈ２（１／ｐ）の結合解離エネルギ、ＥＤは、対応する水素原子の全エネルギ及びＥＴの間の差である。
ＥＤ  ＝  Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））−ＥＴ                                  （１６）
ここで、
Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））＝−ｐ２・２７．２０ｅＶ                          （１７）
であり、ＥＤは、式（１６−１７）及び（１５）によって与えられる。
ＥＤ＝−ｐ２・２７．２０ｅＶ−ＥＴ
＝−ｐ２・２７．２０ｅＶ−（−ｐ２・３１．３５１ｅＶ−ｐ３・０．３２６４６９ｅＶ
＝ｐ２・４．１５１ｅＶ＋ｐ３・０．３２６４６９ｅＶ                  （１８）
Ｈ２（１／ｐ）は、X線光電子分光法によって同定されるかもしれないが、ここで、イオン化された電子に加えてイオン化生成物が、２つのプロトン及び１つの電子、１つのＨ原子、１つのハイドリノ原子、分子イオン、水素分子イオン、及びＨ２（１／ｐ）＋を含むそれらのような可能性の少なくとも１つであるかもしれず、ここで、エネルギはマトリクスによってシフトされるかもしれない。
【００５０】
触媒反応−生成物ガスのＮＭＲは、Ｈ２（１／ｐ）の理論的に予測されたケミカル・シフトの最も確実なテストを提供する。一般に、Ｈ２（１／ｐ）の１Ｈ  ＮＭＲ共鳴は、電子が非常に原子核に近いところ、楕円座標における分数の半径により、Ｈ２のそれから高磁場側になると予測される。Ｈ２（１／ｐ）に対する予測されるシフト、ΔＢＴ／Ｂは、マグニチュード（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）ｐの光子場（ｐｈｏｔｏｎ  ｆｉｅｌｄ）及び２つの電子の反磁性の寄与の合計によって与えられる（ミルズの  ＧＵＴＣＰ  式（１１．４１５−１１．４１６））
【数９】
2019036551.tif 000010
ΔＢＴ／Ｂ  ＝  −（ｐ・２８．０１＋ｐ２１．４９Ｘ１０−３）ｐｐｍ    （２０）
ここで、第１の項は、ｐ＝１を備えるＨ２に、そして、Ｈ２（１／ｐ）に対するｐ＝整数＞１  に適用される。−２８．０ｐｐｍの実験上の絶対Ｈ２ガス−フェーズ共鳴シフトは、−２８．０１ｐｐｍ（式（２０））の予測される絶対ガス−フェーズ・シフトと優れて合致している。予測される分子ハイドリノ・ピークは、通常のＨ２に対して並はずれて高磁場側にシフトしている。１つの実施例において、ピークはＴＭＳの高磁場側にある。ＴＭＳに対するＮＭＲシフトは、化合物を含み、又は、単独で、通常のＨ−、Ｈ、Ｈ２、又はＨ＋の少なくとも１つに対して知られたものよりもより大きいかもしれない。シフトは、０、−１、−２、−３、−４、−５、−６、−７、−８、−９、−１０、−１１、−１２、−１３、−１４、−１５、−１６、−１７、−１８、−１９、−２０、−２１、−２２、−２３、−２４、−２５、−２６、−２７、−２８、−２９、−３０、−３１、−３２、−３３、−３４、−３５、−３６、−３７、−３８、−３９、及び−４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きいかもしれない。裸のプロトンに対する絶対シフトの範囲は、ＴＭＳのシフトが、裸のプロトンに対して約−３１．５であるところ、±５ｐｐｍ、±１０ｐｐｍ、±２０ｐｐｍ、±３０ｐｐｍ、±４０ｐｐｍ、±５０ｐｐｍ、±６０ｐｐｍ、±７０ｐｐｍ、±８０ｐｐｍ、±９０ｐｐｍ、及び±１００ｐｐｍの少なくとも１つの公差の範囲内において−（ｐ２８．０１＋ｐ２２．５６）ｐｐｍ（式（２０））であるかもしれない。裸のプロトンに対する絶対シフトの範囲は、約０．１％から９９％、１％から５０％、及び１％から１０％の少なくとも１つの公差の範囲内において−（ｐ２８．０１＋ｐ２１．４９Ｘ１０−３）ｐｐｍ（式（２０））であるかもしれない。
【００５１】
水素−タイプ分子のＨ２（１／ｐ）の、ν＝０からν＝１への遷移に対する振動エネルギ、Ｅｖｉｂは、次のようになる。
Ｅｖｉｂ＝ｐ２・０．５１５９０１ｅＶ                                  （２１）
ここで、ｐは整数である。
【００５２】
水素−タイプの分子Ｈ２（１／ｐ）のＪからＪ＋１への遷移に対する回転のエネルギ、Ｅｒｏｔは、次のように表わされる。
【数１０】
2019036551.tif 000011
ここで、ｐは整数であり、Ｉは慣性モーメントである。Ｈ２（１／４）のＲｏ−振動の放射は、固体マトリクス内にトラップされ、ガス中での電子ビームにより励起された分子について観察された。
【００５３】
回転のエネルギのｐ２依存性は、慣性モーメントＩによる、対応するインパクト及び核間の距離の逆ｐ依存性に起因する。Ｈ２（１／ｐ）に対する予測された核間の距離２ｃ’は次の通りである。
【数１１】
2019036551.tif 000012
Ｈ２（１／ｐ）の回転及び振動のエネルギの少なくとも１つは、電子−ビーム励起発光分光法、ラマン分光法、及びフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法の少なくとも１つによって測定されるかもしれない。Ｈ２（１／ｐ）は、ＭＯＨ、ＭＸ、及びＭ２ＣＯ３（Ｍ＝アルカリ；Ｘ＝ハロゲン）マトリクスの少なくとも１つにおいてのように測定のためにマトリクスにトラップされるかもしれない。
【００５４】
触媒
Ｈｅ＋、Ａｒ＋、Ｓｒ＋、Ｌｉ、Ｋ、ＮａＨ、ｎＨ（ｎ＝整数），及びＨ２Ｏは、触媒として機能すると予測される。なぜならば、それらは、触媒基準に合致するからである。ここで、その触媒基準は、原子水素のポテンシャル・エネルギ、２７．２ｅＶの整数倍に等しいエンタルピー変化を伴う化学的又は物理的プロセスである。具体的は、触媒システムは、ｔ電子のイオン化エネルギの総和が約ｍ・２７．２ｅＶ（ここで、ｍは整数）となるように、原子から連続するエネルギ・レベルへとｔ電子のイオン化によって提供される。更に、Ｈ（１／２）が最初に形成されて、ｎ＝１／２→１／３、１／３→１／４、１／４→１／５、等となる場合におけるように、触媒の遷移が起きるかもしれない。一旦触媒反応が始まると、ハイドリノは、Ｈ又はＨ（１／ｐ）が、もう１つのＨ又はＨ（１／ｐ’）（ｐはｐ’と同じであってよい）のための触媒として機能するところ、不均化と呼ばれるプロセスにおいて更に自動触媒として機能する。
【００５５】
水素及びハイドリノは触媒として機能してよい。水素原子Ｈ（１／ｐ）  ｐ＝１、２、３、・・・１３７は、式（１）及び（３）によって与えられるより低いエネルギ状態への遷移を受けることができるが、１つの原子の遷移は、ポテンシャル・エネルギの同時に起きる逆の変化と共に、ｍ・２７．２ｅＶを共鳴的に及び非放射的に受け取る第２のものによって触媒作用を受ける。ｍ・２７．２ｅＶからＨ（１／ｐ’）への共鳴伝達によって誘導されるＨ（１／ｐ）からＨ（１／（ｍ＋ｐ））への遷移に対する全体の一般式は、式（１０）によって表わされる。このようにして、水素原子は、触媒として機能してよいが、もう１つに対する触媒として働く、１つ、２つ、及び３つの原子がそれぞれ、ｍ＝１、ｍ＝２、及びｍ＝３である。２−又は３−原子−触媒に対する割合は、Ｈ密度が高い時にのみ、感知できる程度であろう。しかしながら、高いＨ密度は、珍しい訳ではない。第３又は第４のためのエネルギ受容体として機能する２Ｈ又は３Ｈの高い水素原子の許容濃度は、高度に解離されたプラズマ、特に、挟まれた水素プラズマ内で、多重の単分子層を支持する金属表面の上で、及び温度及び重力に導かれた密度により太陽及び星の表面でのような幾つかの環境下で達成されるかもしれない。加えて、３−体のＨ相互作用は、熱いＨとＨ２との衝突から２つのＨ原子が生じるときに、容易に達成される。この事象は、並はずれて高速なＨの多大な数を持つプラズマ内において一般に起こり得る。そのような場合において、エネルギ移動は、多極結合を介して数オングストロームが典型的であるが、十分な近接内に１つの水素原子から２つの他のものへと起こり得る。そして、２つの原子が共鳴的に及び非放射的に、第３の水素原子から５４．４ｅＶを受け取り、触媒として２Ｈが機能するように、３つの水素原子の間の反応は、次のように与えられる。
５４．４ｅＶ＋２Ｈ＋Ｈ  →
２Ｈｆａｓｔ＋＋２ｅ−＋Ｈ＊［ａＨ／３］＋５４．４ｅＶ        （２４）
Ｈ＊［ａＨ／３］  →  Ｈ［ａＨ／３］＋５４．４ｅＶ                （２５）
２Ｈｆａｓｔ＋＋２ｅ−  →  ２Ｈ＋５４．４ｅＶ                    （２６）
そして、全体の反応は次の式で与えられる。
Ｈ  →  Ｈ［ａＨ／３］＋［３２−１２］・１３．６ｅＶ              （２７）
ここで、Ｈ＊［ａＨ／３］は、水素原子の半径とプロトンの３倍に等しい中心場を持ち、Ｈ［ａＨ／３］は、Ｈのそれの１／３の半径を持つ対応する安定な状態である。電子が、水素原子の半径から、この距離の１／３の半径になる半径方向加速度を受けるときに、特徴的な光の放射又は第３体の運動エネルギーとしてエネルギが放出される。
【００５６】
［ａＨ／４］状態への直接の遷移を含むもう１つのＨ−原子触媒反応において、２つの熱いＨ２分子は、３つのＨ原子が第４のもののために３・２７．２ｅＶの触媒として機能するように、衝突しかつ解離する。そして、このようにして３Ｈが触媒として機能するように３つの原子が共鳴的に及び非放射的に第４の水素原子から８１．６ｅＶを受け取り、４つの水素原子の間の反応は、次のように与えられる。
８１．６ｅＶ＋３Ｈ＋Ｈ  →
３Ｈｆａｓｔ＋＋３ｅ−＋Ｈ＊［ａＨ／４］＋８１．６ｅＶ        （２８）
Ｈ＊［ａＨ／４］  →  Ｈ［ａＨ／４］＋１２２．４ｅＶ              （２９）
３Ｈｆａｓｔ＋＋３ｅ−  →  ３Ｈ＋８１．６ｅＶ                    （３０）
そして、全体の反応は、次のようになる。
Ｈ  →  Ｈ［ａＨ／４］＋［４２−１２］・１３．６ｅＶ              （３１）
式（２８）のＨ＊［ａＨ／４］中間体による極端紫外連続放射は、１２２．４ｅＶ（１０．１ｎｍ）で短波長カットオフを持ち、より長波長へと伸びることを予測する。この連続体バンドは、実験的に確認された。一般に、ｍ・２７．２ｅＶの受け取りによるＨのＨ［ａＨ／（ｐ＝ｍ＋１）］への遷移は、短波長カットオフ及び以下のエネルギを備える連続体バンドを与えるが、
【数１２】
2019036551.tif 000013
そのエネルギは次のように与えられる。
【数１３】
2019036551.tif 000014
そして、対応するカットオフよりも長い波長へと伸びて行く。１０．１ｎｍ、２２．８ｎｍ、及び９１．２ｎｍの連続体の水素放射シリーズは、星間媒質、太陽及び白色矮星において実験的に観測された。
【００５７】
Ｈ２Ｏのポテンシャル・エネルギは、８１．６ｅＶである（式（４３））［ミルズのＧＵＴ］。そして、同じ媒体によって、発生期のＨ２Ｏ分子（固体、液体、又はガス状において結合された水素でない）は、触媒として機能するかもしれない（式（４４−４７））。より低いエネルギ、即ち、「ハイドリノ」へのＨの理論的に予測された遷移に対する、１０．１ｎｍにおける及びより長波長側に行く連続体放射バンドは、最初にブラックライト・パワー・インク（ＢＬＰ）で、そして、ハーバード天体物理学センター（ＣｆＡ）で再生された、パルス状の挟まれた水素放電から生じるだけであると観測された。Ｈからハイドリノ状態への予測された遷移に合致した１０から３０ｎｍの範囲にある連続放射は、ＨＯＨ触媒を形成するＨ還元を受けることが熱力学的に有利である金属酸化物とのパルス状の挟まれた水素放電から生じるだけであると観測された。一方、有利でないそれらは如何なる連続を示さなかった。たとえ、テストした低い−融点の金属が、よりパワフルなプラズマ源において強い短波長連続体を持つ金属イオンプラズマを形成することに非常に有利であるとしてもである。
【００５８】
或いは、高速Ｈを形成するための共鳴する運動エネルギ移動は、高い運動エネルギＨに対応する並はずれたバルマーα線のブロード化の観測と一致して起きてよい。２つのＨへのエネルギ移動はまた、励起された状態の触媒のポンピングを引き起こす。そして、高速Ｈは、例示的な式（２４）、（２８）、及び（４７）によって、及び、共鳴する運動エネルギ移動によって、与えられるように直接的に生産される。
【００５９】
Ｉ．ハイドリノ
結合エネルギを持つ水素原子は次の式で与えられる。
結合エネルギー  ＝  １３．６ｅＶ／（１／ｐ）２                    （３４）
ここで、ｐは整数で１より大きく、好ましくは２から１３７であり、本開示のＨ触媒反応の生成物である。イオン化エネルギとしても知られている、原子、イオン、又は分子の結合エネルギは、原子、イオン、又は分子から１つの電子を取り除くのに必要なエネルギである。式（３４）で与えられる結合エネルギを持つ水素原子は、以降は、「ハイドリノ原子」又は「ハイドリノ」と呼ばれる。ハイドリノの半径ａＨ／ｐに対する表記は、ａＨが通常の水素原子の半径でありｐが整数であるところ、Ｈ［ａＨ／ｐ］である。半径ａＨ／ｐを持つ水素原子は、以降、「通常の水素原子」又は「普通の水素原子」と呼ばれる。通常の原子水素は、１３．６ｅＶの結合エネルギにより特徴付けられる。
【００６０】
ハイドリノは、以下に示される反応の正味のエンタルピーを持つ妥当な触媒と通常の水素原子が反応することにより形成される。
ｍ・２７．２ｅＶ                                                  （３５）
ここで、ｍは整数である。触媒反応の速度は、反応の正味のエンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより近く合致すると、増加すると信じられている。ｍ・２７．２ｅＶの±１０％以内、好ましくは、±５％以内の反応の正味のエンタルピーを持つ触媒は、大抵の適用に対して妥当であることが分かってきた。
【００６１】
触媒反応は、水素原子のサイズ、ｒｎ＝ｎａＨにおける同等な減少とともに水素原子からエネルギを放出させる。例えば、Ｈ（ｎ＝１）からＨ（ｎ＝１／２）への触媒反応は、４０．８ｅＶを開放し、水素の半径は、ａＨから（１／２）ａＨに減少する。触媒システムは、ｔ電子のイオン化エネルギがおよそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）であるように、各原子から連続エネルギ・レベルへｔ電子のイオン化により提供される。パワー源として、触媒反応の間に放出されるエネルギは、触媒へ失われるエネルギよりもずっと大きい。放出されるエネルギは、従来の化学反応に比べて大きい。例えば、水素及び酸素が燃焼を経て水を形成するときは、以下のようになる。
Ｈ２（ｇ）＋（１／２）Ｏ２（ｇ）  →  Ｈ２Ｏ（ｌ）                （３６）
水の形成の既知のエンタルピーは、ΔＨｆ＝−２８６ｋＪ／ｍｏｌｅ又は、１水素原子あたり１．４８ｅＶである。対照的に、触媒反応を受ける各（ｎ＝１）の通常の水素原子は、正味の４０．８ｅＶを開放する。その上、触媒の遷移は、更に、ｎ＝１／２→１／３、１／３→１／４、１／４→１／５、等として起こるかもしれない。一旦触媒反応が開始すると、ハイドリノは不均化と呼ばれるプロセスにおいて更に自動触媒作用を行う。このメカニズムは、無機イオン触媒反応のそれと類似する。しかし、ハイドリノ触媒反応は、ｍ・２７．２ｅＶにエンタルピーがよりよく合致することにより、無機イオン触媒のそれよりもより速い反応速度を持っている。
【００６２】
ハイドリノを生産するように（そのようにしてｔ電子が１つの原子又はイオンからイオン化されるが）およそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）の反応の正味のエンタルピーを供給することができる水素触媒は、表１において与えられる。第１欄に与えられる原子又はイオンは、ｍが第１１の欄に与えられるところ、第１０欄において与えられるｍ・２７．２ｅＶの反応の正味のエンタルピーを供給するようにイオン化される。イオン化に参加する電子は、イオン化ポテンシャル（イオン化エネルギ又は結合エネルギとも呼ばれる）と共に与えられる。その原子又はイオンの第ｎ番目の電子のイオン化ポテンシャルは、ＩＰｎで示され、ＣＲＣによって与えられる。即ち、例えば、Ｌｉ＋５．３９１７２ｅＶ  →  Ｌｉ＋＋ｅ−及びＬｉ＋＋７５．６４０２ｅＶ  →  Ｌｉ２＋＋ｅ−である。最初のイオン化ポテンシャル、ＩＰ１＝５．３９１７２ｅＶ、及び第２のイオン化ポテンシャル、ＩＰ２＝７５．６４０２ｅＶ、は、それぞれ、第２欄及び第３欄に与えられる。Ｌｉの２重イオン化のための反応の正味のエンタルピーは、第１０欄に与えられるように、８１．０３１９ｅＶであり、第１１欄に与えられるように式（５）においてｍ＝３である。
【００６３】
【表１】
2019036551.tif 000015
【００６４】
本開示のハイドリノ水素化物イオンは、ハイドリノ、即ち、約（１３．６ｅＶ）／ｎ２（ここで、ｎ＝１／ｐであり、ｐは１より大きい整数である）の結合エネルギを持つ水素原子と電子源との反応により形成され得る。ハイドリノ水素化物は、Ｈ−（ｎ＝１／ｐ）又はＨ−（１／ｐ）によって表わされて、以下のようになる。
Ｈ［ａＨ／ｐ］＋ｅ−  →  Ｈ−（ｎ＝１／ｐ）                    （３７）
Ｈ［ａＨ／ｐ］＋ｅ−  →  Ｈ−（１／ｐ）                        （３８）
【００６５】
ハイドリノ水素化物イオンは、１つの通常の水素原子核と、約０．８ｅＶの結合エネルギを持つ２つの電子とを含む通常の水素化物イオンから区別される。後者は、以降、「通常の水素化物イオン」又は「普通の水素化物イオン」と呼ばれる。ハイドリノ水素化物イオンは、プロテウム（ｐｒｏｔｅｕｍ）、ジュウテリウム（ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）、又はトリチウム（ｔｒｉｔｉｕｍ）を含む水素核と、式（３９）及び（４０）による結合エネルギで区別のつかない２つの電子とを含む。
【００６６】
ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギは、以下の式により表わされる。
【数１４】
2019036551.tif 000016
ここで、ｐは１より大きい整数であり、ｓ＝１／２であり、πはパイである。
【数１５】
2019036551.tif 000017
は、換算プランク定数であり、μ０は真空の透磁率であり、ｍｅは電子の質量であり、μｅは以下に与えられるように換算電子質量である。
【数１６】
2019036551.tif 000018
ここで、ｍｐはプロトンの質量であり、ａＨは水素原子の半径であり、ａ０はボーアの半径であり、ｅは素電荷である。半径は、以下のように与えられる。
【数１７】
2019036551.tif 000019
【００６７】
ｐが整数であるところ、ｐの関数として、ハイドリノ水素化物イオン、Ｈ−（ｎ＝１／ｐ）の結合エネルギが、表２に示される。
【００６８】
【表２】
2019036551.tif 000020
【００６９】
本開示に従って、ｐ＝２から２３までは通常の水素化物イオンの結合（約０．７５ｅＶ）よりも大きく、ｐ＝２４（Ｈ−）ではより小さい、式（３９）及び（４０）に従う結合エネルギを持つハイドリノ水素化物イオン（Ｈ−）が提供される。式（３９）及び（４０）のｐ＝２からｐ＝２４に対して、水素化イオンの結合エネルギは、それぞれ、３、６．６、１１．２、１６．７、２２．８、２９．３、３６．１、４２．８、４９．４、５５．５、６１．０、６５．６、６９．２、７１．６、７２．４、７１．６、６８．８、６４．０、５６．８、４７．１、３４．７、１９．３、及び０．６９ｅＶである。新規な水素化物イオンを含む例示的な組成は、また、ここにおいて提供される。
【００７０】
例示的な化合物はまた、１又はそれ以上のハイドリノ水素化物イオン及び１又はそれ以上の他の元素を備えるように、提供される。そのような化合物は、「ハイドリノ水素化物化合物」と呼ばれる。
【００７１】
通常の水素種は、（ａ）水素化物イオン、０．７５４ｅＶ（「通常の水素化物イオン」）；（ｂ）水素原子（「通行の水素原子」）、１３．６ｅＶ；（ｃ）２原子の水素分子、１５．３ｅＶ（「通常の水素分子」）；（ｄ）水素分子イオン、１６．３ｅＶ（「通常の水素分子イオン」）；及び（ｅ）Ｈ３＋、２２．６ｅＶ（「通常の三水素分子イオン」）の結合エネルギによって特徴づけられる。 ここにおいて、水素の形態に関して、「普通」及び「通常」は、同義語である。
【００７２】
本開示の更なる実施例によれば、以下のような増大された結合エネルギの水素種の少なくとも１つを含むような化合物が提供される。それらは、
（ａ）ｐが２から１３７までの整数であるところ、（１３．６ｅＶ）／（１／ｐ）２の約０．９倍から１．１倍の範囲の中のような、約（１３．６ｅＶ）／（１／ｐ）２の結合エネルギを持つ水素原子；
（ｂ）ｐが２から２４の整数であるところ、次のものの約０．９倍から１．１倍の範囲内のようであり、
【数１８】
2019036551.tif 000021
およそ以下に示される結合エネルギを持つ水素化物イオン（Ｈ−）；
【数１９】
2019036551.tif 000022
（ｃ）Ｈ４＋（１／ｐ）;
（ｄ）ｐが２から１３７であるところ、（２２．６ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの約０．９倍から１．１倍の範囲内のような、約（２２．６ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの結合エネルギを持つ、三重ハイドリノ分子イオン（ｔｒｉｈｙｄｒｉｎｏ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｉｏｎ）、Ｈ３＋（１／ｐ）；
（ｅ）ｐが２から１３７であるところ、（１５．３ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの約０．９倍から１．１倍の範囲内のような、約（１５．３ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの結合エネルギを持つ、二重ハイドリノ（ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ）；
（ｆ）ｐが整数であり、好ましくは、２から１３７の整数であるところ、（１６．３ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの約０．９倍から１．１倍の範囲内のような、約１６．３ｅＶ）／（１／ｐ）２ｅＶの結合エネルギを持つ二重ハイドリノ分子イオン（ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｉｏｎ）；
である。
【００７３】
本開示の更なる実施例に従えば、以下のような増大された結合エネルギの水素種の少なくとも１つを含むように化合物が提供される。それらは、
（ａ）ｐが整数であり、
【数２０】
2019036551.tif 000023
が換算プランク定数であり、ｍｅが電子の質量であり、ｃが真空中の光の速度であり、そして、μが換算原子核質量であるところ、
【数２１】
2019036551.tif 000024
の約０．９倍から１．１倍の範囲内のような、約
【数２２】
2019036551.tif 000025
の全エネルギを持つ二重ハイドリノ分子イオン（ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｉｏｎ）；及び
（ｂ）ｐが整数であり、a0がボーアの半径であるところ、
【数２３】
2019036551.tif 000026
の約０．９倍から１．１倍の範囲内のような、約
【数２４】
2019036551.tif 000027
の全エネルギを持つ二重ハイドリノ分子（ｄｉｈｙｄｒｉｎｏ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ）；である。
【００７４】
化合物が負に荷電した増大された結合エネルギの水素種を含むところ、本開示の実施例の１つに従って、その化合物は、更に、プロトン、通常のＨ２＋、又は通洞のＨ３＋のような、１又はそれ以上のカチオンを含む。
【００７５】
少なくとも１つのハイドリノ水素化物イオンを含む化合物を準備する方法がここにおいて提供される。そのような化合物は、以降において、「ハイドリノ水素化物化合物」と呼ばれる。その方法は、約（ｍ／２）・２７ｅＶの反応の正味のエンタルピーを持つ触媒と原子水素を反応させるステップを含み、ここで、ｍは１より大きい整数であり、好ましくは４００より小さい整数であるが、約（１３．６ｅＶ）／（１／ｐ）２（ｐは整数であり、好ましくは２から１３７の整数である）の結合エネルギを持つ増大された結合エネルギの水素原子を生産する。触媒反応の更なる生産物はエネルギである。増大された結合エネルギの水素原子は、電子源と反応させられることができ、そして、増大された結合エネルギの水素化物イオンを生産する。増大された結合エネルギの水素化物イオンは、１又はそれ以上のカチオンと反応させられることができ、そして、増大された結合エネルギの水素化物イオンの少なくとも１つを含む化合物を生産する。
【００７６】
新規な水素の物質の組成物は、
（ａ）次の（ｉ）又は（ｉｉ）条件の結合エネルギを持つ、中性の、正の、又は負の水素種（以降、「増大された結合エネルギの水素種」という。）の少なくとも１つと、ここで条件は、
（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギよりも大きい、又は、
（ｉｉ）対応する通常の水素種が不安定、又は、通常の水素種の結合エネルギが周囲の条件（標準温度及び圧力、ＳＴＰ）における熱エネルギより小さいために観測されない、又は、負である、ために、如何なる水素種の結合エネルギよりも大きい、ことであり、
（ｂ）少なくとも１つの他の元素と、を含む。本開示の化合物は、「増大された結合エネルギの水素化合物」と以降呼ばれる。
【００７７】
本文脈中において、「他の元素」という用語により、増大された結合エネルギの水素種以外の元素を意味する。このようにして、他の元素は、通常の水素種、又は、水素以外の他の如何なる元素であり得る。化合物の１つの群において、他の元素及び増大された結合エネルギの水素種は、中性である。化合物のもう１つの群において、他の元素及び増大された結合エネルギの水素種は、他の元素が中性の化合物を形成するようにバランスをとる電荷を提供するように、荷電される。化合物の前者の群は、分子及び配位結合によって特徴づけられ、後者の群は、イオン結合によって特徴づけられる。
【００７８】
また、新規な化合物及び分子イオンが提供され、それは、
（ａ）次の（ｉ）又は（ｉｉ）の条件の全エネルギを持つ、中性の、正の、又は負の水素種（以降、「増大された結合エネルギの水素種」という。）の少なくとも１つと、ここでその条件は、
（ｉ）対応する通常の水素種の全エネルギよりも大きい、又は、
（ｉｉ）対応する通常の水素種が不安定、又は、通常の水素種の全エネルギが周囲の条件における熱エネルギより小さいために観測されない、又は、負である、ために、如何なる水素種の全エネルギよりも大きいことであり、
（ｂ）少なくとも１つの他の元素と、を含む。水素種の全エネルギは、水素種から全電子を取り除くためのエネルギの総和である。本開示による水素種は、対応する通常の水素種の全エネルギよりも大きな全エネルギを持つ。本開示による増大された全エネルギを持つ水素種は、増大された全エネルギを持つ水素種の幾つかの実施例が対応する通常の水初秋の第１電子結合エネルギよりも少ない第１電子結合エネルギを持つかもしれないとしても、「増大された結合エネルギの水素種」と呼ばれる。例えば、ｐ＝２４に対する式（３９）及び（４０）の水素化物イオンは、通常の水素化物イオンの第１結合エネルギよりも小さい第１結合エネルギを持ち、ここで、ｐ＝２４に対する式（３９）及び（４０）の水素化物イオンの全エネルギは、対応する通常の水素化物イオンの全エネルギよりもずっと大きい。
【００７９】
また、新規な化合物及び分子イオンがここに提供され、それは、
（ａ）次の（ｉ）又は（ｉｉ）の条件の結合エネルギを持つ、中性の、正の、又は負の水素種（以降、「増大された結合エネルギの水素種」という。）の少なくとも１つと、ここでその条件は、
（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギよりも大きい、又は、
（ｉｉ）対応する通常の水素種が不安定、又は、通常の水素種の結合エネルギが周囲の条件における熱エネルギより小さいために観測されない、又は、負である、ために、如何なる水素種の結合エネルギよりも大きいことであり、
（ｂ）少なくとも１つの他の元素と、を含む。本開示の化合物は、「増大された結合エネルギの水素化合物」と以降呼ばれる。
【００８０】
増大された結合エネルギの水素種は、増大された結合エネルギの水素種以外の他のイオン、分子、又は原子の少なくとも１つ、その増大された結合エネルギの水素種の少なくとも１つを含む化合物、ハイドリノ原子、電子の少なくとも１つと、１又はそれ以上のハイドリノ原子とを反応させることにより形成され得る。
【００８１】
また、新規な化合物及び分子イオンが提供され、それは、
（ａ）次の（ｉ）又は（ｉｉ）の条件の全エネルギを持つ、中性の、正の、又は負の水素種（以降、「増大された結合エネルギの水素種」という。）の少なくとも１つと、ここでその条件は、
（ｉ）対応する通常の水素種の全エネルギよりも大きい、又は、
（ｉｉ）対応する通常の水素種が不安定、又は、通常の水素種の全エネルギが周囲の条件における熱エネルギより小さいために観測されない、又は、負である、ために、如何なる水素種の全エネルギよりも大きいことであり、
（ｂ）オプションとして、１つの他の元素と、を含む。本開示の化合物は、「増大された結合エネルギの水素化合物」と以降呼ばれる。
【００８２】
１つの実施例において、以下から選択される増大された結合エネルギの水素種の少なくとも１つを含む化合物が提供される。それらは、（ａ）式（３９）及び（４０）に従って、ｐ＝２から２３までは、通常の水素化物イオンの結合（約０．８ｅＶ）よりも大きいが、ｐ＝２４ではより小さい結合エネルギを持つ水素化物イオン（「増大された結合エネルギの水素化物イオン」又は「ハイドリノ水素化物イオン」と呼ぶ）と；（ｂ）通常の水素原子の結合エネルギ（約１３．６ｅＶ）よりも大きい結合エネルギを持つ水素原子（「増大された結合エネルギの水素原子」又は「ハイドリノ」と呼ぶ）と；（ｃ）約１５．３ｅＶよりも大きな第１結合エネルギを持つ水素分子（「増大された結合エネルギの水素分子」又は「ハイドリノ」と呼ぶ）と；（ｄ）約１６．３ｅＶよりも大きな結合エネルギを持つ分子水素イオン（「増大された結合エネルギの分子水素イオン」又は「ハイドリノ分子イオン」と呼ぶ）と；である。本開示において、増大された結合エネルギの水素種及び化合物は、また、より低いエネルギの水素種及び化合物とも呼ばれる。ハイドリノは、増大された結合エネルギの水素種又は、等価に、より低いエネルギの水素種を含む。
【００８３】
Ｄ．追加的なＭＨタイプの触媒及び反応
一般に、ｍが整数であるところ、ｔ電子の結合エネルギ及びイオン化エネルギの総和がおよそｍ・２７．２ｅＶであるように、原子Ｍからそれぞれ連続エネルギレベルへとのｔ電子のイオン化をプラスしたＭ−Ｈ結合の解離により提供されるハイドリノを生産するＭＨタイプの水素触媒は、表３Ａに与えられる。各ＭＨ触媒は、第１欄に与えられ、そして、対応するＭ−Ｈ結合エネルギは欄２に与えられる。第１欄に与えられるＭＨ種の原子Ｍは、欄２にある結合エネルギの追加と共にｍ・２７．２ｅＶの反応の正味エンタルピーを供給するようにイオン化される。触媒のエンタルピーは、ｍが第９欄に与えられるところ、第８欄に与えられる。イオン化に参加する電子は、イオン化ポテンシャル（イオン化エネルギ又は結合エネルギとも呼ばれる）と共に与えられる。例えば、ＮａＨ、１．９２４５ｅＶの結合エネルギは、欄２に与えられる。原子又はイオンの第ｎ番目の電子のイオン化ポテンシャルは、ＩＰｎによって示され、ＣＲＣによって与えられる。第１のイオン化ポテンシャル、ＩＰ１＝５．１３９０８ｅＶ及び、第２のイオン化ポテンシャル、ＩＰ２＝４７．２８６４ｅＶは、それぞれ、第２欄及び第３欄に与えられる。ＮａＨ結合の破壊及びＮａのダブル・イオン化ための反応の正味のエンタルピーは、第８欄に与えられるように５４．３５ｅＶであり、第９欄に与えられるように式（３５）において、ｍ＝２である。ＢａＨの結合エネルギは、１．９８９９１ｅＶであり、ＩＰ１、ＩＰ２、及びＩＰ３は、それぞれ、５．２１１７ｅＶ、１０．００３９０ｅＶ、及び３７．３ｅＶである。 ＢａＨ結合破壊及びＢａの三重イオン化のための反応の正味のエンタルピーは、第８欄に与えられるように５４．５ｅＶであり、第９欄において与えられるように式（３５）においてｍ＝２である。ＳｒＨの結合エネルギは、１．７０ｅＶであり、ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、及びＩＰ５はそれぞれ、５．６９４８４ｅＶ、１１．０３０１３ｅＶ、４２．８９ｅＶ、５７ｅＶ、及び７１．６ｅＶである。ＳｒＨ結合の破壊及びＳｒからＳｒ５＋へのイオン化のための反応の正味のエンタルピーは、第８欄に与えられるように１９０ｅＶであり、第９欄に与えられるように式（３５）においてｍ＝７である。
【００８４】
【表３Ａ】
2019036551.tif 000028
【００８５】
他の実施例において、受容体Ａへの電子の移動によって供給されるハイドリノを生産するＭＨタイプの水素触媒と、Ｍ−Ｈ結合エネルギ、ＭＨ及びＡの電子親和力（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｆｆｉｎｉｔｙ）（ＥＡ）の差を含む電子移動エネルギの総和がおよそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）となるように原子Ｍから各々連続エネルギ・レベルへとｔ電子のイオン化をプラスするＭ−Ｈ結合の破壊、及び、Ｍからｔ電子のイオン化エネルギは、表３Ｂにおいて与えられる。各ＭＨ触媒、受容体Ａ、ＭＨの電子親和力、及びＭ−Ｈ結合エネルギは、それぞれ、第１、第２、第３、及び第４欄に与えられる。イオン化に参加するＭＨの対応する原子Ｍの電子は、それに続く欄においてイオン化ポテンシャル（イオン化エネルギ又は結合エネルギとも呼ばれる）と共に与えられ、触媒のエンタルピー及び対応する整数ｍが最後の欄に与えられる。例えば、ＯＨ及びＨの電子親和力は、それぞれ、１．８２７６５ｅＶ及び０．７５４２ｅＶであり、電子の移動エネルギは、第５欄に与えられるように１．０７３４５ｅＶである。ＯＨの結合エネルギは４．４５５６ｅＶであり、欄６に与えられる。原子の第ｎ番目の電子のイオン化ポテンシャルは、ＩＰｎによって示される。即ち、例えば、Ｏ＋１３．６１８０６ｅＶ  →  Ｏ＋＋ｅ−であり、Ｏ＋＋３５．１１７３０ｅＶ  →  Ｏ２＋＋ｅ−である。第１イオン化ポテンシャル、ＩＰ１＝１３．６１８０６ｅＶ及び、第２イオン化ポテンシャル、ＩＰ２＝３５．１１７３０ｅＶは、それぞれ、第７欄及び第８欄に与えられる。電子移動反応、ＯＨ結合の破壊、及びＯの二重イオン化の正味のエンタルピーは、第７欄において与えられるように、５４．２７ｅＶであり、第１２番目の欄に与えられるように式（３５）においてｍ＝２である。他の実施例において、Ｈがハイドリノを形成するための触媒は、負のイオンのイオン化によって提供され、そして、１又はそれ以上の電子のイオン化エネルギプラスそのＥＡの合計がおよそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）になる。或いは、負のイオンの第１電子は、電子移動エネルギ−プラス１又はそれ以上の電子のイオン化エネルギの総和がおよそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）になるように、少なくとも１又はそれ以上の電子のイオン化が後に続くが、受容体へ移動するかもしれない。電子の受容体（ａｃｃｅｐｔｏｒ）はＨであってよい。
【００８６】
【表３Ｂ】
2019036551.tif 000029
【００８７】
別の実施例において、ハイドリノを生成するＭＨ＋タイプの水素触媒は、負に荷電されるかもしれないドナーＡから電子の移動、Ｍ−Ｈ結合の破壊、及び原子Ｍから各々が連続エネルギ・レベルへのｔ電子のイオン化によって、提供されるが、そのようにして、ＭＨ及びＡのイオン化エネルギの差、Ｍ−Ｈ結合エネルギ、及びＭからｔ電子のイオン化エネルギを含む電子移動エネルギの合計がおよそｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）となる。
【００８８】
１つの実施例において、原子、イオン、又は分子のような種は、分子水素が、分子ハイドリノＨ２（１／ｐ）（ｐは整数）への遷移を経験するように引き起こす触媒として機能する。Ｈに関する場合と同様に、触媒は、この場合、約ｍ４８．６ｅＶ（ここで、ｍは、ミルズＧＵＴＣＰにおいて与えられるように整数である）であるかもしれない、Ｈ２からのエネルギを受け取る。直接のＨ２の触媒反応によってＨ２（１／ｐ）を形成する妥当な例示的な触媒は、それぞれ、ｍ＝１、ｍ＝２、及びｍ＝４に対応する触媒反応の間にＯ２＋、Ｖ４＋、及びＣｄ５＋を形成するＯ、Ｖ、及びＣｄである。エネルギは、反応が半電池反応を含むところ電気として、又は熱又は光として開放されるかもしれない。
【００８９】
１つの実施例において、触媒は、ｍ・２７．２ｅＶ、ｍ＝１、２、３、４、・・・（式（５））のエネルギを受け取ることができる基底又は励起状態にある、原子、正に若しくは負に荷電したイオン、正に若しくは負に荷電した分子イオン、分子、エキシマー（ｅｘｃｉｍｅｒ）、化合物、又はそれらの如何なる組合せのような如何なる種をも含む。触媒反応の速度は、反応の正味のエンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより近くに合致すると、増加すると信じられている。ｍ・２７．２ｅＶの±１０％以内に、好ましくは±５％以内に反応の正味のエンタルピーを持つ触媒が大抵の適用に対して妥当であることが分かってきた。より低いエネルギ状態へのハイドリノ原子の触媒反応の場合において、ｍ・２７．２ｅＶ（式（５））の反応のエンタルピーは、ハイドリノ原子のポテンシャル・エネルギと同じファクタによって相対論的に補正される。１つの実施例において、触媒は、原子水素からエネルギを共鳴的に及び無放射的に受け取る。１つの実施例において、受け取られたエネルギは、原子水素から移動させられた大体の量だけ、触媒のポテンシャル・エネルギの大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を減少させる。エネルギー・イオン又は電子は、最初に拘束された電子の運動エネルギの保存により結果的に生じるかもしれない。少なくとも１つの原子Ｈは、受容体の２７．２ｅＶのポテンシャル・エネルギが触媒作用を受けたドナーＨ原子からの２７．２ｅＶ又は移転によって棒引きされるところ、少なくとも他の１つに対して触媒として機能する。受容体触媒Ｈの運動エネルギは、高速プロトン又は電子として保存されるかもしれない。加えて、触媒作用を受けたＨにおいて形成される中間状態(式(7))は、第３体における誘導された運動エネルギ又は放射の形態において連続エネルギの放射と共に減衰する。これらのエネルギ開放は、ＣＩＨＴセルにおいて電流の流れという結果になるかもしれない。
【００９０】
１つの実施例において、分子又は正に若しくは負に荷電された分子イオンの少なくとも１つは、約ｍ２７．２ｅＶだけの、分子又は正に若しくは負に荷電された分子イオンのポテンシャル・エネルギの大きさにおける減少と共に原子Ｈから約ｍ２７．２ｅＶを受け取る触媒として機能する。例えば、ミルズGUTCPにおいて与えられるH2Oのポテンシャル・エネルギは次の通りである。
【数２５】
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同じだけのエネルギによって分子のポテンシャル・エネルギの大きさにおける減少と共に原子Ｈからｍ・２７．２ｅＶを受け取る分子は、触媒として機能するかもしれない。例えば、H2Oのポテンシャル・エネルギに関する触媒作用の反応（ｍ＝３）は、次の通りである。
８１．６ｅＶ＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ［ａＨ］  →
２Ｈｆａｓｔ＋＋Ｏ＋＋ｅ−＋Ｈ＊［ａＨ／４］＋８１．６ｅＶ    （４４）
Ｈ＊［ａＨ／４］  →  Ｈ［ａＨ／４］＋１２２．４ｅＶ              （４５）
２Ｈｆａｓｔ＋＋Ｏ＋＋ｅ−  →  Ｈ２Ｏ＋８１．６ｅＶ              （４６）
そして、全体の反応は次の通りである。
Ｈ［ａＨ］  →  Ｈ［ａＨ／４］＋８１．６ｅＶ＋１２２．４ｅＶ      （４７）
ここで、Ｈ＊［ａＨ／４］は、水素の半径、及び、プロトンのそれの４倍と等しい中心場を持ち、そして、Ｈ［ａＨ／４］は、Ｈのそれの１／４の半径を持つ対応する安定な状態である。電子が水素原子の半径からこの距離の１／４の半径へとの半径方向加速度を受ける際に、エネルギは、特徴的な光の放射又は第３体の運動エネルギとして開放される。氷の０℃から水の１００℃まで行く際における蒸発の熱における１０％のエネルギ変化に基づいて、沸騰する水における水分子あたりのＨ結合の平均数は、３．６である。このようにして、１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、ハイドリノを形成するために触媒として機能するために、妥当な活性化エネルギを持つ単離された分子のように化学的に形成されなければならない。１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒は、発生期のＨ２Ｏである。
【００９１】
１つの実施例において、ｎＨ、Ｏ、ｎＯ、Ｏ２、ＯＨ、及びＨ２Ｏ（ｎ＝整数）の少なくとも１つは、触媒として機能してよい。触媒としてのＨ及びＯＨの生成物は、触媒のエンタルピーが約１０８．８ｅＶであるところ、Ｈ（１／５）であるかもしれない。触媒としてのＨ及びＯＨの反応の生成物は、Ｈ（１／４）であるかもしれない。ハイドリノ生成物は、更に、より低い状態へと反応するかもしれない。触媒としてのＨ（１／４）及びＨの生成物は、触媒エンタルピーが約２７．２ｅＶであるところ、Ｈ（１／５）であるかもしれない。触媒としてのＨ（１／４）及びＨの生成物は、触媒エンタルピーが約５４．４ｅＶであるところ、Ｈ（１／６）であるかもしれない。触媒としてのＨ（１／５）及びＨの生成物は、触媒エンタルピーが約２７．２ｅＶであるところ、Ｈ（１／６）であるかもしれない。
【００９２】
加えて、ＯＨは触媒として機能するかもしれない。なぜならば、ＯＨのポテンシャル・エネルギが次の通りだからである。
【数２６】
2019036551.tif 000031
ｐ＝１及びｐ＝２のＨの状態の間におけるエネルギの差は、４０．８ｅＶである。このようにして、ＯＨは、Ｈ（１／２）を形成する触媒として機能するＨから約４０．８ｅＶを受け取るかもしれない。
【００９３】
Ｈ２Ｏに対するのと同様に、ミルズのＧＵＴＣＰにおいて与えられるＮＨ２アミド官能基のポテンシャル・エネルギは、−７８．７７７１９ｅＶである。ＣＲＣから、各々対応するΔＨｆから計算されるＫＮＨ２を形成するＮＨ２の反応のためのΔＨは、（−１２８．９−１８４．９）ｋＪ／ｍｏｌｅ＝−３１３．８ｋＪ／ｍｏｌｅ（３．２５ｅＶ）である。ＣＲＣから、各々対応するΔＨｆから計算されるＮａＮＨ２を形成するＮＨ２の反応のためのΔＨは、（−１２３．８−１８４．９）ｋＪ／ｍｏｌｅ＝−３０８．７ｋＪ／ｍｏｌｅ（３．２０ｅＶ）である。ＣＲＣから、各々対応するΔＨｆから計算されるＬｉＮＨ２を形成するＮＨ２の反応のためのΔＨは、（−１７９．５−１８４．９）ｋＪ／ｍｏｌｅ＝−３６４．４ｋＪ／ｍｏｌｅ（３．７８ｅＶ）である。このようにして、ハイドリノを形成するためのＨ触媒として機能するアルカリ・アミドＭＮＨ２（Ｍ＝Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ）によって受け取られるかもしれない正味のエンタルピーは、それぞれ、約８２．０３ｅＶ、８１．９８ｅＶ、及び８２．５６ｅＶ（式（５）においてｍ＝３）であり、アミド基からのアミドを形成するためのエネルギ及びアミド基のポテンシャル・エネルギの合計に対応している。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、ＭＡＳ  ＮＭＲのような手段によって高磁場へのマトリクス・シフトを引き起こすかもしれない。
【００９４】
Ｈ２Ｏに対するのと同様に、ミルズのＧＵＴＣＰにおいて与えられるＨ２Ｓ官能基のポテンシャル・エネルギは、−７２．８１ｅＶである。このポテンシャル・エネルギの計算はまた、３ｐ殻の混成と関連付けられるエネルギを除外する。７．４９ｅＶのこの混成エネルギは、混成軌道の半径及び最初の原子軌道の半径の比かける殻の全エネルギにより与えられる。加えて、１．１０ｅＶの２つのＳ−Ｈ結合の形成によるＳ３ｐ殻のエネルギ変化は、触媒エネルギに含まれている。このようにして、Ｈ２Ｓ触媒の正味のエンタルピーは、８１．４０ｅＶ（式（５）においてｍ＝３）である。Ｈ２Ｓ触媒は、次の反応により、ＭＨＳ（Ｍ＝アルカリ）から形成されるかもしれない。
２ＭＨＳ  →  Ｍ２Ｓ  ＋  Ｈ２Ｓ                                （４９）
この可逆反応は、Ｈをハイドリノへと触媒作用するかもしれない生成物Ｈ２Ｓへの遷移状態において活性な触媒状態にあるＨ２Ｓを形成するかもしれない。その反応混合物は、原子Ｈの源及びＨ２Ｓを形成する反応物を含むかもしれない。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、ＭＡＳ  ＮＭＲのような手段によって高磁場マトリクス・シフトを引き起こすかもしれない。
【００９５】
更に、原子酸素は、原子水素のボーア半径に等しい同じ半径に２つの対にならない電子を持つ特別な原子である。原子Ｈが触媒として機能するとき、２７．２ｅＶのエネルギは、もう１つのに対して触媒として機能する各イオン化されたＨの運動エネルギが１３．６ｅＶになるように、受け取られる。同様に、Ｏの２つの電子の各々は、２つの他の対にならない電子の続いて起こるイオン化と共にＯＨのＯ−Ｈ結合の破壊のための正味のエンタルピが表３に与えられるように８０．４ｅＶであるように、Ｏイオンへ移動した１３．６ｅＶの運動エネルギと共にイオン化され得る。ＯＨ−からＯＨへのイオン化の間、Ｈ（１／４）及びＯ２＋＋２ｅ−への更なる反応のためのエネルギ合致は、２０４ｅＶの開放されたエネルギがＣＩＨＴセルの電気的パワーへ寄与するところ、起きるかもしれない。
その反応は、以下のように与えられる。
８０．４ｅＶ＋ＯＨ＋Ｈ［ａＨ／ｐ］  →
Ｏｆａｓｔ２＋＋２ｅ−＋Ｈ［ａＨ／（ｐ＋３）］
＋［（ｐ＋３）２−ｐ２］・１３．６ｅＶ                    （５０）
Ｏｆａｓｔ２＋＋２ｅ−  →  Ｏ＋８０．４ｅＶ                      （５１）
そして、全体の反応は次のようになる。
Ｈ［ａＨ／ｐ］  →
Ｈ［ａＨ／（ｐ＋３）］＋［（ｐ＋３）２−ｐ２］・１３．６ｅＶ
（５２）
ここで、式（５）において、ｍ＝３である。運動エネルギはまた、熱い電子においても保存されるであろう。水蒸気プラズマにおけるＨの反転分布の観測が、このメカニズムの証拠である。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、ＭＡＳ  ＮＭＲのような手段によって測定される高磁場マトリクス・シフトを引き起こすかもしれない。ＦＴＩＲ、ラマン、及びＸＰＳのような分子ハイドリノ生成物を特定する他の方法は、本開示において与えられる。
【００９６】
１つの実施例において、酸素を含む化合物又は酸素が、酸化又は還元反応に参加するところ、Ｏ２は、触媒又は触媒の源として機能するかもしれない。酸素分子の結合エネルギは、５．１６５ｅＶであり、そして、第１、第２、及び第３の酸素原子のイオン化エネルギは、それぞれ、１３．６１８０６ｅＶ、３５．１１７３０ｅＶ、及び５４．９３５５ｅＶである。Ｏ２→Ｏ＋Ｏ２＋、Ｏ２→Ｏ＋Ｏ３＋、及び２Ｏ→２Ｏ＋の反応は、それぞれ、Ｅｈの２、４、及び１倍の正味のエンタルピーを提供し、そして、ハイドリノの形成を引き起こすようにＨからのこれらのエネルギを受け取ることによりハイドリノを形成する触媒反応を含む。
【００９７】
ＩＸ．  燃料電池及びバッテリ
燃料電池及びバッテリ４００の実施例は、図１に示される。固体燃料又は不均一系触媒を含むハイドリノ反応物は、対応する半電池反応のための反応物を含む。触媒−誘導−ハイドリノ−遷移（ｃａｔａｌｙｓｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ−ｈｙｄｒｉｎｏ−ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）（ＣＩＨＴ）セルは、触媒作用を及ぼされたハイドリノ遷移のユニークな属性によって可能となる。本開示のＣＩＨＴセルは、より低いエネルギ（ハイドリノ）状態への水素の触媒反応から起電力（ＥＭＦ）を発生させる水素燃料電池である。このようにして、それは、ハイドリノ反応からのエネルギを電気へと直接変換するための燃料電池として機能する。
【００９８】
酸化−還元の電池の半反応により、ハイドリノ−生成反応混合物は、外部回路を通しての電子の移動及び電気回路を完成させるための分離した通路を通ってのイオン質量輸送で構成される。半電池反応の合計により与えられるハイドリノを生成する全体反応及び対応する反応混合物は、本開示において与えられる熱パワー生成のために考慮された反応タイプを含んでよい。ハイドリノ反応からの自由エネルギΔＧは、ハイドリノ生成反応混合物を構成する酸化−還元化学に依存する酸化又は還元のポテンシャルであるかもしれないポテンシャルを生じさせる。そのポテンシャルは、燃料電池における電圧を発生させるために使用されるかもしれない。ポテンシャルＶは、自由エネルギΔＧによって表わされるかもしれない。
Ｖ  ＝  −ΔＧ／（ｎＦ）                  （５３）
ここで、Ｆはファラデー定数である。その自由エネルギがＨ（１／４）への遷移に対して約−２０ＭＪ／ｍｏｌｅ  Ｈであるとすると、電圧は、化学種、電解質、及び電極のような他のセルの構成要素に依存して高いかもしれない。電圧がこれら又は他の構成要素の酸化−還元ポテンシャルによって限定されるような１つの実施例において、エネルギは、ハイドリノ形成からのより高い電流及び対応するパワー寄与として明らかであるかもしれない。式（６−９）によって示されるように、ハイドリノ遷移のエネルギは、連続放射として開放されるかもしれない。具体的には、エネルギは、準安定な中間体を形成する触媒に非放射的に移動させられるかもしれず、この中間体は、電子が最初の半径から最終の半径へと移転する際に連続放射の発光を備えるプラズマ・システムにおいて崩壊する。ＣＩＨＴセルのような凝縮物において、このエネルギは、内的にエネルギ電子へと変換され、セル反応物の化学ポテンシャルと同様なポテンシャルでセル電流及び電力（power）寄与として現れるかもしれない。このようにして、パワーは式（５３）によって与えられるそれよりもより低い電圧でより高い電流として発現するかもしれない。電圧は、また、反応の動力学によって限定されるであろうし、そして、ハイドリノを形成する高い動力学は、電流及び電圧の少なくとも１つを増加させることにより電力（ｐｏｗｅｒ）を増加させるのに有利である。セル反応がハイドリノを形成する触媒とＨの大きな発熱反応によって駆動されるかもしれないので、１つの実施例において、ハイドリノを形成する反応物を形成する酸化−還元セル反応の自由エネルギは可能な如何なる値であるかもしれない。妥当な範囲は、約＋１０００ｋＪ／ｍｏｌｅから−１０００ｋＪ／ｍｏｌｅ、約＋１０００ｋＪ／ｍｏｌｅから−１００ｋＪ／ｍｏｌｅ、約＋１０００ｋＪ／ｍｏｌｅから−１０ｋＪ／ｍｏｌｅ、及び約＋１０００ｋＪ／ｍｏｌｅから０ｋＪ／ｍｏｌｅである。ハイドリノを形成する負の自由エネルギにより、セル電流、電圧、及び電力（ｐｏｗｅｒ）の少なくとも１つは、電流、電圧、及び電力（ｐｏｗｅｒ）に寄与できる非ハイドリノ反応の自由エネルギによるそれらよりも高い。これは、開回路電圧及び負荷を備えるそれにも適用される。このようにして、ＣＩＨＴセルは、セルに負荷がかけられたとき如何なる分極電圧による電圧の補正を含む非ハイドリノの関連する化学物質のためのネルンストの式によって予測されるよりもより高い電圧、従来の化学物質により駆動されるよりも高い電流、及び従来の化学物質により駆動されるよりも高い電力（power）の少なくとも１つを持つことによって如何なる従来技術からも区別される。
【００９９】
図１に関して、燃料電池又はＣＩＨＴセル４００は、カソード４０５を備えるカソード・コンパートメント４０１と、アノード４１０を備えるアノードコンパートメント４０２と、塩橋４２０と、分離した電子流れとイオン質量輸送を備えるセル・オペレーションの間にハイドリノ反応物を構成する反応物と、そして、水素の源とを含む。一般的な実施例において、ＣＩＨＴセルは、より低いエネルギ（ハイドリノ）状態への水素の触媒反応から起電力（ＥＭＦ）を発生させる水素燃料電池である。このようにして、それは、ハイドリノ反応から開放されるエネルギの電気への直接の変換のための燃料電池として機能する。もう１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、電極４０５及び４１０を通しての適用される電気分解パワーのそれを超える電気的な及び熱的なパワーの少なくとも１つを生産する。セルは、ハイドリノを形成する際に水素を消費し、かつ、水素追加を要求する。別様に言えば、実施例において、ハイドリノを形成する反応物は、熱的に又は電解的にの少なくとも１つにおいて再生され得る。異なる温度、圧力、及び濃度の少なくとも１つのような異なる状態又は条件の下で、同じ反応物又は異なる反応物は、コンパートメント間で電気回路を完成するために電子及びイオンの分離した導管によって接続される異なるセルコンパートメント内で提供される。システムの熱的なゲイン又は分離したコンパートメントの電極間のポテンシャル及び電気的なパワー・ゲインは、１つのコンパートメントからもう１つのコンパートメントへの質量流れにハイドリノ反応が依存することにより、発生する。質量流れは、実質的な速度で起こるハイドリノ反応を許す条件及びハイドリノを生成するように反応する反応混合物の形成の少なくとも１つを提供する。質量流れは、更に、電子及びイオンが、コンパートメントを接続する分離した導管内を輸送させられることを要求する。電子は、原子、分子、化合物、又は金属のような反応物種の酸化又は還元反応によって、及び、触媒と原子水素との反応の間に触媒のイオン化の少なくとも１つのから生じるかもしれない。アノード・コンパートメント４０２のようなコンパートメント内の種のイオン化は、（１）その酸化、カソード４０１のような分離したコンパートメント内の反応物種の還元、及び電子的中性のためコンパートメント内での電荷のバランスをとる移動するイオンの反応、からの有利な自由エネルギの変化と、（２）種の酸化、分離したコンパートメント内の種の還元、及びハイドリノを形成する反応に結果としてなる移動性のイオンの反応、によるハイドリノ形成による自由エネルギ変化と、の少なくとも１つによるかもしれない。イオンの移動は塩橋４２０を通してかもしれない。もう１つの実施例において、種の酸化、分離したコンパートメント内の種の還元、及びイオンを移動させる反応は、自発的ではないかもしれず、又は、低い速度で起きるかもしれない。質量流れがハイドリノを生産するように反応する反応混合物の形成及び実質的な速度で起きるハイドリノ反応を許す条件の少なくとも１つを提供するところ、電気分解のポテンシャルは、反応を強制するように適用される。電気分解ポテンシャル（electrolysis potential）は、外部回路４２５を通��て適用されるかもしれない。各半電池の反応物は、再生４３０及び４３１及び生成物貯蔵のための容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ）又は反応物の源への通路４６０及び４６１を通して生成物の除去又は反応物の追加によって再生され、維持され、そして供給されることの少なくとも１つを受けるかもしれない。
【０１００】
１つの実施例において、原子水素及び水素触媒の少なくとも１つが、触媒反応を活性化させておく反応を受けているために、反応混合物及び１つの反応物との反応によって形成されるかもしれない。ハイドリノ反応を開始させる反応は、発熱反応（ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、共役反応（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、フリーラジカル反応（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、酸化−還元反応（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、交換反応（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）、及び、ゲッター、支持体、又はマトリクス−支援触媒作用反応（ｇｅｔｔｅｒ，ｓｕｐｐｏｒｔ，  ｏｒ  ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｃａｔａｌｙｓｉｓ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）の少なくとも１であるかもしれない。１つの実施例において、ハイドリノを形成する反応は電気化学的パワーを供給する。本開示の交換反応のようなハイドリノ反応を開始させる反応及び反応混合物は、ハイドリノを形成する水素の反応によって電気的なパワーが展開されるところ、燃料電池の基礎である。酸化−還元セル半反応により、ハイドリノ生成反応混合物は、電気回路を完成させるための分離した通路を通るイオン質量輸送と、及び外部回路を通る電子の移動とで構成されている半電池反応の総計により与えられるハイドリノを生産する対応する反応混合物及び全体の反応は、本開示のハイドリノの化学的な生産及び熱パワーのための反応タイプを含むかもしれない。このようにして、ハイドリノ反応は、電子流れ及びイオン質量輸送の無い条件では、起こらないか、又は、認識できる速度では起こらない。
【０１０１】
セルは、触媒の源又は触媒、及び、水素の源又は水素を少なくとも含む。妥当な触媒又は触媒の源及び水素の源は、Ｈ２Ｏのような本開示のそれらである。１つの実施例において、種は、カソードで還元を受けるかもしれない。種は、カソードで還元及び反応の少なくとも１つによって触媒の源になるかもしれない。１つの実施例において、酸化剤は、ハイドリノを形成するようにその後に反応するハイドリノ反応物を形成する反応を受ける。或いは、最終の電子−受容体反応物は、酸化剤を含む。酸化剤又はカソード−セル反応混合物は、カソード４０５を持つカソード・コンパートメント４０１内に配置されるかもしれない。或いは、カソード−セル反応混合物は、イオン及び電子の移動からカソード・コンパートメント内に構成されるかもしれない。燃料電池の１つの実施例において、カソード・コンパートメント４０１はカソードとして機能する。オペレーションの間、正のイオンは、カソード・コンパートメントへアノードから移動するかもしれない。特定の実施例において、この移動は、塩橋４２０を通して起きる。或いは、負のイオンは、塩橋４２０を通してアノード・コンパートメントへカソードから移動するかもしれない。移動するイオンは、触媒又は触媒の源のイオン、Ｈ＋、Ｈ−、又はＨ−（１／ｐ）のような水素のイオン、及び酸化剤のアニオン又は酸化剤と触媒の源若しくは触媒との反応によって形成される化合物の対イオン、の少なくとも１つであるかもしれない。各セル反応は、オプションとして再生４３０及び４３１、及び、生成物貯蔵のための容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ）又は反応物の源への通路４６０及び４６１を通して生成物の除去又は反応物の追加によって再生され、維持され、そして供給されることの少なくとも１つを受けるかもしれない。
【０１０２】
図１において示される電気分解セル４００は、カソード４０５を備えるカソード・コンパートメント４０１と、アノード４１０を備えるアノード・コンパートメント４０２と、及び、オプションとして、セパレータ又は塩橋４２０と、を備える電気分解電力（ｐｏｗｅｒ）は、ターミナル間に印加される電力（ｐｏｗｅｒ）源によって供給される。電力（ｐｏｗｅｒ）源は、第２のＣＩＨＴセル又はキャパシタの少なくとも１つであるかもしれない電力貯蔵（ｐｏｗｅｒ  ｓｔｏｒａｇｅ）ユニット又はパワーサプライ（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）であるかもしれない。第２のＣＩＨＴセル又はキャパシタのような電力貯蔵（ｐｏｗｅｒ  ｓｔｏｒａｇｅ）は、電力（ｐｏｗｅｒ）源を含む第１のＣＩＨＴセルによって充電（チャージ）されるかもしれない。第２のＣＩＨＴセル又はキャパシタのような電力貯蔵（ｐｏｗｅｒ  ｓｔｏｒａｇｅ）は、電力（ｐｏｗｅｒ）源を含む第１のＣＩＨＴセルによって充電（チャージ）されるかもしれない。電解質は、本開示のそれらのような、水性、溶融塩、又はそれらの組合せであるかもしれない。電気分解セルの実施例において、電気分解電圧は、断続的か、又は、パルス状である。電解質は、アルカリ又はアルカリ土類水酸化物及びハロゲン化物塩のような溶融水酸化物共晶塩のような溶融塩であるかもしれない。例示的な電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒである。電解質はまた、塩基性、酸性、又は大体中性であるかもしれない水性の電解質であるかもしれない。例示的な塩基性の電解質は、ＫＯＨのような水性のアルカリ水酸化物のような水性の水酸化電解質である。例示的な酸性の電解質は、水性のＨ２ＳＯ４又はＨＸ（Ｘ＝ハロゲン）のような水性の酸である。
【０１０３】
１つの実施例において、電解質は、塩基性の水溶液を含んでよい。断続的な又はパルス状のサイクルの充電フェーズは、Ｈ２ＯからＨ２及びＯ２の電気分解を含んでよい。カソード及びアノード反応は、ハイドリノ形成は不可逆であることを除いて、それぞれ、式（９０）及び（９２）の逆を含んでよい。カソード放電半電池反応（ｃａｔｈｏｄｅ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｈａｌｆ−ｃｅｌｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）は、Ｈ２Ｏ及び酸素の少なくとも１つの還元を含んでよい。還元は、式（９２）によって与えられてよい。還元反応の過電圧（ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、半電池電圧が約０になることを引き起こすかもしれない。１つの実施例において、水溶性のアルカリ溶液においてＯ２及びＨ２ＯからＯＨ−への還元（式（９０））に対する還元ポテンシャルは、２５℃でＳＨＥに対して約０．４  Ｖである。電極における還元に対する過電圧（ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、還元半電池反応が約０Ｖで起きるように、約０．４Ｖである。アノード放電半電池反応（ａｎｏｄｅ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｈａｌｆ−ｃｅｌｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）は、ＯＨ−の酸化、及び、Ｈ２Ｏを形成するようにＨとの更なる反応を含むかもしれない（式（９０））。Ｈ２Ｏは、ハイドリノを形成する触媒として機能するかもしれない。１つの実施例において、ＯＨ−の還元及びＨ２Ｏを形成するＨとの更なる反応（式（９０））のための還元電位（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、２５℃でＳＨＥに対して約１．２３Ｖである。電極の上の酸化に対する過電圧（ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、酸化半電池反応（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｈａｌｆ−ｃｅｌｌ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）がＳＴＰ条件に対して約１．２３Ｖで起こるようになっている。
【０１０４】
セルは、固体、溶融、液体セルを含むかもしれない。後者は溶媒を含むかもしれない。オペレーションの条件は、セル・コンパートメント、塩橋、アノード・セル反応物、及びカソード・セル反応物のそれらのようなセルの構成要素又は少なくとも１つの反応物の所望の特性又は所望の状態を達成するようにコントロールされるかもしれない。妥当な状態は、固体、液体、及びガス状であり、妥当な特性は、イオン及び電子に対する伝導性、物理特性、混和性、拡散速度、及び反応性である。１又はそれ以上の反応物が溶融状態に維持されている場合、コンパートメントの温度は、反応物の融点を超えるようにコントロールされているかもしれない。熱は、水素からハイドリノへの触媒作用からであるかもしれない。或いは、酸化剤及び／又は還元剤反応物は、オーブンであるかもしれない外部ヒータ４５０によって、又は、燃料電池の内部抵抗によって供給される熱で溶融される。１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、断熱材に囲まれているが、この分野の当業者に知られている伝導熱及び放射熱の損失のための断熱材で満たされたシート・メタルのジャケットのような二重壁の真空にされたジャケットのような断熱材である。セルは、更に、オペレーション中に起きるハイドリノ生成反応のような反応から内部的に発生する如何なる熱の補充に対する要求に応じて開始及び維持の熱を供給する熱管理システムを含むかもしれない。加えて、システムは、もし必要ならば過剰の熱を除くために熱遮断システムを含むかもしれない熱遮断システムは、伝熱が強制対流、放射、及び伝導の少なくとも１つによるかもしれないところ、クーラント循環器及び熱交換機を含むもののような本分野に知られている１つを含むかもしれない。１つの実施例において、構成は、熱を保持するために最適な体積対表面積の比率を提供する直円柱状のスタックのような熱力学的に効率的な熱のリテーナである。１つの実施例において、カソード及びアノード・コンパートメントの少なくとも１の反応物は、溶媒によって少なくとも部分的に溶媒和されている。
【０１０５】
図１の燃料電池は、少なくとも１つのコンパートメントへと、水素を測定し、水素を配達し、水素をコントロールするための、水素システム４６０、４６１、４３０、及び４３１の少なくとも１つを更に含むかもしれない。そのシステムは、１つのコンパートメントからもう１つのコンパートメントへとガスをポンプするためのポンプ４４０を含む。水素システムは、ポンプ、少なくとも１つのバルブ、１つの圧力ゲージ及び読み取り機、そして、カソード及びアノード・コンパートメントの少なくとも１つに水素を供給するためのコントロール・システムを含むかもしれない。水素システムは、１つの実施例において、ポンプ４４０を使用して、１つのコンパートメントからもう１つのコンパートメントへと水素又は他のガスをリサイクルするかもしれない。
【０１０６】
生成物は、カソード又はアノード・コンパートメント内で再生されるかもしれない。生成物は、本開示の再生化学物質の如何なるものも最初の反応物を再生するために適用されるかもしれないところ、再生器に送られるかもしれない。ハイドリノ反応を受けているセルは、反応物の再生がされているそれらに熱を供給するかもしれない。
【０１０７】
電解質は、アルカリハロゲン化物及びアルカリ土類ハロゲン化物の群から少なくとも２つの化合物のような２又はそれ以上のフッ化物の共晶塩を含むかもしれない。例示的な塩混合物は、ＬｉＦ−ＭｇＦ２、ＮａＦ−ＭｇＦ２、ＫＦ−ＭｇＦ２、及びＮａＦ−ＣａＦ２を含む。他の妥当な溶媒は、有機クロロアルミン酸溶融塩（ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｌｏｒｏ  ａｌｕｍｉｎａｔｅ  ｍｏｌｔｅｎ  ｓａｌｔｓ）及び金属ホウ化水素化物及び金属アルミニウム水素化物（ｍｅｔａｌ  ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔａｌ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｈｙｄｒｉｄｅｓ）に基づくシステムである。溶融共晶混合物のような溶融混合物であるかもしれない追加の妥当な電解質は、表４に与えられる。
【０１０８】
【表４】
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【０１０９】
表４に与えられる例示的な塩混合物の少なくとも１つのような溶融塩は、Ｈ−イオン伝導体である。実施例において、ＬｉＨ、ＮａＨ、又はＫＨのようなアルカリ水素化物のようなＨ−の源は、Ｈ−イオン電導性を向上させるために溶融塩電解質に加えられることが本開示において黙示的である。他の実施例において、溶融電解質は、アルカリ金属イオン伝導体であるか、又は、プロトン伝導体であるかもしれない。他の実施例において、電解質は水酸化物を含む。触媒は、水酸化物から形成されるかもしれないＨ２Ｏであるかもしれない。
【０１１０】
反応混合物は、（１）触媒又は触媒の源及びＨ２Ｏのような水素の源、そして少なくとも１つのＨと、（２）高いイオン電導性を持つかもしれない電解質として機能するかもしれないものであって、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群から少なくとも１つのカチオンとＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から少なくとも１つのハロゲン化物とを含む水酸化物が通るのを選択的に許すかもしれない、共晶塩混合物のような溶融塩と、（３）オプションとして、ＴｉＣのような炭化物のような電気的に伝導性があるかもしれない支持体と、及び（４）オプションとして、還元剤、及び、アルカリ土類金属又はアルカリ土類水素化物のような水素化物交換反応物と、を含む。
【０１１１】
反応物は、水素解離剤（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｄｉｓｓｏｃｉａｔｏｒ）としても機能するかもしれない支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）を少なくとも１つ含むかもしれない。支持体は、カーボン、炭化物、又はホウ化物を含むかもしれない。妥当なカーボン、炭化物、及びホウ化物は、カーボンブラック、ＴｉＣ、Ｔｉ３ＳｉＣ２、ＴｉＣＮ、ＳｉＣ、ＹＣ２、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣ、Ｃ、ＨｆＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｂ４Ｃ、ＣｒＢ２、ＺｒＢ２、ＧｄＢ２、ＭｇＢ２、及びＴｉＢ２である。水素解離剤としても機能するかもしれない妥当な支持体は、Ｐｄ／Ｃ、Ｐｔ／Ｃ、Ｐｄ／ＭｇＯ、Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３、Ｐｔ／ＭｇＯ、及びＰｔ／Ａｌ２Ｏ３である。
【０１１２】
セルは、電気分解及び断続的な放電の少なくとも１つをされるかもしれない。電気分解カソード及びアノードは、ＣＩＨＴセル・アノード及びカソードであるかもしれない。ここで、役割は、ＣＩＨＴから電気分解セルへと切り替える際に逆転し、セルが再生された後に再度元に切り替わる際に逆転する。逆電流又は電圧は、パルスとして適用されてよい。パルス状の逆極性及び波形は、如何なる振動数範囲、ピーク電圧、ピーク電力、ピーク電流、デューティ・サイクル、及びオフセット電圧にあってもよい。パルス状の反転はＤＣであってよく、印加される電圧は交流であってよく、又は波形を持っていてよい。印加は所望の頻度でパルス状であってよく、波形は所望の振動数を持っていてよい。妥当なパルス状の振動数は、約１から約１０００Ｈｚの範囲内であり、デューティ・サイクルは、約０．００１％から約９５％でよいが、この範囲内で２刻みのファクタでより狭い範囲ないでもよい。１つの実施例において、セルは、放電フェーズの間にハイドリノに反応しＨの単原子層を形成するように入力エネルギを最小化する最適の運転高振動数で維持されるセルあたりのピーク電圧は、約０．１Ｖから１０Ｖの少なくとも１つの範囲内でよいが、この範囲外で２の刻みのファクタのより狭い範囲内でもよい。もう１つの実施例において、高い電圧パルスが適用され、セルあたり約１０Ｖから１００ｋＶの範囲内であり、しかし、この範囲内で桁（ｏｒｄｅｒ）の規模のインクリメントのより狭い範囲内でもよい。波形は、約０．１Ｈｚから約１００ＭＨｚ、約１００ＭＨｚから１０ＧＨｚ、及び約１０ＧＨｚから１００ＧＨｚの少なくとも１つの範囲内の振動数を持ってよいが、この範囲内で桁（ｏｒｄｅｒ）の規模のインクリメントのより狭い範囲内でもよい。デューティ・サイクルは、約０．００１％から約９５％、及び約０．１％から約１０％の範囲の少なくとも１つであってよいが、この範囲内で桁（ｏｒｄｅｒ）の規模のインクリメントのより狭い範囲内でもよい。パルスのピーク電力密度は、約０．００１Ｗ／ｃｍ２から１０００Ｗ／ｃｍ２の範囲内でよいが、この範囲内で桁（ｏｒｄｅｒ）の規模のインクリメントのより狭い範囲内でもよい。パルスの平均電力密度は、約０．０００１Ｗ／ｃｍ２から１００Ｗ／ｃｍ２の範囲内でよいが、この範囲内で桁（ｏｒｄｅｒ）の規模のインクリメントのより狭い範囲内でもよい。１つの実施例において、断続的な充電−放電の頻度は、充電−放電の抵抗を減少させるために増加されてよい。
【０１１３】
１つの実施例において、短寿命の反応物は、充電及び放電の繰り返されるサイクルのＣＩＨＴセル放電の間に対応する電気的なパワー及びハイドリノ形成という結果となる電気分解の間に発生させられる。電気分解の電力は、入力エネルギに相対的なハイドリノの形成からのエネルギを最適化するように適用されてよい。電圧、波形、デューティ・セル、振動数及び他のそのようなパラメータの電気分解条件は、セルからの電気的なエネルギ・ゲインを増加させるために調整されてよい。
【０１１４】
１つの実施例において、水素電極、及びオプション的に酸素電極、は、図２において示されるようにバイポーラ・プレート（ｂｉｐｏｌａｒ  ｐｌａｔｅ）５０７の要素によって置き換えられる。セルの設計は、セルが電圧を積み上げる（ｂｕｉｌｄ  ｖｏｌｔａｇｅ）ために積み重ねられる（ｓｔａｃｋｅｄ）かもしれないところ、平坦な正方形の幾何学的な構成に基づいているかもしれない。各セルは、アノード電流コレクタ、多孔性のアノード、電解質マトリクス、多孔性のカソード、及びカソード電流コレクタを含む繰り返しのユニットを形成してよい。１つのセルは、ガス・セパレータ及び連続する電流コレクタの両方として機能するバイポーラ・プレートを含むかもしれないセパレータによって次のものから分離されるかもしれない。そのプレートは、クロス−フローガス構成（ｃｒｏｓｓ−ｆｌｏｗ  ｇａｓ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）又は内部多岐管（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｍａｎｉｆｏｌｄｉｎｇ）を持ってよい。図２に示されるように、相互接続部又はバイポーラ・プレート５０７は、アノード５０１を、複数の個別のＣＩＨＴセルを含むＣＩＨＴセル・スタック５００にある隣のカソード５０２から分離する。アノード又はＨ２プレート５０４は、波形をつけられる（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ）かもしれず、或いは、ポート５０３を通って供給される水素を分配するチャネル５０５を含むかもしれない。チャネル５０５を備えるプレート５０４は、他の実施例の断続的な電気分解カソード（放電アノード）又は水素透過性膜と置き換わる。ポートは、タンクのような水素源によって順に供給されるポート５０３にそってマニホールドから水素を受け取るかもしれない。そのプレート５０４は、電気化学的反応が起きるところ、活性な場所にバブリング又は散布する水素を理想的には均一に更に配布するかもしれない。バイポーラ・プレートは、酸素マニホールドが酸素ポート５０６に沿う供給から酸素を供給するところ、活性な場所へ酸素を配布するためＨ２プレートのそれと類似する構造を持つバイポーラ・プレートの酸素プレートを更に含むかもしれない。これらのコルゲートされた又はチャネル化されたプレートは、電気的に伝導性であり、活性な場所におけるカソード電流コレクタ及びアノードに接続されており、電気的な接触を維持する。１つの実施例において、全ての相互接続又はバイポーラ・プレートは、アノードの及びカソードのガスの分離を許すガス分配ネットワークを構成する。湿潤シールは、２つの個々のプレートの間でプレスされるＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｌｉ２ＴｉＯ３又はＭｇＯタイルのような電解質／マトリクスの延長により形成される。そのシールは、反応物ガスの漏れを防止するかもしれない。電解質は、本開示のプレスされたペレットを含むかもしれない。ＭｇＯのようなマトリクス及びＬｉＢｒのようなアルカリハロゲン化物及びＬｉＯＨのようなアルカリ水酸化物のような水酸化物を含む１つのような電解質ペレットを形成する圧力は、平方インチあたり約１から５００トンの範囲にある。スタックは、更に、電極及びペレット電解質のような電解質の間の所望の接触を維持するためセルに圧力を加えるためスタックの端部でプレッシャー・プレートを保持するタイ・ロ��ド（ｔｉｅ  ｒｏｄｓ）を更に含むかもしれない。ＬｉＯＨのような水酸化物のような化合物又は電解質が、蒸発のような手段によって移動するような１つの実施例において、電解質は収集され、そして、リサイクルされるかもしれない。移動する種は、電解質を吸収する燈芯又は収集構造のような構造において収集されるかもしれず、そして、リサイクルは、逆移動を引き起こすような燈芯構造又は収集構造を加熱するような手段により熱的に達成されるかもしれない。
【０１１５】
ＣＩＨＴセル・システムは、溶融炭酸塩タイプ又は改質アルカリのような修正された従来の燃料電池をふくむかもしれない。１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つがカソードに供給され、Ｈ２がアノードに供給されるところ、図２に示されるようにバイポーラ・プレートは、のスタックを含む。ガスは、多孔質の又は拡散電極を通して拡散により供給されるかもしれず、Ｈ２はまたは、妥当な水素透過性の電極を通して透過により供給されるかもしれない。水素透過性の電極は、Ｍｏ、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＣｏのようなＭｏ合金、ＴＺＭ、及びＨ２４２、Ｎｉ、Ｃｏ、ＮｉＣｏのようなＮｉ合金、及び他の遷移金属及び内部遷移金属及びＣｕＣｏのような合金の少なくとも１つを含むかもしれない。Ｈ２の適用は、電気的なパワー・ゲインを維持しつつ、アノード腐食を遅らせるため十分な量だけなされる。透過性のアノードは、水素透過速度において比例的な増加で増加する電流密度で作用させられる。水素透過速度は、Ｍｏ合金のような合金の金属の重量％のような膜組成を変化させること、膜の厚みを減少させること、セル温度を上昇させること、幕への水素圧力を上昇させること、の少なくとも１つによってコントロールされてよい。１つの実施例において、Ｐｔ又はＰｄのような貴金属のような水素解離剤は、透過速度を上昇させるため原子Ｈの量を増加させるためＭｏ又はＭｏＣｕアノードのような透過アノードの内面にコーティングされる。水素圧力は、約１Ｔｏｒｒから５００ａｔｍ、１０Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、又は１００Ｔｏｒｒから５ａｔｍの少なくとも１つの範囲内で維持されるかもしれない。水素透過速度は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、又は１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の少なくとも１つの範囲内であるかもしれない。透過により消費される水素は、ハイドリノ形成によりＣＩＨＴセルのパワーよりも非常に少ないＨ２Ｏを形成することからの対応する理論的なパワーを持つかもしれない。従って、マニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄｓ）、ライン（ｌｉｎｅｓ）、及びチャネル（ｃｈａｎｎｅｌｓ）のような水素供給システム、及び透過アノードは、従来の水素−酸素燃料電池のそれらよりも比例的によりコンパクトであるかもしれない。１つの実施例において、アノードは、その場での電気分解、透過、及び散布の少なくとも１つのような源からＨ２のガス境界層を、トラップするかもしれない。ＭｇＯのようなマトリクスは、アノードでのＨ２ガスをトラップすることにおいて支援するかもしれない。１つの実施例において、アノードの活性表面は、垂直に拡散するとき、Ｈ２がトラップされるように面を下向きにしている。１つの実施例において、水素透過圧力は、アノードの膨張又は物理的な変形を避けるように大気圧より低いかもしれない。水素透過��アノードは、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＣｏ、Ｃｏ、ＣｏＣｕ、ＣｏＮｉのようなＭｏ合金又はＭｏのようなハイドリノ反応を容易にすることに効果的な材料でコーティングされた非常に透過性のある膜を含むかもしれない。例示的なＨ透過性の材料は、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）、Ｐｄ（Ｈ２）、ＰｄＡｇ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、Ｔａ（Ｈ２）及び４３０ＳＳ（Ｈ２）のようなステンレス鋼（ＳＳ）である。電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような本開示のそれらの１つのような溶融塩を含むかもしれない。透過速度は、放電パワーの約１％から５０％の範囲内であることに対応する１つのように高いかもしれない。１つの実施例において、ベータ−Ｔｉ及びＶのようなＨ透過性の材料の酸化物表面層は、アルゴン・ガス・イオン・エッチングのようなエッチングのような手段によって取り除かれ、それに続くスパッタでＰｄの薄い層ができる（例えば、２−３ミクロン）。
【０１１６】
セルは、拡散、流れ、又は透過によってアノードへまた供給される水素に関し断続的な電気分解条件の下で維持されるかもしれない。供給の速度は、水素添加がアノードを腐食から保護するところ、ＣＩＨＴセルによって過剰な電気的なパワー発生を維持するようコントロールされる。Ｍｏ合金のようなアノード材料、透過性膜の厚み、セル温度、及び、水素透過速度に影響する他のパラメータと同様に内部水素圧力は、所望の水素流れ（ｆｌｏｗ）速度を達成するために選択されるかもしれない。アノードを負職から保護することを達成する水素流れ（ｆｌｏｗ）速度は、従来の水素−酸素から水となる燃料電池反応を介してセルによって発生する電気的なパワーを維持するのに必要とされるものに比べて低いかもしれない。更に、１つの実施例において、水素供給は、断続的な電気分解の充電フェーズの間に逆方向に透過する水素を受け取るかもしれない。このようにして、マニホールド及びガスアノードのようなアノード・ガス供給システムは、比例してよりコンパクトに作られるかもしれない。カソードへの水素の供給は、電気分解又はＨ２Ｏからかもしれない。ＣＩＨＴセルの断続的な電気分解の充電−放電の頻度は、アノードへ適用されるＨ２ガスに関するよりも高い頻度であるかもしれない。その頻度は、０．１Ｈｚから１０，０００Ｈｚの範囲内又は本開示のもう１つの妥当な範囲内であるかもしれない。１つの実施例において、セルへ供給されるＨ２及びＯ２は、断続的な電気分解のためのＨ２Ｏの在庫の少なくともいくらかを供給する。電解質は、Ｌｉ２Ｏのような酸化物、又は、所望の電解質濃度を維持するためＨ２Ｏを可逆的に結合させるＫＭｇＣｌ３、ＭｇＣｌ２、及びＣａＣｌ２の少なくとも１つのような本開示の含水化合物を含むかもしれない。ガス圧力は、各セルからの所望のパワー出力、Ｈ２透過速度、アノードのＨ２保護、カソードでの酸素還元速度の少なくとも１つを維持するために如何なる所望のものとされるかもしれない。水素及び酸素圧力の少なくとも１つは、０．０１ａｔｍから１０００ａｔｍ、０．１から１００ａｔｍ、及び１から１０ａｔｍの少なくとも１つの範囲内であるかもしれない。
【０１１７】
１つの実施例において、セルの周辺に供給されるＨ２Ｏ蒸気は、周辺から電解質層内に拡散するかもしれず、そして、カソードに輸送するかもしれない。１つの実施例において、カソードのようなセルへのＨ２Ｏの配給は、周辺部に対してセルの中央部の中にＨ２Ｏを配給する周部のミシン目を持つ放射状のガス・チャネル又は毛細管（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）システムを使用することで達成できるかもしれない。１つの実施例において、カソードは、Ｏ２ガス又は空気のような周囲の雰囲気のようなＯ２ガスの囲んでいる外部の源及び周部のミシン目を備える放射状のガス・チャネルを備える。１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、標準的なＭＣＦＣ−タイプのガス・カソードを通して、及び、周辺から電解質による吸収の少なくとも１つによって、カソードへ供給されるかもしれない。Ｈ２Ｏ供給に対する要求は、５０ＭＪ／ｍｏｌｅ  Ｈ２Ｏまで供給するある消費に関するオペレーションの間のＨ２Ｏ保存に基づいて、低いかもしれない。１つの実施例において、消費される水は、ハイドリノ及びＯ２を生産する。５０ＭＪ／ｍｏｌｅ  Ｈ２Ｏまで清算する如何なる正味の消費に関しても、セル・サイクルに渡って、Ｈ２Ｏ分解反応及び再結合反応に基づいて、標準ＭＣＦＣガス・カソードのようなガス供給システムのような本開示の１つのようなＨ２Ｏ配給システムのサイズは、プロトン交換膜燃料電池（ｐｒｏｔｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）（ＰＥＭＦＣ）又は溶融炭酸塩年燃料電池（ｍｏｌｔｅｎ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）（ＭＣＦＣ）の１つのような標準燃料電池のガス・カソードに比べて、比較的小さいかもしれない。Ｏ２圧力は、その場で発生させられるので、幾分静的であるかもしれない。Ｏ２の最初の在庫は、放電の間イオン電流のイオンの源がＨ２Ｏからが圧倒的である場合において、時間に対して比較的一定であるかもしれない。１つの実施例において、質量バランスは圧倒的に、Ｈ２Ｏからハイドリノ及びＯ２に変換することを含み、そのようにして、過剰のＯ２は、取り除かれ、そして、Ｏ２容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）又はＯ２在庫と関係しているかもしれない。圧倒的に、Ｈ２Ｏは、セルに供給されるかもしれず、そして、生成物酸素及びハイドリノの流れ出るようなセル内に質量流れの主なものを構成するかもしれない。Ｈ２Ｏは、水和によって電解質の一部になるかもしれず、そして、電解質は２ＬｉＯＨ→Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏのような反応及び水和Ｈ２Ｏの脱水によるＨ２Ｏの容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）として機能するかもしれない。更に、透過性の膜のＨ２在庫は、Ｈ２Ｏのその場の電気分解に基づいて再生されるかもしれない。断続サイクルの充電フェーズの間加えられる電力（ｐｏｗｅｒ）による電気分解に加えて、Ｈ２Ｏは、ハイドリノ反応により供給されるＨ２Ｏ分解のエネルギを持つＨの源として機能するかもしれない。Ｈ２Ｏからハイドリノ及び酸素を究極的に形成する例示的反応は、本開示のそれらである。１つの実施例において、Ｈの在庫は、電気分解の充電の適用がないことへの要求がより少ないハイドリノ反応によるＨ２Ｏの分解により、部分的に、実質的に、及び全体的にの少なくとも１つの様式で維持されるかもしれない。このようにして、Ｈ２透過性の電極のＨ２の在庫は、時間の経過に伴って比較的一定であるかもしれない。１つの実施例において、同じことが本開示のもう１つの水素化物の場合に適用される。Ｈ２及びＯ２圧力は、電気分解をコントロールすることでコントロールされるかもしれない。ここで、Ｈ２及びＯ２の少なくとも１つの圧力は、対応するガスに対するネルンストの式に基づく１つのような電極によりモニタされるかもしれない。電圧は、各ガスを独立に記録するため妥当な参照電極に対するものであるかもしれない。
【０１１８】
１つの実施例において、アノードの周部は、周囲の源からの酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つの拡散に対してシールされる。１つの実施例において、カソードは、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つのガス状の輸送のような輸送を支持するように多孔質である。１つの実施例において、カソードは、少なくとも１つの層を含む。そのような化合物カソードは、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つの輸送を支持する層を含むかもしれない。輸送は、ガス状の拡散を含むかもしれない。拡散は、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つの周囲の大機のような周部源からかもしれない。大気の組成及び圧力は、本開示のそれらのような如何なる所望のものであるかもしれない。１つの実施例において、セルのH2O圧力は、大気圧より大きい１つのような上げられた圧力で維持される。Ｈ２Ｏは、内部圧力に抗してポンプを使用して、セルに供給されるかもしれない。或いは、内部Ｈ２Ｏ容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）は、低い温度でセルで満たされるかもしれない。ここで、その後、セル温度及び容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）温度は、上げられたＨ２Ｏ圧力を作るために上げられる。ＣＩＨＴセル・ハウジングは、圧力的に気密性があるかもしれず、周囲よりも高い圧力を支持できるかもしれない。
【０１１９】
透過性のアノード５及びガス供給（ｇａｓ  ｆｅｅｄ）６を含むＣＩＨＴセル・スタックの繰り返しユニットは、図３Ａに示される。Ｈ２Ｏ及びＯ２の少なくとも１つは、多孔性の又は化合物カソードを含むかもしれないカソードへ入れられる。化合物カソードは、ガス輸送のための多孔性層２及び酸素を還元するＮｉＯのような触媒層のような多層を含むかもしれない。１つの実施例において、化合物カソードのようなカソードは、Ｈ２Ｏ及びＯ２の少なくとも１つの輸送を容易にすべく、多孔性である。カソードは、並べて置かれたカソードが電気的絶縁体１によって分離されているところ、電流コレクタ２を更に含む。セルは更に、ＭｇＯのようなマトリクスのようなセパレータをオプションとして含む電解質層４を含む。１つの実施例において、透過アノード５及びガス供給（ｇａｓ  ｆｅｅｄ）６は、図３Ｂに示されるように対応する対向セルに対する対向する側から電気化学的反応を支持し、及び、混成されるかもしれないアノード７によって置換される。
【０１２０】
１つの実施例において、化合物カソードは、Ｏ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つを還元するための触媒層及びガス拡散層のような輸送層を含む。触媒層は、電解質と接触しており、更に、ＰｔをドープされたＮｉＯのような輸送層及び本開示の他のカソード材料とは異なる材料を含むかもしれない。輸送層は、輸送を支持するための触媒層よりも多孔性であるかもしれない。触媒層は、電解質が、カソード内に過剰に燈芯機能を果たして、溢れさせることを防止するように、より少ない孔又はより小さい孔サイズを持つかもしれない。触媒層に相対的な輸送層のより高い気孔率により、圧力勾配が、輸送層から触媒層へと存在する。圧力は、カソードの電解質の洪水状態を防止することに寄与するかもしれない。化合物カソードの拡散そうの相対的な気孔率及び拡散するガスの大気の外部圧力は、層間の所望の圧力勾配を達成するように調整されるかもしれない。カソード層は、スタック内の機械的な圧力により過剰の圧縮から電極を防ぐ、Ｎｉ、ＮｉＯ、又はＭｇＯビーズ（ｂｅａｄｓ）のような支持体要素を含むかもしれない。もう１つの実施例において、電解質は、電極が、カソード内に過剰に燈芯機能を果たすことを防止するマトリクスを含む。マトリクスの孔サイズは、カソード内における燈芯機能を防止するように所望の毛細管力を達成するように調整されるかもしれない。
【０１２１】
１つの実施例において、ＣＩＨＴセルのＨ２及びＯ２の在庫は、比較的静的であるかもしれず、そして、各ガスは外部又は内部電気分解により生産されるかもしれない。Ｈ２及びＯ２は、外部の源から供給される補充のガス及び最初の在庫とで、内部の電気分解により再び供給されるかもしれない。１つの実施例において、酸素在庫は、カソードで所望のＯ２圧力を維持するように、可逆的に形成及び分解することができる酸素化合物によって供給されるかもしれない。酸素の源である妥当な例示的な化合物は、本開示の酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、及びオキシ水酸化物である。Ｈ２Ｏは、水和物のような拘束されたＨ２Ｏを持つ化合物の脱水によって又はガスとして供給されるかもしれない。水和物は、ガス供給システム温度又はセル温度のような化合物の選択され維持される温度で所望のＨ２Ｏ圧力を達成するように選択される。アノードＨ２及びカソードＯ２及びＨ２Ｏ流れの要求は、従来の燃料電池のそれらに比べて比較的低いかもしれないので、Ｈ２散布アノード又は水素透過性膜アノードへの水素供給マニホールド（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｕｐｐｌｙ  ｍａｎｉｆｏｌｄ）及びチャネルを含む１つ及びガス・カソードの１つのようなガス供給システムは、比較的小さいかもしれない。１つの実施例において、水素透過性アノードは、水素供給の水素圧力が一定を維持し又は増加するかもしれないように、水素で飽和される。水素の外部の源は、ハイドリノ反応により供給されるエネルギでのＨ２Ｏの分解であるかもしれない。代表的な反応は本開示のそれらである。水素化物は、放電サイクルのそれらと同様に、充電電圧、充電期間、及び電流のような電気分解波形のような電気分解波形及び条件のそれらである。水素化物状態は、参照電圧に相対するかもしれない電極電圧によってモニタされるかもしれない。電圧は、ネルンストの式によって決定されるかもしれない。もう１つの実施例において、水素透過性アノードのようなアノードは、外部の水素供給が必要でないように、水素−飽和状態にあることが前提条件とされるかもしれない。この場合、セル・スタックは、アノード及びカソードを含むバイポーラ・プレートのアノードが水素化されるように予め処理されているところ、本開示のそれのようなバイポーラ・プレート設計を含むかもしれない。その前処理は、水素透過によるかもしれない。その前処理は、水素流れが静的になるまで、水素透過でもってＣＩＨＴセル・オペレーションによるものであるかもしれない。１つの実施例において、アノードは、Ｈ２Ｏのその場の電気分解によって、又は、Ｈ２Ｏの外部の電気分解によって、予め水素化される。後者は、カソードがＣＩＨＴアノードであるところ、水性のアルカリ電気分解セルにおいて実行されるかもしれない。外部の電気分解による水素化のための対電極は、Ｎｉであるかもしれない。そのアノードはまた、Ｈ２ガスを適用することにより水素化されるかもしれない。
【０１２２】
１つの実施例において、透過アノードは、低い水素透過性の膜に付けられる水素−透過性の膜を含むかもしれない。より低い透過性の層は、透過性の膜が電解質に面し、より低い透過性の膜がバイポーラ電極を含むスタックの接触しているセルのカソードに接触するように、バイポーラ・プレートの電流コレクタとして機能するかもしれない。
【０１２３】
１つの実施例において、本開示の背中合わせの透過アノードは、Ｎｉ（約９５原子％）Ｃｏ（約５原子％）、Ｎｉ（約９４原子％）Ｃｏ（約５原子％）Ｃｕ（約１原子％）及びＮｉ、Ｍｏ、又はＭｏ合金アノードのような水素化されたテープキャスト（ｔａｐｅｃａｓｔ）Ｎｉ、ＮｉＣｏのような水素化物アノードによって置換されるかもしれない。水素化されたアノードの２つの面は、対応するカソードを持つ背中合わせのセルに対するアノードとして機能するかもしれない。水素は、アノードの水素化物状態を維持するように背中合わせのセルによって背中合わせのアノードの両表面の上に生成されるかもしれない。このようにして、１つの水素化されたアノードを含むそのような実施例は、内部の水素容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）によって分離されるアノード層を持つ透過性の膜アノードを置換するかもしれない。ここで、後者の内側の水素の外部供給は、前者の対向する表面の上の電気分解によって発生する水素で置き換えられる。
【０１２４】
１つの実施例において、アノードのような水素透過電極は、異なる構造又は異なる組成を持つ材料のような異なる材料の少なくとも２つの層の複合材料を含むかもしれない。例示的な複合材料アノードは、それに拘束される少なくとも１つの他の層を支持する基盤として機能する金属ホイルのような水素透過性膜のような水素透過性層を含む。他の層は、スパッタされた、金属溶射された、蒸気蒸着された、テープキャストされた、及びアニールされた層のような高い表面を持つかもしれない。本開示のそれらのような当技術分野において知られた他の方法は、高い表面積を持つかも知らないＭｏ又はＭｏ合金層のような金属又は合金層のような他の層を適用するために使用されるかもしれない。他の層は、本開示のそれらのようなＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、ＮｉＣｏ、ＮｉＣｏＣｕ、Ｍｏ、及びＭｏ合金の少なくとも１つを含む１つのようなハイドリノを形成するための高い触媒反応速度を持つかもしれない。
【０１２５】
１つの実施例において、アノードは、Ｎｉ、Ｍｏ、ＮｉＣｏ、Ｍｏ合金、及び本開示の他のものを含む１つのような焼結された又はテープ・キャストされた金属アノードのような多孔質の材料を含む。ここで、腐食に対する保護はＨ２を散布することにより提供される。水素の流れは、過剰な電気的パワー・ゲイン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｇａｉｎ）が達成されるように、コントロールされるかもしれない。Ｈ２バブリング又は散布電極の幾何学的な面積当たりの水素流れ速度（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５  ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から  １Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、又は１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８  ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の範囲内にあるかもしれない。水素は、下層の水素透過性膜を通して透過により多孔質の電極に均一に供給されるかもしれない。もう１つの実施例において、多孔質の電極は、水素が下部のメッシュから供給されるところ、端でシールされ、及び多孔質電極でコーティングされる細かなメッシュ・スクリーン（ｆｉｎｅ  ｍｅｓｈ  ｓｃｒｅｅｎ）のような水素拡散部（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ）の上にキャスト（ｃａｓｔ）されるかもしれない。
【０１２６】
ガス、蒸気、又は液体の少なくとも１つとしてのＨ２Ｏの適用は、電解質層内に拡散及び移動の少なくとも１つにより供給されるカソードへの供給を備える電解質の端での吸収されるＨ２Ｏの必要性をなくしてカソード表面への急速な供給を可能にする。１つの実施例において、カソードに供給されるＯ２のモル％は、０．０１％から１００％の範囲内にあるかもしれず、かつ、空気のそれよりも大きいかもしれない。カソードの酸素還元速度は、マニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄｓ）、ライン（ｌｉｎｅｓ）、チャネル（ｃｈａｎｎｅｌｓ）、及びガス・カソード（ｇａｓ  ｃａｔｈｏｄｅｓ）のようなカソード・ガス供給システムが比例してよりコンパクトになるかもしれないように、空気に比べてＯ２の濃度がより高いガスを使用することにより増加するかもしれない。酸素の供給は、電気分解の電力（ｐｏｗｅｒ）がＣＩＨＴセルによって提供されるかもしれないところ、Ｈ２Ｏの電気分解によって提供されるかもしれない。この場合、そのシステムは、水素−酸素セパレータを含むかもしれない。カソード半電池システムは、２０％Ｏ２を持つ空気よりもむしろカソードへ純粋なＯ２の供給の結果、５倍のファクタでよりコンパクトに作られるかもしれない。スケールにおける更なる減少は、Ｏ２の部分的な圧力低下で酸素が使い尽くされるので、空気からＮ２を取り除く別様な必要性を欠くために、可能であるかもしれない。カソードは、酸化されたＮｉセルメント（Ｎｉ  ｃｅｌｍｅｎｔ）又はＮｉテープキャスト（Ｎｉ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）を含むかもしれないＮｉＯのような本開示のそれらを含むかもしれない。カソードは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、及びクロロ−アルカリ電気分解（ｃｈｌｏｒ−ａｌｋａｌｉ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ）のような他の位置関係的に安定なアノード材料（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙ  ｓｔａｂｌｅ  ａｎｏｄｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（ＤＳＡＭｓ）の少なくとも１つのようなドーパントを含むかもしれない。そのＤＳＡＭｓは、ＣＩＨＴセルのオペレーション条件の下で、金属ハロゲン化物を形成することに対して安定であるかもしれない。そのドーパントは、カソードの表面であって、０．００１から２０ａｔ％の範囲内のような如何なる所望のａｔ％内にあるかもしれない。水素透過電極は、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＢ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ、ＭｏＣｕＢ、ＭｏＮｉＢ、ＭｏＳｉＢ及び本開示のその他の少なくとも１つのようなＭｏ及びＭｏ合金の少なくとも１つを含むかもしれない。１つの実施例において、Ｎｉのような水素透過膜は、テープキャストＭｏ（ｔａｐｅ  ｃａｓｔ  Ｍｏ）、Ｍｏ合金、Ｎｉセルメット（Ｎｉ  ｃｅｌｍｅｔ）、Ｃｏ、Ｎｉセルメット上のＣｏＣｕテープキャスト（ＣｏＣｕ  ｔａｐｅｃａｓｔ  ｏｎ  Ｎｉ  ｃｅｌｍｅｔ）、ＣｏＣｕテープキャスト（ＣｏＣｕ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）、Ｎｉテープキャスト（Ｎｉ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）、又は９５／５ｗｔ％のようなＮｉ−Ｃｏテープキャスト（Ｎｉ−Ｃｏ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）のような高い表面積材料でコーティングされる。１つの実施例において、コーティングは、テープキャスト（ｔａｐｅ  ｃａｓｔ）材料をＨ透過性の膜で被覆することにより達成される。その膜の上���のテープキャスト・クラッディング（ｔａｐｅ  ｃａｓｔ  ｃｌａｄｄｉｎｇ）は、構成要素の圧縮により達成できるかもしれない。１つの実施例において、Ｃｏのようなテープキャスト・アノード材料（ｔａｐｅ  ｃａｓｔｉｎｇ  ａｎｏｄｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）のための支持体は、Ｃｏクレメント（Ｃｏ  ｃｌｅｍｅｎｔ）又はカーボンメッシュ（ｃａｒｂｏｎ  ｍｅｓｈ）である。
【０１２７】
１つの実施例において、電解質は、ＬｉＯＨ及びＬｉＢｒの混合物、ＬｉＯＨ及びＮａＯＨの混合物、又はＬｉＯＨ、ＬｉＢｒ、及びＮａＯＨの混合物、そして、オプションとしてＭｇＯのようなマトリクスを含み、更に、ＭＯＨ及びＭ’ＯＨ（Ｍ及びＭ’は、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、及びＣｓからなる群から選択される）の少なくとも１つのような酸素還元速度を増加させるもう１つの塩を含む。１つの実施例において、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのようなＬｉを含む電解質よりも高い酸素還元速度を提供するアルカリ・カチオンは、ＭＸのような塩（ＭはＮａ、Ｋ、Ｒｂ、及びＣｓからなる群から選択されてよく、Ｘ＝Ｂｒのようなハロゲンである）及びＫＡｌＯ２、ＮａＡｌＯ２、ＮａｘＮｉＯ２及びＫｘＮｉＯ２の少なくとも１つのようなマトリクス材料として供給される。１つの実施例において、ＭＯＨ及びＭ’ＯＨの少なくとも１つは、正の電極の近くの層を含む。Ｌｉ＋のより高い易動度は、それが負の電極の近くのより高い濃度を持つことを引き起こすかもしれない。１つの実施例において、ＭＯＨ及びＭ’ＯＨの原子％（ａｔ％）は、過酸化物（ｐｅｒｏｘｉｄｅ）及びスーパーオキシド（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ）のような他の酸素イオンに対して水酸化イオンの形成への反応の道を優先するところ、酸素還元速度を最大化するように調整される。１つの実施例において、酸素イオン過酸化物、Ｈ過酸化物イオン、スーパーオキシド、及び酸化物イオンの少なくとも１つは、カソード側で形成される。ＬｉＯＨを含む電解質のＨ２Ｏは、酸素及びＯＨ−の少なくとも１つを形成するように過酸化物又はスーパーオキシドのような酸化物イオンの１又はそれ以上と反応するかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２Ｏ圧力は、この反応を達成するためにコントロールされる。１つの実施例において、そのシステムは、大気圧よりも高い圧力を維持するように圧力容器を含む。その圧力は、液体Ｈ２Ｏ、高圧Ｈ２Ｏ蒸気、水蒸気、及び過飽和水蒸気の少なくとも１つを維持するように高いかもしれない。その圧力は、約１ａｔｍから５００ａｍｔ、約２ａｔｍ及び１００ａｔｍ、及び約２ａｔｍ及び１０ａｔｍの少なくとも１つの範囲内のような所望の範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、カソードは、空気、Ａｒ−Ｏ２、又はＯ２をカソードの活性表面に適用するため、図２に示すようなバイポーラ・プレートのそれらのようなガス・マニホールド及びチャネルのようなシステムを含む。そのガス圧力は、大気圧よりも上であるかもしれない。加圧されたガスは、質量流れ（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ）を増加させることにより、燈芯に吸い込まれた電解質を吹き飛ばし、Ｏ２還元速度を増加させるかもしれない。
【０１２８】
ＣＩＨＴセル・システムの１つの実施例において、アノードは、対応するアノード半電池に背中合わせに面する２つのサイドの上に水素透過性の膜を含む。水素透過電極は、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＣｏ、ＭｏＢ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ、ＭｏＣｕＢ、ＭｏＮｉＢ、ＭｏＳｉＢ、及び、Ｃｏ、ＣｏＣｕ、Ｎｉ、及びＮｉＣｏのような本開示の他のもの、の少なくとも１つのようなＭｏ及びＭｏ合金の少なくとも１つを含むかもしれない。各セルは更に、カソード半電池及びカソードを含む。そのカソードは、ＮｉＯ又は本開示のもう１つのものを含むかもしれない。そのカソード及びアノード半電池は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような混合溶融水酸化物−ハロゲン化物塩のような１つの電解質層と、オプションとして、ＭｇＯのようなマトリクスを含むかもしれない。そのようなセルの少なくとも２つの対応するカソード及びアノードは、所望に応じて、直列に又は並列に配線される。１つの実施例において、セルのスタックのセルは、２つの面を持つアノードのようなものをそれぞれ含むかもしれない。或いは、少なくとも１つのセルは、バイポーラ・プレートであるかもしれない。システムは更に、少なくとも１つのセルのカソード及びアノードの少なくとも１つに対するガス供給を含む。そのシステムは更に、各二重の面を持ったアノードへの共通の供給を持つかもしれない水素ガス供給を含む。１つの実施例において、カソードは、その対応するカソード半電池に各々面することについて、二重の面を持ち及び背中合わせである。１つの実施例において、その背中合わせのカソードは、その２つの面を電気的に分離する絶縁体を含むかもしれない。１つの例示的な実施例において、ＭｇＯのようなアルカリ土類金属酸化物は、カソード・プレートの間の電気的なスペーサとして機能するかもしれない。各カソードは、酸素及びＨ２Ｏの源の少なくとも１つを含むガス供給を持つかもしれない。各二重の面を持つカソードは、共通のガス供給を持つかもしれない。その供給は、各二重の面を持つカソードが互いから電気的に絶縁状態が維持されるようになっているかもしれない。その絶縁体は、電気的に分離された層の間でＯ２が拡散することを許すＭｇＯビーズ（ＭｇＯ  ｂｅａｄｓ）のようなビーズ（ｂｅａｄｓ）を含むかもしれない。１つの実施例において、供給における汚染ガスは、ゲッタで取り除かれるかもしれない。１つの例示的な実施例において、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つは、不揮発性の化合物を形成する汚染物質と反応するゲッタによってアノードに供給される水素ガスから取り除かれる。そのゲッタは、金属、半金属、又は、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移、及び土類金属のような他の酸化され得る材料、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、及び酸化物又はオキシアニオン（ｏｘｙａｎｉｏｎｓ）を形成する他の元素であるかもしれない。各背中合わせの電極は、入口及び出口ガス・ラインを持つかもしれない。その入口及び出口ガス・ラインの少なくとも１つは、汚染物質を取り除くために、ライン中にゲッタを持つかもしれない。そのガスは、汚染物質を取り除くためのゲッタの上又はゲッタを通す流れを備える���極へ及び電極から再循環されるかもしれない。
【０１２９】
ＫＯＨ対ＬｉＯＨの水溶解度における大きな違いのため、１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、２つの層を含む。１つは、カソードで支配的にＫＯＨを含むものであり、もう１つは、アノードで支配的に沈殿したＬｉＯＨを含むものである。その電解質は、より低い融点を持つＬｉＯＨとの混合物が形成されるように、ＬｉＢｒのようなハロゲン化物を更に含むかもしれない。そのセルは、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのようなＬｉＯＨ混合物又はＬｉＯＨの融点に到達するように、加圧されるかもしれない。例示的な電解質は、約３００℃で溶融するＬｉＯＨ−ＬｉＢｒの共晶混合物であるＫＯＨは高い酸素還元速度を持ち、及びＬｉＯＨ又はＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ電解質は、妥当に非腐食性である。そのようにして、Ｎｉ、Ｍｏ、又は、Ｎｉ又はＭｏ合金のようなアノードは安定であり、特に、透過又は散布のような手段でアノードにおいて水素が適用されても安定である。このようにして、二重の層のセルは、高い電流に対して長寿命であり妥当である。電解質内にＨ２Ｏを維持するために、セルは、密閉された容器（ｓｅａｌｅｄ  ｖｅｓｓｅｌ）内で加圧されるかもしれない。例示的な実施例において、セル温度は３００℃であり、圧力は約８５ａｔｍである。妥当なＫＯＨ−Ｈ２Ｏモル比は、例示的な８０−２０ｍｏｌｅ％のように、約５０−５０％から９９−１％の範囲にある。１つの実施例において、電解質は更に、ＭｇＯのような本開示のそれらのようなマトリクスを含む。１つの実施例において、ＫＯＨを含む電解質は更にＭｇＯを含む。ＫＯＨ−ＭｇＯ比は、約１００から０．０１の範囲内、又は約２から０．２の範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、電解質は、２つの層を含むが、ＬｉＡｌＯ２又はＡｌＯ２のような非移動性のマトリクスを備えるＬｉＯＨ又はＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのアノード層、及び、ＫＯＨを含むカソード層である。ＫＯＨセルのカソードは、本開示のそれらのような４−電子還元触媒を含むかもしれない。アノードは、ＭｏＮｉ合金のようなＭｏ合金のような合金を含むかもしれない。カソードは、Ｐｔのような過酸化物イオンを非活性化するための触媒を含むかもしれない。ＫＯＨを含む層は、過酸化物イオンを水酸化物に変換するため水の濃度を増加するための含水化合物（ｈｙｄｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を含むかもしれない。妥当な含水化合物は、ＭｇＢｒ２のような本開示のそれらである。
【０１３０】
１つの実施例において、カソードは、ＯＨ−のようなより低い反応性の種に対する酸素ラジカルを分解する化合物又は材料を含む。カソードは、酸素を吸収する化合物又は材料を含むかもしれない。その化合物又は材料は、カーボンのような支持体の上のＰｔ又はＰｄ或いはカーボンを含むかもしれない。Ｈ２Ｏは、散布によって、カソードへ供給されるかもしれない。Ｈ２Ｏは、ＯＨ−のようなより低い活性度の種を少なくとも１つ形成するために、Ｏ２、酸素ラジカル、又は酸素イオンのような活性な酸素種と反応するかもしれない。Ｏ２は、カソードを通して散布されるかもしれない。Ｈ２Ｏ及び酸素の両方は、カソードを通して散布されるかもしれない。
【０１３１】
１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、ガス、蒸気、又は液体の少なくとも１つとして、水素散布アノードに適用される。Ｈ２Ｏは、ＯＨ−を形成するため酸素又は酸素ラジカル又はイオンと反応するかもしれず、そして、腐食を防ぐように、アノードに対して保護的であるかもしれない。
【０１３２】
１つの実施例において、ＫＯＨ電解質を含む１つのような水性の電解質ＣＩＨＴセルは、本開示の中に与えられるようにアノードが腐食することを防ぐために十分な電圧をもって維持されるかもしれない。例示的な水性ＣＩＨＴセルは、［Ｒ−Ｎｉ、ＭｏＢ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｏ、又はＭｏＣｕ／ＫＯＨ又はＫ２ＣＯ３／Ｎｉ、ＮｉＯ、ＮｉＡｇ、Ａｇ、スチーム・カーボン（ｓｔｅａｍ  ｃａｒｂｏｎ）、ＭｎＯ２、ＭｎＯ２／Ｃ、Ｍｎ２Ｏ３／Ｃ、又はＭｎＯＯＨ］である。１つの実施例において、アノードは、ＭｏＯ２及びＭｏＯ３の少なくとも１つのようなＭｏの酸化物のような酸化物を含むかもしれない。
【０１３３】
アルカリ水性電解質セルの１つの実施例において、電解質のｐＨ及び電圧の少なくとも１つが、アノードの達成された安定性に合わせてコントロールされる。妥当なアルカリ電解質は、ＫＯＨ、Ｋ２ＣＯ３、Ｋ２ＨＰＯ４、Ｋ３ＰＯ４、及びＫ２ＳＯ４であり、別のアルカリ又はアルカリ土類金属がＫに置き換わるかもしれない。１つの実施例において、ｐＨは、緩衝剤を含む電解質によって維持されるかもしれない。妥当な例示的な緩衝剤及びｐＨ範囲は、炭酸ナトリウム／炭酸水素ナトリウム（９．２−１０．８）、四ホウ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ又はＮａ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］・８Ｈ２Ｏ）／水酸化ナトリウム（９．３−１０．７）、重炭酸ナトリウム／水酸化ナトリウム（９．６０−１１．０）、リン酸水素ナトリウム／水酸化ナトリウム（１１．０−１１．９）、塩化カリウム／水酸化ナトリウム（１２．０−１３．０）である。安定な電圧及びｐＨは、プールベダイアグラム（Ｐｏｕｒｂａｉｘ  ｄｉａｇｒａｍ）を用いて決定されるかもしれない。１つの実施例において、ｐＨは塩基性であり、約７．１から１４、７．１から１３、７．１から１２、７．１から１１、７．１から１０、７．１から９及び７．１から８の少なくとも１つの範囲内にあるかもしれない。モル濃度は、ｐＨ又は電気的な伝導率のような所望の特性を確立するそれのような如何なる要求であるかもしれない。モル濃度は、約０．００１Ｍから３０Ｍ、０．０１Ｍから２０Ｍ、及び０．１Ｍから２０Ｍの少なくとも１つの範囲内にあるかもしれない。負のポテンシャルでアルカリ電解質中において安定な妥当な金属は、Ａｇ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｃ、及びＴｅ、そして、Ｃｏ及びＣｏＣｕ又はＣｏＮｉのような合金である。腐食生成物添加剤は、アノードを守るために添加されるかもしれない。添加剤は、腐食生成物の共通イオン効果を作り出すかもしれない。例えば、ＣｏＢｒ２のようなハロゲン化物のようなコバルト又は銅化合物又はＣｕＢｒ２の少なくとも１つは、ＣｏＣｕアノードを含むセルに添加されるかもしれない。電圧、及び、不動態化された電極として固相のアノード金属又は金属酸化物を安定化するための添加剤に対する濃度は、プールベ・ポテンシャル−ｐＨダイアグラムから決定されるかもしれない。例として、Ｍｏ又はＣｏ材料は、約ｐＨ１１より小さいような妥当なｐＨ範囲において、０．１Ｖの過電圧（ｏｖｅｒ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）より少ないところで、０．９から１Ｖの範囲内で、オペレーションされるかもしれない。過電圧（ｏｖｅｒ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、電流と共に増加し、そして、１つの実施例において、高い表面積材料が、より低い電流密度及び過電圧（ｏｖｅｒ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）により、より良い。
【０１３４】
ＬｉＯＨを含む電解質のより低い腐食及びＫＯＨを含む電解質の高い酸素還元速度を利用するために、１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、カソードでＫＯＨを備える２つの層の電解質及びＬｉＯＨを含み、更に、オプションとして、アノードで、ＬｉＢｒのような別の塩を含む。電解質層は、異なる物理的状態を持っているかもしれない。セルは、より低い限定的な温度でオペレーションされるかもしれず、このとき、トップのＫＯＨ層は液体であり、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような底のＬｉＯＨ層は固体又は半固体である。１つの実施例において、ＫＯＨはカソード内に浸されるかもしれず、セルは更にアノードにＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ電解質を含む。１つの実施例において、セルは、マトリクス及びカソードの間の分離のために選択する電解質の間の毛細管力における違いにより２つの層を選択的に作り出す異なる空孔サイズを持つカソード及びマトリクスを含む。１つの実施例において、分離されたＫＯＨ及びＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ流れのストリームは、カソードでＫＯＨを及びアノードでＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを備えるセルへ供給される。電解質は、ＭｇＯのようなマトリクスを更に含むかもしれない。
【０１３５】
１つの実施例において、電解質は、ＫＯＨのような水性アルカリ電解質を含むかもしれない。その電解質は、ＬｉＯＨ及びＫＯＨのような１つの水酸化物以上を含むかもしれず、また、ＬｉＢｒのような別の塩を更に含むかもしれない。少なくとも２つの異なる水酸化物は、フマペム（ｆｕｍａｐｅｍ）（フマテック、ドイツ（ｆｕｍａｔｅｃｈ  Ｇｅｒｍａｎｙ））のようなＯＨ−交換膜のようなセパレータによって分離されるかもしれない。ＬｉＯＨのような１つの水酸化物は、腐食性が低いかもしれない。それは、その膜により規定されるアノード・コンパートメントに局所化されるかもしれない。ＫＯＨのような別のものは、高い酸素の還元速度を許すかもしれない。それは、対応するカソード・コンパートメントに局所化されるかもしれない。そのカソードは、スチームカーボン（ｓｔｅａｍ  ｃａｒｂｏｎ）、又は、ＮｉＯ及びＡｇ含浸ＮｉＯの１又はそれ以上の、少なくとも１つのようなカーボンを含むかもしれない。アノードは、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｎｉ、遷移金属、ＣｏＣｕのような遷移金属合金、ＣｏＣｕ＋Ｍｏのような別の金属の少なくとも１つを含むかもしれない。アノードは、テープキャスト・アノードを含むかもしれない。カソードは、Ｏ２又は空気のようなＯ２の源を供給されているかもしれない。そのカソードは、電解質内に沈み込まれていない部分を持つかもしれない。
【０１３６】
１つの実施例において、電解質は、共晶塩電解質を含むかもしれないＣｕ（ＯＨ）２＋ＣｕＢｒ２のような固体燃料を含むかもしれない。Ｃｕ（ＯＨ）２は、融点より低い温度で、脱水されて、Ｈ２Ｏ＋ＣｕＯとなるので、アルカリ水酸化物が添加されるかもしれない。例えば、ＫＯＨ又はＬｉＯＨは、ＣｕＯ又はＣｕ（ＯＨ）２＋ＣｕＢｒ２に添加されて、ＫＯＨ＋ＣｕＯが例えばＫ２ＣｕＯ２になる。
【０１３７】
１つの実施例において、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような溶融塩電解質を、及びオプションとしてＭｇＯのようなマトリクスを含むＣＩＨＴセルの温度は、抵抗加熱により挙げられた温度で維持される。１つの実施例において、セルは抵抗加熱を含む。１つの実施例において、その抵抗加熱は、スタックの縁に対して軸的に真ん中に位置する少なくとも１つの発熱体を含む。１つの実施例において、発熱体は、スタックの各電極の中央部に実質的にあり、そして、電極を貫通する。発熱体は、スタックのセルがショートしないように、非導電性であるかもしれない。発熱体は、ＭｇＯのようなセラミック被膜（ｃｏａｔｉｎｇ）のような非導電性の被膜を含むかもしれない。抵抗加熱のための電力（ｐｏｗｅｒ）は、ＣＩＨＴセルによって供給されるかもしれない。１つの実施例において、セルの縁での温度は、いわゆる湿潤シールを供給するためにその縁で電解質が凝固するように中央でのそれよりも低い温度で維持される。１つの実施例において、電解質は、その縁から内側のそれから各セルの縁において異なる組成を含むかもしれない。縁の電解質は、湿潤シールがその縁で形成されるように、中央におけるそれよりも高い粘度、及び、より高い融点の少なくとも１つを持つかもしれない。縁の電解質は、塩のような電解質のすくなくとも１つの構成要素及びマトリクスの異なるモル比を持つかもしれず、また、異なる又は追加の塩、マトリクス、及び添加剤も同様に含むかもしれない。その縁において異なるかもしれないマトリクスは、アルカリ土類酸化物を含むかもしれない。
【０１３８】
もう１つの実施例において、電解質が少なくとも１つの電極及び（オプションとして）ＭｇＯのような添加されたマトリクスに関して毛細管力により定位置に維持されるように、電解質層の厚みがなっている。電極の分離は、所望の電極分離に対応するサイズのＭｇＯビーズのようなＭｇＯのような不活性スペーサ材料によって維持されるかもしれない。電極分離は、少なくとも、約１μｍから１ｃｍ、約５μｍから５ｍｍ、及び約１０μｍから１ｍｍの範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、マトリクスは、異なるマトリクス粒子サイズの層化された層を含むかもしれない。マトリクスが、カソード及びアノード領域のような異なる領域で、それぞれ、より高密度又は低多孔性及びより低密度又は高多孔性であるところ、アノードの活性エリア封鎖を避けようとしつつ、層化は、ＮｉＯのようなカソード材料がカソード領域に閉じ込められることを許すかもしれない。もう１つの実施例において、マトリクスは、電解質に可溶であり、そして、層化は異なる密度又は粘度を含むかもしれない。
【０１３９】
中央ヒータ２０１を備えるＣＩＨＴセルスタック２００の模式図は、図４に示される。電力（ｐｏｗｅｒ）リード２０２及び２０３を持つヒータ２０１は、スタックのセルに対して中央にあり、夫々が、カソード２０５、アノード２０６、及び電解質２０７を含み、カソード及びアノードは、示されるようにバイポーラ・プレートを含むかもしれず、また、更に、カソード及びアノードの間のバイメタル接合又は導電性のセパレータを含むかもしれない。ＣＩＨＴセルスタックは、更に、１つ（２１０）が示されるような２つのターミナル、ケーシング２１１、２１２−２１６のような絶縁層、及び電気的に絶縁されるエンド・キャップ２３０を含むかもしれない。
【０１４０】
電解質はペレットを含むかもしれない。その代わり、電解質は、ＭｇＯリングのような非導電性のＯ−リングのような妥当な構造要素において、収容されるかもしれない。１つの実施例において、ＭｇＯ構造要素は、酸化されるとＭｇＯになるが、リングを形成するようにＭｇ金属を使用したＯ−リングのそれのようなものの所望の形態に合わせるように作り出される。電解質は、要素を挟むように、トップ及びボトムの上において圧縮されるかもしれない。電解質は、そのように形成された電極間間隙において閉じ込められるかもしれない。１つの実施例において、ＭｇはＡｌ又は希土類金属のような酸化され得る別の金属で置換される。１つの実施例において、対応する酸化物は不溶性であり、又は、電解質に対して低い溶解度を持つ。その構造要素に代わるものにおいて、電解質は、セルの縁で不溶融の電解質を含む電解質の湿潤シールによって定位置に保持されるが、ここで、実施例であるスタックは、中央から加熱される。電極は、湿潤シールを容易にするように縁において小さなギャップを作るように機械加工されるかもしれない。電解質及びマトリクスの少なくとも１つの空孔サイズの少なくとも１つは、調整されるかもしれず、マトリクスの比は、毛細管作用をコントロールすることにより電極を所望に湿潤することを供給するように調整されるかもしれない。バイポーラ・プレートの１つの実施例において、アノード及びカソードは、２つの対応するセルの間の電気的なショート回路を電解質が引き起こさないようにするセパレータによって分離されるが、ここで、電解質は少なくとも１つの電極内に燈芯を垂らすかもしれない。セパレータは、金属の又はグラファイトのシートのような導電体を含むかもしれない。セパレータは、バイメタル接合としても機能するかもしれない。
【０１４１】
１つの実施例において、バイポーラ・プレートの対向するサイドの電極の金属は、一方がＮｉで他方がＮｉＯのように異なっているが、ここで、ＮｉＯは一方のサイドがより高い重量パーセントを持つようにして、両サイドにおいて使用されるかもしれない。或いは、Ｎｉ対２４２合金又はＭｏのように、一方のサイドが１つの金属であり、他方のサイドが別の金属であるかもしれない。異なる金属がスタックを通して交互になるかもしれない。もう１つの実施例において、バイポーラ・プレートは、アノード及びカソード間の電気的に伝導性なセパレータを含むかもしれない。セパレータは、カソード及びアノードの少なくとも１つのそれとは異なる金属のような異なる材料を含むかもしれない。セパレータ及び少なくとも１つの電極は、バイメタル電極を含むかもしれない。バイメタルはバイメタル接合を含むかもしれない。バイメタルは、第２の金属又は合金のような少なくとも１つの他の導体の上に電気めっきされた金属又は合金のような少なくとも１つの導体を含むかもしれない。バイメタル電極又は接合の少なくとも１つは、ハイドリノ反応速度を増加させる固有電圧という結果になるかもしれない。１つの実施例において、バイメタルは、アルカリ金属酸化物のような化合物を更に含むかもしれない金属の酸化物のような酸化物及びＮｉのような金属のような２つの導体を含む。妥当な例示的なアルカリ金属酸化物は、リチウム化酸化ニッケル（ｌｉｔｈｉａｔｅｄ  ｎｉｃｋｅｌ  ｏｘｉｄｅ）である。増加は、ハイドリノ遷移を許す触媒及びＨのより良いエネルギ合致のためかもしれない。もう１つの実施例において、バイポーラ・プレートの反対側の上の電解質は異なる。電解質の違いは、少なくとも１つの異なる成分を持つ異なる組成を含むかもしれず、電解質の同じ成分の濃度は異なるかもしれない。例えば、電解質は、一方の側にＭｇＯのようなマトリクスを、他方の側にＬｉＡｌＯ２を含むかもしれない。或いは、電解質は、一方の側にＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを、他方の側にＬｉＯＨ−ＬｉＣｌを含むかもしれない。加えて、一方の側は、ＮａＯＨのある重量パーセントを含むかもしれない。１つの実施例において、バイポーラ・プレートの電極の一方の側及び他方の側の間の違いは、各半電池に対する電極の電圧、フェルミ・レベル、又は化学ポテンシャルがそれぞれの電解質のそれから異なるようにさせる。もう１つの実施例において、非導電的な材料又は絶縁体のような分離させる媒体又はスペーサが、そのバイポーラ・プレートの反対の側を分離して、その電解質に接触する電極のその側の電圧、フェルミ・レベル、又は化学ポテンシャルが、その分離させる媒体に接触するものとは異なるようにする。１つの実施例において、電圧、フェルミ・レベル、又は化学ポテンシャルにおける違いが、ハイドリノを形成するため水素の触媒反応を容易にする。１つの実施例において、異なる電極金属、バイメタル接合、電解質、マトリクス及び水和及び温度のような条件の少なくとも１つは、スタックを通して、互い違いにされる。１つの実施例において、カソードは、アノードのそれとは異なる金属のような異なる材料である。アノードのそれに対するカソードの異なる材料は、バイポーラ・プレート��バイメタル・アノードに対する要求を取り換えるかもしれない。１つの実施例において、アノード及びカソードを区別するバイポーラ・プレートのバイメタル性質は、異なる金属のような異なるカソード材料で１つの層のアノードを使用することにより満足される。妥当な例示的なカソードは、本開示のそれらの１つを含む。
【０１４２】
もう１つの実施例において、少なくとも１つの電極は、少なくとも２つの異なる材料を含む複数の層を含む。それらの電極は、異なる材料の積層体（ｌａｍｉｎａｔｅｓ）を含むかもしれない。内部の層は、その電解質に接触する、又は、その電解質により多く接触する外部の層の電極ポテンシャルを変化させるかもしれない。外部の層は、腐食に対する抵抗性があるように選択されるかもしれない。外部の層のための妥当な安定な材料は、Ｎｉ、貴金属、及び本開示のそれらのような腐食に対する抵抗性のある合金である。電極ポテンシャルを変化させる内部の層又は複数の層のための妥当な材料は、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、又はＺｎのような遷移金属、Ｚｒ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗのような内部遷移金属、Ｌａのような希土類金属又はＬａＮｉ５のような合金、又はＡｌ、Ｓｎ、Ｉｎ、及びＰｂのような他の金属又は半金属又は合金、及びＭｏＣｏ、ＭｏＣｕ、ＭｏＭｎ、ＭｏＮｉ、及びＭｏＣｒのような他の合金だけでなく、Ｍｏ及びＨ２４２である。電極は、アノード又はカソードとして機能するかもしれない。アノードとして機能する、例示的な多層、複数金属電極、又はラミネートされた電極は、プレスされたＮｉ／Ｍｏ／Ｎｉ、プレスされたＮｉ／Ｈ２４２／Ｎｉ、及びプラスされたＮｉ／Ｈ２４２／Ｍｏ／Ｎｉである。１つの実施例において、電極は、水酸化物又は炭酸塩電解又は本開示のその他のもののような水性の電解質又はＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような本開示のそれらのようなアルカリのそれらのような水酸化物及びハロゲン化物塩の混合物のような溶融塩であるかもしれない。
【０１４３】
ラミネートされた電極の１つの実施例において、金属又は複数の金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、及びＺｎのような低い水との反応性を持つ群からの少なくとも１つを含む。１つの実施において、Ｈ２Ｏと金属との反応の理論自由エネルギは、−５００から＋５００ｋＪ／ｍｏｌｅの範囲内において、又は、好ましくは−１００から＋１００ｋＪ／ｍｏｌｅの範囲内において、約ゼロである。
【０１４４】
構造、材料、及び方法は、本技術分野における当業者に知られる溶融炭酸塩又はアルカリ燃料電池のそれらから適用させられるかもしれない。例示的な妥当な構造、材料、及び方法は、以下の通りである。セパレータ又は電流コレクタは、３１０Ｓ／３１６ＬのようなＮｉ又はＣｕ被覆ステンレス鋼であるかもしれない。電流コレクタは穿孔されているかもしれない。被膜は約５０ミクロンであるが、他の厚みは、１ミクロンから１ｍｍのような妥当なものである。他の例示的な妥当な材料は、３０４Ｌ、３０９Ｓ、３１０Ｓ、３１４、３１６Ｌ、３４７、４０５、４３０、４４６、１７−４ＰＨ  １８−１８＋、１８ＳＲ、Ａ１１８−２、Ａ１２６−１Ｓ、Ａ１２９−４、Ａ１４３９、ガラス・シール２７（Ｇｌａｓｓ  Ｓｅａｌ  ２７）、フェラリウム２５５（Ｆｅｒｒａｌｉｕｍ  ２５５）、ＲＡ２５３ｍＡ、ニトロニック５０（Ｎｉｔｒｏｎｉｃ  ５０）、２０Ｃｂ３、３３０、クルテンプ−２５（Ｃｒｕｔｅｍｐ−２５）、クルテンプ−２５（Ｃｒｕｔｅｍｐ−２５）＋Ｌａ、サニクロ−３３（Ｓａｎｉｃｒｏ−３３、３１０）＋Ｃｅ、ＩＮ８００、ＩＮ８４０、Ａ−２８６、及びニッケル（ｎｉｃｋｅｌ）のような鉄基合金、ＩＮ６００、ＩＮ６０１、ＩＮ６７１、ＩＮ６９０、ＩＮ７０６、ＩＮ７１８、ＩＮ８２５、ＩＮ９２５、ＭＡ９５６、ＲＡ３３３、Ｎｉ２００、Ｎｉ２０１、Ｎｉ２７０、ハイネス２３０（Ｈａｙｎｅｓ  ２３０）、ハイネス６２５（Ｈａｙｎｅｓ  ６２５）、ハイネス１８８（Ｈａｙｎｅｓ  １８８）、ハイネス５５６（Ｈａｙｎｅｓ  ５５６）、ニクロム（Ｎｉｃｈｒｏｍｅ）、モネル４００（Ｍｏｎｅｌ  ４００）のようなコバルト基合金、及び、ＧＥ−２５４１、ＦｅＣｒＡｌ＋Ｈｆ、ハイネス２１４（Ｈａｙｎｅｓ  ２１４）、ＦｅＣｒ合金、ＩＪＲ（４０６）、８５Ｈ、カンタルＡＦ（Ｋａｎｔｈａｌ  ＡＦ）、及びＮｉ３Ａｌのようなアルミニウム含有合金である。妥当なコーティング方法は、クラッディング（ｃｌａｄｄｉｎｇ）であるが、他の方法も、スルファミン酸浴（ｓｕｌｆａｍａｔｅ  ｂａｔｈ）からのような電解Ｎｉメッキ又は無電解メッキのようなものが使用されるかもしれない。少なくとも１つの電極は、特殊な鋼のようなこれらの材料及び耐食性合金のような合金の１又はそれ以上を含むかもしれない。アノードは、Ｍ１Ｎｉ３．６５Ａｌ０．３Ｍｎ０．３又はＭ１（ＮｉＣｏＭｎＣｕ）５のようなＭ１：Ｌａリッチ・ミッシュメタル（Ｍ１：Ｌａ−ｒｉｃｈ  ｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ）のようなミッシュメタル、Ｎｉ、Ｒ−Ｎｉ、Ｒ−Ｎｉ＋約８ｗｔ％バルカンＸＣ−７２（Ｖｕｌｃａｎ  ＸＣ−７２）、ＬａＮｉ５、Ｃｕ、又はＮｉ−Ａｌ、約１０％ＣｒのようなＮｉ−Ｃｒ、約３／９０／７ｗｔ％のようなＣｅ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ−Ａｌ、又はＣｕ−Ｎｉ−Ａｌ合金、のような本開示のそれらのような水素貯蔵材料であるかもしれない。アノードは、ＭｎＯ、ＣｅＯ２、及びＬｉＦｅＯ２のような酸化物でドーピングされているかもしれず、又は、これら又は他の酸化物を含む。アノードは、導電性の酸化物を、或いは、導電性の酸化物被膜を含むかもしれない。アノードは、ＮｉＯ、又は、リチウム化されたＮｉＯのようなアルカリイオンをドーピングさせたＮｉＯを含むかもしれない。カソードは、ＮｉＯであるかもしれず、また、ＬｉＦｅＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、又はＬｉＣｏＯ２をドープされているかもしれない。アノード、カソード、及び電解質の少なくとも１つは、イットリア安定化ジルコニア（ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ）の構成要素酸化物のような本開示の酸化物をドープされているかもしれない。マトリクスは、セラミックのような不活性な材料を含むかもしれない。マトリクス材料は、イオン輸送を容易にするように移動するかもしれない種を含む化合物を含むかもしれない。妥当な例示的なマトリクス材料は、アルミン酸塩（ａｌｕｍｉｎａｔｅ）、タングステン酸塩（ｔｕｎｇｓｔａｔｅ）、ジルコン酸塩（ｚｉｒｃｏｎａｔｅ）、チタン酸塩（ｔｉｔａｎａｔｅ）のようなオキシアニオン化合物、同様に、硫酸塩（ｓｕｌｆａｔｅ）、リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、炭酸塩（ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、硝酸塩（ｎｉｔｒａｔｅ）、クロム酸塩（ｃｈｒｏｍａｔｅ）、及びマンガン酸塩（ｍａｎｇａｎａｔｅ）のような本開示の他のもの、酸化物、窒化物、ホウ化物、カルコゲニド、ケイ化物、リン化物、及び炭化物である。マトリクス材料は、金属、金属酸化物、非金属、及び非金属酸化物を含むかもしれない。酸化物は、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移、及び土類金属、更に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、並びに酸化物又はオキシアニオンを形成する他の元素の少なくとも１つを含むかもしれない。マトリクスは、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移、及び希土類金属、そして、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、並びに、酸化物又はオキシアニオンを形成する他の元素、の少なくとも１つのようなものの酸化物の少なくとも１つを含むかもしれず、そして、更に、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移、及び希土類金属、並びに、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、及びＰｂカチオンの少なくとも１つのカチオンを含むかもしれない。妥当な例は、ＬｉＡｌＯ２、ＭｇＯ、Ｌｉ２ＴｉＯ３、又はＳｒＴｉＯ３である。１つの実施例において、マトリクス化合物は、アノード材料、電解質のカチオン及び酸化物の少なくとも１つのような電解質の化合物を含むかもしれない。１つの例示的な実施例において、電解質は、Ｌｉ２ＯのようなＭ２Ｏのような対応する酸化物を形成するかもしれないＬｉＯＨのようなＭＯＨ（Ｍ＝アルカリ）のようなアルカリ水酸化物のような水酸化物を含み、そして、電解質は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｃｏ、並びに、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ又はＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ７、ＨｆＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ２Ｏ３、及びＭｇＯ���ような対応する酸化物を形成するかもしれないＭｇのようなＭ’（Ｍ’＝アルカリ土類）、のような元素、金属、合金、又は混合物を含み、更に、マトリクスは、カソードの酸化物を含み、更に、Ｌｉ２ＭｏＯ３又はＬｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＶＯ３、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ２ＮｂＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ４、Ｌｉ２ＴｅＯ３、Ｌｉ２ＴｅＯ４、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、Ｌｉ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｌｉ２ＭｎＯ４、Ｌｉ２ＨｆＯ３、ＬｉＣｏＯ２、及びＭｇＯのようなＭ’Ｏ（Ｍ’＝アルカリ土類）の例示的な妥当な材料に対応するＬｉ２Ｏのような電解質の酸化物をオプションとして含む。マトリクスは、アノードの元素又は同じ群の元素の酸化物を含むかもしれない。例えば、Ｍｏアノードに関し、同じ元素又は群のマトリクスは、Ｌｉ２ＭｏＯ４、ＭｏＯ２、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、及びＬｉ２Ｃｒ２Ｏ７であるかもしれない。マトリクスは、支持体を提供するかもしれない。マトリクスは、ペースト状であるかもしれない。粒子サイズは、サブミクロンであるかもしれないが、ミクロンからミリメータのような他のサイズも実施例において妥当である。
【０１４５】
１つの実施例において、アノード半電池反応は以下の通りである。
ＯＨ−＋２Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）                      （５４）
ここで、Ｈ２Ｏ触媒及びｅ−を形成するＯＨ−と第１のＨとの反応は、ハイドリノへの第２のＨのＨ２Ｏ触媒反応と連結されている。ＯＨ−と反応するＨは、Ｍが金属のようなアノード材料であるところ、Ｍ−Ｈからであるかもしれない。１つの実施例において、触媒は、式（４３）により与えられる形成されたＨ２Ｏ分子のポテンシャルエネルギに合致する、そして、Ｈ（１／４）の形成という結果になる式（５）におけるｍ＝３に対応する、３×２７．２ｅＶを受け取る。第２のＨからの受け取りに続く触媒から開放されたエネルギだけでなく、ハイドリノ状態に第２のＨの移行の電子として開放される連続エネルギは、アノードの充電を引き起こすかもしれない。充電は、電解質のイオンの容量性充電、又は電解質又は電極の少なくとも１種の酸化を含むかもしれない。このようにして、Ｈ２Ｏ触媒を形成する電気化学的反応、及びハイドリノを形成する協奏水素の触媒反応において開放されるエネルギは、外部回路を通る電流の流れに電力を供給する。電解質が、水素、酸素、及び水の酸化及び還元生成物を含む種及びＨ２Ｏを含むので、電圧は、水素及び酸素セル反応のそれであるかもしれない。セル反応は、式（９０−９３）によって与えられるそれらの少なくとも１つを含むかもしれない。回路を完成するような電解質を通るイオンの道は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ又はマトリクスのイオンを含む電解質の場合における、Ｌｉ＋、ＯＨ−、酸化物及び過酸化物イオン、及びＢｒ−の少なくとも１つのような電解質のイオンを含むかもしれない。このようにして、１つの実施例において、マトリクスは、導電が電荷移動又はイオン輸送によって供給されるかもしれないところ、イオン導電媒体として機能する。もう１つの実施例において、マトリクスは、酸化物又は複数の酸化物、水酸化物又は複数の水酸化物、混合金属酸化状態、電解質イオン、及び他のイオンの混合物の少なくとも１つを含む。イオン伝導は、イオン・ホッピングによるのかもしれない。輸送は、酸素及び水素の少なくとも１つを含む１つのような負のイオンのような種のイオン輸送又は電荷移動を含むかもしれない。妥当な種は、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−から選択される酸素種、及び、Ｈ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、及びＯＯＨ−から選択されるＨ種及び水素種の少なくとも１つである。１つの例示的な実施例において、輸送される種は、例示的な種であるＯ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、及びＯ２２−から形成されるカソードで形成されるＯ２−のような酸素を含む、より還元された状態の種である。より還元された種は、アノードで酸化されるかもしれない。
【０１４６】
マトリクスを持たない１つの実施例において、イオン伝導は、セル放電の間において電解質を通すものであるかもしれない。輸送される種は、少なくとも部分的にセルに対して外側で、供給されるかもしれない。セルは、大気に開放であるように開放系であるかもしれない。１つの例示的な実施例において、外部酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つは、カソードで還元され、そして、外部酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つの還元生成物のような還元された種は、アノードで酸化されるかもしれない。輸送は、Ｈのハイドリノ状態への触媒反応のため、エネルギによって駆動されるかもしれない。外部酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つのような外部酸化剤による電流は、アノードの腐食のような腐食をコントロールするためにコントロールされる。１つの実施例において、アノードは、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、及びＯ２２−のような酸素種のような空気派生の種によって運搬される電流に対する腐食耐性がある又は安定性がある。腐食耐性のあるアノードは、本開示の１つであるかもしれない。或いは、カソードは、ＮｉＯ又はＭｏＳのような硫化物又は酸化物のような安定な種を含むかもしれない。１つの実施例において、断続的な電気分解及び放電の間においてセルあたりのセル電圧は、Ｎｉアノードの場合において、約０．８Ｖのように、実質的に酸化性であることからアノードを防ぐようポテンシャルを超えるように維持される。
【０１４７】
熱力学の視点から、負のイオンのような種は、アノードでイオン化されるかもしれず、そして、アノードでのイオン又は電子温度がカソードでのそれよりも高いときに、同じ種が、外部回路において消散された電力（ｐｏｗｅｒ）で放電カソードで還元により作られるかもしれない。半電池の温度差動を含む非ハイドリノ例は、［Ｎａ（熱い）／ＢＡＳＥ／Ｎａ（冷たい）］セルである。ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ塩における例示的なイオンは、それぞれに、ＯＨ及びＢｒへと酸化され、外部回路を通してカソードへと配達される電子で還元されるかもしれないＯＨ−及びＢｒ−である。或いは、Ｏ及びＨの少なくとも１つを含む種は、イオン電流を運ぶかもしれない。ハイドリノ反応は、回路に配達される電力（ｐｏｗｅｒ）を生成するよう、熱に等価なエネルギを供給する。１つの実施例において、マトリクスは、カソード及びアノード電極又は半電池がショートすることを防ぐようにセパレータとして機能する。防止されたショートは、熱力学的な及び電気的なセンスの少なくとも１つにおいてあるかもしれない。マトリクスは、外部回路を通す電流を駆動するためにカソードに対してアノードにおいて起電力（ＥＭＦ）を作るハイドリノ反応の速度、有効性、又は程度を増加させるように、半電池反応を分離するかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２Ｏ形成が第１のＨとの反応及びＯＨ−の酸化により起こり、及び、触媒を形成する酸化反応が式（５４）によって与えられるようなハイドリノを形成する第２のＨの触媒反応に協奏しているところ、アノード及びカソード半電池反応の分離は、Ｈ２Ｏ触媒による第２のＨから受け取られたエネルギのより良い合致を引き起こす。１つの実施例において、マトリクスは、Ｈ２Ｏを拘束するかもしれず、そして、断続的な電気分解反応へのＨ２Ｏ源として機能するかもしれない。Ｈ２Ｏの拘束及び供給は、ハイドリノ形成反応の速度又は程度を増加させるエネルギで、あるかもしれない。Ｈ２Ｏ拘束エネルギは、Ｈ２Ｏのような触媒へＨから移動されるエネルギのより良い合致を引き起こすかもしれない。誘電体、セパレータ、又はＨ２Ｏバインダー及び容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）の少なくとも１つ、の少なくとも１つとして機能するマトリクスを含む例示的な電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのようなアルカリ性の水酸化アルカリ・ハロゲン化物混合物、及び、如何なる所望のモル比において構成要素を持つかもしれない本開示のマトリクス材料である。アルカリ・ハロゲン化物及びマトリクス材料の重量％は、類似するかもしれない。マトリクスを含む電解質は、約７５℃から７００℃の範囲内のようなセルのオペレーション温度で固体又は半固体を含むかもしれない。例示的な電解質は、それぞれ±１から３０ｗｔ％で、約１０ｗｔ％、４５ｗｔ％、及び４５ｗｔ％の範囲にあるｗｔ％を持つＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯである。
【０１４８】
１つの実施例において、電解質は、溶融又は水性の水酸化物のような水酸化物を含み、そして、加えて、ハロゲン化物を含むかもしれない。電解質は、Ｌｉのような少なくとも１つのアルカリ金属カチオンを含む１つのような、溶融水酸化物−ハロゲン化物混合物を含むかもしれない。電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを含むかもしれず、そして、オプションとして、ＭｇＯのようなマトリクスを含むかもしれない。電解質は、更に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、及びＺｎのような低い水との反応性を持つグループの金属の水酸化物又はハロゲン化物の少なくとも１つとして本開示の固体燃料反応物の少なくとも１つの種を含むかもしれない。
【０１４９】
電極は、テープキャスト（ｔａｐｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）、電気泳動析出（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱ロール・ミル（ｈｏｔ  ｒｏｌｌ  ｍｉｌｌｉｎｇ）、又はホットプレスのような方法により製造されるかもしれない。バイポーラ・プレートの湿潤シール部（ｗｅｔ  ｓｅａｌｉｎｇ  ａｒｅａ）は、コーティングを含むかもしれないアルミニウム又はアルミニウム合金を含むかもしれない。妥当なアルミめっき方法は、溶融熱処理及び拡散浸透処理が後に続くかもしれない、塗布、熱溶射、又は真空蒸着である。ステンレス鋼の例示的な結果的な拡散コーティング（ｒｅｓｕｌｔａｎｔ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）は、ＭＡｌ−Ｍ３Ａｌ構造を含む（Ｍ＝鉄、ニッケル、プラス５−１５ｍｏｌ％クロム）。或いは、ＦｅＣｒＡｌＹ、ＭＡｌ、又はＭ３Ａｌ（Ｍ＝Ｎｉ、Ｆｅ）のようなアルミニウム含有合金粉末は、例示的な実施例において、熱溶射されるかもしれない。
【０１５０】
１つの実施例において、バインダー及び電極材料を含むテープキャスト電極は、最終電極を形成する、又は、最終の電極を形成するステップとして、バインダーを開放又は分解するように処理されるかもしれない。その処理は、焼結を含むかもしれない。その処理は、その場で起こるかもしれない。その処理は、ＣＯ２を開放するかもしれない。そのＣＯ２は、水酸化物のような電解質と反応することにより炭酸塩を形成するかもしれない。その反応は、式（６０）の反応に従って、Ｈ２Ｏとの反応によって逆転されるかもしれない。そのＣＯ２は、取り除かれるかもしれない。ポンピングのような手段による除去は、約４０から１００％又は８０から１００％の範囲内で、炭酸塩の水酸化物への完全な変換の反応を駆動することに寄与するかもしれない。
【０１５１】
水素が透過又は断続的な電気分解によって供給されるような１つのような実施例において、セルは、電解質を保持するようにマトリクスを含む。そのマトリクスは、不活性化合物のような、電解質を燈芯のように吸い込み又はより粘性が高くなるようにさせる、化合物であるかもしれない。妥当な例示的なマトリクス材料は、アスベスト、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、又は他のアルカリ土類金属酸化物、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、又はＳｒＴｉＯ３、の少なくとも１つである。その電解質は、ペーストのように固定化させられるかもしれない。薄い層のような層として電解質を保持するマトリクスは、高温に加熱されたとき本来完了まで燃焼する溶媒、粒子材料、又はバインダーのような他の材料の少なくとも１つと、マトリクス材料とを混合するステップと、そして、そのマトリクスを形成するように、その混合物を加熱するステップとを含む。妥当な化合物は、ポリビニルホルマール（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｆｏｒｍａｌ）（ＰＶＦＯ））及びエタノール溶媒及びポリエチレン・グリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ（ＰＥＧ））である。アルカリ土類酸化物固体マトリクスは、ＭＯ及びＭ（ＯＨ）２（Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａの少なくとも１つ）、そして、オプションとして、ポリビニルアルコールのような可燃性のバインダーと、の混合物をプレスすることにより、そして、１０００℃及び２０００℃までの間でステップ状に加熱するようなことによりバインダーを加熱分解（ｂｕｒｎ  ｏｆｆ）するように酸素雰囲気中で加熱することにより形成されるかもしれない。そのマトリクスは、高温で焼結されるかもしれない。固体マトリクスは、溶融塩中に浸漬することによりＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような電解質で湿潤されるかもしれない。そのマトリクスの気孔サイズ及び密度は、粒子サイズ及びマトリクス材料と他の化合物の少なくとも１つとの比を変えることにより、変化させられるかもしれない。１つの実施例において、電解質はマトリクス材料に添加される。気孔サイズ及び密度は、電解質の表面張力に対するマトリクスの毛細管作用を調整するにコントロールされるかもしれないが、そのようにして、電解質がカソード又はアノードで過剰にあふれることなく、層において実質的に維持される。マトリクスの気孔サイズは、約１０ｎｍから１０ｍｍ、約１００ｎｍから１００マイクロメータ、又は、約１マイクロメータから１０マイクロメータの範囲であるかもしれない。そのマトリクスは、セラミックのような固体を含むかもしれない。妥当な例示的な固体マトリクスは、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、又はイットリア安定化酸化ジルコニウムである。そのマトリクスは、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）（しばしば、８％型Ｙ８ＳＺ）、酸化スカンジウム安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）（通常、９ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−９ＳｃＳＺ）及びガドリニウムをドープしたセリア（ＧＤＣ）のように、酸素イオンを伝導するかもしれない固体酸化物燃料電池の１つであるかもしれない。そのマトリクスは、酸素イオンを伝導するかもしれない塩橋を含むかもしれない。酸化物導体の典型的な例は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガドリニアをドープしたセリア（ｇａｄｏｌｉｎｉａ  ｄｏｐｅｄ  ｃｅｒｉａ）（ＣＧＯ）、ガリウム酸ランタン（ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｇａｌｌａｔｅ）、及び（ＢｉＣｕＶＯｘ）のようなビスマス銅バナジウム酸化物（ｂｉｓｍｕｔｈ  ｃｏｐｐｅｒ  ｖａｎａｄｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）である。Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏｙＯ３−のような幾つかのペロブスカイト材料はまた、混合された酸化物及び電子伝導性を示す。そのマトリクスは、アルカリ水酸化物のような水酸化物のような共晶塩電解質のような電解質で含浸されているかもしれない。妥当な例示的な電解質は、ＭｇＯ固体マトリクス内に含浸されるかもしれないＬｉＯＨ−ＬｉＢｒである。固体マトリクスは、更に、ＭｇＯ又は本開示の他のマトリクス材料の粒子のような粒子マトリクスを含むかもしれない。１つの実施例において、アノードは、Ｎｉマット電極（Ｎｉ  ｍａｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）のような多孔性の電極のような水素散布又はバブリング電極、或いは、断続的な電気分解電極を含む。１つの実施例において、電極及び電解質の少なくとも１つは電解質があふれることに対して耐性がある。電解質は、電解質を安定化させるためのマトリクスを含むかもしれない。電解質がＭｇＯ又はＬｉ２ＴｉＯ３のようなマトリクス材料を含むしれないところ、アノードは、マット、Ｎｉ粉末のようなテープキャスト粉末、又は、電解質を燈芯のように吸い込むための閾値未満である毛細管力を持つ大きな気孔サイズを持つ溶融アルカリ又は炭酸塩燃料電池の分野において知られている他のアノード、であるかもしれない。電極は、溢れる電解質を除去するために定期的に濯がれるかもしれない。オペレーション条件は、溢れることを防止するために変えられるかもしれない。例えば、電極の洪水（溢れること）を防ぐために、電解質粘度、表面張力、及び毛細管作用を変更するように、温度は調節されるかもしれない。
【０１５２】
１つの実施例において、カソード、アノード、及び電解質の１つのようなセル構成要素の層の少なくとも１つは、テープキャストによって作成される。テープキャスト・システムは、テープキャスト・テーブル、スラリ・ボックス、及びドクターブレードを含むかもしれないが、後者は、高さを調節するカリパスを更に含み、それによって、キャストされた膜の厚みを調節する。セル構成要素の層は、キャストの後に続いて、取り除かれるかもしれないマイラー（Ｍｙｌａｒ）のようなプラスチックのような支持膜の上にキャストされるかもしれない。スラリは、層材料及び妥当な溶媒を含むかもしれない。カソード及びアノード・スラリは、ポリビニルアルコール、セルロース、又はヒドロキシプロピル・メチルセルロースのようなアルコールのようなバインダの溶媒にそれぞれ懸濁される、ＮｉＯ、Ｎｉ、及びＮｉ粉末の少なくとも１つを含むかもしれない。妥当な溶媒は、低硫黄ポリアクリル酸アンモニウム又はポリアクリル酸溶液のような分散剤を更に含むかもしれないＨ２Ｏである。テープキャスト膜は、例えば、ファン又は送風機で乾燥させられるかもしれない。乾燥させられた膜は、次に、膜をコンパクトにするために、又は、膜密度を上げるために、プレスされるかもしれない。プレスは、カレンダー（ｃａｌｅｎｄｅｒ）又はプレス機（ｐｒｅｓｓ）のようなプレス手段で達成されるかもしれない。プレスは、平方インチあたり約０．０１から２００トン、約０．０１から２００ＭＰａ、又は約０．５から５０ＭＰａのような高い圧力であるかもしれない。次に、膜は焼結されるかもしれない。カソードは、大気のような酸素を含む雰囲気中で焼結されるかもしれない。温度範囲は、約４００から２０００℃又は６００から８００℃の範囲内であるかもしれない。アノードは、真空中、不活性雰囲気、又はＨ２雰囲気中において焼結されるかもしれない。温度範囲は、約４００から３０００℃又は１０００から２０００℃の範囲内であるかもしれない。
【０１５３】
ＮｉＯカソードは、リチウム化されるかもしれない。カソードのＬｉのｍｏｌｅ％は、約０．１％から９０％、１％から７５％、及び５％から５０％の少なくとも１つの範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、リチオ化（ｌｉｔｉａｔｉｏｎ）は、導電性を増加させる。リチオ化（ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ）は、膜に添加されたＬｉ２Ｏ又はＬｉ２ＣＯ３のようなＬｉ源の反応のような当該分野における当業者に知られた方法により達成されるかもしれない。Ｌｉ源の添加は、キャストの前後において、スラリにその源を添加することによりなされるかもしれない。１つの実施例において、リチオ化反応（ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）は、焼結段階の間のような上げられた温度で達成される。ＮｉＯとのＬｉ２Ｏの例示的なチオ化反応（ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）は、約１２００℃のような上げられた温度で大気中で加熱されたとき、次のようになる。
（１／２）ｘＬｉ２Ｏ＋（１−ｘ）ＮｉＯ＋（１／４）ｘＯ２
→  Ｌｉｘ＋Ｎｉ１−２ｘ２＋Ｎｉｘ３＋Ｏ                      （５５）
２つのプロセスを含むＬｉｘＮｉ１−ｘＯ固溶体を形成するためのＮｉＯとＬｉ２ＣＯ３との例示的なリチオ化反応（ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）は以下の通りである。
（ｘ／２）Ｌｉ２ＣＯ３２  →  （ｘ／２）Ｌｉ２Ｏ＋（ｘ／２）ＣＯ２  （５６）
（ｘ／２）Ｌｉ２Ｏ＋（１−ｘ）ＮｉＯ  →  ＬｉｘＮｉ１−ｘＯ        （５７）
ここで、炭酸塩の分解が、約６４０℃より高い温度で起き、そして、酸化リチウムの酸化ニッケル中へのバルク拡散は、約７５０℃よりも高い温度で速い速度で起きる。Ｎｉ（Ｌｉ）Ｏ固溶体を形成するために、約５００から７００℃の範囲内のような上げられた温度で大気中において加熱されるとき、ＮｉとＬｉ２ＣＯ３との例示的なリチオ化反応（ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）は、次の通りである。
（１−ｘ）Ｎｉ＋（ｘ／２）Ｌｉ２ＣＯ３＋（ｘ／４）Ｏ２ 
→  ＬｉｘＮｉ１−ｘＯ＋（ｘ／２）ＣＯ２                      （５８）
１つの実施例において、約０．０１から２００ＭＰａ又は約０．５から５０ＭＰａの範囲内の１つのようなプレス圧力及び電極のための出発材料の選択の少なくとも１つは、その気孔率及び平均気孔直径に影響を及ぼす。１つの実施例において、ＬｉｘＮｉ１−ｘＯのようなカソード材料のような電極材料の気孔率及び平均気孔直径に影響を及ぼすパラメータは、気孔率が約２０から９０％、３０から８０％、及び４０から８０％の少なくとも１つの範囲内にあるように、選択される。パラメータは、マイクロメータにおいて平均気孔直径が約０．０１から１００、０．１から５０、及び０．１から１５であるように、選択される。もう１つの実施例において、ＬｉｘＮｉ１−ｘＯは、約１から１０時間又は約２時間のような１０分よりも長い間、約５００から１０００℃又は約７００℃で、大気のような酸化性の雰囲気において上げられた温度で水酸化ニッケル及び水酸化リチウムを反応させることにより形成される。
【０１５４】
１つの実施例において、アノードは、発泡Ｎｉにより支持されるＮｉ板を含む。アノードは、発泡Ｎｉ支持体上にスラリからＮｉ板をテープキャストすることにより準備されるかもしれない。スラリの準備は、分散剤で過剰に水を混ぜるステップ、粉末を堆積するステップ、過剰の水をデカンテーション（ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）するステップ、水性であるかもしれないセルロース溶液のようなバインダーを含む溶液又はバインダーと混合するステップ、スラリから脱気するステップ、板の形成ステップを含むかもしれない。当該分野において知られている例示的な１００ｇスラリ組成は、約３５−４５ｇのＮｉ＋３５−４５ｇのＨ２Ｏ、１−３ｇのセルロース＋１０−２０ｇのＨ２Ｏ、及び１ｇの分散剤である。テープキャスト方法は、手塗（ｈａｎｄ  ｐａｓｔｉｎｇ）、垂直テープキャスト（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）、及び水平テープキャスト（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｔａｐｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）の少なくとも１つを含むかもしれない。そして、材料は乾燥され、その後、焼結されるかもしれない。乾燥は、２５から１５０℃の範囲内の温度であるかもしれず、そして、焼結は、真空又は不活性ガス若しくはＨ２雰囲気のような非酸化性の雰囲気内であるかもしれない。１００％  Ｈ２雰囲気内における例示的焼結プロセスは、約８００から１２００℃の範囲内である温度で１から６０分であるかもしれない。
【０１５５】
１つの実施例において、ＮｉＯカソード材料は、導電性にされる。導電率は、リチオ化によって、又は、炭素、炭化物、窒化物、若しくは本開示の他の支持体のような導電性の支持体の追加によって向上されるかもしれない。炭素は、電解質と非反応性であり、又は、酸化に対する耐性を備えるかもしれない。例示的な化学的に耐性がある導電性炭素は、ナノチューブ及びフラーレン（ｎａｎｏｔｕｕｂｅｓ  ａｎｄ  ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）である。
【０１５６】
１つの実施例において、電気的な接触は、NiOのような酸素還元反応触媒材料のようなカソード材料と、カソード電流コレクタとの間で、導電性接着剤、はんだ、又はペーストによって、なされる。例示的な材料は、Ｈｇ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＰｂのような低融点金属又は合金である。例えば、Ｚｎは４１９℃で融解し、Ｓｎは２３２℃で融解するが、これらはＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ電解質の融点より低い。導電性媒体は、カソードの背に適用されるかもしれない。電流コレクタは、導電性媒体に接触するかもしれない。電流コレクタは、導電性媒体の上に配置されるかもしれないが、後者はカソード材料及び電流コレクタの間で挟まれる。
【０１５７】
１つの実施例において、Ｏ２の還元は、２つの電子を含む過酸化物通路を通って開始する。過酸化物通路に有利となる妥当なカソードは、グラファイト及び大抵の他のカーボン、金、ニッケル若しくはコバルトのような金属で覆われた酸化物、幾つかの遷移金属大環状化合物、及び遷移金属酸化物である。ＭｎＯ２のような酸化マンガンは、Ｏ２還元触媒として機能するかもしれない。或いは、酸素は、４つの電子により、ＯＨ−又はＨ２Ｏへ直接還元されるかもしれない。この通路は、白金及び白金族金属のような貴金属、ペロブスカイト又はパイロクロア構造を持つ幾つかの遷移金属酸化物、鉄フタロシアニンのような幾つかの遷移金属大環状化合物、及び銀の上で、支配的である。１つの実施例において、カソードは、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、又はＫＯＨのような水性又は溶融アルカリ水酸化物のようなアルカリ電解質による腐食に対して耐性がある。妥当なカソードは、ＮｉＯを含む。
【０１５８】
電極は、酸素還元及び酸素発生のための化合物電極を含むかもしれない。後者は、再生のために使用されるかもしれない。活量が対応する分離した触媒層によって供給されるところ、電極は酸素還元及び酸素発生できるという２つの機能を有するかもしれないか、或いは、電解触媒が２つの機能を有するかもしれない。電極及びセル設計は、当該分野における当業者によって知られる妥当なそれに関する変更、又は、Ｆｅ又はＺｎ−空気バッテリのような金属−空気バッテリに対して当該分野において知られるそれらかもしれない。妥当な電極構造は、電流コレクタ、カーボン及びバインダを含むかもしれないガス拡散層、及び２つの機能を有する触媒であるかもしれない活性な層を含む。或いは、電極は、電流コレクタの１つの側の上にＯ２還元層と、及び、他方の側の上にＯ２発生層と、を含むかもしれない。前者は、電流コレクタと接触する多孔性の疎水性触媒層及び酸素の源と接触する外部のガス拡散層を含むかもしれず、これに対して、後者は多孔性の親水性触媒層を、その層の１つの側の上に電極と接触して含むかもしれず、そして、電流コレクタをその他方の側の上に含むかもしれない。
【０１５９】
源から酸素を還元する触媒として機能するかもしれない妥当なペロブスカイト型酸化物は、一般式ＡＢＯ３を持つかもしれず、そのような置換ペロブスカイトは、一般式Ａ１−ｘＡ’ｘＢ１−ｙＢ’ｙＯ３を持つことができる。ＡはＬａ、Ｎｄであるかもしれず、Ａ’はストロンチウム、バリウム、カルシウムかもしれず、そして、Ｂはニッケル、コバルト、マンガン、ルテニウムであるかもしれない。カソードで酸素を還元するための他の妥当な触媒は、金属酸化物、ＭＮｉＯ２（Ｍ＝アルカリ）、ＭＭ’Ｏ２（Ｍ＝アルカリ、Ｍ’＝遷移金属）、Ｌａ１−ｘＣａｘＣｏＯ３、Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３（０≦ｘ≦０．５）、又はＬａ０．８Ｓｒ０．２Ｃｏ１−ｙＢｙＯ３（Ｂ＝Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、又はＣｒ；０≦ｙ≦０．３）をドープされたＬａ０．６Ｃａ０．４ＣｏＯ３、Ｌａ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ３、ＬａＮｉＯ３、ＬａＦｅｘＮｉ１−ｘＯ３、置換ＬａＣｏＯ３、Ｌａ１−ｘＣａｘＭＯ３、Ｌａ０．８Ｃａ０．２ＭｎＯ３、Ｌａ１−ｘＡ’ｘＣｏ１−ｙＢ’ｙＯ３（Ａ’＝Ｃａ；Ｂ’＝Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）、Ｌａ０．６Ｃａ０．４Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３、Ｌａ１−ｘＡ’ｘＦｅ１−ｙＢ’ｙＯ３（Ａ’＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｌａ；Ｂ’＝Ｍｎ）、Ｌａ０．８Ｓｒ０．２Ｆｅ１−ｙＭｎｙＯ３のようなペロブスカイト型触媒、及び、Ｍｎ及びある遷移金属若しくはランタノイド、又はＣｏ３Ｏ４若しくはＮｉＣｏ２Ｏ４のようなスピネル、Ｐｂ２Ｒｕ２Ｐｂ１−ｘＯ１−ｙ若しくはＰｂ２Ｒｕ２Ｏ６．５のようなパイロクロア、Ｎａ０．８Ｐｔ３Ｏ４のような他の酸化物、コバルトポルフィリン（ｃｏｌｂａｌｔ  ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）のような有機金属化合物、又はＣｏ添加剤を備える熱分解大員環に基づくペロブスカイト型酸化物である。妥当なパイロクロア型酸化物（ｐｙｒｏｃｈｌｏｒｅ−ｔｙｐｅ  ｏｘｉｄｅｓ）は、Ｐｂ２Ｉｒ２Ｏ７−ｙ、ＰｂＢｉＲｕ２Ｏ７−ｙ、Ｐｂ２（ＰｂｘＩｒ２−ｘ）Ｏ７−δ、及びＮｄ３ＩｒＯ７のような、一般式Ａ２Ｂ２Ｏ７又はＡ２Ｂ２−ｘＡｘＯ７−ｙ（Ａ＝Ｐｂ／Ｂｉ，Ｂ＝Ｒｕ／Ｉｒ）を持つ。妥当なスピネルは、ニッケル・コバルト酸化物、純粋な又はリチウムをドープされたコバルト酸化物（Ｃｏ３Ｏ４）、ＭｘＣＯ３−ｘＯ４（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ酸素還元）及び（Ｍ＝Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ酸素還元）タイプの輝コバルト鉱スピネルである。酸素還元触媒は、ニッケル、Ｒ−Ｎｉ、銀、Ａｇ−Ａｌ２Ｏ３のようなＡｇ支持体、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、又はＲｕのような貴金属、ＮｉＣｏ２Ｏ４のようなニッケル・コバルト酸化物、及び、ＣｕＣｏ２Ｏ４のような銅コバルト酸化物であるかもしれない。酸素還元又は発生触媒は、更に、カーボンブラック、グラファイト状カーボン、ケッチェンブラック（Ｋｅｔｊｅｎ  ｂｌａｃｋ）、又は、黒鉛化バルカンＸＣ７２（ｇｒａｐｈｉｔｉｚｅｄ  Ｖｕｌｃａｎ  ＸＣ  ７２）のような導電性の支持体を含むかもしれない。例示的なセルは、［Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｇｅ／ＫＯＨ（飽和水溶液）／空気＋カーボン＋酸化物、Ｌａ１−ｘＣａｘＣｏＯ３、Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３（０≦ｘ≦０．５）、又はＬａ０．８Ｓｒ０．２Ｃｏ１−ｙＢｙＯ３（Ｂ＝Ｎ���、Ｆｅ、Ｃｕ、又はＣｒ；０≦ｙ≦０．３）をドープされたＬａ０．６Ｃａ０．４ＣｏＯ３のようなペロブスカイト型触媒のようなＯ２還元触媒、又は、Ｃｏ３Ｏ４又はＮｉＣｏ２Ｏ４のようなスピネル、Ｐｂ２Ｒｕ２Ｐｂ１−ｘＯ１−ｙ又はＰｂ２Ｒｕ２Ｏ６．５のようなパイロクロア、Ｎａ０．８Ｐｔ３Ｏ４のような他の酸化物、又はＣｏ添加剤を備える熱分解大員環］である。もう１つの実施例において、カソードは、水還元触媒を含む。
【０１６０】
カソードは、H2O及びO2の少なくとも１つの還元を支持することができる。カソードは、カーボンブラック、活性炭、及び水蒸気賦活性炭（ｓｔｅａｍ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）のようなカーボンのような高表面積導体を含むかもしれない。カソードは、カソード半電池反応物としてＨ２Ｏを備えるカソードとしてカーボン又はチタンのような導電性支持体の上にある、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｕ、又はこれらの金属のようなＯ２又はＨ２Ｏ又はＨ２発生の少なくとも１つの還元のための低い過電圧（ｏｖｅｒ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を持つ導体を含むかもしれない。
【０１６１】
１つの実施例において、アニオンはカソードで酸素の源として機能できる。妥当なアニオンは、ＣＯ３２−、ＳＯ４２−、及びＰＯ４３−のようなオキシアニオン（ｏｘｙａｎｉｏｎｓ）である。ＣＯ３２−のようなアニオンは、塩基性溶液を形成するかもしれない。例示的なカソード反応は以下の通りである。
カソード
ＣＯ３２−＋４ｅ−＋３Ｈ２Ｏ  →  Ｃ＋６ＯＨ−                  （５９）
反応は、以下のような可逆半電池酸化−還元反応を含むかもしれない。
ＣＯ３２−＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋２ＯＨ−                        （６０）
Ｈ２ＯからＯＨ−＋Ｈへの還元は、Ｈ２Ｏが触媒として機能するところ、ハイドリノを形成するためカソード反応という結果となるかもしれない。１つの実施例において、ＣＯ２、ＳＯ２、ＰＯ２及び他の類似の反応物は、酸素の源としてセルに添加されるかもしれない。
【０１６２】
セルは、電解質における体積変化に適合するように容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を持つかもしれない、直列又は並列に接続されたセルのスタックを含むかもしれない。セルは更に、湿度及びＣＯ２管理システムの少なくとも１つのを含むかもしれない。金属電極は、表面積を２倍にするように２つの酸素電極の間に挟まれるかもしれない。酸素は、酸素拡散電極を含む多孔性のテフロン（登録商標）−ラミネートされた空気電極を通して空気から拡散するかもしれない。１つの実施例において、カソードからの電子は、還元された水及び酸素種を形成するよう酸素拡散電極の濡らされた部分の触媒サイトで酸素と反応する。１つの実施例において、アノードは浸漬され、カソードは、電解質で濡れた部分及び空気又はＯ２のようなＯ２の源と直接接触する部分を含む。１つの実施例において、酸素還元電流は、より多くの酸素暴露カソード表面積を加えることにより、与えられた電解質インターフェイス面積に対して空気に曝される材料を増やすことにより増加する。１つの実施例において、カソードは浸漬され、そして、酸素は電気分解により供給される。１つの実施例において、カソードは、アノードの腐食のような過剰な腐食を避けるところ、ハイドリノを形成するセルの効率を最適化するよう電気分解により供給される追加に対する空気に暴露される表面積部分がより小さくなるように大抵浸漬される。１つの実施例において、酸素及び不活性ガスの混合物は、添加されるＨ２Ｏ蒸気を備えるセルに供給される。酸素は、約０．００１から１０モル％又は約０．５から２モル％の範囲内にあるかもしれない。酸素は、約３１Ｔｏｒｒから９３Ｔｏｒｒのおよその範囲の範囲内において、Ｈ２Ｏに関し約１から１０モル％の範囲内にあるかもしれない。Ｈ２Ｏを供給されるＣＩＨＴセルの実施例において、Ｈ２Ｏ蒸気は、約０．００１Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、約０．００１Ｔｏｒｒから０．１Ｔｏｒｒ、約０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒ、約１Ｔｏｒｒから１０Ｔｏｒｒ、約１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ、約１００Ｔｏｒｒから１０００Ｔｏｒｒ、及び約１０００Ｔｏｒｒから１００ａｔｍの少なくとも１つの圧力範囲内にある。残りは、窒素のような部活性ガスであるかもしれない。１つの実施例において、Ｏ２は約５モル％である。１つの実施例において、空気は、当該分野における当業者に知られる手段により、ガスの所望の比を達成するように、膜又は低温ろ過され或いは処理される。源からの酸素は、Ｏ２又は空気のような酸素を含むガスを散布するような手段によって、又は、断続的な電気分解によって、供給されるかもしれない。断続的な電気分解の電極は、金属、炭化物、ホウ化物、窒化物、及びカルボニトリル（ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｌｅ）からなる群から選択される異なる電極のような本開示の異なる材料又は異なる金属のような異なる材料であるかもしれない。カソードが浸漬される１つの実施例において、Ｏ２分圧が電解質に対して上昇されたＯ２圧力を維持することにより増加させられるところ、酸素は、電解質のような源により供給される。その上昇された圧力は、約０．５ａｔｍから２００ａｔｍ又は約１ａｔｍから１０ａｔｍの範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、電解質は、酸素に対する増加させられた溶解度を持つように選択される。或いは、カソード材料は、酸素に対する親和性を持つように選択される。
【０１６３】
１つの実施例において、アノードは、放電アノードが電解質に浸漬されない少なくとも一部の表面を持つところ、部分的に浸漬される。１つの実施例において、少なくとも１つの電極は部分的に浸漬される。各電極は電解質と接触する。１つの実施例において、少なくとも１つの電極は、電極の表面積の一部だけが電解質に接触する。少なくともある表面積は、電解質に直接的に接触していない。電極がバイポーラ・プレートの側面を含むところ、非接触の表面積は、バイポーラ・プレートの対向する側面又はプレート・セパレータのようなセルのもう１つの構成要素又はセル雰囲気に曝されるかもしれない。電解質内に電極の一部が浸漬されない条件は、浸漬された場合又は浸漬されている部分に対して、異なる化学ポテンシャル、フェルミ・レベル、又は電圧を提供する。異なる化学ポテンシャル、フェルミ・レベル、又は電圧は、ハイドリノ反応を容易にするかもしれない。
【０１６４】
１つの実施例において、放電カソードは、セル雰囲気又はカソード・ガスから独立に電解質内に浸漬されない表面を少なくとも一部、持つかもしれない。カソード・ガスは、供給される空気、酸素、及びH2O及び電気分解で生成される酸素の少なくとも１つである。水は、Ｈ２Ｏ、ＨＯＤ、Ｄ２Ｏ、Ｔ２Ｏ、ＤＯＴ、及びＨＯＴの少なくとも１つのような、水素、ジュウテリウム、及びトリチウムを含むかもしれない。カソード・ガスは、Ｎ２のような不活性ガス又はＡｒのような希ガスであるかもしれない。この場合、酸素は電気分解からであるかもしれない。部分的な非浸漬カソードは、浸漬されたアノードに対して、たとえ両者が同じ材料であっても、異なる化学ポテンシャル、フェルミ・レベル、又は電圧を提供する。異なる化学ポテンシャル、フェルミ・レベル、又は電圧は、ハイドリノ反応を容易にする。それに部分的に浸漬される放電カソードを持つ電解質は、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ２ＴｉＯ３、ＬｉＶＯ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２及び本開示のその他のようなマトリクス材料を含むかもしれない。マトリクスを含む電解質は、電解質の融点で又はそれを超えているかもしれないセルのオペレーション温度で固体又は半固体であるかもしれない。電解質は、ＭＯＨ−ＭＸ（Ｍはアルカリ、Ｘはハロゲン）のようなアルカリ塩又は共晶塩又は混合物のような溶融塩のような本開示のそれらを含むかもしれない。水素及び酸素の少なくとも１つが断続的な電気分解により少なくとも部分的に再生されるかもしれない、１つの実施例において、水素及び酸素は、およそ、Ｈ２Ｏの化学量論比にある。実施例において、その比は、公差が約±３００％以内において、約±１００％以内において、約±５０％以内において、約±２５％以内において、又は約±１０％以内において、およそ２パートのＨ２対１パートのＯ２である。セル・ガスの残りは、パワーを最適化する又は所望のパワーを達成する圧力で水蒸気を含むかもしれず、そして、更に希ガス又はＮ２のような不活性ガスを含むかもしれない。水蒸気圧は、約０．０１Ｔｏｒｒから１０ａｔｍの範囲内に維持されるかもしれない。もう１つの実施例において、水蒸気圧は、約３１Ｔｏｒｒから９３Ｔｏｒｒの範囲内に維持される。全圧力は、約１ａｔｍから５００ａｔｍ、約１ａｔｍから１００ａｔｍ又は約１ａｍｔから１０ａｔｍのような大気圧以上又は以下の如何なる所望のものであってもよい。１つの実施例において、セルは、少なくとも電解質に接触する源からセルスタックを貫くようＨ２Ｏ蒸気のためのチャネル又は通路の少なくとも１つを含む。１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、ヒートパイプのそれのような燈芯構造を通してスタックへと供給される。燈芯の材料は、金属酸化物のような酸化物又は非導電性の化合物を含むかもしれない。その酸化物又は他の化合物は、本開示のそれらのような含水化合物であるかもしれない。もう１つの実施例において、ガス状のＨ２Ｏ又は液体状のＨ２Ｏのような圧力下のＨ２Ｏは、電解質層の中に導管又はチャネルを通して注入されるかもしれない。１つの実施例において、電解質層は、スタックの各セルの電解質層にＨ２Ｏスループットを輸送する燈芯又は毛細管構造を含む。その構造は、約１０から１００Ｔ��ｒｒの範囲内の電解質と平衡状態にあるＨ２Ｏ蒸気の分圧に等価なもののような最適なレベルでのＨ２Ｏ濃度を維持するよう層内で急速な輸送を達成する気孔率及び気孔サイズを持つ電解質に埋め込まれ、混合されるマトリクスを含むかもしれない。
【０１６５】
１つの実施例において、触媒を形成する反応は、もう１つのＨのために触媒として機能するＨ２Ｏを形成する反応を含む。エネルギは、反応が半電池反応を含むところ、熱又は光又は電気として開放されるかもしれない。反応物が触媒として機能するＨ２Ｏを形成する、１つの実施例において、反応物は、Ｈ２Ｏに酸化されるかもしれないＯＨ−を含むかもしれない。例示的な反応は本開示において与えられている。反応は、ＣＩＨＴセル又は電気分解セルにおいて起きるかもしれない。触媒反応は、生成物への遷移状態にあるＨ２Ｏになり易いかもしれない。セルは、原子Ｈの源を更に含む。Ｈの源は、水酸化物及びＨ２Ｏの少なくとも１つを含む１つのような電解質の断続的な電気分解からであるかもしれない。その源は、水素化物、水素ガス、電気分解で生成される水素、水酸化物、又は本開示において与えられる他の源であるかもしれない。例えば、アノードは、半電池反応が水及び金属酸化物へのＯＨ−の酸化を含むところ、Ｚｎ又はＳｎのような金属を含むかもしれない。その反応はまた、Ｈ２Ｏがハイドリノを形成するために触媒として機能するところ、Ｈ２Ｏの形成の存在下に原子Ｈを形成する。アノードは、半電池反応が水素化物により供給されるＨを備えるＨ２ＯへのＯＨ−の酸化を含むところ、ＬａＮｉ５Ｈ６のような水素化物を含むかもしれない。酸化反応は、形成されたＨ２Ｏによるハイドリノへの触媒作用がされる水素化物のようなＨ源からのＨの存在下で起こる。アノードは、ＯＨ−が金属酸化物又は水酸化物の形成と共にＨ２Ｏに酸化され、そして、Ｈが水素化物により供給されるところ、金属及び水素化物の組合せを含むかもしれない。Ｈは、触媒として機能するＨ２Ｏの形成によりハイドリノへと触媒作用される。もう１つの実施例において、ＣＯ２のような酸化剤又はＲ−ＮｉのＡｌ又はＺｎのような還元剤は、Ｈの幾つかが反応の間にＨ２Ｏによってハイドリノへの触媒反応させられるところ、中間体としてＨ及びＨ２Ｏを形成するようにＯＨ−と反応するかもしれない。もう１つの実施例において、Ｈ２Ｏ及びＨの少なくとも１つは、Ｈ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−のようなＨ及びＯの少なくとも１つを含む種の少なくとも１つの還元反応によって形成されるかもしれない。Ｏの源は、水酸化物及びＨ２Ｏの少なくとも１つを含む１つのような電解質の断続的な電気分解からであるかもしれない。もう１つの実施例において、Ｈ２Ｏ及びＨの少なくとも１つは、Ｈ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−のようなＨ及びＯの少なくとも１つを含む種の少なくとも１つを含む酸化反応によって形成されるかもしれない。反応は、本開示のそれらの１つを含むかもしれない。反応は、ＣＩＨＴセル又は電気分解セルにおいて起きるかもしれない。反応は、プロトン交換膜、リン酸、及び固体酸化物燃料電池のような燃料電池において起きるそれらであるかもしれない。反応は、ＣＩＨＴセル・アノードで起きるかもしれない。反応はＣＩＨＴセル・カソードで起きるかもしれない。分解されたＨ２Ｏを備える水溶性又は溶融溶媒において起きるかもしれないカソード及びアノード（逆反応）の１つ又は両方で、Ｈ２Ｏ触媒及びＨを形成するかもしれない中間体種を形成する、又は、Ｈ２Ｏ及びＨを形成する再生カソード反応は、以下の通りである。
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ                                  （６１）
Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−  →  Ｈ２Ｏ２                              （６２）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−                            （６３）
Ｏ２＋Ｈ＋＋ｅ−  →  ＨＯ２                                    （６４）
Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＨＯ２−＋ＯＨ−                      （６５）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  Ｈ２Ｏ２＋２ＯＨ−                  （６６）
Ｏ２＋ｅ−  →  Ｏ２−                                          （６７）
ＨＯ２−＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＋３ＯＨ−                        （６８）
２ＨＯ２−  →  ２ＯＨ−＋Ｏ２                                  （６９）
Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−  →  ２Ｈ２Ｏ                          （７０）
２Ｈ２Ｏ２  →  ２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２                                  （７１）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  Ｈ２＋２ＯＨ−                            （７２）
Ｈ２Ｏ＋ＨＯ２−  →  Ｈ２＋Ｏ２＋ＯＨ−                        （７３）
Ｏ２＋２ＯＨ−  →  ２ＨＯ２−                                  （７４）
ＨＯ２−＋Ｈ２Ｏ  →  Ｈ２＋Ｏ２＋ＯＨ−                        （７５）
Ｈ２Ｏ  →  ２Ｈ２＋Ｏ２                                        （７６）
【０１６６】
もう１つの実施例において、Ｈ２Ｏ及びＯ２２−及びＯ３２−のような触媒の源又は触媒は、Ｏ２とＯＨ−との反応によって形成されるかもしれない。例示的な反応は以下の通りである。
１／２Ｏ２＋２ＯＨ−  →  Ｏ２２−＋Ｈ２Ｏ                      （７７）
Ｏ２＋２ＯＨ−  →  Ｏ３２−＋Ｈ２Ｏ                            （７８）
３／２Ｏ２＋２ＯＨ−  →  ２Ｏ２−＋Ｈ２Ｏ                      （７９）
【０１６７】
１つの実施例において、還元された酸素種は、固体燃料反応において化学的に生成される又はＣＩＨＴセルのアノードで酸化されるかもしれないＯＨ−のようなＨＯの源である。ＣＩＨＴセルのアノード反応物のようなセル反応物は更にＨ２を含む。そのＨ２は、Ｈとの反応によってハイドリノを形成する触媒としてＨ２Ｏが機能するために活性状態にあるＨ２Ｏ及びＨを形成するためＯＨと反応する。或いは、反応物は、水素化物又はＨ２のようなＨの源及び解離剤を含むが、それによって、ＨがＯＨと反応して活性なＨ２Ｏハイドリノ触媒を形成し、更に、もう１つのＨと反応してハイドリノを形成する。
【０１６８】
１つの実施例において、セルは、水酸化物を含む溶融塩電解質を含む。電解質は、塩混合物を含むかもしれない。１つの実施例において、塩混合物は、金属水酸化物、及び、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、及びリン酸塩のような本開示のもう１つのアニオンを備える同じ金属を含むかもしれない。妥当な塩混合物は、ＣｓＮＯ３−ＣｓＯＨ、ＣｓＯＨ−ＫＯＨ、ＣｓＯＨ−ＬｉＯＨ、ＣｓＯＨ−ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ−ＲｂＯＨ、Ｋ２ＣＯ３−ＫＯＨ、ＫＢｒ−ＫＯＨ、ＫＣｌ−ＫＯＨ、ＫＦ−ＫＯＨ、ＫＩ−ＫＯＨ、ＫＮＯ３−ＫＯＨ、ＫＯＨ−Ｋ２ＳＯ４、ＫＯＨ−ＬｉＯＨ、ＫＯＨ−ＮａＯＨ、ＫＯＨ−ＲｂＯＨ、Ｌｉ２ＣＯ３−ＬｉＯＨ、ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ、ＬｉＣｌ−ＬｉＯＨ、ＬｉＦ−ＬｉＯＨ、ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ３−ＬｉＯＨ、ＬｉＯＨ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＲｂＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３−ＮａＯＨ、ＮａＢｒ−ＮａＯＨ、ＮａＣｌ−ＮａＯＨ、ＮａＦ−ＮａＯＨ、ＮａＩ−ＮａＯＨ、ＮａＮＯ３−ＮａＯＨ、ＮａＯＨ−Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＯＨ−ＲｂＯＨ、ＲｂＣｌ−ＲｂＯＨ、及びＲｂＮＯ３−ＲｂＯＨである。その混合物は共晶混合物であるかもしれない。セルは、共晶混合物の融点のそれくらいの温度でオペレーションされるかもしれず、より高い温度でオペレーションされるかもしれない。触媒Ｈ２Ｏは、源からＨとの反応及びアノードでのＯＨ−の酸化によって形成されるかもしれない。Ｈの源は、水酸化物及びＨ２Ｏの少なくとも１つを含む１つのような電解質の断続的な電気分解からであるかもしれない。もう１つの水素源は、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｎｂ（Ｈ２）、Ｐｄ（Ｈ２）、ＰｄＡｇ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、又は４３０ＳＳ（Ｈ２）によって示される、Ｎｉ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｐｄ、ＰｄＡｇ、又はＦｅのような金属膜を通して透過されるＨ２ガスを含む。アルカリ電解質に対する妥当な水素透過性電極は、Ｎｉ及びＬａＮｉ５のような合金、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＡｕのような貴金属、Ｖ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｍｏ合金、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｔｈ、Ｐｄ、Ｐｄ被覆Ａｇ、Ｐｄ被覆Ｖ、Ｐｄ被覆Ｔｉのようなニッケル又は貴金属被覆水素透過性の金属、希土類、他の耐火金属、４３０ＳＳのようなステンレス鋼（ＳＳ）、及び当該分野の当業者に知られる他のそのような金属を含む。例示的なアノード反応は以下の通りである。
アノード
１／２Ｈ２＋ＯＨ−  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−  又は
Ｈ２＋ＯＨ−  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）          （８０）
【０１６９】
１つの実施例において、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１の源は、セルに供給され、選択的にカソードに供給されるかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２は、アノード反応が式（８０）によって与えられるように、アノードへ選択的に供給されるかもしれない。１つの実施例において、Ｏ２及びＨ２Ｏの少なくとも１は、セルに供給されるかもしれない。１つの実施例において、Ｏ２又はＨ２Ｏは、カソード半電池に添加されるかもしれず、そこでの反応は以下の通りである。
カソード
Ｍ＋＋ｅ−＋Ｈ２Ｏ  →  ＭＯＨ＋１／２Ｈ２                        （８１）
Ｍ＋＋２ｅ−＋１／２Ｏ２  →  Ｍ２Ｏ                              （８２）
そして、Ｈ２Ｏが添加され、その反応は以下の通りである。
Ｍ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ  →  ２ＭＯＨ                                      （８３）
Ｏ２が供給される場合において、全体のバランスされた反応は、Ｈ２Ｏの分離された電気分解によって再生されるＨ２の燃焼であるかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２がアノードで供給され、そして、Ｈ２Ｏ及びオプションとしてＯ２がカソードで供給される。そのＨ２は、膜を通した透過によって選択的に適用されるかもしれず、Ｈ２Ｏは蒸気をバブリングすることによって選択的に適用されるかもしれない。１つの実施例において、コントロールされたＨ２Ｏ蒸気圧は、溶融電解質に渡って維持される。Ｈ２Ｏセンサは、蒸気力をモニタし、蒸気力をコントロールするために使用されるかもしれない。そのセンサは、赤外発光分光センサ又は当該分野において知られるそれらのような光学的なものであるかもしれない。Ｈ２Ｏ蒸気圧は、Ｎ２又はＡｒのような不活性なキャリアガスによって搬送され、加熱された水容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）から供給されるかもしれない。ここで、容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）温度及びフロー速度は、センサによってモニタされる蒸気圧を決定する。セルは、夫々アノード及びカソードを形成するガス及び未反応の供給物のようなセルからのＨ２及び蒸気を集め、Ｈ２Ｏの凝縮のような手段によってガスを分離し、及び、Ｈ２Ｏを備えるカソード及びＨ２を備えるアノードに再度供給することによって、連続的に運転されるかもしれない１つの実施例において、水蒸気は、約２０−１００℃の温度範囲で維持される水発生器によって供給される。もう１つの実施例において、温度は、約３０から５０℃の範囲に維持される。水蒸気圧は、約０．０１Ｔｏｒｒから１０ａｔｍの範囲内に維持されるかもしれない。もう１つの実施例において、水蒸気圧は、約３１Ｔｏｒｒから９３Ｔｏｒｒの範囲内に維持される。
【０１７０】
セルは、カソードでのような空気又はＯ２ガスのような酸素の源を更に含むかもしれない。セルは、電気分解、Ｈ２の添加、又は機械的に再生されるかもしれない。１つの実施例において、反応容器は、ニッケル又はモネル合金（Ｍｏｎｅｌ  ａｌｌｏｙ）のような溶融水酸化物による腐食に対する耐性のある材料を含むかもしれない。１つの実施例において、カソード及びアノードの少なくとも１は、ＬｉＮｉＯを含むＮｉのようなリチウム化されたＮｉ電極のようにリチウム化される。実施例において、電流が少なくとも１つの周期の間一定に維持されるところ、第１回は充電し第２回は放電するような波形をもって断続的に又は連続的に放電される溶融塩又は水溶液アルカリセルのアノードは、ニッケル水素化物、ＬａＮｉ５Ｈ６、又はＬａ２ＣｏＮｉ９Ｈ６のような水素化物を含むかもしれない。
【０１７１】
酸素の還元からカソードでのＯ２２−及びＨＯＯ−のような過酸化物イオンを形成する妥当な溶融水酸化物電解質は、ＬｉＯＨ及びＮａＯＨである。ＯＨ、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎは整数）の少なくとも１つのようなハイドリノ触媒を形成する例示的な反応は以下の通りである。
カソード
Ｏ２＋２ｅ−  →  Ｏ２２−                                      （８４）
Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＨＯ２−＋ＯＨ−                      （８５）
アノード
Ｈ＋ＨＯ２−  →  Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２＋ｅ−                      （８６）
Ｈ２＋ＨＯ２−  →  Ｈ２Ｏ＋ＯＨ＋ｅ−                          （８７）
１つの実施例において、セル反応物は、過酸化物の源又は過酸化物を含む。妥当な過酸化物は、Ｌｉ２Ｏ２及びＮａ２Ｏ２である。過酸化物又は過酸化物イオンは、ＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つのようなハイドリノ触媒を形成するかもしれない。例示的な反応の経路は、式（６１−７９）及び（８０−８３）によって与えられる。妥当なセルは、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＬｉＯＨ及びＮａＯＨ及び場合によってＬｉＸ又はＮａＸ（Ｘ＝ハロゲン）のようなもう１つの塩及びＬｉ２Ｏ２又はＮａ２Ｏ２のようなアルカリ過酸化物又は過酸化物の少なくとも１つ／Ｎｉ］である。１つの実施例において、電解質は、水酸化物、及び、酸素の還元による１又はそれ以上の酸素種の形成に有利な他の塩の混合物の少なくとも１つを含む。電解質は、ハイドリノを形成する反応及び従属する触媒形成を最適化する所望の酸素還元生成物へとの酸素の還元を最適化するように選択される。例示的な実施例において、１又はそれ以上のＮａＯＨ又はＫＯＨは、ハイドリノを形成することから電気的パワーを最適化するためＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ共晶混合物に添加される。もう１つの実施例において、Ｈ２Ｏ又はＨ２Ｏの源は、過酸化物及びスーパーオキシドのようなより高い酸化物の水酸化物への変換を引き起こすカソード反応物に添加する。妥当な反応は、過酸化物、スーパーオキシド、及び酸化物イオン、並びに、ＨＯＯ−、及びＨＯＯＨの少なくとも１つのような中間体を通して又は直接的にＯＨ−を形成するようなＯ２及びＨ２Ｏの還元である。
【０１７２】
１つの実施例において、酸素は、触媒として機能するカソードにおける種に、又は、触媒を形成するように更に反応する中間体として機能する種に還元される。その種又は更なる反応生成物は、Ｈ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−のようなＨ及びＯの少なくとも１つを含む種の少なくとも１つである。もう１つの実施例において、カソード反応は、アノード反応と協奏するかもしれない。酸素を含むカソード反応は、Ｈはハイドリノを形成するように反応するかもしれないところ、アノードで形成されるＨ及び触媒の両者の間のエネルギ合致を引き起こす種を形成するかもしれない。カソードで形成される例示的な種は、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、Ｏ２２−、ＯＨ−、ＨＯＯ−、Ｈ、Ｈ２、Ｏ、ＯＨ、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｏ３、及びＯ３−である。アノード反応は、ＯＨ、Ｈ２Ｏ、Ｏ、及びＯ２の少なくとも１つが触媒として機能するかもしれないところ、ＯＨ、Ｈ２Ｏ、Ｏ、及びＯ２の少なくとも１つへのＨＯ−の酸化を含むかもしれない。１つの実施例において、協奏される反応は、ＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つへのＯＨ−のアノード反応（式（９０）及び（９１））を含むかもしれず、そして、カソード反応は、Ｏ２をＯ２２−へと還元することを含むかもしれない（式（８４））。Ｏ２２−を優先的に形成するための妥当な電解質は、ＬｉＯＨ及びＮａＯＨの少なくとも１つを含む。１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、還元された酸素種の少なくとも１つと反応するために更に供給される。少なくとも１つの生成物はＯＨ−であるかもしれない。酸素及び水の少なくとも１つの源は、空気であるかもしれない。１又はそれ以上の酸素及びＨ２Ｏの濃度は、ハイドリノの形成からの電気的及び熱的なパワー出力の少なくとも１つをコントロールすることでコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、セルの電気的なパワー出力は、最適化される。１つの実施例において、ＣＯ２及びＣＯは、セル内へと流れ込む前に、空気から取り除かれる。その除去は、当該技術分野における当業者に知られているスクラバー（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）を使用することにより達成されるかもしれない。１つの実施例において、水酸化物電解質は、ＣＯ及びＣＯ２から炭酸塩形成を抑制するように酸化物のような添加剤を含む。妥当な添加剤は、高い水濃度のＭｇ、Ｓｂ、及びＳｉの酸化物、ピロリン酸及びペルオキソ硫酸塩のようなオキシアニオンである。特定の例は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｓｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ４Ｐ２Ｏ７である。溶融アルカリ水酸化物塩のような溶融電解質を含む１つの実施例において、炭酸塩は、アルカリ金属のような活性金属との反応により取り除かれるかもしれない。断続的に充電及び放電されるセルを含む１つの実施例において、セルは、ＣＯ及びＣＯ２を避けるために空気に対して閉じている。１つの実施例において、少なくとも１つの半電池反応の酸素は、Ｈ２Ｏ及びＯＨ−の少なくとも１つの酸化のような電気分解からである。
【０１７３】
１つの実施例において、溶融水酸化物電解質及び溶融水酸化物を含む混合物は、更に、アルカリ酸化物（Ｍ２Ｏ）又はアルカリ土類酸化物（Ｍ’Ｏ）のような酸化物を含む。濃度は飽和するまでであるかもしれない。酸化物は、平衡濃度を形成するように、水酸化物又は水と反応するかもしれない。例示的な反応は次の通りである。
Ｌｉ２Ｏ  →  Ｈ２Ｏ  →  ２ＬｉＯＨ                            （８８）
Ｌｉ２Ｏ＋２ＯＨ−  →  ２ＬｉＯ−＋Ｈ２Ｏ                      （８９）
溶融水酸化物電解質は、更に、アルカリ金属（Ｍ）を含むかもしれない。１つの実施例において、電解質は、溶融水酸化物、オプションとして他の塩、及び、Ｍ、ＭＨ、Ｍ２Ｏ、ＭＯ２、又はＭ２Ｏ２（Ｍはアルカリ金属のような金属）の少なくとも１を含む。１つの実施例において、酸化物、Ｈ２Ｏ、過酸化物、及びスーパーオキシド平衡の少なくとも１つはシフトする。
【０１７４】
１つの実施例において、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎ＝整数）の少なくとも１つのような触媒を形成するセル反応のエネルギは、真空中において起きる反応のそれと等価である。反応は、液相又は固相のような凝縮された相又はガス中において起きるかもしれない。液体は、電解質のような水性の又は溶融塩媒体であるかもしれない。触媒を形成する反応は、半電池反応を含むかもしれない。１つの実施例において、触媒を形成する対半電池反応は、標準水素電極（ＳＨＥ）に対して約０Ｖである電圧で起きるかもしれない。妥当な電圧は、ＳＨＥに対して、約−０．５Ｖから＋０．５Ｖ、−０．２Ｖから＋０．２Ｖ、及び−０．１Ｖから＋０．１Ｖの範囲の中にある。触媒形成半電池反応の触媒は、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎ＝整数）の少なくとも１つであるかもしれない。触媒形成反応及び対半電池反応は、次のようであるかもしれない。
アノード：
ＯＨ−＋Ｈ２  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）；
Ｈ２＋２ＯＨ−  →  ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−；                      （９０）
ＯＨ−  →  ＯＨ＋ｅ−；
ＯＨ  →  Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）                                  （９１）
カソード：
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−                            （９２）
全体反応は次のようであるかもしれない。
２Ｈ２＋１／２Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ＋２Ｈ（１／ｐ）                  （９３）
ここで、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎ＝整数）の少なくとも１つは触媒として機能するかもしれない。溶融水酸化物塩電解質の場合において、セルに供給される水の部分圧力は、過酸化物、スーパーオキシド、及び酸化物の少なくとも１つを形成するそれらのような他のＯ２及びＨ２Ｏ還元においてＯＨ−生成反応を有利にするようにコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、温度、Ｏ２圧力、Ｈ２Ｏ圧力、Ｈ２圧力、及びＯＨ−濃度の少なくとも１つは、触媒形成半電池反応及びハイドリノの最適な形成という結果になる対反応に有利となるようにコントロールされる。対応する反応の１又はそれ以上は、式（９０−９３）によって与えられるかもしれない。妥当な例示的なセルは、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ］又は本開示の類似のセルであるが、Ｈ２Ｏはセルに供給され、そして、Ｈは断続的な電気分解により発生させられる。
【０１７５】
１つの実施例において、ハイドリノ反応は、ＯＨ−、ＯＯＨ−、又はＨ２ＯのようなＨの源の反応の間に形成される発生期のＨからカソードにおいて起きる。１つの実施例において、カソード反応の間に形成される発生期のＨ２Ｏは、触媒として機能する。１つの実施例において、ハイドリノはまた、式（９２）のそれのような本開示のカソード反応の間に形成される。
【０１７６】
１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、オペレーション温度に対する補正を熱力学的に行った約１．２ボルトである。１つの実施例において、２５℃及びＳＨＥに対する触媒を形成する半電池反応の電圧は、約１．２Ｖである。妥当な電圧は、ＳＨＥ及び２５℃に対して、約１．５Ｖから０．７５Ｖ、１．３Ｖから０．９Ｖ、及び１．２５Ｖから１．１Ｖの範囲内である。セルは、約２００℃から１０００℃の温度範囲内、又は、約２５０℃から６００℃の範囲内、でオペレーションされるかもしれない。妥当な反応は、Ｈ２Ｏが式（９０）及び（９２）並びに式（１２１）及び（１２２）によって与えられるように触媒として機能するかもしれないところ、Ｈ２Ｏを形成するそれらである。所望の電圧を達成する妥当な電解質は、ハロゲン化物のようなもう１つの塩を更に含むかもしれない、溶融アルカリ又はアルカリ土類水酸化物である。妥当な混合物は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、及びＮａＯＨ−ＮａＩのようなアルカリ金属水酸化物及びハロゲン化物のような共晶塩混合物である。例示的なアルカリ土類水酸化物は、Ｓｒ（ＯＨ）２である。水素は、断続的な電気分解、透過、及びバブリングによるものの少なくとも１つによりアノードに供給されるかもしれない。妥当な酸性の電解質は、水溶性Ｈ２ＳＯ４又はＨＸ（Ｘ−ハロゲン）又は酸性イオン液体のような水溶性の酸性電解質である。
【０１７７】
１つのアルカリ水溶性セル実施例において、反応を形成する触媒は、式（９０）によって与えられるかもしれず、約０ＶのＳＨＥに対する還元ポテンシャルを持つ対半電池反応は、以下の少なくとも１である。
Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＨＯ２−＋ＯＨ−                      （９４）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＨＯＯＨ＋２ＯＨ−                  （９５）
Ｏ２＋ｅ−  →  Ｏ２−                                          （９６）
１つの実施例において、Ｏ２濃度又はカソード材料は、所望のポテンシャルで反応を達成するように変更されるかもしれない。妥当な例示的なセルは、［ＭＨ／ＫＯＨ（飽和水溶液）／ＳＣ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、又は他の酸素還元カソード＋空気］及び本開示の類似のセルであり、ここで、ＭＨはＬａＮｉ５Ｈｘのような金属水素化物である。或いは、アノードは、Ｎｉのような導体かもしれず、Ｈは断続的な電気分解により発生させられる。
【０１７８】
１つの実施例において、Ｎｉ＋１／２Ｏ２→ＮｉＯ反応は、ハイドリノを形成するＨ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ反応と大体同じ電圧を持ち、そして、ＮｉＯ反応はハイドリノ形成を支持するかもしれない。セル温度は、２５０℃ｋら１０００℃の範囲内にあるかもしれない。他の実施例において、アノードは、セル電圧がセルオペレーション温度でＨ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏの反応のそれに大体なるように、酸化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物の少なくとも１つのような酸素を含む化合物を形成する金属のような材料を含む。電圧は、約±０．００１から０．５Ｖ又は約±０．０１から０．２Ｖの範囲内にマッチするかもしれない。更に、ＬｉＯＨは、Ｈがハイドリノに変換されるかもしれないところ、２ＬｉＯＨ→Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２ＯであるからＨ２Ｏの源である。ＬｉＯＨの脱水は、ＮｉＯのような酸化物を形成するようＮｉのようなアノード金属と究極的に反応するＯ２の還元から酸素イオンによって触媒作用されるかもしれない。
【０１７９】
ＬｉＯＨのようなアルカリ水酸化物のような水溶性又は溶融水酸化物又は混合物のような水酸化物電解質を含む電解質セルの１つの実施例において、Ｈ２は、カソードで発生させられ、そして、Ｏ２がＨ２Ｏの電気分解によるアノードで発生させられる。電解質の水酸化物は、Ｍ２ＣＯ３（Ｍ＝アルカリ）のような炭酸塩のような水性の塩基の溶液によって形成されるかもしれない。セルは、約２５℃から３００℃の範囲内のような上げられた温度でオペレーションされるかもしれず、より高い温度でオペレーションされるかもしれない。セルは、沸騰近く及びそれより上の温度でオペレーションされるように加圧される。１つの実施例において、アノードでＯ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つが還元されてＯＨ−になる反応、及び、カソードでＨ存在下で、ＯＨ−が酸化されてＨ２Ｏになる反応の少なくとも１つは、ハイドリノの形成と共に起こる。１つの実施例において、アノードで形成される酸素は、アノードでＨ２Ｏで還元されてＯＨ−になり、そして、カソードで形成されるＨ２は、カソードでＨ２Ｏに酸化されるようにＯＨ−と反応するが、ＯＨ−経路がそれぞれ式（９２）及び（９０）に従ってアノード及びカソードで起きる。触媒は、カソードで形成されたＨと反応するカソードで形成されるＨ２Ｏであるかもしれない。カソードは、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｖ、Ｔａ、又はＡｕのような貴金属のような、又は、Ｎｉ又はＬａＮｉ５のような遷移金属又は合金のような水素化物を形成する金属であるかもしれない。カソードは、Ｈの存在下で、ＯＨ−を酸化してＨ２Ｏを形成し、及び、Ｈ２Ｏを還元してＨ２を形成する２つの機能を有する電極として働くかもしれない。アノードは、Ｐｔ、Ｐｄ、又はＡｕのような貴金属のような、又はＮｉ又はＬａＮｉ５のような遷移金属又は合金のような、金属として導体を含むかもしれないが、それは、水溶液電解質を酸化してＯ２を生成し、Ｏ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つを還元してＯＨ−を形成する、二重機能性電極として働く。電極の形態は、その表面積を増加させるかもしれない。Ｎｉのような例示的な電極は、ワイヤ、焼結されたもの、シート、又はマットＮｉである。１つの実施例において、水酸化物及び炭酸塩の少なくとも１つを含む１つのようなアルカリ電解質を持つ溶融塩セルは、ニッケル、ニッケル酸化物、コバルト、コバルト酸化物、及びクロムをドープしたニッケルの少なくとも１つを含むアノードと、ニッケル、ＮｉＯ、コバルト、コバルト酸化物、Ａｇ、Ａｇ２Ｏ２のような銀酸化物、ＡｇをドープしたＮｉ、及びリチウム化されたニッケル酸化物であるかもしれないカソードと、を含み、ＭｇＯ、Ｌｉ２ＴｉＯ３、又はＬｉＡｌＯ２のような電解質支持体を含むかもしれない。アノードのような電極は、それぞれ、Ｎｉ１−ｘＭｇｘＯ及びＮｉＦｅ２Ｏ４を形成するかもしれないＭｇＯ又はＦｅ２Ｏ３のようなＮｉＯを安定化するもう１つの化合物とＮｉＯとを含むかもしれない。１つの実施例において、ＮｉＯのようなアノードのような電極は、Ｏ２−の源のような源によって塩基性を増加させることにより安定化されるかもしれない。電解質の塩基性を増加させる妥当な源は、ＭｇＯ、ＣｄＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ２、及び、Ｏ２−の源として機能する類似の酸化物である。他の化合物は、電極に添加されるかもしれず、又は、電解質添加剤又はマトリクスを含むかもしれない。ハイドリノ反応電流寄与は、電気分解電流の方向と反対の方向にあり、そして、セルにおける追加の熱生成という結果になるかもしれない。１つの実施例において、電流は、サイクルの充電及び放電フェーズの間、断続的に逆にされる。もう１つの実施例において、少なくとも１つもガスは、式（９０）及び（９２）によって与えられる反応の少なくとも１つがハイドリノを形成するために起こるように、半電池の間を交差する。電極分離は、ガスの交差（ｇａｓ  ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ）を容易にするように最小化されるかもしれない。アノードで式（９０）によって与えられるＯＨ−システムが少なくとも部分的に起こるように、及び、カソードで式（９２）によって与えられるＯＨ−システムが少なくとも部分的に起こるように、セルにおいて、ガスは交差（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ）するかもしれない。触媒は、カソードからアノードへと交差する追加のＨと反応する交差Ｈ（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  Ｈ）からアノードで形成されるＨ２Ｏであるかもしれない。アノードは、交差水素（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ）の存在下で、ＯＨ−をＨ２Ｏに酸化し、水性の電解質をＯ２に酸化する二機能電極として機能する、Ｐｄ、Ｐｔ、又はＡｕのような貴金属又はＮｉ又はＬａＮｉ５のような遷移金属又は合金のような水素化物を形成する金属であるかもしれない。カソードは、Ｐｄ、Ｐｔ、又はＡｕのような貴金属又はＮｉ又はＬａＮｉ５のような遷移金属又は合金のような水素化物を形成する金属であるかもしれない。カソードは、Ｈ２ＯをＨ２に還元する二機能電極として作用するかもしれず、及び、交差するＯ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つをＯＨ−に追加的に還元するかもしれない。このようにして、カソードは、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つの還元触媒を含むかもしれない。電気的な及び熱的なエネルギの少なくとも１つは、電流が電気分解の電流のそれと同じ極性を持つが、電圧が逆の極性であるところ、交差反応（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）によって開放される。このようにして、一定電流電気分解が実施される場合において、１つの実施例において、セル電圧は減少し、かつ、セル温度は上昇する。例示的な電気分解セルは、［Ｐｔ／ＬｉＯＨ  ０．１Ｍから飽和水溶液迄／Ｐｄ］である。他の実施例において、両電極はＮｉであり、又は、一方がＮｉで他方がＰｔ、Ｐｄ、ＤＳＡ材料、他の貴金属、カーボン、Ａｇ、本開示の材料、又はＰｔ／Ｔｉのような支持体上の本開示の他のもの又はこれらの材料の１又はそれ以上のような異なる材料であり、電解質は約０．１Ｍから飽和までの濃度範囲内における水溶性（ａｑ）ＫＯＨ又はＫ２ＣＯ３である。特定の例は、［ＰｔＴｉ／Ｋ２ＣＯ３又はＫＯＨ  ０．１Ｍから飽和水溶液迄／Ｎｉ］である。
【０１８０】
１つの実施例において、電解質は水溶液を含む。溶液は塩基性溶液を含むかもしれない。電解質は、ＫＯＨ及びＫ２ＣＯ３の少なくとも１つのような水性の水酸化物又は炭酸塩を含むかもしれない。少なくとも１つの電極は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、及びＺｎのような低い水との反応性を持つ群から選択されるかもしれない。
【０１８１】
１つの実施例において、アノードのような少なくとも１つの電極は、Ｎｉ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、又はＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、又はＢｉ（ＯＨ）３のようなＢｉ水酸化物のようなアルカリ土類水酸化物又は遷移又は内部遷移元素のような水酸化物を含む。例示的なセルは、［Ｎｉ（ＯＨ）２  Ｃｏ／ＫＯＨ（ａｑ）／ＮｉＯ］、［Ｎｉ（ＯＨ）２  Ｃｏ  Ｃｕ／ＫＯＨ（ａｑ）／ＮｉＯ］、［Ｃｏ（ＯＨ）２  Ｃｏ／ＫＯＨ（ａｑ）／ＮｉＯ］、［Ｃｏ（ＯＨ）２  Ｃｏ  Ｃｕ／ＫＯＨ（ａｑ）／ＮｉＯ］、及び［Ｃａ（ＯＨ）２  Ｃｏ／ＫＯＨ（ａｑ）／ＮｉＯ］である。
【０１８２】
１つの実施例において、水性電解質は、水性のＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのようなアルカリ金属若しくはアルカリ土類水酸化物及びハロゲン化物の混合物のような少なくとも１つの水酸化物及び少なくとも１つのハロゲン化物の混合物を含むかもしれない。例示的なセルは、水性のＣＩＨＴセル［Ｎｉ又はＰｔ／Ｔｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ（ａｑ）／Ｎｉ］である。
【０１８３】
１つの実施例において、セルに添加される水又は水性の溶媒は、Ｈ２Ｏ、Ｄ２Ｏ、Ｔ２Ｏ、又は水混合物及びアイソトープ混合物を含むかもしれない。１つの実施例において、温度は、ハイドリノ反応の速度をコントロールして、結果的にＣＩＨＴセルのパワーをコントロールするようにコントロールされる。妥当な温度範囲は、およそ雰囲気温度から１００℃迄である。温度は、圧力が発生させられ、沸騰が抑圧されるように、セルを密封することにより、約＞１００℃に維持されるかもしれない。
【０１８４】
溶融塩又は水性の電解質のセルを含む少なくとも１つのような１つの実施例において、セルは、Ｈ２及びＯ２の反応でＨ２Ｏとなるためのセルポテンシャルの負に対応するセルあたりの一定な電圧で充電される。充電ポテンシャルは、熱力学的な電圧構成要素だけでなく、過電圧を持つＨ２Ｏ電気分解ポテンシャルを含むかもしれない。セルは、一定電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は負荷、又は、可変電圧、電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は負荷で充電されるかもしれない。セルはまた、一定電圧、電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は負荷で放電されるかもしれない。一定電圧は、所望の放電電圧を維持する負荷を用いて達成できるかもしれない。他の実施例において、放電は、電圧、電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、及び負荷コントローラの少なくとも１つでコントロールされるかもしれない、可変電圧、電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は負荷において、なされるかもしれない。電圧及び電流パラメータは、充電中最小から最大へ、及び、放電中最大から最小へというような何れかの方向にある勾配を含むかもしれない。１つの実施例において、放電は、最適化を達成するそれらに対し半電池還元ポテンシャルをマッチさせることによりハイドリノ反応速度を最大化する条件下で行われる。１つの実施例において、放電は、Ｈ２及びＯ２からＨ２Ｏへの反応のためのセルポテンシャルに対応するセルあたりの一定電圧で維持される。マッチング・ポテンシャルは、熱力学的な電圧構成要素だけでなく、過電圧をも含むかもしれない。他の実施例において、電圧及び電流の少なくとも１つは、ハイドリノ触媒反応が最大の速度で起きるようにさせる放電電圧を達成するように可変である。セルポテンシャルは、熱力学的な電圧構成要素だけでなく、過電圧をも含むかもしれない半電池還元ポテンシャルの差である。頻度及び他の充電−放電パラメータは、ハイドリノ触媒反応速度を最大化するように調節されるかもしれない。１つの実施例において、サイクルの波形は、妥当な負荷にマッチするように条件付けられ、或いは、負荷がその波形にマッチさせられる。１つの実施例において、充電−放電の頻度は、送電線網（ｐｏｗｅｒ  ｇｒｉｄ）のそれのような標準のそれであるかもしれない。頻度は、５０Ｈｚであるかもしれず、或いは、６０Ｈｚであるかもしれない。波形は、６０Ｈｚ又は５０Ｈｚでの交流電流のような交流電流に合わせるように条件付けられるかもしれない。頻度は、充電−放電サイクルのフェーズの外側にある２つのセルの間で交互の充電を含むかもしれないが、そのようにして、１つがもう１つを充電し、また、その逆が行われる。もう１つの実施例において、電流は整流されるかもしれない。電流は、ほぼ一定の電流であるかもしれない直流として、放電の間に負荷に適用される。複数のＣＩＨＴセルは、如何なる与えられる個々のセルのサイクルのそれよりも長い持続時間に渡って、一定の電流を提供するようにタイミングが計られるかもしれない。
【０１８５】
１つの実施例において、セルは、Ｈ２Ｏからの水素及び酸素の少なくとも１つを発生する。１つの実施例において、Ｈ２及びＯ２は、断続的な電気分解の間に、それぞれ、放電アノード及びカソードで形成されるかもしれない。或いは、ガスは、電気分解から独立しているかもしれないが、自発的にＨ２Ｏから形成される。Ｈ２ＯからのＨ２及びＯ２の少なくとも１つの自発的な生産を駆動するエネルギは、ハイドリノの形成である。ガス、Ｈ２及びＯ２の少なくとも１つは、触媒及びハイドリノの少なくとも１つを形成する反応物である。そのメカニズムは、電気化学的な及びイオン化の反応の少なくとも１つを含むかもしれない。Ｈ２Ｏのような触媒は、Ｈと更に反応してハイドリノを形成するように、放電の間に形成されるかもしれない。放電の間にＨ２Ｏを形成する反応は、Ｈが、オプションとして電気分解により形成されるものから独立して、放電アノードで直接的に形成されるように、セル・オペレーションの如何なる段階でも可逆であるかもしれない。放電アノード及びカソードでのＨ２ＯのＨ２及びＯ２へのそれぞれの電気分解に加えて又はその代わりとして、Ｈ形成は、両反応が同時に起きるかもしれないところ、ハイドリノを形成するため開放されるエネルギにより自発的であるかもしれない。１つの実施例において、セル電圧は、ハイドリノ形成と共にＨ２Ｏの電気分解が自発的に起きるようになっている。ハイドリノ反応は、ハイドリノ形成反応の伝播及びＨ２Ｏの電気分解の伝播の少なくとも１つを達成するセル電圧を少なくとも部分的に維持又は支持するかもしれない。１つの実施例において、セルセル電圧は約０．８±０．５Ｖである。［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ  ＭｇＯのようなオプショナルなマトリクス付／Ｎｉ］及びＨ２Ｏの供給を含む例示的なセルは、セル電圧が約０．８Ｖ±０．２Ｖで、約２８０−５００℃の温度範囲内で、オペレーションされるかもしれない。電圧は、ハイドリノ形成を備える自発的な電気分解及び断続的な電気分解の少なくとも１つによって支援されるかもしれない。断続的な電気分解の例示的なセル波形は、０．８Ｖ±０．２Ｖまでの充電ステップを含むかもしれず、そして、セルが放電するときに設定時間の間、電圧を維持するかもしれない。セル波形は、０．６Ｖ±０．２Ｖのような限定的な電圧に対して、又は、４ｓ±３ｓのような限定的な時間の間に、一定の電流のような条件の下で、更にセルを放電させるかもしれない。Ｈ２Ｏの自発的な電気分解は、アノード材料、電解質、及び、固体、液体、及びセル内のガスの少なくとも１つの反応を含む１又はそれ以上の中間ステップを持つかもしれない。例えば、Ｈ２Ｏは、ＭＯ及びＨ２を形成するようにアノード金属Ｍと反応するかもしれない。例示的な固体、液体、及びガスは、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ２ＴｉＯ３、ＬｉＶＯ３、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、及び本開示の他のもの、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、ＣＯ２、ＳＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、及びＮＯ２のような固体マトリクスである。その代わりとして、電解質は、酸化されたもの及び還元されたものの少なくとも１つであるかもしれず、そして、Ｈ２Ｏはまた、反応物である。例示的な自発Ｈ２Ｏ電気分解反応は次の通りである。
放電アノード：
２ＯＨ−  →  ２Ｈ＋Ｏ２−＋ｅ−                                （９７）
２Ｈ  →  ２Ｈ（１／ｐ）                                        （９８）
ここで、Ｈ２Ｏ触媒は、例えば、式（９０）によって形成される。
放電カソード：
Ｏ２−＋Ｈ２Ｏ＋ｅ−  →  １／２Ｏ２＋２ＯＨ−                  （９９）
全体の反応は、以下の通りである。
Ｈ２Ｏ  →  １／２Ｏ２及び２Ｈ（１／ｐ）                      （１００）
Ｈ２Ｏ  →  １／２Ｏ２及びＨ２                                （１０１）
他の例示的な自発的なＨ２Ｏ電気分解反応は以下の通りである。
放電アノード：
２ＯＨ−  →  Ｈ＋ＨＯＯ−＋ｅ−                              （１０２）
Ｈ  →  Ｈ（１／ｐ）                                          （１０３）
ここで、Ｈ２Ｏ触媒は、例えば、式（９０）の反応によって形成される。
放電カソード：
ＨＯＯ−＋１／２Ｈ２Ｏ＋ｅ−  →  ２ＯＨ−＋１／４Ｏ２        （１０４）
全体の反応は、式（１００）及び（１０１）により与えられるかもしれない。
放電アノード：
３ＯＨ−  →  Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋３ｅ−                        （１０５）
Ｈ  →  Ｈ（１／ｐ）                                          （１０６）
ここで、Ｈ２Ｏ触媒も、例えば、式（９０）の反応によって形成される。
放電カソード：
３／４Ｏ２＋３／２Ｈ２Ｏ＋３ｅ−  →  ３ＯＨ−                （１０７）
全体の反応は、式（１００）及び（１０１）によって与えられるかもしれない。式（９７）、（９９）、（１０２）、（１０４）、及び（１０５）の水素及び酸素は、式（９０）及び（９２）にそれぞれ従って、Ｈ２Ｏ及びＯＨ−を形成するように反応するかもしれない。酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、及びＨＯＯ−のような他の酸素種及び（式（６１−７９））のような本開示において与えられる反応は、Ｈ、触媒、及びハイドリノの少なくとも１つの源を形成するようにＨ２Ｏの自発的な電気分解において含まれるかもしれない。１つの実施例において、触媒がそこで形成されるのでハイドリノがアノードのような１つの電極で優先的に形成されるところ、Ｈは、放電アノード及びカソードで形成されるかもしれない。例示的なセルは、ハイドリノがＮｉ電極で優先的に形成されるところ、Ｎｉ放電アノード又はＮｉＯ放電カソードを持つ１つである。上述の反応に加えて、放電カソードでの反応は、Ｈ２ＯからＯＨ−及びＨ２への還元であるかもしれず、そして、アノードでの反応は、上述される反応において与えられるようにＯＨ−の酸化であるかもしれず、更に、アノードの金属酸化物又は水酸化物を形成するような反応を含むかもしれない。その代わりとして、ＮｉＯのような金属酸化物のような酸化物は、カソードで還元されるかもしれない。還元は、Ｈ２Ｏのような他の反応物をも含むかもしれない。例示的な還元反応は、ＮｉＯからＮｉ及び酸化物、過酸化物、及びスーパーオキシドのような酸化物を含む負のイオン及びＮｉＯ及びＨ２ＯをＮｉ及び水酸化物へと還元することである。加えて、１つの実施例において、Ｈ２Ｏのような触媒は、放電アノードで形成される。自発的なＨの発生及びその後のハイドリノの発生は、セルからの所望の電気的な出力を維持するのに十分であるところ、セルは、１つの実施例において、連続的な放電モードにおいて作動されるかもしれない。Ｈ２Ｏは、電気的な出力を維持するようにセルに供給されるかもしれない。その代わりとして及び組合せで、セルは、本開示のシステム及び方法に従って断続的な電気分解で作動されるかもしれない。断続的な又は自発的な電気分解からの過剰の水素は、もう１つの商業的使用のために集められるかもしれない。１つの実施例において、ハイドリノ反応からのエネルギにより維持される過剰の電流は、式（９７−１０７）の反応によって例示されるように水の自発的な電気分解として伝播し、或いは、発現するかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２Ｏからハイドリノ、電気、酸素又は化合物又は酸素を含む種へ変換することを含むハイドリノ反応は、電気分解反応を含むかもしれない。
【０１８６】
１つの実施例において、水蒸気圧は、自発的な電気分解反応を維持するためにコントロールされる。反応混合物の組成又は水蒸気圧は、ＯＨ−、酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、及びＨＯＯ−の少なくとも１つのような自発電気分解を維持するイオンを支持するように維持されるかもしれない。特定のイオンは、水の電気分解、触媒及びＨの形成、及びハイドリノの形成を有利にするように選択的に維持される。式（９７−１０７）の例示的な反応において、水蒸気圧は、ハイドリノを形成するための対応する反応経路のためスーパーオキシドイオンの定常状態濃度を支持するように維持される。水の容器（ｗａｔｅｒ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）の温度がシステムの最も低い温度で維持されるところ、水蒸気圧は、水の蒸気又は水蒸気発生器を用いてコントロールされるかもしれない。システムは、水発生器、セルへの水の蒸気ライン、及びセルを含むかもしれない。反応物との定常状態にある、又は、平衡状態にある水の蒸気圧は、約１マイクロＴｏｒｒから１００ａｔｍ、約１ミリＴｏｒｒから１ａｔｍ、又は約１Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲にあるかもしれない。
【０１８７】
１つの実施例において、電解質のアニオンの少なくとも１つは、ハイドリノ反応からのエネルギによって動力を供給された過剰の電流の少なくとも幾らかを運ぶように可逆的に酸化され及び還元されるかもしれない。そのアニオンは、Ｉ−及びＢｒ−の少なくとも１つのようなハロゲン化物を含むかもしれない。Ｉ２及びＢｒ２の少なくとも１つは、放電アノードで形成されるかもしれず、Ｉ−又はＢｒ−の少なくとも１つは放電カソードで形成されるかもしれない。電解質は、ＬｉＩ及びＬｉＢｒの少なくとも１つ及びＬｉＯＨのようなアルカリ金属カチオンを含む１つのようなハロゲン化物及び水酸化物の少なくとも１つの混合物を含むかもしれない溶融塩を含むかもしれない。電解質は、更に、ＭｇＯのようなマトリクスを含むかもしれない。セルは、還元を経験するように、ハロゲンガスを保持するように少なくとも部分的に閉鎖されるかもしれない。セルは、Ｈ２Ｏのような水素の源及びＯ２のような酸素の源の少なくとも１つを更に供給されるかもしれない。供給は連続的または断続的かもしれない。酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１つとの、ハロゲン化物のような電解質化合物の反応は、セルのオペレーション条件の下で、約ゼロ・ボルトの電圧を持つかもしれない。電圧は、±１Ｖ、±０．５Ｖ、±０．２５Ｖ、±０．１Ｖ、及び±０．０５Ｖの少なくとも１つの範囲内において、約ゼロ・ボルトであるかもしれない。ハロゲンガスを形成する反応は以下の通りである。
２ＬｉＩ＋１／２Ｏ２  →  Ｌｉ２Ｏ＋Ｉ２                      （１０８）
もう１つの実施例において、ハイドリノ反応からのエネルギで動力を与えられた過剰イオン電流は、本開示において与えられるように酸化物イオン又は硫化物イオンのようなカルコゲニドによって搬送される。
【０１８８】
１つの実施例において、セルは、Ｏ２ガスのような酸素の源を供給される。酸素は、実質的に乾燥しているかもしれない。Ｈ２Ｏの含有量は、１０ｍｏｌｅ％、５ｍｏｌｅ％、３ｍｏｌｅ％、２ｍｏｌｅ％、１ｍｏｌｅ％、０．１ｍｏｌｅ％、０．０１ｍｏｌｅ％、０．００１ｍｏｌｅ％、及び０．０００１ｍｏｌｅ％未満の少なくとも１つであるかもしれない。Ｏ２ガスは、アルゴン又は窒素のような希ガスのような不活性なガスで供給されるかもしれない。Ｏ２の含有量は、約０．０１から９９．９ｍｏｌｅ％、約０．１から８０ｍｏｌｅ％、約１から６０ｍｏｌｅ％、約１から５０ｍｏｌｅ％、約１から３０ｍｏｌｅ％、及び約１から２０ｍｏｌｅ％の範囲の少なくとも１つであるかもしれない。ハイドリノを形成するＨの源は、ＬｉＯＨのようなアルカリ水酸化物のような水酸化物を含む１つのような電解質からであるかもしれない。電解質は、放電時に脱水されるかもしれない。無水電解質は、本開示のそれらの１つのような源からＨ２Ｏをセルに供給することにより再水和されるかもしれない。再水和は、バッチプロセスにおいて、又は、連続的に実施されるかもしれない。セルは、電解質を再水和するようにＨ２Ｏが供給され、より低い温度に冷やされるかもしれない。セルは、その後、オペレーション温度まで温度が上げられるかもしれない。セルは、連続的に放電されるかもしれず、又は、断続的に充電及び放電されるかもしれない。その波形及び他の充電及び放電パラメータは、本開示のそれらであるかもしれない。
【０１８９】
１つの実施例において、セルは、Ｏ２ガスのような酸素の源を供給される。Ｏ２の反応性は、その濃度に依存して高い。１つの実施例において、ハイドリノ反応のような放電反応及びセル電気分解のようなセル反応及び対応する濃度は、セルにおいて形成され、又は、セルに供給される酸素の量をコントロールすることによりコントロールされる。１つの実施例において、酸素濃度は、アノードへのダメージが無いようにハイドリノ反応を伝播するように制御され、及び、選択される。Ｏ２含有量は、約１０ｍｏｌｅ％、５ｍｏｌｅ％、３ｍｏｌｅ％、２ｍｏｌｅ％、１ｍｏｌｅ％、０．１ｍｏｌｅ％、０．０１ｍｏｌｅ％、０．００１ｍｏｌｅ％、及び０．０００１ｍｏｌｅ％未満の少なくとも１つであるかもしれない。
【０１９０】
電解質は、アルカリ金属水酸化物又は炭酸塩又は如何なる所望の比におけるこれらの混合物のような水性の水酸化物又は炭酸塩電解質のような水性のアルカリ水溶液又は溶融塩であるかもしれない。水性の電解質のような電解質は、Ｍ２ＣＯ３、ＭＯＨ、Ｍ２ＳＯ４、Ｍ３ＰＯ４、ＭＮＯ３（Ｍ＝アルカリ）の混合物を含むかもしれない。例示的な電解質は、約０．０１Ｍから飽和までの濃度範囲にあるかもしれない、ＫＯＨ、Ｋ２ＣＯ３、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＬｉＯＨ、及びＬｉ２ＣＯ３又はこれらの混合物である。パルス状又は断続的な適用される電圧又は電流の電気分解実施例において、カソード及びアノードの少なくとも１つが二機能性の電極を含むかもしれない。電極は、所望の反応を達成するように異なる材料を含むかもしれない。所望の酸化又は還元反応のために選択的であるかもしれないカソード及びアノードの各々は、Ｎｉ又はＬａＮｉ５のような遷移金属又は合金、カーボン、カーボン被覆Ｎｉ、Ｐｔ／Ｃ又はＰｄ／Ｃのような貴金属がドープされたカーボン又はＭｏ又はＮｉがドープされたカーボンのようなのような他の金属がドープされたカーボン、Ｐｔ−Ｎｉ合金、Ｐｔ−被覆Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｂ、及びＰｔ、Ｐｄ、又はＡｕのような貴金属又は合金の１つ又は組合せであるかもしれない。酸化及び還元に対する適当な可能性を備える他の安定な導体は、当該分野における当業者に知られるそれらである。負極のような水素電極は、Ｐｔ又はｄ／Ｃのような水素潤沢触媒又は水素解離剤をドープされた、他の高い表面積を持つ支持体を含むかもしれない。水素電極は、Ｎｉ３５．６３Ｆｅ２４．６７Ｍｏ２３．５２Ｃｏ１６．１８又は類似の比のもののような、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＭｏからの少なくとも２つのからなる合金のようなＨ２発生のための低い過電圧を提供する金属又は合金を含むかもしれない。電極は、ＺｒＣ又はＴｉＣのような炭化物、ホウ化物、又は窒化物、カーボンブラック、ＡＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｔｉ３ＳｉＣ２、ＴｉＣＮ、ＳｉＣ、ＹＣ２、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣ、Ｃ、ＨｆＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｂ４Ｃ、ＣｒＢ２、ＺｒＢ２、ＧｄＢ２、ＭｇＢ２、及びＴｉＢ２であるかもしれず、これらは、導体をドープされるかもしれない。電極は、二機能性の及びバイメタルのカソード及びアノードの少なくとも１つを含むかもしれない。水素電極又はアノードは、Ｎｉセルメット（Ｎｉ  ｃｅｌｍｅｔ）のようなＮｉ、Ｎｉ遷移マット、Ｎｉ粉末、Ｍｏ、Ｍｏガーゼ、Ｍｏ遷移マット、Ｍｏ粉末、又は、それらの如何なる組合せ又は他の高い表面積を持つ材料を含むかもしれない。電極は、例示的なリチウム化された酸化ニッケルの形成の場合のようにアルカリ・イオンのような電解質からの種の包含及び酸化物被覆の少なくとも１つの形成によって活性化されるかもしれない。酸化物被覆は、酸素の源へ曝されることにより、及び部分的な酸素雰囲気の少なくとも１つにおいて、電極のオペレーションによって形成されるかもしれない。セルは、時間と共に枯渇する酸素の最初の充填で、断続的に充電及び放電されるかもしれない。枯渇は、希ガス又はＮ２のような不活性ガスの流れと共にであるかもしれない。酸化物被覆は、妥当な酸化性の���液内にアノードのような電極を前処理することで形成されるかもしれない。Ｎｉ上に酸化物層を形成するための例示的な妥当な溶液は、０．６Ｍ  Ｋ２ＣＯ３／３％  Ｈ２Ｏ２のような過酸化物のアルカリ溶液である。活性化は、ハイドリノを形成する反応がより優先的になるように、少なくとも１つの半電池反応の電圧を変化させるかもしれない。ハイドリノを形成する触媒反応が、活性化が不在の時に非優先的であるので、優先的になるように、活性化は電解質を含む半電池反応の電圧変化を含むかもしれない。１つの実施例において、電解質は、セルの半電池反応に含まれる少なくとも１つであり、及び、触媒及びＨの少なくとも１つを形成する反応物である。活性化は、ハイドリノを形成する水素からのエネルギを受け取る必要があるそれにマッチする電解質からのその形成の間に、触媒のエネルギを合わせることを含むかもしれない。例示的な電解質は、ハロゲン化物のようなもう１つの塩及び水酸化物の混合物のようなアルカリ水酸化物又は塩の混合物である。活性化されたセルの例示的な電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、ＫＯＨ−ＫＢｒ、及びアルカリのそれのようなハロゲン化物及び水酸化物の他の組合せを含むかもしれない。ハイドリノを形成するための電極を活性化するために形成される酸化物被覆を含む本開示の他の金属は、水素電極又はアノードとして機能するかもしれない。もう１つの実施例において、電解質は活性化されるかもしれない。活性化は、酸素の源又は酸素に暴露されることによりなされるかもしれない。活性化は、酸化物、過酸化物、及びスーパーオキシドの少なくとも１つのような酸素種を形成することを含むかもしれない。電解質は、アルカリ水酸化物のような水酸化物を含むかもしれず、そして、更にアルカリハロゲン化物のようなハロゲン化物のようなもう１つの塩を含むかもしれない。約１００℃から１０００℃の範囲のような上げられた温度で酸素に曝されることにより活性化される例示的な電解質は、ＫＯＨ−ＫＢｒである。酸素種の形成は、ハイドリノの形成が優先的になるように塩基性を変化させるかもしれない。もう１つの実施例において、半電池反応及び電圧の少なくとも１つは、ハイドリノの形成を有利にするように活性化により変えられる。１つの実施例において、酸素又は酸素の源は、活性化を引き起こすようにセルに添加される。酸素は、ハイドリノ反応を高めるようにアノードのような電極の上の酸化物被覆を維持するのに十分であるが、０．１ｐｐｍから１０ｖｏｌ％の範囲内のような微量であるかもしれない。メカニズムを高めることは、Ｈがハイドリノを形成することを許すようにより優先的なそれにマッチするように少なくとも１つの半電池の半電池反応電圧の一致及び原子Ｈの供給の少なくとも１つを含むかもしれない。酸素は、Ｈ２Ｏを形成するアノードのそれ及びＯ２及びＨ２ＯをＯＨ−へと変換する反応のようなＯ２還元反応の少なくとも１つのような半電池電圧に影響を与えるかもしれない。その影響は、酸化物被覆の形成のような手段による電極表面を変えることにより、間接的であるか、又は、Ｈ及びＯ化学種を通して直接的であるかもしれない。酸化物被覆は、ハイドリノ形成反応がより優先的になるように引き起こす少なくとも１つの半電池反応の過電圧に影響を与えるかもしれない。
【０１９１】
１つの実施例において、放電カソードは、カソードへ供給される酸素のような酸化剤とそれが反応することにより再生される。再生は、必要な時に断続的に実施されるかもしれない。妥当な例示的なカソード材料は、ＮｉＯ、ＡｇをドープしたＮｉＯ、Ａｇ、ＡｇＯ、及び本開示の他のもののような酸素還元触媒である。酸素のような酸化剤は、セルに供給されるかもしれない。その場合、放電アノードは、それが酸化されることを防ぐようにアノードに十分に負の電圧を印加することによって酸化から保護されるかもしれない。アノードは、９８／２％のようなＮｉ−ＣｒのようなＮｉ又はＮｉ合金であるかもしれない。十分な電圧は、８００Ｋのセル温度、１ａｔｍのＯ２、Ｎｉアノードに対する０．８６３Ｖを超えるような電圧、ネルンストの例により予測される電圧より上であるかもしれない。酸素のような酸化剤は、ポンピングのような手段によって除かれるかもしれず、これによりセルが通常のオペレーションに回復する。
【０１９２】
１つの実施例において、Ｏ２ガスのような酸素の源は、セルの中に流れ込まれる。酸素は、セル放電ポテンシャルを増加させる、酸素還元速度を増加させる、セル電流を増加させる、そして、放電中に少なくとも部分的に消費されるの少なくとも１つが実行されるかもしれない。Ｏ２流速（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）は、酸化及び腐食の少なくとも１つからアノードを守るように、アノードで、十分に負である適切なセル電圧を支持する圧力を維持するように調節されるかもしれない。適切なセル電圧は、供給される圧力でＯ２が存在するところ、Ｎｉのような金属又は合金のようなアノード導体の酸化のための電圧を超えている、その電圧である、又はその電圧近くであるかもしれない。Ｏ２圧力は、適切なセル電圧を維持するように調節された流速で、及び、妥当な酸素センサでモニタされるかもしれないその代わりとして、ピーク及び最小電圧、断続的な充電−放電頻度、及び充電及び放電電流のような充電及び放電パラメータは、Ｏ２圧力を調節することと独立して若しくはその調節に加えて、アノードを保護する電圧を維持するように、調整されるかもしれない。１つの実施例において、セル体積は、Ｏ２在庫が放電の間に実質的に消費されるように、限られるかもしれない。Ｏ２在庫は、充電の間又はセルサイクルのもう１つのフェーズの間に補充されるかもしれない。１つの実施例において、ネルンストの式の電圧がセルの放電電圧より下になるようなレベルにＯ２圧力が落ちるように、セル体積は限定される。Ｏ２は、コントロールされたバルブを通して充電の間に限られた体積の中に拡散するかもしれない。Ｏ２の分圧は、質量分析計のようなセンサを用いてモニタされるかもしれない。
【０１９３】
１つの実施例において、アノード及びカソード材料の少なくとも１つは、セルのスタックの少なくとも２つの異なるバイポーラ・プレートの間で異なっているかもしれない。異なる材料は、セル電圧における差を引き起こす。異なるバイポーラ・プレートを持つ少なくとも１つの異なるセルに対する１つのセルのセル電圧における差は、少なくとも１つのセル電極を腐食から守るかもしれない。異なる材料は、アノード及びカソードの少なくとも１つの電極腐食を防止するようにスタックを通して交互にされているかもしれない。交互にされるアノードの材料は、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、ＭｏＢ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ及び本開示のその他の少なくとも１つのようなＭｏ及びＭｏ合金を含む異なるアノードを含むかもしれない。
【０１９４】
例示的な電極は、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｌ、又は約１０％  ＣｒのようなＮｉ−Ｃｒ合金の１つを含むアノード、及び、ＮｉＯ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｏＯ、Ａｇ，及びＣｕの少なくとも１つを含むカソードである。Ａｇカソードは、カーボンの上に分散されたＡｇ粒子であるかもしれない。最適な量は、約２０から３０ｗｔ％の範囲内である。アノードは、酸素原子又は金属原子の少なくとも１あたりの形成の自由エネルギが、Ｈ２及びＯ２からＨ２Ｏの形成のそれと同じくらいであるところ、酸化物を形成する金属であるかもしれない。エネルギは、約１０％から３００％又は約１０％から１００％又は約１０％から５０％の範囲内で合致するかもしれない。例示的な金属は、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｗ、及びＰｂである。他の妥当なアノード金属又はそれらの合金は、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｕＮｉ、ＮｉＭｏ、ＣｕＭｏ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＳｎの群から選択される少なくとも１つである。１つの実施例において、カソード及びアノードの両者は、もし放電中に消費される酸素の全てでないならば、大部分が、断続的な電気分解セルの電気分解の間で発生させられるように、実質的に浸漬される。例示的なセルは、［Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、又はＳｎの少なくとも１つ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ／ＮｉＯ  断続的な電気分解］である。１つの実質的において、アノードのような少なくとも１つの電極が磁化されてもよい。磁化された電極は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、又は合金のような強磁性金属を含むかもしれない。１つの実施例において、アノードは、金属のような導体のような異なる材料の層を含むかもしれない。アノードは、バイメタル又はマルチ・メタル電極を含むかもしれない。１つの層は、ハイドリノ反応が伝播するように有利なエネルギを供給するように最適な電圧を確立するかもしれない。アノードのようなバイメタル電極を形成する例示的な材料は、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＨ２４２合金の少なくとも２つである。カソードはまた、Ｎｉ及びＡｇ又は本開示のカソード材料の他の組合せからなる１つのようなバイメタル電極のようなマルチ・メタルのような複数の層（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌａｙｅｒｓ）を含むかもしれない。
【０１９５】
カソードは、ＭｎＯ２／Ｃ、Ｍｎ２Ｏ３／Ｃ、又はＭｎＯＯＨのような酸化マンガンのような酸素還元電極を含むかもしれない。他の妥当なＯ２還元カソードは、Ｐｔ／Ｃ又はＰｔＲｕ／ＣのようなＰｔ合金／Ｃ、Ｌａ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ３／Ｃ、ＣｏＴＰＰ／Ｃ、Ｌａ０．６Ｃａ０．４ＣｏＯ３／Ｃ、Ｐｔ／ＣＮＴ／Ｃ、Ｐｒ０．８Ｃａ０．２ＭｎＯ３、ＣｏＴＭＰＰ／Ｃ、ＬａＭｎＯ３／Ｃ、及びＭｎＣｏ２Ｏ４／Ｃの少なくとも１つである。放電アノードもまた、従来の電極に加えて、断続的なサイクルの間の電気分解カソードとして機能するので、従来のアルカリ燃料電池におけるものとは異なる放電アノード材料が使用されるかもしれない。カソードは、Ｔｉ及びＶのような他の遷移金属、Ｎｂ及びＨｇのような内部遷移金属及び合金並びにＡｇＨｇのようなアマルガム、ＬａＮｉ５のような希土類及び合金、及び第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第Ｖ族、及び第ＶＩ族金属又は半金属及び合金である。１つの実施例において、放電アノードは、安定な水素化物を形成する材料を含む。妥当なアノード材料は、粉末のような多孔性の材料を含む。粉末は、活量の喪失に対する抑制剤又は安定化剤を含むかもしれない。活量の喪失は、焼結のようなメカニズムによる表面積の喪失からであるかもしれない。妥当な安定化剤又は抑制剤は、例えば、約２から１０ｗｔ％ＣｒのようなＮｉ−Ｃｒ合金のような合金及び多孔性のＮｉ又はＣｏに添加された２０ｗｔ％ＺｒＯ２のようなジルコニアである。更に妥当なアノード材料は、ＬｉＦｅ５Ｏ８、ＬａＣｒＯ３、ＭｎＯ、及びＮｂ若しくはＴａをドープしたＴｉＯ２、ＬｉＡｌＯ２若しくはＡｌ２Ｏ３及びＳｒＴｉＯ３のようなＮｉ若しくはＣｕをメッキしたセラミックスを含む。妥当なカソード材料は、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＭＮｉＯ２、Ｍ２ＮｉＯ２、ＭＣｏＯ２、Ｍ２ＣｏＯ２、ＭＦｅＯ２、Ｍ２ＦｅＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｍｇ−Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｍｎ−ＬｉＦｅＯ２、ＬａＭｎＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＬｉＣｒＯ２、ＬｉＡｌＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＬａＣｏＯ３、Ｚｒ−ＺｎＯ、ＭＭ’Ｏ２、Ｍ２Ｍ’Ｏ２、ＭＭ’Ｏｘ、Ｍ２Ｍ’Ｏｘ（ｘ＝整数、Ｍ＝アルカリ、Ｍ’＝遷移金属又はＡｌのような他の金属）、及びＬｉＦｅ１−ｙＭｇｙＯ（ｙ＞０．０３）のようなマンガンをドープされたＭ２Ｍ’Ｏｘを含む。１つの実施例において、電極の気孔率は、約２０から９５％又は約５０から７５％の範囲内にある。気孔径は、約１から５０μｍ又は約３から１０μｍの範囲にあるかもしれない。
【０１９６】
カソードのような電極の妥当な酸素還元反応（ｏｘｙｇｅｎ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＯＲＲ））触媒は、Ｎｉ、約５−１５ａｔ％  ＡｌのようなＮｉ−Ａｌ合金、Ｎｉ３Ａｌ、及びＮｉ−Ｎｂ合金、ＭｎＯ２、Ａｇ、混合原子価のＣｏＯｘ−ＭｎＯｘ、（ＣｏＴＭＰＰ、  ＦｅＴＭＰＰ−Ｃｌ／Ｃ）のような金属テトラ−メトキシフェニル・ポルフィリン（ｍｅｔａｌ  ｔｅｔｒａ−ｍｅｔｈｏｘｙｌｐｈｅｎｙｌ  ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅ）、金属窒化物、及びＡ２Ｂ２Ｏ６Ｏ’のようなスピネル、ペロブスカイト、及びパイロクロアの少なくとも１つを含む。１つの実施例において、例示的なＯＲＲ触媒は、個別の酸化物又は混合物に基づき、又は、ＮｉＯ、ＮｉＯ／Ｎｉ、ＮｉＯ＋Ｄｙ（例えば、約１−１０ｗｔ％）、Ｃｏ３Ｏ４、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、及びＦｅ２Ｏ３の少なくとも１つ、リチウム化されたＮｉＯ、ＰＴＦＥのような支持体の上のＮｉ、ＭｎＯ２、Ａｇ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＮｉＯ３、Ａ＝Ｍｎ、Ｂ＝ＣｏのようなスピネルＡＢ２Ｏ４、ＮｉＣｏ２Ｏ４、ＬａＭｎＯ３、及びＬａＮｉＯ３のような、スピネル、ペロブスカイト、又はパイロクロア構造を持つ。本開示のＮｉ電極の表記が、少なくとも部分的にＮｉＯ及びオプションとして部分的にリチウム化されたＮｉＯ（Ｌｉｘ＋Ｎｉ１−２ｘ２＋Ｎｉｘ３＋Ｏ  ｘ＜０．５）又はリチウムをドープされたＮｉＯ及びＮｉを含むかもしれないところ、アノード及びカソードの少なくとも１つは、リチウム化されたＮｉＯであるかもしれない。ＯＲＲカソードのような電極は、Ｃｏ−フタロシアニン（Ｃｏ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｓ）及びＣｏ−Ｃ−Ｎのような類似する化合物、及びＦｅ−Ｃ−Ｎ、Ｐｔ又は他の貴金属又は合金でＦｅ、Ｃｏ、又はＮｉを持つＰｔのような合金、Ｐｄ、Ｐｄ−Ｆｅ、Ｐｄ−Ｃｏ、Ｐｄ−Ｃｏ−Ａｕ、及びＰｄ３Ｆｅ／Ｃナノ粒子のようなＰｄ合金、Ｒｕ、又は結晶性シェブレル−相カルコゲニドのようなルテニウム化合物（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｃｈｅｖｒｅｌ−ｐｈａｓｅ  ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｓ）（例えば、Ｍ６Ｘ８  ここで、Ｍ＝高い価数の遷移金属及びＸ＝Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ；（Ｍｏ，Ｒｕ）６Ｓｅ８）、ナノ構造化されたＲｕ及びＲｕ−Ｓｅクラスタ、Ｒｕ−Ｎキレート化合物、Ｍｏ４Ｒｕ２Ｓｅ８及びＲｕｘＳｅｙのようなＲｕセレン化物、及びＮをドープされたカーボンナノチューブのようなドープされたカーボンナノチューブ及びグラフェンを含むかもしれない。電極は、更に、カーボンブラック、結合剤、電流コレクタ、及びテフロン（登録商標）膜を含むかもしれない。ゾル−ゲル及び逆ミセル法は、カーボン上において、均一な、高い表面積分布の触媒を形成するために使用されるかもしれない。イオンは、アルカリ電池（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｃｅｌｌ）の水酸化物イオンであるかもしれない。妥当な例示的な実施例において、膜は、ペンダント状の四級グアニジニウム基（ｐｅｎｄａｎｔ  ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ  ｇｒｏｕｐｓ）を含むポリ（アリーレン・エーテル・スルホン）（ｐｏｌｙ（ａｒｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ  ｓｕｌｆｏｎｅ））を含むかもしれない。
【０１９７】
電解質は、酸素還元及び発生のための化合物電極を含むかもしれない。後者は、例えば断続的な電気分解セルにおいて使用されるかもしれない。活量が対応する分離した触媒層によって供給され、又は、電解触媒（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｔ）が二機能性であるところ、電極は、酸素還元及び発生をすることができる二機能性であるかもしれない。電極及びセル設計は、Ｆｅ又はＺｎ−空気バッテリのような金属−空気バッテリ又は当該分野における当業者によって知られる妥当な変更に対して当該分野において知られるそれらであるかもしれない。妥当な電極構造は、電流コレクタ、カーボン及びバインダーを含むかもしれないガス拡散層、及び二機能性の触媒であるかもしれない活性な層を含む。或いは、電極は、電流コレクタの一方の側の上にＯ２還元層と、及び他の側の上にＯ２発生層とを含むかもしれない。前者は、電流コレクタに接触する多孔な疎水性の触媒層及び酸素の源と接触する外側のガス拡散層を含むかもしれず、これに対して、後者は、その層の１つの側に電解質と接触する多孔な親水性の触媒層及び他方の側には電流コレクタを含むかもしれない。二機能性の空気電極は、Ｌａ１−ｘＡｘＦｅ１−ｙＭｎＯ３（Ａ＝Ｓｒ又はＣａ）、Ｌａ０．６Ｃａ０．４Ｃｏ０．８Ｂ０．２Ｏ３（Ｂ＝Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、又はＣｕ）、Ｌａ０．６Ｃａ０．４ＣｏＯ３−、Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＣｏＯ３−を含むかもしれない。更に例示的なＯＲ−触媒及び二機能性の触媒カソードは、ＰｄＯ２／ＰｄＯ３、ＴａＣ＋ＷＣ＋Ｗ２Ｃ＋ＴｉＣの混合物のような炭化物、Ｃｏ／Ｃｅ−被覆Ｎｉ、ＭｎＯ２＋Ｃ＋ＰＴＦＥ、Ｍｎイソプロポキシド（Ｍｎ  ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）＋活性炭（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｃ）＋１２％ＰＴＦＥ；５％ＭｎＯ２＋７５％Ｃ（３０％ＥＣ−６００ＪＤ及び７０％ＡＢ−５０の混合物）＋２０％ＰＴＦＥ；５％ＭｎＯ２（Ｍｎ３＋／Ｍｎ４＋）＋７０％Ｃ（６０％ＰＷＡ＋４０％カーボンブラック）（ＰＴＦＥ−テフロン（登録商標）３０Ｂ）；ＧＤＬ：３０％ＥＣ−６００ＪＤ＋７０％ＡＢ−５０；ＭｎＯ２＋Ｃ（活性炭＋ＢＰ２０００）＋ＰＴＦＥ；粒子サイズ分布ＭｎＯ２−２０−２６μｍ  ３０％ＭｎＯ２＋２０％活性炭＋２０％カーボンブラック＋３０％ＰＴＦＥ；２０％ＭｎＯ２＋６６％Ｃ＋１４％ＰＴＦＥ；触媒層：２０％ＭｎＯ２＋７０％活性なカーボン＋１０％ＰＴＦＥ；ＧＤＬ：１５％カーボンブラック＋８５％ＰＴＦＥ；１１％ガンマＭｎＯ２＋４１％Ｃ（ＢＰ２０００）＋４８％ＰＴＦＥ；ＭｎＯ２カソード＋ＰＴＦＥ＋２−２０％アノードに使用されるゲル化材料のような吸収剤材料；ＭｎＯ２；Ａｇ／ＣＮＣ；Ｎｉフォーム（ｆｏａｍ）上のＡｇ；ＡｇＷ２Ｃ／Ｃ；ＡｇＭｎＯ４＋５−１０％ＭｎＯ２＋Ｃ＋ＰＴＦＥ；ラニー銀触媒（Ｒａｎｅｙ  ｓｉｌｖｅｒ  ｃａｔａｌｙｓｔ）＋ＰＴＦＥ＝５：１（ｗｔ．％）（２４ｍｇ  ｃｍ−２）；Ａｇ２Ｏ＋１０％ＬａＮｉＯ３；５％Ａｇ＋１５％ＢＰ２０００＋１０％Ｄａｘａｄ＋６０％テフロン（登録商標）ＲＰＭ  Ｔ−３０；５０％（２０％ＣｏＴＭＰＰ／Ｃ）＋５０％（１５％ＣｏＯｘ＋５％ＭｎＯｘ／Ｃ）；２．５％ＭｎＯｘ＋７．５％ＣｏＯｘ／Ｃ；４％ＣｏＴＭＰＰ＋１５％ＢＰ２０００＋��０％テフロン（登録商標）ＲＴＭ  Ｔ−３０；ＭｎＯ２及び／又はＡｇＮＯ３（Ｐｔ、Ｃｏ３Ｏ４）；１０％ＣｏＴＭＰＰ／Ｃ＋ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）＋ＦＥＰ＋ＦＥＰ−被覆ＰＴＦＥファイバ；ＣｏＴＭＰＰ＋ＭｎＯｘ／Ｃ；６０％Ｍｎ４Ｎ／Ｃ＋ＰＴＦＥ；ＮｉＣｏ２Ｏ４スピネル；ＭｎｘＣｏ３−ｘＯ４＋ＰＴＦＥ（０＜ｘ＜１）スピネル；ペロブスカイト；ＬａＭｎＯ３；ＬａＣｏＯ３；ＬａＮｉＯ３；ＬａＣｒＯ３；ＬａＦｅＯ３；Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＦｅＯ３；Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｆｅ０．６Ｃｏ０．４Ｏ３；Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｆｅ０．６Ｍｎ０．４Ｏ３；ＬａＮｉＯ３；ＬａＣｏＳｒＯ３；Ｐｂ２Ｍ２−ｘＰｂｘＯ７−ｙ；Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ水酸化物＋カーボンブラック＋ＰＴＦＥ；Ａｇ＋Ｐｔ＋ＭｎＯ２＋Ｃ＋ＰＴＦＥ  １０％Ｐｔ／Ｃ；鉄−空気燃料電池（ＺＡＦＣに類似）アルカリ電解質付：ＣｕＳＯ４、ＮｉＷＯ４、ＷＣ＋２０％Ｃｏ；ＷＳ２＋ＷＣ又はＷＣ＋１−２０％Ｃｏ；ＷＳ＋Ｃ＋ＰＴＦＥ；ＷＣ＋Ａｇ＋Ｃ  ＰＴＦＥ（ＦＥＰ）；３０パートＡｇ＋３０パートＷＣ（１２％Ｃｏで被覆された）＋３２パートＰＴＦＥ＋９０パート  カーボンブラック；３％（５−１０％）Ａｇ（ＯＲＲ）＋〜［７％（１０％−１５％ＦｅＷＯ４）＋７％（１０％−１５％）ＷＣ＋〜１２％（１０％−１５％）Ｃｏ（ＯＥＲ）＋〜５４％Ｃ］＋〜２２％ＰＴＦＥ、Ａｇ担持−２ｍｇ  ｃｍ−２；［ＯＲＲ−Ａｇ］＋［ＯＥＲ−ＣｏＷＯ４＋ＷＣ＋ＷＳ２＋ＮｉＳ＋１０−１５％Ｃｏ］＋ＰＴＦＥ；ＯＲＲ触媒［（０．３−２％）ＣｏＴＭＭＰ＋（４−１０％）ＬａＮｉ１−ｘＣｏｘ＋（１−４％）Ａｇ＋（１８−３２％）ＣｏｘＯｙ＋ＯＥＲ触媒（１−２０％）ＷＣ＋（１−２０％）Ｃｏ＋（１−７％）ＦｅＷＯ４＋（１−７％）ＮｉＳ］＋ＡＢ−５０＋ＰＴＦＥ；触媒層：６３．５％ＸＣ５００＋１５％ＰＴＦＥ＋１３％ＭｎＳＯ４＋８．５％Ｌａ２Ｏ３；１５％ＰＴＦＥ＋６９％ＸＣ５００＋８％ＭｎＯ２＋８％Ｌａ２Ｏ３；５８％ＸＣ５００＋１５％ＰＴＦＥ＋１９％ＡｇＮＯ３＋８％ＭｎＳＯ４；ＧＤＬ：６５％Ｃ＋３５％ＰＴＦＥ；ＯＥＲ電極３０％Ａｇ＋７０％ＬａＮｉＯ３；Ｌａ１−ｘＡｘＦｅ１−ｙＭｎｙＯ３（Ａ＝Ｓｒ、Ｃａ）；Ｌａ０．６Ｃａ０．４Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３、及び、当該分野における当業者に知られている事項の組成の比率及び事項の類似の組成又はこれらを持つ他の類似の実施例である。もう１つの実施例において、カソードは、酸化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物を含むかもしれないが、これらは更にアノードの金属を含むかもしれない。妥当な例において、カソードは、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆ、又はＴａの水酸化物を含み、そして、対応するアノードは、金属Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆ、又はＴａの金属又は合金を含む。
【０１９８】
アノードのような電極は、Ｎｉマット、ホイル、粉末、又はワイヤを単独で、又は別の金属をドープしたものを含んでよいが、ここで、その別の金属は、貴金属、遷移金属、Ｍｏのような内部遷移金属、希土類金属、及び第ＩＩＩ族の、第ＩＶ族の、第Ｖ族の、又は第ＶＩ族の金属であって、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｌａ、Ｈｆのようなものであり、Ｈｆ合金であって、ＨｆとＺｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｎｉ、及びＷからの少なくとも１つとの合金であり、Ｒｅ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、及びＴｅである。アノードは、金属、金属合金、金属の混合物、及び少なくとも１つの金属を含む化合物の少なくとも１つを含むかもしれない。混合物は、異なる金属ドメインの交差点で粒界を更に含むかもしれない個別の金属のドメインを含むかもしれない。ドメインは金属の合金をまた含むかもしれない。ドメインはまた、少なくとも１つの金属を含むかもしれない化合物の少なくとも１つを含むかもしれない。ドメインは、互いに接触しているかもしれない。１つの実施例において、ドメインのサイズは、ハイドリノ反応速度を最大化するように最適化される。最適化はまた、腐食に対する耐性のあるアノードを形成することを含むかもしれない。１つの実施例において、ドメインのサイズは最小化される。１つの実施例において、ドメインサイズは、約１ｎｍから１ｃｍ、約１０ｎｍから５ｍｍ、約１００ｎｍから１ｍｍ、約１００ｎｍから５００μｍ、及び約１μｍから５０μｍの少なくとも１つの範囲内にその半径があるようにされている。
【０１９９】
混合物は、（ｉ）少なくとも１つの金属、（ｉｉ）それぞれが少なくとも２つの金属を含む、少なくとも１つの合金、及び（ｉｉｉ）各々が少なくとも１つの金属を含むような少なくとも１つの化合物の、少なくとも１つを含むかもしれない。 １又はそれ以上の金属、合金、及び化合物の金属要素は、共通していてもよく、或いは、異なっていてもよい。例示的な合金、混合物、及び化合物は、Ｍｏ及び導体又はフォームを含む他の元素の少なくとも１つであって、ＭｏＢ、ＭｏＮ、ＭｏＳｉ、ＭｏＰ、ＭｏＣ、及びＭｏのようなＭｏを備える導電性合金、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、及びＭｏＣｏのようなＭｏと遷移金属の少なくとも１つとの合金、ＮｉＢｉ、ＮｉＣｄ、ＮｉＮｂ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｏ、ＮｉＣｕ、ＭｏＮｉ、ＨｆＮｉ、ＴａＮｉ、ＷＮｉ、ＶＮｉ、ＺｒＮｉ、ＣｄＮｉ、ＮｂＮｉ、及びＴｉＮｉ、ＳｎＡｇ、ＳｎＡｌ、ＳｎＡｓ、ＳｎＡｕ、ＳｎＢａ、ＳｎＢｅ、ＳｎＢｉ、ＳｎＣａ、ＳｎＣｄ、ＳｎＣｄ、ＳｎＣｅ、ＳｎＣｏ、ＳｎＣｒ、ＳｎＣｕ、ＳｎＦｅ、ＳｎＧａ、ＳｎＧｅ、ＳｎＨｆ、ＳｎＨｇ、ＳｎＩｎ、ＳｎＫ、ＳｎＬａ、ＳｎＬｉ、ＳｎＭｇ、ＳｎＭｎ、ＳｎＮａ、ＳｎＮｂ、ＳｎＮｄ、ＳｎＮｉ、ＳｎＰ、ＳｎＰｂ、ＳｎＰｄ、ＳｎＰｒ、ＳｎＰｔ、ＳｎＳ、ＳｎＳｂ、ＳｎＳｅ、ＳｎＳｉ、ＳｎＳｒ、ＳｎＴｅ、ＳｎＴｉ、ＳｎＵ、ＳｎＶ、ＳｎＹｂ、ＳｎＺｎ、及びＳｎＺｒのようなＳｎ又はＳｎ合金又は混合物、ＡｌＡｓ、ＡｌＡｕ、ＡｌＢ、ＡｌＢａ、ＡｌＢｅ、ＡｌＢｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＣｄ、ＡｌＣｅ、ＡｌＣｏ、ＡｌＣｒ、ＡｌＣｓ、ＡｌＣｕ、ＡｌＤｙ、ＡｌＥｒ、ＡｌＦｅ、ＡｌＧａ、ＡｌＧｄ、ＡｌＧｅ、ＡｌＨｆ、ＡｌＨｇ、ＡｌＨｏ、ＡｌＩｎ、ＡｌＫ、ＡｌＬａ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＡｌＭｎ、ＡｌＭｏ、ＡｌＮａ、ＡｌＮｂ、ＡｌＮｄ、ＡｌＮｉ、ＡｌＰｂ、ＡｌＰｄ、ＡｌＰｒ、ＡｌＰｔ、ＡｌＰｕ、ＡｌＲｅ、ＡｌＲｕ、ＡｌＳｂ、ＡｌＳｃ、ＡｌＳｅ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｍ、ＡｌＳｎ、ＡｌＳｒ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｅ、ＡｌＴｈ、ＡｌＴｉ、ＡｌＴｉＭｏ、ＡｌＴｌ、ＡｌＵ、ＡｌＶ、ＡｌＷ、ＡｌＹ、ＡｌＹｂ、ＡｌＺｎ、及びＡｌＺｒのようなＡｌ又は合金又は混合物、ＨｆＡｌ、ＨｆＢ、ＨｆＢｅ、ＨｆＣ、ＨｆＣｏ、ＨｆＣｒ、ＨｆＣｕ、ＨｆＦｅ、ＨｆＧｅ、ＨｆＩｒ、ＨｆＭｎ、ＨｆＭｏ、ＨｆＮｂ、ＨｆＮｉ、ＨｆＯ、ＨｆＲｅ、ＨｆＳｎ、ＨｆＴａ、ＨｆＴｈ、ＨｆＴｉ、ＨｆＵ、ＨｆＷ、ＨｆＺｒ、及びＨｆＩｎのような、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｎｉ、及びＷの少なくとも１つ及びＨｆのようなＨｆ又は合金又は混合物、ＭｏＳｉ２、ＴＺＭ（Ｍｏ（〜９９％）、Ｔｉ（〜０．５％）、Ｚｒ（〜０．０８％））、ＭｏＢ、ＭｏＡｌ、ＭｏＧａ、ＭｏＩｎ、ＭｏＣ、ＭｏＳｉ、ＭｏＧｅ、ＭｏＳｎ、ＭｏＰｂ、ＭｏＮ、ＭｏＰ、ＭｏＡｓ、ＭｏＳｂ、ＭｏＢｉ、ＭｏＳ、ＭｏＳｅ、ＭｏＴｅ、ＭｏＣｕ、ＭｏＣｏ、ＭｏＣｒ、ＭｏＦｅ、ＭｏＧｅ、ＭｏＨｆ、ＭｏＩｒ、ＭｏＯｓ、ＭｏＮｂ、ＭｏＮｉ、ＭｏＰｄ、ＭｏＰｔ、ＭｏＲｅ、ＭｏＲｈ、ＭｏＲｕ、ＭｏＳ、ＭｏＳｉ、ＭｏＴａ、ＭｏＴｈ、ＭｏＴｉ、ＭｏＵ、ＭｏＶ、ＭｏＷ、窒化モリブデン、ＮｉＣｒＭｏＴａＮｂ、及びＭｏＹのようなＭｏ、Ｍｏ合金、Ｍｏ混合��、又は化合物、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｃｒ混合物、ＷＡｌ、ＷＢ、ＷＣ、ＷＣｏ、ＷＣｒ、ＷＦｅ、ＷＨｆ、ＷＭｏ、ＷＮｂ、ＷＮｉ、ＷＯｓ、ＷＰｂ、ＷＰｄ、ＷＰｔ、ＷＲｅ、ＷＲｈ、ＷＳｉ、ＷＴａ、ＷＴｉ、ＷＶ、及びＷＺｒのようなＷ、Ｗ合金又は混合物、ＴａＡｌ、ＴａＢ、ＴａＣ、ＴａＣｏ、ＴａＣｒ、ＴａＦｅ、ＴａＨｆ、ＴａＭｏ、ＴａＮｂ、ＴａＮｉ、ＴａＰｄ、及びＴａＲｈのようなＴａ、及びＴａ合金又は混合物、ＶＢ、ＶＣｕ、ＶＦｅ、ＶＧａ、ＶＬａ、ＶＭｎ、ＶＭｏ、ＶＮｂ、ＶＮｉ、ＶＰｄ、ＶＰｔ、ＶＲｅ、ＶＲｈ、ＶＳｉ、ＶＴａ、ＶＴｉ、ＶＵ、ＶＷ、ＶＹ、及びＶＺｒのようなバナジウム合金又は混合物、ＡｇＭｏ、ＡｇＮｉ、ＨｇＭｏ、ＨｇＮｉ、又はＡｇＨｇのようなＡｇ又はＨｇ合金又は混合物でセル温度で不安定な酸化物を形成する金属の合金又は混合物、からなる群から選択されるかもしれない。更なる例示的な合金又は混合物は、ＭｏＴｉＡｌ、ＭｏＶＡｌ、ＮｉＺｒＭｏ、ＮｉＭｇＭｏ、ＮｉＡｌＭｏ、ＮｉＣｕＭｏ、ＮｉＭｏＳｉ、ＮｉＣｒＳｉ、６２５（２１％Ｃｒ、９％Ｍｏ、４％Ｎｂ−Ｎｉ合金）、インコネル６２２、Ｃ−２７６、及び６８６のようなインコネル合金、ハステロイ合金、ハステロイＣ２２、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ合金、５６ａＮｉ−２２Ｃｒ−１３Ｍｏ−３Ｗ−３Ｆｅ−２．５＊Ｃｏ−０．５０＊Ｍｎ−０．３５＊Ｖ−０．０８＊Ｓｉ−０．０１０＊（ａ残りを調節した（Ａｓ  Ｂａｌａｎｃｅ）＊最大（Ｍａｘｉｍｕｍ））、炭素鋼（ｃａｒｂｏｎ  ｓｔｅｅｌ）、合金２０、２４２又は５５６（例えばＨａｙｅｓ  Ｉｎｔ．）、ＭｇＭｏ、ＭｇＡｇ、ＭｇＡｌ、ＭｇＢｉ、ＭｇＣｄ、ＭｇＡｌＣｏ、ＭｇＣｕ、ＭｇＦｅ、ＭｇＧａ、ＭｇＧｄ、ＭｇＨｇ、ＭｇＩｎ、ＭｇＬａ、ＭｇＭｎ、ＭｇＮｉ、ＭｇＰｂ、ＭｇＰｒ、ＭｇＳｂ、ＭｇＳｃ、ＭｇＳｉ、ＭｇＴｉ、ＭｇＹ、ＭｇＺｎ、又はＭｇＺｒのようなＭｇ合金又は混合物、ＴｉＡｌ、Ｃｕ６Ｃｏ４、ＢＭｏ合金又は混合物、Ｃａ合金又は混合物、ＬａＴｉＡｌ、ＭｏＡｇ合金又は混合物のようなＬａ合金又は混合物；ＭｏＳｉ及びＭｏＣｒ合金又は混合物；ＳｎＺｒＭｏ、ＣｒＮｉＭｏ、ＭｎＮｉＭｏ、ＭｏＴｉ、ＭｏＰｂ、ＴａＣ合金又は混合物、ＭｏＳ合金又は混合物、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｍｏ、及びＴＺＭの少なくとも１つを含む合金又は混合物である。アノードのような電極は、ＣｏＣ、ＣｒＣ、ＣｕＣ、ＦｅＣ、ＧｅＣ、ＨｆＣ、ＩｒＣ、ＬａＣ、ＬｉＣ、ＭｎＣ、ＭｏＣ、ＮｂＣ、ＮｉＣ、ＲｅＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＷＣ、ＹＣ、及びＺｒＣのようなカーボン又は合金又は混合物を含むかもしれない。追加の例示的な合金及び混合物は、ＭｏＭｎ、ＭｏＣｕＳｉ、ＭｏＣｏＳｉ、及びＭｏＮｉＳｉのようなＭｏＳｉ−遷移金属、ＭｏＳｉＣ、遷移金属−ＳｉＣ、ＹＳｉＣ、ＬａＳｉＣ、ＺｒＳｉＣ、ＨｆＳｉＣ、ＮｂＳｉＣ、ＴａＳｉＣ、ＷＳｉＣ、ＭｏＮｉＣ、ＮｉＭｏＦｅ、ＭｏＣｏＣ、ＭｏＣｕＣ、ＬａＮｉＣ、ＭｏＨｆＮｉ、ＮｉＺｒＨｆ、ＭｏＴｉＮｉ、ＴｉＮｂＭｏ、ＣｏＣｕＣ、ＣｏＣｕＳｉ、ＮｉＺｒＴａ、ＮｉＭｏＴａ、ＮｉＭｏＷ、ＮｉＭｏＮｂ、ＣｒＭｏＷ、ＶＮｂＴａ、ＴｉＺｒＨｆ、ＬａＮｉＭｏ、ＬａＮｉＨｆ、ＬａＮｉＴａ、Ｌ��ＮｉＭｏ、ＬａＮｉＷ、ＬａＮｉＮｂ、ＬａＮｉＣｒ、ＬａＮｉＶ、ＬａＮｉＴｉ、ＬａＮｉＺｒ、ＬａＮｉＳｃ、ＬａＮｉＹ、ＮｉＺｒＷ、ＮｉＺｒＮｂ、ＭｏＴｉＺｒのような遷移金属−Ｚｒ−Ｍ、ＭｏＳｉ、ＭｏＣ、Ｎｉ−ＴＺＭ、ＭｏＺｒＮｉ、ＬａＮｉ５Ｍｏ、ＬａＮｉ５Ｈｆ、ＬａＮｉ５Ｔａ、ＬａＮｉ５Ｍｏ、ＬａＮｉ５Ｗ、ＬａＮｉ５Ｎｂ、ＬａＮｉ５Ｃｒ、ＬａＮｉ５Ｖ、ＬａＮｉ５Ｔｉ、ＬａＮｉ５Ｚｒ、ＬａＮｉ５Ｓｃ、ＬａＮｉ５Ｙ、及びＬａＮｉ５Ｃである。その比率は、バイメタルに対して約５０−５０ｗｔ％、及び、トライメタルに対して３３−３３−３３ｗｔ％のような所望の如何なるものでもよい。Ｍｏを含む１つの実施例において、Ｍｏは他の如何なる構成要素に対しても原子％において主である。アノードのような少なくとも１つの電極は、Ｍｏ２Ｂ５のようなモリブデン・ホウ化物、ＭｏＳｉ２のようなモリブデン・ケイ化物、Ｍｏ５ＳｉＢ２のようなモリブデン・ケイ素ホウ化物（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ  ｓｉｌｉｃｏｂｏｒｉｄｅ）、及びＭｏＢｉ４Ｃのようなモリブデン・ホウ素炭化物（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ  ｂｏｒｏｃａｒｂｉｄｅ）のような、モリブデンと銅、ニッケル、ケイ素、ホウ素、及び炭素（ｃａｒｂｏｎ）の少なくとも１つとを含むモリブデン合金を含むかもしれない。１つの実施例において、アノード合金は、ハイドリノ及び少なくとも１つの他の導体の形成に対して優先的な一次金属を含む。例えば、アノードは、Ｍｏ及び導体又は導電性合金を形成するものを含む少なくとも１つの他の金属を含むかもしれない。例示的な合金は、ＭｏＢ、ＭｏＮ、ＭｏＳｉ、ＭｏＰ、ＭｏＣ、及びＭｏＳｉＢである。導体の比は、如何なる所望のものでよい。化合物は、酸化物、硫化物、セレン化物、又はテルル化物のような金属カルコゲニドのようなカルコゲニドを含んでよい。合金は、ＭｏＳのような金属−Ｓ合金のようなカルコゲニドを含んでよい。その化合物は更に、水酸化物及びオキシ水酸化物の少なくとも１つを含んでよい。酸化物、オキシ水酸化物、及び水酸化物の少なくとも１つを含む例示的な化合物は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＣｏの少なくとも１つのような遷移金属、Ｍｏ、及びＷのそれらである。例示的なセルは、［ＮｉＭｏ、ＭｏＣｏ、ＭｏＣｕ、ＭｏＳｉ、ＭｏＣ、Ｎｉ−ＴＺＭ、ＭｏＺｒＮｉ、ＲｕＭｏ、ＲｈＭｏ、ＯｓＭｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ又はＣｏ２Ｏ３−ＣｕＯ−ＮｉＯ断続的な電気分解＋Ｏ２］である。Ｒ−Ｎｉ放電アノードを含む例示的なセルは、［Ｒ−Ｎｉ／Ｋ２ＣＯ３  ０．６Ｍ  ａｑ／ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）又はセルガード（Ｃｅｌｇａｒｄ）／炭素又はＮｉ断続的電気分解］である。他の実施例において、電極金属又は合金は、本開示の方法のような蒸気又はプラズマ蒸着により又は電気めっきのような電気分解により蒸着されるかもしれない層又はコーティングを含んでよい。
【０２００】
１つの実施例において、アノードは、更なる参加を防止するため保護酸化被膜を形成する金属のような導体を含むかもしれない。酸化被膜は、Ｏ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つに対して安定であるかもしれない。被膜は、ＭｇＯのようなマトリクス材料を更に含むかもしれないＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのようなアルカリ金属のそれらのような水酸化物及びハロゲン化物の１つのような溶融塩混合物のような本開示のそれらのようなアルカリ電解質において安定であるかもしれない。セルは、充電時間が放電時間より短くなるように断続的に充電され、又は直接的な放電モードにおいてオペレーションされるかもしれない。セルは、充電時の電気分解により形成されるＨの量が、酸化物被膜の有害な劣化を引き起こすような量よりも少ないように、オペレーションされる。保護酸化被膜を形成する例示的なアノード金属は、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＴＺＭ、Ｈｆ、及びＴａのような遷移及び内部遷移金属及び合金である。Ｈの源としてＨ２Ｏを供給する対応する反応が、２ＬｉＯＨ→Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏであるところ、水素の源は、ＬｉＯＨのような水酸化物電解質の脱水からであるかもしれない。電解質がバッチ様式において再水和されるかもしれないところ、セルは、Ｈ２Ｏが供給されることのない、断続的な充電−放電条件、又は、連続的な放電条件の下で、運転されるかもしれない。セルの温度のような少なくとも１つのオペレーション・パラメータは、再水和のステップの前及び後で変更されるかもしれない。例えば、セル温度は、低下させられるかもしれず、Ｈ２Ｏは供給されるかもしれず、そして、セル温度は最初のオペレーション温度に戻されるかもしれない。実施例において、Ｏ２のような酸素の源は、セルへと供給されるかもしれない。断続的な充電−放電条件又は連続的な放電条件の下でオペレーションされるかもしれないＬｉＯＨの再水和からのＨを持つ例示的なセルは、［Ｎｉ−Ｍｏ又はＣｏ−Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ乾燥空気］及び［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ乾燥空気］である。その代わりとして、Ｈは、セル［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ｈ２Ｏ−アルゴン］によって例示されるような供給されるＨ２Ｏからかもしれない。
【０２０１】
１つの実施例において、アノードの安定性を維持するために選択されるかもしれない温度のようなセルのオペレーション・パラメータで、ＮｉおよびＭｏのような本開示のそれらのようなアノードが腐食に対して安定であるように、電解質は選択される。例示的な電解質は、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ３ＰＯ４、ＬｉＯＨ−Ｌｉ３ＰＯ４−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳｅＯ４、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳｅＯ４−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ３ＰＯ４−ＭＸ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ３ＰＯ４−ＭＸ−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳｅＯ４−ＭＸ、ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳｅＯ４−ＭＸ−ＭｇＯ（Ｍ＝アルカリ、Ｘ＝ハロゲン）、ＬｉＯＨ−ＬｉＩ、ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ、ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ、Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２、Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２−ＭｇＯ、Ｍ（ＯＨ）２、Ｍ（ＯＨ）２−ＭｇＯ（Ｍ＝アルカリ土類）からなる群の１つである。約２９０から５００℃の温度範囲内でオペレーションされるかもしれない例示的なセルは、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＳＯ４／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＳＯ４−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＩ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＣｌ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭＸ２−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］、［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、及び［Ｍｏ／Ｍ（ＯＨ）２−ＭｇＯ／ＮｉＯ  Ａｒ−１．５％Ｏ２］（Ｍ＝アルカリ土類又は他の妥当なカチオン）である。Ｈ２Ｏを持たないセル実施例において、電解質は断続的に再水和されるかもしれない。
【０２０２】
電極材料が電解質に可溶である場合には、腐食抑制剤は添加されるかもしれない。その抑制剤は、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆ、Ｔａのようなアノードの金属及びＴｉのような遷移金属を含むオキシアニオン又はハロゲン化物のような化合物を含むかもしれない。例えば、ＬｉＯＨを含む電解質を備えるアノードは、アルカリに可溶であるＭｏＯ２、Ｌｉ２ＭｏＯ３、又はＬｉ２ＭｏＯ４を形成するように酸化されるかもしれない。生成物は、飽和に達することが許されるかもしれず、或いは、腐食を抑制するために飽和を達成するように電解質に添加されるかもしれない。１つの実施例において、Ｌｉ２ＭｏＯ３又はＬｉ２ＭｏＯ４の濃度は、約０．１から１０ｗｔ％又は約０．５から３ｗｔ％である。その代わりとして、添加剤は更に、腐食を抑制するが、これらは、リチウム・ホウ化物、リチウム・ケイ化物、ＭｇＯ、ＭｏＢｒ２又はＭｏＢｒ３のようなＭｏＸｎ（Ｘ＝ハロゲン、ｎ＝整数）、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、ＭｏＴｅ２、Ｂｉ３Ｍ’Ｍｏ２Ｏ１２（Ｍ’はＦｅ又はＳｃのような遷移金属である）、Ｍ’ＭｏＯ４（Ｍ’は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、及びＺｎのようなアルカリ土類又は遷移金属を含む）、又は、Ｍ’２ＭｏＯ４（Ｍ’はアルカリ金属である）である。ＯＨ−が触媒Ｈ２Ｏを形成するようにＨと反応するかもしれないところ、Ｍ’ＭｏＯ４又はＭ’２ＭｏＯ４は、それぞれ、Ｍ（ＯＨ）２又はＭ’ＯＨの形成と共に、触媒の源として更に機能するかもしれない。添加剤は、ポリタングステン酸塩又はポリモリブデン酸塩イオン又は化合物のようなＷ又はＭｏの１つのようなポリアニオンを含むかもしれない。１つの実施例において、アノード、カソード、又は電解質構成要素の少なくとも１つはＷ又はＭｏブロンズを含むかもしれない。そのブロンズは、ＭｘＷＯ３又はＭｘＭｏＯ３（ｘ＜１）を含むかもしれないが、ここで、Ｍは、Ｌｉのようなアルカリ又はアルカリ土類金属のような金属カチオンである。そのブロンズは、高い表面積材料を含むかもしれない。そのブロンズは、テープキャストにより形成されるかもしれない。テープキャストは、Ｎｉセルメット（Ｎｉ  ｃｅｌｍｅｔ）のようなＮｉ、Ｍｏ、又はＷ金属フォーム（ｍｅｔａｌ  ｆｏａｍ）のような金属フォーム（ｍｅｔａｌ  ｆｏａｍ）のような基板の上であるかもしれない。そのブロンズを形成するためのテープキャスト反応物は加熱されるかもしれない。加熱は、還元性雰囲気内であるかもしれず、又は、当該分野において知られるような還元加熱反応を含むかもしれない。１つの例示的な方法において、Ｗブロンズは、赤熱状態でＨ２でＬｉ２ＷＯ４及びＷＯ３の混合物を還元することにより形成される。その代わりに、タングステンブロンズは、タングステン金属と共に通常のタングステン酸塩を加熱するような数多くの還元技術によって形成されるかもしれない。Ｍｏブロンズは、同様にＷをＭｏに置き換えることにより、及び、当該分野における当業者によって知られる他の方法により形成されるかもしれない。例示的なセルは、［モリブデン又はタングステンブロンズ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ  ＭｇＯスペーサ／ＮｉＯ＋Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、［Ｍｏ−モリブデンブロンズ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ  ＭｇＯスペー��／ＮｉＯ＋Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］、及び［Ｗ−タングステンブロンズ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ  ＭｇＯスペーサ／ＮｉＯ＋Ｏ２＋Ｈ２Ｏ］である。１つの実施例において、添加剤は、アノード金属の酸化というよりはむしろ水の形成に有利になるようにネルンストの式のポテンシャルを移動させるかもしれない。もう１つの実施例において、ＭｏＯ２、Ｌｉ２ＭｏＯ３、又はＬｉ２ＭｏＯ４添加剤は、アノードのような電極がＭｏ以外の金属又は導体を含むかもしれないところ、マトリクス材料を含む。例示的なセルは、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ＋ＭｏＯ２、Ｌｉ２ＭｏＯ３、又はＬｉ２ＭｏＯ４／Ｎｉ＋空気；断続的な電気分解］である。１つの実施例において、カソードは、Ｍｏのようなアノードの金属を含む化合物を含むかもしれない。例示的なセルは、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｍｏ６Ｓｅ８又はモリブデンオキシ水酸化物  断続的な電気分解］である。１つの実施例において、カソード及びアノードは、同じ金属、合金、又は、１つの電極から他の電極へと移動するかもしれない電子の源を含むかもしれない。アノード及びカソードは、放電アノードが定期的に放電カソードになるように、断続的な充電−放電の間に定期的に逆転するかもしれない。例示的な移動性の金属、合金、又は元素は、Ｃｄ、Ｎｉ、ＣｄＮｉ、Ｍｏ、及びＭｏＮｉである。Ｍｏが塩基性において溶解するがＮｉは溶解しないので、Ｎｉアノードを備えるＬｉ２ＭｏＯ４マトリクスのようなＭｏマトリクスを持つ例示的な実施例は、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ（Ｌｉ２ＭｏＯ４マトリクス）／Ｎｉ−ＮｉＯ  両電極は浸漬されている  断続的な電気分解］である。１つの実施例において、アノードで安定な合金を形成する化合物は、電解質に添加されるかもしれない。１つの例は、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ  ＮｉＢｒ２／Ｎｉ−ＮｉＯ  断続的な電気分解］のようなＭｏアノードを含むセルにおけるＭｏアノードを備える安定なＭｏＮｉ合金を形成するＮｉＢｒ２のような溶解性のＮｉ化合物である。
【０２０３】
１つの実施例において、酸化された放電アノードは、放電アノードを還元するような負のポテンシャルを適用することにより再生されるかもしれない。電気分解は、再生を引き起こすような典型的なものよりもより高い負の電圧で実施されるかもしれない。このようにして、放電アノードは、再生ステップに対して、電気分解カソードとされる。水素は、そのアノードが機能的な状態に回復されるように、過剰の酸化物の還元にも寄与するように、このステップの間、発生させられるかもしれない。印加されるセル電圧の大きさは、約０．５Ｖから５Ｖ又は約１Ｖから２Ｖ、又は約１Ｖから１．５Ｖの範囲内にあるかもしれない。例示的な実施例において、Ｍｏが電気めっきが引き起こされるように十分な電圧を少なくとも断続的に適用することによってアノードの上に電気めっきされるが、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−Ｌｉ２ＭｏＯ４／ＮｉＯ  空気］のようなセルは、Ｍｏアノードを含む。１つの実施例において、断続的な電気分解の間のセルの充電及び放電電圧の範囲は、好ましくない速度でアノードが腐食することを防ぐように選択され、コントロールされる。電圧が腐食反応の速度が感知できるような電圧よりも上に維持されるかもしれないところ、電圧は、腐食反応のためのネルンストの式を使用して決定されるかもしれない。１つの実施例において、負のリードは、アノード・電解質の界面で負のポテンシャルを維持するようにアノードの電解質面に付けられる。
【０２０４】
１つの実施例において、少なくとも１つの電極の腐食は、対応する半電池及び電池ポテンシャルの少なくとも１つをコントロールすることによって、少なくされ又は防止される。断続的な充電及び放電及び放電波形は、アノードのような電極の酸化を少なくし又は防止するようにコントロールされるかもしれない。波形は、Ｏ２及びＨ２Ｏのようなセルにおいて発生する、又は、そのセルに供給される種の濃度又は圧力に、及び、電解質組成に、及び、電極に、の少なくとも１つに基づいて調節されるかもしれない。１つの実施例において、酸素及び電解質の少なくとも１つのようなセル種を備える少なくとも１つの電極の反応生成物は、その電極の腐食反応を抑制するように添加剤として添加される。抑制は、対応する半電池（ｈａｌｆ−ｃｅｌｌ）又はセル電圧よりも大きさで小さいようなネルンスト電圧を減ずることによるかもしれない。例示的なアノード構成要素及び対応する添加剤は、Ｍｏ又はＭｏ合金及びＭｏＯ２、ＭｏＯ３、又はＬｉ２ＭｏＯ４、ＡｌＴｉのような合金のようなＴｉ又はＡｌ、ＴｉＯ２、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３又はＬｉＡｌＯ２、カーボン又はＭｏ２Ｃのような炭化物及びＬｉ２ＣＯ３、ＭｏＢ及びＢ２Ｏ３のようなホウ化物又はＬｉ２Ｂ４Ｏ７、ＭｏＳｉ２及びＳｉＯ２のようなケイ化物又はＬｉ２ＳｉＯ３である。腐食は、酸素及びＨ２Ｏの圧力及びセル温度の少なくとも１つをコントロールすることによって、そして、それぞれ炭化物又は窒化物を含むアノード場合にＣＯ２又はＮ２のようなガスの添加によって、更に抑制することができるかもしれない。セル温度は、半電池（ｈａｌｆ−ｃｅｌｌ）及びセル電圧の少なくとも１つ及びセル・キネティクス（ｋｉｎｅｔｉｃｓ）を最適化するようにコントロールされるかもしれない。セル温度は、腐食をコントロールするために減じられるかもしれない。その温度は、より低い融点を持つ電解質の選択により低下されるかもしれない。例えば、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ電解質の融点は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又はＲｂＯＨの幾つかを添加することにより低下されるかもしれない。
【０２０５】
１つの実施例において、腐食抑制剤は、セルに添加されるかもしれない。１つの実施例において、アノード酸化反応の生成物は電解質に添加されるかもしれない。その生成物は、腐食を抑制するためにネルンスト・ポテンシャルを変化させるかもしれないが、ここで、波形は腐食の抑制を容易にするようにポテンシャル変化に合致するように調節されるかもしれない。１つの実施例において、その波形は断続的な充電フェーズの間の腐食生成物を電気めっきするようにコントロールされるかもしれない。その波形は、腐食生成物の電気分解へのエネルギ入力を考慮して、正味の電気エネルギ・バランスを最適化するようにコントロールされるかもしれない。その波形は、その場で添加又は発生される腐食生成物の濃度に対して最適化されるかもしれない。その波形は、電解質からアノードへ各成分アノード金属を電気めっきするために最適な時間インターバル及び電圧を含むかもしれない。その波形及び添加剤濃度は、所望の電極合金組成を維持するため添加剤又は生成物をめっきする反応速度論パラメータ（ｋｉｎｅｔｉｃ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）及び電圧を利用するように調節されるかもしれない。１より多い金属イオンを生成するため酸化するアノードを備える１つの実施例において、電解質の金属イオン割合は、対応する波形に関して最も高いエネルギ効率及び最も高い正味のパワーの少なくとも１つを与えるものを維持するようにコントロールされる。対応する所望の波形及び添加剤を含む電解質組成は、サイクリックボルタンメトリー（ｃｙｃｌｉｃ  ｖｏｌｔａｍｅｔｒｙ）によって決定される。
【０２０６】
１つの実施例において、電解質は、アノードのハロゲン化物化合物を含むかもしれない。その化合物のカチオンは、そのアノードの腐食を抑制するため共通イオン効果（ｃｏｍｍｏｎ  ｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）を提供するかもしれない。例示的なアノードは、Ｎｉ又はＣｏのような遷移元素であり、ハロゲン化物化合物はそれぞれ、ＮｉＢｒ２又はＣｏＢｒ２であるかもしれない。電解質は、本開示のそれらのような水性又は溶融塩であるかもしれない。１つの例示的な実施例において、共通のイオン又は共通のイオンを持つものを形成する反応物を提供する化合物は、Ｌｉ２ＳＯ４及びＬｉ２ＰＯ４及びＣｏＳＯ４及びＣｏＰＯ４の少なくとも１つである。マトリクスは、酸化物イオンのようなアノード腐食生成物の共通イオンを含むかもしれない。その酸化物は、本開示のそれらを含むかもしれない。１つの例示的な実施例において、ＭｇＯは、それぞれ、Ｃｏ又はＮｉからＣｏＯ又はＮｉＯへとの酸化物への遷移元素アノードの腐食のようなアノードの腐食を抑制するため共通のＯ２−イオンを供給する。もう１つの実施例において、マトリクスは、本開示のマトリクス化合物の少なくとも１つのようなもう１つの化合物とアノードの酸化物とを含む化合物を含む。例示的な化合物は、マトリクスとして機能するかもしれない、そして、コバルト・アノードからコバルト酸化物の形成を防止するかもしれないコバルト・マグネシウム酸化物である。マトリクスは、アノードの腐食を防止するようにＣｏ及びＯ２−の共通イオンを提供するかもしれない。もう１つの実施例において、Ｎｉ又はＣｕはＣｏを置換する。アノードはＮｉＣｏを含むかもしれない。１つの実施例において、共通イオン酸化物の源は、ＣｕＯ、ＣｒＯ４、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ又はＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、及びＣｒＯ３の少なくとも１つである。１つの実施例において、共通イオンの源は、ＣｏＯ、ＮｉＯ、及びＭｏＯ２の少なくとも１つの形成を防止する。本開示のそれらの少なくとも１つのようなマトリクスは、少なくとも１つの電極の上に析出しないように、電解質に溶解しやすいかもしれない。
【０２０７】
１つの実施例において、アノードは、ＴＺＭ、Ｈ２４２、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｏ、ＭｏＣｕ、ＭｏＦｅ、ＦｅＭｏＣｏ、ＭｏＶ、ＭｏＣｒ、ＭｏＭｎ、ＭｏＷ、及びＭｏＭ１Ｍ２（ここで、Ｍ１及びＭ２は線金属である）のようなＭｏ−遷移金属のようなＭｏ又はＭｏ合金を含む。追加的な遷移金属又は他の金属及び化合物を含む他のＭｏ合金は、他のアノード実施例を含む。１つの実施例において、断続的な電気分解及び放電の間のセルあたりのセル電圧はアノードが実質的に酸化されることを防止するポテンシャルを超えて維持される。１つの実施例において、セル電圧は、電解質の少なくとも１の元素を含む化合物及び酸化物の少なくとも１つをアノードが形成することを防止する範囲内で維持される。Ｍｏ又はＭｏ合金を含むアノードを含むＣＩＨＴセル実施例において、電圧範囲は、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、Ｌｉ２ＭｏＯ３、及びＬｉ２ＭｏＯ４、及び、他のＭｏ酸化物又は化合物の少なくとも１つの形成を防ぐように維持される。電圧は腐食反応の速度が感知できるような電圧を超えて維持されるかもしれないところ、腐食反応のネルンストの式を使ってその電圧は決定されるかもしれない。例示的な実施例において、より低い電圧の限界は、その酸化物又は酸化物化合物の形成のためのそれくらいであるが、ここで、反応の対応する総和として直接的に形成するための８００Ｋでの標準ポテンシャルは、＋／−０．５Ｖ、＋／−０．２５Ｖ、又は＋／−０．１Ｖの範囲内で約Ｅ０である。
Ｍｏ＋Ｏ２  →  ＭｏＯ２（Ｅ０＝１．１４Ｖ）                    （１０９）
Ｍｏ＋２Ｈ２Ｏ  →  ＭｏＯ２＋２Ｈ２（Ｅ０＝０．０８６Ｖ）      （１１０）
Ｍｏ＋１．５Ｏ２  →  ＭｏＯ３（Ｅ０＝０．９３６Ｖ）            （１１１）
Ｍｏ＋３Ｈ２Ｏ  →  ＭｏＯ３＋３Ｈ２（Ｅ０＝−０．１２Ｖ）      （１１２）
２ＬｉＯＨ＋Ｌｉ２Ｏ  →  Ｈ２Ｏ（Ｅ０＝−０．１３３Ｖ）        （１１３）
４ＬｉＯＨ＋Ｍｏ  →
ＭｏＯ２＋２Ｌｉ２Ｏ＋２Ｈ２（Ｅ０＝−０．０４７Ｖ）      （１１４）
２ＬｉＯＨ＋Ｍｏ＋Ｏ２  →
ＭｏＯ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２（Ｅ０＝０．８１Ｖ）              （１１５）
２ＬｉＯＨ＋Ｍｏ＋１．５Ｏ２  →
ＭｏＯ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ（Ｅ０＝０．８９Ｖ）            （１１６）
標準電圧は、当該分野における当業者によって知られるオペレーション温度及び生成物濃度及び反応物を変えることにより対応する反応のためのネルンストの式に従って変更されるかもしれない。例えば、式（１０９−１１６）のＥ０の少なくとも１つのような腐食を減らすような下限電圧は、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、Ｌｉ２ＭｏＯ３、Ｌｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２Ｏ、及びＨ２の少なくとも１つの添加により、及びＯ２の還元により、低下されられるかもしれない。ＭｏＯ２の還元のための電圧の限界は、例示的なセル温度が３００℃を超えるところ、温度を上昇させることにより低下させられるかもしれない。ネルンストの式に従って腐食を避けるため維持される適当な反応物及び生成物の濃度を備える約８００Ｋでの例示的な断続的な充電−放電範囲は、約０．５Ｖから２Ｖ、約０．６Ｖから１．５Ｖ、約０．７Ｖから１．３Ｖ、約０．８Ｖから１．２Ｖ、約０．８Ｖから１．１Ｖ、約０．９Ｖから１．１Ｖ、約０．８Ｖから１Ｖ、及び約０．５Ｖから２Ｖ、約０．５Ｖから１．５Ｖ、約０．５Ｖから１．３Ｖ、約０．５Ｖから１．２Ｖ、約０．５Ｖから１．１Ｖ、約０．５Ｖから１．１Ｖ、約０．５Ｖから１Ｖ、約０．６Ｖから２Ｖ、約０．６Ｖから１．５Ｖ、約０．６Ｖから１．３Ｖ、約０．６Ｖから１．２Ｖ、約０．６Ｖから１．１Ｖ、約０．６Ｖから１．１Ｖ、約０．６Ｖから１Ｖ、約０．７Ｖから２Ｖ、約０．７Ｖから１．５Ｖ、約０．７Ｖから１．３Ｖ、約０．７Ｖから１．２Ｖ、約０．７Ｖから１．１Ｖ、約０．７Ｖから１．１Ｖ、約０．７Ｖから１Ｖ、約０．８Ｖから２Ｖ、約０．８Ｖから１．５Ｖ、約０．８Ｖから１．３Ｖ、約０．８Ｖから１．２Ｖ、約０．８Ｖから１．１Ｖ、約０．８Ｖから１．１Ｖ、約０．８Ｖから１Ｖ、約０．９Ｖから２Ｖ、約０．９Ｖから１．５Ｖ、約０．９Ｖから１．３Ｖ、約０．９Ｖから１．２Ｖ、約０．９Ｖから１．１Ｖ、約０．９Ｖから１．１Ｖ、約０．９Ｖから１Ｖ、約１Ｖから２Ｖ、約１Ｖから１．５Ｖ、約１Ｖから１．３Ｖ、約１Ｖから１．２Ｖ、約１Ｖから１．１Ｖ、約１．１Ｖから２Ｖ、約１．１Ｖから１．５Ｖ、約１．１Ｖから１．３Ｖ、及び約１．１Ｖから１．２Ｖの範囲の少なくとも１つである。電圧範囲は、異なるオペレーション温度で変化するであろう。例えば、ＳＴＰでの半電池反応に対する標準還元ポテンシャル（Ｍ．Ｓ．Ａｎｔｌｅｍａｎ、Ｆ．Ｊ．Ｈａｒｒｉｓ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ、ＮＹ、（１９８２））から、Ｍｏへモリブデンイオンが還元される電圧は、１．４５Ｖである。
ＭｏＯ４２−＋Ｈ２Ｏ＋６ｅ−  →
８ＯＨ−＋Ｍｏ（Ｅ０＝−１．０５Ｖ）                  （１１７）
２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ−  →  ４ＯＨ（Ｅ０＝０．４１Ｖ）        （１１８）
１つの実施例において、カソード材料及びＯ２、Ｈ２Ｏ、及び水酸化物のようなカソード半電池反応物及び生成物の濃度又は圧力は、アノードの腐食を少なくとも減ずるセル電圧をアノード半電池反応及び電圧で提供するカソード半電池電圧を達成するようにコントロールされる。カソード材料は、Ｎｉ又はＮｉＯであるかもしれず、そして、カソード半電池電圧をコントロールするため、他の遷移金属、希土類金属、内部遷移金属、及び半金属だけでなく、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｖ及びＡｇのそれらのような他の金属の酸化物を更に含むかもしれない。加えて、リチオ化のようなアルカリイオンドーピング、酸化、及び表面積の程度の少なくとも１つは、カソード電圧寄与をコントロールするためにコントロールされるかもしれない。
【０２０８】
１つの実施例において、アノード材料の酸化反応及び水素の酸化反応のための電圧は、本質的に同じである。例示的なアノード材料は、Ｍｏ酸化物を形成するためのＥ０が８００Ｋで約１．１ＶであるＭｏであるが、これは、８００Ｋで水素及び酸素からＨ２Ｏへの反応のＥ０に合致する。その合致は、＋／−３０％、＋／−２０％、＋／−１０％、＋／−５％、又は＋／−１％の範囲内である。その合致は、ネルンストの式に従って反応物及び生成物の少なくとも１つの濃度及び温度を変化させることによりコントロールされるかもしれない。その合致は、少なくとも他の１つの金属でアノードの金属をドーピングすることにより更にコントロールされるかもしれない。例示的な合金は、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｏ、ＭｏＣｕ、ＭｏＦｅ、ＣｏＭｏＦｅ、ＴＺＭ、及びＨ２４２のようなＭｏ合金である。その合金は、Ｍｏ、又は、Ｍｏ及びＦｅ及びＣｏのような遷移金属の少なくとも１つのような少なくとも１つの他の金属を含むかもしれなず、そして、更に硫黄及び酸素の少なくとも１つを含むかもしれない。１つの実施例において、その合金の各構成要素は水素の酸化のそれに合致する電圧を持つかもしれない。例示的な材料は、ＭｏＦｅ合金又は混合物のようなＭｏ及びＦｅを含むアノードであるが、ここで、ＭｏＯ２及びＦｅ２Ｏ３を形成するためのＥ０は、共に、８００Ｋで約１．１Ｖである。１つの実施例において、電極の酸化及び水素の酸化の電圧の合致は、水性セルとみなす。そのセルは、１００℃より低いオペレーション温度を持つかもしれない。ハイドリノ反応のための例示的な電極は、ＣＩＨＴセルのアノード又は水の電気分解セルのＮｉカソードのようなニッケル電極である。なぜならば、２９８Ｋでのニッケルの酸化のための電圧は、約１．１Ｖであり、これは、２９８ＫでのＨ２燃焼のものと同じ電圧であるからである。
【０２０９】
１つの実施例において、セルは、アノードのそれのようなＭｏ電極のそれのような保護酸化被膜の還元を避ける電圧範囲内又は電圧でオペレーションされる。もう１つの実施例において、その電圧は、所望の酸化物の厚みをコントロールする範囲内で維持される。その電圧範囲は、充電及び放電の波形をコントロールすることにより維持される。その電圧は、過剰な腐食が起きるものよりも高く更に維持されるかもしれない。過剰に厚い酸化被膜は、所望の下限よりも下の電圧で形成されるかもしれない。例示的な実施例において、上限は、酸化物化合物又は酸化物の形成のそれと同じくらいであり、反応の対応する総計として又は直接的に形成するための８００Ｋでの標準ポテンシャルは、式（１０９−１１６）の反応の＋／−０．５Ｖ、０．２５Ｖ、又は０．１Ｖの範囲内で約Ｅ０である。標準電圧は、当該分野における当業者に知られるようなオペレーション温度及び反応物及び生成物の濃度を変化させることにより対応する反応のためのネルンストの式に従って変更されるかもしれない。ネルンストの式に従って腐食を避けるために維持される適当な反応物及び生成物の濃度を備える例示的な断続的な充電−放電範囲は、約０．２Ｖから１．３Ｖ、約０．２Ｖから１Ｖ、約０．２Ｖから０．９Ｖ、約０．２Ｖから０．８Ｖ、約０．２Ｖから０．７５Ｖ、約０．２Ｖから０．７Ｖ、約０．４Ｖから１Ｖ、約０．５Ｖから１Ｖ、約０．６Ｖから１Ｖ、約０．７Ｖから１Ｖ、約０．８Ｖから１Ｖ、約０．４Ｖから０．９Ｖ、約０．５Ｖから０．９Ｖ、約０．６Ｖから０．９Ｖ、約０．７Ｖから０．９Ｖ、約０．８Ｖから０．９Ｖ、約０．４Ｖから０．８Ｖ、約０．５Ｖから０．８Ｖ、約０．６Ｖから０．８Ｖ、約０．７Ｖから０．８Ｖである。
【０２１０】
１つの実施例において、アノードのような電極の少なくとも１つは腐食から保護されるかもしれない。アノードのような腐食−保護された電極は、ＭｏＮｉ又はＭｏＣのようなＮｉＣｒ又はＭｏのようなＮｉの合金のような合金を含むかもしれない。セルは、腐食からアノードのような電極の少なくとも１つを保護するように水酸化物へと過酸化物又はそのイオンのような反応性の高い酸素還元生成物を変換する触媒を含むかもしれない。妥当な触媒は、Ａｌ２Ｏ３又はカーボンのような支持体の上にあるかもしれないＰｔ又はＰｄのような貴金属である。他の妥当な触媒は、Ｃｏ又はＦｅ種である。その代わりとして、Ｈ２Ｏ添加は、過酸化物又はスーパーオキシドを水酸化物に変換するために使用されるかもしれない。Ｍｏアノードは、Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３のような水酸化物を形成するため触媒又は支持された触媒内に埋め込まれるかもしれない。
【０２１１】
過酸化物又は他の反応性の酸素種によるアノードの腐食は、ＮｉＭｏのようなＮｉを含むそれのような腐食耐性のある合金を使用することにより避けられるかもしれない。過酸化物腐食はまた、空気拡散バリアのように機能する固体電解質層又はコントロールされたガス雰囲気を備えるＯ２圧力を別様に限定する又は浸漬されたカソードを用いることにより、防ぐことができる。セル中のＯ２が限定され又は排除されるような１つの実施例において、カソードは、沈み込むように浸漬されない。キネティクス（ｋｉｎｅｔｉｃｓ）は、酸素還元速度傾向ＬｉＯＨ〜ＮａＯＨ＜＜ＫＯＨを考慮して適当な酸素還元側とを持つ電解質塩混合物を使用することにより維持されるかもしれない。その速度はより低い温度で減じられ、また、逆もそうであるところ、その速度はまた温度でコントロールされるかもしれない。過酸化物濃度は、ＯＨ−、４−電子還元、過酸化物に渡る経路、２−電子還元、経路を有利にする酸素還元触媒を含むカソードを使用することにより減らすことができる。前者は、水が反応物であるところ、より高いＨ２Ｏ圧力をもって優先的にされる。また、ＯＨ−への返還により、水は、過酸化物イオンと反応し、それらを不活性化する。加えて、水酸化物への過酸化物の変換触媒は、過酸化物腐食からアノードを保護するようにアノード又はカソードで使用され得る。Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３のようなＰｔ又は鉄ハロゲン化物のようなＦｅ種又はコバルト・ペロブスカイトのようなＣｏ種は、変換触媒として機能するかもしれない。アノードはまた、そのアノードを化学的に保護することにより、又は、反応性の高い酸素中間体と反応する種を供給することにより、保護されるかもしれない。例えば、追加的な水素のような還元的な反応物は、水素透過により又はＨ２雰囲気の適用のような手段によりアノードで提供されるかもしれない。ＣＯ３２−及び１／２Ｏ２へと反応するＣＯ２又は例えばＭｏＯ４２−を形成するため過酸化物と反応するＭｏＯ２のような添加剤は、他の例示的な反応物である。アノード金属の腐食の抑制は、５０％までのようなＨｇと金属がアマルガムを作ることにより達成されるかもしれない。例示的なアマルガム・アノードは、ＡｇＨｇである。
【０２１２】
１つの実施例において、Ｍｏ又はＴＺＭのような腐食されるアノードは、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、又はテフロン（登録商標）の１つのような保護層で被覆される。もう１つの実施例において、断続的な電気分解サイクルの充電電圧は、塩のような化合物のような電解質に添加される又はそのアノードから電解質内に溶解されるある金属が、そのアノードの上に電気めっきされることを引き起こすだけ、十分高い。アノードがＭｏＮｉ又はＭｏＣｕのようなＭｏ又はＭｏ合金を含む場合は、添加される塩は、Ｌｉ２ＭｏＯ３又はＬｉ２ＭｏＯ４のようなモリブデン酸塩化合物であるかもしれない。アノード金属の化合物は、セルに添加されるかもしれない。例えば、アノードの金属の酸化物は、添加され、アノードの上に電気めっきされるかもしれない。再めっき（ｒｅｐｌａｔｉｎｇ）のための酸化物はまた、アノードの腐食からであるかもしれない。電解質は、水酸化物を含むかもしれない溶融共晶塩を含むかもしれない。電解質は、水酸化物が添加されるアルカリハロゲン化物塩のような溶融共晶塩を含むかもしれない。例示的な電解質は、ＬｉＯＨが添加されるＬｉＣｌ−ＫＣｌ又はＬｉＣｌ−ＫＣｌ−ＬｉＦである。そのＬｉＯＨは少数種であるかもしれない。添加剤は、Ｌｉ２ＭｏＯ３又はＬｉ２ＭｏＯ４であるかもしれない。そのモル％は、約０．１から２０ｍｏｌｅ％又は約１から３ｍｏｌｅ％の範囲内で、又は如何なる所望のものであるかもしれない。電極は、Ｍｏがその上に電気めっきされるＮｉのようなもう１つの金属又はＭｏであるかもしれない。セル電圧は、約０．７Ｖから３Ｖの範囲内にあるかもしれない。セル電圧は、Ｍｏを再び電気めっきするために０．８Ｖより高いかもしれない。セル電圧は、約０．９から２Ｖの範囲内又はおよそ１．１４Ｖより高いかもしれない。１つの実施例において、電気分解は、第１にアノード金属を電気めっきし、第２に水素を発生するように複数の電圧で実施されるかもしれない。１つの実施例において、アノード金属は、水酸化物イオン錯体のような錯体又は溶解性の化合物を形成する。金属は、断続的なサイクルの電気分解フェーズの間にアノードの上に電気めっきされるかもしれない。妥当な錯体は、Ｚｎ（ＯＨ）４２−、Ｓｎ（ＯＨ）４２−、Ｓｎ（ＯＨ）６２−、Ｐｂ（ＯＨ）４２−、Ｃｒ（ＯＨ）４−、Ａｌ（ＯＨ）４−、及びＳｂ（ＯＨ）４−であるが、ここで、放電アノードは、対応する金属を含む。電解質から再めっきされる妥当な例示的な金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＳｎである。
【０２１３】
水に可溶性のＭｏＯ４２−は、酸素及び水とＭｏとの反応が起きると形成される。水性又は溶融塩電解質を含むもののような１つの実施例において、Ｈ２Ｏ及び酸素の源の少なくとも１つは、ＭｏＯ４２−のようなＭｏ酸化物の形成を抑制するためにコントロールされる。活量が代替の生成物の形成における水酸化物イオンに対して競争する反応物を提供することによりコントロールされるかもしれないところ、酸素の源は、水酸化物イオンであるかもしれない。反応物は、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ａｌ、及びＳｂの少なくとも１つのような金属イオンであるかもしれない。反応物は水酸化物のような化合物であるかもしれない。水酸化物は、水酸化物錯体イオンのような錯イオンを形成するかもしれない。１つの例示的な実施例において、効果的なＯＨ−の濃度又は活量は、Ｚｎ（ＯＨ）４２−のような錯体を形成するＺｎ（ＯＨ）２のような金属水酸化物を添加することにより変えられるかもしれない。妥当な錯体は、Ｚｎ（ＯＨ）４２−、Ｓｎ（ＯＨ）４２−、Ｓｎ（ＯＨ）６２−、Ｐｂ（ＯＨ）４２−、Ｃｒ（ＯＨ）４−、Ａｌ（ＯＨ）４−、及びＳｂ（ＯＨ）４−である。イオン錯体の安定性は、Ｌｉ２ＭｏＯ４のようなＭｏを含む化合物又はＭｏ酸化物の形成を、熱力学的に又は反応速度論的に（ｋｉｎｅｔｉｃａｌｌｙ）、の少なくとも１つにより抑制するかもしれない。追加の例示的な妥当な水酸化物は、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｎｉ（ＯＨ）２、他の遷移金属水案化物、Ｃｄ（ＯＨ）２、Ｓｎ（ＯＨ）２、及びＰｂ（ＯＨ）からの少なくとも１つである。
【０２１４】
反応性の高いＨ２Ｏ濃度又は活量は、ＫＭｇＣｌ３、ＭｇＣｌ２、及びＣａＣｌ２の少なくとも１つのような含水化合物のようなＨ２Ｏと結合する反応物を添加することによりコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、アルカリ・ハロゲン化物のような電解質の構成要素は、Ｈ２Ｏと結合する。電解質塩として機能する例示的な含水物種は、ＬｉＢｒである。
【０２１５】
１つの実施例において、アノードは、水素雰囲気で腐食から保護される。その水素は、アノードを少なくとも部分的に含む膜を通ってくる水素透過により又は水素ガスを適用することにより提供されるかもしれない。水素の保護は、断続的な電気分解によるように、その場で形成される水素の濃度によっても供給されるかもしれない。アノードは、金属中心（ｍｅｔａｌ  ｃｅｎｔｅｒｓ）のようなＨ結合性の中心（ｃｅｎｔｅｒ）の少なくとも１つのタイプ及び支持体の少なくとも１つのタイプを含むが、ここで、支持体は、対応する中心の表面（ｃｅｎｔｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）上で発生する水素の移動性がその中心（ｃｅｎｔｅｒｓ）に移動して優先的に結合することを許して、それらの中心（ｃｅｎｔｅｒｓ）の上の効果的なＨ原子の濃度を増加させる。妥当な例示的な中心（ｃｅｎｔｅｒｓ）は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、及びＰｔのような本開示のアノード金属及び合金のような金属であり、また、妥当な例示的な支持体は、カーボン、炭化物、窒化物、及びホウ化物のような本開示のそれらである。例示的なセルは、［カーボン、Ｎｉカーボン、Ｍｏカーボン、ＮｉＭｏカーボン、ＰｔＣ、ＰｄＣ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／スチームカーボン（ｓｔｅａｍ  ｃａｒｂｏｎ）（ＳＣ）、ＮｉＯ、ＰｔＮｉＯ、又はＡｇＮｉＯ；空気カソード又は浸漬カソード］である。そのセルは、Ｌｉ２ＭｏＯ４のような電解質マトリクス材料又はテフロン（登録商標）のような膜スペーサを含むかもしれない。例示的なセルは、［グラファイトのようなカーボン粉末、ＡＣ、カーボンブラック、ガラス状カーボン、バルカン（Ｖｕｌｃａｎ）ＸＣ−７２＋Ｍｏ又はＮｉ粉末／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／スチームカーボン］及び［カーボン粉末＋Ｍｏ粉末／Ｌｉ２ＭｏＯ４＋ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ］である。
【０２１６】
１つの実施例において、電解質は、雰囲気のような源からＨ２Ｏを吸収する塩のような含水化合物を含む。その化合物は、ＣＩＨＴセルの電解質として機能する水和状態を維持するかもしれない。その水和電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような共晶混合物のような乾燥塩の融点のそれよりも低い温度でイオン伝導性であるかもしれない。電解質は、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯＨ、及びＬｉＢｒの混合物のようなスラリを維持するため、塩の混合物を含むかもしれない。ＫＭｇＣｌ３、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、及びＫＯＨのような本開示のそれらのような他の含水添加剤が添加されるかもしれない。含水化合物は、埋葬電気分解セル（ｉｎｔｅｒｍｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ  ｃｅｌｌ）に対して電解質として機能するかもしれない。その代わりに、水素電極は、水素−散布電極を含むかもしれない。セルは、非水和電解質（ｎｏｎ−ｈｙｄｒａｔｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）の融点へと室温へとの温度範囲内にあるような低い温度で実施されるかもしれない。
【０２１７】
電気分解の間、酸素がアノードで形成されるかもしれず、水素がカソードで形成されるかもしれない。Ｏ２は、Ｏ２ガス又は空気のような源から散布することによって供給されるかもしれない。電気分解−オフ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ−ｏｆｆ）又は放電フェーズの間に、Ｏ２及びＨ２Ｏは、ＯＨ−を形成するため電気分解アノードで還元を受けるかもしれず（式（９２））、且つ、ＯＨ−は、酸化されてＨと反応してＨ２Ｏを形成するかもしれず、それが電気分解カソードでハイドリノを形成するため触媒として機能するかもしれない（式（９０））。このようにして、セルは、そのサイクルの各フェーズの間、電流の極性を逆転して、充電及び放電の間の一定の極性を維持するかもしれない。その出力は、条件付きの波形又は電力（ｐｏｗｅｒ）であるかもしれない。もう１つの実施例において、ハイドリノ生成が不可逆であるのを除けば、式（９０）で与えられる反応が両方の電極で可逆的に起きる。（本開示の中に与えられるように断続的な充電−放電セルの表記は、［放電アノード／電解質／放電カソード］のような放電−モードにある。１つの実施例において、この表記は、［負極／電解質／正極］に対応するが、極性は、他の実施例において逆転されるかもしれない。電流は、断続的な電気分解サイクルの放電及び充電フェーズの間に断続的に逆転するかもしれない。）例示的なセルは、［Ｐｔ／ＬｉＯＨ  ０．１Ｍから飽和水溶液／Ｐｄ＋空気  断続的な充電−放電］である。他の実施例において、両方の電極はＮｉであり、一方はＮｉで他方はＰｔ、Ｐｄ、ＤＳＡ材料、他の貴金属、カーボン、Ａｇ、本開示の材料、又は、これらの材料又はＰｔ／Ｔｉのような支持体の上にある本開示のその他の材料の１つ又はそれ以上であり、電解質は約０．１Ｍから飽和迄の濃度範囲内である水性の（ａｑ）ＫＯＨ又はＫ２ＣＯ３である。特定の例は、［ＰｔＴｉ／Ｋ２ＣＯ３又はＫＯＨ  ０．１Ｍから飽和水溶液まで／Ｎｉ＋空気  断続的な充電−放電］である。１つの実施例において、水の電気分解は、約１から１０ｓ又は２ｓのような第１の時間の間に約１から１．６Ｖ又は約１．４Ｖでのような一定のセル電圧で実施されるかもしれず、そして、放電は、約１から１００ｓ又は約１０ｓのような第２の時間の間に約０．０１から１０ｍＡ／ｃｍ２又は０．２ｍＡ／ｃｍ２のような一定の電流で実施されるかもしれない。アルカリ電解質を含み、＞５ｓのような長い時間の充電又は放電の期間の少なくとも１つを持つような１つの実施例において、放電アノードは、ＬａＮｉ５Ｈ６又はＰｄのような電気分解サイクルの間に水素化物を形成する材料を含む。
【０２１８】
１つの実施例において、放電カソードは、水和物、酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、オキシ水酸化物、及び水酸化物の少なくとも１つのような本開示の他のものを含むかもしれない。カソードは、溶融塩電解質のような電解質に不溶性の金属酸化物であるかもしれない。妥当な例示的な金属酸化物は、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＰｂＯ２、Ａｇ２Ｏ２、ＡｇＯ、ＲｕＯ２、ＭｎＯ２、ＭＮｉＯ２、Ｍ２ＮｉＯ２、ＭＣｏＯ２、Ｍ２ＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＭＦｅＯ２、Ｍ２ＦｅＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＭＴｉＯ３、Ｍ２ＴｉＯ３、ＬｉＴｉＯ３、Ｍ３ＴａＯ４、Ｍ２ＷＯ４、Ｋ２ＷＯ４、Ｌｉ３ＴａＯ４、Ｍ３ＶＯ４、Ｌｉ３ＶＯ４、Ｍｇ−Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｍｎ−ＬｉＦｅＯ２、ＬａＭｎＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＬｉＣｒＯ２、ＬｉＡｌＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＬａＣｏＯ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｍ２ＳｎＯ３、Ｌｉ２ＳｎＯ３、Ｚｒ−ＺｎＯ、ＭＭ’Ｏ２、Ｍ２Ｍ’Ｏ２、ＭＭ’Ｏｘ、Ｍ２Ｍ’Ｏｘ（ｘ＝整数、Ｍ＝アルカリ、Ｍ’＝遷移金属又はＡｌのような他の金属）、ＬｉＦｅ１−ｙＭｇｙＯ（ｙ＞０．０３）のようなマグネシウムをドープされたＭ２Ｍ’Ｏｘ、ＣａＴｉＯ３及びＮｂ５＋をドープされたＳｒＴｉＯ３及びＮｂ５＋又はＴａ５＋をドープされたＰｂＺｒＯ３のようなドープされたｎ−タイプのペロブスカイト及び関連する化合物、バリウムフェライト、イットリウム鉄ガーネット、ランタン−第ＶＩＩＩ族化合物のようなｐ−タイプペロブスカイト、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｙ、Ａｌ、Ｕ、Ｔｉ、及びＦｅの金属又は化合物、及びＶ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＷからなる群のそれらである。ＭＭ’Ｏ２、Ｍ２Ｍ’Ｏ２のようなカソード材料は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、又はＫＯＨのようなＭを含む電解質及び空気若しくはＯ２雰囲気のような酸化性の環境の存在下で、Ｍ’からその場で形成されるかもしれない。妥当な例示的な金属オキシ水酸化物は、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｃＯ（ＯＨ）、ＹＯ（ＯＨ）、ＶＯ（ＯＨ）、ＣｒＯ（ＯＨ）、ＭｎＯ（ＯＨ）（α−ＭｎＯ（ＯＨ）グラウト鉱及びγ−ＭｎＯ（ＯＨ）水マンガン鉱）、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＣｏＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、ＲｈＯ（ＯＨ）、ＧａＯ（ＯＨ）、ＩｎＯ（ＯＨ）、Ｎｉ１／２Ｃｏ１／２Ｏ（ＯＨ）、及びＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ（ＯＨ）である。妥当な例示的な水酸化物は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、及びＷのそれらである。オキシ水酸化物を含む例示的な放電カソード反応は、式（１１９）によって与えられる。そのカソードは、断続的な電気分解の電気分解フェーズの間に再充電されるかもしれない。セルは、断続的な電気分解セル、透過セル、化学的若しくは電解的な再生を備える電気化学的な放電セル、水素−散布セル、又はこれらの組合せを含むかもしれない。１つの実施例に��いて、透過セルは、断続的に放電するかもしれない。
カソード
ＣｏＯＯＨ＋ｅ−  →  ＣｏＯ＋ＯＨ−                          （１１９）
【０２１９】
もう１つの実施例において、ガスは、アノードからカソードへ及びその逆の少なくとも１つから交差するかもしれない。そして、放電の間に、半電池反応の少なくとも１つは、電気分解カソードでＯ２の還元（式（９２））が起きるように、及び、電気分解アノードでＯＨ−の酸化及びＨとの反応（式（９０））が起きるように、スイッチが入るかもしれない。そして、電流の極性は一定を保つが、電極の電圧極性はスイッチし、又は、同じ方向におけるその大きさはサイクルのフェーズと共に変化する。電極のスペースは、ガスの交差を容易にするように最小化されるかもしれない。その電極は、セルガード（Ｃｅｌｇａｒｄ）又は塩基性適合のナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）膜のような多孔性のオレフィン膜（ｏｌｅｆｉｎ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）のような膜によって分離されるかもしれない。電極間の回路は、電流の一定の極性を保持するようにダイオードを含むかもしれない。実施例において、ハイドリノを形成することからのパワー（ｐｏｗｅｒ）は、消散される電気分解電力（ｐｏｗｅｒ）に対して過剰な電気的又は熱的なパワー（ｐｏｗｅｒ）の少なくとも１つとして発現する。
【０２２０】
Ｈから８１．６ｅＶを受け取ったハイドリノ触媒Ｈ２Ｏは、Ｈ２及び／２Ｏ２に分解するかもしれず、その結果、Ｈ２Ｏ電気分解の構成要素は、電気分解電圧又は電流がないときでも、生じるかもしれない。これは、１００％よりも大きなファラデー効率として観測されるかもしれず、且つ、Ｈ２及びＯ２ガスの源であるかもしれない。Ｏ２及びＨ２の各々は、対応する電気分解の源の電極で反応し、或いは、交差に続いて対応する対電極で反応するかもしれない。断続的な放電の放電フェーズの間に、酸素及び水素の反応を支持するハイドリノは、それぞれ、（式（９２）及び式（９０））により与えられるかもしれない。他の実施例において、セルの他の触媒又はセルのオペレーションの間に形成される触媒は、触媒作用反応の間に触媒のイオン化及びエネルギ開放により、水の電気分解がハイドリノを形成させることを引き起こすかもしれない。
【０２２１】
１つの実施例において、断続的に充電及び放電されるセルの電気分解カソードは、厚い非導電性の酸化被膜を展開するかもしれない。Ｎｉ電極の上の例示的な被膜はＮｉＯである。１つの実施例において、被膜は、ＮｉＯの場合において、約１Ｖから１．５Ｖの範囲内のような妥当な還元セル電圧を印加することにより還元されるかもしれない。還元は、放電アノードに適用されるかもしれない。電気分解は、電極の導電率が実質的に回復されるように、酸化物被膜を十分に還元できるため妥当な時間の間妥当な電圧で、又は一定の電圧で維持されるかもしれない。そして、充電−放電サイクルが再び適用されるかもしれない。高い放電電流実施例において、放電アノードの上の酸化物被膜の形成は、一定の電圧であるかもしれないピーク限定電圧で充電することにより避けられる。電流は、充電の間、限定されるかもしれない。充電電圧及び電流の少なくとも１つが限定されるような１つの実施例において、充電は、一定の電力（ｐｏｗｅｒ）であるかもしれない。放電は、一定の電流、負荷、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は電圧であるかもしれない。１つの実施例において、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ  空気、断続的に充電  放電］のようなセルは、一定の０．９Ｖのような約０．８から１．２Ｖのセル電圧範囲の中で充電される。その代わりとして、充電は、約０．１から１００ｍＷｃｍ−２の範囲内で、限定される又はピークの一定の電力（ｐｏｗｅｒ）であるかもしれない。例示的な放電電流密度は、約０．００１から１０００ｍＡｃｍ−２、０．１から１００ｍＡｃｍ−２、及び１から１０ｍＡｃｍ−２の範囲の中であるかもしれない。１つの実施例において、電気分解カソード及びアノードは、如何なる過度な酸化物被膜を減ずるように入れ替えられる。交換は、断続的であるかもしれない。その周期は、断続的な電気分解の断続的な充電−放電サイクルのそれから異なっているかもしれない。１つの実施例において、両電極は、水素散布ができるかもしれないが、ここで、水素は、酸素電極としてそのオペレーションの間に形成される如何なる過剰の酸化物被膜を減らすように、一方に、そして、他方に、交互に供給される。［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ＋空気  断続的な；充電−放電］のようなセルの１つの実施例において、ＮｉＯ被膜のような酸化物被膜は、当該分野において知られる手段により機械的に又は化学的に取り除かれる。その除去は再使用される電極に関して周期的であるかもしれない。もう１つの実施例において、水素はアノードのような水素透過性の電極のチャンバーに適用される。セル温度は、大きな透過がセルによって発生する電力（ｐｏｗｅｒ）に相対的に起こるものよりも低いかもしれない。しかしながら、透過によりアノードでの水素の低い流れ又は存在は、ＮｉＯを形成する酸化のような酸化から電極を保護するかもしれない。もう１つの実施例において、断続的な電気分解セルの電極は、水素透過電極として可能であり且つオペレーションされるが、ここで、水素は水素ガスのような源からの透過によってセルに供給され、そして、電極が電気分解モードに切り替えられる。１つの実施例において、切り替えられた電極は、電気分解カソード及び放電アノードとして機能する。前処理は、断続的な電気分解モードにおいて望まれるように実行するために電極を調整するかもしれない。１つの実施例において、水素が透過又は散布のような手段により放電アノードのような電極に同時に供給されるときに、断続的な電気分解は、実施される。その代わりとして、Ｈ２を含む雰囲気は、セルに供給されるかもしれない。本開示のそれらのような所望の水素反応及び対電極反応の選択性は、対応する電極の選択性を介して達成されるかもしれない。例えば、Ｈ２Ｏ触媒を形成するために、カソードの酸素還元反応及びＯＨ−とのアノードの水素反応の選択性は、それぞれ、カソード及びアノードの対応する選択性によって選択的になる。以下の反応が優先的であるので、アノードに供給される水素が保護するものであるかもしれない。
ＮｉＯ＋Ｈ２  →  Ｎｉ＋Ｈ２Ｏ                                （１２０）
もう１つの実施例において、放電アノードを腐食から保護するため十分な水素が発生するように、電気分解のためのデューティサイクルは、増加させられる。腐食に対して保護となるように十分な水素が発生する一方、パラメータは、電気的エネルギ・ゲインのようなエネルギ・ゲインを達成するように選択される。透過及び電気分解のような手段によって供給される水素をコントロールしつつ、セル温度はまた、腐食を改善するようにコントロールされるかもしれない。腐食に対して耐性のある放電カソードは、セルのオペレーション条件に対して適当であるように選択されるかもしれない。約３５０から４５０℃よりも低い温度に対して、カソードはＮｉを含むかもしれない。より高い温度に対して、妥当な安定なカソードは、Ａｇ−Ａｌ２Ｏ３のような支持されるＡｇ又はＣｏＯ又はＮｉＯのような酸化物を含む１つのようなものが使用されるかもしれない。
【０２２２】
１つの実施例において、透過によって供給される水素は、セル電圧に及ぼす透過速度の影響に基づいているかもしれないフィードバック・メカニズムによって透過速度をコントロールすること、及び、セルの電圧を変化させることの少なくとも１つを行うように機能する。１つの実施例において、セル電圧は、水素透過速度を調整することにより調整される。透過速度は、セル温度、水素透過性膜に渡る水素圧力の勾配、膜厚、膜材料をコントロールすることの少なくとも１つのような手段によって、及び、セル電圧を調整することによって調整されるかもしれない。１つの実施例において、透過速度をコントロールすることに加えて、セル電圧を調整する手段は、負荷及び印加される電圧及び電流特性及びパラメータのような放電パラメータ及びオプションとして充電パラメータをコントロールすることを含むが、ここで、後者は、断続的な電気分解実施例としてみなされるかもしれない。１つの実施例において、セル電圧は、約０．５から１．５Ｖ又は約０．８から１．２Ｖの範囲内に維持される。電圧範囲は、そのような実施例の断続的な電気分解の電気分解フェーズの間に形成される水素の生成を最適化するようにコントロールされる。もう１つの実施例において、透過速度は、負荷をコントロールすることによりコントロールされる。１つの実施例において、透過速度は、負荷の抵抗が減少することに伴って増加する。１つの実施例において、透過速度は、放電電流と共に増加する。透過速度は、Ｈ２ＯからＨ２を形成するための電力（ｐｏｗｅｒ）に対するハイドリノを形成することからのパワー・ゲインを最適化するように調整されるかもしれない。
【０２２３】
１つの実施例において、保護的な薄い層のＮｉＯ被膜は、酸素雰囲気のような酸化性の環境におけるＮｉ電極をアニールすることにより被覆される。被膜の厚みは、高いイオン伝導性を保ちつつ、アルカリ電解質への安定性を与えるものに合わせてコントロールされる。１つの実施例において、ある種は、アノードのような電極を安定化するために電解質に添加される。添加剤は、ＮｉＦ２又はＮｉＳＯ４のようなより安定なＮｉ化合物を形成するかもしれない。もう１つの実施例において、その種は、ＮｉＯ内に含浸されたＣｅＯのような酸化物添加剤又はより安定なＮｉ合金を形成する金属を含むかもしれない。酸化セリウムのその重量％は、約０．１から５％又は０．３から１％の範囲内にあるかもしれない。もう１つの実施例において、Ｖ２Ｏ５のようなある種は、電気分解カソードでのＨ２の生成を高めるように添加されるが、ここで、電気分解は、断続的であるかもしれず、そして、電解質は、溶融塩又は水溶液であるかもしれない。その添加剤は、Ｆｅ２Ｏ３又はＦｅＯＯＨのような本開示のそれらのような酸化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物であるかもしれない。他の妥当な例示的な添加剤は、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｃＯ（ＯＨ）、ＹＯ（ＯＨ）、ＶＯ（ＯＨ）、ＣｒＯ（ＯＨ）、ＭｎＯ（ＯＨ）（α−ＭｎＯ（ＯＨ）グラウト鉱及びγ−ＭｎＯ（ＯＨ）水マンガン鉱）、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＣｏＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、ＲｈＯ（ＯＨ）、ＧａＯ（ＯＨ）、ＩｎＯ（ＯＨ）、Ｎｉ１／２Ｃｏ１／２Ｏ（ＯＨ）、及びＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ（ＯＨ）である。その添加剤は、パワーを増大させること及びアノードのような電極を保護することの少なくとも１つを行うかもしれない。例えば、それぞれ、Ｎｉ１−ｘＭｇｘＯ及びＮｉＦｅ２Ｏ４を形成するかもしれないＭｇＯ又はＦｅ２Ｏ３のような添加剤は、アノードのような電極のＮｉＯを安定化するかもしれない。
【０２２４】
１つの実施例において、放電カソードは、ＭｎｘＯｙ（ｘ及びｙは整数）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、他の貴金属、及びＭＮｉＯ２（Ｍ＝アルカリ）の少なくとも１つを更に含むメッシュのような大きい表面積を含むＮｉのような本開示の酸素還元触媒を含む。他の妥当な酸素還元電極は、アルカリ土類ルテニウム酸塩、リチウムをドープしたランタン・ニッケル酸塩、Ｎｉ−Ｃｏスピネル、Ｐｂ−Ｒｕパイロクロア、Ｎａ−Ｐｔブロンズ、及びＡｇ／ＡｇＨｇである。追加のカソード材料は、ＭＮｉＯ２、Ｍ２ＮｉＯ２、ＭＣｏＯ２、Ｍ２ＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＭＦｅＯ２、Ｍ２ＦｅＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＭＴｉＯ３、Ｍ２ＴｉＯ３、ＬｉＴｉＯ３、Ｍ３ＴａＯ４、Ｍ２ＷＯ４、Ｋ２ＷＯ４、Ｌｉ３ＴａＯ４、Ｍ３ＶＯ４、Ｌｉ３ＶＯ４、Ｍｇ−Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｍｎ−ＬｉＦｅＯ２、ＬａＭｎＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＬｉＣｒＯ２、ＬｉＡｌＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＬａＣｏＯ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｍ２ＳｎＯ３、Ｌｉ２ＳｎＯ３、Ｚｒ−ＺｎＯ、ＭＭ’Ｏ２、Ｍ２Ｍ’Ｏ２、ＭＭ’Ｏｘ、Ｍ２Ｍ’Ｏｘ（ｘ＝整数、Ｍ＝アルカリ、Ｍ’＝遷移金属又はＡｌのような他の金属）、ＬｉＦｅ１−ｙＭｇｙＯ（ｙ＞０．０３）のようなマグネシウムをドープしたＭ２Ｍ’Ｏｘ、Ｎｂ５＋をドープしたＣａＴｉＯ３及びＳｒＴｉＯ３及びＮｂ５＋又はＴａ５＋をドープしたＰｂＺｒＯ３のようなドープされたｎ−タイプ・ペロブスカイト及び関連する化合物、バリウムフェライト、イットリウム鉄ガーネット、ランタン−第ＶＩＩＩ族元素化合物のようなｎ−タイプ・ペロブスカイト、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｙ、Ａｌ、Ｕ、Ｔｉ、及びＦｅの金属又は化合物である。カソードは、ナノ粒子を含むかもしれないＮｉのような多孔性の材料のドーパントを含むかもしれない。そのドーパントは、本開示の酸素還元触媒であるかもしれない。そのカソードは、安定化されるかもしれないＮｉＯを含むかもしれない。安定化の妥当な方法は、コバルトのような安定な金属のような材料でカプセル封入することである。このようにして、酸素還元触媒は、コバルトでカプセル封入されたＮｉＯを含むかもしれない。酸素還元触媒は、カソードとして機能する前に化学的又は熱的な方法又は陽極酸化（ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ）又は陰極化（ｃａｔｈｏｄｉｚａｔｉｏｎ）によって酸化のような熱的な、化学的な、又は電気化学的な条件付けを受けるかもしれない。その条件付けはその場でのものであるかもしれない。カソードは、高い電流でオペレーションされるかもしれず、その高い電流は次に減じられるが、ここで前者のステップはカソードを条件付ける。カソードのような電極は、カーボン、炭化物、窒化物、炭窒化物、ニトリル、又はホウ化物、又はこれらの材料の複合材のような導電性マトリクス又は表面被膜を含むかもしれない。１つの実施例において、電気分解アノードは、電極が放電カソードとして機能するとき、放電フェーズの間にＯ２より高い速度で還元を受けるＰｄＯ、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ、Ａｇ２Ｏ３、又はＨｇＯのような酸素を含む化合物又はＨＯＯＨ又はＨＯＯ−のような反応性の高い酸素種を形成する金−パラジウム・ナノ粒子のような触媒を含む。その化合物は、断続的なサイクルの非電気分解放電フェーズに酸素を供給するため、充電及び放電の間に可逆的に形成される金属の酸化物を含む。その化合物は、Ｈ２Ｏのそれよりも低い形成の自由エネルギを持つかもしれない。放電反応は、式（６８）によって与えられるかもしれない。カソード・リードのようなリードは、アルカリ電解質のような電解質及び空気又はＯ２に対して安定である材料であるかもしれない。妥当なリードは、カソードにスポット溶接されるかもしれない金線のような貴金属線である。［Ｎｉ、Ｍｏ、又はＮｉ又はＭｏ合金及び、オプションとして、透過又は散布のような手段によるＨ／ＫＯＨ又はＫＯＨ−ＫＢｒ、／ＮｉＯ］のようなＫＯＨを含む溶融電解質を含む１つの実施例において、リード線は、Ａｕ又はＮｉを含む。１つの実施例において、溶融又は水性の水酸化物又は混合物のような溶融又は水溶性電解質のような電解質は、酸素還元速度を増加させるようにカソードで形成される酸素イオンの拡散を増大させる添加されたＨ２Ｏを含む。セルは、沸点近傍及びそれを超える温度でオペレーションされるように加圧されるかもしれない。水素及び酸素は、電気分解によってその場で発生するかもしれない。Ｈ２Ｏ、酸素、及び水素の少なくとも１つはまた、加圧されたセルに添加されるかもしれない。セル圧力は、約大気圧以下から５００ａｔｍ又は約２から１００ａｔｍの範囲内であるかもしれない。もう１つの実施例において、カソードで形成される酸素イオンの拡散速度は、酸素イオンのより高い移動性を容易にする混合物を含むように少なくとも他の１つの塩を使用することにより水酸化物を含むもののようなアルカリ電解質のようなオキシアニオンを含むもののような溶融電解質内において増加させられる。１つの実施例において、電解質は、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、及び、遷移金属、内部遷移金属、希土類金属、及び第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第Ｖ族、及び第Ｖ族の金属イオンのような他の金属イオン、の少なくとも１つのような金属イオン及びアニオンの混合物を含む。そのアニオンは、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物、及び本開示の他のイオンの少なくとも１つを含む。１つの実施例において、酸素イオンの易動度は、電解質における高められたＨ２Ｏ量によって増大する。１つの実施例において、妥当な電解質は、含水性である。妥当な含水塩は、臭化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、炭酸カリウム、リン酸カリウム、ＫＭｇＣｌ３・６（Ｈ２Ｏ）のようなカーナル石、クエン酸鉄アンモニウム、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムである。酸性の水溶性実施例において、含水電解質は、濃硫酸及びリン酸である
【０２２５】
他の実施例において、電解質は、セルのオペレーション条件及び電解質に対して十分に安定である導体を含む。アルカリセルのための妥当な電極は、Ｎｉである。他の導電性金属、合金、化合物、又は元素は、Ｃ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、及びアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属の少なくとも１つのような水溶性の塩又は溶融塩である、アルカリ性の、酸性の、又はおよそ中性の電解質と共に使用されるかもしれない。支持された金属及び材料はまた、形状的に安定なアノード及びＰｔ／Ｔｉ、Ａｇ−Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、及びＰｔ、Ｐｄ又は他の金属又はＡｌ２Ｏ３、Ｃ、又はゼオライトのようなマトリクスの上に支持される貴金属のような妥当なものである。電解質又は空気との反応で非導電性の酸化被膜を通常形成する材料は、電極が定期的に還元されるかもしれないところ、断続的な電気分解条件の下でのようなセルのオペレーション条件の下で妥当であるかもしれない。例示的な電極は、定期的に電気分解カソード及び放電アノードであるＺｒである。電極材料は、導体をドープされた非導電体であるかもしれない。カーボン、炭化物、ホウ化物、窒化物、ＴｉＣＮのようなカルボニトリル、又はニトリルのような他の元素又は化合物は、アノードのような電極を含むかもしれない。妥当な例示的な材料は、カーボンブラック、ＡＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、Ｔｉ３ＳｉＣ２、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＹＣ２、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣ、Ｃ、ＨｆＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｂ４Ｃ、ＣｒＢ２、ＺｒＢ２、ＧｄＢ２、ＭｇＢ２、及びＴｉＢ２である。材料は、粉末を含むかもしれない。
【０２２６】
Ｈ２Ｏ触媒の生成物としてＨ２（１／４）の形成に加えて、溶融又は水溶性の水酸化物電解質のようなＯＨ−の源を持つアルカリ溶液を含む反応混合物はまた、分子ハイドリノＨ２（１／２）のような少なくとも１つの他のハイドリノ生成物を形成するかもしれない。触媒は、Ｏ又はＨを含むかもしれないが、ここで、各々は、Ｈ２（１／２）及びＨ−（１／２）を形成するように更に反応するかもしれないＨ（１／２）を形成するため、原子Ｈから約２７．２ｅＶを受け取ることにより触媒としてそれらが機能することを許す２７．２ｅＶのポテンシャルエネルギを持つ。加えて、ＯＨは、ＯＨのポテンシャルエネルギが４０．９ｅＶであるので、触媒として機能するかもしれない。ＯＨは、アノードで酸化によりＯＨ−から形成されるかもしれない。対応するハイドリノ状態へとＨの触媒として機能するＨ２Ｏ及びＯＨによりＨ２（１／４）及びＨ２（１／２）を形成する例示的なセルは、［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  断続的な電気分解］及び［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  断続的な電気分解］である。ハイドリノ生成物は、電解質又はアノード・ガスのラマン分光により同定されるかもしれない。
【０２２７】
１つの実施例において、触媒形成反応は次のように与えられるかもしれない。
Ｏ２＋５Ｈ＋＋５ｅ−  →  ２Ｈ２Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）            （１２１）
対半電池反応は次のようであるかもしれない。
Ｈ２  →  ２Ｈ＋＋２ｅ−                                    （１２２）
全体反応は次のようであるかもしれない。
３／２Ｈ２＋１／２Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）            （１２３）
ここで、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎ＝整数）の少なくとも１つは触媒として機能するかもしれない。水素の幾らかがハイドリノを形成するために触媒と反応するところ、水素は、Ｈ＋の還元によってカソードで発生するかもしれない。その代わりとして、過剰の水素は、ハイドリノを形成するように触媒と反応するように、カソードに供給されるかもしれない。１つの実施例において、温度、Ｏ２圧力、Ｈ２Ｏ圧力、Ｈ２圧力、及びＨ＋濃度の少なくとも１つは、ハイドリノの最適な形成という結果となる触媒−形成の半電池反応及び対反応を優先的にするようにコントロールされる。１つの実施例において、２５℃でＳＨＥに対するカソード半電池ポテンシャルは、約±０．５Ｖの範囲内で約１．２３Ｖである。１つの実施例において、ＳＨＥに対するアノード半電池ポテンシャルは、約±０．５Ｖの範囲内で約０Ｖである。妥当な例示的な半電池反応は、それぞれ、式（１２１）及び（１２２）によって与えられる。ハイドリノを形成する全体の反応は式（１２３）によって与えられるかもしれない。妥当な例示的なセルは、［Ｐｔ／Ｃ＋Ｈ２／ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）／Ｐｔ／Ｃ＋空気＋Ｈ２又は水素化物又は本開示の他のＨ貯蔵材料のようなＨ源］及び［Ｐｔ／Ｃ＋Ｈ２／Ｈ２ＳＯ４／Ｐｔ／Ｃ＋空気＋Ｈ２又は水素化物又は本開示の他のＨ貯蔵材料のようなＨ源］ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）のようなセパレータは、水溶性のＨ２ＳＯ４のような酸性の電解質と共に使用されるかもしれない。水素源は、Ｈ２ＯのようなＨの源を含む電気分解の断続的電気分解であるかもしれない。
【０２２８】
式（１２３）により与えられる反応を維持するためのプロトン伝導性又は酸性の溶融する又は酸性の水溶性の電解質は、断続的な又はパルス状の電気分解セルを含むかもしれない。式（１２１）及び（１２２）で与えられるそれらのような反応は、ガスの交差に続いて、対応する電極上で又は対応する対電極上で、可逆的に起こるかもしれない。
【０２２９】
１つの実施例において、電解質は、酸性の水溶液を含むかもしれない。断続的な又はパルス状のサイクルの充電フェーズは、Ｈ２及びＯ２へのＨ２Ｏの触媒作用を含むかもしれない。電気分解カソード及びアノード反応は、ハイドリノ形成が非可逆であることを除いて、それぞれ、式（１２２）及び（１２１）の逆を含むかもしれない。カソード放電半電池反応は、酸素、Ｈ＋、及びＨ２Ｏの少なくとも１つの還元を含むかもしれない。還元は、式（１２１）によって与えられるかもしれない。放電中のカソード生成物は、Ｈ及びＨ２Ｏであるかもしれない。そのＨ２Ｏは、ハイドリノを形成するように触媒として機能するかもしれない。還元反応に対する過電圧は、２５℃及びＳＨＥに対して、半電池電圧が約１．２３Ｖであるようにするかもしれない。アノード放電半電池反応は、Ｈ＋を形成するように（式（１２２））Ｈ２の酸化を含むかもしれない。１つの実施例において、電解質は、水性の酸性の溶液におけるＨ＋へのＨ２の酸化に対する還元ポテンシャル（式（１２２））は、２５℃及びＳＨＥに対して約０Ｖである。電極の上の酸化の過電圧は、酸化半電池反応が約０Ｖで起こるように、約０Ｖである。
【０２３０】
他の実施例において、触媒は、本開示のそれらのような原子水素からｍ２７．２ｅＶを受け取る種を含むかもしれないが、ここで、その触媒は、半電池種であるかもしれず、或いは、電気分解又は放電のフェーズの間に形成されるかもしれない。ハイドリノは充電及び放電フェーズの少なくとも１つの間に形成される。放電フェーズに関して、還元反応の半電池ポテンシャルは、２５℃及びＳＨＥに対して約０．６から１．４Ｖの範囲内であるかもしれず、又は、約１．２３Ｖであるかもしれない。電気分解−オフ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ−ｏｆｆ）又は放電フェーズの間、電気分解カソード及びアノードの間のセルポテンシャルは、２５℃及びＳＨＥに対して、約０．３から２Ｖの範囲内であるかもしれず、又は、約１．２Ｖであるかもしれない。上げられた温度を持つ実施例において、これらの室温範囲は、オペレーション温度に対して熱力学的に補正される。
【０２３１】
電気分解の間、Ｈ＋及びＯ２はアノードで形成され、そして、水素はカソードで形成される。電気分解−オフ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ−ｏｆｆ）又は放電フェーズの間、Ｈ２は、電気分解カソードでＨ＋に酸化される（式（１２２））かもしれず、そして、Ｈ＋及びＯ２は、Ｈ及びＨ２Ｏを形成する（式（１２１））ため電気分解アノードで還元を受けるかもしれないが、ここで、後者は、電気分解アノードで、ハイドリノを形成するために触媒として機能するかもしれない。このようにして、セルは、サイクルの各フェーズの間に電流の極性を逆転され、充電及び放電の間に一定の極性を維持するかもしれない。出力は、条件づけられた波形又はパワーであるかもしれない。もう１つの実施例において、式（１２２）で与えられる反応は、ハイドリノ生成物が不可逆であることを除けば、両電極で可逆に起きる。例示的なセルは、［ＰｔＴｉ／Ｈ２ＳＯ４又はＨ３ＰＯ４（ａｑ）／Ｐｔ、断続的電気分解］及び［Ｐｂ／Ｈ２ＳＯ４（ａｑ）／Ｐｂ又はＰｂＯ  断続的電気分解］である。その酸は、約０．１Ｍから飽和までのような如何なる所望の濃度であるかもしれない。例示的な濃度は、１４．７Ｍ  Ｈ３ＰＯ４及び５Ｍ  Ｈ２ＳＯ４である。
【０２３２】
もう１つの実施例において、ガスは、アノードからカソード及び同様に逆、の少なくとも１つのから、交差するかもしれない。そして、放電の間、Ｏ２（式（１２１））の還元が電気分解カソードで起こり、及び、Ｈ２の酸化（式（１２１））が電気分解アノードで起きるように、半電池反応の少なくとも１つは、切り替えられるかもしれない。そして、電流の極性は一定に保持されるが、電極の電圧極性は、サイクルのフェーズと共に切り換わる。電極スペースは、ガスの交差を容易にするために最小化されるかもしれない。電極は、ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）膜のようなプロトン交換膜のような膜によって分離されるかもしれない。電極間の回路は、電流の一定な極性を維持するようにダイオードを含むかもしれない。実施例において、ハイドリノ形成からのパワーは、消散される電気分解パワーを超えて、過剰な電気的な及び熱的なパワーの少なくとも１つとして発現する。
【０２３３】
水性の断続的な電気分解セルの１つの実施例において、以下の例示的な反応によって与えられるように、Ｈ＋及び酸素は、電気分解アノードで形成されるかもしれず、そして、ＯＨ−及びＨ２は、電気分解カソードで形成されるかもしれない。
電気分解アノード
Ｈ２Ｏ  →  １／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−                      （１２４）
電気分解カソード
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  Ｈ２→２ＯＨ−                        （１２５）
溶液反応は以下のようになるかもしれない。
２Ｈ＋＋２ＯＨ−  →  ２Ｈ２Ｏ                              （１２６）
全反応は以下のようになるかもしれない。
Ｈ２Ｏ  →  Ｈ２＋１／２Ｏ２                                （１２７）
放電フェーズの間、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、Ｏ２、ｎＨ、及びｎＯ（ｎ＝整数）の少なくとも１が触媒として機能するかもしれないところ、ハイドリノが形成されるかもしれない。触媒として機能するかもしれないＨ２Ｏを形成するための例示的な反応、及びハイドリノは、以下の通りである。
カソード
１／２Ｏ２＋３Ｈ＋＋３ｅ−  →  Ｈ２Ｏ＋Ｈ（１／ｐ）        （１２８）
アノード
Ｈ２＋ＯＨ−  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）                （１２９）
溶液の反応は以下の通りであるかもしれない。
３Ｈ＋＋３ＯＨ−  →  ３Ｈ２Ｏ                              （１３０）
全体の反応は以下の通りであるかもしれない。
３Ｈ２＋１／２Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ＋４Ｈ（１／ｐ）              （１３１）
電解液は、およそ中性のｐＨであるかもしれない。およそ中性の妥当な電解質は、水性硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、過塩素酸塩、過ヨウ素酸塩、クロム酸塩、及び本開示のその他のもののような強酸の金属塩であるかもしれない。カチオンは、アンモニウム又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、希土類金属、第ＩＩＩ族金属、第ＩＶ族金属、第Ｖ族金属、及び第ＶＩ族金属のような金属であるかもしれない。濃度は、０．０１Ｍから飽和までのような可溶性である如何なる所望のものであるかもしれない。
【０２３４】
断続的な波形は、入力電気に対して出力電気を最適化するものであるかもしれない。断続的な電気分解の頻度は、約０．００１Ｈｚから１０ＭＨｚ、約０．０１Ｈｚから１００ｋＨｚ、又は約０．０１Ｈｚから１０ｋＨｚの範囲内にあるかもしれない。セルあたりの電気分解電圧は、約０．１Ｖから１００Ｖ、約０．３Ｖから５Ｖ、約０．５Ｖから２Ｖ、又は約０．５Ｖから１．５Ｖの範囲にあるかもしれない。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの電気分解の電流は、約１μＡｃｍ−２から１０Ａｃｍ−２、約０．１ｍＡｃｍ−２から５Ａｃｍ−２、及び約１ｍＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２の範囲内にあるかもしれない。ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの電気分解の電極（ｐｏｗｅｒ）は、約１μＷｃｍ−２から１０Ｗｃｍ−２、約０．１ｍＷｃｍ−２から５Ｗｃｍ−２、及び約１ｍＷｃｍ−２から１Ｗｃｍ−２の範囲内にあるかもしれない。断続的な波形は、変化（ｃｈａｎｇｉｎｇ）及び放電の少なくとも１つに対して、一定の電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、又は電圧であるかもしれない。１つの例示的な実施例において、ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの一定の電流は、約１μＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２の範囲内にあるかもしれず、ハイドリノを形成するように活性な電極面積あたりの一定の電力（ｐｏｗｅｒ）は、約１ｍＷｃｍ−２から１Ｗｃｍ−２の範囲内にあるかもしれず、セルあたりの一定の電気分解電圧は、約１Ｖから２０Ｖの範囲内にあるかもしれず、及び、セルあたりの一定の放電電圧は、約０．１Ｖから２０Ｖの範囲内にあるかもしれない。電気分解のタイム・インターバルは、約１０−４ｓから１０，０００ｓ、１０−３ｓから１０００ｓ、又は１０−２ｓから１００ｓ、又は１０−１ｓから１０ｓの範囲内にあるかもしれない。放電のタイム・インターバルは、約１０−４ｓから１０，０００ｓ、１０−３ｓから１０００ｓ、又は１０−２ｓから１００ｓ、又は１０−１ｓから１０ｓの範囲内にあるかもしれない。放電は、一定の又は可変の電流、電圧、及び電力（ｐｏｗｅｒ）であるかもしれないが、電気分解のそれらと同じ範囲内にあるかもしれない。放電抵抗は、一定又は可変であるかもしれない。それは、約１ｍΩから１００ＭΩ、約１Ωから１ＭΩ、及び１０Ωｋら１ｋΩの範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、放電電流、電圧、電力（ｐｏｗｅｒ）、又はタイム・インターバルの少なくとも１つは、サイクルを通してのパワー又はエネルギ・ゲインの少なくとも１つを生じるように、電気分解フェーズのそれよりも大きい。
【０２３５】
１つの実施例において、充電及び放電時間の少なくとも１つは、１つの電極から別の電極への種の拡散時間よりも短い。１つの実施例において、その種は、過酸化物、過酸化物イオン、スーパーオキシド、ＨＯＯＨ、ＨＯＯ−、Ｏ、Ｏ２２−、及びＯ２−の少なくとも１つのような活性な酸素種であるかもしれない。１つの実施例において、充電及び放電時間の少なくとも１つは、約１００ｓ、１０ｓ、１ｓ、０．１ｓ、０．０１ｓ、０．００１ｓ、０．０００１ｓ、０．０１ｍｓ、１μｓ、又は、０．１μｓよりも短い。１つの実施例において、充電−放電サイクルの頻度は、放電カソードで形成される活性な種が放電アノードまで移動又は拡散することを許すであろう頻度よりも高い。充電−放電時間は、１ｓよりも短いかもしれず、例えば、過酸化物イオンのような活性な酸素種の移動が、Ｍｏ又はＭｏ合金アノード又は本開示の他のもののようなアノードへの到達又はとの反応を禁止する。ここで、イオンが移動することを引き起こす電流及び電解の電場の少なくとも１つは、アノードへの移動時間よりも早く方向を切り換える。充電の間に反応性の高い酸素種を形成する放電カソードは、酸素種が拡散して放電アノードに着くことを禁止し、且つ、放電アノードを腐食することを禁止するように、放電の間に酸素種を破壊するかもしれない。１つの実施例において、例示的な断続的な充電−放電回路は、当該分野の当業者によって知られる変更又はＭｏｄｅｌ  ＥＩＳ３００のそれのようなガムリ装置（Ｇａｍｒｙ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のそれであるかもしれない。
【０２３６】
１つの実施例において、断続的な充電又は放電電圧、電流、電力（ｐｏｗｅｒ）、及び負荷の少なくとも１つは、一定又は可変であるかもしれない。パラメータは、電気的なパワー又はエネルギ・ゲインを達成するためにコントロールされるかもしれない。セルあたりのその電気分解電圧は、閾値の上で約０から０．５Ｖの範囲内のような電流フローに対する閾値の僅かに上又はその閾値であるかもしれない。セルあたりの妥当な電気分解電圧の範囲は、約０．２５Ｖから２Ｖ又は０．２５Ｖから１．７Ｖである。セルあたりの放電電圧は、電気分解電流のそれに対する反対の極性の電流を維持する範囲内であるかもしれない。セルあたりの放電電圧は、約０．０１Ｖから最大の電気分解電圧までの範囲内にあるかもしれない。セルあたりの妥当な放電電圧の範囲は、約０．０１Ｖから２Ｖ又は０．０１Ｖから１．７Ｖである。ハイドリノを形成する活性な電極面積に関し、放電電流は、約１μＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２、０．０１ｍＡｃｍ−２から２０ｍＡｃｍ−２、又は０．０１ｍＡｃｍ−２から１０ｍＡｃｍ−２の範囲内にあるかもしれない。放電負荷は、約１μΩから１ＭΩの範囲にあるかもしれない。妥当な負荷は、電流を約１μＡｃｍ−２から１Ａｃｍ−２、０．０１ｍＡｃｍ−２から２０ｍＡｃｍ−２、又は０．０１ｍＡｃｍ−２から１０ｍＡｃｍ−２の範囲内に維持するかもしれない。ハイドリノを形成するだけ活性な電極面積当たりの妥当な負荷の導電率は、約１０−５から１０００Ω−１ｃｍ−２、１０−４から１００Ω−１ｃｍ−２、１０−３から１０Ω−１ｃｍ−２、又は１０−２から１Ω−１ｃｍ−２の範囲にある。パワーは、妥当な電圧、電流、及び抵抗の少なくとも１つによって決定されるかもしれない。ハイドリノを形成するだけ活性な電極面積当たりの妥当なパワー密度は、約１μＷｃｍ−２から１Ｗｃｍ−２、０．０１ｍＷｃｍ−２から２０ｍＷｃｍ−２、又は０．０１ｍＷｃｍ−２から１０ｍＷｃｍ−２の範囲内にある。１つの実施例において、例示的な断続的な充電−放電回路は、当該分野の当業者により知られる変更又はＭｏｄｅｌ  ＢＴ２０００のそれのようなアルビンインストゥルメント社（Ａｒｂｉｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のそれであるかもしれない。
【０２３７】
溶融電解質の１つの実施例において、セル温度は、少なくとも電解質の融点及びそれ以上で維持される。電解質は、ハロゲン化塩のような塩のような少なくとも１つの他の化合物との混合物である溶融水酸化物であるかもしれない。例示的な妥当な水酸化物混合物電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ、ＬｉＯＨ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＮａＯＨ、ＮａＯＨ−ＮａＢｒ、ＮａＯＨ−ＮａＩ、ＮａＯＨ−ＮａＸ、ＫＯＨ−ＫＸ（Ｘ＝ハロゲン）である。その塩は共晶混合物であるかもしれない。融点を超える温度は、約０から１５００℃より高い、０から１０００℃より高い、０から５００℃より高い、０から２５０℃より高い、又は０から１００℃より高い範囲内にあるかもしれない。セル温度は、ハイドリノ反応の速度をコントロールするセル・オペレーションの間、コントロールされるかもしれない。反応速度は、温度及び反応物組成依存性のある半電池反応の電圧の少なくとも１つを調整することによりコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、温度及びＨ２Ｏ、Ｏ２、及びＨ２の少なくとも１つの圧力のような反応物組成及び温度は、ハイドリノ反応の速度をコントロールして半電池電圧を調整するようにしてコントロールできる。水素透過性の膜を含む、１つの実施例において、セルの温度が所望の透過速度を達成するような上げられた温度で維持される。膜材料、厚み、及び水素圧力はまた、所望の透過速度を達成するために選択される。１つの実施例において、セル温度は、約２５から２０００℃、１００から１０００℃、２００から７５０℃、又は２５０から５００℃の範囲内にある。もし、セルが、透過膜及び溶融塩電解質を含むならば、セルの温度は、その電解質の融点より上に維持され、そして、所望の透過速度が達成できるレベルに維持される。このようにして、１つの実施例において、セル温度は塩の融点及びより高温の少なくとも１つで維持される。融点を超える温度は、約０から１５００℃だけより高い、０から１０００℃だけより高い、０から５００℃だけより高い、０から２５０℃だけより高い、又は０から１００℃だけより高い範囲において存在するかもしれない。膜の厚みは、約０．０００１から０．２５ｃｍ、０．００１から０．１ｃｍ、又は０．００５から０．０５ｃｍの範囲内にあるかもしれない。水素圧力は、約１Ｔｏｒｒから５００ａｔｍ、１０Ｔｏｒｒから１００ａｔｍ、又は１００Ｔｏｒｒから５ａｔｍの範囲に維持されるかもしれない。水素透過速度は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、又は１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の範囲内であるかもしれない。断続的な電気分解セル又は水素散布又はバブリング電極のセル温度は、電解質の融点を超えて維持される。水素電極（表記Ｎｉ（Ｈ２））がＨ２散布又はバブリング電極を含むところ、セル［��ｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ＋空気；断続的電気分解］又は［Ｎｉ（Ｈ２）／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ＋空気］のような約（４３％−５７％）の共晶混合物を持つ電解質ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを含む１つの例示的なセルにおいて、共晶電解質の融点は約２６５℃である。セルは、この温度で又はそれを超えて維持されるかもしれない。Ｈ２バブリング又は散布電極の幾何学的面積当たりの水素流れ速度（フロー・レイト）は、約１Ｘ１０−１３ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−４ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１２ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−５ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１１ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−６ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、１Ｘ１０−１０ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−７ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２、又は１Ｘ１０−９ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２から１Ｘ１０−８ｍｏｌｅ  ｓ−１  ｃｍ−２の範囲内にあるかもしれない。１つの実施例において、対電極での反応の速度は、水素が反応する電極でのそれと合致又はそれを超えている。１つの実施例において、Ｈ２Ｏ及びＯ２の少なくとも１つの還元速度は、Ｈ又はＨ２の反応速度を維持するのに十分である。対電極は、十分な速度を支持するのに十分な表面積及び材料を持つ。
【０２３８】
電極及び電解質システムは、大気に対して閉鎖された容器内にあるかもしれない。溶融水酸化物塩電解質を含む断続的な電解セルの場合は、セルに供給される水の部分圧力は、過酸化物、スーパーオキシド、及び酸化物の少なくとも１つを形成するそれらのような他のＯ２及びＨ２Ｏの還元反応を超えて、ＯＨ−の生成反応を優先的にするようにコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、温度、Ｏ２圧力、Ｈ２Ｏ圧力、Ｈ２圧力、及びＯＨ−濃度の少なくとも１つは、ハイドリノの最適な形成という結果になるように対反応及び触媒−形成半電池反応を優先的にするようにコントロールされる。１又はそれ以上の対応する反応は、式（９０−９３）によって与えられるかもしれない。セルは、空気に対して閉鎖されるかもしれない。１つの実施例において、少なくとも１つの半電池反応の酸素は、Ｈ２Ｏ及びＯＨ−の少なくとも１つの酸化のような電気分解からである。断続的な又はパルス状の電気分解を受ける妥当な例示的なセルは、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／Ｎｉ］、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＮａＯＨ−ＮａＢｒ／Ｎｉ］、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＮａＯＨ−ＮａＩ／Ｎｉ］、［Ｎｉ（Ｈ２）／Ｓｒ（ＯＨ）２／Ｎｉ］、及び本開示の類似のセルであるが、ここで、あるＨ２Ｏが存在し、且つ、断続的な電気分解がＨ透過に加えて、又は、置き換わって、水素の源であるかもしれない。Ｈ２Ｏは、ハイドリノを形成するため消費される如何なるものも置換するように追加されるかもしれない。過剰の酸素はまた、取り除かれる。水蒸気圧は、セルに接続される発生器によってコントロールされるかもしれない。Ｈ２Ｏ蒸気発生器は、Ｈ２Ｏ蒸気圧をコントロールするようにセル温度のそれより低い温度を持つかもしれない。１つの実施例において、水蒸気発生器は、超音波のもののような霧吹き又は噴霧器を含むかもしれない。Ｈ２Ｏ蒸気は、希ガス又はＮ２のような不活性ガスのそれのようなフローによって配達されるかもしれない。そのフローは、キャリアガスを含むかもしれない。Ｈ２Ｏは、キャリアガス内に取り込まれることによって配達されるかもしれない。キャリアガスは、そのキャリアガスがＨ２Ｏ蒸気を含むことを引き起こすようにＨ２Ｏ柱を通してバブリングされるかもしれない。キャリアガス組成、Ｈ２Ｏ柱高さ、柱温度、ガス圧力、ガス入口サイズ、拡散器の存在及び如何なるオリフィスの数及びサイズは、Ｈ２Ｏを伴うキャリアガスの飽和の所望の度合い及びセル内へとのＨ２Ｏフローレイトを達成するために調節される。ガスは再循環されるかもしれない。その代わりとして、Ｈ２Ｏ質量バランスは、電解質又は半電池反応物の所望のＨ２Ｏ重量％を達成するためにコントロールされるかもしれない。１つの実施例において、ＬｉＯＨのような水酸化物の揮発のような手段による電解質の損失は、セル温度の低下、上げられたセル圧力の維持、及び少なくとも部分的に閉じられたセルの運用により減少させることができるが、ここで、ガスは、断続的な電気分解及び選択的な方向のフローを備えるラインにより供給されるかもしれない。水蒸気発生器又は水質量バランスはまた、酸性の電解質を持つ閉鎖された断続的に電解セルの水の量及び圧力の少なくとも１つをコントロールするかもしれない。例示的なＨ２Ｏを含む反応は式（１２１−１２３）によって与えられる。
【０２３９】
１つの実施例において、セルへのＨ２Ｏの源は、水酸化物のような電解質の脱水であるかもしれない。ＬｉＯＨのようなアルカリ水酸化物の例示的な反応は、次の通りである。
２ＬｉＯＨ  →  Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ                            （１３２）
たとえ、それが、断続的な電気分解、ハイドリノ形成反応、及び熱の少なくとも１つにより供給されるエネルギを持つエネルギー吸収性であったとしても、脱水反応は起きるかもしれない。１つの実施例において、ＣＩＨＴ又は電解セルアノードは、Ｈ２Ｏとのエネルギーを発生する反応を持っている、ハイネス（Ｈａｙｎｅ）２４２、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、又はＭｏＣｏのようなＭｏ又はＭｏ合金のような金属のような材料を含む。Ｈ２Ｏのセル源は、アノードとの全反応においてエネルギ吸収性である脱水反応であるかもしれない。例示的な反応は、Ｍｏ酸化物、Ｌｉ２Ｏ、及び水素を形成するためにＭｏとのＬｉＯＨの反応である。そして、セルは、アノードの顕著な劣化なくしてエネルギを形成するための妥当な持続時間、運転されるかもしれない。オペレーション温度のようなセルの条件は、アノードとの実質的な反応なしに電解質が再生され得るであろうように、変化されるかもしれない。例えば、セル温度を低下することができ、そして、Ｈ２Ｏを電解質の再水和の為に添加する。再生されたセルは、典型的なオペレーションの条件で更にオペレーションされるかもしれない。
【０２４０】
１つの実施例において、電解質は、ＬｉＯＨのようなアルカリ水酸化物のような水酸化物を含み、更に、混合物のような脱水された形態を含むが、ここで、Ｌｉ２Ｏのような脱水された形態の濃度は、アノードが酸化から安定化されるように、範囲内にある。１つの実施例において、Ｍｏアノードのようなアノードは、ＬｉＯＨのような脱水された形態と反応し、そして、Ｌｉ２Ｏのような脱水された形態の存在において安定である。２つの形態の濃度範囲は、酸化ポテンシャルがアノードに酸化に対する安定性を提供するようになっている。濃度範囲は、Ｈの源が断続的な電気分解からであるかもしれないところ、過剰なエネルギがセルのオペレーションの間に形成されることを提供する。１つの実施例において、電解質はオペレーションの間に、さらに脱水された形態になるかもしれない。電解質は、連続的に又は定期的に又は断続的に水和されるかもしれない。後者の場合は、Ｈ２Ｏ添加が、水和の間にＭｏアノードのようなアノードが酸化するのを防止するために、オペレーション温度よりも低い温度で起きるかもしれない。一旦再水和されると、セルは、標準のより高いオペレーション温度迄加熱され、そこで、オペレーションされるかもしれない。電解質は、LiBrのようなアルカリハロゲン化物のようなハロゲン化物のような他の塩の少なくとも１つ、脱水された形態、及び水酸化物の混合物を更に含むかもしれない。
【０２４１】
１つの実施例において、断続的な電解セルのセルは、スタック状態に配列される。各セルは、溶融水酸化物のような溶融電解質、及び、オプションとして、水性のアルカリ電解質のような溶融水性電解質又は他の塩の少なくとも１つを含むかもしれない。各セルのカソードは、空気又は酸素電極を含むかもしれない。実施例において、セルの酸素の源は、空気、外部酸素、及び電解的に発生された酸素の少なくとも１つである。１つの実施例において、カソードは、空気又はＯ２ガスのような酸素の源に曝される部分を少なくとも含むかもしれない。暴露される部分は、カソード−電解質界面で電解質内に、Ｏ２又は還元されたＯ２が流れることを許すようなセルスタック及び電解質から延びてくるかもしれない。もう１つの実施例において、セルは、閉じられているかもしれず、水素及び酸素は電気分解的に発生されるかもしれない。そのシステムは、所望の上げられた温度でスタックを維持するためのヒータを含むかもしれない。その温度は、溶融電解質の融点より高い又は融点くらいであるかもしれない。１つの実施例において、セルは、ゼリーロール又はスイスロール設計を含む。１つの実施例において、セパレータ又はスペーサ及び電解質は、巻き上げられるシートを含むかもしれない電極の間で適用される。ゼリーロール又はスイスロールセルは、密閉されているかもしれない。セルは、電気分解によって供給される酸素ときつく巻かれるかもしれない。１つの実施例において、カソードのような酸素還元電極は、電解質中に十分に漬け込まれるかもしれない。水素及び酸素を供給する断続的な電気分解電極は、金属、カーボン、炭化物、ホウ化物、窒化物、及びカルボニトリルの群から選択される異なる電極のような本開示の異なる材料又は異なる金属のような異なる材料であるかもしれない。カソード材料は、電気分解の間、酸素を吸収するかもしれず、そして、断続的なサイクルの放電フェーズの間、それを開放するかもしれない。
【０２４２】
１つの実施例において、２５℃及びＳＨＥに対する触媒を形成する半電池反応の弾圧は、約１．２Ｖである。妥当な電圧は、ＳＨＥ及び２５℃に対して、約１．５Ｖから０．７５Ｖ、１．３Ｖから０．９Ｖ、及び１．２５Ｖから１．１Ｖの範囲内にある。妥当な反応は、式（９０）及び（１２１）により与えられるそれらのようなＨ２Ｏを形成するそれらである。１つの実施例において、セルの理論電圧は、約０Ｖである。セル反応は、カソードで水のＯＨ−及びＨ２への還元、及び、アノードでのＯＨ−及び１／２Ｈ２がＨ２Ｏになる反応を含むかもしれない。１つの実施例において、約０Ｖの理論セル電圧を持つセルの反応は、０Ｖよりも大きいくらいの理論セル電圧を持つような少なくとも他のもので起きる。１つの例示的な実施例において、セル反応は、カソードでの水のＯＨ−及びＨ２への還元、及び、アノードでのＯＨ−及び１／２Ｈ２のＨ２Ｏへの反応で、理論セル電圧が約０Ｖのものを含むかもしれず、そして、理論的なセル電圧を持つ水を形成する正味のセル反応（式（９３））は、０Ｖよりも大きい。
【０２４３】
もう１つの実施例において、少なくとも１つの電極の表面積は、連続的な蒸着（ＣＶＤ）のような蒸着技術、スパッタリング、プラズマ蒸着、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ溶射のような物理的気相成長法（ＰＶＤ）、陰極アーク蒸着法、電子ビーム物理蒸着、蒸着、パルス状レーザ蒸着、及びスパッタ蒸着、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＤＥ）、及び有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）を適用することにより金属ブラック被膜のようなコーティングを適用することにより増加する。他の妥当な方法は、溶射、ペンキの刷毛塗り、メイヤー・ロッド・アプリケーション、スクリーン印刷、スピンコート、ウェット・レーイング、及びテープキャストを含む。他の実施例において、電解質層は、当該分野において知られる他の方法又はこれらによって、適用されるかもしれない。
【０２４４】
１つの実施例において、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ３＋、Ｏ３−、Ｏ、Ｏ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−の少なくとも１つのような酸素種は、ハイドリノを形成するため触媒として機能するＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つを形成するように、Ｈ２、Ｈ、Ｈ＋、Ｈ２Ｏ、Ｈ３Ｏ＋、ＯＨ、ＯＨ＋、ＯＨ−、ＨＯＯＨ、及びＯＯＨ−の少なくとも１つのようなＨ種との酸化の反応を受けるかもしれない。Ｈ種の源は、ＬａＮｉ５Ｈ６のような水素化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物化合物のような化合物、Ｈ２又はＨ２の源、Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、又はＮｂ（Ｈ２）のような水素透過性の膜、及び電解質の断続的な電気分解からの、少なくとも１つであるかもしれない。酸素種は、カソードでＨ２Ｏ又はＯ２の還元反応により供給されるかもしれない。酸素の源は、電解質の断続的な電気分解からかもしれない。Ｏ種のＯ２の源は空気からであるかもしれない。その代わりとして、Ｏ種はセルに供給されるかもしれない。ＯＨ−、ＨＯＯＨ、ＯＯＨ−、Ｏ−、Ｏ２−、Ｏ２−、及びＯ２２−のようなＯ種の妥当な源は、酸化物、アルカリ金属のそれらのような過酸化物、アルカリ及びアルカリ土類金属のそれらのようなスーパーオキシド、水酸化物、及び本開示のそれらのようなオキシ水酸化物である。例示的な酸化物は、ＮｉＯ及びＣｏＯのような遷移金属、ＳｎＯのようなＳｎ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏのようなアルカリ金属、及び、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯのようなアルカリ土類金属のそれらである。ＮｉＯ又はＣｏＯのような酸素の源は、溶融塩電解質に添加されるかもしれない。更なる例示的な酸化物は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、及びＷからなる群からの１つである。例示的なセルは、［Ｎｉ（Ｈ２）、Ｖ（Ｈ２）、Ｔｉ（Ｈ２）、Ｆｅ（Ｈ２）、又はＮｂ（Ｈ２）又はＬａＮｉ５Ｈ６のような水素化物／ＬｉＯＨ−ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ−ＬｉＸ、ＮａＯＨ−ＮａＸ（Ｘ＝ハロゲン又は硝酸塩）のようなアルカリ水酸化物を含む共晶塩電解質又はＬｉＯＨ−Ｌｉ２Ｘ又はＮａＯＨ−Ｎａ２Ｘ（Ｘ＝硫酸塩又は炭酸塩）及びＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、又は  ＢａＯ、又は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、又はＷの酸化物、アルカリ金属のそれらのような過酸化物、又はアルカリ及びアルカリ土類金属のスーパーオキシド／Ｎｉ又はアノードのそれと同じであるかもしれない他の金属］である。他の実施例において、Ｈ透過性の電極は、放電の間アノードとして機能する断続的な電気分解電極を含む。
【０２４５】
１つの実施例において、ＯＨ−は、ハイドリノを形成するようにＨに対する触媒として機能するかもしれないＨ２Ｏを形成するように、アノードで、酸化され、Ｈと反応するかもしれない。Ｈは、ライン６４２及びレギュレータ６４４を通って流れ、タンク又は供給６４０のような水素源から（図５）、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｐｄ、ＰｄＡｇ、又はＦｅのような膜を通して透過するかもしれないＨ２又はＬａＮｉ５Ｈ６のような水素化物のような源からかもしれない。その源は、実質的に純粋なＨ２を供給するため、Ｈ２及びＯ２セパレータを備える水性の電解質セル６４０であるかもしれない。Ｈ２Ｏは、カソードでＨ２及びＯＨ−に還元されるかもしれない。Ｈ２の形成は、溶融電解質のような電解質の断続的な電気分解によるかもしれない。図５に示される１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、Ｈ２Ｏ及びＨ２の収集及びれサイクルシステムを含む。ＣＩＨＴ６５０セルは、容器６５１、カソード６５２、アノード６５３、負荷６５４、電解質６５５、及び、アノードで形成されるようなＣＩＨＴセルからのＨ２Ｏ蒸気を収集するシステム６５７を含む。Ｈ２Ｏ収集システムは、Ｈ２Ｏ収集チャンバ６５８へとセルから蒸気通路６５９を通ってＨ２Ｏ蒸気を受け取るセルに接続される第１のチャンバを含む。収集システムは、Ｈ２Ｏ吸収及びＨ２Ｏ冷却器６６０の少なくとも１つを含む。収集された水は、収集した水をヒータ６６５で加熱することにより作られた圧力によって、又は、ポンプ６６３によって支援され、通路６６１を通るＨ２Ｏ蒸気又は液体の水として、ＣＩＨＴセルに戻されるかもしれない。水のフロー及び如何なる蒸気の圧力は、ゲージ６６９によってモニタされ、バルブ６６６、６６７、及び６６８によりチャンバ内でコントロールされるかもしれない。水は、戻されたＨ２Ｏに対して多孔性であるカソードに戻されるかもしれない。ＣＩＨＴセルは更に、ＣＩＨＴセルからＨ２を収集するためのシステム６７１を含む。Ｈ２収集システムは、Ｈ２ゲッタ６７３を含む第２のチャンバ６７２を含むが、ここで、カソードで形成されたＨ２及びアノード源からの未反応のＨ２が、Ｈ２ゲッタによって集められるかもしれない。Ｈ２Ｏ収集システムによって少なくとも部分的に取り除かれた水を持つＨ２は、ガス通路６７５を通って第１のチャンバから第２へと流れる。１つの実施例において、Ｈ２の選択的な膜は、Ｈ２Ｏが第２のチャンバに入らないように、そして、ゲッタと反応しないように、チャンバの間に存在する。ゲッタは、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、内部遷移金属、希土類金属、金属の組合せ、合金、及び本開示のそれらのような水素貯蔵材料を含むかもしれない。収集されたＨ２は、ヒータ６８０でゲッタ又は収集Ｈ２を加熱することにより作られる圧力により又はポンプ６７８により支援されて通路６７６を通ってＣＩＨＴセルに戻されるかもしれない。Ｈ２の流れおよび圧力がゲージ６８４によって監視バルブ６８１及び６８２によりチャンバ内に制御されるかもしれない。ゲッタは、ヒータがＨ２を再吸収するために妥当な温度においてそれを維持するところ、バルブ６８２をセルに対して閉じ及びバルブ６８１を開けて、水素を集めるかもしれない。そして、バルブ６８１は閉じられて、ゲージ６８４で測定される所望の圧力に合わせて水素が開放されるような温度にまで温度を上昇させるかもしれない。バルブ６８２は、セルへ加圧された水素が流れることを許すように開けられるかもしれない。フローは、Ｈ２透過性の壁を含むアノード６５３へであるかもしれない。バルブ６８２は閉じられ、ヒータ６８０が温度において低下され、そして、バルブ６８１は、繰り返されるサイクルにおいて、ゲッタ６７３でＨ２を集めるように開けられるかもしれない。１つの実施例において、ヒータ、バルブ、及びゲージへの電力（ｐｏｗｅｒ）は、ＣＩＨＴセルによって供給されるかもしれない。１つの実施例において、収集システム及びセルの間の温度差は、Ｈ２又はＨ２Ｏをセルに導入するときに、所望の圧力を達成するように使用されるかもしれない。例えば、Ｈ２は、シールされたチャンバ内の第１の温度及び圧力であるかもしれないが、このチャンバは、より高い塩温度での第２のより高い圧力を達成するため熱い塩の中に浸けられる。１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、共通のガス・マニホールドを通して水素が供給されるかもしれない複数の水素透過性のアノードを含む。
【０２４６】
図５において示される１つの実施例において、Ｏ２源は、空気、Ｏ２、酸化物、Ｈ２Ｏ、ＨＯＯＨ、水酸化物、及びオキシ水酸化物の少なくとも１つのようなカソード６５２で供給される。酸素の源は、テフロン（登録商標）のような膜はＯ２透過性であるが、選択的なバルブ又は複数の膜６４６を通してセルへと供給されるかもしれない。システム６７１がＨ２透過性のアノード６５３を通してのようにセルへと未使用の水素を集めて、戻すところ、システム６５７は、窒素、水蒸気、及び酸素の少なくとも１つのような他のセルのガス及びＨ２のセパレータを含む。システム６５７は水を凝縮するかもしれない。システム６６７は、加えて又はオプションとして、選択的なＨ２透過膜及びバルブ６６８を含むかもしれない。このバルブ６６８は、Ｏ２、Ｎ２、及び多分水を保持し、及び、Ｈ２が選択的にシステム６７１へと通過することを許すシステム６５７の出口にあるかもしれない。１つの実施例において、水の蒸気圧は、セルのパワー出力をコントロールするためにセル及びカソード６５１の１又はそれ以上で、コントロールされる。
【０２４７】
１つの実施例において、Ｈ２透過性の電極は、Ｈ２バブリングアノード６５３で置き換えられる。Ｈ２は、６７８のような少なくとも１つのポンプを用いてＨ２Ｏを取り除くことなく、リサイクルされるかもしれない。もし、酸素がＯ２多孔性のカソード６５２で又は膜６４６又は選択的なバルブを通してセルに供給されるのであれば、システム６５７によって、Ｈ２からそれが取り除かれるかもしれない。散布により、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、空気、及びＯ２の少なくとも１つが供給される例示的な多孔性の電極は、外側のアルミナチューブ内で、Ｎｉ多孔性体（セルメット＃６、住友電気工業株式会社）のしっかりと結合されたアセンブリを含む。もし空気がセルに供給されるならば、Ｎ２はオプションとして、再循環されるＨ２ガスから取り除かれる。Ｈ２は、Ｈ２Ｏの電気分解から置換されるかもしれない。電気分解のための電力（ｐｏｗｅｒ）は、ＣＩＨＴセルからであるかもしれない。
【０２４８】
透過及びバブリングアノードのための水素透過速度又は流速（フローレイト）は、それぞれ、水を形成するため水素及び酸素の従来の反応に対するハイドリノ反応により、パワーゲインを最適化するようにコントロールされる。電解質に曝される外部表面の物理的寸法により定義されるそれのような活性な表面積を考慮して、妥当なフローレイトは、約１０−１２から１０−２ｍｏｌｅｓ  ｃｍ−２  ｓ−１、約１０−１１から１０−６ｍｏｌｅｓ  ｃｍ−２  ｓ−１、約１０−１０から１０−７ｍｏｌｅｓ  ｃｍ−２  ｓ−１、及び約１０−９から１０−８ｍｏｌｅｓ  ｃｍ−２  ｓ−１の範囲の内にある。Ｏ２、Ｈ２Ｏ、及び空気内のようなＯ２及びＨ２Ｏの混合物の少なくとも１つのカソード還元速度は、アノードでの与えられる水素透過又はフローレイトのセル反応を維持するように如何なる望ましい速度であるかもしれない。有効表面あたりの電流として表される妥当な還元速度は、約０．００１から１０００ｍＡｃｍ−２、約０．１から１００ｍＡｃｍ−２、及び約０．５から１０ｍＡｃｍ−２の範囲の内にある。１つの実施例において、カソード・ガスは、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、及びＮ２の混合物を含むかもしれない。モル分率は如何なる所望のものであるかもしれない。妥当なモル分率は、およそ空気（Ｏ２〜２０％、Ｎ２〜８０、Ｈ２Ｏ〜０．５−３％）のそれであるが、しかし、如何なる付与の成分は、約０．１から９９ｍｏｌｅ％の範囲内にあることにより変化させられるかもしれない。他の実施例において、Ｏ２／Ｎ２／Ｈ２Ｏｍｏｌｅ％は、それぞれ、約１から９９％、１から９９％、及び０．０００１から９９％であり、全体は約１００％からなる。空気のＡｒのような他のガスは、同様に存在するかもしれない。１つの実施例において、ＣＯ２は、セルに入るガスから取り除かれる。
【０２４９】
１つの実施例において、ｎＨ、Ｏ、ｎＯ、ＯＨ、及びＨ２Ｏ（ｎ＝整数）の少なくとも１つは、触媒として機能するかもしれない。Ｈは、ＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つを形成するため酸素の源と反応するかもしれない。酸素の源は、オキシアニオンであるかもしれない。電解質は、オキシアニオンを含む化合物を含むかもしれない。例示的な妥当なオキシアニオンは、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、クロム酸、重クロム酸塩、過塩素酸塩、及び過ヨウ素酸塩である。一般に、単独で又は組合せて酸素の源として機能する例示的な妥当な化合物は、ＭＮＯ３、ＭＮＯ、ＭＮＯ２、ＭＯＨ、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ３ＰＯ４、Ｍ２ＨＰＯ４、ＭＨ２ＰＯ４、Ｍ２ＭｏＯ４、ＭＮｂＯ３、Ｍ２Ｂ４Ｏ７（Ｍ四ホウ酸塩）、ＭＢＯ２、Ｍ２ＷＯ４、Ｍ２ＣｒＯ４、Ｍ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｍ２ＴｉＯ３、ＭＺｒＯ３、ＭＡｌＯ２、ＭＣｏＯ２、ＭＧａＯ２、Ｍ２ＧｅＯ３、ＭＭｎ２Ｏ４、Ｍ４ＳｉＯ４、Ｍ２ＳｉＯ３、ＭＴａＯ３、ＭＶＯ３、ＭＩＯ３、ＭＦｅＯ２、ＭＩＯ４、ＭＣｌＯ４、ＭＳｃＯｎ、ＭＴｉＯｎ、ＭＶＯｎ、ＭＣｒＯｎ、ＭＣｒ２Ｏｎ、ＭＭｎ２Ｏｎ、ＭＦｅＯｎ、ＭＣｏＯｎ、ＭＮｉＯｎ、ＭＮｉ２Ｏｎ、ＭＣｕＯｎ、ＭＺｎＯｎ、（Ｍはアルカリ又はアンモニウムであり、ｎ＝１、２，３、又は４；Ｍはアルカリ土類、遷移、内部遷移、又は希土類金属カチオンのようなもう１つのカチオン、又は第１３族から第１６族のカチオンであるかもしれない）、及びＭ酢酸塩又はＭカルボン酸塩のような有機塩基性塩である。ハイドリノを形成するための触媒として、ＯＨ及びＨ２Ｏの少なくとも１つを形成するための反応は、オキシアニオンの酸化反応として起きるかもしれない。その反応は、Ｈとの反応を更に含むかもしれない。その反応はアノードで起きるかもしれない。Ｈの存在下でＯＨ及びＨ２Ｏ触媒の少なくとも１つの形成は、触媒によるＨのハイドリノへの触媒反応という結果になる。Ｅが元素又は化合物を意味するところ例示的な一般反応は、以下の通りである。
アノード
ＯＨ−＋Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−                                    （１３３）
ＥＯｘｎ−＋２Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ＥＯｘ−１（ｎ−ｍ）−＋ｍｅ−    （１３４）
ＥＨｙＯｘｎ−＋Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ＥＨｙ−１Ｏｘ−１（ｎ−ｍ）−＋ｍｅ−
（１３４）
カソード
ＥＯｘ−１（ｎ−ｍ）−＋ｍｅ−＋１／２Ｏ２
→  ＥＯｘｎ−                                            （１３６）
ＥＨｙ−１Ｏｘ−１（ｎ−ｍ）−＋（ｍ＋１）ｅ−＋Ｈ２Ｏ
＋１／２Ｏ２＋ＥＨｙＯｘｎ−＋ＯＨ−                    （１３７）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−                            （１３８）
特定の例において、ＣＯ３２−が酸素の源として機能するところ、触媒Ｈ２Ｏを形成する妥当な反応は以下の通りである。
アノード
ＣＯ３２−＋２Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋２ｅ−                    （１３９）
カソード
ＣＯ２＋１／２Ｏ２＋２ｅ−  →  ＣＯ３２−                      （１４０）
その代わりとして、水素は、以下のようなメカニズムで更に反応する対応する水素化物を形成する様にＮｉ又はＣｏのような金属Ｍ’を含むかもしれないアノードと反応するかもしれない。
アノード
２Ｍ＋Ｈ２→  ２ＭＨ                                            （１４１）
ＭＨ＋ＣＯ３２−  →  ＯＨ−＋ＣＯ２＋ｅ−                      （１４２）
２ＭＨ＋ＯＨ−  →  ２Ｍ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）            （１４３）
ＭＨ＋１／２Ｈ２＋ＯＨ−  →  Ｍ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ−＋Ｈ（１／ｐ）    （１４４）
類似の反応が他のオキシアニオンに対して起きるかもしれない。他の実施例において、もう一つのオキシアニオン及びガスのような対応する酸化された種は、それぞれ、ＣＯ３２−及びＣＯ２を置換する。例示的なアニオン及びガス又は化合物は、それぞれ、ＳＯ４２−，ＮＯ３−，及びＰＯ４３−及びＳＯ２，ＮＯ２，及びＰ２Ｏ５である。セルは、ＣＯ２、ＳＯ２、又はＮＯ２のような生成物ガス又は化合物の供給を受けるかもしれない。その代わりとして、ＣＯ２、ＳＯ２、又はＮＯ２のようなガス又は化合物は、セルにおいてリサイクルされるかもしれない。セルは、添加される空気及びオプションとしてＯ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つにオープンなそれのようなオープンセルを維持しつつ、ガス又は化合物を保持する半透過性の膜のような手段を含む。セルは、Ｏ２及びＨ２Ｏのようなこれらのガスを供給するラインをも含むかもしれない。そのラインは、オキシアニオン酸化生成物の逃避を防止するように方向性のあるフローを維持するバルブを持つかもしれない。１つの実施例において、酸化生成物は、Ｓ又はＰのような元素又は化合物である。その生成物は、リン化物の硫化物のような対応する化合物を形成するように還元を受けるかもしれない。その代わりとして、生成物は、ＳＯ４２−又はＰＯ４３−のようなオリジナルの反応物オキシアニオンのようなオキシアニオンを形成するようにセルに供給される酸素と反応する。セルは、酸素及び水素がその場で生成されるところ、断続的な電気分解の場合において、閉鎖又は半閉鎖状態であるかもしれない。そして、作られたガスが、ハイドリノを形成するように水素の源及び電解質を維持するように定期的に添加されるかもしれない。ＣＯ２、ＳＯ２、又はＮＯ２のようなガスは内部的にリサイクルされるかもしれない。
【０２５０】
エネルギの生成及び化合物及びより低いエネルギの水素種の生成の少なくとも１つのためにハイドリノを形成する１つの実施例において、反応混合物は、Ｈ２Ｏ触媒のような本開示のそれらのようなＨ及びＯの少なくとも１つを含む触媒の源及び原子水素の源を含む。原子水素は、解離によってＨ２ガスから形成されるかもしれない。水素解離剤は、Ａｌ２Ｏ３又はカーボンの上のＰｔ又はＰｄ又はＮｉのような支持体の上のＲ−Ｎｉ又は貴金属又は遷移金属のような本開示のそれらの１つであるかもしれない。その代わりとして、原子Ｈは、本開示のそれらのような膜を通してＨ透過からであるかもしれない。１つの実施例において、セルは、Ｈ２Ｏ拡散のようなもう１つの種の拡散を防止しつつ、選択的にＨ２にそれを通って拡散することを許すセラミック膜のような膜を含む。
【０２５１】
電解質は、水溶液又は溶融塩を含むかもしれない。
水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩、過塩素酸塩、過ヨウ素酸塩、及び混合物の少なくとも１つのような電解質は、表４の共晶塩混合物の少なくとも１つのような共晶混合物、本開示の更なる混合物の少なくとも１つ、又は当該分野において知られる混合物を含むかもしれない。セルは、水素、水、及び酸素の源を含むかもしれない。水は、Ｈ２Ｏ、ＨＯＤ、Ｄ２Ｏ、Ｔ２Ｏ、ＤＯＴ、及びＨＯＴの少なくとも１つのような水素、ジュウテリウム、トリチウムの少なくとも１つを含むかもしれない。例示的な共晶塩混合物は、アルカリハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、及び水酸化物から少なくとも２つである。溶融電解質は、セルへの液体の水又は蒸気として供給有される又は大気中から吸収されるそれらであるかもしれないＨ２Ｏの源を更に含むかもしれない。セルはオープンセルを含むかもしれない。酸素は、大気から、ガスとして供給されて、又はＨ２Ｏの断続的な電気分解からであるかもしれない。水素の源は、あるＨ２Ｏを含む電解質の電気分解のような水素の源の断続的な電気分解によって、又はバブリング又は散布、透過のような手段によって、ガスとして供給されるかもしれない。１つの実施例において、セルオペレーション温度は、容器又は電極の腐食のような腐食を引き起こすであろうそれよりも下である。例示的なセルは、［Ｎｉ（Ｈ２）／ＭＮＯ３、ＭＮＯ、ＭＮＯ２、ＭＯＨ、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ３ＰＯ４、Ｍ２ＨＰＯ４、ＭＨ２ＰＯ４、Ｍ２ＭｏＯ４、ＭＮｂＯ３、Ｍ２Ｂ４Ｏ７（Ｍ四ホウ酸塩）、ＭＢＯ２、Ｍ２ＷＯ４、Ｍ２ＣｒＯ４、Ｍ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｍ２ＴｉＯ３、ＭＺｒＯ３、ＭＡｌＯ２、ＭＣｏＯ２、ＭＧａＯ２、Ｍ２ＧｅＯ３、ＭＭｎ２Ｏ４、Ｍ４ＳｉＯ４、Ｍ２ＳｉＯ３、ＭＴａＯ３、ＭＶＯ３、ＭＩＯ３、ＭＦｅＯ２、ＭＩＯ４、ＭＣｌＯ４、ＭＳｃＯｎ、ＭＴｉＯｎ、ＭＶＯｎ、ＭＣｒＯｎ、ＭＣｒ２Ｏｎ、ＭＭｎ２Ｏｎ、ＭＦｅＯｎ、ＭＣｏＯｎ、ＭＮｉＯｎ、ＭＮｉ２Ｏｎ、ＭＣｕＯｎ、ＭＺｎＯｎ、（Ｍはアルカリ又はアンモニウム、及びｎ＝１、２，３、又は４）の１又はそれ以上の水性又は共晶塩電解質／Ｎｉ＋空気］であるが、ここで、水素電極は、透過、散布、又は断続的な電気分解電極である。追加の例は、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４／Ｎｉ＋空気  断続的な充電−放電］、［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−Ｌｉ２ＳＯ４（ａｑ）／Ｎｉ＋空気  断続的な充電−放電］、［Ｎｉ又はＰｔＴｉ／ＮＨ４ＯＨ（ａｑ）／Ｎｉ又はＰｔＴｉ＋空気  断続的な充電−放電］、［Ｎｉ／Ｓｒ（ＯＨ）２又はＢａ（ＯＨ）２（ａｑ）／Ｎｉ＋空気  断続的な充電−放電］、［ＰｔＴｉ又はＮｉ／Ｋ２ＣＯ３（ａｑ）／Ｎｉ又はＰｔＴｉ＋空気  断続的な充電−放電］、及び［ＰｔＴｉ又はＰｄ／ＬｉＯＨ（ａｑ）／Ｐｄ又はＰｔＴｉ＋空気  断続的な充電−放電］である。
【０２５２】
ハイドリノを形成することにより熱的な及び電気的なエネルギの少なくとも１つを生産するＣＩＨＴセル実施例において、Ｈ反応は、Ｈの在庫の一部が繰り返される反応の各サイクル毎にハイドリノに変換されることを除けば、Ｈ反応は再生的である。水和した溶融又は水性の電解質であるかもしれないＫ２ＣＯ３のような電解質から水素及び炭酸塩の例示的な反応は次の通りである。
ＣＯ３２−＋Ｈ２Ｏ  →  ２ＯＨ−＋ＣＯ２                      （１４５）
アノード
ＯＨ−＋１／２Ｈ２  →  Ｈ２Ｏ＋ｅ−                          （１４６）
カソード
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ＣＯ３２−＋Ｈ２                  （１４７）
アノード反応は、触媒として機能するＨ２ＯへのＣＯ３２−の酸化を含む式（１３９）によって与えられるかもしれない。正味のＨの幾らかは、ｎＨ、Ｏ、ｎＯ、ＯＨ、及びＨ２Ｏ（ｎ＝整数）の少なくとも１つが触媒として機能するかもしれないところ、Ｈ（１／ｐ）に変換される。水素の源は、透過、散布、又はバブリングの少なくとも１つと断続的な電気分解とであるかもしれない。その反応は、熱のパワー生成実施例におけるような電極が存在しない場合に、協奏的な様式で起こるかもしれない。特定の熱的な実施例は、Ｋ２ＣＯ３のようなアルカリ炭酸塩のような炭酸塩を含む第２の反応チャンバへと透過により水素を供給する水素透過性の膜及び水素加圧チャンバを含む。
【０２５３】
１つの実施例において、ＣＩＨＴセルは、電気及び熱的なエネルギが負荷に対して発生させられるところ、コージェネレーションシステム（ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む。電気的な及び熱的な負荷の少なくとも１つは、内部的及び外部的の少なくとも１つであるかもしれない。例えば、ハイドリノを形成することにより発生される熱的な又は電気的なエネルギの少なくとも一部は、溶融塩電解質又は溶融反応物を含むＣＩＨＴセルの溶融塩のそれのようなセル温度を維持するかもしれない。電気的なエネルギは、生成物から最初のセル反応物を再生するために電気分解電力（ｐｏｗｅｒ）を少なくとも部分的に供給するかもしれない。１つの実施例において、水性の又は溶融塩電解質は、熱を除き、そして、それを究極的に負荷に移動させる熱交換器の上に、又は、を通してポンプで運ばれるかもしれない。
【０２５４】
ある特定の実施例において、より低いエネルギの水素を形成する反応を維持し、及び反応物を再生する、ここに開示される、パワー、化学的、バッテリ及び燃料電池システムは、ハイドリノを形成する際に消費される水素が置換される必要があり、この消費される水素燃料が水の電気分解から得られるかもしれないことを除き、閉じられ得る。燃料電池は、商用電源、コジェネレーション、原動力、海洋動力、航空機のような電気的なパワー発生のような広い応用の為に使用されるかもしれない。後者の場合、ＣＩＨＴセルは、電気自動車のためのパワー貯蔵としてバッテリを充電するかもしれない。
【０２５５】
パワーは、カソード及びアノード半電池反応物及び反応条件をコントロールすることによりコントロールされるかもしれない。妥当なコントロールされるパラメータは、水素圧力及びオペレーション温度である。燃料電池は、スタックを含む複数のセルの要素であるかもしれない。燃料電池の要素は、積み重ねられるかもしれず、そして、各ジャンクションでの相互接続により順次相互接続されるかもしれない。相互接続は、金属製又はセラミック製であるかもしれない。妥当な相互接続は、電気的に導電性の金属、セラミックス、及び金属−セラミックス複合材である。
【０２５６】
１つの実施例において、セルは、酸化−還元反応生成物及びハイドリノ生成物の少なくとも１つが、生成物抑制を除去するために取り除かれるようにする、オプションである印加電圧に関する極性において、周期的に逆転される。生成物もまた、それぞれ超音波及び加熱のような物理的な及び熱的な方法によって取り除かれるかもしれない。１つの実施例において、電解質は、取り除かれ、ハイドリノを取り除くための加熱のような手段により処理され、そして、置換されるかもしれない。溶融塩又は水性の塩のような電解質は、流されるかもしれず、そして、処理がバッチ又は流れ（フロー）条件の下で起こるかもしれない。
【０２５７】
１つの実施例において、セルは、権限を与えられていない又はライセンスされていない行為を制限するように使用されるかもしれないモニタ及びコントロールシステムを含む。そのシステムは、データを遠くに送ることができるモニタを含むかもしれない。そのシステムは遠隔測定ができるかもしれない。そのシステムは動作しないようにされることができるかもしれない。そのシステムは、遠隔で操作不要にできるかもしれない。
【０２５８】
ＸＩ．化学反応器
本開示はまた、ハイドリノ分子及びハイドリノ水素化物化合物のような、本開示の増大された結合エネルギの水素種及び化合物を生産するための他の反応器（リアクタ）にも関する。更に、触媒反応の生成物は、セルのタイプに依存して、パワー及びオプションとしてプラズマ及び光である。そのようなリアクタは、「水素リアクタ」又は「水素セル」として以降呼ばれる。水素リアクタは、ハイドリノを作るためのセルを含む。ハイドリノを作るためのセルは、化学的リアクタ、又は、ガス放出セル、プラズマトーチ・セル、又はマイクロ波電力セルのようなガス燃料電池、及び電気化学セルの形態をとるかもしれない。ハイドリノを作るためのセルの例示的な実施例は、液体−燃料電池（ｌｉｑｕｉｄ−ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）、固体−燃料電池（ｓｏｌｉｄ−ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）、不均一系−燃料電池（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ−ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）、及びＣＩＨＴセル（ＣＩＨＴ  ｃｅｌｌ）の形態を取るかもしれない。これらのセルの各々は、（ｉ）原子水素の源；（ｉｉ）ハイドリノを作るための、固体触媒、溶融触媒、液体触媒、ガス状触媒、又はこれらの混合物の少なくとも１つ；及び（ｉｉｉ）ハイドリノを作るための触媒及び水素を反応させるための容器を含む。ここにおいて使用され、及び本開示によって考慮されるように、別様に特定されない限りは、用語「水素」は、プロテウム（ｐｒｏｔｅｕｍ）（１Ｈ）だけでなく、ジュウテリウム（ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）（２Ｈ）及びトリチウム（ｔｒｉｔｉｕｍ）（３Ｈ）を含む。ハイドリノ反応の反応物としてジュウテリウムを使用する場合、不均一系燃料及び固体燃料のトリチウム又はヘリウム生成物の比較的微量が予期される。例示的な化学反応混合物及びリアクタは、ＣＩＨＴセル又は本開示の熱的なセル実施例を含むかもしれない。追加的な例示的な実施例は、この「化学的リアクタ」のセクションに与えられる。混合物の反応の間に形成される触媒としてＨ２Ｏを持つ反応混合物の例は、本開示に与えられる。表１及び表３において与えられるそれらのような他の触媒は、増大された結合エネルギの水素種及び化合物を形成するように機能するかもしれない。表３Ａの例示的なＭ−Ｈタイプの触媒は、ＮａＨである。反応及び条件は、反応物、反応物の重量％、Ｈ２圧力、及び反応温度のようなパラメータにおいてこれらの例示的なケースから調整されるかもしれない。妥当な反応物、条件、及びパラメータ範囲は、本開示のそれらである。１つの実施例において、これらの反応混合物は、反応の間に形成される如何なる水酸化物のそれのような高磁場マトリクスシフトを生じるハイドリノ及びＨ２Ｏ触媒を形成するため、Ｈ２及び存在する他の反応物と反応するステンレス鋼リアクタの酸化生成物のような酸素の源を更に含む。
【０２５９】
１つの実施例において、固体燃料反応は、生成物又は中間反応生成物としてＨ２Ｏ及びＨを形成する。このＨ２Ｏは、ハイドリノを形成するために触媒として機能するかもしれない。反応物は、少なくとも１つの酸化−還元反応を含む反応及び、少なくとも１つの酸化剤及び還元剤を含む。還元剤は、アルカリ金属のような金属を含むかもしれない。反応混合物は、水素の源及びＨ２Ｏの源を更に含むかもしれず、そして、カーボン、炭化物、ホウ化物、窒化物、ＴｉＣＮのようなカルボニトリル、又はニトリルのような支持体をオプションとして含むかもしれない。支持体は、金属粉末を含むかもしれない。１つの実施例において、水素支持体は、ＭｏＮｉ、ＭｏＣｕ、及びＭｏＣｏのような本開示のそれらのようなＭｏ又はＭｏ合金を含む。１つの実施例において、支持体の酸化は、支持体を酸化しない反応物混合物（ｒｅａｃｔａｎｔｉｏｎ  ｍｉｘｔｕｒｅ）の他の構成要素を選択すること、非−酸化性の反応温度及び条件を選択すること、及び、当該分野における当業者によって知られるようにＨ２雰囲気のような還元性の雰囲気を維持すること、のような方法によって避けられる。Ｈの源は、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移、希土類水素化物、及び本開示の水素化物からなる群から選択されるかもしれない。水素の源は、カーボン又はアルミナ及び本開示のその他のような支持体の上の貴金属のような本開示のそれらのような解離剤（ｄｉｓｓｏｃｉａｔｏｒ）を更に含むかもしれない。水の源は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｓｂ、及びＰｂのそれらのような水酸化物錯体又は水酸化物のような脱水化合物を含むかもしれない。水の源は、水素の源及び酸素の源を含むかもしれない。酸素源は、酸素を含む化合物を含むかもしれない。例示的な化合物又は分子は、Ｏ２、アルカリ又はアルカリ土類酸化物、過酸化物、又はスーパーオキシド、ＴｅＯ２、ＳｅＯ２、ＰＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＳＯ２、ＳＯ３、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、ＣＯ２、Ｍ２Ｓ２Ｏ８、ＭＭｎＯ４、Ｍ２Ｍｎ２Ｏ４、ＭｘＨｙＰＯ４（ｘ、ｙ＝整数）、ＰＯＢｒ２、ＭＣｌＯ４、ＭＮＯ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ３、Ｃｌ２Ｏ７、及びＯ２（Ｍ＝アルカリ、アルカリ土類又はＭを代替する他のカチオン）である。他の例示的な反応物は、Ｌｉ、ＬｉＨ、ＬｉＮＯ３、ＬｉＮＯ、ＬｉＮＯ２、Ｌｉ３Ｎ、Ｌｉ２ＮＨ、ＬｉＮＨ２、ＬｉＸ、ＮＨ３、ＬｉＢＨ４、ＬｉＡｌＨ４、Ｌｉ３ＡｌＨ６、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２Ｓ、ＬｉＨＳ、ＬｉＦｅＳｉ、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＨＣＯ３、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＨＳＯ４、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＨＰＯ４、ＬｉＨ２ＰＯ４、Ｌｉ２ＭｏＯ４、ＬｉＮｂＯ３、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７（リチウム四ホウ化物（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｔｅｔｒａｂｏｒａｔｅ））、ＬｉＢＯ２、Ｌｉ２ＷＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＧａＣｌ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、Ｌｉ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｌｉ２ＴｉＯ３、ＬｉＺｒＯ３、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＧａＯ２、Ｌｉ２ＧｅＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ２ＳｉＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＣｕＣｌ４、ＬｉＰｄＣｌ４、ＬｉＶＯ３、ＬｉＩＯ３、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＩＯ４，ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＳｃＯｎ、ＬｉＴｉＯｎ、ＬｉＶＯｎ、ＬｉＣｒＯｎ、ＬｉＣｒ２Ｏｎ、Ｌｉ��ｎ２Ｏｎ、ＬｉＦｅＯｎ、ＬｉＣｏＯｎ、ＬｉＮｉＯｎ、ＬｉＮｉ２Ｏｎ、ＬｉＣｕＯｎ、及びＬｉＺｎＯｎ（ｎ＝１、２、３、又は４）、オキシアニオン、強酸のオキシアニオン、酸化剤、Ｖ２Ｏ３、Ｉ２Ｏ５、ＭｎＯ２、Ｒｅ２Ｏ７、ＣｒＯ３、ＲｕＯ２、ＡｇＯ、ＰｄＯ、ＰｄＯ２、ＰｔＯ、ＰｔＯ２、及びＮＨ４Ｘ（Ｘは硝酸塩又はＣＲＣ内に与えられる他の妥当なアニオン）のような分子酸化剤、及び還元剤からなる群から選択される試薬を含む。もう１つのアルカリ金属又は他のカチオンはＬｉと置き換わるかもしれない。酸素の追加の源は、ＭＣｏＯ２、ＭＧａＯ２、Ｍ２ＧｅＯ３、ＭＭｎ２Ｏ４、Ｍ４ＳｉＯ４、Ｍ２ＳｉＯ３、ＭＴａＯ３、ＭＶＯ３、ＭＩＯ３、ＭＦｅＯ２、ＭＩＯ４、ＭＣｌＯ４、ＭＳｃＯｎ、ＭＴｉＯｎ、ＭＶＯｎ、ＭＣｒＯｎ、ＭＣｒ２Ｏｎ、ＭＭｎ２Ｏｎ、ＭＦｅＯｎ、ＭＣｏＯｎ、ＭＮｉＯｎ、ＭＮｉ２Ｏｎ、ＭＣｕＯｎ、及びＭＺｎＯｎ、（Ｍはアルカリ、及びｎ＝１、２、３、又は４）、オキシアニオン、強酸のオキシアニオン、酸化剤、Ｖ２Ｏ３、Ｉ２Ｏ５、ＭｎＯ２、Ｒｅ２Ｏ７、ＣｒＯ３、ＲｕＯ２、ＡｇＯ、ＰｄＯ、ＰｄＯ２、ＰｔＯ、ＰｔＯ２、Ｉ２Ｏ４、Ｉ２Ｏ５、Ｉ２Ｏ９、ＳＯ２、ＳＯ３、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５、Ｃｌ２Ｏ、ＣｌＯ２、Ｃｌ２Ｏ３、Ｃｌ２Ｏ６、Ｃｌ２Ｏ７、ＰＯ２、Ｐ２Ｏ３、及びＰ２Ｏ５のような分子酸化剤、からなる群から選択されるかもしれない。反応物は、ハイドリノを形成する如何なる所望の比であるかもしれない。例示的な反応混合物は、０．３３ｇのＬｉＨ、１．７ｇのＬｉＮＯ３、及び、１ｇのＭｇＨ２及び４ｇの活性炭粉末の混合物である。もう１つの例示的な反応混合物は、ＫＮＯ３（７５ｗｔ％）、針葉樹炭（ｓｏｆｔｗｏｏｄ  ｃｈａｒｃｏａｌ）（Ｃ７Ｈ４Ｏに関するものを含むかもしれない）（１５ｗｔ％）、及びＳ（１０ｗｔ％）のような火薬；ＫＮＯ３（７０．５ｗｔ％）及び針葉樹炭（２９．５ｗｔ％）又は約±１−３０ｗｔ％の範囲内のこれらの比率のもののそれである。水素の源は、式Ｃ７Ｈ４Ｏについて含む炭（ｃｈａｒｃｏａｌ）であるかもしれない。
【０２６０】
反応物及び再生反応及びシステムは、本開示のそれら又は私の以前の米国特許出願で水素触媒リアクタ、ＰＣＴ／ＵＳ０８／６１４５５、４／２４／２００８にＰＣＴ出願；不均一水素触媒リアクタ、ＰＣＴ／ＵＳ０９／０５２０７２、７／２９／２００９にＰＣＴ出願；不均一水素触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１０／２７８２８、３／１８／２０１０にＰＣＴ出願；電気化学的水素触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１１／２８８８９、３／１７／２０１１にＰＣＴ出願；及びＨ２Ｏ−ベース電気化学水素−触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１２／３１３６９、３／３０／２０１２に出願（“ミルズの以前の出願”）（ここにおいてこれらは参照されて組み込まれる）のそれらを含むかもしれない。
【０２６１】
Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応物は、Ｏ種のようなＯの源及びＨの源を含むかもしれない。Ｏ種の源は、Ｏ２、空気、及びＯを含む化合物又は化合物の混合物の少なくとも１つを含むかもしれない。酸素を含む化合物は、酸化剤を含むかもしれない。酸素を含む化合物は、酸素、オキシ水酸化物、水酸化物、過酸化物、及びスーパーオキシドの少なくとも１つを含むかもしれない。妥当な例示的な金属酸化物は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏのようなアルカリ酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯのようなアルカリ土類酸化物、ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＣｏＯのような遷移金属酸化物、及び内部遷移金属及び希土類金属酸化物、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのような他の金属及び半金属のそれら、及び酸素を含むこれら及び他の元素の混合物である。酸化物は、ＭＭ’２ｘＯ３ｘ＋１又はＭＭ’２ｘＯ４（Ｍ＝アルカリ土類、Ｍ’＝Ｆｅ又はＮｉ又はＭｎのような遷移金属、ｘ＝整数）及びＭ２Ｍ’２ｘＯ３ｘ＋１又はＭ２Ｍ’２ｘＯ４（Ｍ＝アルカリ、Ｍ’＝Ｆｅ又はＮｉ又はＭｎのような遷移金属、ｘ＝整数）のような、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのそれらのような他の金属及び半金属のそれら及び、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属カチオンのようなカチオン及び金属酸化物アニオンのような、本開示のそれらのような酸化物アニオン、を含むかもしれない。妥当な例示的な金属オキシ水酸化物は、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｃＯ（ＯＨ）、ＹＯ（ＯＨ）、ＶＯ（ＯＨ）、ＣｒＯ（ＯＨ）、ＭｎＯ（ＯＨ）（α−ＭｎＯ（ＯＨ）グラウト鉱及びγ−ＭｎＯ（ＯＨ）水マンガン鉱）、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＣｏＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、ＲｈＯ（ＯＨ）、ＧａＯ（ＯＨ）、ＩｎＯ（ＯＨ）、Ｎｉ１／２Ｃｏ１／２Ｏ（ＯＨ）、及びＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ（ＯＨ）である。妥当な例示的な水酸化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属のような金属のそれら、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのような他の金属及び半金属のそれらである。妥当な錯体イオン水酸化物は、Ｌｉ２Ｚｎ（ＯＨ）４、Ｎａ２Ｚｎ（ＯＨ）４、Ｌｉ２Ｓｎ（ＯＨ）４、Ｎａ２Ｓｎ（ＯＨ）４、Ｌｉ２Ｐｂ（ＯＨ）４、Ｎａ２Ｐｂ（ＯＨ）４、ＬｉＳｂ（ＯＨ）４、ＮａＳｂ（ＯＨ）４、ＬｉＡｌ（ＯＨ）４、ＮａＡｌ（ＯＨ）４、ＬｉＣｒ（ＯＨ）４、ＮａＣｒ（ＯＨ）４、Ｌｉ２Ｓｎ（ＯＨ）６、及びＮａ２Ｓｎ（ＯＨ）６である。追加的な例示の妥当な水酸化物は、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｎｉ（ＯＨ）２、他の遷移金属水酸化物、Ｃｄ（ＯＨ）２、Ｓｎ（ＯＨ）２、及びＰｂ（ＯＨ）からの少なくとも１つである。妥当な例示的な過酸化物は、Ｈ２Ｏ２、有機化合物のそれら、及びＬｉ２Ｏ２、Ｎａ２Ｏ２、Ｋ２Ｏ２のようなＭ２Ｏ２（Ｍはアルカリ金属）のような金属のそれら、Ｃａ、Ｓｒ、又はＢａ過酸化物のようなアルカリ土類金属過酸化物のそれらのような他のイオン性の過酸化物，ランタノイドのそれらのような他の陽性金属のそれ��、及びＺｎ、Ｃｄ、及びＨｇのそれらのような共有結合性金属過酸化物である。妥当な例示的なスーパーオキシドは、ＮａＯ２、ＫＯ２、ＲｂＯ２、及びＣｓＯ２のようなＭＯ２（Ｍはアルカリ金属）のそれら、及びアルカリ土類金属スーパーオキシドである。
【０２６２】
反応混合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、のそれらのような水酸化物、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、及び水酸化物を形成する他の元素、及び、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、及び本開示のその他を含む１つのような炭酸塩のような少なくとも１つのオキシアニオンの少なくとも１つを含む化合物のような酸素の源のそれらのような水酸化物である。酸素を含む他の妥当な化合物は、アルミン酸塩、タングステン酸塩、ジルコン酸塩、チタン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、硝酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩、及びマンガン酸塩からなる群からのオキシアニオン化合物、酸化物、オキシ水酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、ケイ酸塩、チタン酸塩、タングステン酸塩、及び本開示のその他、の少なくとも１つである。水酸化物及び炭酸塩との例示的な反応は次のように与えられる。
Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｌｉ２ＣＯ３
→  ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＣＯ２                  （１４８）
【０２６３】
他の実施例において、酸素源は、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＣＯ２、Ｐ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、及びＳＯ２のようなガスを直ちに形成する又はガス状のものである。Ｃ、Ｎ、ＮＨ３、Ｐ、又はＳのようなＨ２Ｏ触媒の形成からの還元された酸化物生成物は、ミルズの以前の出願に与えられるようにそれらの源又は酸素と燃焼することにより再び酸化物に変換されるかもしれない。セルは、加熱応用に対して使用されるかもしれない過剰の熱を生成するかもしれず、或いは、熱は、ランキン又はブレイトン・システムのような手段により電気に変換されるかもしれない。その代わりとして、セルは、分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオン及び対応する化合物のようなより低いエネルギの水素種を合成するために使用されるかもしれない。
【０２６４】
１つの実施例において、エネルギの生産及びより低いエネルギの水素種及び化合物の生産の少なくとも１つのためにハイドリノを形成する反応混合物は、Ｈ２Ｏ触媒のような本開示のそれのようなＨ及びＯの少なくとも１つのを含む触媒の源と原子水素の源を含む。その反応混合物は、更に、Ｈ２ＳＯ３、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２ＣＯ３、ＨＮＯ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、Ｈ３ＰＯ３、及びＨ３ＰＯ４のような酸、又は、酸無水物又は無水の酸のような酸の源を含む。後者は、ＳＯ２、ＳＯ３、ＣＯ２、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ５、Ｃｌ２Ｏ７、ＰＯ２、Ｐ２Ｏ３、及びＰ２Ｏ５からなる群の少なくとも１つを含むかもしれない。反応混合物は、Ｍ２Ｏ（Ｍ＝アルカリ）、Ｍ’Ｏ（Ｍ’＝アルカリ土類）、ＺｎＯ又は他の遷移金属酸化物、ＣｄＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ、ＡｇＯ、ＨｇＯ、又はＡｌ２Ｏ３のような塩基及び塩基性無水物の少なくとも１つを含むかもしれない。更に、例示的な無水物は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、及びＰｂのようなＨ２Ｏに対して安定な金属を含む。その無水物は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属酸化物であるかもしれず、そして、含水化合物は水酸化物を含むかもしれない。その反応混合物は、ＦｅＯＯＨ、ＮｉＯＯＨ、又はＣｏＯＯＨのようなオキシ水酸化物を含むかもしれない。その反応混合物は、Ｈ２Ｏの源及びＨ２Ｏの少なくとも１つを含むかもしれない。そのＨ２Ｏは、原子水素の存在の中で、水和及び脱水反応により可逆に形成されるかもしれない。Ｈ２Ｏ触媒を形成するような例示的な反応は次の通りである。
Ｍｇ（ＯＨ）２  →  ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ                            （１４９）
２ＬｉＯＨ  →  Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ                              （１５０）
Ｈ２ＣＯ３  →  ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ                                （１５１）
２ＦｅＯＯＨ  →  Ｆｅ２Ｏ３＋Ｈ２Ｏ                          （１５２）
【０２６５】
１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属のような金属を含むカチオンのようなカチオンのそれら、及び、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのそれらのような他の金属及び半金属のそれら、のような、リン酸塩、１水素リン酸塩、２水素リン酸塩、及び、［ＰｎＯ３ｎ＋１］（ｎ＋２）−、［（ＰＯ３）ｎ］ｎ−のような長鎖のメタリン酸塩、［（ＰＯ３）ｎ］ｎ−（ｎ≧３）のような環状のメタリン酸塩、及びＰ４Ｏ１０のようなウルトラリン酸塩（ｕｌｔｒａｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ）のようなポリリン酸塩の少なくとも１つのような濃リン酸塩を形成する混合物、のようなリン酸塩を含む少なくとも１つの脱水により形成される。例示的な反応は以下の通りである。
【数２７】
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脱水反応の反応物は、Ａｌ（ＯＨ）３及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも１つを含むかもしれないＲ−Ｎｉを含むかもしれない。その反応物は、内在する水素だけでなく、Ｈ２のような水素の源及びアルカリ水酸化物のような本開示のそれらのような金属水酸化物、金属水素化物ＭＨ、アルカリ金属のような本開示のそれらのような金属Ｍを更に含む。例示的な反応は次の通りである。
２Ａｌ（ＯＨ）３＋  →  Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ                  （１５５）
Ａｌ２Ｏ３＋２ＮａＯＨ  →  ２ＮａＡｌＯ２＋Ｈ２Ｏ            （１５６）
３ＭＨ＋Ａｌ（ＯＨ）３＋  →  Ｍ３Ａｌ＋３Ｈ２Ｏ              （１５７）
ＭｏＣｕ＋２ＭＯＨ＋４Ｏ２  →  Ｍ２ＭｏＯ４＋ＣｕＯ＋Ｈ２Ｏ
（Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）                        （１５８）
反応生成物は、合金を含むかもしれない。Ｒ−Ｎｉは、再水和によって再生されるかもしれない。Ｈ２Ｏを形成するための反応混合物及び脱水反応は、次の例示的な反応において与えられるように本開示のそれらのようなオキシ水酸化物を包含し含むかもしれない。
３Ｃｏ（ＯＨ）２  →  ２ＣｏＯＯＨ＋Ｃｏ＋２Ｈ２Ｏ            （１５９）
原子水素は、解離によりＨ２ガスから形成されるかもしれない。水素解離剤は、カーボン又はＡｌ２Ｏ３の上のＮｉ又はＰｔ又はＰｄのような支持体の上のＲ−Ｎｉ又は貴金属又は遷移金属のような本開示のそれらの１つであるかもしれない。その代わりとして、原子Ｈは、本開示のそれらのような膜を通したＨ透過からであるかもしれない。１つの実施例において、セルは、Ｈ２Ｏの拡散を防止しつつ、選択的にＨ２の拡散を許すセラミック膜のような膜を含む。１つの実施例において、Ｈ２及び原子Ｈの少なくとも１つは、Ｈ２Ｏを含む水性の又は溶融電解質のような水素の源を含む電解質の電気分解によりセルに供給される。１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒は、酸又は塩基を無水物の形態にする脱水により可逆的に形成される。１つの実施例において、触媒Ｈ２Ｏ及びハイドリノを形成する反応は、圧力が温度を変化させることにより変化するかもしれないが、セルｐＨ又は活量、温度、及び圧力の少なくとも１つを変化させることにより広がっていく。酸、塩基、又は無水物のような種の活量は、当該分野における当業者により知られるように塩を添加することにより変化させられるかもしれない。１つの実施例において、反応混合物は、ハイドリノを形成する反応へ酸性無水物ガス又はＨ２のようなガスの源であるか又はそれを吸収するかもしれないカーボンのような材料を含むかもしれない。反応物は、如何なる所望の濃度および比であるかもしれない。反応混合物を溶融し、または水性スラリーを含むかもしれない。
【０２６６】
もう１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒の源は、ハロゲン化水素酸、硫酸、消散、及び亜硝酸の少なくとも１と、塩基との間の反応のような酸及び塩基の間の反応である。他の妥当な酸反応物は、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＸ（Ｘ−ハロゲン）、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌＯ４、ＨＮＯ３、ＨＮＯ、ＨＮＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２ＣＯ３、Ｈ２ＭｏＯ４、ＨＮｂＯ３、Ｈ２Ｂ４Ｏ７（Ｍ４ホウ化物）、ＨＢＯ２、Ｈ２ＷＯ４、Ｈ２ＣｒＯ４、Ｈ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｈ２ＴｉＯ３、ＨＺｒＯ３、ＭＡｌＯ２、ＨＭｎ２Ｏ４、ＨＩＯ３、ＨＩＯ４、ＨＣｌＯ４、又はギ酸又は酢酸のような有機酸の水溶液である。妥当な例示的な塩基は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、又はＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、又はＰｂを含む、酸化物、オキシ水酸化物、又は水酸化物である。
【０２６７】
１つの実施例において、反応物は、それぞれ、塩基のカチオン及び酸無水物のアニオン又は塩基無水物のカチオン及び酸のアニオンの化合物及びＨ２Ｏ触媒を形成するため、それぞれ、塩基又は酸無水物と反応する酸又は塩基を含むかもしれない。塩基ＮａＯＨと酸無水物ＳｉＯ２との例示的な反応は次の通りである。
４ＮａＯＨ＋ＳｉＯ２  →  Ｎａ４ＳｉＯ４＋２Ｈ２Ｏ            （１６０）
ここで、対応する酸の脱水反応は以下の通りである。
Ｈ４ＳｉＯ４  →  ２Ｈ２Ｏ＋ＳｉＯ２                          （１６１）
他の妥当な例示的な無水物は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｃｏ、及びＭｇの群からの１つのような元素、合金、又は混合物を含むかもしれない。対応する酸化物は、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ７、ＨｆＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ２Ｏ３、及びＭｇＯの少なくとも１つを含むかもしれない。１つの例示的な実施例において、塩基は、Ｌｉ２ＯのようなＭ２Ｏのような対応する塩基性酸化物を形成するかもしれないＬｉＯＨのようなＭＯＨ（Ｍ＝アルカリ）のようなアルカリ性の水酸化物のような水酸化物、及びＨ２Ｏを含む。塩基性の酸化物は、酸化物生成物を形成するように無水酸化物と反応するかもしれない。Ｈ２Ｏの開放を伴う無水酸化物とＬｉＯＨとの１つの例示的な反応において、生成物酸化物化合物は、Ｌｉ２ＭｏＯ３又はＬｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＶＯ３、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ２ＮｂＯ３、Ｌｉ２ＳｅＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＳｅＯ４、Ｌｉ２ＴｅＯ３、Ｌｉ２ＴｅＯ４、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＣｒＯ４、Ｌｉ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｌｉ２ＭｎＯ４、Ｌｉ２ＨｆＯ３、ＬｉＣｏＯ２、及びＭｇＯを含むかもしれない。他の妥当な酸化物は、Ａｓ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳＯ２、ＳＯ３、ＣＯ２、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ５、Ｃｌ２Ｏ７、ＰＯ２、Ｐ２Ｏ３、及びＰ２Ｏ５の群からの少なくとも１つ、及び当該分野の当業者に知られている他の類似の酸化物である。もう１つの例は、式（１５２）によって与えられる。妥当な金属酸化物の反応は以下の通りである。
２ＬｉＯＨ＋ＮｉＯ  →  Ｌｉ２ＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ                （１６２）
３ＬｉＯＨ＋ＮｉＯ
→  ＬｉＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋１／２Ｈ２        （１６３）
４ＬｉＯＨ＋Ｎｉ２Ｏ３
→  ２Ｌｉ２ＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２            （１６４）
２ＬｉＯＨ＋Ｎｉ２Ｏ３  →  ２ＬｉＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ            （１６５）
Ｆｅ、Ｃｒ、及びＴｉ，のような他の遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのような他の金属又は半金属は、Ｎｉと置き換わるかもしれず、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、及びＣｓのような他のアルカリ金属はＫと置き換わるかもしれない。１つの実施例において、酸化物は、Ｍｏを含むかもしれないが、ここで、Ｈ２Ｏを形成する反応の間に発生期のＨ２Ｏ触媒及びＨが形成され、ハイドリノを形成するように更に反応するかもしれない。例示的な固体燃料反応及び起こり得る酸化還元経路は以下の通りである。
３ＭｏＯ２＋４ＬｉＯＨ  →  ２Ｌｉ２ＭｏＯ４＋Ｍｏ＋２Ｈ２Ｏ  （１６６）
２ＭｏＯ２＋４ＬｉＯＨ  →  ２Ｌｉ２ＭｏＯ４＋２Ｈ２Ｏ        （１６７）
Ｏ２−  →  １／２Ｏ２＋２ｅ−                                （１６８）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ２ＯＨ−＋Ｈ２                          （１６９）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ２ＯＨ−＋Ｈ＋Ｈ（１／４）              （１７０）
ＭＯ４＋＋４ｅ−  →  ＭＯ                                    （１７１）
【０２６８】
反応は、Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３のような解離剤及び水素ガスのような水素の源を更に含むかもしれない。水素は、プロテウム（ｐｒｏｔｅｉｕｍ）、ジュウテリウム（ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）、又はトリチウム（ｔｒｉｔｉｕｍ）又はそれらの組合せの如何なるものであるかもしれない。Ｈ２Ｏ触媒を形成するための反応は、２つの水酸化物から水を形成する反応を含むかもしれない。水酸化物のカチオンは、遷移金属又はアルカリ土類水酸化物とのアルカリ金属水酸化物の反応のそれらのような異なる酸化物状態を持つかもしれない。反応混合物及び反応は、以下の例示的な反応において与えられるように源からのＨ２を包含して更に含むかもしれない。
ＬｉＯＨ＋２Ｃｏ（ＯＨ）２＋１／２Ｈ２
→  ＬｉＣｏＯ２＋３Ｈ２Ｏ＋Ｃｏ                      （１７２）
反応混合物及び反応は、以下の例示的な反応において与えられるようにアルカリ又はアルカリ土類金属のような金属Ｍを包含して更に含むかもしれない。
Ｍ＋ＬｉＯＨ＋Ｃｏ（ＯＨ）２  →  ＬｉＣｏＯ２＋Ｈ２Ｏ＋ＭＨ  （１７３）
１つの実施例において、金属酸化物のＦｅのような金属は、ハイドリノを形成するためＨと反応する触媒として機能するＨ２Ｏを形成する反応の間に酸化−還元反応を受けるように、複数の酸化状態を持つところ、反応混合物は、Ｈの源及びオプションとしてもう１つのＨの源として機能するかもしれない金属酸化物及び水酸化物を含む。例はＦｅＯであるが、ここで、触媒を形成するための反応の間に、Ｆｅ２＋がＦｅ３＋への酸化を受けることができる。例示的な反応は以下の通りである。
ＦｅＯ＋３ＬｉＯＨ
→  Ｈ２Ｏ＋ＬｉＦｅＯ２＋Ｈ（１／ｐ）＋Ｌｉ２Ｏ      （１７４）
１つの実施例において、金属酸化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物のような少なくとも１つの反応物は、酸化剤として機能するが、ここで、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、又はＭｎのような金属原子は、もう１つの可能な酸化状態よりも高い酸化状態にあるかもしれない。触媒及びハイドリノを形成する反応は、少なくとも１つのより低い酸化状態へとその原子が還元を受けるようにするかもしれない。Ｈ２Ｏ触媒を形成するための金属酸化物、水酸化物、及びオキシ水酸化物の例示的な反応は、次の通りである。
２ＫＯＨ＋ＮｉＯ  →  Ｋ２ＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ                      （１７５）
３ＫＯＨ＋ＮｉＯ  →  ＫＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋１／２Ｈ２    （１７６）
２ＫＯＨ＋Ｎｉ２Ｏ３  →  ２ＫＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ                  （１７７）
４ＫＯＨ＋Ｎｉ２Ｏ３  →  ２Ｋ２ＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２  （１７８）
２ＫＯＨ＋Ｎｉ（ＯＨ）２  →  Ｋ２ＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ            （１７９）
２ＬｉＯＨ＋ＭｏＯ３  →  Ｌｉ２ＭｏＯ４＋Ｈ２Ｏ                （１８０）
３ＫＯＨ＋Ｎｉ（ＯＨ）２
→  ＫＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋１／２Ｈ２            （１８１）
２ＫＯＨ＋２ＮｉＯＯＨ
→  Ｋ２ＮｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋ＮｉＯ＋１／２Ｏ２          （１８２）
ＫＯＨ＋ＮｉＯＯＨ  →  ＫＮｉＯ２＋Ｈ２Ｏ                      （１８３）
２ＮａＯＨ＋Ｆｅ２Ｏ３  →  ２ＮａＦｅＯ２＋Ｈ２Ｏ              （１８４）
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、及びＴｉのような他の遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのような他の金属又は半金属は、Ｎｉ又はＦｅと置き換わるかもしれず、そして、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、及びＣｓのような他のアルカリ金属はＫ又はＮａと置き換わるかもしれない。１つの実施例において、反応混合物は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、及びＩｎのようなＨ２Ｏに対して安定な金属の酸化物及び水酸化物の少なくとも１つを含む。加えて、その反応混合物は、Ｈ２ガスのような水素の源、及び、オプションとして、支持体の上の貴金属のような解離剤を含む。
【０２６９】
酸性のＨＣｌと塩基性の無水物ＮｉＯとの例示的な反応は以下の通りである。
２ＨＣｌ＋ＮｉＯ  →  Ｈ２Ｏ＋ＮｉＣｌ２                        （１８５）
ここで、対応する塩基の脱水反応は以下の通りである。
Ｎｉ（ＯＨ）２  →  Ｈ２Ｏ＋ＮｉＯ                              （１８６）
反応物は、ルイス酸又は塩基及びプレンステッド−ラウリ酸及び塩基の少なくとも１つを含むかもしれない。反応混合物及び反応は、以下の例示的な反応において与えられるように水を形成するように酸素を含む化合物と酸が反応するところ、酸素を含む化合物を包含し、そして、更に含むかもしれない。
２ＨＸ＋ＰＯＸ３  →  Ｈ２Ｏ＋ＰＸ５                            （１８７）
ここで、（Ｘ＝ハロゲン）である。ＰＯＸ３のような類似の化合物は、ＳによってＰが置換されたようなもので妥当である。他の例示的な無水物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、又は希土類金属、又は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｃｏ、及びＭｇからなる群からの１つのようなＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、又はＰｂを含む、水酸化物、オキシ水酸化物、又は酸化物のような酸に溶解できる、元素、金属、合金、又は混合物の酸化物を含むかもしれない。対応する酸化物は、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＦｅＯ又はＦｅ２Ｏ３、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｅＯ２、ＳｅＯ３、ＴｅＯ２、ＴｅＯ３、ＷＯ２、ＷＯ３、Ｃｒ３Ｏ４、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ７、ＨｆＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ２Ｏ３、及びＭｇＯを含むかもしれない。他の妥当な例示的な酸化物は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、及びＰｂの群からのそれらである。１つの例示的な実施例において、酸は、ハロゲン化水素酸を含み、そして、生成物はＨ２Ｏ及び酸化物の金属ハロゲン化物である。その反応混合物は更に、Ｈ２ガスのような水素の源、及び、Ｐｔ／Ｃのような解離剤を含むが、ここで、Ｈ及びＨ２Ｏ触媒はハイドリノを形成するために反応する。
【０２７０】
１つの実施例において、固体燃料は、透過膜又はＨ２ガスのようなＨ２源と、Ｐｔ／Ｃのような解離剤と、Ｈ２Ｏに還元される酸化物又は水酸化物を含むＨ２Ｏ触媒の源とを含む。酸化物又は水酸化物の金属は、Ｈの源として機能する金属水素化物を形成するかもしれない。ＬｉＯＨ及びＬｉ２Ｏのようなアルカリ水酸化物及び酸化物の例示的な反応は以下の通りである。
ＬｉＯＨ＋Ｈ２  →  Ｈ２Ｏ＋ＬｉＨ                            （１８８）
Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２  →  ＬｉＯＨ＋ＬｉＨ                          （１８９）
反応混合物は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｌ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、及びＰｂのそれらのようなＨ２Ｏに対する水素還元を受ける金属の酸化物又は水酸化物と、Ｈ２ガスのような水素の源と、Ｐｔ／Ｃのような解離剤と、を含むかもしれない。
【０２７１】
もう１つの実施例において、反応混合物は、Ｈ２ガスのようなＨ２源と、Ｐｔ／Ｃのような解離剤と、Ｈ２Ｏ触媒へと分解するＨ２Ｏ２のような過酸化物化合物と、Ｏ２のような酸素を含む他の生成物とを含む。Ｈ２及びＯ２のような分解生成物の幾らかは、Ｈ２Ｏ触媒をまた形成するように反応するかもしれない。
【０２７２】
１つの実施例において、触媒としてのＨ２Ｏを形成する反応は、糖のアルデヒド及びＨ２Ｏへのような多価アルコールのようなアルコールのそれのような有機脱水反応を含む。１つの実施例において、脱水反応は、アルデヒドを形成するようにターミナル・アルコール（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）からＨ２Ｏの放出を含む。そのターミナル・アルコール（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）は、触媒として機能するかもしれないＨ２Ｏを放出する糖又はその誘導体を含むかもしれない。妥当な例示的なアルコールは、メソ−エリトリトール、ガラクチトールまたはズルシトール、およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）である。例示的な反応混合物は、Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３＋Ｈ２のような糖＋水素解離剤を含む。その代わりとして、反応は、水和の水を少なくとも１つ持つそれのような金属塩の脱水を含む。１つの実施例において、脱水は、ＢａＩ２  ２Ｈ２Ｏ及びＥｕＢｒ２  ｎＨ２Ｏのようなアコイオン（ａｑｕｏ  ｉｏｎｓ）及び塩水和物のような水和物から触媒として機能するＨ２Ｏの損失を含む。
【０２７３】
１つの実施例において、Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、ＣＯ、ＭＮＯ３（Ｍ＝アルカリ）のようなオキシアニオン、ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、又はＳｎＯのような金属酸化物、Ｃｏ（ＯＨ）２のような水酸化物、ＦｅＯＯＨ、ＣｏＯＯＨ、及びＮｉＯＯＨのようなオキシ水酸化物（ｏｘｙｙｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓ）のような酸素を含む化合物、及び、Ｈ２Ｏに還元できる（ｒｅｄｕｃｉｂｌｅ）水素である本開示のそれらのような酸素を含むものの、化合物、オキシアニオン、酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、過酸化物、スーパーオキシド、及び他の組成物の水素還元を含む。酸素又はオキシアニオンを含む例示的な化合物は、ＳＯＣｌ２、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＮａＭｎＯ４、ＰＯＢｒ３、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯ、ＮＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｎ２Ｏ５、Ｎ２Ｏ、ＳＯ２、Ｉ２Ｏ５、ＮａＣｌＯ２、ＮａＣｌＯ、Ｋ２ＳＯ４、及びＫＨＳＯ４である。水素還元のための水素の源は、Ｈ２ガス及び本開示のそれらのような金属水素化物のような水素化物の少なくとも１つであるかもしれない。反応混合物は、酸素を含む化合物又はイオンを形成するかもしれない還元剤を更に含むかもしれない。オキシアニオンのカチオンは、ハロゲン化物、他のカルコゲニド、リン化物、他のオキシアニオン、炭化物、ケイ化物、ヒ化物のようなもう１つのアニオン、又は本開示の他のアニオンを含む生成物化合物を形成するかもしれない。例示的な反応は次の通りである。
４ＮａＮＯ３（ｃ）＋５ＭｇＨ２（ｃ）
→  ５ＭｇＯ（ｃ）＋４ＮａＯＨ（ｃ）＋３Ｈ２Ｏ（ｌ）＋２Ｎ２（ｇ）
（１９０）
Ｐ２Ｏ５（ｃ）＋６ＮａＨ（ｃ）  →  ２Ｎａ３ＰＯ４（ｃ）＋３Ｈ２Ｏ（ｇ）
（１９１）
ＮａＣｌＯ４（ｃ）＋２ＭｇＨ２（ｃ）
→  ２ＭｇＯ（ｃ）＋ＮａＣｌ（ｃ）＋２Ｈ２Ｏ（ｌ）        （１９２）
ＫＨＳＯ４＋４Ｈ２  →  ＫＨＳ  ＋  ４Ｈ２Ｏ                  （１９３）
Ｋ２ＳＯ４＋４Ｈ２  →  ２ＫＯＨ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｓ            （１９４）
ＬｉＮＯ３＋４Ｈ２  →  ＬｉＮＨ２＋３Ｈ２Ｏ                  （１９５）
ＧｅＯ２＋２Ｈ２  →  Ｇｅ＋２Ｈ２Ｏ                          （１９６）
ＣＯ２＋Ｈ２  →  Ｃ＋２Ｈ２Ｏ                                （１９７）
ＰｂＯ２＋２Ｈ２  →  ２Ｈ２Ｏ＋Ｐｂ                          （１９８）
Ｖ２Ｏ５＋５Ｈ２  →  ２Ｖ＋５Ｈ２Ｏ                          （１９９）
Ｃｏ（ＯＨ）２＋  Ｈ２  →  Ｃｏ＋２Ｈ２Ｏ                    （２００）
Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２  →  ２Ｆｅ＋３Ｈ２Ｏ                      （２０１）
３Ｆｅ２Ｏ３＋Ｈ２  →  ２Ｆｅ３Ｏ４＋Ｈ２Ｏ                  （２０２）
Ｆｅ２Ｏ３＋Ｈ２  →  ２ＦｅＯ＋Ｈ２Ｏ                        （２０３）
Ｎｉ２Ｏ３＋３Ｈ２  →  ２Ｎｉ＋３Ｈ２Ｏ                      （２０４）
３Ｎｉ２Ｏ３＋Ｈ２  →  ２Ｎｉ３Ｏ４＋Ｈ２Ｏ                  （２０５）
Ｎｉ２Ｏ３＋Ｈ２  →  ２ＮｉＯ＋Ｈ２Ｏ                        （２０６）
３ＦｅＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  Ｆｅ３Ｏ４＋２Ｈ２Ｏ            （２０７）
３ＮｉＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  Ｎｉ３Ｏ４＋２Ｈ２Ｏ            （２０８）
３ＣｏＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  Ｃｏ３Ｏ４＋２Ｈ２Ｏ            （２０９）
ＦｅＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  ＦｅＯ＋Ｈ２Ｏ                    （２１０）
ＮｉＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  ＮｉＯ＋Ｈ２Ｏ                    （２１１）
ＣｏＯＯＨ＋１／２Ｈ２  →  ＣｏＯ＋Ｈ２Ｏ                    （２１２）
ＳｎＯ＋Ｈ２  →  Ｓｎ＋  Ｈ２Ｏ                              （２１３）
【０２７４】
反応混合物は、アニオンの源又はアニオン及び酸素を含む化合物のような酸素の源及び酸素を含むが、ここで、Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、Ｈ２Ｏを形成するため酸素と反応する源からのオプションとしてのＨ２とのアニオン−酸素交換反応を含む。例示的な反応は次の通りである。
２ＮａＯＨ＋Ｈ２＋Ｓ  →  Ｎａ２Ｓ＋２Ｈ２Ｏ                  （２１４）
２ＮａＯＨ＋Ｈ２＋Ｔｅ  →  Ｎａ２Ｔｅ＋２Ｈ２Ｏ              （２１５）
２ＮａＯＨ＋Ｈ２＋Ｓｅ  →  Ｎａ２Ｓｅ＋２Ｈ２Ｏ              （２１６）
ＬｉＯＨ＋ＮＨ３  →  ＬｉＮＨ２＋Ｈ２Ｏ                      （２１７）
【０２７５】
固体燃料又はＣＩＨＴセル反応混合物のもう１つの実施例において、ハイドリノ反応は、Ｏ及びＳを含む反応物の間の１つのようなカルコゲニドの間の交換反応を含む。四面体テトラチオモリブデン酸アンモニウムのような例示的なカルコゲニド反応物は、（［ＭｏＳ４］２−）アニオンを含む。発生期のＨ２Ｏ触媒及びオプションとして発生期のＨを形成する例示的な反応は、アンモニアの存在中で、硫化水素とモリブデン酸塩［ＭｏＯ４］２−の反応を含む。
［ＮＨ４］２［ＭｏＯ４］＋４Ｈ２Ｓ
→  ［ＮＨ４］２［ＭｏＳ４］＋４Ｈ２Ｏ                  （２１８）
【０２７６】
１つの実施例において、反応混合物は、水素の源、酸素を含む化合物、及びその反応混合物の少なくとも１つの他の元素と合金を形成することができる少なくとも１つの元素を含む。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、酸素がＨ２Ｏを形成するための源からの水素と反応するところ、酸素化合物のカチオンと合金を形成することができる１つの元素及び酸素を含む化合物の酸素との交換反応を含むかもしれない。例示的な反応は以下の通りである。
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋Ｐｄ  →  ＮａＰｂ＋Ｈ２Ｏ              （２１９）
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋Ｂｉ  →  ＮａＢｉ＋Ｈ２Ｏ              （２２０）
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋２Ｃｄ  →  Ｃｄ２Ｎａ＋Ｈ２Ｏ          （２２１）
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋４Ｇａ  →  Ｇａ４Ｎａ＋Ｈ２Ｏ          （２２２）
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋Ｓｎ  →  ＮａＳｎ＋Ｈ２Ｏ              （２２３）
ＮａＡｌＨ４＋Ａｌ（ＯＨ）３＋５Ｎｉ
→  ＮａＡｌＯ２＋Ｎｉ５Ａｌ＋Ｈ２Ｏ＋５／２Ｈ２          （２２４）
【０２７７】
１つの実施例において、反応混合物は、オキシ水酸化物のような酸素を含む化合物及び酸化物を形成する金属のような還元剤を含む。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、金属酸化物及びＨ２Ｏを形成する金属とオキシ水酸化物の反応を含むかもしれない。例示的な反応は以下の通りである。
２ＭｎＯＯＨ＋Ｓｎ  →  ２ＭｎＯ＋ＳｎＯ＋Ｈ２Ｏ              （２２５）
４ＭｎＯＯＨ＋Ｓｎ  →  ４ＭｎＯ＋ＳｎＯ２＋２Ｈ２Ｏ          （２２６）
２ＭｎＯＯＨ＋Ｚｎ  →  ２ＭｎＯ＋ＺｎＯ＋Ｈ２Ｏ              （２２７）
【０２７８】
１つの実施例において、反応混合物は、水酸化物のような酸素を含む化合物、水素の源、及びハロゲンのような異なるアニオン又はもう１つの元素を含む少なくとも１つの他の化合物を含む。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、水酸化物と他の化合物又は元素との反応を含むかもしれないが、ここで、アニオン又は元素はアニオン又は元素のもう１つの化合物を形成するために水酸化物と交換され、そして、Ｈ２ＯはＨ２と水酸化物との反応で形成される。アニオンはハロゲンを含むかもしれない。例示的な反応は、次の通りである。
２ＮａＯＨ＋ＮｉＣｌ２＋Ｈ２  →  ２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｎｉ  （２２８）
２ＮａＯＨ＋Ｉ２＋Ｈ２  →  ２ＮａＩ＋２Ｈ２Ｏ                （２２９）
２ＮａＯＨ＋ＸｅＦ２＋Ｈ２  →  ２ＮａＦ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｘｅ      （２３０）
ＢｉＸ３（Ｘ＝ハロゲン化物）＋４Ｂｉ（ＯＨ）３
→  ３ＢｉＯＸ＋Ｂｉ２Ｏ３＋６Ｈ２Ｏ                      （２３１）
水酸化物及びハロゲン化物化合物は、Ｈ２Ｏ及びもう１つのハロゲン化物を形成する反応が熱的に可逆であるように選択されるかもしれない。１つの実施例において、一般的な交換反応は次の通りである。
ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋１／ｙＭｘＣｌｙ  ＝  ＮａＣｌ＋６Ｈ２Ｏ＋ｘ／ｙＭ
（２３２）
ここで、例示的な化合物ＭｘＣｌｙは、ＡｌＣｌ３、ＢｅＣｌ２、ＨｆＣｌ４、ＫＡｇＣｌ２、ＭｎＣｌ２、ＮａＡｌＣｌ４、ＳｃＣｌ３、ＴｉＣｌ２、ＴｉＣｌ３、ＵＣｌ３、ＵＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＥｕＣｌ３、ＧｄＣｌ３、ＭｇＣｌ２、ＮｄＣｌ３、及びＹＣｌ３である。約１００℃から２０００℃の範囲内のような上げられた温度において、式（２３２）の反応は、約０ｋＪのエンタルピー及び自由エネルギの少なくとも１つを持ち、可逆である。可逆温度は、各反応の対応する熱力学的パラメータから計算される。表される温度範囲は以下の通りである。ＮａＣｌ−ＳｃＣｌ３は約８００−９００Ｋで、ＮａＣｌ−ＴｉＣｌ２は、約３００−４００Ｋで、ＮａＣｌ−ＵＣｌ３は約６００−８００Ｋで、ＮａＣｌ−ＵＣｌ４は約２５０−３００Ｋで、ＮａＣｌ−ＺｒＣｌ４は約２５０−３００Ｋで、ＮａＣｌ−ＭｇＣｌ２は約９００−１３００Ｋで、ＮａＣｌ−ＥｕＣｌ３は約９００−１０００Ｋで、ＮａＣｌ−ＮｄＣｌ３は約＞１０００Ｋで、そして、ＮａＣｌ−ＹＣｌ３は約＞１０００Ｋである。
【０２７９】
１つの実施例において、反応混合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、希土類金属の酸化物及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、及びＴｅのような他の金属及び半金属のそれら、Ｌｉ２Ｏ２、Ｎａ２Ｏ２、及びＫ２Ｏ２、のようなＭ２Ｏ２（Ｍはアルカリ金属）のような過酸化物、ＮａＯ２、ＫＯ２、ＲｂＯ２、及びＣｓＯ２，のようなＭＯ２（Ｍはアルカリ金属）のようなスーパーオキシド、アルカリ土類金属のスーパーオキシド、及び水素の源を含む。イオン性の過酸化物は、更に、Ｃａ、Ｓｒ、又はＢａのそれらを含むかもしれない。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、Ｈ２Ｏを形成するため、酸化物、過酸化物、又はスーパーオキシドの水素還元を含むかもしれない。例示的な反応は、以下の通りである。
Ｎａ２Ｏ＋２Ｈ２  →  ２ＮａＨ＋Ｈ２Ｏ                        （２３３）
Ｌｉ２Ｏ２＋Ｈ２  →  Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ                        （２３４）
ＫＯ２＋３／２Ｈ２  →  ＫＯＨ＋Ｈ２Ｏ                        （２３５）
【０２８０】
１つも実施例において、反応混合物は、少なくとも１つのＨ２のような水素の源、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、希土類金属の水素化物の少なくとも１つのような水素化物及び本開示のそれら及び水素の源又は金属アミドのような可燃性の水素を含む他の化合物、及びＯ２のような酸素の源を含む。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、Ｈ２Ｏを形成するため金属アミドのような化合物、水素化物、Ｈ２を含むかもしれない。例示的な反応は以下の通りである。
２ＮａＨ＋Ｏ２  →  Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ                          （２３６）
Ｈ２＋１／２Ｏ２  →  Ｈ２Ｏ                                  （２３７）
ＬｉＮＨ２＋２Ｏ２  →  ＬｉＮＯ３＋Ｈ２Ｏ                    （２３８）
２ＬｉＮＨ２＋３／２Ｏ２  →  ２ＬｉＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋Ｎ２        （２３９）
【０２８１】
１つの実施例において、反応混合物は、水素の源及び酸素の源を含む。Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応は、Ｈ２Ｏを形成するため、少なくとも１つの水素の源及び酸素の源の分解を含むかもしれない。例示的な反応は以下の通りである。
ＮＨ４ＮＯ３  →  Ｎ２Ｏ＋２Ｈ２Ｏ                            （２４０）
ＮＨ４ＮＯ３  →  Ｎ２＋１／２Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ                  （２４１）
Ｈ２Ｏ２  →  １／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ                              （２４２）
Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２  →  ２Ｈ２Ｏ                                  （２４３）
【０２８２】
この「化学的リアクタ」の節において開示される反応混合物は、ハイドリノを形成するため、水素の源を含む。この源は、水素解離剤及びＨ２ガスのような原子水素の源、又は、本開示の解離剤及び金属水素化物のような金属水素化物の源であるかもしれない。原子水素を供給する水素の源は、水酸化物又はオキシ水酸化物のような水素を含む化合物であるかもしれない。ハイドリノを形成するため反応するＨは、１又はそれ以上の反応物の反応により形成される発生期のＨであるかもしれないが、ここで、少なくとも１つは、水酸化物及び酸化物の反応のような水素の源を含む。その反応はまた、Ｈ２Ｏ触媒を形成するかもしれない。酸化物及び水酸化物は、同じ化合物を含むかもしれない。例えば、ＦｅＯＯＨのようなオキシ水酸化物は、Ｈ２Ｏ触媒を供給するため、及び、脱水の間にハイドリノ反応のために発生期のＨを供給するために、水を失うであろう。
４ＦｅＯＯＨ  →  Ｈ２Ｏ＋Ｆｅ２Ｏ３＋２ＦｅＯ＋Ｏ２＋２Ｈ（１／４）
（２４４）
ここで、反応の間に形成される発生期のＨはハイドリノへと反応する。他の例示的な反応は、ＮａＦｅＯ２＋Ｈ２Ｏのようなアルカリ金属酸化物を形成するため、ＮａＯＨ＋ＦｅＯＯＨ又はＦｅ２Ｏ３のような水酸化物及びオキシ酸化物又は酸化物のそれらであるが、ここで、反応の間に形成される発生期のＨは、ハイドリノを形成するかもしれず、また、Ｈ２Ｏは触媒として機能する。酸化物イオンはＨ２Ｏと反応してＯＨ−を形成するかもしれない。同じ経路は、以下のように水酸化物−ハロゲン化物交換反応で得られるかもしれない。
２Ｍ（ＯＨ）２＋２Ｍ’Ｘ２
→  Ｈ２Ｏ＋２ＭＸ２＋２Ｍ’Ｏ＋１／２Ｏ２＋２Ｈ（１／４）  （２４５）
ここで、Ｍ及びＭ’金属は、Ｃｕ（ＯＨ）２＋ＣｕＢｒ２又はＣｏ（ＯＨ）２＋ＣｕＢｒ２のように、それぞれ、アルカリ土類金属及び遷移金属である。１つの実施例において、過剰のバルクＨ２Ｏは、それが発生期のＨＯＨハイドリノ触媒の形成及び機能を阻害しないように、反応混合物から取り除かれる。１つの実施例において、反応は、反応の前に乾燥されるかもしれない。少なくともＨ２Ｏ及びＨ２の１つは、反応物を再生するために添加されるかもしれず、そして、過剰のバルクＨ２Ｏは、反応が繰り返される前に、取り除かれるかもしれない。１つの実施例において、Ｍ及びＭ’は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、第１３、１４、１５、及び１６族元素、及び本開示のそれらのような水酸化物又はハロゲン化物の他のカチオンからなる群から選択されるかもしれない。ＨＯＨ触媒、発生期のＨ、及びハイドリノの少なくとも１つを形成するための例示的な反応は、以下の通りである。
４ＭＯＨ＋４Ｍ’Ｘ
→  Ｈ２Ｏ＋２Ｍ’２Ｏ＋Ｍ２Ｏ＋２ＭＸ＋Ｘ２＋２Ｈ（１／４）
（２４６）
１つの実施例において、反応混合物は、本開示のそれらのような水酸化物及びハロゲン化物化合物の少なくとも１つを含む。１つの実施例において、ハロゲン化物は、発生期のＨＯＨ触媒及びＨの少なくとも１つの形成及び維持の少なくとも１つを容易にするために機能するかもしれない。１つの実施例において、混合物は、反応混合物の融点を下げるために機能するかもしれない。
【０２８３】
酸−塩基反応は、Ｈ２Ｏ触媒へのもう１つのアプローチである。このようにして、熱的化学的反応は、ハイドリノを形成するための電気化学的反応に類似する。例示的なハロゲン化物及び水酸化物混合物は、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、及びＣｄのそれら、及び、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｅ、Ａｇ、Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｗ、及びＺｎからなる群の低い水の反応性を持つ金属のハロゲン化物及び水酸化物の混合物である。１つの実施例において、反応混合物は、更に、発生期のＨ２Ｏのような触媒及びＨの少なくとも１つの源として機能するかもしれないＨ２Ｏを含む。水は、反応の間に、分解又は別様に反応する水和物の形態にあるかもしれない。
【０２８４】
１つの実施例において、固体燃料は、発生期のＨ及び発生期のＨ２Ｏを形成する無機化合物及びＨ２Ｏの反応混合物を含む。無機化合物は、Ｈ２Ｏと反応する金属ハロゲン化物のようなハロゲン化物を含むかもしれない。反応生成物は、水酸化物、オキシ水酸化物、酸化物、オキシハライド（ｏｘｙｈａｌｉｄｅ）、ヒドロキシハライド（ｈｙｄｒｏｘｙｈａｌｉｄｅ）、及び水和物の少なくとも１つであるかもしれない。他の生成物は、ＸＯ−、ＸＯ２−、ＸＯ３−、及びＸＯ４−（Ｘ＝ハロゲン）のような酸素及びハロゲンを含むアニオンを含むかもしれない。生成物はまた、還元されたカチオン及びハロゲンガスの少なくとも１つであるかもしれない。ハロゲン化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢ、及びハロゲン化物を形成する他の元素の１つのような金属ハロゲン化物であるかもしれない。金属又は元素は加えて、水酸化物、オキシ水酸化物、酸化物、オキシハライド（ｏｘｙｈａｌｉｄｅ）、ヒドロキシハライド（ｈｙｄｒｏｘｙｈａｌｉｄｅ）、水和物、及びＸＯ−、ＸＯ２−、ＸＯ３−、及びＸＯ４−（Ｘ＝ハロゲン）のような酸素及びハロゲンを含むアニオンを持つ化合物を形成する１つ、の少なくとも１つを形成する１つであるかもしれない。妥当な例示的な金属及び元素は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＢの少なくとも１つである。例示的な反応は以下の通りである。
５ＭＸ２＋７Ｈ２Ｏ
→  ＭＸＯＨ＋Ｍ（ＯＨ）２＋ＭＯ＋Ｍ２Ｏ３＋１１Ｈ（１／４）＋９／２Ｘ２
（２４７）
ここで、ＭはＣｕのような遷移金属であり、ＸはＣｌのようなハロゲンである。
【０２８５】
反応混合物は更に、電気的に伝導性で、高い表面積の支持体のような支持体を含むかもしれない。妥当な支持体は、Ｎｉ又はＲ−Ｎｉのような金属粉末、Ｎｉのような金属網、カーボン、ＴｉＣ、及びＷＣのような炭化物、及びホウ化物のような本開示のそれらである。支持体は、Ｐｄ／Ｃ又はＰｄ／Ｃのような解離剤を含むかもしれない。反応物は、所望の如何なるモル比であるかもしれない。１つの実施例において、化学量論比は、ハイドリノを形成するためにＨを供給する、及び、Ｈ２Ｏ触媒を形成するために、反応の間量を優先的にするようなものである。反応温度は、約周囲温度から１５００℃の範囲内のような所望の如何なる範囲内であるかもしれない。圧力範囲は、約０．０１Ｔｏｒｒから５００ａｔｍの範囲内のような所望の如何なるものであるかもしれない。反応は、ここにおいて及び私の以前の米国特許出願において、開示される方法により再生的及び可逆的の少なくとも１であるが、ここで、私の以前の米国特許出願は、水素触媒リアクタ、ＰＣＴ／ＵＳ０８／６１４５５、４／２４／２００８にＰＣＴ出願；不均一水素触媒リアクタ、ＰＣＴ／ＵＳ０９／０５２０７２、７／２９／２００９にＰＣＴ出願；不均一水素触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１０／２７８２８、３／１８／２０１０にＰＣＴ出願；電気化学的水素触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１１／２８８８９、３／１７／２０１１にＰＣＴ出願；及びＨ２Ｏ−ベース電気化学水素−触媒パワーシステム、ＰＣＴ／ＵＳ１２／３１３６９、３／３０／２０１２に出願、であるが、これらはここにおいて参照され組み込まれる。Ｈ２Ｏを形成する反応は、当該分野の当業者によって知られるようにＨ２Ｏを消費する逆反応が起きることを許すように、温度及び圧力のような反応条件を変えることにより可逆であるかもしれない。例えば、Ｈ２Ｏ圧力は、再水和により生成物から反応物を再形成する逆向き反応において増大されるかもしれない。他の場合において、水素−還元生成物は、酸素及びＨ２Ｏの少なくとも１との反応によるような酸化によって再生されるかもしれない。１つの実施例において、逆反応生成物は、逆又は再生反応が進むように、反応から取り除かれるかもしれない。逆反応は、少なくとも１つの逆反応生成物を除くことにより平衡の熱力学に基づいて優先的であることが無い場合においても優先的となるかもしれない。１つの例示的な実施例において、再生された反応物（逆又は再生反応生成物）は、アルカリ水酸化物のような水酸化物を含む。その水酸化物は、溶媒化又は昇華のような方法により取り除かれるかもしれない。後者の場合において、アルカリ水酸化物は、約３５０−４００℃の範囲内で温度が変化しないで、昇華する。反応は、私の米国特許出願のパワープラントシステムにおいて維持されているかもしれない。パワーを生産するセルからの熱エネルギは、以前に開示されたように再生を受けている他の少なくとも１つのセルに熱を供給するかもしれない。その代わりとして、Ｈ２Ｏ触媒を形成する反応及び逆再生反応の平衡は、以前に開示されるようにセルの選択された領域でクーランとにより熱勾配を持つシステム設計の水壁の温度を変化させることによりシフトさせることができる。
【０２８６】
１つの実施例において、Ｃｕ（ＯＨ）２＋ＣｕＢｒ２のような水酸化物及びハロゲン化物化合物混合物の再生反応は、Ｈ２及びＨ２Ｏの少なくとも１つの添加によるかもしれない。ハロゲン化物及び酸化物のような生成物はハロゲン化物の昇華により分離されるかもしれない。１つの実施例において、Ｈ２Ｏは、反応生成物から、ＣｕＢｒ２及びＣｕ（ＯＨ）２のような水酸化物（ｈｙｄｒｏｘｄｅ）及びハロゲン化物（ｈａｌｄｅ）が形成されるようにする加熱条件下で反応混合物に添加されるかもしれない。１つの実施例において、再生は、熱サイクルのステップによって達成されるかもしれない。１つの実施例において、ＣｕＢｒ２のようなハロゲン化物は、Ｈ２Ｏ溶解性であるが、Ｃｕ（ＯＨ）２のような水酸化物は不溶性である。再生された化合物は、フィルタリング又は沈殿法により分離されるかもしれない。化学種は、熱エネルギが反応からであるかもしれないところ、乾燥されるかもしれない。熱は、水蒸気から出されたものから回復されるかもしれない。その回復は、例えば、タービン及び発電機を使用して電気的に発生するもの又は加熱から直接蒸気を使うことにより、又は熱交換器によってであるかもしれない。１つの実施例において、ＣｕＯからのＣｕ（ＯＨ）２の再生は、Ｈ２Ｏ分裂触媒を使用することにより達成される。妥当な触媒は、ＣｕＯ及びＡｌ２Ｏ３、コバルト−リン酸塩（ｃｏｂａｌｔ−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、コバルトホウ酸塩（ｃｏｂａｌｔ  ｂｏｒａｔｅ）、コバルト・ホウ酸トリメチル（ｃｏｂａｌｔ  ｍｅｔｈｙｌ  ｂｏｒａｔｅ）、ニッケル・ホウ酸塩（ｎｉｃｋｅｌ  ｂｏｒａｔｅ）、ＲｕＯ２、ＬａＭｎＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＴｉＯ２、及びＷＯ３を焼結することにより形成されるＣｕＡｌＯ２及びＰｔ／Ａｌ２Ｏ３のような支持体の上の貴金属である。Ｈ２Ｏ分裂触媒を形成する例示的な方法は、それぞれ、０．９２及び１．１５Ｖ（通常の水素電極に対する）のポテンシャルで、ｐＨ９．２、約０．１Ｍのカリウム・リン酸ホウ酸塩（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｂｏｒａｔｅ）電解質内にＣｏ２＋及びＮｉ２＋溶液のコントロールされた電気分解である。例示的な、熱的な可逆固体燃料サイクルは、以下の通りである。
Ｔ１００    ２ＣｕＢｒ２＋Ｃａ（ＯＨ）２  →  ２ＣｕＯ＋２ＣａＢｒ２＋Ｈ２Ｏ
（２４８）
Ｔ７３０    ＣａＢｒ２＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＢｒ  （２４９）
Ｔ１００    ＣｕＯ＋２ＨＢｒ  →  ＣｕＢｒ２＋Ｈ２Ｏ            （２５０）
Ｔ１００    ２ＣｕＢｒ２＋Ｃｕ（ＯＨ）２  →  ２ＣｕＯ＋２ＣａＢｒ２＋Ｈ２Ｏ
（２５１）
Ｔ７３０    ＣｕＢｒ２＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｃｕ（ＯＨ）２＋２ＨＢｒ  （２５２）
Ｔ１００    ＣｕＯ＋２ＨＢｒ  →  ＣｕＢｒ２＋Ｈ２Ｏ            （２５３）
【０２８７】
１つの実施例において、反応物としてＨ２及び生成物としてＨ２Ｏ及び反応物及び生成物の少なくとも１つとしてＨ２又はＨ２Ｏの１又はそれ以上を持つ固体燃料の反応混合物は、如何なる従来の反応の最大の理論自由エネルギが約ゼロであり、それが限定試薬の−５００から＋５００ｋＪ／ｍｏｌｅの範囲内、好ましくは、限定試薬の−１００から＋１００ｋＪ／ｍｏｌｅの範囲内であるように、選択される。反応物及び生成物の混合物は、その自由エネルギが約ゼロであるような最適な大体の温度、及び、その反応が混合物及び温度を維持することをしない場合の反応時間よりも長い期間に定常のパワー又は再生を得ることができるように可逆である最適な大体の温度の１又はそれ以上で維持されるかもしない。その温度は、約＋／−５００℃の範囲内、又は最滴には約＋／−１００℃の範囲内であるかもれない。例示的な混合物及び反応の温度は、８００ＫでＦｅ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｈ２及びＨ２Ｏの化学量論比の混合物、及び、８００Ｋで化学量論比のＳｎ、ＳｎＯ、Ｈ２及びＨ２Ｏである。
【０２８８】
１つの実施例において、ハイドリノを形成するまめ化学的及びＣＩＨＴセル反応の少なくとも１つの生成物は、無機化学化合物と錯体化したＨ２（１／ｐ）のようなハイドリノ又はより低いエネルギの水素種を含む化合物である。その化合物は、アルカリ又はアルカリ土類炭酸塩又は水酸化物又は本開示のそのような化合物のようなオキシアニオン化合物を含むかもしれない。１つの実施例において、生成物は、Ｍ２ＣＯ３・Ｈ２（１／４）及びＭＯＨ・Ｈ２（１／４）（Ｍ＝アルカリ又は本開示の他のカチオン）錯体の少なくとも１つを含む。その生成物は、それぞれ、Ｍ（Ｍ２ＣＯ３・Ｈ２（１／４））ｎ＋）及びＭ（ＫＯＨ・Ｈ２（１／４））ｎ＋を含む正のスペクトルにおける一連のイオンとしてＴｏＦ−ＳＩＭＳによって同定されるかもしれないが、ここで、ｎは整数及び整数及び整数ｐ＞１は４に置き換えられるかもしれない。１つの実施例において、ＳｉＯ２又は石英のようなケイ素及び酸素を含む化合物は、Ｈ２（１／４）に対するゲッタとして機能するかもしれない。Ｈ２（１／４）に対するゲッタは、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、内部遷移金属、希土類金属、金属、ＭｏＣｕのようなＭｏ合金のような合金、及び本開示のそれらのような水素貯蔵材料の組合せを含むかもしれない。
【０２８９】
本発明の化合物は、好ましくは、０．１原子百分率よりも高い純度である。より好ましくは、その化合物は１原子百分率よりも高い純度である。更により好ましくは、その化合物は１０原子百分率よりも高い純度である。最も好ましくは、その化合物は５０原子百分率よりも高い純度である。もう１つの実施例において、その化合物は９０原子百分率よりも高い純度である。もう１つの実施例において、その化合物は９５原子百分率よりも高い純度である。
【０２９０】
その化合物の応用は、バッテリ、燃料電池、切削材、軽量高強度構造用材料及び合成繊維、熱電子発電機用のカソード、フォトルミネッセンス化合物、腐食耐性被膜、耐熱性被膜、照明用蛍光体、光学コーティング、光ファイバ、超紫外線レーザ媒体、光ファイバーケーブル、磁石及び磁気コンピュータ記憶媒体、及び半導体製造におけるエッチング剤、マスキング剤、ドーパント、燃料、爆薬、及び推進薬における使用を含む。増大された結合エネルギ水素化合物は、化学合成処理方法及び精製方法において有用である。増大された結合エネルギ水素イオンは、高電圧電解質セルの電解質の負のイオンのような応用を持つ。
【０２９１】
１つの実施例において、ハイドリノは、本開示の固体燃料のような水素の源及び触媒の源を加熱することにより形成される。加熱は、熱的な加熱及び振動加熱の少なくとも１つであるかもしれない。実験的に、ラマン分光法は、ハイドリノがＬｉのようなアルカリ金属を含む混合物のようなハロゲン化物及び水酸化物の混合物のような固体燃料をボールミルすることにより形成されることを、確認する。例えば、逆ラマン効果ピークが、ボールミルされたＬｉＯＨ＋ＬｉＩ及びＬｉＯＨ＋ＬｉＦから、２３０８ｃｍ−１で観測される。このようにして、妥当な例示的な混合物は、ＬｉＯＨ＋ＬｉＩ又はＬｉＦである。１つの実施例において、熱的な及び振動による加熱の少なくとも１つは、爆発により達成される。この場合、追加的なエネルギ反応は、ハイドリノを形成することにより供給される。
【０２９２】
１つの実施例において、ｌ量子数が非ゼロであるので、Ｈ２（１／ｐ）は、ＭＲＩの常磁性造影剤として機能するかもしれない。
【０２９３】
ΔＪ＝＋１の規模の回転選択則を許す非ゼロのｌ量子数は、Ｈ２（１／ｐ）分子レーザを許容する。
【０２９４】
１つの実施例において、Ｈ２（１／ｐ）は常磁性体であるので、それは、Ｈ２よりも高い液化温度を持つ。
【０２９５】
ＸＩＩ．実験
Ａ．  例示的なＣＩＨＴセル試験結果
各セルがアノード、共晶溶融塩電解質、及び不活性アルミナ坩堝内に含まれるカソードを含む、溶融塩ＣＩＨＴセル（複数）は、大気中で組み立てられ、例示的な温度範囲の３０から５０℃（３１Ｔｏｒｒから９３Ｔｏｒｒ  Ｈ２Ｏ）において維持された水発生器を用いることにより、又は、Ｈ２Ｏ容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を通してアルゴンのキャリアガスをバブリングすることにより、Ｈ２Ｏが供給される閉鎖された容器の中で加熱された。電解質は、ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒのような溶融塩を、及び、オプションとしてＭｇＯのようなマトリクスを含んだ。セルは、断続的な電気分解の下でオペレーションされたが、ここで、水素は放電アノードで形成され、そして、酸素がＨ２Ｏから放電カソードで形成された。放電の間に、正味の過剰な電気的エネルギの収支（バランス）が達成されるように、過剰の電流及びエネルギが生じるように、発生期のＨ２Ｏ触媒及びハイドリノを形成するように、反応及び電流は反転された。もう１つの変形において、このセルのタイプは、空気に部分的に開放してオペレーションされた。もう１つのタイプは、飽和ＫＯＨのような水性電解質、及び異なるカソード及びアノードを含んでいたが、これらは、空気に対して開放の断続的な電解質条件の下でオペレーションされた。［Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ（閉鎖又は空気）］、及び［［Ｃｏ粉末  カーボンブラック／ＫＯＨ（飽和水溶液）／Ｎｉ（空気）］のような、［アノード／電解質／カソード］で示される例示的なセルからの結果は、以下に与えられる。
【０２９６】
５０８１３ＳＣＳ４−５２８−ハイパーセル（Ｈｙｐｒ  ｃｅｌｌ）−Ｃｏ  ＴＣＡ−１＋１（ＳＫＯ）カソード  約０．１ｇの水蒸気賦活性炭粉末付
ハイパーセル−ＣＮｉ６／ＳＡＣ粉末付リチウム化されたＮｉＯカソード
Ｃｏ  ＴＣＡ／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ＋ＭｇＯ／ＣＮｉ６の１層（Ｃｈｉｎａ）／リチウム化ＮｉＯの１層（０４２５１３ＭＣ１８１）約０．１ｇの水蒸気賦活性炭粉末付−水平に束ねられた
アノード：Ｃｏ  ＴＣＡ（０５０２１３ＭＣ１８８）  ２．０インチ  外形（ＯＤ）、０．０１インチのＳＳ  チューブの上に１．５インチのＮｉ透過性ディスクに渡って上面及び底面に置かれる（１３．９５３ｇ）
カソード：ＣＮｉ６の１層（Ｃｈｉｎａ）  セルメット／リチウム化ＮｉＯの１層（０４２５１３ＭＣ１８１）約０．１ｇの水蒸気賦活性炭粉末付（ＳＡＣ）−水平に束ねられた
７．５ｇのＬｉＯＨ＋３７．５ｇのＬｉＢｒ＋１２ｇのＭｇＯ  ２−１／１６インチ・セラミック・スペーサ付
累積正味ゲイン（Ｃｕｍｕｌ  Ｎｅｔ  Ｇａｉｎ）＠０．６Ｖ−Ｔ  １．８８  Ｘ
累積正味Ｅ（Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｎｅｔ  Ｅ）＠０．６Ｖ−Ｔ  ４．２０  Ｗｈｒ
累積放電Ｅ（Ｃｕｍｕｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｅ）＠０．６Ｖ−Ｔ  ８．９８  Ｗｈｒ
Ｈ２  Ｐｅｒｍ  Ｔｈｅｏ  ｔｏ  ０．６Ｖ−Ｔ：  １．６１  Ｗｈｒ
Ｈ２  Ｒａｔｅ  Ａｖ  ｔｏ  ０．６Ｖ−Ｔ：  ２．９０  ｎｍｏｌ／ｃｍ２／ｓ
正味ゲイン（Ｎｅｔ  Ｇａｉｎ）−Ｈ２  Ｔｈｅｏ  ＠０．６Ｖ−Ｔ：２．６  Ｗｈｒ
セルパワー（Ｃｅｌｌ  Ｐｏｗｅｒ）＠０．６Ｖ  Ｂａｓｅ：１１９．３  ｍＷ
平均（Ａｖｅｒａｇｅ）ＩＲ  ｔｏ  ０．６Ｖ−Ｔ  ８８．１  ｍＯｈｍｓ
面積電流密度（Ａｒｅａ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（アノード）：９．９ｍＡ／ｃｍ＾２
面積電流密度（Ａｒｅａ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（カソード）：９．９ｍＡ／ｃｍ＾２
体積電流密度（Ｖｏｌ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（アノード）  ３０．８ｍＡ／ｃｍ＾３
体積電流密度（Ｖｏｌ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（カソード）：９．９ｍＡ／ｃｍ＾３
位置（Ｌｏｃａｔｉｏｎ）：ＭＳＴＡＴ  −１０
ＯＣＶ：１．０１０５  Ｖ
セル持続時間（Ｃｅｌｌ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）  ｔｏ  ０．６Ｖ−Ｔ：１１６．８  ｈｒｓ
全セル持続時間（Ｆｕｌｌ  Ｃｅｌｌ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）：１１９．９  ｈｒｓ
セルタイプ（Ｃｅｌｌ  Ｔｙｐｅ）：透過（Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ）
雰囲気タイプ（Ａｔｍ  Ｔｙｐｅ）：空気  ２０．９  ％  Ｏ２
流速（Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅ）  Ｎ／Ａ  Ｎ／Ａ
加湿（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）：ＮＡ  ＲＴ  ℃
ゲッター（Ｇｅｔｔｅｒ）：  Ａ  ＠Ｔｏｐ  ＨａｎｄＭ
プログラム充電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｈａｒｇｅ）：０．２ｓ  ２００  ｍＡ
プログラム放電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）：０．４ｓ  ／０．６Ｖ  ２００  ｍＡ
熱（Ｈｅａｔ）（ＩＢ，ＯＢ，ＯＭ／Ｔａｋｅｎ）：４０７  ４／８／２０１３
終了日付（Ｅｎｄｅｄ  Ｄａｔｅ）／理由（Ｒｅａｓｏｎ）：ｏｎ  ｆｌｏｏｒ  ０．６Ｖ  ４／１３／２０１３
セル修正（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ）：ＨＴ  ＴＣ
ゲイン（Ｇａｉｎ）  ＠０．６Ｖ  ｆｌｏｏｒ（１１６．８４ｈｒｓ）＝１．８７８ｘ，正味エネルギ＝４．１９９Ｗｈｒ
Ｈ２  ｐｅｒｍ．  ｔｈｅｏ＠１１６．８４ｈｒｓ＝１．６１Ｗｈｒ，ｒａｔｅ＝２．９  ｎｍｏｌ／ｃｍ２／ｓ
【０２９７】
セル（Ｃｅｌｌ）  ［０８２２１２ＪＴ１−４３］  １５６．５  ｈｒｓ  でスタート
最新即時ゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｇａｉｎ）：１．８０  Ｘ
最新累積正味ゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｎｅｔ  Ｇａｉｎ）：１．８０  Ｘ
最新累積放電Ｅ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：１０．３２８  Ｗｈｒ
最新累積充電Ｅ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：５．７３９  Ｗｈｒ
最新累積正味Ｅ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｎｅｔ  Ｅ）：４．５８８  Ｗｈｒ
セル平均パワー（Ｃｅｌｌ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ）：１０２．７  ｍＷ
終期セルパワー（Ｃｅｌｌ  Ｐｏｗｅｒ  ａｔ  ｅｎｄ）：９６．６  ｍＷ
セル継続パワー（Ｃｅｌｌ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｏｗｅｒ）：３０  ｍＷ
面積パワー密度（Ａｒｅａ  Ｐｗｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）  （アノード）：５．７５  ｍＷ／ｃｍ＾２
位置（Ｌｏｃａｔｉｏｎ）：ＢＬＰＢ−１１
７２時間での電圧範囲（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｒａｎｇｅ  ａｔ  ７２  ｈｏｕｒｓ）：１．０９−１．０４  Ｖ，  定常状態（ｓｔｅａｄｙ  ｆｏｒ）  １５６．５  ｈｒｓ
最新稼働時間（Ｌａｔｅｓｔ  Ｒｕｎｔｉｍｅ）：１５６．５  ｈｒｓ
セル・タイプ（Ｃｅｌｌ  Ｔｙｐｅ）：Ｈ２  ＰＳｐａｒｇｅ，８００  Ｔｏｒｒ  ０．０１５インチの厚みのＮｉ  ＴＴＣ（Ｎｉ  ２５５  粉末）  円板膜  マッチング片へのＮｉシーム溶接付、中央に１／８インチのステンレス鋼のガス・ラインが溶接され；正味のトップ円板表面積は約１９  ｃｍ２
Ｈ２透過速度（Ｈ２  Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）：４．４Ｘ１０−９ｍｏｌｅｓ  Ｈ２／ｃｍ２／ｓ
雰囲気タイプ（Ａｔｍ  Ｔｙｐｅ）：Ａｉｒ  ２０．９％  Ｏ２
加湿（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）：無（ｎｏｎｅ）
プログラム充電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｈａｒｇｅ）：２ｓ，  １００  ｍＡ
プログラム放電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）：４ｓ，  １００ｍａ
電圧が．９０Ｖに達するとプログラム停止（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｓｔｏｐ  ｗｈｅｎ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｒｅａｃｈｅｓ  ．９０Ｖ）
【０２９８】
１２１９１２ＪＧ１−１３３７：Ｃｕ−Ｃｏ（ＴＣＡ，Ｈ２透過）／ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ／Ｌｉ２Ｏ−ＮｉＯ（空気）
アノード：３インチ  直径  Ｃｕ−Ｃｏ  ＴＣＡ（３片）  ２インチで被覆  直径  Ｎｉ（０．０１インチ）  透過ディスク
カソード：Ｌｉ２Ｏ−ＮｉＯ，３インチ  直径×１．５インチ（高さ）ゼリーロール。
電解質：５０ｇ  ＬｉＯＨ，２５０ｇ  ＬｉＢｒ
セル温度：４２０℃，  Ｈ２：９４５  Ｔｏｒｒ
充電／放電：０．２ｓ／０．４ｓ，６００ｍＡ，電圧下限：０．６５Ｖ
ゲイン＝１．５８
【０２９９】
１２１８１２ＪＨ−５０５：Ｃｕ−Ｃｏ  （ＴＣＡ）／ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ−ＭｇＯ／ＮｉＯ（空気）
アノード：１．５インチ直径  Ｃｕ−Ｃｏ  ＴＣＡ  （２片）
カソード：ＮｉＯ，１．５インチ直径×１．５インチ高さ  ゼリーロール。
電解質：１５ｇ  ＬｉＯＨ，７５ｇ  ＬｉＢｒ
セル温度：４２０℃
充電／放電：０．２ｓ／０．４ｓ，６００ｍＡ，下側電圧限界：０．７０Ｖ
ゲイン＝１．７８
【０３００】
１０２２１２ＧＣ１−１２６７＃  （透過セル，高頻度，円柱カソード）（Ｂ−３＃）  テープキャスト（８４％Ｃｏ＋１６％Ｃｕテープキャスト  支持体内にＮｉセルメット（ｃｅｌｍｅｔ）  ＣＮ６Ｃ）  被覆  Ｎｉメッシュ以下により保護  使用Ｎｉディスク／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（空気開放）  充電６０ｍＡで０．２ｓ間；放電６０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：テープキャスト  Ｎｉメッシュ−Ｎｉディスク（ｄ：１．５インチ，２３．９７ｇ  全体）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：２．０インチ；ｈ：２．７インチ）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔｓｅｔ＝４４５℃，Ｔｒｅａｌ  ４２０℃
注：初期ＯＣＶは１．０１８９Ｖだった。パワー密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）４．５２ｍＷ／ｃｍ＾２。
アノード  ０７２６１２ＴＣＡ，３片  被覆，１０．５１ｇ，全体２３．９７ｇ。Ｈ２  初期圧力８０５．４Ｔｏｒｒ。
（１０／２５／２０１２）：２ｄ＋１３ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８７５Ｖ；即時のゲイン：１．８９×；内部抵抗：１７３ｍ  ｏｈｍ；正味：０．９８  Ｗｈ。
（１０／２６／２０１２）：３ｄ＋５ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８７４Ｖ；即時のゲイン：１．８９×；内部抵抗：１７３ｍ  ｏｈｍ。正味：１．２４Ｗｈ。４日後終了及び回収された試料。全エネルギ：２．６４Ｗｈ／１．４０Ｗｈ＝１．８９×。
２３．９６ｇ  残り，損失０．０１ｇ（形成されたＮｉＯ，エネルギ：０．００８３Ｗｈ）；Ｈ２  エネルギ寄与は０．６４Ｗｈだったが、透過速度計算から；余分なエネルギ＝１．２４Ｗｈ−０．６４Ｗｈ−０．００８３Ｗｈ＝０．５９Ｗｈ。腐食は見られない。
【０３０１】
１０２２１２ＧＣ２−１２６８＃（透過セル，高頻度，円柱カソード）（Ｂ−５＃）テープキャスト（８４％Ｃｏ＋１６％Ｃｕテープキャスト  支持体内にＮｉセルメット（ｃｅｌｍｅｔ）ＣＮ６Ｃ）被覆Ｎｉメッシュ以下により保護  使用Ｎｉディスク／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  円柱（空気開放）充電６０ｍＡで０．２ｓ間；放電６０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：テープキャスト  Ｎｉメッシュ−Ｎｉディスク（ｄ：１．５インチ，２５．３４ｇ  全体）；Ｃ：ＮｉＯ  円柱（ｄ：２．０インチ；ｈ：２．７インチ）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ＋３５ｇ  ＭｇＯ；Ｔ  ｓｅｔ＝４８０℃，Ｔ  ｒｅａｌ  ４２０℃
注：初期ＯＣＶは０．９８１Ｖだった。パワー密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）４．４７ｍＷ／ｃｍ＾２。
アノード０７２６１２ＴＣＡ，３片  被覆，１０．４０ｇ，全体２５．３４ｇ。Ｈ２  初期圧力８０６．４Ｔｏｒｒ。
（１０／２５／２０１２）：２ｄ＋１３ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８２３Ｖ；即時のゲイン：１．９０ｘ；内部抵抗：１６０ｍ  ｏｈｍ；Ｎｅｔ：０．９３Ｗｈ。
（１０／２６／２０１２）：３ｄ＋５ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８２１Ｖ；即時のゲイン：１．８９ｘ；内部抵抗：１６０ｍ  ｏｈｍ。正味：１．１８Ｗｈ。４日後終了及び回収された試料。全エネルギ：２．５１Ｗｈ／１．３３Ｗｈ＝１．８９×。２５．５８ｇ残り，増加０．２４ｇ  残存不溶性ＭｇＯのため；Ｈ２エネルギ寄与は０．５３Ｗｈだったが、透過速度計算から；余分なエネルギ＝１．１８Ｗｈ−０．５３Ｗｈ＝０．６５Ｗｈ。腐食は見られない。
【０３０２】
０９０７１２ＧＣ２−１２２４＃（透過セル，円柱カソード，Ｈ２圧力：９００Ｔｏｒｒ）（Ｂ−１９＃）使用Ｎｉディスク／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（空気開放）充電５０ｍＡで０．２ｓ間；放電５０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：使用Ｎｉディスク（ｄ：１．７５インチ，３３．７６ｇ  全体）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：２．２５インチ；ｈ：３インチ）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ  ｓｅｔ＝４８０℃，Ｔ  ｒｅａｌ  ４３０℃。初期ＯＣＶは１．０９２Ｖだった。パワー密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）３．２０ｍＷ／ｃｍ＾２。電流は１００ｍＡ迄変化された。（９／１８／２０１２）：８ｄ＋２１ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．７９６Ｖ；即時のゲイン：１．５７ｘ；内部抵抗：３５８ｍ  ｏｈｍ；正味エネルギ：４．１６Ｗｈ。（９／１９／２０１２）：９ｄ＋１７ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．７４１Ｖ；即時のゲイン：１．５３ｘ；内部抵抗：３２０ｍ  ｏｈｍ；正味エネルギ：４．５４Ｗｈ。停止され、秤量され、同じオペレーション・パラメータ及びパフォーマンスで再開：全エネルギ：１２．３６Ｗｈ（放電）／７．５１Ｗｈ（充電エネルギ）＝１．６５×。重量：３３．７６ｇ（前）；３３．６８ｇ（後）。セル１２２４の結果は、Ｎｉ透過アノードがＨ２透過で安定化でき、それは約１．２５Ｅ−８ｍｏｌｅｓ／ｓ  ｃｍ２（２．５ｍＷ／ｃｍ２）。
【０３０３】
０９２４１２ＳＣＳ１−１１８  試験−再溶接（ＴＩＧスポット溶接）  Ｍｏプレート＠８０ｍＡ／ｃｍ＾２
Ｍｏ（１００）ｗ／再溶接Ｎｉ／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：Ｍｏ（１００）ｗ／再溶接Ｎｉ  １ｃｍ２  ｓｑｕａｒｅ（２．４５７ｇ）
カソード：Ｎｉ６−ＮｉＯ  Ｒｏｌｌ  ２インチ  高さ×１．５インチ  ＯＤ（２７．３５３ｇ）
１５  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ  ｗｉｔｈ  〜２ｍｍ  リングスペーサ
位置：Ａｒｂｉｎ３  −１
ＯＣＶ：１．１０４７Ｖ
充電プログラム：１ｓ  ８０ｍＡ
放電プログラム：２ｓ／０．７Ｖ  ８０ｍＡ
【０３０４】
０９２４１２ＳＣＳ３−１２０  テスト合金  ＨＴＴＢで作製  ＭｏＮｉ  ５０：５０＠４０ｍＡ／ｃｍ＾２
ＭｏＮｉ（５０−５０）  ＨＴＴＢ／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：ＭｏＮｉ（５０−５０）  ＨＴＴＢ  １ｃｍ２  ｓｑｕａｒｅ（２．７２４ｇ）
カソード：Ｎｉ６−ＮｉＯ  Ｒｏｌｌ  ２インチ  高さ×１．５インチ  ＯＤ（３２．６０２ｇ）
１５  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ  付〜２ｍｍ  リングスペーサ
ＯＣＶ：９９６ｍＶ
充電プログラム：１ｓ  ２５ｍＡ
放電プログラム：２ｓ／０．８Ｖ  ２５ｍＡ
【０３０５】
セルの名前：０８２８１２ＪＴ１−４５（Ｍｏを電気めっきして再生された）。アノード：２枚の市販の０．０２インチの厚みのＭｏＣｕ  ５／５ａｔ．％  ホイル（Ａｍｅｔｅｋ）  １．５インチの直径は、１インチのＩＤを持つ０．０２インチの厚みのＮｉシムを用いて溶接された。トップのＭｏＣｕホイルは中央に０．２５インチの直径の孔を持ち、そこに０．２５インチＯＤで８インチの高さのＮｉチューブが溶接された。カソード：５ｍｍの厚みの酸化されたＮｉセルメット（Ｃｅｌｍｅｔ）ゼリーロール１．５インチの直径で２インチの高さと、０．４６８インチの孔が中心にある。電解質：１５ｇのＬｉＯＨ及び７５ｇのＬｉＢｒは秤量され、アルミナ坩堝内に配置され、そして、４３０℃まで加熱された。アセンブリ：アノードは、水素透過セット・アップを用いて０．２ｔｏｒｒまで減圧してリーク・チェックを行った。リーク・チェックに続き、アノードは真空下に維持するように閉鎖され、水素供給タンクが水素で９９８．１ｔｏｒｒまで満たされた。アノードは、それから、満たされ、９７１．２ｔｏｒｒとして圧力が記録された。アノードは、次に電解質内に置かれ、タンク内の圧力が殆ど９７３．１ｔｏｒｒまで高められた。これは、セルの圧力に対する最初の値であった。これらの３つの圧力及び全アセンブリの計算された体積は使用され、アノードの代やフラムを通して移動する水素の量に対する計算が発生した。
【０３０６】
【表５】
2019036551.tif 000034
【０３０７】
この点まで、セルは、３．１１Ｗｈの正味のエネルギを持っていた。乏しいゲインの結果、セルを再生するために０．５ｇ  ＭｏＯ２を添加した。そうするため、ＭｏＯ２を電解質に流し込みつつ、セルは電解質バスから一瞬取り除かれた。セルアセンブリは、そして、バス内に置き戻され、テスト・スケジュールがセルに１．２Ｖを印加した。初期電流約３００ｍＡが要求されたが、６時間続いた全持続時間に渡って漸近的に５８ｍＡに低下した。ＭｏＯ２処理に続いて、２／．４ｓ  ５０ｍＡのスケジュールが適用された。日付及び電圧範囲は以下に示される。
【０３０８】
【表６】
2019036551.tif 000035
【０３０９】
第７日目に、セルは新たな正味２．４６Ｗｈ及を持ち、水素からの平均パワーは１．９６ｍＷであった。セルは、２／．４ｓの波形で運転され、５０ｍＡで０．８２４−０．８６７Ｖの間でオペレーションされ、正味．３６Ｗｈを３６時間のコースに渡って得た。第２８日に、水素圧力は横ばい状態になり、そして、セルは外部Ｈ２を必要としなくなった。
【０３１０】
０９２４１２ＧＣ１−１２４１＃（透過セル，高頻度，円柱カソード）（Ｂ−８＃）使用Ｍｏ−Ｍｏディスク／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ円柱（空気開放）充電５０ｍＡで０．２ｓ間；放電５０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：使用Ｍｏ−Ｍｏディスク（ｄ：１．５ｃｍ，９．６７ｇ  全体）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：２．２５インチ；ｈ：３インチ）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ＋３５ｇ  ＭｇＯ；Ｔ  ｓｅｔ＝４９０℃，Ｔ  ｒｅａｌ  ４２０℃
【表７】
2019036551.tif 000036
【０３１１】
０９１９１２ＧＣ２−１２３８＃（高頻度，小矩形アノード，円柱カソード）（Ａ−１５＃）Ｍｏ−Ｃｕホイル矩形／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（空気開放）  充電８０ｍＡで０．２ｓ間；放電８０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｃｕ（５０：５０；１ｃｍ＾２，２．３９ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：１．５インチ；ｈ：２インチ）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ  ｓｅｔ＝４８５℃，Ｔ  ｒｅａｌ  ４２０℃
注：初期ＯＣＶは０．８９６Ｖだった。パワー密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）６０．０ｍＷ／ｃｍ＾２。（９／２０／２０１２）：２２ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．６９９Ｖ；即時のゲイン：１．６３×；内部抵抗：３２３ｍ  ｏｈｍ。（９／２１／２０１２）：１ｄ＋１４ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．６９８Ｖ；即時のゲイン：１．４６ｘ；内部抵抗：３１６ｍ  ｏｈｍ。
【０３１２】
０９１７１２ＧＣ２−１２３４＃（Ｈ２透過セル−アノード  Ｎｉ−Ｃｏテープキャストで被覆，高頻度，円柱カソード）（Ｂ−１２＃）Ｎｉディスク（０９０５１２ＴＣＡ）／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（空気開放）  充電５０ｍＡで０．２ｓ間；放電５０ｍＡで０．４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：Ｎｉ透過電極  付Ｎｉメッシュ  外側表面に固定  テープキャストで被覆（９５％Ｎｉ＋５％Ｃｏ  ｃｏａｔｅｄ，ｄ：１．５インチ，３１．６０ｇ  全体）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：２．２５インチ；ｈ：３’）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ  ｓｅｔ＝４５０℃，Ｔ  ｒｅａｌ  ４２０℃
注：初期ＯＣＶは１．１０Ｖだった。パワー密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）４．０８ｍＷ／ｃｍ＾２。透過セル：０９０７１２ＧＣ２−１２２４＃と比較。（９／２０／２０１２）：２ｄ＋１３ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．９３４Ｖ；即時のゲイン：１．９２×；内部抵抗：５７ｍ  ｏｈｍ；正味エネルギ：０．９０Ｗｈ。（９／２１／２０１２）：３ｄ＋５ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．９９４Ｖ；即時のゲイン：１．９１ｘ；内部抵抗：１２８ｍ  ｏｈｍ；正味エネルギ：１．１５Ｗｈ。１００ｍＡまで電流を変化。
【０３１３】
Ｃｅｌｌ［０８２２１２ＪＴ１−４３］でスタート  ７２ｈｒｓ
最新の即時のゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｇａｉｎ）：１．８２  ×
最新の累積のゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｎｅｔ  Ｇａｉｎ）：１．８２  ×
最新の累積の放電エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：１．９８５０  Ｗｈｒ
最新の累積の充電エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：１．０９０７  Ｗｈｒ
最新の累積の正味エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｎｅｔ  Ｅ）：０．８９４３  Ｗｈｒ
セルパワー（Ｃｅｌｌ  Ｐｏｗｅｒ）：４８．９５  ｍＷ
面積パワー密度（Ａｒｅａ  Ｐｗｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（アノード）：１６．３  ｍＷ／ｃｍ＾２
位置：Ａｒｂｉｎ１６  −７
７２時間での電圧範囲（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｒａｎｇｅ  ａｔ  ７２  ｈｏｕｒｓ）：１．０９−０．９７Ｖ，定常状態７２  ｈｒｓ
最新稼働時間（Ｌａｔｅｓｔ  Ｒｕｎｔｉｍｅ）：７２  ｈｒｓ
セルタイプ：Ｈ２透過，７８５Ｔｏｒｒ  ０．０２インチ  厚みＭｏＣｕ（５０：５０）（Ａｍｅｔｅｋからの市販品）
マッチング片へのＮｉシーム溶接付ディスク膜；
中央に１／４インチのステンレス鋼のガス・ラインが溶接され；正味のトップ・ディスク表面積は約３  ｃｍ２
Ｈ２透過速度：２．５Ｘ１０−８ｍｏｌｅｓ  Ｈ２／ｓ（〜４ｍＷ  Ｈ２Ｏを形成するための最大理論値）
雰囲気タイプ（Ａｔｍ  Ｔｙｐｅ）：空気  ２０．９％  Ｏ２
加湿（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）：ＤＩ  Ｈ２Ｏ  ＲＴ  ℃
プログラム充電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｈａｒｇｅ）：０．２ｓ，５０ｍＡ
プログラム放電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）：０．４ｓ又は０．７Ｖ迄，５０ｍＡ
【０３１４】
セル［０８２４１２ＪＴ１−４４］  １ｄａｙでスタート
最新の即時のゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｇａｉｎ）：１．８３×
最新の累積の正味ゲイン（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｎｅｔ  Ｇａｉｎ）：１．８３×
最新の累積の放電エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：１．３９３５  Ｗｈｒ
最新の累積の充電エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｅ）：０．７６０４  Ｗｈｒ
最新の累積の正味エネルギ（Ｌａｔｅｓｔ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｎｅｔ  Ｅ）：０．６３３１  Ｗｈｒ
セルパワー（Ｃｅｌｌ  Ｐｏｗｅｒ）：９２．３  ｍＷ
面積パワー密度（Ａｒｅａ  Ｐｗｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（アノード）：３０．７  ｍＷ／ｃｍ＾２
位置：Ａｒｂｉｎ１６  −８
１日での電圧範囲（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｒａｎｇｅ  ａｔ  １  ｄａｙ）：０．９５７−０．８８９Ｖ、２４  ｈｒｓ本質的に定常状態
最新の作動時間（Ｌａｔｅｓｔ  Ｒｕｎｔｉｍｅ）：１日（１ｄａｙ）
セルタイプ：Ｈ２透過、７８５Ｔｏｒｒ  ０．０２インチ厚み  ＭｏＣｕ（５０：５０）（Ａｍｅｔｅｋからの市販材料）マッチング片へのＮｉシーム溶接付ディスク膜（ｄｉｓｃ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｗｉｔｈ  Ｎｉ  ｓｅａｍ  ｗｅｌｄ  ｔｏ  ｍａｔｃｈｉｎｇ  ｐｉｅｃｅ）；中央に１／４インチのステンレス鋼のガス・ラインが溶接された；正味のトップ・ディスク表面積は約３ｃｍ２
Ｈ２透過速度：３×１０−８ｍｏｌｅｓ  Ｈ２／ｓ（〜５ｍＷ  Ｈ２Ｏを形成するための最大理論値）
雰囲気タイプ（Ａｔｍ  Ｔｙｐｅ）：空気  ２０．９％  Ｏ２
加湿（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）：ＤＩ  Ｈ２Ｏ  ＲＴ  ℃
プログラム充電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｈａｒｇｅ）：０．２ｓ、１００  ｍＡ
プログラム放電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）：０．４ｓ又は０．７Ｖ迄、１００  ｍＡ
【０３１５】
０７１８１２ＧＣ２−１１４１＃（高パワー密度、円柱カソード）（Ａ−２１＃）
Ｍｏ−Ｃ（５０：５０）合金チャック／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（大気解放）
充電８０ｍＡ  ２ｓ間；放電８０ｍＡ  ４ｓ間  Ｖ＞＝０．６Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃ（ｄ：１．０ｃｍ、３．２７ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔｓｅｔ＝５２０ｏＣ、Ｔｒｅａｌ  ４５０ｏＣ；注：初期ＯＣＶは１．１３４Ｖだった。アノード：Ｍｏ−Ｃ合金。（７／２５／２０１２）：６ｄ＋１２ｈ；全体：６．４７３６Ｗｈ／３．７６９８Ｗｈ＝１．７２×。正味エネルギ：２．７０３８Ｗｈ。
【０３１６】
０７２６１２ＧＣ１−１１５８＃（高パワー密度、円柱カソード）（Ａ−１０＃）
Ｍｏ−Ｓｉ（６０：４０）合金／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（大気開放）
充電５０ｍＡ  ２ｓ間；放電５０ｍＡ  ４ｓ間  Ｖ＞＝０．６Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｓｉ（ｄ：１．０ｃｍ、２．２５ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔｓｅｔ＝４６０℃、Ｔｒｅａｌ  ４３０℃。注：初期ＯＣＶは、１．１４Ｖだった。（８／０３／２０１２）：６ｄ＋２ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．６００Ｖ；即時ゲイン：１．４７ｘ；内部抵抗：７３８ｍΩ。全エネルギ：３．８７Ｗｈ／２．４２Ｗｈ＝１．６０ｘ。正味エネルギ：１．４５  Ｗｈ。
【０３１７】
０７２４１２ＧＣ１−１１５１＃（高パワー密度、円柱カソード）（Ａ−１４＃）Ｍｏ−Ｂ（５０：５０）合金／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ円柱（大気解放）充電５０ｍＡ  ２ｓ間；放電５０ｍＡ  ４ｓ間  Ｖ＞＝０．６Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｂ（ｄ：０．８ｃｍ、１．６４ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ円柱（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔｓｅｔ＝５００℃、Ｔｒｅａｌ  ４５０℃。注：初期ＯＣＶは、１．３９Ｖだった。非常に小さいアノード、より高いパワー密度（１０８．８ｍＷ／ｃｍ＾２）。（７／２６／２０１２）：２ｄ＋３ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝１．０２１Ｖ；即時ゲイン：１．８７ｘ；内部抵抗：２７９ｍΩ。（７／２７／２０１２）：３ｄ＋１ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝１．００１Ｖ；即時ゲイン：１．８８ｘ；ＩＲ：７４０ｍΩ。パワーを失い停止：放電エネルギ  ４．１４Ｗｈ、充電エネルギ  ２．２４Ｗｈ、正味エネルギ  １．９Ｗｈ、ゲイン  １．８５×。
【０３１８】
０７０６１２ＪＬ１−４１  フランジ・セル：
ＭｏＮｉ  ５０−５０／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：ＭｏＮｉ  ５０−５０  約５ｍｍ×３／８インチ  ＯＤ（３．６８１ｇ、ｗ／５．７５インチ  Ｎｉワイヤ）
カソード：ＣＮｉ６−ＮｉＯロール  ２インチ高さ×１．５インチ  ＯＤ（〜２０ｇ  ｗ／Ｎｉワイヤ）
１５ｇ  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ
最新累積正味ゲイン：１．８×
最新累積正味エネルギ：２．７４９  Ｗｈｒ
最新累積放電エネルギ：６．２５９  Ｗｈｒ
セルパワー：４７．９５  ｍＷ
面積パワー密度（アノード）：６７．３０  ｍＷ／ｃｍ＾２
面積パワー密度（カソード）：４．２１  ｍＷ／ｃｍ＾２
体積パワー密度（Ｖｏｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（アノード）：１３４．６０ｍＷ／ｃｍ＾３
体積パワー密度（Ｖｏｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）（カソード）：０．８３ｍＷ／ｃｍ＾３
位置：Ａｒｂｉｎ１６  −１１
ＯＣＶ：１．２１８  ｍＶ
最新稼働時間：６：０１：２３ｄａｙ：ｈｒ：ｍｉｎ
フロー（乾燥空気）：１バブル／８ｓ
出口ラインバブリング（Ｅｘｉｔ  Ｌｉｎｅ  Ｂｕｂｂｌｉｎｇ）：Ｙｅｓ
ＤＩ  Ｈ２Ｏ  Ｔｅｍｐ：ＲＴ℃（〜６インチ  距離）
ゲッタ：  ＫＯＨ：ＫＣｌ＃１＠Ｔｏｐ  ＢａｌｌＭ
プログラム電流（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）：８０  ｍＡ
プログラム充電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｈａｒｇｅ）：２  ｓ
プログラム放電（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）：４  ｓ
熱プロファイル（Ｈｅａｔ  Ｐｒｏｆｉｌｅ）（ＩＢ、ＯＢ、ＯＭ／Ｔａｋｅｎ）：４６０／ＮＡ／ＮＡ  ７／６／２０１２
−〜３  Ｗｈｒ  正味。
【０３１９】
０７１６１２ＳＣＳ２−１６  フランジ・セル：
ＭｏＣｕ（５０−５０）／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：ＭｏＣｕ  ５０−５０  〜０．４インチ  ＯＤ  円（２．９９１ｇ、ｗ／Ｎｉワイヤ）
カソード：Ｎｉ６−ＮｉＯ  ロール  ２インチ  高さ×１．５インチ  ＯＤ（３０．０４６ｇ  ｗ／Ｎｉワイヤ）
１５ｇ  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ（検証）；５ｍｍ  リングスペーサ
最新累積正味ゲイン：１．８  ×
最新累積正味エネルギ：０．９０６  Ｗｈｒ
最新累積放電エネルギ：１．９９２  Ｗｈｒ  （Ｔ：  １．４）
正味  Ｅ  ｖｓ．  １００％ＭＡ  Ｂａｔｔ：６２．５８％（ＭｏＣｕ）
グロス  Ｅ  ｖｓ．  １００％ＭＡ  Ｂａｔｔ：１３７．６８％（ＭｏＣｕ）
セルパワー：７４  ｍＷ
面積パワー密度（アノード）：４２．０４  ｍＷ／ｃｍ＾２
面積パワー密度（カソード）：４．６７  ｍＷ／ｃｍ＾２
体積パワー密度（アノード）：２１０．１９  ｍＷ／ｃｍ＾３
体積パワー密度（カソード）：０．９２  ｍＷ／ｃｍ＾３
位置：ＭＳＴＡＴ  −９
ＯＣＶ：１．０１８  Ｖ
最新稼働時間：２：００：００  日：時：分
ガスのタイプ：２％Ｏ２：Ａｒ
フロー：１バブル／５．５ｓ
出口ラインバブリング：Ｙｅｓ
ＤＩ  Ｈ２Ｏ  Ｔｅｍｐ：ＲＴ℃  （〜６インチ  距離）
ゲッタ：ＫＯＨ＃８＠Ｔｏｐ  ＢａｌｌＭ
プログラム充電：２ｓ  ８０ｍＡ
プログラム放電：４ｓ  ８０ｍＡ
加熱（ＩＢ、ＯＢ、ＯＭ／Ｔａｋｅｎ）：４０５／ＮＡ／ＮＡ  ７／１６／２０１２
フローは、３．５  ＳＣＣＭ  ２％  Ｏ２であった：Ａｒ  空気−金属反応に基づく１４．８ｍＷの理論的な最高電気パワー（電力）に対応する；一方、観測されたパワーはより大きかった。７４  ｍＷ。
【０３２０】
０７２６１２ＪＨ１３８−１２０ｍＡ：ＮｉＣｏ（テープキャスト）／ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ／ＮｉＯ（空気）
アノード：ＮｉＣｏテープキャスト  （９５−５  ａｔ％、１．５インチ×１．５インチ、２．５ｍｍ厚み、１６．９２ｇ、０６２２１２ＴＣＡ）；カソード：ＮｉＯｘのゼリーロール（１．５インチ  ＯＤ、２インチＨ、４３．０ｇ，  ０７１１１２ＴＣＣ）；電解質：１５ｇ  ＬｉＯＨ−７５ｇ  ＬｉＢｒ；セル温度：〜４３０℃（炉  ４９５℃）。
充電１２０ｍＡ  ２ｓ；放電１２０ｍＡ  Ｖ＞＝０．６Ｖ迄。さもないと放電  ４ｓ；
（０７１７１２ＪＨ１３０−１００ｍＡ繰り返し、より高い放電電流で）
１Ｄ、ゲイン＝１．８５
ヒータの停電で、セル実行が中断された。後に通電された。
３Ｄ、ゲイン＝１．８
６Ｄ、ゲイン＝１．８２
１１Ｄ、ゲイン＝１．７１
累積正味エネルギ：６．２１８  Ｗｈ
【０３２１】
０７０６１２ＪＬ１−４１  フランジ・セル：
ＭｏＮｉ  ５０−５０／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：ＭｏＮｉ  ５０−５０  約５ｍｍ×３／８インチ  ＯＤ（３．６８１ｇ、ｗ／５．７５インチ  Ｎｉワイヤ）
カソード：ＣＮｉ６−ＮｉＯ  ロール  ２インチ高さ×１．５インチ  ＯＤ（〜２０ｇ  ｗ／Ｎｉワイヤ）
１５ｇ  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ
最新累積正味ゲイン：１．８×
最新累積正味エネルギ：２．７４９  Ｗｈｒ
最新累積放電エネルギ：６．２５９  Ｗｈｒ
セルパワー：４７．９５  ｍＷ
面積パワー密度（アノード）：６７．３０ｍＷ／ｃｍ＾２
面積パワー密度（カソード）：４．２１ｍＷ／ｃｍ＾２
ＯＣＶ：１．２１８ｍＶ
最新稼働時間：６：０１：２３日：時：分
フロー（乾燥空気）：１バブル／８ｓ
ＤＩ  Ｈ２Ｏ  Ｔｅｍｐ：ＲＴ℃  （〜６インチ  距離）
プログラム電流：８０  ｍＡ
プログラム充電：２  ｓ
プログラム放電：４  ｓ
熱プロファイル  ４６０℃
【０３２２】
０７０５１２ＹＡ１−２  開放セル：
ＣｕＭｏ  ５０−５０／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：Ｃｕ  Ｍｏ  ５０−５０  約５ｍｍ×３／８インチ  ＯＤ（４．８６ｇ、ｗ／７インチ  Ｎｉワイヤ）
カソード：ＣＮｉ６−ＮｉＯ  ロール  ２インチ高さ  ×  １．５インチ  ＯＤ（２３．９９ｇ  ｗ／６インチ  Ｎｉワイヤ）
１５ｇ  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ
最新累積正味ゲイン：１．７×
最新累積正味エネルギ：２．２７４  Ｗｈｒ
最新累積放電エネルギ：５．３４０  Ｗｈｒ
セルパワー：３７．３３  ｍＷ
面積パワー密度（アノード）：５２．３９  ｍＷ／ｃｍ＾２
面積パワー密度（カソード）：３．２７  ｍＷ／ｃｍ＾２
ＯＣＶ：１．０８Ｖ
最新稼働時間：５：０１：２４日：時：分
大気開放  ＮＡバブル／ｓ
プログラム電流：８０  ｍＡ
プログラム充電時間：２  ｓ
プログラム放電時間：４  ｓ
熱プロファイル  ４０５℃
【０３２３】
０７０６１２ＳＣＳ１−７；  大気開放セル
ＣｕＭｏ（２０／８０）／ＬｉＯＨ＋ＬｉＢｒ／ＮｉＯ
アノード：ＣｕＭｏ  （２０／８０）  〜０．４インチ  ＯＤ  円（３．６３１ｇ、ｗ／Ｎｉワイヤ）
カソード：Ｎｉ６−ＮｉＯ  ロール  ２インチ高さ  ×  １．５インチ  ＯＤ（２５．４６８ｇ  ｗ／Ｎｉワイヤ）
１５ｇ  ＬｉＯＨ＋７５ｇ  ＬｉＢｒ；５ｍｍ  リングスペーサ
最新即時ゲイン：１．８×
最新累積正味ゲイン：１．８×
最新累積正味エネルギ：１．８１３  Ｗｈｒ
最新累積放電エネルギ：４．０８９  Ｗｈｒ
セルパワー：５０．３１  ｍＷ
面積パワー密度（アノード）：６２．０５  ｍＷ／ｃｍ＾２
面積パワー密度（カソード）：４．４１  ｍＷ／ｃｍ＾２
ＯＣＶ：１．０３３Ｖ
最新稼働時間：２：２０：０１日：時：分
フロー（２％  Ｏ２：Ａｒ）：１バブリング無
ＤＩ  Ｈ２Ｏ  Ｔｅｍｐ：ＲＴ℃  （〜６インチ  距離）
プログラム電流：８０  ｍＡ
プログラム充電時間：２  ｓ
プログラム放電時間：  ４  ｓ
熱プロファイル  ４２０℃
【０３２４】
０７１０１２ＧＣ３−１１２３＃  （高パワー密度、円柱カソード）（Ａ−１６＃）Ｍｏ−Ｎｉ合金／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  円柱（大気開放）  充電８０ｍＡ  ２ｓ間；放電８０ｍＡ  ４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｎｉ（ｄ：１．２ｃｍ、５０：５０、３．５８ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ  円柱  （ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ＝４４０℃
注：初期ＯＣＶは、１．１５Ｖだった。
（７／１１／２０１２）：１ｄ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８９８Ｖ；即時ゲイン：１．８５×；内部抵抗：３０６ｍΩ。
（７／１２／２０１２）：２ｄ＋２ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８４３Ｖ；即時ゲイン：１．８４×；内部抵抗：３０８  ｍΩ。
【０３２５】
０７０９１２ＧＣ１−１１１８＃  （高パワー密度、円柱カソード）（Ｂ−１３＃）Ｍｏ−Ｃｕ合金−焼結混合物／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  円柱（大気開放）充電８０ｍＡ  Ｖ＝１．０Ｖ迄；  放電  ８０ｍＡ  Ｖ＞＝０．８Ｖ迄  そうでなければ、放電４ｓ；Ａ：Ｍｏ−Ｃｕ（ｄ：１．２ｃｍ、５０：５０、３．６０ｇ  ワイヤ含む）；Ｃ：ＮｉＯ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ＝４４０℃
注：  初期ＯＣＶは、１．０７３３  Ｖだった。そのまま継続。
（７／１１／２０１２）：２ｄ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８６６Ｖ；即時ゲイン：１．４７×。
（７／１２／２０１２）：３ｄ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８６２Ｖ；即時ゲイン：１．３０×。
【０３２６】
０７１０１２ＧＣ１−１１２１＃  （高パワー密度、円柱カソード）（Ａ−２１＃）Ｍｏ−Ｃｏ合金／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ／ＮｉＯ  円柱（大気開放）充電８０ｍＡ  ２ｓ間；放電８０ｍＡ  ４ｓ間  Ｖ＞＝０．７Ｖ迄；Ａ：Ｍｏ−Ｃｏ（ｄ：１．２ｃｍ、８０：２０、３．０９ｇ  ワイヤ含む）；Ｃ：ＮｉＯ  円柱（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：２０ｇ  ＬｉＯＨ＋１００ｇ  ＬｉＢｒ；Ｔ＝４３０℃
注：初期ＯＣＶは、１．２０Ｖだった。
（７／１１／２０１２）：１ｄ＋２ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．７８３Ｖ；即時ゲイン：１．６８×；内部抵抗：  ７３６  ｍΩ。
（７／１２／２０１２）：２ｄ＋３ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．７４７Ｖ；即時ゲイン：１．６７×；  内部抵抗：７３８  ｍΩ。
【０３２７】
０７０５１２ＧＣ２−１１１３＃  （中パワー密度、円柱カソード）（Ａ−１０＃）Ｍｏ−Ｃｏ（１：１）／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ  円柱、（湿潤Ａｒ＋１．５％  Ｏ２）充電２０ｍＡ  Ｖ＝１．０Ｖ迄；放電２０ｍＡ  Ｖ＞＝０．８Ｖ迄  そうでなければ、放電  ４ｓ間；Ａ：Ｍｏ−Ｃｏ合金（ｄ：０．９ｃｍ、２．９７ｇ  ワイヤを含む）；Ｃ：ＮｉＯ  円柱（ｄ：１．５フィート；ｈ：２フィート）；電解質：１２ｇ  ＬｉＯＨ＋６０ｇ  ＬｉＢｒ＋２１ｇ  ＭｇＯ；Ｔ＝４２０℃
注：初期ＯＣＶは、１．０９８３Ｖだった。
（７／１１／２０１２）：５ｄ＋５ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８６５Ｖ；即時ゲイン：１．２０×。
（７／１２／２０１２）：６ｄ＋４ｈ；Ｖ−ｂａｓｅ＝０．８６６Ｖ；即時ゲイン：１．１９×。
【０３２８】
０３２０１２
１．高温溶融電解質−閉鎖ＳＳセルで、Ａｒの流れが水バブリングを通して有。−１０Ｗ  スケールアップ
−  ０３２０１２ＧＺＣ１−１０２３：Ｍｏ／２１０ｇ  ＬｉＯＨ＋１．０５ｋｇ  ＬｉＢｒ＋４２０ｇ  ＭｇＯ  １つの層に／ＮｉＯ（１０ｌａｙｅｒｓ）
−  アノード：Ｍｏホイル；カソード：予め酸化されたＣＮｉ６Ｃ
−  Ｔｓｅｔ＝４２０℃、Ｔｒｅａｌ＝４２０℃。
−  ８Ｖまで充電、４ｓ間放電  もしＶ＞６Ｖならば。
【表８】
2019036551.tif 000037
【０３２９】
０１０４１２ＸＹ２−１３４４  フランジ閉鎖、ペースト状電解質  Ｎｉ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ。（Ｈｅｎｒｙのための検証セル）
−アノード：多孔性  Ｎｉ  Ｃ６ＮＣ（ＯＤ  １．５インチ、１１ｃｍ２、５．０７５１ｇ、ワイヤを含む）、電解質に沈み込ませた。
−カソード：予め酸化された多孔性のＮｉ  Ｃ６ＮＣ（１．５×１．５インチ）、電解質の上に。
−電解質：１５．０ｇ  ＬｉＯＨ＋７５．０ｇ  ＬｉＢｒ＋３０．０ｇ  ＭｇＯ。
温度  ４５０℃
【表９】
2019036551.tif 000038
【０３３０】
Ｂ．水−フロー、バッチ式熱量計
表５の各入力値の右側にリストされる触媒反応混合物のエネルギ及びパワーバランスは、約４３ｃｍ３の容積の円柱形ステンレス鋼のリアクタ（１インチ内径（ＩＤ）、５インチ長さ、及び、０．０６０インチの壁厚みで内部の熱電対さや持つ）と、誤差＜±１％を達成するようにセル内で開放されるエネルギの９９＋％を収集する外部水クーラントコイル及び各セルを備える水フロー熱量計とを使用して得られた。エネルギの回復は、時間に渡って全出力パワーＰＴを積分することにより決定された。そのパワーは以下に与えられた。
【数２８】
2019036551.tif 000039
ここで、
【数２９】
2019036551.tif 000040
は、マスフロー速度（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）、Ｃｐは水の比熱、及びΔＴは入口及び出口の間の温度における絶対変化であった。反応は、外部ヒータに正確なパワーを適用することにより開始された。特に、２００Ｗのパワーがヒータに供給された。この加熱期間の間に、試薬は、ハイドリノ反応の閾値温度に達したが、ここで反応の開始は、典型的にセル温度における急激な上昇によって確認された。セル温度が約４００−５００℃に達すると、入力パワーはゼロに設定された。１８分後、プログラムはパワーをゼロに命令した。クーラントへの熱移動の速度を増加するために、チャンバーは、ヘリウムの１０００Ｔｏｒｒに再加圧され、及び、水の温度における最大の変化（出口マイナス入口）は、約１．２℃であった。組立体（アセンブリ）は、フローのサーミスタにおいて完全平衡の観測により確認されたように、２４時間の期間に渡って平衡に完全に到達することが許された。
【０３３１】
各テストにおいて、入力エネルギ及び出力エネルギは対応するパワーの積分により計算された。各時間インクリメントにおけるクーラントのフローにおける熱エネルギは、水の体積フロー速度を１９℃での水の密度（０．９９８ｋｇ／ｌｉｔｅｒ）でかける式（２４５）、水の比熱（４．１８１ｋＪ／ｋｇ℃）、及び時間間隔を用いて、計算された。体積は、全エネルギ出力を得るために全実験に渡って合計された。セルからの全エネルギＥＴは、入力エネルギＥｉｎと如何なる正味のエネルギｎｅｔとの和と同じにならなければならない。従って、正味のエネルギは次のように与えられた。
Ｅｎｅｔ  ＝  ＥＴ−Ｅｉｎ                                    （２５５）
エネルギ収支（バランス）から、如何なる過剰の熱Ｅｅｘは、最大の理論エネルギＥｍｔに対して次のように決定された。
Ｅｅｘ  ＝  Ｅｎｅｔ−Ｅｍｔ                                  （２５６）
【０３３２】
キャリブレーションテスト結果は、出力のクーラントに対する抵抗の入力が９８％以上の熱の対であることを示したが、また、ゼロ過剰熱のコントロールが、キャリブレーション補正を適用して、１％未満以内の誤差で熱量計が正確であったことを示した。結果は以下に与えられるが、ここで、Ｔｍａｘは最高セル温度、Ｅｉｎは入力エネルギ、及びｄＥは入力エネルギから過剰に測定された出力エネルギである。全ての理論エネルギは、発熱反応で、負である。正の出力値は、入力エネルギよりもより大きな出力があることを示す。前の反応の生成物が示されるように実施されるところ、反応は再生のテストを含んでいた。
【０３３３】
【表１０−１】
2019036551.tif 000041
【表１０−２】
2019036551.tif 000042
【０３３４】
Ｃ．示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）
固体燃料は、表６に示される代表的な結果で、示差走査熱量測定法を用いて、最大理論値に対して過剰のエネルギのためにテストされた。
【０３３５】
【表１１】
2019036551.tif 000043
【０３３６】
Ｄ．分子ハイドリノの分光法による同定
古典的な物理法則は、ｍが整数であるところ、原子水素のポテンシャルエネルギの整数倍におけるエネルギｍ・２７．２ｅＶを受け取ることができる、それ自身及び発生期のＨ２Ｏを含んで、特定の種との触媒反応を受けるかもしれないことを予測する。予測される反応は、別様に安定な原子水素からそのエネルギを受け取ることができる触媒へと、共鳴する、非放射のエネルギ移動を含む。その生成物は、Ｈ（１／ｐ）であり、原子水素の分数のリュードベリ状態で「ハイドリノ原子」と呼ばれ、ここで、ｎ＝１／２、１／３、１／４、・・・、１／ｐ（ｐ≦１３７は、整数）は、水素の励起状態に対するリュードベリ式におけるｎ＝整数のよく知られるパラメータに置き換わる。各ハイドリノ状態はまた、電子、プロトン、及び光子を含むが、光子からの場の寄与は、吸収よりはむしろエネルギ脱離に対応するようにそれを減少させるよりはむしろ結合を増大させる。励起された及びハイドリノ状態に関して、電場の式と、及び「トラップされた光子」の源の電荷−密度関数と、の関係が２次元のマクスウェルの式によって与えられる。
【数３０】
2019036551.tif 000044
電磁波を受けている光子（ｐｈｏｔｏｎ  ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｗａｖｅ）は、電子と共に位相整合（ｐｈａｓｅ  ｍａｔｃｈｅｄ  ｔｏ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ）である。
【数３１】
2019036551.tif 000045
ここで、量子数は以下の通りである。
ｎ＝１、２、３、４、・・・又はｎ＝１、１／２、１／３、１／４、・・・１／ｐ；
ｌ（エル）＝０、１、２、・・・、ｎ−１又はｐ−１
ｍ＝−ｌ（エル）、−ｌ（エル）＋１、・・・、０、・・・、＋ｌ    （２５９）
電子において全半径方向の電場は、プロトン及び光子（ｐｈｏｔｏｎ）の寄与の合計である。
【数３２】
2019036551.tif 000046
ｒ＝ｎａＨ及びｍ＝０に対しては、全半径方向の電場は次の通りである。
【数３３】
2019036551.tif 000047
原子及び分子ハイドリノは、対応する励起された状態のように、ｌ量子状態を持つので、軌道−原子核分裂（ｏｒｂｉｔａｌ−ｎｕｃｌｅａｒ  ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）のようなユニークなスペクトルの特徴（ｕｎｉｑｕｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、励起された状態タイプ（ｅｘｃｉｔｅｄ−ｓｔａｔｅ−ｔｙｐｅ）の回転−振動の選択規則（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｒｕｌｅｓ）、及び磁気相互作用（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ）は、非励起状態の通常の原子及び分子水素の特性から離れるが、予期される。
【０３３７】
Ｈからハイドリノ状態への予測される遷移に整合される１０から３０ｎｍにおける連続する放射は、
ＨＯＨ触媒を形成するためＨ還元を受けるように熱力学的に優先される、金属酸化物で挟まれた水素のパルス状の水素放電から生じるのみであるように（ｏｎｌｙ  ａｒｉｓｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ｐｕｌｓｅｄ  ｐｉｎｃｈｅｄ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ  ｗｉｔｈ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅｓ）観測されたが、しかるに、たとえテストされた低融点金属が、よりパワフルなプラズマ源において強い短波長の連続放射で、金属イオンプラズマを形成することに非常に優先的であるとしても、優先的でないそれらは如何なる連続放射を示さなかった［Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｒ．Ｂｏｏｋｅｒ、Ｙ．Ｌｕ、提出された“水素の低エネルギのピンチ放電からの軟Ｘ線連続放射（Ｓｏｆｔ  Ｘ−ｒａｙ  ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｌｏｗ−ｅｎｅｒｇｙ  ｐｉｎｃｈ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ），”；Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｙ．Ｌｕ、“時間分解された２２．８ｎｍ及び１０．１ｎｍでのカットオフを備える連続遷移（Ｔｉｍｅ−ｒｅｓｏｌｖｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｃｕｔｏｆｆｓ  ａｔ  ２２．８  ｎｍ  ａｎｄ  １０．１  ｎｍ）”、Ｅｕｒ．Ｐｈｙｓ．Ｊ．Ｄ、Ｖｏｌ．６４、（２０１１）、ｐｐ．６３、ＤＯＩ：１０．１１４０／ｅｐｊｄ／ｅ２０１１−２０２４６−５；Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｙ．Ｌｕ、“２２．８ｎｍ及び１０．１ｎｍでのカットオフを備えるハイドリノ連続遷移（Ｈｙｄｒｉｎｏ  ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｃｕｔｏｆｆｓ  ａｔ  ２２．８  ｎｍ  ａｎｄ  １０．１  ｎｍ）”、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｖｏｌ．３５、（２０１０）、ｐｐ．８４４６−８４５６、ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｉｊｈｙｄｅｎｅ、２０１０．０５．０９８］。同様に、水素−ヘリウムのマイクロ波プラズマにおいて、触媒としてＨ（ｍ＝１）との触媒反応を受けるＨは、λ≦６３．３ｎｍ（≧１９．５９ｅＶ）であるブロードな連続発光を生む、Ｈｅ（１ｓ２）からＨｅ（１ｓ１２ｐ１）への遷移（５８．５ｎｍ、２１．２１ｅＶ）の励起で、４０．８ｅＶの全エネルギの協奏されるエネルギ交換を生じる。独立した複製実験において、この性質のあるブロードな６３．３ｎｍの発光及び連続する放射が、それぞれ、ヘリウム−水素・マイクロ波プラズマ内において及び水素ピンチ・プラズマにおいて、観測されてきた。［Ａ．Ｆ．Ｈ．ｖａｎ  Ｇｅｓｓｅｌ、修士論文：水素プラズマのＥＵＶ分光法（ＥＵＶ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｌａｓｍａｓ）、４月（２００９）、Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、ガス放電における素反応の群（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｉｎ  Ｇａｓ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ）、ＥＰＧ  ０９−０２、ｐｐ．６１−７０］。
【０３３８】
Ｈ＊［ａＨ／（ｍ＋１）］中間体のエネルギ崩壊ステップの間における共鳴する運動エネルギ移動（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｋｉｎｅｔｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）及びハイドリノ触媒として機能する高速イオン化Ｈの再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）を含むメカニズムによって形成される異常な高速Ｈは、また確認された。［Ｋ．Ａｋｈｔａｒ、Ｊ．Ｓｃｈａｒｅｒ、Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、“ＤＣ及び容量的に結合されたＲＦプラズマにおける原子水素ラインの実質的なドップラー・ブロードニング（Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ  ｏｆ  ａｔｏｍｉｃ−ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｌｉｎｅｓ  ｉｎ  ＤＣ  ａｎｄ  ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ＲＦ  ｐｌａｓｍａｓ）”、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．４２、（２００９），４２  １３５２０７（２００９）ｄｏｉ：１０．１０８８／００２２−３７２７／４２／１３／１３５２０７］。より安定な形態を形成する際における水素からの高エネルギ連続放射の発見は、高エネルギの天体の及び恒星の連続放射の源である対応する発光及びダークマターの正体に対する候補であるハイドリノのような天体物理学の暗示を有している。［Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｙ．Ｌｕ、“２２．８ｎｍ及び１０．１ｎｍでのカットオフを備えるハイドリノ連続遷移（Ｈｙｄｒｉｎｏ  ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｃｕｔｏｆｆｓ  ａｔ  ２２．８  ｎｍ  ａｎｄ  １０．１  ｎｍ）”、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、３５（２０１０）、ｐｐ．８４４６−８４５６、ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｉｊｈｙｄｅｎｅ．２０１０．０５．０９８］。最近の天文物理学の測定及びマッピングにより、ダークマターは、宇宙の質量の９８％を含み、遍在（ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ）する。更に、ダークマターは、銀河衝突の残骸（ｇａｌａｘｙ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ｄｅｂｒｉｓ）からの重い重力体（ｍａｓｓｉｖｅ  ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎ  ｂｏｄｉｅｓ）の再構成により銀河内にあることが示されているが、ここで、それらの重力体の力学は、目に見えない重力のマター（ｎｏｎ−ｖｉｓｉｂｌｅ  ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ  ｍａｔｔｅｒ）の上に非常に重い量を要求する。［Ｆ．Ｂｏｕｒｎａｕｄ、Ｐ．Ａ．Ｄｕｃ、Ｅ．Ｂｒｉｎｋｓ、Ｍ．Ｂｏｑｕｉｅｎ、Ｐ．Ａｍｒａｍ、Ｕ．Ｌｉｓｅｎｆｅｌｄ、Ｂ．Ｋｏｒｉｂａｌｓｋｉ、Ｆ．Ｗａｌｔｅｒ、Ｖ．Ｃｈａｒｍａｎｄａｒｉｓ、“銀河からの衝突の残骸における失われた質量（Ｍｉｓｓｉｎｇ  ｍａｓｓ  ｉｎ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌ  ｄｅｂｒｉｓ  ｆｒｏｍ  ｇａｌａｘｉｅｓ）”、Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．３１６、（２００７）、ｐｐ．１１６６−１１６９；Ｂ．Ｇ．Ｅｌｍｅｇｒｅｅｎ、“銀河内の衝突残骸におけるダークマター（Ｄａｒｋ  ｍａｔｔｅｒ  ｉｎ  ｇａｌａｃｔｉｃ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌ  ｄｅｂｒｉｓ）”、Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．３１６、（２００７）、ｐｐ．３２−３３］、そして、それが衝突に関することが示されてきた。［Ｍ．Ｊ．Ｊｅｅ、Ａ．Ｍａｈｄａｖｉ、Ｈ．Ｈｏｅｋｓｔｒａ、Ａ．Ｂａｂｕｌ、Ｊ．Ｊ．Ｄａｌｃａｎｔｏｎ、Ｐ．Ｃａｒｒｏｌｌ、Ｐ．Ｃａｐａｋ、“ハッブル宇宙望遠鏡でのＡ５２０におけるダークコアの研究：神秘が深まる（Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｄａｒｋ  ｃｏｒｅ  ｉｎ  Ａ５２０  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  Ｈｕｂｂｌｅ  Ｓｐａｃｅ  Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ：  Ｔｈｅ  ｍｙｓｔｅｒｙ  ｄｅｅｐｅｎｓ）”、Ａｓｔｒｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｊ．、Ｖｏｌ．７４７、Ｎｏ．９６、（２０１２）、ｐｐ．９６−１０３］。このようにして、ダークマターは、ここにおいて提示されるハイドリノの解析的な同定及び収集のためのゲッタとして機能することが見出された化合物の解析によって確認されたように、地球上に偏在するべく予期されるであろう。
【０３３９】
ハイドリノ反応のエネルギを確認する他の観測は、加熱による水素プラズマの形成、その特異な残光継続時間［Ｈ．Ｃｏｎｒａｄｓ、Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｔｈ．Ｗｒｕｂｅｌ、“炭酸カリウムの微量で水素ガスを光って加熱することにより形成されるプラズマからの遠真空紫外における発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｄｅｅｐ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｆｏｒｍｅｄ  ｂｙ  Ｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔｌｙ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｇａｓ  ｗｉｔｈ  Ｔｒａｃｅ  Ａｍｏｕｎｔｓ  ｏｆ  Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）”、Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１２、（２００３）、ｐｐ．３８９−３９５］、及びＨラインの反転（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｈ  ｌｉｎｅｓ）［Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｐ．Ｃ．Ｒａｙ、Ｒ．Ｍ．Ｍａｙｏ、Ｍ．Ｎａｎｓｔｅｅｌ、Ｂ．Ｄｈａｎｄａｐａｎｉ、Ｊ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ、“低圧マイクロ波発生水プラズマにおけるユニークなラインのブロードニング及び反転の分光法の研究（Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｐｌａｓｍａｓ）”、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．７１、Ｐａｒｔ  ６、（２００５）、８７７−８８８；Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｐ．Ｒａｙ、Ｒ．Ｍ．Ｍａｙｏ、“特定の第１族触媒での光で加熱された水素ガスから形成された静的な反転されたラインマン集団に基づくＣＷ  ＨＩ  レーザ（ＣＷ  ＨＩ  Ｌａｓｅｒ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ａ  Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ  Ｌｙｍａｎ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｆｏｒｍｅｄ  ｆｒｏｍ  Ｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔｌｙ  Ｈｅａｔｅｄ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｇａｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｅｒｔａｉｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｉ  Ｃａｔａｌｙｓｔｓ）”、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．３１、Ｎｏ．２、（２００３）、ｐｐ．２３６−２４７］。
【０３４０】
本発明のシステムは、電気へのハイドリノ反応から開放されるエネルギの直接的な変換を提供する、より低いエネルギ（ハイドリノ）状態への水素の触媒反応から起電力（ＥＭＦ）を発生するＣＩＨＴ（触媒誘導ハイドリノ遷移（Ｃａｔａｌｙｓｔ−Ｉｎｄｕｃｅｄ−Ｈｙｄｒｉｎｏ−Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ））セルと呼ばれるハイドリノ燃料電池に関する。各ＣＩＨＴセルは、カソードを含むカソード・コンパートメントと、アノードを含むアノード・コンパートメントと、及びハイドリノを形成する反応物の源としても機能する電解質と、を含む。酸化−還元半電池反応により、ハイドリノ−生成反応混合物は、外部回路を通る電子の移動と、及び、電気回路を完成するように電解質を通る分離した内部通路を通したイオン質量輸送と、から構成される。電解的に再生できるＣＩＨＴセルの１つのタイプにおいて、原子水素及び酸素は、セル内で電気分解により断続的に形成され、そして、水素触媒及びそれに続くハイドリノは、電気的な出力の正味のゲインでもって、セル放電の間に、反応混合物の反応によって形成される。例示的なＣＩＨＴは、ニッケル・マット又はＭｏアノード、ニッケル酸化物カソード、及びＭｇＯマトリクスを備える溶融共晶塩ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを含んでいた。セルは、空気から抽出される、又は、セルに蒸気として供給される水を放出した。セルは、断続的な電解及び放電で運転した。水素及び酸素は、それぞれ、負極で及び正極で、電気分解フェーズの間に発生させられたが、それらは、Ｈ及びＨ２Ｏ触媒の源として機能した。ＣＩＨＴセルは、ハイドリノを形成する水素の源としてＨ２Ｏを電気分解するように要求されるよりも１０００倍以上多くの電気を生産することが、６つの独立した熟練科学者又はチームにより認証された。これらのセル及び他のスケールアップされたセルは、理論的に予測された分子ハイドリノ生成物Ｈ２（１／４）の生産に対する分析的解析のための電極及び電解質サンプルとして役割を果たした。
【０３４１】
溶融ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ電解質及び１つの電極セットを持つＣＩＨＴセル又はバイポーラ・プレート電極を持つスタックのＣＩＨＴセルは、マジック角回転１Ｈ核磁気共鳴分光法（ＭＡＳ  １ＨＮＭＲ）、電子ビーム励起発光分光法、ラマン分光法、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法、及びＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）のような解析的なテストのための分子ハイドリノの源として役割を果たした。１つのセルのカソード及びアノードは、ＮｉＯ及びＮｉセルメット又はＭｏをそれぞれ含んだ。各バイポーラ電極は、アノードのそれとは異なる金属のセパレータプレートに付けられたＮｉＯカソードを含んだ。例示的なプレート−アノード金属ペアは、２１４合金−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｏ、ハステロイ合金−Ｍｏ、及びＭｏ−Ｎｉセルメットであった。セルは、真空チャンバ内にシールされ、Ｈ２Ｏ蒸気発生器から、又は、アルゴンカスに取り込まれたＨ２Ｏ蒸気のフローを除いて、閉鎖された。ｎ個のセルからなるスタックからなるセルの電気的パフォーマンスは、セル電圧が１つのセルのそれのｎ倍であること以外は、対応する１つのセルのそれと炊事していた。分子ハイドリノサンプルは、電解質、化学的な生成物、及びＫＣｌ、ＫＯＨ、及びＫＣｌ−ＫＯＨ混合物のような無機化合物ゲッタを、閉鎖されたＣＩＨＴセルのシールされた容器内に置かれて、含んだが、ここで、オペレーションの間に生成されたハイドリノは、従って分子ハイドリノゲッタとして機能した化合物のマトリクスにトラップされた。ハイドリノ源に曝されなかった出発材料は、コントロールとして役割を果たした。
【０３４２】
ＭＡＳ  １Ｈ  ＮＭＲ、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ、ＥＳＩ−ＴｏＦＭＳ、電子ビーム励起発光分光法、ラマン分光法、光ルミネッセンス発光分光法、ＦＴＩＲ、及びＸＰＳ分析は、熱的リアクタ又は閉鎖ＣＩＨＴセルのシールされた容器内に置かれた、ＣＩＨＴ電解質、ＣＩＨＴ電極、固体燃料生成物、及びＫＣｌ、ＫＯＨ、及びＫＣｌ−ＫＯＨ混合物のような無機化合物ゲッタを含む反応生成物のサンプルについて実施された。分子ハイドリノの特性は、ダークマターのそれらにマッチし、そして、ダークマター（Ｈ２（１／ｐ））は、それを取り込むことができる特定の材料において存在するように予期される。実験と一致して、ＫＣｌゲッタは、Ｈ２（１／４）の源に曝されることで非常に増加した同じ自然に豊富にあるＨ２（１／４）を含んでいた。
【０３４３】
プロトン酸マトリクスにトラップされた分子ハイドリノのＭＡＳ  ＮＭＲは、マトリクスの相互作用を介してその同定にたいする分子ハイドリノのユニークな特性を利用する手段を表す。ＮＭＲスペクトルに関するユニークな熟考は、可能性のある分子ハイドリノの量子状態である。Ｈ２の励起された状態と類似して、分子ハイドリノＨ２（１／ｐ）は、ｌ（エル）＝０、１、２、・・・、ｐ−１で状態を持つ。たとえ、ｌ（エル）＝０量子状態が比較的大きな四極子モーメントを持っていても、また、加えて、対応する軌道角運動量のｌ（エル）≠０状態は、高磁場マトリクスシフトを引き起こし得る磁気モーメント［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］を生じる。急速な交換により、Ｈ２（１／ｐ）との局所相互作用が大きな集団に影響を及ぼすところ、マトリクスが、アルカリ水酸化物固体マトリクス又は水和物の水を持つマトリクスのような交換可能なＨを含むときに、この効果は、特に優先される。ＫＯＨを形成するハイドリノ反応の間に、ＫがＨ２Ｏと反応したところ、ＫＯＨ−ＫＣｌ及びＫＣｌ＋Ｋを含むそれらのようなＣＩＨＴセル・ゲッタは、シールされたＣＩＨＴセルの内側の雰囲気に曝された後、＋４．４ｐｐｍから約−４から−５ｐｐｍへと、マトリクス（ＫＯＨ）のＭＡＳ  ＮＭＲ活性な構成要素のシフトを示した。ＫＣｌ＋Ｋ及び固体燃料リアクタ内の他のゲッタはまた、高磁場シフトＮＭＲ効果を示した。例えば、最初のＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッタ、１３７％ゲインで１０２９Ｗｈ出力する［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ］を含む１０個のＣＩＨＴセルのスケールアップされた５Ｗスタックからの同じＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッタ、及び、ＦｅＯＯＨの固体燃料反応からのＫ＋ＫＣｌゲッタのＭＡＳ  ＮＭＲスペクトルは、ＯＨマトリクスの既知の低磁場ピークが、約＋４ｐｐｍから約−４ｐｐｍの高磁場領域へとシフトしたことを示した。ＣＩＨＴセル及び固体燃料により生産された分子ハイドリノは、マトリクスを正から極めて高磁場にシフトさせた。ｐ＝４状態に対して可能な異なるｌ（エル）量子数は、−４ｐｐｍの領域におけるそのようなピークの複数を観測したことに一致する異なる高磁場マトリクス・シフトを生じさせることができる。分子ハイドリノを備える錯体を形成することにより高磁場にシフトされたＫＯＨマトリクスのＭＡＳ  ＮＭＲピークは、以前の観測と一致して高磁場にシフトされた水酸化物イオン（ＯＨ−）が自由回転子として行動するとき、シャープになり得る。Ｈ２（１／４）の異常なＮＭＲシフトの直接の観測は、本質的に１００％の再変換の前に記録されるよう、パラからＮＭＲ活性なオルト形態へと変換する固体ゲッタ・マトリクスの電子ビーム又はレーザ加熱により可能であるかもしれない。ＭＡＳ  ＮＭＲは、周囲温度での分子回転の欠落に打ち勝つことが必要である［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］；さもなければ、場の不均一性は、平均化され得ることがなく、ピークは、観測できない程ブロード化されるであろう［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］。
【０３４４】
追加的な証拠が、ハイドリノに基づくシフト・メカニズムを支持する。Ｈ２（１／４）の回転−振動スペクトル（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）は、高磁場シフトされたＭＡＳ  ＮＭＲスペクトル・ピークを持つサンプルの電子線励起発光分光法（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により観測された。更に、正イオンＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトルは、Ｍ：Ｈ２（Ｍ＝ＫＯＨ又はＫ２ＣＯ３）の構造の部分として二水素（ｄｉ−ｈｙｄｒｏｇｅｎ）を備えるマトリクス化合物のマルチマー群を示した。特に、ＫＯＨ及びＫ２ＣＯ３を含む以前のハイドリノ反応生成物の正イオンスペクトル［Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｅ．Ｄａｙａｌａｎ、Ｐ．Ｒａｙ、Ｂ．Ｄｈａｎｄａｐａｎｉ、Ｊ．Ｈｅ、“水性の電気分解及びプラズマ電気分解からの極めて安定な新規な無機水素化物（Ｈｉｇｈｌｙ  ｓｔａｂｌｅ  ｎｏｖｅｌ  ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｈｙｄｒｉｄｅｓ  ｆｒｏｍ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  ｐｌａｓｍａ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ）”、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ、Ｖｏｌ．４７、Ｎｏ．２４、（２００２）、ｐｐ．３９０９−３９２６；Ｒ．Ｌ．Ｍｉｌｌｓ、Ｂ．Ｄｈａｎｄａｐａｎｉ、Ｍ．Ｎａｎｓｔｅｅｌ、Ｊ．Ｈｅ、Ｔ．Ｓｈａｎｎｏｎ、Ａ．Ｅｃｈｅｚｕｒｉａ、“新規な水素化物化合物の合成及び特性（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｏｖｅｌ  ｈｙｄｒｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）”、Ｉｎｔ．  Ｊ．  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．４、（２００１）、ｐｐ．３３９−３６７］又は、ＣＩＨＴセルにおいてゲッタとしてのこれらの化合物を持つ以前のハイドリノ反応生成物の正イオンスペクトルは、構造中に錯体としてＨ２（１／ｐ）と調和したＫ＋（Ｈ２：ＫＯＨ）ｎ及びＫ＋（Ｈ２：Ｋ２ＣＯ３）ｎを示した。典型的な結果は、高磁場にシフトしたＭＡＳ  ＮＭＲスペクトルピークを持つ、１３７％ゲインで１０２９Ｗｈ出力する［Ｍｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ］を含む１０個のＣＩＨＴセルのスケールアップされた５ＷスタックからのＫ２ＣＯ３−ＫＣｌ（３０：７０ｗｔ％）ゲッタの正のＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトルのそれである。通常の質量ｍ／ｅ＝Ｍ＋２を持つピークの割り当てにおいて、高い精度の質量及び、３５Ｃｌ及び３７Ｃｌと同様に３９Ｋ及び４１Ｋの同位体存在度は、考慮された。類似のＭ：Ｈ２群はＥＳＩ−ＴｏＦＭＳによって観測された。ＴｏＦ−ＳＩＭＳ及びＥＳＩ−ＴｏＦＭＳの群は、安定であり、全マトリクスがＭＡＳ  ＮＭＲにおける幾つかの場合においてシフトされたので、Ｈ２（１／ｐ）及びマトリクス化合物の相互作用のエネルギは、室温での約０．０２５ｅＶの熱エネルギよりも大きくならなければならない。回転への高い活性化バリアは、マトリクスとのこの強い相互作用から予期される。高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲシフトを持つサンプルは、ストークスピークのリニアなシリーズに対する約０．０５−０．０７５ｅＶ（４００−６００ｃｍ−１）のラマン・マトリクス・シフトを示したが、ここで、ピーク間の勾配は、Ｈ２（１／４）の回転遷移の��．２４１ｅＶのエネルギ差にマッチして、約０．９９９又はより良い高い相関があった。
【０３４５】
その特徴的な異常に高い回転−振動エネルギ（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｅｎｅｒｇｉｅｓ）による分子ハイドリノの直接的な同定は、電子線励起発光分光法及びラマン分光法を用いて求められた。もう１つの区別できる特徴は、分子ハイドリノに対する選択側が通常の分子水素のそれらから違っていることである。Ｈ２励起状態寿命は非常に短く、そして、ΔＪ＝０、±１を持つ回転−振動遷移（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）は、Ｈ２における急速な電子遷移の間に起きる。しかし、遷移の間において角運動量を保存するために、ｌ（エル）＝０及びΔｌ（エル）＝±１が要求されるので、Ｈ２が、選択側ΔＪ＝±１を持つ純粋な回転−振動遷移（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を受けることは可能ではない。原子状電子の量子数は、ｐ、ｌ（エル）、ｍｌ、及びｍｓである［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］。ハイドリノ状態の場合において、励起された状態の狩猟指数は、ｎ＝１／ｐによって置き換えられる。Ｈ２の励起された状態と同様に、Ｈ２（１／ｐ）；ｐ＝１、２、３、・・・、１３７の扁長の回転楕円体の光子場が、長半径に対する量子数ｌ（エル）の球の調和角度成分を持つところ、分子ハイドリノは、ｌ（エル）＝０、１、２、・・・、ｐ−１の状態を持つ［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］。これらの扁長の回転楕円体の調和状態の間の遷移は、Ｈ２の励起状態に対して観察されるような電子遷移なしで、純粋な振動遷移の間に、ΔＪ＝±１の回転遷移を許す。角度状態の寿命は、Ｈ２（１／ｐ）が選択側ΔＪ＝±１を持つ純粋な回転−振動遷移（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を独自に受けるかもしれないほど、十分に長いものである。
【０３４６】
放射する回転−振動の分子ハイドリノ状態（ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｓｔａｔｅ）は、レーザの高い電子場又は高い−エネルギ電子の衝突により励起されるかもしれないが、ここで、回転エネルギのｐ２（Ｊ＋１）０．０１５０９ｅＶ［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］により励起された回転の状態は、対応する熱エネルギが０．０２ｅＶ未満なので、周囲温度で統計熱力学的集団としてそこにいることができない。このようにして、回転−振動の状態の集団の分布は、外部の源の励起可能性を反映する。更に、回転エネルギに比べて５５倍高い振動のエネルギであるｐ２０．５１５ｅＶにより、第１レベルν＝１のみが外部の源による励起されるとして予期される。ｌ（エル）質量数における変化が許されると、エネルギーのより低い準位への振動の遷移（ν＝１→ν＝０）は、回転のエネルギアップ変換（Ｊ’−Ｊ”＝−１）、ダウン変換（Ｊ’−Ｊ”＝＋１）、及び無変化（Ｊ’−Ｊ”＝０）を伴い、それぞれ、Ｐ、Ｒ、及びＱブランチを生じる。純粋な回転の遷移ν＝１→ν＝０；ΔＪ＝０に対応するＱ−ブランチ・ピークは、より高いオーダーの遷移ピークのＰ及びＲシリーズに対して強度に対して急速な減少を伴う最も強度の高いものが予測されるが、ここで、利用可能なエネルギの内部変換により、より強度の高いより多くのピークがＲブランチに相対しＰブランに対して予期される。マトリクスの影響は、自由振動のそれからの振動エネルギ・シフトを引き起こすことが予期され、そして、マトリクスの回転のエネルギ・バリアが、回転のピークのシリーズのリニアなエネルギ分離の非ゼロの遮断として、Ｐ及びＲブランチピークの各々への大体同じエネルギの移動が生じる。
【０３４７】
ゲッタの結晶格子内にトラップされたＨ２（１／４）の回転−振動の放射（Ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）は、切れ目のないＵＶ分光法により記録され、及び５×１０−６Ｔｏｒｒの圧力範囲で１０−２０μＡのビーム電流で入射６ＫｅＶ電子銃によって励起された。
５ＷのＣＩＨＴセル・スタックにおけるゲッタとして役割を果たしたＵＶに対して透明なマトリクスＫＣｌ内でＨ２（１／４）（いわゆる２６０ｎｍバンド）の分解された回転−振動のスペクトル（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の例は、０．２４９１ｅＶの同じ間隔を持つ、２２２．７、２３３．９、２４５．４、２５８．０、２７２．２、及び２８７．６ｎｍでのピークの代表的な位置を備え、２５８ｎｍでピーク最大を示す。Ｈ２（１／ｐ）のような２原子分子の振動のエネルギは、次のように与えられる。
【数３４】
2019036551.tif 000048
ここで、ｋは力の定数で、μは換算質量であり、Ｈ２（１／ｐ）に対しては１／２である。分子がＨに対して無限大の質量である結晶格子にある場合は、無限体の質量として取り扱われる他方と共に与えられるＨの振動の換算質量は、次のファクタにより振動のエネルギの１つの与えるシフトの換算質量に対応する。
【数３５】
2019036551.tif 000049
回転−振動的に励起された分子（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｌｙ  ｅｘｃｉｔｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）及びマトリクス格子のフォノンの間の局所熱平衡は、シリコンマトリクス中のＨ２の場合である対応する自由回転子のそれであることが期待される回転エネルギで、マトリクス−シフトされた振動のエネルギで対応する一連のラインのエネルギに対してカットオフという結果になることが予期される。Ｈ２（１／ｐ）の振動の及び回転のエネルギが、それぞれ、Ｈ２のｐ２、ｐ２０．５１５ｅＶ及びｐ２０．０１５０９ｅＶ［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］であるとするならば、結晶格子中のＨ２（１／４）の回転−振動の及び回転のエネルギは、それぞれ、５．８ｅＶのカットオフ及び０．２４ｅＶのエネルギ間隔を持つと予期される。一般に、エネルギ対ピーク数のプロットは、Ｑ（０）、Ｒ（０）、Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、及びＰ（４）、及び遷移ν＝１→ν＝０に対するＨ２（１／４）に対する予測されるものと非常によい一致となり、Ｒ２＝０．９９９でｙ＝−０．２４９ｅＶ＋５．８ｅＶで与えられるラインを生じる。更に、結晶格子中の通常のＨ２に対するＨ２（１／４）の回転−振動の遷移（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）のブロード化は、含まれるエネルギが異常に大きく、６０倍も高く、そして、共鳴ブロード化という結果となる光子のフォノンバンドと強く結びつくので、予期される。
【０３４８】
もう１つの例は、式Ｃ７Ｈ４Ｏを持つ針葉樹炭を備えるＫＮＯ３、火薬のシールされたリアクタからのＫＣｌゲッタから観測されるＱ（０）、Ｒ（０）、Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、及びＰ（４）のピークを含む強い２６０ｎｍバンドである。その２６０ｎｍ、電子線バンドは、Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ  Ｈｏｒｉｂａ  １２５０Ｍ分光計を用いて観測されるとき、１．４Åの分解能でブロードなピーク以外の如何なる構造も持たない。加えて、構造は、共通の分子の未分解の回転−振動のバンド（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｂａｎｄｓ）を含むシリーズの可能性を除く光ルミネッセンス・スペクトルにおける１．６５ｃｍ−１の分解能でと同様に、高められた０．２５Åの分解能で、存在しないことが発見された。ＫＣｌ対ＫＯＨのような異なるゲッタ・マトリクスは、一連の共通するガス状の分子の回転−振動のバンド（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｂａｎｄｓ）に対する２６０ｎｍバンドの帰属の可能性を更に除去するＱ（０）ｐｅａｋについてのシリーズの中央の位置のシフトにおける区別できる違いを引き起こした。むしろ、その結果は、源としてのν＝１→ν＝０遷移内で、Ｈ２（１／４）のブロードな回転の放射を支持する。具体的には、勾配は、０．２４９ｅＶ（ｐ＝４）の予測された回転のエネルギ間隔とマッチした。ハイドリノ反応の高いエネルギ（従来の化学種の２００倍）は、多分、火薬反応がよく特徴付けられているように、受け取られるので、Ｈ２（１／４）生成物の観察に基づく火薬のようなエネルギ材料のパフォーマンスに対して小さな寄与に過ぎない。
【０３４９】
［Ｍｏ／ＬｉＢｒ−ＬｉＯＨ−ＭｇＯ／ＮｉＯ］を含む各セル、８層のＣＩＨＴスタック、６５ｍＷを含む真空チャンバ内にシールされたＫＯＨゲッタからの電子線励起発光スペクトルは、約２６０ｎｍでの６０００カウントの最大強度を持つＨ２（１／４）の回転−振動（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）に割り当てられた２６０ｎｍのバンドのプロファイルのアウトラインにマッチするブロードな連続放射特徴を示した。ゲッタ開始材料において観測されなかったバンドは、典型的に観測されるものより約１０倍以上強かった。Ｐ（１）−Ｐ（６）を含む電子線バンドの２６０ｎｍに対応する強いピークは、ラマン分光法により分解された。更に、対応する純粋な回転のシリーズのための回転に対するエネルギ及び僅かなバリアは、また、ラマン分光法により確認された。
【０３５０】
具体的に、Ｈ２（１／４）は、ラマン分光法を用いて求められたが、ここで、オルト及びパラの間の大きなエネルギ差により、後者は支配的であることが期待された。仮にパラが同数であるとすれば、純粋な回転遷移に対する典型的な選択側は、偶数の整数に対してΔＪ＝±２である。しかしながら、軌道−回転角運動量結合（ｏｒｂｉｔａｌ−ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ａｎｇｕｌａｒ  ｍｏｍｅｎｔｕｍ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）は、回転のレベルを励起する格子の角運動量の保存を備え、ｌ（エル）量子数における変化を生じさせるが、ここで、共鳴光子エネルギは、ｌ（エル）量子数の変化が無い場合に、遷移に対する軌道−原子核超微細エネルギ（ｏｒｂｉｔａｌ−ｎｕｃｌｅａｒ  ｈｙｐｅｒｆｉｎｅ  ｅｎｅｒｇｙ）により振動数においてシフトする。更に、ｌ（エル）≠０に対して、核は、Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴの第１２章に与えられるように核間軸に沿って並べられる。初期状態マイナス最終状態のように定義されるストークス・スペクトルに対する回転の選択側は、ΔＪ＝Ｊ’−Ｊ”＝−１であり、軌道角運動量の選択側は、Δｌ（エル）＝±１であり、そして、遷移は、回転の及び軌道の角運動量の励起の結合の間において、角運動量の保存から許される［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴ］。そして、核スピンへの強度依存性は、期待されない。マクロモードにおける５３２ｎｍレーザを備えるＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  ＳｍａｒｔＲａｍａｎを使用して、新しいシャープなラマンピークが、１９５０ｃｍ−１でＦｅＯＯＨ＋Ｈ２固体燃料のＫ＋ＫＣｌゲッタに対して観測されたが、これは、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由空間回転エネルギに４ケタの有効数字でマッチしている。この結果は、Ｈ２（１／４）がシリコン・マトリクス内のＨ２についての場合である自由回転子であることを示している。
【０３５１】
マクロモードにおける７８０ｎｍレーザを備えるＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  ＳｍａｒｔＲａｍａｎを使用して、４０ｃｍ−１のブロードな吸収ピークは、過剰な電気の生産の後、ＭｏＣｕ水素透過アノードにおいて観測された。そのピークは、バージン合金においては観測されなかった。そして、ピークの強度は増加する過剰エネルギと共に高くなった。更に、ＳＥＭ−ＥＤＳによって確認されたように、源として考慮される可能性のある元素は、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｈ、及びＯだけであることを示す事前及び事後の超音波処理が提示された。コントロール化合物の並べ替えでは、そのピークを再現しなかった。ＫＯＨ−ＫＣｌは、これらのセルからのガスをゲッタし、Ｈ２（１／４）の回転−振動（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）に割り当てられた非常に強い光ルミネッセンス・シリーズのピークを与えた。他の元素又は化合物も１．３３ｅＶ（７８０ｎｍ  レーザ  マイナス２０００ｃｍ−１のエネルギ）で４０ｃｍ−１のラインを吸収できることが知られていないので、Ｈ２（１／４）が考慮された。１９５０ｃｍ−１でスタートする吸収ピークは、４つの有効数字で、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由空間回転ネルギに一致した。吸収は、Ｊ’＝０からＪ”＝１への遷移に対するＨ２（１／４）の回転エネルギ［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］に対する逆ラマン効果に割り当てられた。この結果は、Ｈ２（１／４）が、シリコン・マトリクスにおけるＨ２のケースである自由回転子であることを示す。
【０３５２】
Ｈ２（１／４）の純粋な回転遷移は、またＦＴＩＲ活性であることが予測されたので、ＦｅＯＯＨ＋Ｈ２固体燃料のＫ＋ＫＣｌゲッタのスペクトルが、４ｃｍ−１の分解能でＤＴＧＳ検出器を備えるＮｉｃｏｌｅｔ７３０ＦＴＩＲ分光計で記録された。Ｐ（１）に対応するピークは、出発材料においては存在しなかったが、ＦＴＩＲスペクトルにおける１９４７ｃｍ−１での強いシャープなピークとして観測された。メタホウ酸塩はこの領域におけるピークを持つが、１０Ｂピークはない。更に、ＩＣ  Ｌａｂｓから購入した、メタホウ酸塩をドープしたＫＢｒ結晶のラマンスペクトルは、１９５０ｃｍ−１領域内でピークを示さなかった。
【０３５３】
溶融塩セルに加えて、Ｈがカソードで生成されるところ、水性のアルカリ又は炭酸塩電気分解セルにおいてＨ２Ｏ触媒を生成するという可能性が存在する。Ｈ２ＯからＯＨ−＋Ｈへの還元によるカソードで形成されるＨの電極交差は、式（５４）の反応を生じさせることができる。その代わりとして、次のような可逆な内部の酸化−還元反応を含むそれらのようなＨ２Ｏ触媒を生じさせることができる炭酸塩を含む幾つかの反応がある。
ＣＯ３２−＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋２ＯＨ−                    （２６２）
以下のような半電池反応と同様である。
ＣＯ３２−＋２Ｈ  →  Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋２ｅ−                （２６３）
ＣＯ２＋１／２・Ｏ２＋２ｅ−  →  ＣＯ３２−                （２６４）
Ｎｉ電極を持つ０．６Ｍ  Ｋ２ＣＯ３電気分解セルのＮｉカソードにＸＰＳが実施され、そして、ピークが４９６．４ｅＶで観測されたが、如何なる知られた元素にも割り当てられなかった。唯一の可能性であるＮａは、この元素の他の対応するピークの不存在に基づいて、容易に削除される。Ｈ２＋のような通常のＨ状態への衝突−タイプのコンプトンイオン化（Ｃｏｍｐｔｏｎ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）は、運動エネルギとして入射ＡｌのＸ線エネルギをイオン化された電子が保存する場合に期待されるが、これは、Ｈ２（１／４）は放射を吸収も放出もせず、Ｈ２＋（１／４）を形成するイオン化状態が無限に励起された状態であるからである。Ｈ２（１／４）の全エネルギが５２２ｅＶであるとすれば、Ｈ２の第１のイオン化エネルギに相当するエネルギを持つＮｉ格子中のＨ２＋の結合は、観測されたエネルギのピークという結果となるであろう［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］。マトリクス及び最終Ｈ種に依存して、この領域の他のシフトも可能である。ピークは、固体燃料生成物だけでなくＣＩＨＴアノードにおいても観測された。
【０３５４】
マクロモードにおける７８０ｎｍ半導体レーザを備えるＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  ＳｍａｒｔＲａｍａｎを使用して、４０ｃｍ−１のブロードな吸収ピークは、過剰な電気の生産の後、ＭｏＣｕ水素透過アノードにおいて観測された。そのピークは、バージン合金においては観測されなかった。そして、ピークの強度は増加する過剰エネルギ及びレーザの強度と共に高くなった。更に、ＳＥＭ−ＥＤＳによって確認されたように、源として考慮される可能性のある元素は、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｈ、及びＯだけであることを示す事前及び事後の超音波処理が提示された。コントロール化合物の並べ替えでは、そのピークを再現しなかった。分離した実験において、ＫＯＨ−ＫＣｌは、これらのセルからのガスをゲッタし、Ｈ２（１／４）の回転−振動（ｒｏ−ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）に割り当てられた非常に強い光ルミネッセンス・シリーズのピークを与えた。他の元素又は化合物も１．３３ｅＶ（７８０ｎｍ  レーザ  マイナス２０００ｃｍ−１のエネルギ）での４０ｃｍ−１（０．００５ｅＶ）の近赤外の１つのラインを吸収できることが知られていないので、Ｈ２（１／４）が考慮された。１９５０ｃｍ−１でスタートする吸収ピークは、４つの有効数字で、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由空間回転ネルギに一致した。そして、４０ｃｍ−１の幅が軌道−原子核結合エネルギの分裂にマッチする［Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ］。
【０３５５】
Ｈ２（１／４）の回転エネルギにマッチする吸収ピークは、実際のピークであり、如何なる知られた種によっては説明できない。ハイドリノ回転の励起は、２つのメカニズムにより吸収ピークを引き起こすかもしれない。第１において、ストークス光は、格子包接（ｌａｔｔｉｃｅ  ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）としてハイドリノを回転させる強い相互作用のため、格子により吸収される。これは、２６０ｎｍの電子線バンドで、観測される共鳴ブロード化に似ている。第２は、知られる逆ラマン効果を含む。ここで、レーザにより引き起こされる連続体は、吸収され、そして、レーザの振動数に合わせて移動するが、ここで、連続体は、反ストークス・エネルギ寄与を許すように回転の励起状態の集団を維持するだけ十分強い。典型的に、ＩＲＥに対してレーザ・パワーは非常に強いが、分子ハイドリノは、その非ゼロのｌ（エル）量子数番号及び対応する選択則のため、特別なケースであるかもしれない。従って、結果は、後者のメカニズムの文脈から議論される。
【０３５６】
吸収は、Ｊ’＝１からＪ”＝０への遷移に対するＨ２（１／４）の回転エネルギに対する逆ラマン効果（ＩＲＥ）に割り当てられた。この結果は、Ｈ２（１／４）が、シリコン・マトリクスにおけるＨ２のケースである自由回転子であることを示す。更に、Ｈ２（１／４）がＭＡＳ  ＮＭＲ及びＴｏＦ−ＳＩＭｓによって示される水酸化物を持つ錯体を形成するかもしれないので、及び、マトリクス・シフトが、格子におけるＨ２（１／４）のサイトでの局所環境の影響により光ルミネッセンス・スペクトル及び電子線励起発光スペクトルで観測されるので、ＩＲＥは、異なるマトリクスにおいて、及びまた、圧力によって、同様にシフトすることが予期される。同様に、Ｈ２のラマン・ピークは、マトリクス包含（ｍａｔｒｉｘ  ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）として、圧力と共にシフトする。幾つかの例は、金属及び無機化合物のラマン・スペクトルのスクリーニングによって観測された。Ｔｉ及びＮｂは、１９５０ｃｍ−１でスタートする約２０カウントの小さな吸収ピークを示した。Ａｌは、ずっと大きなピークを示した。無機化合物の例は、それぞれ、２３０８ｃｍ−１及び２６０８ｃｍ−１でピークを示したＬｉＯＨ及びＬｉＯＨ−ＬｉＢｒを含んでいた。特に強い吸収ピークは、Ｈ２Ｏを形成するＣａ（ＯＨ）２からの２４４７ｃｍ−１で観測された。後者は、５１２℃でＣａ（ＯＨ）２の脱水のときに、又は、ＣＯ２との反応によって、Ｈ２（１／４）を形成する触媒として役割を果たすかもしれない。これらは、以前に報告したように、ハイドリノを形成するための固体燃料タイプの反応である。ＬｉＯＨ及びＣａ（ＯＨ）２の両者は、Ｈ２（１／４）ＩＲＥピークを示したが、ＬｉＯＨは、Ｌｉ２ＣＯ３との反応によりＣａ（ＯＨ）２から商業的に形成される。このようにして、Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｌｉ２ＣＯ３混合物は、ボールミルにより反応することが引き起こされたが、そして、非常に強いＨ２（１／４）ＩＲＥピークが１９９７ｃｍ−１で中央に観測された。
【０３５７】
固体燃料反応の生成物としてＨ２（１／４）は以前に報告された。式（４４−４７）に従って、ハイドリノを形成することにより開放されるエネルギは、高い運動エネルギ（ｋｉｎｅｔｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ）Ｈ