(57)【要約】電力および熱出力の少なくとも１つを提供する発電機は、（ｉ）独自の分析および分光シグネチャで識別可能なハイドリノを形成する原子状水素の触媒作用のための少なくとも１つの反応セルと、（ｉｉ）Ｈ２Ｏ触媒またはＨ２Ｏ触媒の供給源、原子状水素または原子状水素の供給源、Ｈ２Ｏ触媒またはＨ２Ｏ触媒の供給源、原子状水素または原子状水素の供給源を形成する反応物質、および反応混合物を高導電性にする溶融金属から選択される少なくとも２つの成分を含む反応混合物と、（ｉｉｉ）溶融金属流を提供する電磁ポンプ等の少なくとも１つのポンプ、および、溶融金属流を受け取る少なくとも１つ貯留槽とを含む溶融金属注入システムと、（ｉｖ）溶融金属の少なくとも１つの蒸気に低電圧、高電流の電気エネルギーを供給してプラズマを点火し、ハイドリノ反応の急速な反応速度を開始させるともに、ハイドリノの形成によるエネルギー利得を与える電源を含む点火システムと、（ｖ）プラズマに供給されるＨ２およびＯ２の供給源と、（ｖｉ）溶融金属回収システムと、（ｖｉｉ）（ａ）セルの黒体放射体から出力された高出力光を、集光型熱光電池を使用して電気に変換することまたは（ｂ）電磁流体変換器を使用して、エネルギープラズマを電気に変換することができる電力変換器とを、備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも一方を発生させる発電システムであって、
圧力を大気圧よりも低く、大気圧と同じに、または大気圧を超えて維持できる少なくとも１つの容器と、
反応物であり、
（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒、
（ｂ）Ｈ２Ｏの少なくとも１つの供給源またはＨ２Ｏ、
（ｃ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素、および
（ｄ）溶融金属を含む前記反応物と、
前記溶融金属の一部を含む少なくとも１つの貯留槽と溶融金属流を提供する注入器管が接続された溶融金属ポンプと、溶融金属流を受け取る少なくとも１つの非注入器貯留槽とを含む溶融金属注入器システムと、
プラズマを点火するために前記溶融金属の少なくとも１つの流れに電力を供給する電源を含む少なくとも１つの点火システムと、
電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも１つを発生させるために前記反応物の反応で消費される反応物を補充する少なくとも１つの反応物供給システムと、
電力および／または熱エネルギー出力への光および熱出力の少なくとも一方の少なくとも１つの電力変換器または出力システムと、を含むことを備える発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システムであって、金属を溶融して溶融金属を含むためのヒータを、さらに含む発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の発電システムであって、溶媒金属回収システムをさらに含む発電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の発電システムであって、前記溶媒金属回収システムは、溶融金属オーバーフローを止め、オーバーフローする溶融金属を通過する電流経路を中断する非注入貯留槽から注入器システム貯留槽への少なくとも１つの溶融金属オーバーフローチャネルを備える溶媒金属回収システム。
【請求項５】
請求項１の発電システムであって、前記溶媒金属回収システムは、前記注入器管の上方の高さで注入器システムの注入器管から溶融金属を受け取るための入口を有する非注入器貯留槽を備え、さらに、オーバーフローを分割するドリップ縁部を備える発電システム。
【請求項６】
請求項５に記載の発電システムであって、前記非注入器貯留槽の入口は平面にあり、平面は注入管からの溶融金属流の初期方向に対して垂直に配向される発電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の発電システムであって、前記注入器システムの非注入器貯留槽および注入器管は、どちらも、地球の重力軸を横切る方向である水平軸から、ゼロよりも大きい角度で軸に沿って配置される発電システム。
【請求項８】
請求項１に記載の発電システムであって、前記角度が約２５°〜９０°の範囲内である発電システム。
【請求項９】
請求項１に記載の発電システムであって、前記注入器貯留槽がその中の溶融金属と接触する電極を備え、かつ前記非注入器貯留槽が前記注入器システムによって提供される溶融金属と接触する電極を備える発電システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電システムであって．前記注入器および前記非注入器貯留槽の電極に反対の電圧を供給し、前記溶融金属流に電流および電力を供給して、反応物の反応により前記容器内にプラズマを形成する電源を備える発電システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発電システムであって、前記電源が、反応物を反応させてプラズマを形成させるのに十分な大電流の電気エネルギーを送達する発電システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の発電システムであって、前記電源が、少なくとも１つの超コンデンサを含む発電システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の発電システムであって、電磁ポンプの各々が、
（ａ）電極を介して溶融金属に供給される直流または交流電流源と一定または同相の交流ベクトル交差磁場源とを含む直流または交流伝導型、あるいは、
（ｂ）金属に交流電流を誘導する溶融金属の短絡ループを通る交流磁場源と同相ベクトル交差交流磁場とを含む誘導型の１つを備える発電システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の発電システムであって、溶融金属点火システムの発電からの電流が、１０Ａ〜５０，０００Ａの範囲内である発電システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の発電システムであって、前記溶融金属点火システムの回路が、点火により０Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲内の点火周波数をさらに生じるべく、溶融金属流によって閉じられる発電システム。
【請求項１６】
請求項１に記載の発電システムであって、前記溶融金属が、銀、銀銅合金、および銅の少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項１７】
請求項１に記載の発電システムであって、前記溶融金属は、融点が７００℃未満である発電システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の発電システムであって、前記溶融金属が、ビスマス、鉛、スズ、インジウム、カドミウム、好ましくはガリウム、アンチモン、または合金、例えばローズメタル、セロセーフ、ウッドメタル、フィールドメタル、セロロー１３６、セロロー１１７、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ−Ｉｎ−Ｔｌ、およびガリンスタンの少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項１９】
請求項１に記載の発電システムであって、真空ポンプと少なくとも１つの熱交換器とをさらに備える発電システム。
【請求項２０】
請求項１に記載の発電システムであって、前記少なくとも１つの貯留槽が、窒化ホウ素を含む発電システム。
【請求項２１】
請求項１に記載の発電システムであって、前記反応物が、水素、酸素、および水の少なくとも１つを含む容器ガスを含む発電システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の発電システムであって、前記容器ガスが、不活性ガスをさらに含む発電システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の発電システムであって、前記反応物の供給と前記不活性ガスの供給とをさらに備え、該供給が、前記容器ガスを０．０１トルから２００気圧の範囲内の圧力に維持する発電システム。
【請求項２４】
請求項１に記載の発電システムであって、前記反応エネルギー出力の少なくとも１つの電力変換器または出力システムが、熱光起電力変換器、光起電力変換器、光電変換器、電磁流体変換器、プラズマ力学変換器、熱電子変換器、熱電変換器、スターリングエンジン、超臨界ＣＯ２サイクル変換器、ブレイトンサイクル変換器、外燃機関型ブレイトンサイクルエンジンまたは変換器、ランキンサイクルエンジンまたは変換器、有機ランキンサイクル変換器、内燃機関型エンジン、ならびに熱エンジン、ヒータ、およびボイラーからなる群のうちの少なくとも１つを備える発電システム。
【請求項２５】
請求項１に記載の発電システムであって、前記容器が、前記容器の内部から光起電力変換器に光を送信するための光透過性光起電力（ＰＶ）窓部と、少なくとも１つの容器形状と、前記溶融金属が前記ＰＶ窓部を被膜するのを少なくとも部分的に防止するために圧力勾配を生じさせる少なくとも１つのバッフルと、を備える発電システム。
【請求項２６】
請求項１に記載の発電システムであって、前記容器形状は、前記ＰＶ窓部に向かって減少する断面積を含む発電システム。
【請求項２７】
請求項２４に記載の発電システムであって、集光型太陽電池を備え、該集光型太陽電池は、結晶シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムガリウムヒ素アンチモン（ＩｎＧａＡｓＳｂ）、リン化インジウムヒ素アンチモン（ＩｎＰＡｓＳｂ）、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ、ＩｎＡｌＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−ＧａＡｓ−ウェーハ−ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ−Ｇｅ、ＧａＩｎＰ−ＧａＩｎＡｓ−Ｇｅ、ＩＩＩ族窒化物、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｌＮ、およびＩｎＧａＮから選択される少なくとも１つの化合物を含む発電システム。
【請求項２８】
請求項２４に記載の発電システムであって、前記電磁流体力電力変換器は、反応容器に接続されたノズル、電磁流体チャネル、電極、磁石、金属収集システム、金属再循環システム、熱交換器、および任意にガス再循環システムを備える発電システム。
【請求項２９】
請求項１または請求項２８に記載の発電システムであって、発電システムの少なくとも１つのコンポーネントが、セラミックおよび金属の少なくとも一方を含む発電システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の発電システムであって、前記セラミックが、金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の発電システムであって、前記金属がステンレス鋼および高融点金属の少なくとも一方を含む発電システム。
【請求項３２】
請求項２８に記載の発電システムであって、前記溶融金属が銀を含み、かつ電磁流体変換器が酸素源をさらに備えて銀粒子ナノ粒子を形成し、電磁流体ノズルを介してナノ粒子を加速し、該粒子の運動エネルギーが容器内で発生するエネルギー源を付与する発電システム。
【請求項３３】
請求項３２に記載の発電システムであって、前記反応物供給システムが、銀ナノ粒子を形成するべく、酸素源をさらに供給および制御する発電システム。
【請求項３４】
請求項３２に記載の発電システムであって、前記銀ナノ粒子の前記運動エネルギーの蓄積の少なくとも一部が前記電磁流体チャネルで電気エネルギーに変換され、前記ナノ粒子が前記金属収集システム内で溶融金属として合体し、該溶融金属が少なくとも部分的に酸素を吸収し、吸収された前記酸素を含む金属が前記金属再循環システムによって前記注入器貯留槽に戻され、前記酸素が前記容器内のプラズマによって放出される発電システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の発電システムであって、プラズマが前記電磁流体チャネルと前記金属回収システムとで維持されて、前記溶融金属による前記酸素の吸収を促進する発電システム。
【請求項３６】
請求項１３および請求項２８に記載の発電システムであって、前記電磁ポンプが、金属再循環システムのポンプを含む第１の段階と金属注入器システムのポンプを含む第２の段階とを含む二段式ポンプを備える発電システム。
【請求項３７】
請求項１に記載の発電システムであって、前記原子状水素と前記触媒との反応によって形成される前記水素生成物が、
（ａ）ラマンピークが１９００〜２０００ｃｍ−１の水素生成物と、
（ｂ）０．２３〜０．２５ｅＶの整数倍の間隔で配置された複数のラマンピークを有する水素生成物と、
（ｃ）１９００〜２０００ｃｍ−１に赤外線ピークを持つ水素生成物と、
（ｄ）０．２３〜０．２５ｅＶの整数倍の間隔で配置された複数の赤外線ピークを有する水素生成物と、
（ｅ）０．２３〜０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する、２００〜３００ｎｍの範囲の複数のＵＶ蛍光発光スペクトルピークを有する水素生成物と、
（ｆ）０．２〜０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する２００〜３００ｎｍの範囲に複数の電子ビーム放出スペクトルピークを有する水素生成物と、
（ｇ）５０００±２０，０００ｃｍ−１の範囲の複数のラマンスペクトルピークを有し、１０００±２００ｃｍ−１の整数倍の間隔を有する水素生成物と、
（ｈ）４９０〜５２５ｅＶの範囲のエネルギーでＸ線光電子分光法のピークを有する水素生成物と、
（ｉ）高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲマトリックスシフトを引き起こす水素生成物と、
（ｊ）ＴＭＳに対して−５ｐｐｍを超える高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲまたは液体ＮＭＲシフトを持つ水素生成物と、
（ｋ）マクロ凝縮物またはポリマーＨｎ（ｎは３より大きい整数）を含む水素生成物と、
（ｌ）飛行時間二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）ピークが１６．１２〜１６．１３であるマクロ凝縮物またはポリマーＨｎ（ｎは３より大きい整数）を含む水素生成物と、
（ｍ）金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１つを含む金属水素化物を含む水素生成物と、
（ｎ）Ｈ１６およびＨ２４の少なくとも一方を含む水素生成物と、
（ｏ）無機化合物ＭｘＸｙおよびＨ２を含み、Ｍが陽イオンであり、Ｘが陰イオンであり、Ｍ（ＭｘＸｙＨ２）ｎ（ｎは整数）のエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つを有する水素生成物と、
（ｐ）Ｋ（Ｋ２Ｈ２ＣＯ３）＋ｎおよびＫ（ＫＯＨＨ２）＋ｎのエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析法（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つをそれぞれ持つＫ２ＣＯ３Ｈ２およびＫＯＨＨ２少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｑ）金属水素化物を含み、金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属のうちの少なくとも１つを含む磁気水素生成物と、
（ｒ）属水素化物を含み、金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および磁化率測定により磁性を示す反磁性金属の少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｓ）電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で活性がない金属を含み、ＥＰＲスペクトルが非常に高いｇ因子、非常に低いｇ因子、異常な線幅、および陽子分裂の少なくとも１つを含む水素生成物と、
（ｔ）ＥＰＲスペクトルが約２８００〜３１００Ｇで少なくとも１つのピークおよび約１０Ｇ〜５００ＧのΔＨを示す水素分子二量体を含む水素生成物と、
（ｕ）水素キャリアを含む負のガスクロマトグラフィーピークを有するガスを含む水素生成物と、
（ｖ）
【数１】
2021506072.tif 000136
（ｐは整数）の四重極モーメント／ｅを有する水素生成物と、
（ｗ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１の範囲の整数ＪからＪ＋１への遷移に対する回転エネルギーが逆回転する分子二量体を含み、重水素を含む分子二量体の対応する回転エネルギーがプロトンを含む二量体の回転エネルギーの１／２であるプロトン性水素生成物と、
（ｘ）（ｉ）１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）０．００１１ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメーターを有する分子二量体を含む水素生成物と、
（ｙ）（ｉ）１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）０．０１９ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメーターを有する固体を含む水素生成物と、
（ｚ）（１）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｉｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、
（２）約１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに
（３）水素分子あたり約０．００１１ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有する水素生成物と、
（ａａ）（１）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｉｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％；のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、
（２）約１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに
（３）水素分子あたり約０．０１９ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの少なくとも１つを有する固体水素生成物と
のうちの少なくとも１つの生成物を含む発電システム。
【請求項３８】
請求項１に記載の発電システムであって、
前記原子水素と前記触媒との反応によって形成される前記水素生成物が、Ｈ（１／４）およびＨ２（１／４）の少なくとも１つを含み、かつ前記水素生成物が有する特徴は、
（ａ）前記水素生成物が、１９４０ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）回転エネルギーと他の高エネルギー特性が存在しないフィンガープリント領域のライベーション帯との少なくとも１つを含むフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）を有すること、
（ｂ）前記水素生成物が、高磁場マトリックスピークを含むプロトンマジック角回転核磁気共鳴スペクトル（１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲ）を有すること、
（ｃ）前記水素生成物が、１００℃〜１０００℃の温度領域での金属水素化物と水素ポリマーの少なくとも１つの分解を示す熱重量分析（ＴＧＡ）結果を有すること、
（ｄ）前記水素生成物が、互いに０．２３ｅＶから０．３ｅＶ離れた複数のピークを含む２６０ｎｍ領域に、Ｈ２（１／４）振動帯を含む電子ビーム励起発光スペクトルを有すること、
（ｅ）前記水素生成物が、互いに０．２３ｅＶから０．３ｅＶの間隔で配置された複数のピークを含む２６０ｎｍ領域のＨ２（１／４）振動帯を含み、ピーク強度が０Ｋ〜１５０Ｋの範囲の極低温で低下する電子ビーム励起発光スペクトルを有すること、
（ｆ）前記水素生成物が、２６０ｎｍ領域の２次のＨ２（１／４）回転振動帯が互いに約０．２３ｅＶから０．３ｅＶ離れた複数のピークを含むフォトルミネッセンスラマンスペクトルを有すること、
（ｇ）前記水素生成物が、１０００±２００ｃｍ−１の整数倍の間隔を有する５０００〜２０，０００ｃｍ−１の範囲の複数のピークを含む２次のＨ２（１／４）回転振動帯を含むフォトルミネッセンスラマンスペクトルを有すること、
（ｈ）前記水素生成物が１９４０ｃｍ−１±１０％にＨ２（１／４）回転ピークを含むラマンスペクトルを有すること、
（ｉ）前記水素生成物が４９０〜５００ｅＶでＨ２（１／４）の全エネルギーを含むＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）を有すること、
（ｊ）前記水素生成物がマクロ凝縮物またはポリマーＨ（１／４）ｎ（ｎは３より大きい整数）を含むこと、
（ｋ）前記水素生成物が、１６．１２〜１６．１３の飛行時間二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）ピークを有するマクロ凝縮物またはポリマーＨ（１／４）ｎ（ｎは３より大きい整数）を含むこと、
（ｌ）前記水素生成物が金属水素化物を含み、該金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１つを含み、水素がＨ（１／４）を含むこと、
（ｍ）前記水素生成物がＨ（１／４）１６およびＨ（１／４）２４の少なくとも一方を含むこと、
（ｎ）前記水素生成物が無機化合物ＭｘＸｙおよびＨ（１／４）２を含み、Ｍが陽イオンおよびＸが陰イオンであり、エレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＥＳＩ−ＴｏＦ）と飛行時間の二次イオン質量スペクトル（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）との少なくとも１つがＭ（ＭｘＸｙＨ（１／４）２）ｎ（ｎは整数）のピークを含むこと、
（ｏ）前記水素生成物がＫ２ＣＯ３Ｈ（１／４）２およびＫＯＨＨ（１／４）２の少なくとも１つを含み、エレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）の少なくとも１つがそれぞれＫ（Ｋ２Ｈ２ＣＯ３）＋ｎおよびＫ（ＫＯＨＨ２）＋ｎのピークを含むこと、
（ｐ）前記水素生成物が磁性であり、かつ金属水素化物を含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、水素がＨ（１／４）であること、
（ｑ）前記水素生成物が金属水素化物を含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、ＨがＨ（１／４）であり、生成物が磁化率測定により磁性を示すこと、
（ｒ）前記水素生成物が電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で不活性の金属を含み、ＥＰＲスペクトルが２８００〜３１００Ｇに少なくとも１つのピークと１０〜５００ＧのΔＨとを示すこと、
（ｓ）前記水素生成物が［Ｈ２（１／４）］２を含み、ＥＰＲスペクトルが約２８００〜３１００Ｇの少なくとも１つのピークと１０Ｇ〜５００ＧのΔＨとを示すこと、
（ｔ）前記水素生成物が水素キャリアを含む負のガスクロマトグラフィーピークを有するＨ２（１／４）ガスを含むかまたは放出すること、
（ｕ）前記水素生成物が
【数２】
2021506072.tif 000137
の四重極モーメント／ｅを有するＨ２（１／４）を含むこと、
（ｖ）前記水素生成物が、それぞれ約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１および約（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１の範囲内である整数ＪからＪ＋１への遷移に対するエンドツーエンドの回転エネルギーを持つ［Ｈ２（１／４）］２または［Ｄ２（１／４）］２を含むこと、
（ｗ）前記水素生成物が、（ｉ）１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子の分離距離、（ｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）０．００１１ｅＶ±１０％のＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つを有する［Ｈ２（１／４）］２を含むこと、ならびに、
（ｘ）前記水素生成物が、（ｉ）約１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．０１９ｅＶ±１０％のＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つを有する［Ｈ２（１／４）］２を含むこと、
（ｙ）前記［Ｈ２（１／４）］２生成物が、
（１）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１および（ｉｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％の少なくとも１つのＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、
（２）約１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに
（３）Ｈ２（１／４）あたり約０．００１１ｅＶ±１０％の気化エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有し、さらに、
（ｚ）固体Ｈ２（１／４）生成物が、
（１）（ｉ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｉｉ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｉｉｉ）２３ｃｍ−１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、
（２）１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに
（３）Ｈ２（１／４）あたり０．０１９ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有する、ことを少なくとも１つ有する発電システム。
【請求項３９】
請求項３７に記載の発電システムであって、前記原子水素と前記触媒との反応によって形成される前記水素生成物が、Ｈ（１／ｐ）、Ｈ２（１／ｐ）、およびＨ−（１／ｐ）単独あるいは（ｉ）水素以外の元素、（ｉｉ）Ｈ＋、通常のＨ２、通常のＨ−、および通常のＨ３＋の少なくとも１つを含む通常の水素種類、（ｉｉｉ）有機分子種、ならびに（ｉｖ）無機種の少なくとも１つとの複合体の群から選択されるハイドリノ種の少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項４０】
請求項３７に記載の発電システムであって、
原子状水素と触媒との反応により形成される水素生成物は、オキシアニオン化合物を含む発電システム。
【請求項４１】
請求項３７に記載の発電システムであって、前記原子水素と前記触媒との反応によって形成される前記水素生成物が、
（ａ）ＭＨ、ＭＨ２、またはＭ２Ｈ２（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｈはヒドリノ種）、
（ｂ）ＭＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈはハイドリノ種）、
（ｃ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは、ハロゲン原子等の中性原子、分子、またはハロゲン陰イオン等の単一負帯電アニオンのいずれか、およびＨはヒドリノ種）、
（ｄ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、
（ｅ）ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、
（ｆ）Ｍ２ＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、
（ｇ）ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｈ）Ｍ２Ｈｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｉ）Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオ、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｊ）Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｋ）Ｍ２Ｘ３Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、
（ｌ）Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種）、
（ｍ）Ｍ２ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、Ｘ’は二重負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、
（ｎ）ＭＭ’Ｈｎ（式中、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、化合物の水素含有Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｏ）ＭＭ’ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｐ）ＭＭ’ＸＨ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、およびＨはハイドリノ種）、
（ｑ）ＭＭ’ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、ＸおよびＸ’は単一負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、
（ｒ）ＭＸＸ’Ｈｎ（式中、ｎは１から５までの整数、Ｍはアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、Ｘ’は金属もしくは半金属、遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｓ）ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素等のカチオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｔ）ＭＸＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン等のカチオン、Ｘは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素カチオン等の別のカチオン等、化合物は少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｕ）（ＭＨｍＭＣＯ３）ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｖ）（ＭＨｍＭＮＯ３）＋ｎｎＸ−）（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｗ）（ＭＨＭＮＯ３）ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオンであり、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｘ）（ＭＨＭＯＨ）ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、
（ｙ）（ＭＨｍＭ’Ｘ）ｎ（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、さらに、
（ｚ）（ＭＨｍＭ’Ｘ‘）＋ｎｎＸ−（（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類陽イオン、ＸおよびＸ’は単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）
の群から選択される式を有する少なくとも１つの化合物を含む発電システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載の発電システムであって、前記原子水素と触媒との反応によって形成される前記水素化合物生成物のアニオンが、１つ又はそれ以上の単一負帯電アニオン、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオンを含み、二重負帯電アニオンが、炭酸イオン、酸化物、および硫酸イオンである発電システム。
【請求項４３】
請求項４２に記載の発電システムであって、前記原子水素と前記触媒との反応によって形成される前記水素生成物が、結晶格子に埋め込まれた少なくとも１つのハイドリノ種を含む発電システム。
【請求項４４】
請求項４３に記載の発電システムであって、前記格子に埋め込まれたＨ（１／ｐ）、Ｈ２（１／ｐ）、およびＨ−（１／ｐ）の少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の発電システムであって、前記塩格子が、アルカリ塩、アルカリハロゲン化物、アルカリ水酸化物、アルカリ土類塩、アルカリ土類ハロゲン化物、およびアルカリ土類水酸化物の少なくとも１つを含む発電システム。
【請求項４６】
電極システムであって、
（ａ）第１の電極および第２の電極と、
（ｂ）前記第１の電極および前記第２の電極と電気的に接触している溶融金属（例えば、溶融銀、溶融ガリウム等）の流と、
（ｃ）前記溶融金属を貯留槽から引き出し、導管（例えば、チューブ）を通して搬送して、前記導管を出る前記溶融金属流を生成するポンプを含む循環システムと、
（ｄ）前記第１の電極と前記第２の電極と間に電位差を与えるように構成された電源とを備え、
前記溶融金属流が、前記第１の電極と前記第２の電極とに同時に接触して、前記電極間に電流を生成する電極システム。
【請求項４７】
請求項１に記載の電極システムであって、
前記電極システムの電力はアーク電流を発生させるのに十分である電極システム。
【請求項４８】
電気回路であって、
（ａ）溶融金属を生成するための加熱手段と、
（ｂ）前記溶融金属を容器から導管を介して搬送し、前記導管から出る前記溶融金属流を発生させるためのポンピング手段と、
（ｃ）第１の電極と第２の電極との間に電位差を生じさせるための電力供給手段と電気的連通する第１の電極および第２の電極とを備え、
前記溶融金属流は、第１の電極と第の電極との間に電気回路を構成すべく第１の電極と第２の電極とに同時に接触している電気回路。
【請求項４９】
第１の電極と第２の電極とを備える電気回路において、改良点が、溶融金属流を前記電極に通して、その間に電流が流れることを可能にすることを含む電気回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は、２０１７年１２月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／５９４，９３６号、２０１８年１月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／６１８，４４４号、２０１８年２月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／６３０，７５５号、２０１８年３月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／６４４，３９２号、２０１８年４月３日に出願された米国仮特許出願第６２／６５２，２８３号、２０１８年６月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／６８８，９９０号、２０１８年７月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／６９８，０２５号、２０１８年８月５日に出願された米国仮特許出願第６２／７１４，７３２号、２０１８年９月７日に出願された米国仮特許出願第６２／７２８，７１６号、２０１８年９月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／７３８，９６６号、および２０１８年１０月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／７６９，４８３号基づく優先権を主張し、これらのすべてが参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、発電分野に関し、とりわけ、発電システム、装置、および方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、光起電力、プラズマ、および熱起電力を発生させ、電磁流体力電力変換器を介して電力を発生させる発電装置およびシステム、ならびに関連する方法、光起電力変換器、プラズマ起電力変換器、光子起電力変換器、または熱起電力変換器に関する。また、本開示の実施形態は、光起電力変換器を使用して、水または水ベースの燃料源の点火によって、光起電力、力学的起電力、電力、および／または熱起電力を発生させるシステム、装置、および方法を説明する。本開示において、これらの実施形態および他の関連する実施形態を詳細に説明する。
【０００３】
発電は、さまざまな形態を取り、プラズマの発電を利用し得る。プラズマの商業化の成功は、プラズマを効率的に発生させ、発生させたプラズマからのエネルギー出力を捕捉することができる発電システムに依存し得る。
【０００４】
特定の燃料の点火中にプラズマが形成されることがある。これらの燃料には、水または水ベースの燃料源が含まれ得る。点火中に、電子が剥ぎ取られた原子のプラズマ雲が形成され、高い光起電力が放出されることがある。プラズマの高い光起電力は、本開示の電力変換器によって利用され得る。イオンと励起状態原子とが再結合して電子緩和を経て高強度の光を放出し得る。高強度の光は、光起電力技術で電気に変換され得る。
【０００５】
本開示の特定の実施形態は、燃料に電力を供給して燃料に点火し、プラズマを発生させるように構成された固体または溶融金属電極等の複数の電極と、電気エネルギーを複数の電極に送達するように構成された電源と、高温高圧プラズマを受け取るように配置された少なくとも１つの電磁流体変換器、または、少なくとも複数のプラズマ光子を受け取るように配置された少なくとも１つの光起電力（ＰＶ）変換器とを備える発電システムに関する。
【０００６】
一実施形態においては、電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも一方を発生させるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電システムは、圧力を大気圧よりも低く、大気圧と同じに、または大気圧を超えて維持できる少なくとも１つの容器と反応物とを備えており、該反応物は、（ｉ）少なくとも１つの触媒供給源または新生Ｈ２Ｏを含む触媒と、（ｉｉ）少なくとも１つのＨ２Ｏ供給源またはＨ２Ｏと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素と、（ｉｖ）溶融金属とを、含む。該発電システムは、溶融金属の一部を入れる少なくとも１つの貯留槽と溶融金属流を提供する注入管が接続された溶融金属ポンプと溶融金属流を受け取る少なくとも１つの非注入器貯留槽とを含む溶融金属注入システムと、プラズマを点火するために溶融金属の少なくとも１つの流れに電力を供給する電源を含む少なくとも１つの点火システムと、電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも一方を発生させるために反応で消費される反応物を補充する少なくとも１つの反応物供給システムと、少なくとも光および熱エネルギー出力の一方を電力および／または熱エネルギーの少なくとも一方に変換する少なくとも１つの電力変換器または出力システムと、を備える。該発電システムは、金属を溶融して溶融金属を含むためのヒータと溶融金属回収システムとをさらに備えてもよく、ここで、該溶融金属回収システムは、溶融金属オーバーフローを止め、オーバーフローする溶融金属が通過する電流経路を中断する、非注入容器からの注入器システム容器への少なくとも１つの溶融金属オーバーフローの導管を含んでもよい。溶融金属回収システムは、注入管の上方の高さで注入器システムの注入管から溶融金属を受け取るための入口を有する非注入器貯留槽を備えてもよく、さらに、オーバーフローを分割するドリップ縁部を備えてもよい。非注入器貯留槽の入口は平面にあり、平面は注入管からの溶融金属流の初期方向に対して垂直に配向されてもよい。注入器システムの非注入器貯留槽および注入器管は、どちらも、水平から約２５°〜９０°の範囲の角度等、地球の重力軸を横切る方向である水平軸から、ゼロよりも大きい角度をなして軸に沿って配置されてもよい。注入器貯留槽は、その中の溶融金属と接触する電極を備えてもよく、非注入器貯留槽は、注入器システムによって提供される溶融金属と接触する電極を備えてもよい。点火システムは、注入器および非注入器貯留槽の電極に反対の電圧を供給し、溶融金属流に電流および電力を供給して、反応物の反応により容器内にプラズマを形成する電源を備えてもよく、それにより溶融金属流を介して電流および電力が供給され、反応物が反応して容器内にプラズマが形成される。電源は、反応物を反応させてプラズマを形成させるのに十分な高電流の電気エネルギーを送達してもよい。電源は、少なくとも１つの超コンデンサを含んでもよい。各電磁ポンプは、（ｉ）電極を介して溶融金属に供給される直流または交流電流源と一定または同相の交流ベクトル交差磁場源とを含む直流または交流伝導型、あるいは、（ｉｉ）金属に交流電流を誘導する溶融金属の短絡ループを通る交流磁場源と同相ベクトル交差交流磁場とを含む誘導型の１つを備えてもよい��溶融金属点火システム電源からの電流は、１０Ａ〜５０，０００Ａの範囲内であってもよい。溶融金属点火システムの回路は、点火により０Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲内の点火周波数をさらに発生すべく、溶融金属流によって閉じられてもよい。溶融金属は、（ｉ）銀、銀銅合金、および銅、（ｉｉ）融点が７００℃未満の金属、ならびに、（ｉｉｉ）ビスマス、鉛、スズ、インジウム、カドミウム、好ましくはガリウム、アンチモン、または合金、例えばローズメタル、セロセーフ、ウッドメタル、フィールドメタル、セロロー１３６、セロロー１１７、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ−Ｉｎ−Ｔｌ、およびガリンスタンの少なくとも１つを含んでもよい。発電システムは、真空ポンプと少なくとも１つの熱交換器とをさらに備えてもよい。少なくとも１つの容器は、窒化ホウ素を含んでもよい。反応物は、水素、酸素、および水の少なくとも１つを含む容器ガスを含んでもよく、容器ガスはさらに不活性ガスを含んでもよい。該発電システムは、反応物の供給と不活性ガスの供給とをさらに備えてもよく、供給により、容器ガスを０．０１  トルから２００気圧の範囲内の圧力に維持する。反応出力の少なくとも１つの電力変換器または発電システムは、熱光起電力変換器、光起電力変換器、光電変換器、電磁流体変換器、プラズマ力学変換器、熱電子変換器、熱電変換器、スターリングエンジン、超臨界ＣＯ２サイクル変換器、ブレイトンサイクル変換器、外燃機関型ブレイトンサイクルエンジンまたは変換器、ランキンサイクルエンジンまたは変換器、有機ランキンサイクル変換器、内燃機関型エンジン、さらには熱エンジン、ヒータ、およびボイラーからなる群のうちの少なくとも１つを備えてもよい。容器は、容器の内部から光起電力変換器に光を送信するための光透過性光起電力（ＰＶ）窓部と、少なくとも１つの容器形状と、溶融金属がＰＶ窓部を被膜するのを少なくとも部分的に防止するために、圧力勾配を生じさせる少なくとも１つのバッフルとを備えてもよく、ここで、容器形状は、ＰＶ窓部に向かって減少する断面積を有してもよい。ＰＶ変換器は、集光型太陽電池を備えてもよく、該集光型太陽電池は、結晶シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムガリウム（ｉｎＧａＡｓ）、インジウムガリウムヒ素アンチモン（ＩｎＧａＡｓＳｂ）、リン化インジウムヒ素アンチモン（ＩｎＰＡｓＳｂ）、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ、ＩｎＡｌＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−ＧａＡｓ−ウェーハ−ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ−Ｇｅ、ＧａＩｎＰ−ＧａＩｎＡｓ−Ｇｅ、ＩＩＩ族窒化物、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｌＮ、およびＩｎＧａＮから選択される少なくとも１つの化合物を含んでもよい。電磁流体力電力変換器は、反応容器に接続されたノズル、電磁流体チャネル、電極、磁石、金属収集システム、金属再循環システム、熱交換器、および任意にガス再循環システムを備えてもよい。一実施形態では、発電システムの少なくとも１つの構成要素は、金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素の少なくとも１つ等のセラミックと、Ｌｉ２Ｏ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２系（ＬＡＳ系）、ＭｇＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２系（ＭＡＳ系）、ＺｎＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２系（ＺＡＳ系）等のガラスセラミックと、ステンレス鋼および高融点金属の少なくとも一方等の金属との少なくとも１つを含む。一実施形態では、発電システムの溶融金属は銀を含有し、電磁流体変換器は、酸素源をさらに備えて銀粒子ナノ粒子を形成し、電磁流体ノズルを介してナノ粒子を加速し、その運動エネルギーが容器内で発生するエネルギー源を付与する。反応物供給システムは、銀ナノ粒子を形成するべく、酸素源をさらに供給および制御してもよい。電磁流体電力変換器の実施形態では、銀ナノ粒子の運動エネルギーの蓄積の少なくとも一部が電磁流体チャネルで電気エネルギーに変換され、ナノ粒子は金属収集システム内で溶融金属として合体し、溶融金属は少なくとも部分的に酸素を吸収し、吸収された酸素を含む金属は金属再循環システムによって注入器貯留槽に戻され、酸素は容器内のプラズマによって放出され、ここで、プラズマが電磁流体チャネルと金属回収システムとで維持されて、溶融金属による酸素の吸収を促進する。電磁ポンプは、金属再循環システムのポンプを含む第１の段階と金属注入器システムのポンプを含む第２の段階とを含む二段式ポンプを備えてもよい。一実施形態では、発電システムにおける原子状水素と触媒との反応によって形成される水素生成物は、ラマンピークが約１９００〜２０００ｃｍ−１の水素生成物と、約０．２３〜０．２５ｅＶの整数倍の間隔で配置された複数のラマンピークを有する水素生成物と、約１９００〜２０００ｃｍ−１に赤外線ピークを持つ水素生成物と、約０．２３〜０．２５ｅＶの整数倍の間隔で配置された複数の赤外線ピークを有する水素生成物と、約０．２３〜０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する、約２００〜３００ｎｍの範囲の複数のＵＶ蛍光発光スペクトルピークを有する水素生成物と、約０．２〜０．３ｅＶの整数倍の間隔を有する約２００〜３００ｎｍの範囲に複数の電子ビーム放出スペクトルピークを有する水素生成物と、約５０００±２０，０００ｃｍ−１の範囲の複数のラマンスペクトルピークを有し、約１０００±２００ｃｍ−１の整数倍の間隔を有する水素生成物と、約４９０〜５２５ｅＶの範囲のエネルギーでＸ線光電子分光法のピークを有する水素生成物と、高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲマトリックスシフトを引き起こす水素生成物と、ＴＭＳに対して約−５ｐｐｍを超える高磁場ＭＡＳ  ＮＭＲまたは液体ＮＭＲシフトを持つ水素生成物と、マクロ凝縮物またはポリマーＨｎ（ｎは３より大きい整数）を含む水素生成物と、飛行時間二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）ピークが約１６．１２〜１６．１３であるマクロ凝縮物またはポリマーＨｎ（ｎは３より大きい整数）を含む水素生成物と、金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１���を含む金属水素化物を含む水素生成物と、Ｈ１６およびＨ２４の少なくとも一方を含む水素生成物と、無機化合物ＭｘＸｙおよびＨ２を含み、Ｍが陽イオンであり、Ｘが陰イオンであり、Ｍ（ＭｘＸｙＨ２）ｎ（ｎは整数）のエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つ有する水素生成物と、Ｋ（Ｋ２Ｈ２ＣＯ３）＋ｎおよびＫ（ＫＯＨＨ２）＋ｎのエレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量分析法（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）のピークの少なくとも１つをそれぞれ持つＫ２ＣＯ３Ｈ２およびＫＯＨＨ２少なくとも１つを含む水素生成物と、金属水素化物を含み、金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属のうちの少なくとも１つを含む磁気水素生成物と、金属水素化物を含み、金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および磁化率測定により磁性を示す反磁性金属の少なくとも１つを含む水素生成物と、電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で活性がない金属を含み、ＥＰＲスペクトルが非常に高いｇ因子、非常に低いｇ因子、異常な線幅、および陽子分裂の少なくとも１つを含む水素生成物と、ＥＰＲスペクトルが約２８００〜３１００Ｇで少なくとも１つのピークおよび約１０Ｇ〜５００ＧのΔＨを示す水素分子二量体を含む水素生成物と、水素キャリアを含む負のガスクロマトグラフィーピークを有するガスを含む水素生成物と、約
【数１】
2021506072.tif 000002
（式中、ｐは整数）の四重極モーメント／ｅを有する水素生成物と、約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１の範囲の整数ＪからＪ＋１への遷移に対する回転エネルギーが逆回転する分子二量体を含み、重水素を含む分子二量体の対応する回転エネルギーが陽子を含む二量体の回転エネルギーの１／２である軽水素生成物と、（ｉ）約１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．００１１ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメーターを有する分子二量体を含む水素生成物と、（ｉ）約１．０２８Å±１０％の水素分子の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％の水素分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．０１９ｅＶ±１０％の水素分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つのパラメーターを有する固体を含む水素生成物と、（ｉ）（ａ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｂ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｃ）２３ｃｍ−１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、（ｉｉ）約１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに（ｃ）水素分子あたり約０．００１１ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有する水素生成物と、（ｉ）（ａ）（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｂ）（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｃ）２３ｃｍ−１±１０％；のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、（ｉｉ）約１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに（ｉｉｉ）水素分子あたり約０．０１９ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの少なくとも１つを有する固体水素生成物とのうちの少なくとも１つを含んでもよい。一実施形態では、発電システムにおける原子水素と触媒との反応によって形成される水素生成物は、Ｈ（１／４）およびＨ２（１／４）の少なくとも１つを含んでもよく、水素生成物は以下の少なくとも１つを有する。すなわち、水素生成物が、約１９４０ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）回転エネルギーと他の高エネルギー特性が存在しないフィンガープリント領域のライベーション帯との少なくとも１つを含むフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）を有すること、水素生成物が、高磁場マトリックスピークを含むプロトンマジック角回転核磁気共鳴スペクトル（１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲ）を有すること、水素生成物が、約１００〜１０００℃の温度領域での金属水素化物と水素ポリマーの少なくとも１つの分解を示す熱重量分析（ＴＧＡ）結果を有すること、水素生成物が、互いに約０．２３ｅＶから０．３ｅＶ離れた複数のピークを含む２６０ｎｍ領域に、Ｈ２（１／４）振動帯を含む電子ビーム励起発光スペクトルを有すること、水素生成物が、互いに約０．２３ｅＶから０．３ｅＶの間隔で配置された複数のピークを含む２６０ｎｍ領域のＨ２（１／４）振動帯を含み、ピーク強度が約０Ｋ〜１５０Ｋの範囲の極低温で低下する電子ビーム励起発光スペクトルを有すること、水素生成物が、２６０ｎｍ領域の２次のＨ２（１／��）回転振動帯が互いに約０．２３ｅＶから０．３ｅＶ離れた複数のピークを含むフォトルミネッセンスラマンスペクトルを有すること、水素生成物が、約１０００±２００ｃｍ−１の整数倍の間隔を有する約５０００〜２０，０００ｃｍ−１の範囲の複数のピークを含む２次のＨ２（１／４）回転振動帯を含むフォトルミネッセンスラマンスペクトルを有すること、水素生成物が約１９４０ｃｍ−１±１０％にＨ２（１／４）回転ピークを含むラマンスペクトルを有すること、水素生成物が約４９０〜５００ｅＶでＨ２（１／４）の全エネルギーを含むＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）を有すること、水素生成物がマクロ凝縮物またはポリマーＨ（１／４）ｎ（ｎは３より大きい整数）を含むこと、水素生成物が、約１６．１２〜１６．１３の飛行時間二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）ピークを有するマクロ凝縮物またはポリマーＨ（１／４）ｎ（ｎは３より大きい整数）を含むこと、水素生成物が金属水素化物を含み、該金属が、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、およびＷの少なくとも１つを含み、水素がＨ（１／４）を含むこと、水素生成物がＨ（１／４）１６およびＨ（１／４）２４の少なくとも一方を含むこと、水素生成物が無機化合物ＭｘＸｙおよびＨ（１／４）２を含み、Ｍが陽イオンおよびＸが陰イオンであり、エレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＥＳＩ−ＴｏＦ）と飛行時間の二次イオン質量スペクトル（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）との少なくとも１つがＭ（ＭｘＸｙＨ（１／４）２）ｎ（ｎは整数）のピークを含むこと、水素生成物がＫ２ＣＯ３Ｈ（１／４）２およびＫＯＨＨ（１／４）２の少なくとも１つを含み、エレクトロスプレーイオン化飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＥＳＩ−ＴｏＦ）および飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）の少なくとも１つがそれぞれＫ（Ｋ２Ｈ２ＣＯ３）＋ｎおよびＫ（ＫＯＨＨ２）＋ｎのピークを含むこと、水素生成物が磁性体であり、かつ金属水素化物を含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、水素がＨ（１／４）であること、水素生成物が金属水素化物を含み、該金属がＺｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、および反磁性金属の少なくとも１つを含み、ＨがＨ（１／４）であり、生成物が磁化率測定により磁性を示すこと、水素生成物が電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で不活性の金属を含み、ＥＰＲスペクトルが約２８００〜３１００Ｇに少なくとも１つのピークと約１０〜５００ＧのΔＨとを示すこと、水素生成物が［Ｈ２（１／４）］２を含み、ＥＰＲスペクトルが約２８００〜３１００Ｇの少なくとも１つのピークと約１０Ｇ〜５００ＧのΔＨとを示すこと、水素生成物が水素キャリアを含む負のガスクロマトグラフィーピークを有するＨ２（１／４）ガスを含むまたは放出すること、水素生成物が約
【数２】
2021506072.tif 000003
の四重極モーメント／ｅを有するＨ２（１／４）を含むこと、水素生成物が、それぞれ約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１および約（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１の範囲内である整数ＪからＪ＋１への遷移に対するエンドツーエンドの回転エネルギーを持つ［Ｈ２（１／４）］２または［Ｄ２（１／４）］２を含むこと、水素生成物が、（ｉ）約１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．００１１ｅＶ±１０％のＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つを有する［Ｈ２（１／４）］２を含むこと、ならびに、水素生成物が、（ｉ）約１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１±１０％のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．０１９ｅＶ±１０％のＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーの群からの少なくとも１つを有する［Ｈ２（１／４）］２を含むこと、［Ｈ２（１／４）］２生成物が、（ｉ）（ａ）約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｂ）約（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１および（ｃ）約２３ｃｍ−１±１０％の少なくとも１つのＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、（ｉｉ）約１．０２８Å±１０％のＨ２（１／４）分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに（ｉｉｉ）Ｈ２（１／４）あたり約０．００１１ｅＶ±１０％の気化エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有し、さらに、固体Ｈ２（１／４）生成物が、（ｉ）（ａ）約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１±２０ｃｍ−１、（ｂ）約（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１±１０ｃｍ−１、および（ｃ）約２３ｃｍ−１±１０％のＦＴＩＲおよびラマンスペクトルシグネチャ、（ｉｉ）１．０２８Å±１０％の水素分子分離を示すＸ線または中性子回折パターン、ならびに（ｉｉｉ）Ｈ２（１／４）あたり約０．０１９ｅＶ±１０％の蒸発エネルギーの熱量測定の少なくとも１つを有することである。発電システムにおける原子水素と触媒との反応によって形成される前記水素生成物は、Ｈ（１／ｐ）、Ｈ２（１／ｐ）、およびＨ−（１／ｐ）単独あるいは（ｉ）水素以外の元素、（ｉｉ）Ｈ＋、通常のＨ２、通常のＨ−、および通常のＨ３＋の少なくとも１つを含む通常の水素種類、有機分子種、ならびに（ｉｖ）無機種の少なくとも１つとの複合体の群から選択されるハイドリノ種の少なくとも１つを含んでもよい。原子状水素と触媒との反応により形成される水素生成物は、オキシアニオン化合物を含んでもよい。原子水素と触媒との反応によって形成される前記水素生成物は、以下の群から選択される式を有する少なくとも１つの化合物を含んでもよい。すなわち、群に含まれる式は、ＭＨ、ＭＨ２、またはＭ２Ｈ２（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｈはヒドリノ種）、ＭＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｈはハイドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは、ハロゲン原子等の中性原子、分子、またはハロゲン陰イオン等の単一負帯電アニオンのいずれか、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、ｘは二重負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、Ｍ２ＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、Ｍ２Ｈｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、原子水素と触媒との反応により形成される水素生成物は、以下の群から選択される式を有する少なくとも１つの化合物を含んでもよい。ＭＨ、ＭＨ２、またはＭ２Ｈ２（式中、ＭはアルカリカチオンおよびＨはハイドリノ種）、ＭＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、およびＨはハイドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは、ハロゲン原子等の中性原子、分子、またはハロゲン陰イオン等の単一負帯電アニオンのいずれか、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、Ｍ２ＨＸ（式中、Ｍはアルカリカチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、およびＨはヒドリノ種）、ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、Ｍ２Ｈｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオ、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、Ｍ２Ｘ３Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種）、Ｍ２ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、Ｘ’は二重負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、ＭＭ’Ｈｎ（式中、ｎは１〜３の整数、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、化合物の水素含有Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、ＭＭ’ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、ＭＭ’ＸＨ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、Ｘは二重負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、ＭＭ’ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類カチオン、Ｍ’はアルカリ金属カチオン、ＸおよびＸ’は単一負帯電アニオン、Ｈはハイドリノ種）、ＭＸＸ’Ｈｎ（式中、ｎは１から５までの整数、Ｍはアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、Ｘ’は金属もしくは半金属、遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素等のカチオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、ＭＸＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリカチオン、アルカリ土類カチオン等のカチオン、Ｘは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素カチオン等の別のカチオン等、化合物は少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、（ＭＨｍＭＣＯ３）＋ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、（ＭＨｍＭＮＯ３）＋ｎｎＸ−（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、Ｘは単一負帯電アニオン、化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、（ＮＨＭＮＯ３）ｎ（式中、Ｍはアルカリカチオンまたは他の＋１カチオンであり、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、（ＭＨｍＭ’Ｘ）ｎ（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類カチオン、Ｘは単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）、さらに（ＭＨｍＭ’Ｘ）ｎｎＸ−（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数、ＭおよびＭ’はそれぞれアルカリまたはアルカリ土類陽イオン、ＸおよびＸ’は単一または二重負帯電アニオン、ならびに化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）である。原子状水素と触媒との反応により形成される水素化合物生成物の陰イオンは、少なくとも１つまたは複数の単一負帯電アニオンイオン、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオン、炭酸イオンである二重負帯電アニオン、酸化物、および硫酸イオンを含んでもよい。原子状水素と触媒との反応により形成される水素生成物は、結晶格子に埋め込まれた少なくとも１つのハイドリノ種を含んでもよい。一例示的実施形態では、化合物は、塩格子に埋め込まれたＨ（１／ｐ）、Ｈ２（１／ｐ）、およびＨ−（１／ｐ）の少なくとも１つを含み、ここで、塩格子は、アルカリ塩、アルカリハロゲン化物、アルカリ水酸化物、アルカリ土類塩、アルカリ土類ハロゲン化物、およびアルカリ土類水酸化物の少なくとも１つを含む。
一実施形態では、電極システムは、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および第２の電極と電気的に接触している溶融金属（例えば、溶融銀、溶融ガリウム等）流と、前記溶融金属を貯留槽から引き出し、導管（例えば、チューブ）を通して搬送して、前記導管を出る前記溶融金属流を発生させるポンプ、および、前記第１の電極と第２の電極と間に電位差を与えるように構成された電源とを含む循環システムとを備え、前記溶融金属流は、第１の電極と第２の電極とに同時に接触して、前記電極間に電流を発生させる。一実施形態においては、電極システムの電力はアーク電流を発生させるのに十分である。一実施形態においては、電気回路は、溶融金属を発生させるための加熱手段と、前記溶融金属を貯留槽から導管を介して搬送し、前記導管から出る前記溶融金属流を発生させるためのポンピング手段と、第１の電極と第２の電極との間に電位差を生じさせるための電力供給手段と電気接続する第１の電極および第２の電極とを備え、溶融金属流は、第１の電極と第２の電極との間に電気回路を作るべく第１の電極と第２の電極とに同時に接触している。第１の電極および第２の電極を含む電気回路の一実施形態においては、改良点は、溶融金属流を前記電極に通して、その間に電流が流れることを可能にすることを含む。
【０００７】
一実施形態では、電気エネルギーと熱エネルギーとの少なくとも一方を発生するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電システムは、反応物が（ｉ）少なくとも１つの触媒源または新生Ｈ２Ｏを含む触媒、（ｉｉ）Ｈ２ＯまたはＨ２Ｏの少なくとも１つの供給源、（ｉｉｉ）原子状水素または原子状水素の少なくとも１つの供給源、および（ｉｖ）溶融金属を含み、圧力を大気圧よりも低く、大気圧と同じに、または大気圧を超えて維持できる少なくとも１つの容器と、それぞれがポンプおよび注入器管を備えた少なくとも２つの溶融金属貯留槽で構成される溶融金属注入システムと、電気エネルギーと熱エネルギーとの少なくとも一方を発生させるべく反応物の反応で消費される反応物を補充する少なくとも１つの反応物供給システムと、電磁ポンプをそれぞれが含む少なくとも２つの溶融金属貯留槽に反対の電圧を供給する電源、ならびに、光エネルギー出力および／または熱エネルギー出力の少なくとも１つの電力変換器器または出力システムとを含む少なくとも１つの点火システムとを、備える。
【０００８】
溶融金属注入システムは、少なくとも２つの溶融金属貯留槽を含み、各貯留槽が、容器の内部で交差する溶融金属流を注入する電磁ポンプを備え、貯留槽が入口上昇管を含む溶融金属液面コントローラを備えてもよい。点火システムは、点火を含む反応物の反応を引き起こして容器の内側にプラズマを形成するべく、それぞれが溶融金属の交差流に電流と電力の流れとを供給する電磁ポンプを備える少なくとも２つの溶融金属貯留槽に反対の電圧を供給する電源を備えてもよい。点火システムは、（ｉ）電磁ポンプを備えた少なくとも２つの溶融金属貯留槽に反対の電圧を供給する電源と、（ｉｉ）それぞれが電磁ポンプを含む少なくとも２つの溶融金属貯留槽から排出される溶融金属の少なくとも２つの交差流とを備え、電源は、反応物を反応させてプラズマを形成するのに十分な高電流電気エネルギーの短いバーストを供給することができる。反応物を反応させてプラズマを形成するのに十分な大電流電気エネルギーの短いバーストを供給する電源は、少なくとも１つの超コンデンサを備えてもよい。各電磁ポンプは、（ｉ）電極を介して溶融金属に供給される直流または交流電流供給源と一定または同相の交流ベクトル交差磁場の供給源とを含む直流または交流伝導タイプ、あるいは、（ｉｉ）金属および同相ベクトル交差交流磁場に交流電流を誘導する溶融金属の短絡ループを介した交流磁場源を含む誘導型の１つを備えてもよい。ポンプと対応する貯留槽との結合、または、容器、注入システム、および変換器を含む部品間の別の結合の少なくとも１つの結合は、少なくとも１つの結合部は、ウェットシール、フランジおよびガスケットシール、接着シール、ならびにスリップナットシールのうちの少なくとも１つを備えてもよく、ここで、ガスケットは炭素を含んでもよい。溶融金属点火システムの直流または交流電流は、１０Ａ〜５０，０００Ａの範囲であってもよい。高電流電気エネルギーの短いバーストを供給するための電力源は、
１００Ａ〜１，０００，０００Ａ、１ｋＡ〜１００，０００Ａ、１０ｋＡ〜５０ｋＡの少なくとも１つの範囲内の電流の高い交流、直流、または交流−直流混合を誘導するように選択された電圧であること、
１００Ａ／ｃｍ２〜１，０００，０００Ａ／ｃｍ２、１０００Ａ／ｃｍ２〜１００，０００Ａ／ｃｍ２、および２０００Ａ／ｃｍ２〜５０，０００Ａ／ｃｍ２の少なくとも１つの範囲内の直流またはピーク交流電流密度であること、
固体燃料の導電率によって決定され、または、電圧は、所望の電流に固体燃料サンプルの抵抗を掛けた値で電圧が与えられること、
０．１Ｖ〜５００ｋＶ、０．１Ｖ〜１００ｋＶ、および１Ｖ〜５０ｋＶの少なくとも１つの範囲内に直流またはピーク交流電圧があること、
ならびに、
０．１Ｈｚ〜１０ＧＨｚ、１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、および１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの少なくとも１つの範囲内に交流周波数があることの、  少なくとも１つを含んでもよい。
【０００９】
溶融金属点火システムの回路は、点火がさらに０Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲の点火周波数を引き起こすべく、溶融金属流の交点によって閉じられる。誘導型電磁ポンプは、溶融金属の短絡ループを形成するセラミック製チャネルを備えてもよい。発電システムは、対応する固体金属から溶融金属を形成するべく、誘導結合ヒータ等のヒータをさらに備えてもよく、溶融金属は、銀、銀銅合金、および銅の少なくとも１つを含んでもよい。発電システムは、真空ポンプと少なくとも１つの冷却装置をさらに備えてもよい。発電システムは、重力下で溶融物に流れを提供できる壁を備えた容器、電極電磁ポンプ、およびタンク内の少なくとも１つ等、反応物の生成物を回収するシステムを備えてもよい。発電システムは、反応物の生成物を回収するシステム、例えば、重力下で溶融物に流れを提供できる壁を備えた容器、電極電磁ポンプ、および容器と連通する貯留槽の少なくとも１つを備えてもよく、容器は、貯留槽を容器の別の部分よりも低い温度に維持して、溶融金属の金属蒸気を貯留槽内で凝縮させる冷却システムをさらに備え、ここで、凝縮によって容器内の圧力が維持されてもよい。電極電磁ポンプを含む回収システムは、磁場とベクトル交差点火電流成分を提供する少なくとも１つの磁石を含んでもよい。発電システムは、反応エネルギー出力の少なくとも１つの電力変換器または発電システム、例えば、熱光起電力変換器、光起電力変換器、光電変換器、電磁流体変換器、プラズマ力学変換器、熱電子変換器、熱電変換器、スターリングエンジン、ブレイトンサイクルエンジン、ランキンサイクルエンジン、熱エンジン、ヒータ、およびボイラーからなる群の少なくとも１つを備える。ボイラーは放射ボイラーを含んでもよい。反応容器の一部は、１０００Ｋ〜３７００Ｋの範囲内の温度に維持可能である黒体放射体を備えてもよい。発電システムの貯留槽は窒化ホウ素を含んでもよく、黒体放射体を含む容器の部分は炭素を含んでよく、溶融金属と接触する電磁ポンプ部品は耐酸化性金属またはセラミックを含んでもよい。ハイドリノ反応物は、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、酸素、および水の少なくとも１つを含んでもよい。反応物の供給により、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、酸素、および水のそれぞれを０．０１トル〜１トルの範囲内の圧力に維持されてもよい。熱光起電力変換器または光起電力変換器に向けられた発電システムの黒体放射体によって放出される光は、主に可視光および近赤外光を含む黒体放射であってもよく、さらに、太陽電池は集光電池であってもよく、該集光電池は、結晶シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、ヒ化インジウムガリウムアンチモン（ＩｎＧａＡｓＳｂ）、リン化ヒ化アンチモン（ＩｎＰＡｓＳｂ）、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ、ＩｎＡｌＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−ＧａＡｓ−ウェーハ−ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ−Ｇｅ、およびＧａＩｎＰ−ＧａＩｎＡｓ−Ｇｅから選択される少なくとも１つの化合物を含む。反応プラズマによって放出され、熱光起電力変換器または光起電力変換器に向けられる光は、主に紫外線であってもよく、さらに、太陽電池は、ＩＩＩ族窒化物、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｌＮ、およびＩｎＧａＮから選択された少なくとも１つの化合物を含む集光電池であってもよい。熱光起電力変換器は、約１５００Ｋ〜２５００Ｋの温度範囲内で５ｂ４等のラジエーターからのＢＢＲ等の低温黒体放射（ＢＢＲ）を変換してもよい。対応するＰＶセルはビスマスを含んでもよい。
【００１０】
一実施形態では、ＰＶ変換器は、ＰＶセルへのＵＶ窓部をさらに備えてもよい。ＰＶ窓部は、黒体放射体の少なくとも一部と置き換えられてもよい。窓部は、紫外線に対して実質的に透明であってもよい。窓部は、溶融金属による濡れに対する耐性を有してもよい。窓部は、溶融金属の融点以上および溶融金属の沸点以上の少なくとも一方の温度で作動してもよい。例示的な窓部は、サファイア、石英、ＭｇＦ２、および溶融シリカである。窓部は、冷却されてもよく、作動中またはメンテナンス中に清掃する手段を備えてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、窓部およびＰＶセルの少なくとも一方との接触を回避する領域にプラズマを閉じ込めるべく、電場および磁場の少なくとも一方の供給源をさらに備えてもよい。供給源は、静電沈殿システムを含んでもよい。供給源は、磁気閉じ込めシステムを備えてもよい。プラズマは重力によって閉じ込められてもよく、窓部およびＰＶセルの少なくとも１つがプラズマ発生位置を中心として適切な高さにある。
【００１１】
あるいは、電磁流体発電変換器は、反応容器に接続されたノズル、電磁流体チャネル、電極、磁石、金属収集システム、金属再循環システム、熱交換器、および任意にガス再循環システムを備えてもよく、反応物はＨ２Ｏ蒸気、酸素ガス、および水素ガスの少なくとも１つを含んでもよい。反応物の供給は、Ｏ２、Ｈ２、および反応生成物Ｈ２Ｏのそれぞれを０．０１トル〜１トルの範囲内の圧力に維持してもよい。反応物の反応で消費される反応物を補充して電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも１つを発生させる反応物供給システムは、Ｏ２およびＨ２ガス供給の少なくとも１つと、ガスハウジングと、反応容器、電磁流体力学チャネル、金属収集システム、および金属再循環システムの少なくとも１つの壁にある選択的ガス透過性膜と、Ｏ２、Ｈ２、およびＨ２Ｏ分圧センサと、流量コントローラと、少なくとも１つのバルブと、Ｏ２およびＨ２圧力の少なくとも１つを維持するコンピュータとを備えてもよい。一実施形態では、発電システムの少なくとも１つの構成要素は、セラミックを含んでもよく、該セラミックは、金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素、およびＬｉ２Ｏ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２系（ＬＡＳ系）、ＭｇＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２系（ＭＡＳ系）、ＺｎＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＺＡＳ系）等のガラスセラミックの少なくとも１つを含んでもよい。溶融金属は銀を含んでもよく、電磁流体変換器は、酸素の供給源をさらに備え、貯留槽、反応容器、電磁流体ノズル、電磁流体チャネルの少なくとも１つに供給される銀粒子のエアロゾルを形成してもよく、反応物供給システムは、酸素源をさらに供給および制御して、銀のエアロゾルを形成してもよい。溶融金属は銀を含んでもよい。電磁流体変換器は、貯留槽および容器の少なくとも一方の銀と接触している周囲ガスを含むセルガスをさらに含んでもよい。発電システムは、溶融ガスと接触するセルガス流を維持して銀エアロゾルを形成する手段をさらに備えてもよく、セルガス流は、強制ガス流および対流ガス流の少なくとも一方を含んでもよい。セルガスは、希ガス、酸素、水蒸気、Ｈ２、およびＯ２のうちの少なくとも１つを含んでもよい。セルガス流量を維持する手段は、電磁流体力学的ガスポンプまたはコンプレッサ等のガスポンプまたはコンプレッサと、電磁流体変換器と、溶融金属注入システムおよびプラズマの少なくとも１つによって引き起こされる乱流とのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００１２】
発電システムの誘導型電磁ポンプは、金属の再循環システムのポンプを含む第１の段階と、容器内の他の部分と交差する溶融金属流を注入する金属注入システムのポンプを含む第２の段階とを含む２段ポンプで構成されてもよい。点火システムの電源は、点火電流を含む金属に交流電流を発生させる溶融金属の短絡ループを通る交流磁場源を含んでもよい誘導点火システムを含んでもよい。交流磁場源は、変圧器電磁石と変圧器磁気ヨークを含む一次変圧器巻線を含んでもよく、さらに、銀は、一次変圧器巻線を取り囲み、誘導電流ループとして構成される単巻き短絡巻線等の二次変圧器巻線として少なくとも部分的に機能してもよい。貯留槽は、電流ループが変圧器ヨークを囲むように２つの貯留槽を接続する溶融金属交差接続チャネルを備えてもよい。ここで誘導電流ループは、貯留槽に含まれる溶融銀、交差接続チャネル、注入器管内の銀および注入器管、ならびに誘導電流ループを完成させるために交差する溶融銀の注入流で発生する電流を含む。
【００１３】
一実施形態においては、エミッタは、電気エネルギーと熱エネルギーの少なくとも一方を発生し、該エミッタは、圧力を大気圧よりも低く、大気圧と同じ、または大気圧を超えて維持できる少なくとも１つの容器と、反応物であって、（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒の供給源、（ｂ）Ｈ２ＯまたはＨ２Ｏの少なくとも１つの供給源、（ｃ）容器の壁を透過する可能性のある少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素、（ｄ）銀、銅、銀銅合金等の溶融金属、および（ｅ）ＣＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＬｉＶＯ３、およびＨ２と反応しない安定な酸化物の少なくとも１つ等の酸化物を含む反応物と、溶融金属貯留槽および電磁ポンプを含む少なくとも１つの溶融金属注入システムと、発光源および熱放射プラズマの少なくとも一方を反応物に形成させる電源を含み、電源が発電変換器から電力を受け取る少なくとも１つの反応物点火システムと、溶融金属および酸化物を回収するシステムと、電力および／または熱エネルギー出力への光および熱出力の少なくとも１つの少なくとも１つのエネルギー出力変換器または出力システムと、を備え、ここで、溶融金属点火システムが、（ａ）溶融金属を閉じ込めるための少なくとも１組の耐熱金属またはカーボン電極、（ｂ）電気絶縁された溶融金属貯留槽から電磁ポンプによって供給される高融点金属または炭素電極および溶融金属流、および（ｃ）複数の電気的に分離された溶融金属貯留槽から、少なくとも２つの電磁ポンプによって供給される少なくとも２つの溶融金属流の群からの電極、ならびに、（ｉｉ）溶融金属交流、直流、または交流−直流混合物点火システムの電流が５０Ａ〜５０，０００Ａの範囲内にある反応物を反応させてプラズマを形成するのに十分な大電流電気エネルギーを送達する電源の、少なくとも１つを含む点火システムを含み、ここで、溶融金属注入システムは、ベクトル交差電流構成要素を提供すべく、磁場と電流とを供給する少なくとも１つの磁石を含む電磁ポンプを含み、ここで、溶融金属貯留槽は誘導結合ヒータを含み、エミッタは、重力下で溶融物に流れを提供することができる壁を含む容器の少なくとも１つ等の溶融金属および酸化物を回収するシステムと、容器と連通する貯留槽とをさらに備え、また、貯留槽内に金属を収集すべく、容器よりも低い温度に貯留槽を保つ冷却システムをさらに備え、ここで、容器は、大気圧未満、大気圧、または大気圧を上回る圧力を維持することができ、また該容器は、高温黒体放射体を含む内部反応セルと、大気圧以下、大気圧、または大気圧以上の圧力を維持できる外部チャンバとを備え、ここで、黒体放射体は、１０００Ｋ〜３７００Ｋの範囲の温度に維持され、ここで、黒体放射体を含む内部反応セルは、カーボンまたはＷ等の耐火材料を含み、ここで、セルの外部から放射される黒体放射は、光から電気への電力変換器に入射し、ここで、反応エネルギー出力の少なくとも１つの電力変換器は、熱光起電力変換器および光起電力変換器のうちの少なくとも１つを含み、ここで、セルから放射される光は、主に可視光と近赤外光を含む黒体放射であり、太陽電池は、結晶シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素（レストラン）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムガリウムヒ素アンチモン（ＩｎＧａＡｓＳｂ）、およびリン化インジウムヒ素アンチモン（ＩｎＰＡｓＳｂ）、ＩＩＩ／Ｖ族半導体、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ、ＩｎＡｌＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓＳｂ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｇｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓＰ／Ｓｉ／ＳｉＧｅ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ／Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ／ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−ＧａＡｓ−ウェーハ−ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ−Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ−Ｇｅ、およびＧａＩｎＰ−ＧａＩｎＡｓ−Ｇｅから選択された少なくとも１つの化合物を含む集光電池であり、さらに、発電システムは、真空ポンプと少なくとも１つの熱除去システムとをさらに備え、黒体放射体はさらに黒体温度センサとコントローラとを備える。任意選択で、エミッタは、少なくとも１つの追加の反応物注入システムを含んでもよく、該追加の反応物は、ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒の供給源と、（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒と、（ｂ）Ｈ２Ｏの少なくとも１つの供給源またはＨ２Ｏと、（ｃ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素とを含む。追加の反応物注入システムは、コンピュータ、Ｈ２ＯおよびＨ２圧力センサ、流量コントローラの少なくとも１つをさらに含んでもよく、該コントローラは、質量流量コントローラ、ポンプ、シリンジポンプ、および高精度の電子制御可能なバルブの少なくとも１つまたは複数を含み、該バルブは、ニードルバルブ、比例電子バルブ、およびステッピングモーターバルブの少なくとも１つを含み、ここで、バルブは圧力センサによって制御され、コンピュータがＨ２ＯおよびＨ２圧力の少なくとも１つを望ましい値に維持し、ここで追加の反応物注入システムは、Ｈ２Ｏ蒸気圧を０．１トル〜１トルの範囲内に維持する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面の簡単な説明
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本開示のいくつかの実施形態を示すものであり、さらに、説明とともに、開示の原理を説明する役割を果たす。
【図２Ｉ１６１】図２Ｉ１６１は、本開示の実施形態に係る、カソード、アノード、絶縁体、およびバスバーフィードスルーフランジの電磁流体（ＭＨＤ）変換器構成要素の概略図である。
【図２Ｉ１６２】図２Ｉ１６２〜２Ｉ１６６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６３】図２Ｉ１６２〜２Ｉ１６６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６４】図２Ｉ１６２〜２Ｉ１６６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６５】図２Ｉ１６２〜２Ｉ１６６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６６】図２Ｉ１６２〜２Ｉ１６６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６７】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６８】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１６９】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７０】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７１】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７２】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７３】図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と一対のＭＨＤ戻し用ポンプおよび一対のＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７４】図２Ｉ１７４〜２Ｉ１７６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、セラミックＥＭポンプ管アセンブリと、一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７５】図２Ｉ１７４〜２Ｉ１７６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、セラミックＥＭポンプ管アセンブリと、一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７６】図２Ｉ１７４〜２Ｉ１７６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、セラミックＥＭポンプ管アセンブリと、一対のＭＨＤ戻し用ポンプを含む電磁流体（ＭＨＤ）変換器とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７７】図２Ｉ１７７は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、セラミックＥＭポンプ管アセンブリと、ストレートＭＨＤチャネルとを備える直線電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７８】図２Ｉ１７８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、セラミックＥＭポンプ管アセンブリと、ストレートＭＨＤチャネルとを備える直線電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１７９】図２Ｉ１７９〜２Ｉ１８３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、ストレートＭＨＤチャネルと、およびガス添加ハウジングとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機での概略図である。
【図２Ｉ１８０】図２Ｉ１７９〜２Ｉ１８３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、ストレートＭＨＤチャネルと、およびガス添加ハウジングとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機での概略図である。
【図２Ｉ１８１】図２Ｉ１７９〜２Ｉ１８３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、ストレートＭＨＤチャネルと、およびガス添加ハウジングとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機での概略図である。
【図２Ｉ１８２】図２Ｉ１７９〜２Ｉ１８３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、ストレートＭＨＤチャネルと、およびガス添加ハウジングとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機での概略図である。
【図２Ｉ１８３】図２Ｉ１７９〜２Ｉ１８３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、ストレートＭＨＤチャネルと、およびガス添加ハウジングとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機での概略図である。
【図２Ｉ１８４】図２Ｉ１８４は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、注入用の単段誘導ＥＭポンプと、単段誘導または直流伝導のいずれかのＭＨＤ戻し用ＥＭポンプとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１８５】図２Ｉ１８５は、本開示の一実施形態に係る、単段誘導注入ＥＭポンプの概略図である。
【図２Ｉ１８６】図２Ｉ１８６は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、注入およびＭＨＤの両方の戻し用二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１８７】図２Ｉ１８７は、本開示の一実施形態に係る、容器底板アセンブリと、入口上昇管、注入器管およびノズル、ならびにフランジの接続構成要素との概略図である。
【図２Ｉ１８８】図２Ｉ１８８は、本開示の一実施形態に係る、１段目がＭＨＤリターンＥＭポンプとして機能し、２段目が注入ＥＭポンプとして機能する二段誘導ＥＭポンプの概略図である。
【図２Ｉ１８９】図２Ｉ１８９は、本開示の一実施形態に係る誘導点火システムの概略図である。
【図２Ｉ１９０】図２Ｉ１９０〜２Ｉ１９１は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が強制空冷システムを有する誘導ＥＭポンプ注入およびＭＨＤ戻し用の両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９１】図２Ｉ１９０〜２Ｉ１９１は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が強制空冷システムを有する誘導ＥＭポンプ注入およびＭＨＤ戻し用の両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９２】図２Ｉ１９２は、、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が強制液冷システム、誘導点火システム、およびＥＭポンプ管上の誘導結合型加熱アンテナを有する注入およびＭＨＤ戻し用の両方の二段誘導ＥＭポンプと、貯留槽と、反応セルチャンバと、ＭＨＤ戻し用導管とを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９３】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９４】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９５】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９６】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９７】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９８】図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が空冷システムを有する注入およびＭＨＤ戻りの両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ１９９】図２Ｉ１９９は、本開示の一実施形態に係る単段誘導注入ＥＭポンプの概略図である。
【図２Ｉ２００】図２Ｉ２００は、本開示の一実施形態に係る、１段目がＭＨＤ戻し用ＥＭポンプとして機能し、２段目が注入ＥＭポンプとして機能する二段誘導ＥＭポンプの概略図である。
【図２Ｉ２０１】図２Ｉ２０１は、本開示の一実施形態に係る、１段目がＭＨＤ戻し用ＥＭポンプとして機能し、２段目がローレンツポンピング力がより最適化された注入ＥＭポンプとして機能する二段誘導ＥＭポンプの概略図である。
【図２Ｉ２０２】図２Ｉ２０２〜２Ｉ２０３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が強制空冷システムを有する二段階の誘導ＥＭポンプ注入およびＭＨＤ戻し用の両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ２０３】図２Ｉ２０２〜２Ｉ２０３は、本開示の一実施形態に係る、傾斜貯留槽を示す液体電極としての二重ＥＭポンプ注入器と、球状反応セルチャンバと、直線電磁流体（ＭＨＤ）チャネルと、ガス添加ハウジングと、各々が強制空冷システムを有する二段階の誘導ＥＭポンプ注入およびＭＨＤ戻し用の両方の二段誘導ＥＭポンプと、誘導点火システムとを備える電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図である。
【図２Ｉ２０４】図２Ｉ０４は、例示的な螺旋状のフレームヒータを示す概略図でのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）フレームヒータであっては一連の環状リング。本開示の一実施形態に係る。
【図２Ｉ２０５】図２Ｉ２０５は、本開示の一実施形態に係る電解槽を示す概略図である。
【図２Ｉ２０６】図２Ｉ２０６は、本開示の一実施形態に係る、化学ヒータとして機能するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の所望の表面で再結合される希釈ガスとともにＨ２＋Ｏ２を収容するためのハウジングを示す概略図である。
【図２Ｉ２０７】図２Ｉ２０７は、本開示の一実施形態に係ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図であり、該発電機の一方が、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギーを受けて、該熱を冷却器に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備え、さらに、他方が周方向円筒状熱交換器およびボイラーを備える。
【図２Ｉ２０８】図２Ｉ２０８〜２Ｉ２０１２は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図である。
【図２Ｉ２０９】図２Ｉ２０８〜２Ｉ２０１２は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図である。
【図２Ｉ２１０】図２Ｉ２０８〜２Ｉ２０１２は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図である。
【図２Ｉ２１１】図２Ｉ２０８〜２Ｉ２０１２は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図である。
【図２Ｉ２１２】図２Ｉ２０８〜２Ｉ２０１２は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有する半球形シェル放射熱吸収体熱交換器を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の概略図である。
【図２Ｉ２１３】図２Ｉ２１３〜２Ｉ２１４は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機熱交換器の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２１４】図２Ｉ２１３〜２Ｉ２１４は、本開示の一実施形態に係る、黒体放射体を有する反応セルからの熱エネルギー出力を受けて、該熱を冷媒に送るための冷媒管が埋め込まれた壁部を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機熱交換器の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２１５】図２Ｉ２１５は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と液体電極としての膨張非注入器貯留槽とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２１６】図２Ｉ２１６〜２Ｉ２１７は、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図であり、該発電機の各々が、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と液体電極としての膨張非注入器貯留槽とを備える。
【図２Ｉ２１７】図２Ｉ２１６〜２Ｉ２１７は、本開示の一実施形態に係る、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図であり、該発電機の各々が、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と液体電極としての膨張非注入器貯留槽とを備える。
【図２Ｉ２１８】図２Ｉ２１８は、本開示の一実施形態に係る、半球形シェル放射熱吸収体熱交換器と、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、液体電極としての膨張非注入器貯留槽とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２１９】図２Ｉ２１９は、本開示の一実施形態に係る、単一ＥＭポンプ注入器で注入器貯留槽と倒立台座としての液体電極とを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２２０】図２Ｉ２２０〜２Ｉ２２１は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、部分的倒立台座しての液体電極と、ＰＶ窓部の金属化を抑制するテーパ状反応セルチャンバとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２２１】図２Ｉ２２０〜２Ｉ２２１は、本開示の一実施形態に係る、注入器貯留槽内の単一ＥＭポンプ注入器と、部分的倒立台座しての液体電極と、ＰＶ窓部の金属化を抑制するテーパ状反応セルチャンバとを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）熱発電機の詳細を示す概略図である。
【図２Ｉ２２２】図２Ｉ２２２〜２Ｉ２２３は、本開示の一実施形態に係る。概略図である電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機であって、対応するコンプレッサの前にＭＨＤガス流から熱を除去し、その熱をコンプレッサの圧縮ガスエネルギー出力に戻す２つの回収熱交換器と２組のガスコンプレッサから構成される。
【図２Ｉ２２３】図２Ｉ２２２〜２Ｉ２２３は、本開示の一実施形態に係る。概略図である電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機であって、対応するコンプレッサの前にＭＨＤガス流から熱を除去し、その熱をコンプレッサの圧縮ガスエネルギー出力に戻す２つの回収熱交換器と２組のガスコンプレッサから構成される。
【図２Ｉ２２４】図２Ｉ２２４〜２Ｉ２２６は、本開示の一実施形態に係る、超臨界ＣＯ２ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と熱交換器（引用に別々に図示）、高温および低温回収熱交換器、予冷器、再圧縮コンプレッサ、主コンプレッサ、ＣＯ２作動媒体供給管、発電機の軸を回転させるタービン、および電気発生器から構成される。
【図２Ｉ２２５】図２Ｉ２２４〜２Ｉ２２６は、本開示の一実施形態に係る、超臨界ＣＯ２ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と熱交換器（引用に別々に図示）、高温および低温回収熱交換器、予冷器、再圧縮コンプレッサ、主コンプレッサ、ＣＯ２作動媒体供給管、発電機の軸を回転させるタービン、および電気発生器から構成される。
【図２Ｉ２２６】図２Ｉ２２４〜２Ｉ２２６は、本開示の一実施形態に係る、超臨界ＣＯ２ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と熱交換器（引用に別々に図示）、高温および低温回収熱交換器、予冷器、再圧縮コンプレッサ、主コンプレッサ、ＣＯ２作動媒体供給管、発電機の軸を回転させるタービン、および電気発生器から構成される。
【図２Ｉ２２７】図２Ｉ２２７〜２Ｉ２２８は、本開示の一実施形態に係る、閉ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）（引用に別々に図示）と、ボイラーと、発電機の軸を回転させるタービンと、電気発生器と、凝縮器と、冷媒ポンプと、冷媒管から構成される。
【図２Ｉ２２８】図２Ｉ２２７〜２Ｉ２２８は、本開示の一実施形態に係る、閉ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）（引用に別々に図示）と、ボイラーと、発電機の軸を回転させるタービンと、電気発生器と、凝縮器と、冷媒ポンプと、冷媒管から構成される。
【図２Ｉ２２９】図２Ｉ２２９〜２Ｉ２３１は、本開示の一実施形態に係る、外部燃焼型開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、空気を取り込むタービンコンプレッサと、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から熱を取り出し該熱を大気に送るための熱交換器を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、熱交換器冷媒タンクおよびポンプと、ギアボックスおよびコンプレッサシャフトを回す発電タービンと、ギアボックスと、電気発生器と、排気ダクトとから構成される。
【図２Ｉ２３０】図２Ｉ２２９〜２Ｉ２３１は、本開示の一実施形態に係る、外部燃焼型開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、空気を取り込むタービンコンプレッサと、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から熱を取り出し該熱を大気に送るための熱交換器を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、熱交換器冷媒タンクおよびポンプと、ギアボックスおよびコンプレッサシャフトを回す発電タービンと、ギアボックスと、電気発生器と、排気ダクトとから構成される。
【図２Ｉ２３１】図２Ｉ２２９〜２Ｉ２３１は、本開示の一実施形態に係る、外部燃焼型開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、空気を取り込むタービンコンプレッサと、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から熱を取り出し該熱を大気に送るための熱交換器を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、熱交換器冷媒タンクおよびポンプと、ギアボックスおよびコンプレッサシャフトを回す発電タービンと、ギアボックスと、電気発生器と、排気ダクトとから構成される。
【図２Ｉ２３２】図２Ｉ２３２は、本開示の一実施形態に係る外部燃焼型開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の断面概略図であり、矢印を使用して空気流パターンを示す。
【図２Ｉ２３３】図２Ｉ２３３は、本開示の一実施形態に係る外部燃焼型開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の構成要素の概略図であり、空気を取り込むタービンコンプレッサ、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から熱を取り出し該熱を大気に送るための熱交換器、発電タービン、および排気ダクトの詳細を示す。
【図２Ｉ２３４】図２Ｉ２３４〜２Ｉ２３５は、本開示の一実施形態に係る、開ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、ボイラーと、ターンタービン発電機シャフトと、電気発生器と、冷却塔と、冷却材再循環およびサポートシステムから構成される。
【図２Ｉ２３５】図２Ｉ２３４〜２Ｉ２３５は、本開示の一実施形態に係る、開ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、ボイラーと、ターンタービン発電機シャフトと、電気発生器と、冷却塔と、冷却材再循環およびサポートシステムから構成される。
【図２Ｉ２３６】図２Ｉ２３６〜２Ｉ２３７は、本開示の一実施形態に係る、スターリングエンジンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、熱交換器と、発電機軸を駆動するスターリングエンジンから構成される。
【図２Ｉ２３７】図２Ｉ２３６〜２Ｉ２３７は、本開示の一実施形態に係る、スターリングエンジンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の概略図であって、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）と、熱交換器と、発電機軸を駆動するスターリングエンジンから構成される。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る、Ｓｍｉｔｈｅｌｌｓ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｏｏｋ、第８版、銀酸素相図１１〜２０の概略図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜Ｃは、本開示の一実施形態に係る、異なるマティック内のより低いエネルギーの水素種、例えば分子ハイドリノ二量体を含むハイドリノ反応生成物の常磁性共鳴分光法（ＥＰＲ）スペクトルであり、該生成物には、（Ａ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中でのＳｎ線の点火によって形成される生成物、（Ｂ）水和水を含むＮａＯＨおよびＫＣｌをボールミル粉砕することにより形成される生成物、および（Ｃ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中のＺｎ線の点火によって形成される生成物が含まれ、ここで、２９８Ｋ（赤いトレース）および７７Ｋ（青いトレース）のＥＰＲスペクトルでの極低温の影響が決定された。
【図４Ｂ】図４Ａ〜Ｃは、本開示の一実施形態に係る、異なるマティック内のより低いエネルギーの水素種、例えば分子ハイドリノ二量体を含むハイドリノ反応生成物の常磁性共鳴分光法（ＥＰＲ）スペクトルであり、該生成物には、（Ａ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中でのＳｎ線の点火によって形成される生成物、（Ｂ）水和水を含むＮａＯＨおよびＫＣｌをボールミル粉砕することにより形成される生成物、および（Ｃ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中のＺｎ線の点火によって形成される生成物が含まれ、ここで、２９８Ｋ（赤いトレース）および７７Ｋ（青いトレース）のＥＰＲスペクトルでの極低温の影響が決定された。
【図４Ｃ】図４Ａ〜Ｃは、本開示の一実施形態に係る、異なるマティック内のより低いエネルギーの水素種、例えば分子ハイドリノ二量体を含むハイドリノ反応生成物の常磁性共鳴分光法（ＥＰＲ）スペクトルであり、該生成物には、（Ａ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中でのＳｎ線の点火によって形成される生成物、（Ｂ）水和水を含むＮａＯＨおよびＫＣｌをボールミル粉砕することにより形成される生成物、および（Ｃ）大気中の水蒸気を含む雰囲気中のＺｎ線の点火によって形成される生成物が含まれ、ここで、２９８Ｋ（赤いトレース）および７７Ｋ（青いトレース）のＥＰＲスペクトルでの極低温の影響が決定された。
【図５】図５は、本開示の一実施形態に係るハイドリノ反応セルチャンバの概略図であり、該セルチャンバは、線を点火させて反応物の供給源の少なくとも１つとして機能させる手段と、ハイドリノ反応を伝播して、分子ハイドリノ等のより低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーを形成する手段とを含む。
【図６】図６は、本開示の一実施形態に係る、フーリエ変換反応生成物の赤外（ＦＴＩＲ）スペクトル変換であり、該生成物は、大気中の水蒸気を含む雰囲気中のＺｎ線の点火によって形成される分子ハイドリノ等のより低いエネルギーの水素種を含む。
【図７Ａ】図７Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、初期のＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッターの外部ＴＭＳに対する１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲスペクトル（＋４．４１ｐｐｍで既知の低磁場シフトマトリックスピークを示す）、ならびに、１３７％の利得でエネルギー１０２９Ｗｈであり、また−４．０６および−４．４１ｐｐｍの高磁場シフトマトリックスピークを示すＭｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ］を含む１０個のＣＩＨＴセルのスケールアップ５ＷスタックからのＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッターの外部ＴＭＳに対する１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲスペクトルである。
【図７Ｂ】図７Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、初期のＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッターの外部ＴＭＳに対する１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲスペクトル（＋４．４１ｐｐｍで既知の低磁場シフトマトリックスピークを示す）、ならびに、１３７％の利得でエネルギー１０２９Ｗｈであり、また−４．０６および−４．４１ｐｐｍの高磁場シフトマトリックスピークを示すＭｏ／ＬｉＯＨ−ＬｉＢｒ−ＭｇＯ／ＮｉＯ］を含む１０個のＣＩＨＴセルのスケールアップ５ＷスタックからのＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１）ゲッターの外部ＴＭＳに対する１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲスペクトルである。
【図８】図８は、本開示の一実施形態に係る、反応生成物の振動試料磁力計の記録であり、該生成物は、大気中の水蒸気を含む雰囲気中のＭｏ線の点火によって形成される分子ハイドリノ等のより低いエネルギーの水素種を含む。
【図９】図９は、本開示の一実施形態に係る、水容器に滴下する前に銀溶融物のガス処理からの吸収Ｈ２およびＨ２Ｏを含む銀８０ｍｇショットの点火の５ｎｍ〜４５０ｎｍ領域の絶対スペクトルであり、本質的にすべて紫外線および極紫外線スペクトル領域内において、１．３ＭＷの平均ＮＩＳＴ較正光起電力を示す。
【図１０】図１０は、周囲Ｈ２Ｏ蒸気圧が約１トルの大気アルゴン中のＷ電極に注入された溶融銀の点火のスペクトル（サファイア分光計の窓部による１８０ｎｍでのカットオフを持つ１００ｎｍ〜５００ｎｍの領域）であり、銀の蒸発で大気がＵＶ放射に対して光学的に厚くなった際に５０００Ｋ黒体放射に移行したＵＶ線放射を示す。
【図１１】図１１は、本開示の一実施形態に係る、Ｐｙｒｅｘ  ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のハイドリノ反応によって維持された８００トルアルゴン水素プラズマの高解像度可視スペクトルであり、３．５ｘ１０２３／ｍ３の電子密度に対応する１．３ｎｍのシュタルク広がりと、約８．６ＧＷ／ｍ３を維持するのに必要とする１０％のイオン化率とを示す。
【図１２】図１２は、本開示の一実施形態に係る、Ｈ２（１／４）回転振動Ｐ分岐に割り当てられたいくらかの水を含むアルゴンガスの電子ビーム励起からの紫外線放射スペクトルである。
【図１３】図１３は、本開示の一実施形態に係る、ハイドリノ反応生成物ガスが含浸されたＫＣｌの電子ビーム励起による紫外発光スペクトルであり、結晶格子のＨ２（１／４）回転振動Ｐ分岐を示す。
【図１４】図１４は、本開示の一実施形態に係る、温度に応じて強度が変化する結晶格子のＨ２（１／４）回転振動Ｐ分岐を示すハイドリノを含浸させたＫＣｌの電子ビーム励起による紫外発光スペクトルであり、Ｈ２（１／４）回転振動割り当てを確認する。
【図１５】図１５は、８０００〜１９，０００ｃｍ−１ラマンシフトの範囲にわたって１２００のグレーティングを備えたＨｏｒｉｂａ  Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ  ＬａｂＲａｍ  ＡＲＡＭＩＳ  ３２５ｎｍレーザーを使用した、ＤＳＣパンに密封された脱イオン水３０ｍｇを有するＣｕ１００ｍｇの固体燃料サンプルの点火生成物ガスにさらされたＫＯＨ−ＫＣｌ（１：１ｗｔ％）ゲッターのラマンモード２次フォトルミネッセンススペクトルである。
【図１６】図１６は、それぞれがＣｕ１００ｍｇと脱イオン水３０ｍｇとの混合物を含む、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  ＳｍａｒｔＲａｍａｎ分光計とアルゴン下での一連の固体燃料点火からの生成ガスにさらされたＩｎ金属箔上の７８０ｎｍレーザーとを使用して得られたラマンスペクトルであり、Ｈ２（１／４）の自由回転子エネルギー（０．２４１４ｅＶ）に一致する１９８２ｃｍ−１の逆ラマン効果ピークを示す。
【図１７Ａ】図１７Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る．Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  Ｓｍａｒｔ  Ｒａｍａｎ分光計と銅電極上の７８０ｎｍレーザー（１モル％Ｈ２Ｏを含む８０ｍｇの銀ショットの点火前後）とを使用して得られたラマンスペクトルであり、点火は、スポット溶接機で１２Ｖ３５，０００Ａの電流を印加することにより達成され、スペクトルは、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由回転子エネルギーと一致する約１９４０ｃｍ−１の逆ラマン効果ピークを示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る．Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＤＸＲ  Ｓｍａｒｔ  Ｒａｍａｎ分光計と銅電極上の７８０ｎｍレーザー（１モル％Ｈ２Ｏを含む８０ｍｇの銀ショットの点火前後）とを使用して得られたラマンスペクトルであり、点火は、スポット溶接機で１２Ｖ３５，０００Ａの電流を印加することにより達成され、スペクトルは、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由回転子エネルギーと一致する約１９４０ｃｍ−１の逆ラマン効果ピークを示す。
【図１８Ａ】図１８Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、ＤＳＣパンに密封された固体燃料１００ｍｇＣｕ＋３０ｍｇ脱イオン水をアルゴン雰囲気で連続的に点火したガスにさらされたインジウム金属箔で記録されたＸＰＳスペクトルである。（Ａ）元素Ｉｎ、Ｃ、Ｏ、および微量Ｋピークのみが存在したことを示す測定スペクトルである。（Ｂ）４９８．５ｅＶのピークがＨ２（１／４）に割り当てられていることを示す高分解能スペクトルであり、ここで、測定走査で他の対応する主要元素のピークがないことに基づいて、他の可能性を排除した。
【図１８Ｂ】図１８Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、ＤＳＣパンに密封された固体燃料１００ｍｇＣｕ＋３０ｍｇ脱イオン水をアルゴン雰囲気で連続的に点火したガスにさらされたインジウム金属箔で記録されたＸＰＳスペクトルである。（Ａ）元素Ｉｎ、Ｃ、Ｏ、および微量Ｋピークのみが存在したことを示す測定スペクトルである。（Ｂ）４９８．５ｅＶのピークがＨ２（１／４）に割り当てられていることを示す高分解能スペクトルであり、ここで、測定走査で他の対応する主要元素のピークがないことに基づいて、他の可能性を排除した。
【図１９Ａ】図１９Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、Ｈ２（１／４）に割り当てられた４９６ｅＶにピークを持つＦｅハイドリノ高分子化合物のＸＰＳスペクトルであり、ここで、Ｆｅ、Ｏ、Ｃのピークのみが存在するため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除し、候補の他のピークは存在しない。（Ａ）測定走査である。（Ｂ）Ｈ２（１／４）の４９６ｅＶピークの領域での高解像度走査である。
【図１９Ｂ】図１９Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、Ｈ２（１／４）に割り当てられた４９６ｅＶにピークを持つＦｅハイドリノ高分子化合物のＸＰＳスペクトルであり、ここで、Ｆｅ、Ｏ、Ｃのピークのみが存在するため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除し、候補の他のピークは存在しない。（Ａ）測定走査である。（Ｂ）Ｈ２（１／４）の４９６ｅＶピークの領域での高解像度走査である。
【図２０Ａ】図２０Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、Ｈ２（１／４）に割り当てられた４９６ｅＶにピークを持つＭｏハイドリノ高分子化合物のＸＰＳスペクトルであり、ここで、Ｍｏ、Ｏ、Ｃのピークのみが存在し、候補の他のピークが存在しないため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除し、ＭＯ３ｐよりも強度が低いＭｏ３ｓは５０６ｅＶであり、追加のサンプルではＨ２（１／４）４９６ｅＶピークも示した。（Ａ）測定走査である。（Ｂ）Ｈ２（１／４）の４９６ｅＶピークの領域での高解像度走査である。
【図２０Ｂ】図２０Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、Ｈ２（１／４）に割り当てられた４９６ｅＶにピークを持つＭｏハイドリノ高分子化合物のＸＰＳスペクトルであり、ここで、Ｍｏ、Ｏ、Ｃのピークのみが存在し、候補の他のピークが存在しないため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除し、ＭＯ３ｐよりも強度が低いＭｏ３ｓは５０６ｅＶであり、追加のサンプルではＨ２（１／４）４９６ｅＶピークも示した。（Ａ）測定走査である。（Ｂ）Ｈ２（１／４）の４９６ｅＶピークの領域での高解像度走査である。
【図２１Ａ】図２１Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、１ｍｏｌ％Ｈ２Ｏを含む８０ｍｇの銀ショットの点火後の銅電極のＸＰＳスペクトルであり、ここで、スポット溶接機で１２Ｖ３５，０００Ａの電流を印加することで点火が達成された。４９６ｅＶのピークをＨ２（１／４）に割り当てたが、ここで、これらの候補の対応するピークが存在しないため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除した。点火後のラマンスペクトル（図１７Ａ〜Ｂ）は、Ｈ２（１／４）の自由回転子エネルギー（０．２４１４ｅＶ）と一致する約１９４０ｃｍ−１に逆ラマン効果のピークを示した。
【図２１Ｂ】図２１Ａ〜Ｂは、本開示の一実施形態に係る、１ｍｏｌ％Ｈ２Ｏを含む８０ｍｇの銀ショットの点火後の銅電極のＸＰＳスペクトルであり、ここで、スポット溶接機で１２Ｖ３５，０００Ａの電流を印加することで点火が達成された。４９６ｅＶのピークをＨ２（１／４）に割り当てたが、ここで、これらの候補の対応するピークが存在しないため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性は排除した。点火後のラマンスペクトル（図１７Ａ〜Ｂ）は、Ｈ２（１／４）の自由回転子エネルギー（０．２４１４ｅＶ）と一致する約１９４０ｃｍ−１に逆ラマン効果のピークを示した。
【図２２】図２２は、本開示の一実施形態に係る、Ａｇｉｌｅｎｔカラムおよび水素キャリアガスで記録されたアルゴン中のハイドリノガスのガスクロマトグラフであり、ハイドリノ以外の割り当てを排除する７４分での負のピークを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書では、原子状水素からエネルギーを放出してより低いエネルギー状態を形成する触媒システムが開示され、ここで、電子殻は核に対してより近い位置にある。放出されたエネルギーは発電に利用され、さらに新しい水素種と化合物が所望の生成物である。これらのエネルギー状態は、古典的な物理法則によって予測され、対応するエネルギー放出遷移を起こすために、水素からエネルギーを受け取る触媒を必要とする。
【００１６】
古典物理学では、水素原子、水素化物イオン、水素分子イオン、水素分子の閉じた形の解が得られ、分数主量子数を持つ対応する化学種が予測される。原子状水素は、原子状水素のポテンシャルエネルギーの整数倍、ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）のエネルギーを受け入れ得る特定の化学種（それ自体を含む）との触媒反応を受けいることが可能である。予測される反応は、さもなければ、安定な原子状水素からエネルギーを受け入れ得る触媒への共鳴、非放射エネルギー移動が含まれる。生成物は、「ハイドリノ原子」と呼ばれるＨ（１／ｐ）、原子状水素の分数のリュードベリ状態であり、ここで、ｎ＝１／２、１／３、１／４、・・・、１／ｐ（ｐ≦１３７は整数）は水素励起状態のリュードベリ方程式の既知のパラメーターｎ＝整数を置き換える。各ハイドリノ状態は、電子、陽子、および光子も含むが、光子からの電場の寄与により、吸収ではなくエネルギー脱着に対応して、結合エネルギーが減少するのではなく増加する。原子状水素のポテンシャルエネルギーは２７．２ｅＶであるため、ｍＨ原子は、別の（ｍ＋１）Ｈ原子のｍ・２７．２ｅＶの触媒として機能する［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ，  Ｔｈｅ  Ｇｒａｎｄ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｃｌａｓｓｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、２０１６年９月版、ｈｔｔｐｓ：／／ｂｒｉｌｌｉａｎｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｂｏｏｋ−ｄｏｗｎｌｏａｄ−ａｎｄ−ｓｔｒｅａ，ｉｎｇ／（“Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ”）に投稿］。例えば、Ｈ原子は、磁気または誘導電気双極子間結合等による空間エネルギー移動を介して２７．２ｅＶを受け入れることで、別のＨの触媒として機能することができ、短い波長カットオフと
【数３】
2021506072.tif 000004
のエネルギーを持つ連続体バンドの放射で減衰する中間体を形成する。原子Ｈに加えて、同じエネルギーで分子のポテンシャルエネルギーの大きさが減少して原子Ｈからｍ・２７．２ｅＶを受け入れる分子も、触媒として機能する。Ｈ２Ｏのポテンシャルエネルギーは、８１．６ｅＶである。次に、同じメカニズムにより、熱力学的に好ましい金属酸化物の還元によって形成された新生Ｈ２Ｏ分子（固体、液体、または気体状態で水素結合していない）は、ＨＯＨへの８１．６ｅＶの転送と１０．１ｎｍ（１２２．４ｅＶ）でのカットオフとを伴う連続放射の放出を含む２０４ｅＶのエネルギー放出をともなうＨ（１／４）を形成する触媒として機能すると予測される。
【００１７】
状態
【数４】
2021506072.tif 000005
への遷移を伴うＨ原子触媒反応では、Ｈ原子は、別の（ｍ＋１）番目のＨ原子のｍ・２７．２ｅＶの触媒として機能する。次に、ｍＨが触媒として機能するようにｍ個の原子が（ｍ＋１）番目の水素原子からｍ・２７．２ｅＶを共鳴的および非放射的に受け取るｍ＋１水素原子間の反応は、
【数５】
2021506072.tif 000006
より与えられる。
【００１８】
さらに、全体的な反応は、
【数６】
2021506072.tif 000007
である。
【００１９】
新生Ｈ２Ｏのポテンシャルエネルギーに関する触媒反応（ｍ＝３）［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ，Ｔｈｅ  Ｇｒａｎｄ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｃｌａｓｓｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、２０１６年９月版、ｈｔｔｐｓ：／／ｂｒｉｌｌｉａｎｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｂｏｏｋ−ｄｏｗｎｌｏａｄ−ａｎｄ−ｓｔｒｅａ，ｉｎｇ／に投稿］は、
【数７】
2021506072.tif 000008
である。
【００２０】
さらに、全体的な反応は、
【数８】
2021506072.tif 000009
である。
【００２１】
触媒へのエネルギー移動後（式（１）および（５））、Ｈ原子の半径と陽子の中心磁場よりもｍ＋１倍の中心磁場とを持つ中間体
【数９】
2021506072.tif 000010
が形成される。上記半径は、電子が半径方向に加速されて触媒されていない水素原子の半径の１／（ｍ＋１）を有する安定状態になり、Ｍ２・１３．６ｅＶのエネルギーが放出されると、小さくなると予測される。
【数１０】
2021506072.tif 000011
中間体による極紫外線連続放射バンド（例えば、式（２）および式（６）は、
【数１１】
2021506072.tif 000012
によって与えられる短波長カットオフおよびエネルギー
【数１２】
2021506072.tif 000013
を有し、対応するカットオフよりも長い波長に膨張すると予測される。ここで、Ｈ＊［ａＨ／４］中間体の減衰による極紫外線連続放射バンドは、Ｅ＝Ｍ２・１３．６＝９・１３．６＝１２２．４ｅＶ（１０．１ｎｍ）［ここで、式（９）においてｐ＝ｍ＋１＝４およびｍ＝３］で短波長カットオフを持ち、より長い波長に広がると予測される。１０．１ｎｍの、かつ理論的に予測されたＨの低エネルギーへの遷移のためのより長い波長、いわゆる「ハイドリノ」状態Ｈ（１／４）へ移行する連続放射帯域は、水素を含むパルスピンチガス放電からのみ発生する。式（１）および式（５）で予測される別の観測結果は、高速Ｈ＋の再結合による高速励起状態のＨ原子の形成である。高速原子は、バルマーαの放射を広げる。５０ｅＶを超えるバルマーα線の広がりは、特定の混合水素プラズマで非常に高い運動エネルギーの水素原子の集団を明らかにするものであり、原因がハイドリノの形成で放出されるエネルギーによる確立した現象である。高速Ｈは、既に連続Ｈ放出水素ピンチプラズマで観測された。
【００２２】
ハイドリノを形成する触媒および反応を追加することが可能である。既知の電子エネルギーレベルに基づいて識別可能な特定の化学種（例えば、Ｈｅ＋、Ａｒ＋、Ｓｒ＋、Ｋ、Ｌｉ、ＨＣｌ、およびＮａＨ、ＯＨ、ＳＨ、ＳｅＨ、新生Ｈ２Ｏ、ｎＨ（ｎ＝整数））は、プロセスを触媒するために原子状水素とともに存在する必要がある。この反応は、非放射性エネルギー移動とそれに続くｑ・１３．６ｅＶの連続発光またはｑ・１３．６ｅＶのＨへの移動とが伴い、非常に高温で励起状態のＨと、分数主量子数に対応する未反応の原子状水素よりもエネルギーが低い水素原子とを形成する。すなわち、水素原子の主エネルギーレベルの式では、
【数１３】
2021506072.tif 000014
（式中、αＨは水素原子のボーア半径（５２．９４７ｐｍ）、ｅは電子の電荷の大きさ、およびεｏは真空誘電率）であり、分数量子数、すなわち
【数１４】
2021506072.tif 000015
（式中、ｐ≦１３７は整数）                                        （１２）
は、周知のパラメーターｎ＝水素励起状態のリュードベリ方程式における整数であり、「ハイドリノ」と呼ばれる低エネルギー状態の水素原子を表す。水素のｎ＝１状態と水素の
【数１５】
2021506072.tif 000016
の状態とは、無放射であるが、非放射性のエネルギー移動により、２つの非放射状態の間の転移、例えばｎ＝１からｎ＝１／２が可能である。水素は、式（１０）および（１２）で与えられる安定状態の特殊な事例であり、ここで、水素またはハイドリノ原子の対応する半径は、
【数１６】
2021506072.tif 000017
（式中、ｐ＝１、２、３，・・・）によって与えられる。エネルギーを維持するために、通常のｎ＝１状態の水素原子のポテンシャルエネルギーの整数単位で、エネルギーが水素原子から触媒に移され、半径が
【数１７】
2021506072.tif 000018
に遷移する。ハイドリノは、標準の水素原子を、
ｍ・２７．２  ｅＶ                                              （１４）
（式中、ｍは整数）の正味の反応エンタルピーを持つ適切な触媒と反応させることで形成される。正味の反応エンタルピーがｍ・２７．２ｅＶにより厳密に一致すると触媒の速度が増加すると考えられる。正味の反応エンタルピーがｍ・２７．２ｅＶの±１０％以内、好ましくは±５％以内である触媒がほとんどの用途に適するという知見が得られている。
【００２３】
触媒反応は、エネルギー放出の２つのステップ、すなわち対応する安定した最終状態に半径が減少に応じて触媒への非放射エネルギー移動とそれに続く追加のエネルギー放出とを、伴う。従って、一般反応は、
【数１８】
2021506072.tif 000019
によって与えられ、また全体的な反応は、
【数１９】
2021506072.tif 000020
によって与えられる。ｑ、ｒ、ｍ、およびｐは整数である。
【数２０】
2021506072.tif 000021
は水素原子の半径（分母の１に対応）と陽子の（ｍ＋ｐ）倍に等しい中心磁場とを持ち、
【数２１】
2021506072.tif 000022
は半径が水素の
【数２２】
2021506072.tif 000023
である対応する安定状態である。
【００２４】
触媒生成物Ｈ（１／ｐ）は、電子と反応してハイドリノ水素化物イオンＨ（１／ｐ）を形成し得る。あるいは、２つのＨ（１／ｐ）が反応して、対応する分子ハイドリノＨ２（１／ｐ）を形成し得る。具体的には、触媒生成物Ｈ（１／ｐ）も電子と反応して、以下の結合エネルギーＥＢをもつ新規の水素化物イオンＨ（１／ｐ）を形成し得る。
【数２３】
2021506072.tif 000024
式中、ｐ＝整数＞１、ｓ＝１／２、
【数２４】
2021506072.tif 000025
は換算プランク定数、μ０は真空の透磁率、ｍｅは電子の質量、μｅは
【数２５】
2021506072.tif 000026
によって与えられ、式中、ｍｐは陽子、α０はボーア半径、イオン半径は
【数２６】
2021506072.tif 000027
である。式（１９）から、水素化物イオンのイオン化エネルギー計算値は０．７５４１８ｅＶであり、その実験値は６０８２．９９±０．１５ｃｍ−１（０．７５４１８ｅＶ）であった。
【００２５】
ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギーは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定可能である。高磁場シフトＮＭＲピークは、通常の水素化物イオンに比べて半径が小さく、かつ陽子の反磁性遮蔽が増加した低エネルギー状態の水素の存在についての、直接的な証拠である。このシフトは、２つの電子の反磁性の寄与と大きさｐの光子場の寄与とを足し合わせることよって得られる（Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰ式（７．８７））。
【数２７】
2021506072.tif 000028
式中、第１の項は、ｐ＝１によりＨ−に適用され、かつＨ−（１／ｐ）に関してはｐ＝整数＞１が適用され、さらにαは微細構造定数である。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外れた高磁場シフトを示す。一実施形態では、ピークはＴＭＳの高磁場である。ＴＭＳに対するＮＭＲシフトは、通常のＨ−、Ｈ、Ｈ２、またはＨ＋の単独または化合物の少なくとも１つで知られているものよりも大きくてもよい。このシフトは、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、および−４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きくてもよい。裸の陽子と比較してＴＭＳのシフトが約−３１．５である裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、−（ｐ２９．９＋ｐ２２．７４）ｐｐｍ（式（２０））は、±５ｐｐｍ、±１０ｐｐｍ、±２０ｐｐｍ、±３０ｐｐｍ、±４０ｐｐｍ、±５０ｐｐｍ、±６０ｐｐｍ、±７０ｐｐｍ、±８０ｐｐｍ、±９０ｐｐｍ、および±１００ｐｐｍであり得る。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、約０．１％〜９９％、１％〜５０％、１％〜１０％の少なくとも１つの範囲内で−（ｐ２９．９＋ｐ２１．５９Ｘ１０−３）ｐｐｍ（式（２０））になり得る。別の実施形態では、固体マトリックス、例えばＮａＯＨまたはＫＯＨ等の水酸化物のマトリックス中にハイドリノ原子、水素化物イオン等のハイドリノ種が存在することによって、マトリックスの陽子が高磁場にシフトする。マトリックス陽子、例えばＮａＯＨまたはＫＯＨ等のマトリックス陽子は、交換可能である。一実施形態では、シフトにより、マトリックスピークがＴＭＳに対して約−０．１ｐｐｍ〜−５ｐｐｍの範囲内になり得る。ＮＭＲ測定は、マジック角スピニング１Ｈ核磁気共鳴分光法（ＭＡＳ１ＨＮＭＲ）から構成されてもよい。
【００２６】
Ｈ（１／ｐ）は陽子と反応し得る。また、２つのＨ（１／ｐ）は反応してそれぞれＨ２（１／ｐ）＋  およびＨ２（１／ｐ）を形成し得る。水素分子イオンと分子電荷および電流密度関数、結合距離、エネルギーは、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求められる。
【数２８】
2021506072.tif 000029
【００２７】
扁長楕円体分子軌道の各焦点における＋ｐｅの中心磁場を有する水素分子イオンの総エネルギーＥＴは、次のように与えられる。
【数２９】
2021506072.tif 000030
式中、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）の各焦点における＋ｐｅの中心磁場を持つ水素分子イオンの総エネルギーＥＴは、次のように与えられる。
【数３０】
2021506072.tif 000031
【００２８】
水素分子Ｈ２（１／ｐ）の結合解離エネルギーＥＤは、対応する水素原子の総エネルギーとＥＴとの間の差である。
ＥＤ  ＝  Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））−ＥＴ                              （２４）
式中、
Ｅ（２Ｈ（１／ｐ））  ＝  −ｐ２２７．２０ｅＶ                    （２５）
であり、ＥＤは、式（２３〜２５）によって与えられる。
ＥＤ  ＝  −ｐ２２７．２０ｅＶ−ＥＴ
＝  −ｐ２２７．２０ｅＶ
−（−ｐ２３１．３５１ｅＶ−ｐ３０．３２６４６９ｅＶ）
＝  ｐ２４．１５１ｅＶ＋ｐ３０．３２６４６９ｅＶ
（２６）
【００２９】
Ｈ２（１／ｐ）は、Ｘ線光電子分光法によって同定され得る。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つの陽子および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、およびＨ２（１／ｐ）＋を含むそれらのような可能性の少なくとも１つであってもよく、ここで、エネルギーはマトリクスによってシフトされ得る。
【００３０】
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、強度ｐの光子磁場および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３１】
2021506072.tif 000032
式中、第１の項は、ｐ＝１によりＨ２に適用され、かつＨ２（１／ｐ）に関してはｐ＝整数＞１が適用され、さらにαは微細構造定数である。−２８．０ｐｐｍの実験上の絶対Ｈ２気相共鳴シフトは、−２８．０１ｐｐｍ（式（２８））の予測される絶対気相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、あるいは、単独で、通常のＨ−、Ｈ、Ｈ２、または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くてもよい。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、および−４０ｐｐｍの少なくとも１つよりも大きくてもよい。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、ＴＭＳのシフトが、裸の陽子に対して約−３１．５ｐｐｍ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（２８））であってよい。裸の陽子に対する絶対シフトの範囲は、約０．１％から９９％、１％から５０％、および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（２８））であってもよい。
【００３１】
水素型分子Ｈ２（１／ｐ）の、ν＝０からν＝１への遷移に対する振動エネルギーＥｖｉｂは、次のようになる。
Ｅｖｉｂ  ＝  ｐ２０．５１５９０２ｅＶ                            （２９）
式中、ｐは整数である。
【００３２】
水素型分子Ｈ２（１／ｐ）のＪからＪ＋１への遷移に対する回転のエネルギーＥｒｏｔは、次のように表わされる。
【数３２】
2021506072.tif 000033
式中、ｐは整数であり、Ｉは慣性モーメントである。Ｈ２（１／４）の回転振動放射は、ガス中の電子ビーム励起分子上で観測され、固体マトリックス中にトラップされた。
【００３３】
回転のエネルギーのｐ２依存性は、核間距離の逆ｐ依存性と、慣性モーメントＩに対する対応する影響とから生じる。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３３】
2021506072.tif 000034
【００３４】
Ｈ２（１／ｐ）の回転および振動エネルギーの少なくとも１つは、電子ビーム励起発光分光法、ラマン分光法、およびフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法の少なくとも１つにより測定され得る。Ｈ２（１／ｐ）は、ＭＯＨ、ＭＸ、Ｍ２ＣＯ３（Ｍ＝アルカリ、Ｘ＝ハライド）マトリックスの少なくとも１つ等、測定用のマトリックスにトラップされてもよい。
【００３５】
一実施形態では、分子ハイドリノ生成物は、約１９５０ｃｍ−１で逆ラマン効果（ＩＲＥ）ピークとして観測される。ピークの増強は、ＩＲＥピークを表示するための表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）をサポートするラマンレーザー波長に匹敵する粗い特徴または粒子サイズを含む導電性材料を使用することによってなされる。
【００３６】
Ｉ．触媒
本開示ではハイドリノ反応、Ｈ触媒、Ｈ触媒反応、触媒等の用語はすべて、水素、ハイドリノを形成する水素の反応、およびハイドリノ形成反応に言及する際、反応、例えば式（１４）で定義される触媒と原子Ｈとの式（１５〜１８）の反応を指し、式（１０）および式（１２）で与えられるエネルギーレベルを持つ水素の状態を形成する。対応する用語、例えば、ハイドリノ反応物、ハイドリノ反応混合物、触媒混合物、ハイドリノ形成用反応物、低エネルギー状態の水素またはハイドリノを生成または形成する反応物もまた、同じ意味で使用される。
【００３７】
本開示の触媒的低エネルギー水素遷移を必要とする触媒は、触媒作用のない原子状水素のポテンシャルエネルギーの整数ｍ、２７．２ｅＶの吸熱化学反応の形であり、原子Ｈからのエネルギーを受け入れて遷移を引き起こし得る。吸熱触媒反応は、原子またはイオン等の一種からの１つまたは複数の電子のイオン化であってもよく（例えば、Ｌｉ→Ｌｉ２＋の場合はｍ＝３）、また結合開裂、初期結合の１つまたは複数のパートナーからの１つまたは複数の電子のイオン化との協奏反応をさらに含んでもよい（例えば、ＮａＨ→Ｎａ２＋＋Ｈの場合、ｍ＝２）。Ｈｅ＋は、２・２７．２ｅＶである５４．４１７ｅＶでイオン化するため、エンタルピー変化が２７．２ｅＶの整数倍に等しい化学的または物理的プロセスであるという触媒基準を満たす。整数の水素原子は、２７．２ｅＶエンタルピーの整数倍の触媒としても機能する。触媒は、約２７．２ｅＶ±０．５ｅＶまたは
【数３４】
2021506072.tif 000035
の整数単位で原子状水素からエネルギーを受け取ることができる。
【００３８】
一実施形態では、触媒は原子またはイオンＭを含み、ここで、原子またはイオンＭからそれぞれ連続エネルギーレベルへのｔ電子のイオン化が、ｔ電子のイオン化エネルギーの合計が約ｍ・２７．２ｅＶおよび
【数３５】
2021506072.tif 000036
（ｍは整数）のいずれかになるようになされる。
【００３９】
一実施形態では、触媒は二原子分子ＭＨを含み、ここで、Ｍ−Ｈ結合の切断と原子Ｍからのｔ電子各々の連続体エネルギーへのイオン化は、結合エネルギーとｔ電子のイオン化エネルギーとの合計が、ｍ・２７．２ｅＶおよび
【数３６】
2021506072.tif 000037
（ここでｍは整数）となるようになっている。
【００４０】
一実施形態では、触媒は、ＡｌＨ、ＡｓＨ、ＢａＨ、ＢｉＨ、ＣｄＨ、ＣｌＨ、ＣｏＨ、ＧｅＨ、ＩｎＨ、ＮａＨ、ＮｂＨ、ＯＨ、ＲｈＨ、ＲｕＨ、ＳＨ、ＳｂＨ、ＳｅＨ、ＳｉＨ、ＳｎＨ、ＳｒＨ、ＴｌＨ、Ｃ２、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、ＮＯ２、およびＮＯ３の分子、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｋｒ、Ｒｂ、Ｓｒの原子またはイオン、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｋｒ、２Ｋ＋、Ｈｅ＋、Ｔｉ２＋、Ｎａ＋、Ｒｂ＋、Ｓｒ＋、Ｆｅ３＋、Ｍｏ２＋、Ｍｏ４＋、Ｉｎ３＋、Ｈｅ＋、Ａｒ＋、Ｘｅ＋、Ａｒ２＋およびＨ＋、ならびにＮｅ＋およびＨ＋の原子またはイオンから選択される、原子、イオン、および／または分子を含む。
【００４１】
他の実施形態では、ハイドリノを生成するＭＨ−型型水素触媒は、電子のアクセプターＡへの移動、Ｍ−Ｈ結合の切断、および原子Ｍからのｔ電子のそれぞれ連続エネルギーレベルまでのイオン化によって提供され、電子移動エネルギーの合計がＭＨとＡとの電子親和力（ＥＡ）、Ｍ−Ｈ結合エネルギー、およびＭからのｔ電子のイオン化エネルギーの差が約ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）である。約ｍ・２７．２ｅＶの正味の反応エンタルピーを提供できるＭＨ−型水素触媒は、ＯＨ−、ＳｉＨ−、ＣｏＨ−、ＮｉＨ−、およびＳｅＨ−である。
【００４２】
他の実施形態では、ハイドリノを生成するＭＨ＋型水素触媒は、負に帯電し得るドナーＡからの電子の移動、Ｍ−Ｈ結合の切断、および原子Ｍからのｔ電子のそれぞれ連続エネルギーレベルまでのイオン化によって提供され、ＭＨとＡのイオン化エネルギー、結合Ｍ−Ｈエネルギー、Ｍからのｔ電子のイオン化エネルギーの差を含む電子移動エネルギーの合計が約ｍ・２７．２ｅＶ（ｍは整数）となるようにする。
【００４３】
一実施形態では、分子または正または負に帯電した分子イオンの少なくとも１つが、分子または正もしくは負に帯電した分子イオンのポテンシャルエネルギーの大きさが約ｍ・２７．２ｅＶ減少するに伴って原子Ｈから約ｍ・２７．２ｅＶを受け入れる触媒として、機能する。例示的な触媒は、Ｈ２Ｏ、ＯＨ、アミド基ＮＨ２、およびＨ２Ｓである。
【００４４】
Ｏ２は、触媒または触媒の供給源として機能することが可能である。酸素分子の結合エネルギーは、５．１６５ｅＶであり、酸素原子の第１の、第２の、および第三のイオン化エネルギーがｖそれぞれ１３．６１８０６ｅＶ、３５．１１７３０ｅＶ、および５４．９３５５ｅＶである。反応Ｏ２→Ｏ＋Ｏ２＋、Ｏ２→Ｏ＋Ｏ３＋、および２Ｏ→２Ｏ＋は、それぞれ約２、４、および１倍の正味エンタルピーＥｈを提供し、Ｈからこれらのエネルギーを受け入れてハイドリノを形成することにより、ハイドリノを形成する触媒反応を構成する。
【００４５】
ＩＩ．ハイドリノ
【数３７】
2021506072.tif 000038
（ｐは１よりも大きい整数で、好ましくは２〜１３７の整数）によって与えられる結合エネルギーを有する水素原子は、本開示のＨ触媒反応の生成物である。原子、イオン、または分子の結合エネルギーは、イオン化エネルギーとも知られており、原子、イオン、または分子から１つの電子を除去するために必要なエネルギーである。式（１０）および式（１２）で与えられる結合エネルギーを有する水素原子は、以後「ハイドリノ原子」または「ハイドリノ」と呼ばれる。半径
【数３８】
2021506072.tif 000039
（ａＨは通常の水素原子の半径、ｐは整数）のハイドリノの名称は
【数３９】
2021506072.tif 000040
である。半径ａＨの水素原子は、以降「通常の水素原子」または「標準の水素原子」と呼ばれる。通常の原子状水素は、１３．６ｅＶの結合エネルギーが特徴である。
【００４６】
本開示によれば、式（１９）による結合エネルギーが、ｐ＝２から２３までで通常の水素化物イオンの結合（約０．７５ｅＶ）より大きく、ｐ＝２４（Ｈ−）で小さい、ヒドリノ水素化物イオン（Ｈ−）が提供される。式（１９）のｐ＝２からｐ＝２４の場合、水素化物イオン結合エネルギーは、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、および０．６９ｅＶである。本明細書では、新規の水素化物イオンを含む例示的な組成物も提供される。
【００４７】
１つまたは複数のヒドリノ水素化物イオンおよび１つまたは複数の他の元素を含む例示的な化合物も提供される。そのような化合物は、「ヒドリノ水素化物化合物」と呼ばれる。
【００４８】
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（「通常の水素原子」）、１３．６ｅＶ、（ｃ）二原子水素分子、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」）、および（ｅ）Ｈ＋３、２２．６ｅＶ（「通常の三水素分子イオン」）という結合エネルギーによって特徴付けられる。本明細書において、水素の形態に関して、「標準の」および「通常の」は同義語である。
【００４９】
本開示のさらなる実施形態によれば、例えば、（ａ）おおよそ
【数４０】
2021506072.tif 000041
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが例えば
【数４１】
2021506072.tif 000042
（ｐは２〜１３７の整数）の約０．９〜１．１倍の範囲内である水素原子、（ｂ）おおよそ
【数４２】
2021506072.tif 000043
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが例えば
【数４３】
2021506072.tif 000044
（ｐは２〜２４の整数）の約０．９〜１．１倍の範囲内にある水素化物イオン（Ｈ−）、（ｃ）Ｈ４＋（１／ｐ）、（ｄ）おおよそ
【数４４】
2021506072.tif 000045
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが例えば、おおよそ
【数４５】
2021506072.tif 000046
（ｐは２〜１３７の整数）の約０．９〜１．１倍の範囲内であるトリヒドリノ分子イオンＨ３＋（１／ｐ）、（ｅ）おおよそ
【数４６】
2021506072.tif 000047
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが例えば、
【数４７】
2021506072.tif 000048
（ｐは２〜１３７の整数）の約０．９〜１．１倍の範囲内であるジヒドリノ、ならびに、（ｆ）おおよそ
【数４８】
2021506072.tif 000049
の結合エネルギーを有し、該結合エネルギーが例えば
【数４９】
2021506072.tif 000050
（ｐは整数、好ましくは２〜１３７）の約０．９〜１．１倍の範囲内であるジヒドリノ分子イオンの少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種を含む化合物が提供される。
【００５０】
本開示のさらなる実施形態によれば、（ａ）おおよそ
【数５０】
2021506072.tif 000051
の総エネルギーを有し、該総エネルギーが例えば
【数５１】
2021506072.tif 000052
（ｐは整数、
【数５２】
2021506072.tif 000053
は換算プランク定数、ｍｅは電子の質量、ｃは真空中の光の速度、およびμは減少した核質量）の約０．９〜１．１倍の範囲内であるジヒドリノ分子イオン、ならびに、（ｂ）おおよそ
【数５３】
2021506072.tif 000054
の総エネルギーを有し、該総エネルギーが例えば
【数５４】
2021506072.tif 000055
（ｐは整数、ａ０はボーア質量）の約０．９〜１．１倍の範囲内であるジヒドリノ分子の少なくとも１つの結合エネルギー増加水素種を含む化合物が提供される。
【００５１】
化合物が負に帯電した結合エネルギー増加水素種を含む本開示の一実施形態によれば、化合物は、プロトン、通常のＨ＋２、または通常のＨ＋３等の１つまたは複数のカチオンをさらに含む。
【００５２】
本明細書では、少なくとも１つのヒドリノ水素化物イオンを含む化合物を調製する方法が提供される。このような化合物を、以下「ヒドリノ水素化物化合物」と呼ぶ。本方法は、原子状水素をおおよそ
【数５５】
2021506072.tif 000056
（ｍは１より大きい整数であり、好ましくは約４００未満の整数）の正味の反応エンタルピーを有する触媒と反応させて、結合エネルギーが約
【数５６】
2021506072.tif 000057
（ｐは整数であり、好ましくは２〜１３７の整数）の結合エネルギー増加水素原子を生成することを、含む。触媒作用のさらなる生成物はエネルギーである。結合エネルギー増加水素原子は、電子源と反応して、結合エネルギー増加水素化物イオンを生成する。結合エネルギー増加水素化物イオンを１つまたは複数のカチオンと反応させて、結合エネルギー増加水素化物イオンを少なくとも１つ含む化合物を生成することができる。
【００５３】
一実施形態では、非常に高い電力とエネルギーの少なくとも１つは、参照により組み込まれているＭｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰの第５章に記載されている不均衡と呼ばれるプロセスで、式（１８）での高いｐ値のハイドリノに遷移する水素によって、達成可能である。水素原子Ｈ（１／ｐ）ｐ＝１，２，３、．．．１３７は、式（１０）および式（１２）で与えられる低エネルギー状態へさらに遷移し得るものであり、ここで、１つの原子の遷移は、そのポテンシャルエネルギーに付随する反対の変化を伴うｍ・２７．２ｅＶを共鳴的および非放射的に受け入れる第２の原子によって触媒される。式（３２）で与えられる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／（ｐ＋ｍ））への遷移の一般的な一般式は、
【数５７】
2021506072.tif 000058
で表される。
【００５４】
ハイドリノプロセスからのＥＵＶ光はジハイドリノ分子を解離させることが可能であり、結果として生じるハイドリノ原子はより低いエネルギー状態に遷移する触媒として機能し得る。例示的な反応は、Ｈ（１／４）によるＨ（Ｈ／１／１７）への触媒作用を含み、Ｈ（１／４）は、ＨＯＨによる別のＨの触媒作用の反応生成物であり得る。ハイドリノの不均化反応は、Ｘ線領域に特徴を生じると予測される。式（５−８）に示すように、ＨＯＨ触媒の反応生成物は
【数５８】
2021506072.tif 000059
である。Ｈ２Ｏガスを含む水素雲での遷移反応の可能性を検討する。ここで、第１の水素型原子
【数５９】
2021506072.tif 000060
はＨ原子であり、触媒として機能する第２のアクセプター水素型原子
【数６０】
2021506072.tif 000061
は
【数６１】
2021506072.tif 000062
である。
【数６２】
2021506072.tif 000063
のポテンシャルエネルギーが４２・２７．２ｅＶ＝１６・２７．２ｅＶ＝４３５．２ｅＶであるため、遷移反応は
【数６３】
2021506072.tif 000064
で表される。
【００５５】
さらに、全体的な反応は、
【数６４】
2021506072.tif 000065
である。
【００５６】
【数６５】
2021506072.tif 000066
中間体（例えば、式（１６）および式（３４））による極紫外線連続放射バンドは、短波長カットオフと、
【数６６】
2021506072.tif 000067
によって与えられるとともに対応するカットオフよりも長い波長まで膨張すると予測されるエネルギー
【数６７】
2021506072.tif 000068
とを、持つと予測される。ここで、
【数６８】
2021506072.tif 000069
中間体の減衰による極端紫外線連続放射帯域は、Ｅ＝３４８１．６ｅＶで０．３５６２５ｎｍの短波長カットオフを持つと予測され、より長い波長に拡大する。３．４８ｋｅＶカットオフでの幅広いＸ線ピークが、ＮＡＳＡのチャンドラＸ線天文台とＸＭＭニュートンとによってペルセウス団で観測された［Ｅ．Ｂｕｌｂｕｌ、Ｍ．Ｍａｒｋｅｖｉｔｃｈ、Ａ．Ｆｏｓｔｅｒ、Ｒ．Ｋ．Ｓｍｉｔｈ、Ｍ．Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ、Ｓ．Ｗ．Ｒａｎｄａｌ、「銀河団の積み重ねられたＸ線スペクトルにおける未確認の輝線の検出」（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｌｉｎｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｔａｃｋｅｄ  Ｘ−Ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｏｆ  ｇａｌａｘｙ  ｃｌｕｓｔｅｒｓ）、Ａｓｔｒｏｐｈｙｓｉｃａｌ  ｊｏｕｒｎａｌ、第７８９巻、第１の号、（２０１４）；Ａ．Ｂｏｙａｒｓｋｙ、Ｏ．Ｒｕｃｈａｙｓｋｉｙ、Ｄ．Ｉａｋｕｂｏｖｓｋｙｉ、Ｊ．Ｆｒａｎｓｅ、「アンドロメダ銀河およびペルセウス銀河団のＸ線スペクトルの正体不明の線」（Ａｎ  ｕｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ  ｌｉｎｅ  ｉｎ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒａ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｎｄｒｏｍｅｄａ  ｇａｌａｘｙ  ａｎｄ  Ｐｅｒｓｅｕｓ  ｇａｌａｘｙ  ｃｌｕｓｔｅｒ）、（２０１４）、ａｒＸｉｖ：１４０２．４１１９［ａｓｔｒｏ−ｐｈ．ＣＯ］］。これは、既知の原子遷移とは一致しない。ＢｕｌＢｕｌ他によって正体が未知であるダークマターに割り当てられた３．４８ｋｅＶの機能は、
【数６９】
2021506072.tif 000070
遷移と一致し、ハイドリノをダークマターの正体としてさらに確認する。
【００５７】
物質の新規水素組成物は、
（ａ）
（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件（標準温度および圧力、ＳＴＰ）での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する少なくとも１つの中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、
（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、以下「結合エネルギー増加水素化合物」と呼ばれる。
【００５８】
この文脈における「他の元素（ｏｔｈｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」とは、結合エネルギー増加水素種以外の元素を意味する。従って、他の元素は、通常の水素種、または水素以外の元素であり得る。１つの化合物群では、他の元素と結合エネルギー増加水素種とが中性である。別の化合物群では、他の元素と結合エネルギー増加水素種とが帯電されており、他の元素が平衡電荷を与えて中性化合物を形成する。前者の化合物群は、分子結合と配位結合とによって特徴付けられる。後者の化合物群は、イオン結合によって特徴付けられる。
【００５９】
また、
（ａ）
（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件（標準温度および圧力、ＳＴＰ）での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを有する少なくとも１つの中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、
（ｂ）少なくとも１つの他の元素、  とを含む新規化合物および分子イオンを提供する。
【００６０】
水素種の総エネルギーは、水素種からすべての電子を除去するエネルギーの合計である。本開示による水素種は、対応する通常の水素種の総エネルギーより大きい総エネルギーを有する。本開示による総エネルギーが増加した水素種は、総エネルギーが増加した水素種のいくつかの実施形態が、対応する通常の水素種の第１の電子結合エネルギーよりも小さい第１の電子結合エネルギーを有してよいが、「結合エネルギー増加水素種」とも呼ばれる。例えば、ｐ＝２４の式（１９）の水素化物イオンの第１の結合エネルギーは、通常の水素化物イオンの第１の結合エネルギーよりも小さく、一方で、ｐ＝２４に対する式（１９）の水素化物イオンの総エネルギーは、対応する通常の水素化物イオンの総エネルギーよりもはるかに大きくなる。
【００６１】
本明細書では、
（ａ）
（ｉ）対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを持つ複数の中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、
（ｂ）任意選択で少なくとも１つの他の元素、  とを含む新規化合物および分子イオンも提供される。本開示の化合物は、以下「結合エネルギー増加水素化合物」と呼ばれる。
【００６２】
結合エネルギー増加水素種は、１つまたは複数のハイドリノ原子と、電子、ハイドリノ原子、上記結合エネルギー増加水素種の少なくとも１つを含む化合物、ならびに、結合エネルギー増加水素種以外の少なくとも１つの他の原子、分子、またはイオンの、少なくとも１つと反応させることによって、形成される。
【００６３】
（ａ）
（ｉ）通常の分子状水素の総エネルギーよりも大きい、あるいは、
（ｉｉ）通常の水素種の結合エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより小さいまたは負であることから、対応する通常の水素種が不安定または観測されない水素種の結合エネルギーより大きい結合エネルギーを持つ複数の中性、正、または負の水素種（以下「結合エネルギー増加水素種」）と、
（ｂ）任意選択で１つの他の元素、とを含む新規化合物および分子イオンも提供される。本開示の化合物は、以下「結合エネルギー増加水素化合物」と呼ばれる。
【００６４】
一実施形態では、（ａ）式（１９）による結合エネルギーが、ｐ＝２から２３までで通常の水素化物イオンの結合（約０．８ｅＶ）より大きく、ｐ＝２４（「結合エネルギー増加水素化物イオン」または「ヒドリノ水素化物イオン」）を有する水素化物イオンと、（ｂ）結合エネルギーが通常の水素原子の結合エネルギー（約１３．６ｅＶ）よりも大きい水素原子（「結合エネルギー増加水素原子」または「ハイドリノ」）と、（ｃ）約１５．３ｅＶより大きい第１の結合エネルギーを有する水素分子（「結合エネルギー増加水素分子」または「ジヒドリノ」）と、（ｄ）結合エネルギーが約１６．３ｅＶを超える水素分子イオン（「結合エネルギー増加分子水素イオン」または「ジヒドリノ分子イオン」）との少なくとも１つを含む化合物が提供される。本開示では、結合エネルギー増加水素化合物および化合物は、より低いエネルギーの水素種および化合物とも呼ばれる。ハイドリノは、結合エネルギー増加水素化合物または同等の低エネルギー水素種を含む。
【００６５】
ＩＩＩ．化学反応器
本開示はまた、ジハイドリノ分子およびヒドリノ水素化物化合物等の、本開示の結合エネルギー増加水素種および化合物を生成するための他の反応器に関する。触媒作用のさらなる生成物は、セルの種類に応じた起電力および任意選択であるプラズマおよび光である。このような反応器は、以下「水素反応器」または「水素セル」と呼ばれる。水素反応器はハイドリノを作るためのセルを備える。ハイドリノを作るためのセルは、化学反応器またはガス放電セル、プラズマトーチセル、もしくはマイクロ波パワーセル等のガス燃料セル、ならびに電気化学セルの形態をとることができる。一実施形態では、触媒はＨＯＨであり、ＨＯＨおよびＨの少なくとも一方の供給源は氷である。一実施形態では、セルは、アーク放電セルを含み、かつ放電が氷の少なくとも一部を伴うように、少なくとも１つの電極での氷を含む。
【００６６】
一実施形態では、アーク放電セルは、容器、２つの電極、約１００Ｖ〜１ＭＶの範囲の電圧と約１Ａ〜１００ｋＡの範囲の電流とが可能なもの等の高電圧電源、ならびに、容器およびおよびＨ２Ｏ液滴を形成して供給する手段等の供給源を備える。液滴は電極間で移動可能である。一実施形態では、液滴はアークプラズマの点火を開始する。一実施形態では、水アークプラズマは、反応してハイドリノを形成し得るＨおよびＨＯＨを含む。点火速度および対応するエネルギー出力速度は、液滴のサイズとそれらが電極に供給される速度とを制御することによって、制御され得る。高電圧の供給源は、高電圧電源によって充電され得る少なくとも１つの高電圧コンデンサを含み得る。一実施形態では、アーク放電セルは、さらに、少なくとも１つのＰＶ変換器等の本発明の１つのような電力変換器等の手段と、光および熱等のハイドリノプロセスからの起電力を電気に変換する熱エンジンとを、さらに備える。
【００６７】
ハイドリノを生成するためのセルの例示的な実施形態は、液体燃料電池、固体燃料電池、異種燃料電池、ＣＩＨＴ電池、およびＳＦ−ＣＩＨＴまたはＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）電池の形態をとり得る。これらのセルの各々は、（ｉ）原子状水素の供給源と、（ｉｉ）ハイドリノを製造するための固体触媒、溶融触媒、液体触媒、気体触媒、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの触媒と、（ｉｉｉ）水素を反応させるための容器とハイドリノを生成するための触媒とを備える。本明細書で使用され、本開示によって企図されるように、「水素」という用語は、別段の指定がない限り、プロチウム（１Ｈ）だけでなく、重水素（２Ｈ）、およびトリチウム（３Ｈ）も含む。例示的な化学反応混合物および反応器は、本開示のＳＦ−ＣＩＨＴ、ＣＩＨＴ、または熱電池の実施形態を含み得る。追加の例示的な実施形態は、この化学反応器の部に示される。混合物の反応中に形成される触媒としてＨ２Ｏを有する反応混合物の例は、本開示において与えられる。他の触媒は、結合エネルギー増加水素種および化合物を形成するのに役立ち得る。反応および条件は、これらの例示的なケースから、反応物、反応物ｗｔ％、Ｈ２圧力、および反応温度等のパラメーターに調整され得る。適切な反応物、条件、およびパラメーター範囲は、本開示のものである。ハイドリノおよび分子ハイドリノは、１３．６ｅＶの整数倍の予測される連続放射帯によって、本開示の反応器の生成物であることが示され、さもなければ、Ｈ線のドップラー効果による線広がり、Ｈ線の反転、ブレークダウン磁場なしのプラズマの形成により測定される説明できない異常に大きいＨ運動エネルギー、およびＭｉｌｌｓ  Ｐｒｉｏｒ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓで報告されている異常なプラズマ残光時間となる。ＣＩＨＴセルと固体燃料に関するデータ等は、他の研究者によってオフサイトで独立して検証される。本開示のセルによるハイドリノの形成は、電気エネルギーによっても確認されており、該電気エネルギーは、長時間にわたって継続的にエネルギーを出力し、電気入力の倍数であり、ほとんどの場合、代替源なしで入力の１０倍を超える。予測された分子ハイドリノＨ２（１／４）のＣＩＨＴセルと固体燃料の生成物としての識別は、約−４．４ｐｐｍの予測高磁場シフトマトリックスピークを示したＭＡＳ  Ｈ  ＮＭＲ、Ｈ２（１／４）がｍ／ｅ＝Ｍ＋ｎ２ピーク（Ｍは親イオンの質量、ｎは整数の電子ビーム励起放出）としてゲッターマトリックスに複合化されていることを示したＴｏＦ−ＳＩＭＳおよびＥＳＩ−ＴｏＦＭＳ、Ｈ２のエネルギーの１６または量子数ｐ＝４の２乗を有するＨ２（１／４）の予測回転および振動スペクトルを示した電子ビーム励起発光分光法およびフォトルミネセンス発光分光法、Ｈ２回転エネルギーの１６または量子数ｐ＝４二乗であるＨ２（１／４）の回転エネルギー１９５０ｃｍ−１を示したラマンおよびＦＴＩＲ分光法、予測されるＨ２（１／４）の総結合エネルギーが５００ｅＶであることを示したＸＰＳ、ならびに、ＨからＨ（１／４）への予測エネルギー放出と第三のボディに転送されるエネルギーとを一致させた約２０４ｅＶの運動エネルギーでＨに対応したｍ／ｅ＝１ピーク前への到来���間を持つＴｏＦ−ＳＩＭＳピークによってなされ、このことは、Ｍｉｌｌｓ  Ｐｒｉｏｒ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ  と、Ｒ．Ｍｉｌｌｓ  Ｘ  Ｙｕ、Ｙ．Ｌｕ、Ｇ  Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｈｙｄｒｉｎｏ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、（２０１３）および  Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ  Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「高出力密度触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｈｙｄｒｉｎｏ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  （ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１４）に報告され、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００６８】
水流熱量計とＳｅｔａｒａｍ  ＤＳＣ１３１示差走査熱量計（ＤＳＣ）との両方を使用して、熱起電力を生成するための固体燃料を含むセル等、本開示のセルによるハイドリノの生成は、最大理論エネルギーを６０倍超えるハイドリノ形成固体燃料からの熱エネルギーの観測によって確認された。ＭＡＳ  Ｈ  ＮＭＲは、約−４．４ｐｐｍの予測されたＨ２（１／４）高磁場マトリックスシフトを示した。１９５０ｃｍ−１で始まるラマンピークは、Ｈ２（１／４）の自由空間回転エネルギー（０．２４１４ｅＶ）と一致した。これらの結果は、Ｍｉｌｌｓ  Ｐｒｉｏｒ  ＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓおよびＲ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｗ．Ｇｏｏｄ、Ｊ．Ｈｅ，「ＨＯＨ触媒を形成する固体燃料」（Ｓｏｌｉｄ  Ｆｕｅｌｓ  ｔｈａｔ  Ｆｏｒｍ  ＨＯＨ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）、（２０１４）報告されおり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００６９】
ＩＶ．ＳｕｎＣｅｌｌおよび電力変換器
一実施形態では、直接電気エネルギーおよび熱エネルギーの少なくとも１つを発生させる発電システムは、少なくとも１つの容器と、（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒、（ｂ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素、および（ｃ）導体および導電性マトリックスの少なくとも１つを含む反応物と、液体電極等の少なくとも１組の電極と、大電流の電気エネルギーの短いバーストを提供する電源と、ＰＤＣ、電磁流体変換器、光起電力変換器、参照によりその全体が組み込まれるＡ．Ｓｈａｒｍａ、Ｖ．Ｓｉｎｇｈ、Ｔ．Ｌ．Ｂｏｕｇｈｅｒ、Ｂ．Ａ．Ｃｏｌａ、「カーボンナノ管光レクテナ」（Ａ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｅｃｔｅｎｎａ）、Ｎａｔｕｒｅ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１０、（２０１５）、ｐｐ．１０２７−１０３２、ｄｏｉ：１０．１０３８／ｎｎａｎｏ．２０１５．２２０に報告されたもの等の光学レクテナ、および少なくとも１つの熱エネルギー電力変換器等の少なくとも１つのプラズマ電力変換器等の少なくとも１つの直接変換器と、を備える。さらなる実施形態では、容器は、大気圧、大気圧より高い、および大気圧より低いのうちの少なくとも１つの圧力が可能である。別の実施形態では、少なくとも１つの直接プラズマ電力変換器は、プラズマダイナミック電力変換器、
【数７０】
2021506072.tif 000071
直接変換器、電磁流体電力変換器、磁気ミラー電磁流体電力変換器、電荷ドリフト変換器、ポストまたはベネチアンブラインド電力変換器、ジャイロトロン、光子集群マイクロ波電力変換器、および光電変換器からなる群の少なくとも１つを含み得る。さらなる実施形態では、少なくとも１つの熱電気変換器は、熱機関、蒸気エンジン、蒸気タービンおよび発電機、ガスタービンおよび発電機、ランキン（Ｒａｎｋｉｎｅ）サイクルエンジン、ブレイトン（Ｂｒａｙｔｏｎ）サイクルエンジン、スターリング（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ）エンジン、熱イオン電力変換器、ならびに熱電気出力変換器からなる群の少なくとも１つを含み得る。周囲の大気への熱を拒絶する閉鎖型冷却システムまたは開放型システムを含み得る例示的な熱電気出力システムは、超臨界ＣＯ２、有機ランキン、または外部燃焼器ガスタービンシステムである。
【００７０】
現在の開示のＵＶ光起電力と熱光起電力とに加えて、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、熱電子、電磁流体、タービン、マイクロタービン、ランキンまたはブレイトンサイクルタービン、化学的および電気化学的電力変換システム等の、当該技術分野で既知の他の電気変換手段を含んでもよい。ランキンサイクルタービンは、超臨界ＣＯ２、過フッ化炭化水素やフッ化炭素等の有機物、または作動流体の蒸気を含んでもよい。ランキンまたはブレイトンサイクルタービンでは、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、タービンシステムの予熱器、復熱器、ボイラー、および外部燃焼型熱交換器段の少なくとも１つに熱エネルギー出力を提供してもよい。一実施形態では、ブレイトンサイクルタービンは、タービンの燃焼部に組み込まれたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）タービンヒータを含む。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）タービンヒータは、コンプレッサと回収熱交換器との少なくとも一方から空気流を受け取るダクトを備えてもよく、ここで、空気が加熱され、ダクトが加熱された圧縮流をタービンの入口に導き、圧容積仕事を実行する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）タービンヒータは、ガスタービンの燃焼室を代替または補完してもよい。ランキンまたはブレイトンサイクルは閉じられていてもよく、ここで、電力変換器が凝縮器および冷却器のうちの少なくとも１つをさらに備える。
【００７１】
該変換器は、Ｍｉｌｌｓの先行公知文献およびＭｉｌｌｓの先行出願に記載されているものでよい。Ｈ源およびＨＯＨ源およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）システム等のハイドリノ反応物は、本開示または以前の米国特許出願、例えば、水素触媒反応器、ＰＣＴ／ＵＳ０８／６１４５５、２００８年４月２４日ＰＣＴ出願；不均一水素触媒反応器、ＰＣＴ／ＵＳ０９／０５２０７２、２００９年７月２９日ＰＣＴ出願；異種水素触媒電力システム、ＰＣＴ／ＵＳ１０／２７８２８、２０１０年３月１８日ＰＣＴ出願；電気化学水素触媒電力システム、ＰＣＴ／ＵＳ１１／２８８８９、２０１１年３月１７日ＰＣＴ出願；Ｈ２Ｏベースの電気化学水素触媒電力システム、ＰＣＴ／ＵＳ１２／３１３６９、２０１２年３月２０日ＰＣＴ出願；ＣＩＨＴ電力システム、ＰＣＴ／ＵＳ１３／０４１９３８、２０１３年５月２１日ＰＣＴ出願；発電システムおよびその方法、ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０５８１７７、２０１４年１月１０日ＰＣＴ出願；光起電力発電システムおよびこれに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ１４／３２５８４、２０１４年４月１日ＰＣＴ出願；電気発電システムおよびこれに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３１６５、２０１５年５日２９日ＰＣＴ出願；紫外線発電システムに関する方法、ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０６５８２６、２０１５年１２月１５日ＰＣＴ出願；熱光起電力発電機、ＰＣＴ／ＵＳ１６／１２６２０、２０１６年１月８日ＰＣＴ出願；熱光起電力発電機ネットワーク、ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０３５０２５、２０１７年１２月７日ＰＣＴ出願；熱光起電発電機、ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０１３９７２、２０１７年１月１８日ＰＣＴ出願；超および深紫外線太陽電池、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０１２６３５、２０１８年１月５日ＰＣＴ出願；電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＵＳ１８／１７７６５、２０１８年２月１２日ＰＣＴ出願；ならびに、電磁流体発電機、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３４８４２、２０１８年５日２９日ＰＣＴ出願（「Ｍｉｌｌｓ先行出願」）を含むことが可能であり、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００７２】
一実施形態では、Ｈ２Ｏが点火されて、熱、プラズマ、および電磁（光）エネルギー出力の少なくとも１つの形態でエネルギーの放出が高いハイドリノが形成される（本開示における「点火」とは、ハイドリノに対するＨの非常に高い反応率を示し、バースト、パルス、または他の形態の高いエネルギー放出として現れ得る）。Ｈ２Ｏは、約１０Ａ〜１００，０００Ａの範囲の電流等の大電流の適用により点火され得る燃料を含んでもよい。これは、約５，０００〜１００，０００Ｖ等の高電圧を印加して、最初にアーク等の伝導性の高いプラズマを形成することで達成され得る。あるいは、大電流は、得られる固体燃料等の燃料の伝導率が高いＨおよびＨＯＨ等のハイドリノ反応物またはＨ２Ｏを含む化合物または混合物をさらに含む導電性マトリックス、例えば銀等の溶融金属を通過し得る。（本開示では、固体燃料は、さらに反応してハイドリノを形成するＨＯＨおよびＨ等の触媒を形成する反応混合物を示すために使用される。プラズマ電圧は、約１Ｖ〜１００Ｖの範囲等のように低くてもよい。しかし、反応混合物は、固体以外の物理的状態を含んでもよい。実施形態では、反応混合物は、反応混合物は、溶融銀、銀銅合金、および銅の少なくとも１つ等の溶融金属等の溶融導電性マトリックス等の気体、液体、溶融マトリックス、固体、スラリー、ゾルゲル、溶液、混合物、ガス懸濁液、空気流の少なくとも１つの状態、ならびに、当業者に既知の他の状態であってもよい。）一実施形態では、非常に低い抵抗を有する固体燃料は、Ｈ２Ｏを含む反応混合物を含む。抵抗が低いのは、反応混合物の導体構成要素が原因であると思われる。実施形態では、固体燃料の抵抗は、約１０−９オーム〜１００オーム、１０−８オーム〜１０オーム、１０−３オーム〜１オーム、１０−４オーム〜１０−１オーム、および１０−４オーム〜１０−２オームの範囲内の少なくとも１つである。別の実施形態では、高抵抗を有する燃料は、少量のモル百分率あるいは微量である添加された化合物または材料の含むＨ２Ｏを含む。後者の場合、破壊を引き起こしてアークまたはアークプラズマ等の高導電状態を形成することによって点火を達成するために、燃料に高電流を流すことができる。
【００７３】
一実施形態では、反応物は、触媒の供給源、触媒、原子状水素の供給源、および原子状水素の少なくとも１つを形成するべく、Ｈ２Ｏの供給源と導電性マトリックスとを含み得る。さらなる実施形態では、Ｈ２Ｏの供給源を含む反応物は、バルクＨ２Ｏ、バルクＨ２Ｏ以外の状態、少なくとも１つが反応してＨ２Ｏを形成し、結合Ｈ２Ｏを放出する化合物の少なくとも１つを含み得る。さらに、吸収Ｈ２Ｏ、結合Ｈ２Ｏ、物理吸着されたＨ２Ｏ、および水和水の少なくとも１つの状態にＨ２Ｏがあり、該結合Ｈ２Ｏは、Ｈ２Ｏと相互作用する化合物を含み得る。実施形態では、反応物は、導体、ならびに、バルクＨ２Ｏ、吸収されたＨ２Ｏ、結合されたＨ２Ｏ、物理吸着されたＨ２Ｏ、および水和水の少なくとも１つの放出を受ける１つまたは複数の化合物または材料を含み得る。他の実施形態では、新生Ｈ２Ｏ触媒の供給源および原子状水素の供給源の少なくとも１つは、（ａ）少なくとも１つのＨ２Ｏの供給源、（ｂ）少なくとも１つの酸素の供給源、および（ｃ）少なくとも１つの水素の供給源のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００７４】
一実施形態では、ハイドリノ反応率は、大電流の用途または開発に依存する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態では、ハイドリノを形成するための反応物は、非常に速い反応速度とエネルギー放出とを引き起こす低電圧、大電流、大電力パルスを受ける。例示的な実施形態では、６０Ｈｚ電圧は１５Ｖピーク未満であり、電流は１００Ａ／ｃｍ２〜５０，０００Ａ／ｃｍ２ピークの範囲であり、さらに電力は１０００Ｗ／ｃｍ２〜７５０，０００Ｗ／ｃｍ２の範囲である。これらのパラメーターの約１／１００倍〜１００倍の範囲内であるその他の周波数、電圧、電流、および電力は、適切である。一実施形態では、ハイドリノ反応率は、大電流の用途または開発に依存する。一実施形態では、電圧は、１００Ａ〜１，０００，０００Ａ、１ｋＡ〜１００，０００Ａ、１０ｋＡ〜５０ｋＡの少なくとも１つの範囲内である大きな交流、直流、または交流−直流混合電流を引き起こすように選択される。直流またはピーク交流電流密度は、１００Ａ／ｃｍ２〜１，０００，０００Ａ／ｃｍ２、１０００Ａ／ｃｍ２〜１００，０００Ａ／ｃｍ２、および２０００Ａ／ｃｍ２〜５０，０００Ａ／ｃｍ２の少なくとも１つの範囲内であってもよい。直流またはピーク交流電圧は、約０．１Ｖ〜１０００Ｖ、０．１Ｖ〜１００Ｖ、０．１Ｖ〜１５Ｖ、および１Ｖから１５Ｖから選択された少なくとも１つの範囲内であってもよい。交流周波数は、約０．１Ｈｚ〜１０ＧＨｚ、１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、および１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲内であってもよい。パルス時間は、約１０−６秒〜１０秒、１０−５秒〜１秒、１０−４秒〜０．１秒、および１０−３秒〜０．０１秒から選択される少なくとも１つの範囲内であってもよい。
【００７５】
一実施形態では、原子状水素触媒からハイドリノ状態へのエネルギー移動により、触媒のイオン化が生ずる。触媒からイオン化された電子は、反応混合物と容器とに蓄積し、空間電荷の蓄積を引き起こし得る。空間電荷は、反応速度の低下を伴って、その後の原子状水素から触媒へのエネルギー移動のためのエネルギー準位を変化させ得る。一実施形態では、高電流の印加により空間電荷が除去され、ハイドリノ反応率が増加する。別の実施形態では、アーク電流等の高電流は、ＨおよびＨＯＨ触媒の供給源として機能し得る水等の反応物を非常に高温にする。高温は、ＨおよびＨＯＨ触媒の少なくとも１つへの水の熱分解を引き起こし得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の反応混合物は、Ｈの供給源と、ｎＨ（ｎは整数）およびＨＯＨの少なくとも一方等の触媒の供給源とを含む。ｎＨおよびＨＯＨの少なくとも１つは、固体、液体、および気体水の少なくとも１つのような水の少なくとも１つの物理相の熱分解または熱分解によって形成されてもよい。熱分解は、約５００Ｋ〜１０，０００Ｋ、１０００Ｋ〜７０００Ｋ、および１０００Ｋ〜５０００Ｋの少なくとも１つの範囲内の温度等の高温で起こり得る。例示的な実施形態では、反応温度は約３５００〜４０００Ｋであり、Ｊ．Ｌｅｄｅ、Ｆ．Ｌａｐｉｃｑｕｅ、およびＪ．Ｖｉｌｌｅｒｍａｕｘによって示されるように、原子Ｈのモル分率は高い［Ｊ．Ｌｅｅｄｅｅ、Ｆ．Ｌａｐｉｃｑｕｅ、Ｊ．Ｖｉｌｌｅｒｍａｕｘ、「水の直接熱分解による水素の生産（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｂｙ  ｄｉｒｅｃｔ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ）」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、１９８３、Ｖ８、１９８３、ｐｐ．６７５〜６７９；Ｈ．Ｈ．Ｇ．Ｊｅｌｌｉｎｅｋ、Ｈ．Ｋａｃｈｉ、「水の触媒熱分解と水素の生成（Ｔｈｅ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ）」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、１９８４、Ｖ９、ｐｐ．６７７〜６８８；Ｓ．  Ｚ．  Ｂａｙｋａｒａ、「水の直接太陽熱分解による水素製造、プロセス効率の改善の可能性（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｄｉｒｅｃｔ  ｓｏｌａｒ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ，  ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ  ｆｏｒ  ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、２００４、Ｖ２９、ｐｐ．１４５１〜１４５８；Ｓ．Ｚ．Ｂａｙｋａｒａ、「実験的な太陽熱水熱分解（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｓｏｌａｒ  ｗａｔｅｒ  ｔｈｅｒｍｏｌｙｓｉｓ）」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ、２００４、Ｖ２９、ｐｐ．１４５９〜１４６９、これらは参照により本明細書に組み込まれる］。熱分解は、セルの部分の１つ等の固体表面によって支援され得る。入力エネルギーおよびハイドリノ反応に��って維持されるプラズマによって、固体表面が高温に加熱され得る。点火領域の下流等の熱分解ガスを冷却して、結合または始動水への生成物の逆反応を防ぐことが可能である。反応混合物は、生成ガスの温度よりも低い温度にある固体、液体、または気相の少なくとも１つのような冷却剤を含んでもよい。熱分解反応生成物ガスの冷却は、生成物を冷却剤と接触させることによって達成させてもよい。冷却剤は、低温流、水、および氷のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００７６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、電気エネルギーと熱エネルギーの少なくとも１つを生成するエネルギー出力システムを備え、該システムは、
（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒、
（ｂ）Ｈ２Ｏの少なくとも１つの供給源またはＨ２Ｏ、
（ｃ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素、ならびに
（ｄ）導体および導電性マトリックスの少なくとも１つを含む反応物と、
少なくとも１つの反応物注入システムと、
反応物に発光プラズマおよび熱放出プラズマの少なくとも１つを形成させる少なくとも１つの反応物点火システムと、
反応物を回収するシステムと、
追加の反応物が
（ａ）少なくとも１つの触媒または新生Ｈ２Ｏを含む触媒、
（ｂ）Ｈ２Ｏの少なくとも１つの供給源またはＨ２Ｏ、
（ｃ）少なくとも１つの原子状水素の供給源または原子状水素、ならびに
（ｄ）導体および導電性マトリックスの少なくとも１つを含み、該追加の反応物を反応生成物から再生するための、または、追加の反応物を再供給するための少なくとも１つの再生または再供給システムと、
電力および／または熱エネルギー出力への光および熱エネルギー出力の少なくとも一方の少なくとも１つの電力変換器または発電機、例えば、光起電力変換器、光電変換器、プラズマ力学変換器、熱電子変換器、熱電変換器、スターリングエンジン、ブレイトンサイクルエンジン、ランキンサイクルエンジン、熱機関、およびヒータの少なくとも１つと、を備える。
【００７７】
一実施形態では、燃料または反応物は、Ｈ、Ｈ２の供給源、触媒の供給源、Ｈ２Ｏの供給源、およびＨ２Ｏの少なくとも１つを含んでもよい。適切な反応物は、導電性金属マトリックスと、アルカリ水和物、アルカリ土類水和物、および遷移金属水和物の少なくとも１つ等の水和物とを含み得る。水和物は、ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＢａＩ２・２Ｈ２Ｏ、およびＺｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ．の少なくとも１つを含んでもよい。あるいは、反応物は、銀、銅、水素、酸素、および水の少なくとも１つを含んでもよい。
【００７８】
反応セルチャンバのＨ２Ｏ蒸気圧、Ｈ２圧力、およびＯ２圧力の少なくとも１つは、約０．０１トル〜１００気圧、０．１トル〜１０気圧、および０．５トル〜１気圧の少なくとも１つの範囲であり得る。電磁（ＥＭ）ポンピング速度は、約０．０１ｍｌ／秒〜１０，０００ｍｌ／秒、０．１ｍｌ／秒〜１０００ｍｌ／秒、および０．１ｍｌ／秒〜１００ｍｌ／秒の少なくとも１つの範囲であり得る。
【００７９】
点火システムは、
（ａ）反応物の閉じ込または導電性マトリックスまたは回路の少なくとも１つを提供する固体または液体金属電極のセットと、
（ｂ）大電流電気エネルギーの短いバーストが反応物を反応させてプラズマを形成させるのに十分である、大電流電気エネルギーの短いバーストを供給する電源と、  を備えてもよい。電源は、電力変換器から電力を受け取ることが可能である。一実施形態では、反応物点火システムは、開回路を形成するために分離される少なくとも一組の電極を含み、該開回路が反応物の注入によって閉じられ、大電流が流れて点火が達成させる。別の実施形態では、電極は、電磁（ＥＭ）ポンプ注入器等の複数の注入器からの液体金属を含み、点火システムの電気回路が少なくとも２つの注入された溶融金属流の交差によって閉じられる。
【００８０】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は液体電極を含み得る。電極は液体金属を含み得る。液体金属は、燃料の溶融金属を含み得る。注入システムは、少なくとも２つの貯留槽５ｃと、互いに実質的に電気的に絶縁され得る少なくとも２つの電磁ポンプとを含み得る。複数の噴射システムのそれぞれのノズル５ｑは、複数の溶融金属流を交差させるように配向され得る。各溶融金属流は、交差する溶融金属流に電圧と電流とを提供するために、電源２の端子に対する接続を有し得る。電流は、１つのノズル５ｑからその溶融金属流を通って他の溶融金属流およびノズル５ｑに流れ、電源２の対応する端子に戻り得る。セルは、注入された溶融金属を複数の容器に戻すのを容易にする溶融金属戻りシステムを備える。戻りシステムは、重力流システムを含み得る。別の実施形態では、点火電流は、交差する溶融金属流を含む電流ループを通る変化する磁場によって維持される誘導電流を含み得る。電源は、交差する溶融金属流を含む電流ループを通して変化する磁場を供給する一次変圧器巻線を供給する交流電源を含み得る。
【００８１】
一実施形態では、ＥＭポンプは、管等の中空導管を含む入口上昇管５ｑａ（図２Ｉ１６８）を含む。導管は、ＥＭポンプ磁石５ｋ４の入口側でＥＭポンプ管５ｋ６に接続されてもよい。管は、銀の流れのための少なくとも１つの入口を備える。入口は、管の上部にある開口部および管の側面にある少なくとも１つの穴のうちの少なくとも１つを含み得る。例示的な実施形態では、入口上昇管は、容器内の溶融金属液面の所望の高さに相当する高さを有する開放端導管または管を備えてもよい。容器内の溶解金属面下にある入口上昇管は、貯蔵器の溶融金属液面が入口上昇管５ｑａの最も低い入口のそれと一致するまで、溶融金属がＥＭポンプに流れ込むことを可能にする。入口上昇管は、耐熱金属、カーボン等の耐火性材料、またはマグネシウム、ハフニア、ジルコニア、アルイミン等のセラミック、あるいは本開示の他の耐火物を含んでもよい。入口上昇管の最も低い入口は、ノズルが作動中に常に溶解金属面下に位置させるために、ノズル５ｑより高い高さを有し得る。あるいは、入口上昇管の最も高い入口は、ノズル５ｑより低い高さを有して、動作中に入口上昇管を常に溶解金属面下に位置させるように維持してもよい。ノズル５ｑまたは入口上昇管５ｑａのいずれかの溶解金属面下位置は、点火電流がノズルまたは入口上昇管に電気的に短絡する可能性を低減または排除し得る。液面下ノズルは、ハイドリノ反応プラズマからそれを保護するために液面下に位置され得る正の電極であってもよい。入口上昇管は非導電性であってもよい。入口上昇管は、本開示の被膜等の被膜で被膜されてもよい。被膜は非導体であってもよい。入口上昇管は、シースまたはクラッディングで覆われてもよいＭｏ等の高融点金属を含み得る。シースまたはクラッディングは、非導体を含んでもよい。一実施形態では、ＥＭポンプは、誘導および伝導ＥＭポンプの電圧および電流を測定するために、電圧および電流センサの少なくとも１つを備えてもよい。プロセッサーは、センサデータを使用して、電圧と電流を制御し、ポンピング率を制御する。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、携帯電話等の無線装置によって監視および制御される少なくとも１つであり得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、データおよび制御信号を送受信するためのアンテナを備えていてもよい。
【００８２】
一実施形態では、点火システムは、電流を流し、点火が達成されると電流を遮断する、少なくとも１つのスイッチを備える。電流の流れは、電極間のギャップを完成させる反応物によって開始され得る。スイッチングは、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）とシリコン制御整流器（ＳＣＲ）との少なくとも１つ、および、少なくとも１つの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の手段によって、電子的に実行されてもよい。あるいは、点火は機械的に切り替えられてもよい。入力点火エネルギーに対してハイドリノ生成エネルギー出力を最適化するために、点火後に電流を遮断してもよい。点火システムは、制御可能な量のエネルギーが燃料に流れ込んで点火を引き起こし、プラズマが生成される段階でエネルギー出力をオフにすることを可能にするスイッチを備え得る。一実施形態では、大電流電気エネルギーの短いバーストを提供する電力源は、
１００Ａ〜１，０００，０００Ａ、１ｋＡ〜１００，０００Ａ、１０ｋＡ〜５０ｋＡの少なくとも１つの範囲の大電流の交流、直流、または交流−直流混合を引き起こすように選択された電圧と、
１Ａ／ｃｍ２〜１，０００，０００Ａ／ｃｍ２、１０００Ａ／ｃｍ２〜１００，０００Ａ／ｃｍ２、および２０００Ａ／ｃｍ２〜５０，０００Ａ／ｃｍ２の少なくとも１つの範囲内の直流またはピーク交流電流密度との少なくとも１つを備え、ここで、電圧が固体燃料の導電率によって決定され、該電圧が所望の電流に固体燃料サンプルの抵抗を乗じた値によって与えられ、
上記直流またはピーク交流電圧が０．１Ｖ〜５００ｋＶ、０．１Ｖ〜１００ｋＶ、および１Ｖ〜５０ｋＶの少なくとも１つの範囲内にあり、さらに、交流周波数の範囲が０．１Ｈｚ〜１０ＧＨｚ、１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、および１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの少なくとも１つである。
【００８３】
ＳｕｎＣｅｌｌセルの発電出力は、熱光起電力変換器および電磁流体変換器の少なくとも１つによって電気に変換し得る熱およびプラズマエネルギー出力の少なくとも１つを含んでもよい。あるいは、エネルギー出力は、熱交換器によって収集され、熱エネルギー出力を提供し得る。
【００８４】
二重溶融金属注入器を含む一実施形態では、１つのノズルからの溶融金属流の軌跡は、第１の平面にあってもよく、さらに、第２のノズルからの溶融金属流の軌道の平面は、第１の平面の２つの直交軸のうちの少なくとも１つを中心に回転する第２の平面内にあってよい。溶融金属流は、斜め方向に沿って互いに接近してもよい。一実施形態では、第１のノズルの溶融金属流の軌跡はｙｚ平面にあり、第２のノズルは、ｙｚ平面から横方向に変位することで、そのｙｚ平面に向かって回転して溶融金属流が斜めに近づくようにする。例示的な実施形態では、第１のノズルの溶融金属流の軌跡はｙｚ平面にあり、第２のノズルの溶融金属流の軌跡は、ｚ軸を中心としたｙｚ平面の回転によって定義される平面内にあり、溶融金属流が斜めに近づくように第２のノズルをｙｚ平面から横方向にずらしてそのｙｚ平面に向かって回転させることができるようにする。一実施形態では、軌跡は、交差を引き起こすようにそれぞれ調整された第１の溶融金属流の高さと第２の溶融金属流の高さとで交差する。一実施形態では、第２のＥＭポンプの出口導管は第１のＥＭポンプ管の出口導管からオフセットされ、第２のＥＭポンプのノズルが第２のＥＭポンプのノズルに向かって回転するすることで、溶融金属流が互いに斜めに近づき、溶融金属流の交差が溶融金属流の相対的な高さを調整することで実現できるようにする。溶融金属流の高さは、少なくとも１つのＥＭポンプのＥＭポンプ電流を制御するもの等のコントローラによって制御されてもよい。
【００８５】
最初に同じｙｚ平面に位置合わせされた２つの注入器の２つのノズルを含む一実施形態では、注入された溶融金属流の交差を達成するために注入された溶融金属金属流の斜めの相対軌道は、少なくとも１つの対応する容器５ｃのｚ軸の周りのわずかな回転の少なくとも１つの動作とｙｚ平面に向かう回転によってｙｚ平面から平行移動したノズルをわずかに曲げる操作とによって達成され得る。
【００８６】
別の実施形態では、注入システムは、少なくとも１つの溶融金属流を偏向させて注入された溶融金属流の整列を達成するために、磁場および電場のうちの少なくとも１つの供給源等の電磁場供給源を含み得る。注入された溶融金属流の少なくとも１つは、印加された磁場を通る対応する導体の動きと、ホールおよび点火電流等の少なくとも１つの電流と印加された磁場との間の力とによるローレンツ力によって偏向され得る。偏向は、磁場強度、溶融金属の流量、および点火電流のうちの少なくとも１つを制御することによって制御され得る。磁場は、永久磁石、冷却され得る電磁石、および超伝導磁石のうちの少なくとも１つによって提供されてもよい。磁場強度は、電流を制御することによって磁石と溶融金属流との間の距離および磁場強度を制御することの少なくとも１つによって制御することができる。
【００８７】
点火電流または抵抗を測定して、最適な交点を決定し得る。設定された電圧で電流が最大になる場合または抵抗が最も低い場合に、最適な配向が達成され得る。プログラム可能な論理コントローラおよびコンピュータのうちの少なくとも１つを含み得るコントローラは、最適化を達成し得る。
【００８８】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、検知され制御される開示等のパラメーターを有する構成要素を含む。実施形態では、センサおよび制御システムを備えたコンピュータは、（ｉ）電力変換器、ＥＭポンプ磁石、および誘導結合ヒータの少なくとも１つ等、各冷却システムの各冷却装置の入口温度および出口温度、冷却剤圧力、および流量と、（ｉｉ）点火システム電圧、電流、電力、周波数、およびデューティサイクルと、（ｉｉｉ）ＥＭポンプ注入流量と、（ｉｖ）誘導結合ヒータおよび電磁ポンプ５ｋの電圧、電流、および電力と、（ｖ）セル内の圧力と、（ｖｉ）セルの壁温度と、（ｖｉｉ）各部のヒータ電力と、（ｖｉｉｉ）電磁ポンプの電流および磁束と、（ｉｘ）銀の溶融温度、流量、および圧力と、（ｘｉ）Ｈ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏ等の透過または注入された各ガスの圧力、温度、および流量、ならびに、一般的なガス注入マニホールドまたはハウジングを通じて供給されるレギュレータによって形成された混合物と、（ｘｉ）ＰＶ変換器への入射光の強度またはＭＨＤ変換器へのプラズマエネルギー出力と、（ｘｉｉ）変換器の電圧、電流、および電力と、（ｘｉｉｉ）あらゆる電圧調整装置の電圧、電流、電力、およびその他のパラメーターと、（ｘｉｖ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の電圧、電流、および寄生負荷と外部負荷の少なくとも一方への電力と（ｘｖ）誘導結合ヒータ、電磁ポンプ、冷却装置、センサ、およびコントロールの少なくとも１つ等の寄生負荷への電圧、電流、および電力の入力と、（ｘｖｉ）エネルギー貯蔵を備えたスターター回路の電圧、電流、および充電状態とを、感知および制御し得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、携帯電話等の無線装置によって監視および制御される少なくとも１つであってもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、データや制御信号を送受信するためのアンテナを備えてもよい。
【００８９】
システムはさらに、リチウムイオンバッテリ等のバッテリ等の始動電力／電源を備える。あるいは、グリッド電力等の外部電力を、外部電源から発電機への接続を介して始動用に提供してもよい。接続は、エネルギー出力バスバーを含め得る。始動電源は、溶融金属導電性マトリックスを維持するためのヒータへの電力供給、注入システムへの電源、および点火システムへの電源の少なくとも１つであり得る。
【００９０】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、高圧水電解槽、例えば高圧水素を提供するために高圧の水を有するプロトン交換膜（ＰＥＭ）電解槽を含むものを得る。Ｈ２およびＯ２チャンバのそれぞれは、汚染物質のＨ２およびＯ２をそれぞれ除去するための再結合器を備える。ＰＥＭは、アノードおよびカソード区画の隔離板および塩橋のうちの少なくとも１つとして機能して、水素をカソードで発生させ、酸素をアノードで別個のガスとして発生させることを可能にさせ得る。カソードは、二ジカルコゲン化物水素発生触媒、例えば、硫黄をさらに含み得るニオブおよびタンタルの少なくとも１つを含むもの等を含み得る。カソードは、ＰｔまたはＮｉ等の当該技術分野で知られているものを含み得る。水素は高圧で発生させてもよく、水素を反応セルチャンバ５ｂ３１に供給してもよく、または黒体放射体を透過する等の透過によって供給してもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、カソードコンパートメントからセルへの水素ガスの供給点までの水素ガス供給管を備えてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、アノードコンパートメントから貯蔵容器またはベントへの酸素ガスの供給点までの酸素ガス供給管を備えてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はセンサ、プロセッサー、および電解電流コントローラを備える。センサは、（ｉ）電解カソードコンパートメント、水素供給管、外部チャンバ５ｂ３ａ１、反応セルチャンバ５ｂ３１等の少なくとも１つのチャンバ内の水素圧力、（ｉｉ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の発電出力、ならびに、（ｉｉｉ）電解電流の少なくとも１つを感知し得る。一実施形態では、セルへの水素供給は、電解電流を制御することによって制御される。水素供給は、電解電流の増加に伴って増加する可能性もあり、逆もまた同様である。水素は、高圧下の少なくとも１つであり得、電解液電流を制御することによりセルへの水素供給が迅速な時間応答で制御され得るように低貯蔵量を含み得る。
【００９１】
別の実施形態において、水素は、供給された水およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって発生させた熱を使用する熱分解によって発生させ得る。熱分解サイクルは、開示の１つ、または金属およびその酸化物、例えばＳｎＯ／ＳｎおよびＺｎＯ／Ｚｎの少なくとも１つに基づくもの等の当該技術分野で既知の１つを含み得る。誘導結合ヒータ、ＥＭポンプ、および点火システムが始動時に電力を消費するだけの実施形態では、寄生電力要件が非常に低くなるように水素を熱分解によって発生させてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、リチウムイオン電池等の電池を備えて、ガスセンサ等のシステムを作動させ、反応プラズマガス用のシステム等の制御システムに電力を供給し得る。
【００９２】
電磁流体（ＭＨＤ）変換器
交差磁場におけるイオンまたは導電性媒体の質量流の形成に基づく電荷分離は、電磁流体（ＭＨＤ）電力変換として周知の技術である。正イオンおよび負イオンは、ローレンツ方向を反対方向に受け、対応するＭＨＤ電極で受け取られて、それらの電極間の電圧に影響を与える。イオンの質量流を形成する典型的なＭＨＤの方法は、偏向されたイオンを受け取るために偏向場に対して交差する一組のＭＨＤ電極で交差した磁場を通過する高速流を作成するべく、ノズルからイオンが注入された高圧ガスを膨張させることである。一実施形態では、ＭＨＤ変換器の交差磁場部を通過する高速流を生成するために膨張するプラズマと高導電性、高圧、高温の溶融金属蒸気を形成するべく、圧力は通常大気圧よりも高く、方向性のある質量流はハイドリノ反応によって実現され得る。高速流は、ＭＨＤ変換器を通過して軸方向または径方向であってもよい。ヘルムホルツコイルまたは磁気ボトル等の閉じ込め磁石で、さらに方向性のある流れが実現され得る。
【００９３】
具体的には、図２Ｉ１６１〜２Ｉ２０６に示すＭＨＤ発電システムは、開示のハイドリノ反応プラズマ供給源、例えば、ＥＭポンプ５ｋａと、少なくとも１つの容器５ｃと、二重溶融金属注入器５ｋ６１を含むもの等の少なくとも２つの電極と、ＨＯＨ触媒およびＨの供給源等のハイドリノ反応物の供給源と、電圧および電流を電極に印加してハイドリノ反応物からプラズマを形成する電力源２を含む点火システムと、ＭＨＤ発電器とを含むものを、備える。ハイドリノ反応プラズマ供給源とＭＨＤ発電器とを含むＭＨＤ発電機システムの構成要素は、耐酸化性金属等の耐酸化性材料、耐酸化性被膜を含む金属、およびシステムを構成するセラミックの少なくとも１つから構成され、また、該システムが空気中で操作され得るようにする。二重溶融金属注入器の実施例では、高電場は、断続的な電流を含むパルス状の注入を維持することによって達成される。プラズマは、銀の溶融金属流が切断と再接続によってパルス化される。電圧は、二重溶融金属流が接続するまで適用されるものであってもよい。該パルス化は、金属流の対応する高周波数の切断−再接続を引き起こすことによって高周波数を含み得る。接続−再接続は、自然に発生し得るものであり、開示された手段等によるハイドリノ反応エネルギー出力とＥＭポンプ電流の制御等による開示手段による溶融金属注入の速度との少なくとも１つを制御することによって、制御されてもよい。一実施形態では、点火システムは、大電流パルスに対応した容量でパルス点火を実現するべく、電圧および電流の供給源、例えば直流電源供給およびコンデンサのバンクを備えてもよい。
【００９４】
図２Ｉ１６１〜２Ｉ２０６に示される電磁流体発電器は、ｚ軸を横切る磁束の供給源、ＭＨＤ変換器３００を通る軸方向の溶融金属蒸気、およびプラズマ流の方向を含み得る。伝導性のある流れは、ｚ軸に沿ったガスの膨張により、ｚ軸に沿った優先的な速度を有し得る。ヘルムホルツコイルまたは磁気ボトル等の閉じ込め磁石によって、さらに方向性のある流れが実現され得る。従って、金属の電子およびイオンは、横磁束の領域に伝播する。伝播する電子とイオンとに対するローレンツ力は、
Ｆ（ベクトル）＝ｅｖ（ベクトル）×Ｂ（ベクトル）                （３８）
で与えられる。この力は、電荷の速度と磁場を横切る方向であり、正イオンと負イオンでは反対方向である。従って、横方向の電流が形成される。横磁場の供給源は、平行な速度分散を持つ流れる電荷の交差偏向（式（３８））を最適化するために、ｚ軸に沿った位置の関数として異なる強度の横磁場を提供する構成要素を含み得る。
【００９５】
容器５ｃの溶融金属は、液体および気体の少なくとも１つの状態であり得る。容器５ｃ溶融金属は、ＭＨＤ作動媒体として定義され得るものであり、そのように呼ばれることもあり、または溶融金属と呼ばれることもあり、この場合、溶融金属はさらに液体および気体の少なくとも１つの状態であり得る。溶融金属、液体金属、金属蒸気、または気体金属等の特定の状態が使用可能であり、別の物理的状態が存在してもよい。例示的な溶融金属は、液体および気体状態の少なくとも１つであり得る銀である。ＭＨＤ作動媒体は、動作温度範囲で液体状態と気体状態との少なくとも１つであり得る、添加された金属の少なくとも１つ、化合物、例えば、動作温度範囲で液体および気体状態の少なくとも１つであり得る本開示のもの１つ、ならびに、気体、例えば、ヘリウムまたはアルゴン等の希ガス、水、Ｈ２、および本開示の他のプラズマガスの少なくとも１つを含む添加剤をさらに含んでもよい。ＭＨＤ作動媒体添加剤は、ＭＨＤ作動媒体との任意の所望の比率であってよい。一実施形態では、媒体と添加剤媒体との比率は、ＭＨＤ変換器の任意の電気変換性能を与えるように選択される。銀または銀銅合金等の作動媒体は、過飽和条件下で使用されてもよい。
【００９６】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器３００は、ファラデー、チャネルホール、およびディスクホールタイプの少なくとも１つを備える。チャネルホールＭＨＤの実施形態では、膨張または発電チャネル３０８は、ｚ軸に沿って垂直に配向されてもよい。銀蒸気等の溶融金属プラズマおよびプラズマは、絞りまたはノズルスロート３０７等の加速器部を通って流れ、その後、膨張部３０８が続く。該チャネルは、ｘ軸に沿った流れ方向に対して横向きのハルバッハ配列等の超伝導磁石または永久磁石等のソレノイド磁石３０６を備え得る。磁石は、ＭＨＤ磁石取り付けブラケット３０６ａによって固定されてもよい。磁石は、液体寒剤を含んでもよく、または液体寒剤を伴うまたは伴わない低温冷凍機を含んでもよい。極低温冷凍機は乾式希釈冷凍機を含み得る。該磁石は、例えば、Ｃ字形または長方形のバックヨーク等のヨークの磁場の戻り経路を備え得る。例示的な永久磁石材料はＳｍＣｏであり、例示的なヨーク材料は磁気ＣＲＳ、冷間圧延鋼、または鉄である。該発電機は、磁場（Ｂ（ベクトル））を横切ってＭＨＤ電極３０４の両端に電圧を発生する横ローレンツ偏向イオンを受け取るべく、ｙ軸に沿ったセグメント電極３０４等の少なくとも１組の電極を備え得る。別の実施形態では、発電チャネル３０８等の少なくとも１つのチャネルは、円筒状壁チャネル等の平面壁を有するもの以外の形状を含み得る。電磁流体の生成は、Ｗａｌｓｈ［Ｅ．Ｍ．Ｗａｌｓｈ、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ、Ｄｉｒｅｃｔ、Ｎｕｃｌｅａｒ、ＲｏｎａｌｄＰｒｅｓｓＣｏｍｐａｎｙ、ＮＹ、ＮＹ、（１９６７）、ｐｐ．２２１ｍ〜２４８］によって開示されており、その完全な開示を参照により本明細書に組み込まれる。
【００９７】
ＭＨＤ磁石３０６は、永久磁石および電磁石のうちの少なくとも１つを含み得る。電磁石３０６は、対応する極低温管理を備えた非冷却、水冷、および超伝導磁石のうちの少なくとも１つであり得る。例示的な磁石は、ＭＨＤチャネル３０８を磁化させることができるソレノイドまたはサドル型コイル、そしてディスクチャネルを磁化させることができるレーストラックコイルである。超伝導磁石システムは、少なくとも１つの超低温冷却器と寒剤デュワーシステムを備え得る。超伝導磁石システム３０６は、（ｉ）ＮｂＴｉあるいはＮｂＳｎ等の超伝導体が銅線等の通常の導体上に巻かれており、振動等の手段によって引き起こされる超伝導体状態の一時的な局所クエンチ、あるいは一般にＹＢＣＯ−１２３または単にＹＢＣＯと呼ばれるＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７等の高温超伝導体（ＨＴＳ）から保護され得る、超伝導コイルと、（ｉｉ）コイルの両側に液体ヘリウムを供給する液体ヘリウムデュワーと、（ｉｉｉ）液体ヘリウムデュワーと液体窒素デュワーとの両方が放射バッフルと放射シールドとを備えてよく、壁に銅、ステンレス鋼、アルミニウムの少なくとも１つと高真空断熱材とを含み得る、ソレノイド磁石の内半径と外半径とに液体窒素がある液体窒素デュワーと、（ｉｖ）電力出力端子を介して、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の電力出力によって電力を供給し得るクライオポンプとコンプレッサを接続し得る各磁石の入口とを、備える。
【００９８】
一実施形態では、電磁流体電力変換器は、セグメント化されたファラデー発電機である。別の実施形態では、イオン流のローレンツ偏向によって形成される横電流は、イオンの入力流（ｚ軸）に平行な方向にさらにローレンツ偏向を受け、ｚ軸に沿って相対的に変位する、少なくとも第１のＭＨＤ電極と第２のＭＨＤ電極との間にホール電圧を生成する。そのような装置は、電磁流体電力変換器のホール発電機の実施形態として当該技術分野で知られている。ｘｙ平面のｚ軸に対して角度が付けられたＭＨＤ電極を有する同様の装置は、本発明の別の実施形態を含み、「窓部フレーム」構造を有する対角発電機と呼ばれる。いずれの場合も、電圧は電気的負荷を介して電流を駆動する。セグメント化されたファラデー発電機、ホール発電機、および対角発電機の実施形態は、Ｐｅｔｒｉｃｋによって与えられる。Ｊ．Ｆ．Ｌｏｕｉｓ、Ｖ．Ｉ．Ｋｏｖｂａｓｙｕｋ、オープンサイクル電磁流体力発電（Ｏｐｅｎ−ｃｙｃｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、Ｍ  Ｐｅｔｒｉｃｋ、およびＢ．Ｙａ  Ｓｈｕｍｙａｔｓｋｙ、編集者、Ａｒｇｏｎｎｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、Ａｒｇｏｎｎｅ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ（１９７８）、ｐｐ．１５７〜１６３」。その完全な開示は参照により組み込まれる。
【００９９】
電磁流体電源変換器のさらなる実施形態では、次に、
【数７１】
2021506072.tif 000072
として、ｚ軸に沿ったイオンの流れは、増加する軸方向磁場勾配を含む圧縮部に入り得る。ここで、ｚ軸方向に平行な電子運動の構成要素
【数７２】
2021506072.tif 000073
は、少なくとも部分的に垂直運動
【数７３】
2021506072.tif 000074
に、断熱不変式
【数７４】
2021506072.tif 000075
により、変換される。
【数７５】
2021506072.tif 000076
に起因する方位角電流がｚ軸の周りに形成される。電流は、軸方向の磁場によって運動面で放射状に偏向され、ディスク発電機電磁流体電力変換器の内側リングと外側リングＭＨＤ電極との間にホール電圧を生成する。電圧は、電気負荷を介して電流を駆動し得る。プラズマエネルギー出力はまた、
【数７６】
2021506072.tif 000077
直接変換器または本開示のもしくは当該技術分野で既知の他のプラズマから電気への装置を使用して電気に変換されてもよい。
【０１００】
ＭＨＤ発電機は、膨張流を受け取る凝縮器チャネル部３０９を備え、かつ発電機は、戻り流チャネルまたは導管３１０をさらに含み得る。ここで、銀蒸気等のＭＨＤ作動媒体は、凝縮器部で温度、圧力、およびエネルギーの少なくとも１つが失われると冷却され、そしてチャネルまたは導管３１０を通って貯留槽に戻る。発電機は、貯留槽５ｃおよびＥＭポンプ注入器５ｋａへの戻り流をポンピングするために、少なくとも１つの戻し用ポンプ３１２および戻し用ポンプ管３１３を含み得る。戻し用ポンプおよびポンプ管は、液体、蒸気、およびガスのうちの少なくとも１つを送り出すことができる。戻し用ポンプ３１２および戻し用ポンプ管３１３は、電磁（ＥＭ）ポンプおよびＥＭポンプ管を含み得る。ＥＭポンプへの入口は、ポンプ出口圧力を増加させるために、出口ポンプ管の直径よりも大きな直径を有してもよい。一実施形態では、戻し用ポンプは、ＥＭポンプ注入器電極５ｋａの注入器を備えてもよい。二重溶融金属注入器の実施例では、発電機は、リターン貯留槽３１１と、戻し用ＥＭポンプ３１２等の対応する戻し用ポンプとを備える。戻し用貯留槽３１１は、溶融銀流等の戻り溶融金属のバランスをとり、液体銀と混合された銀蒸気を凝縮または分離し得る。貯留槽３１１は、銀蒸気を凝縮するための熱交換器を含んでもよい。貯留槽３１１は、液体銀を優先的に汲み上げて液体を気体銀から分離するための第１の段電磁ポンプを備えてもよい。一実施形態では、液体金属は遠心力によって戻し用ＥＭポンプ３１２に選択的に注入され得る。戻し用導管または戻し用容器は、遠心分離部を含み得る。遠心分離機の容器は、入口から出口に向かって先細りに形成されてもよく、それにより、遠心力が下部より上部の方が大きくなり、溶融金属を強制的に下部に移動させて金属蒸気等のガスおよび任意の作動媒体ガスから分離するようにする。あるいは、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液体種および気体種を分離するための遠心力を発生すべく、戻りの溶融金属の流れ方向に垂直な軸を中心に回転する遠心分離テーブルに取り付けられてもよい。
【０１０１】
一実施形態では、凝縮した金属蒸気が２つの独立した戻し用貯留槽３１１に流れ込み、各戻し用ＥＭポンプ３１２が溶融金属を対応する容器５ｃに送り込む。一実施形態では、２つの戻し用貯留槽３１１およびＥＭポンプ貯留槽５ｃの少なくとも１つは、液面制御システム、例えば入口上昇管５ｑａ等の開示されたもの１つを備える。一実施形態では、戻り溶融金属は、戻し用容器内の液面に応じて、より速いまたはより遅い速度で戻し用貯留槽３１１に吸い込まれ得る。ここで、吸引速度は、入口上昇管等の対応する液面制御システムによって制御される。
【０１０２】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器３００は、誘導結合ヒータ等の少なくとも１つのヒータをさらに含んでもよい。ヒータは、ＭＨＤ作動媒体、例えば、反応セルスペーサ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤ発電機部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、および戻し用ＥＭポンプ管３１３の少なくとも１つと接触状態にある構成要素を予熱し得る。ヒータは、該ヒータを作動および作動停止させるための少なくとも１つのアクチュエータを含み得る。ヒータは、複数のコイルおよびコイル部のうちの少なくとも１つを含み得る。コイルは、当該技術分野で既知のものを含み得る。コイル部は、本開示の１つ等の少なくとも１つの分割コイルを含み得る。一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、熱交換器３１６等の少なくとも１つの冷却システムを含んでもよい。ＭＨＤ変換器は、少なくとも１つのセルと、ＭＨＤ構成要素、例えば、チャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤマグネット３０６、ＭＨＤ電極３０４、ＭＨＤ発電機部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、および戻し用ＥＭポンプ管３１３の群の少なくとも１つとを備え得る。クーラーは、ＭＨＤ流れチャネルから失われた熱、例えば、チャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤ発電機部３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つから失われた熱を取り除くことが可能である。冷却器は、ＭＨＤ作動媒体リターンシステム、例えば、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、および戻し用ＥＭポンプ管３１３の少なくとも１つから熱を取り除くことが可能である。冷却器は、周囲大気への熱を拒絶し得る放射熱交換器を含んでもよい。
【０１０３】
一実施形態では、冷却器は、凝縮部３０９から貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ノズル３０７、およびＭＨＤチャネル３０８のうちの少なくとも１つにエネルギーを伝達する再循環器または復熱器を備えてもよい。熱等の伝達エネルギーは、例えば、残りの熱エネルギーおよび圧力エネルギー由来のもの、ならびに、気化した金属、速度論的エアロゾル、および希ガス等のガスの少なくとも１つを含むもの等の作動媒体の気化熱であってもよい。ヒートパイプは能動的二相装置で、数十分の１度の温度降下で、数メートルの距離にわたって、例えば最大２０ＭＷ／ｍ２の大きな熱流束を伝達する。従って、少量の作動流体のみを使用して、材料への熱応力を劇的に低減させることができる。ナトリウムおよびリチウムのヒートパイプは、大きな熱流を伝達し、軸方向に沿ってほぼ等温を維持され得る。リチウムヒートパイプは、最大２００ＭＷ／ｍ２を伝達することができる。一実施形態では、ヒートパイプ、例えば、ナトリウムまたはリチウム等の液体アルカリ金属等の溶融金属のものは、Ｗ等の高融点金属に入れられており、凝縮器３０９からの熱を伝達し、それを反応セルチャンバ５ｂ３１またはノズル３０７に再循環させ得る。一実施形態では、回収された熱エネルギー出力がＭＨＤチャネル３０８へのエネルギー入力の一部となるように、少なくとも１つのヒートパイプが銀の気化熱を回収して再循環させる。
【０１０４】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器を構成するもの等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素の少なくとも１つは、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の一部分から別の部分への熱伝達の少なくとも１つへのヒートパイプを含み、誘導結合ヒータ等のヒータからＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素、例えばＥＭポンプ管５ｋ６、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ならびにＭＨＤ戻し用導管３１０、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２、およびＭＨＤ戻し用ＥＭ管等のＭＨＤ溶融金属戻りシステムへ、熱を伝達し得る。あるいは、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）または少なくとも１つの構成要素は、当技術分野で知られているようなオーブン内で加熱されてもよい。一実施形態では、少なくとも始動のために少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素が加熱されてもよい。
【０１０５】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ４１５は、抵抗ヒータまたは誘導結合ヒータであってもよい。例示的なＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ４１５は、最高１４００℃までの動作温度が可能であり、高い抵抗率および良好な耐酸化性を有するフェライト−クロム−アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）を含むＫａｎｔｈａｌ  Ａ−１（カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ））抵抗加熱線を備える。適切な発熱体用の追加のＦｅＣｒＡｌ合金は、Ｋａｎｔｈａｌ  ＡＰＭ、Ｋａｎｔｈａｌ  ＡＦ、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｄ、およびＡｌｋｒｏｔｈａｌの少なくとも１つである。抵抗線要素等の加熱要素は、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ  ８０、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ  ７０、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ  ６０、およびＮｉｋｒｏｔｈａｌ  ４０の少なくとも１つ等、１１００℃から１２００℃の範囲で動作するＮｉＣｒ合金を含んでもよい。あるいは、ヒータ４１５は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、酸化雰囲気で１５００℃〜１８００℃の範囲で動作し得る、例えば、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  １７００、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  １８００、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  １９００、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＲＡ、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＥＲ、Ｋａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＨＴ、およびＫａｎｔｈａｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＮＣの少なくとも１つを含んでもよい。加熱要素は、アルミナと合金化された二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を含んでもよい。加熱要素は、アルミナ被膜等の耐酸化性被膜を有することができる。抵抗ヒータ４１５の加熱要素は、最大１６２５℃の温度で動作し得るＳｉＣを含んでもよい。
【０１０６】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ４１５は、外側に開いているがＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の内側に閉じている構成要素壁のサーモウェルまたは陥凹を通して導入し得る内部ヒータを含んでもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ４１５は、加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の壁を横切る磁気誘導によって、または、加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素の壁を貫通する液体電極によって、電力が内部ヒータに結合され得る内部抵抗ヒータを含んでもよい。
【０１０７】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータは、その効率と有効性の少なくとも１つを向上させるために断熱材を含み得る。断熱材は、アルミナシリケートを含む断熱材等、当業者に既知のセラミックを含んでもよい。断熱材は、取り外し可能なものまたは反転可能なもの少なくとも一方であってもよい。セラミックファイバー断熱材等の断熱材は、ガス間隙を含んでもよい。断熱材は、加熱中に空気、窒素、またはＳＦ６（６００Ｋ、１気圧で３３．８ｍＷ／ｍＫ）等の低熱伝導ガスを適用し、それをヘリウム（６００Ｋ、１気圧で２５２．４ｍＷ／ｍＫ）等の高熱伝達ガスで置換し、その後、加熱することによって、可逆的にされ得る。あるいは、断熱体は、周囲環境等の望ましい受け取り側または熱交換器へ熱をより効果的に伝達するべく、始動後に取り除かれてもよい。断熱材は、機械的に取り除かれてもよい。断熱材は、真空対応チャンバおよびポンプを備えてもよく、断熱材は、真空吸引によって適用されるとともに、断熱材は、ヘリウム等の希ガス等の伝熱ガスを加えることによって反転される。ヘリウム等の熱伝導ガスを追加または排気できる真空チャンバは、調整可能な断熱材として機能し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ガス循環システムを備えてもよく、その始動により強制対流熱伝達を引き起こして断熱モードから非断熱モードに切り替えることが可能である。
【０１０８】
別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、粒子断熱材と、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の暖機中に断熱材を収容するために断熱される構成要素の周りに少なくとも１つのチャンバを有する少なくとも１つの断熱容器とを備える。例示的な粒子状断熱材は、砂およびセラミックビーズ、例えばアルミナまたはムライトビーズ等のアルミナシリケートビーズのうちの少なくとも１つを含む。ウォームアップ後にビーズを取り除いてもよい。ビーズは重力流によって除去されてもよく、ハウジングはビーズ除去のためのシュートを含み得る。ビーズは、オーガ、コンベヤー、空気圧ポンプ等のビーズ輸送装置で機械的に取り除くことも可能である。粒子状断熱材は、断熱容器を充填するときの流れを増加させるべく、水等の液体等の流動化剤をさらに含んでもよい。液体を加熱前に除去するとともに、断熱材の移送中に追加してもよい。絶縁液体混合物は、スラリーを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、断熱容器から断熱材を充填または空にするために、少なくとも１つの追加の容器を含み得る。充填容器は、攪拌機等のスラリーを維持するための手段を含み得る。
【０１０９】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、絶縁される構成要素の周囲にある液体断熱容器、液体断熱材、およびポンプをさらに含み、始動後に排出または排出される液体を反転可能な断熱材が含んでもよい。一実施形態では、液体断熱材が取り外されるとＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）から負荷への熱伝達が促進されるように、液体断熱容器の熱抵抗が低くてもよい、液体断熱容器は、薄壁の石英を含み得る。例示的な液体断熱材は、２９Ｗ／ｍＫの熱伝達係数を有するガリウムであり、他は、８．３Ｗ／ｍＫの熱伝達係数を有する水銀である。
【０１１０】
液体断熱材は、液体が放熱を反射する少なくとも１つの放射シールドを備えてもよい。液体断熱材の放熱率が低くてもよい。放熱シールドは、冷蔵手段によって冷蔵され得る。液体断熱容器は、例えば１ミクロン〜１０ｃｍ、１０ミクロン〜１ｃｍ、および１００ミクロン〜１ｍｍの少なくとも１つの範囲の厚さを有する薄い液体層を有する隔離板の積層等、液体断熱材を分散させる手段を備えてもよい。これらの層は、薄膜を含み得る。隔離板は、約１００℃〜３０００℃の温度範囲の可視光線や黒体放射等、ヒータとＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の少なくとも１つから放出される放熱に対して透明な材料を含む。例示的な隔離板は、ヒータと放熱の供給源であるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）との少なくとも一方に戻る入射放熱を反射させる。表面を有するセラミック粒子、ビーズ、またはサファイアもしくは石英ビーズ等のプレートを備える。円筒形構成要素の場合、プレートは、同心サファイア管等の同心管を含むことができ、液体ガリウム等の液体断熱材が各管の間に膜または層を形成する。分散は、複数の反射面を提供して、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）始動中のヒータからの放熱エネルギー損失を減少させ得る。隔離板は、反射することが望まれ、動作条件下で溶融しないことが望ましい放熱に対して光学的に透明であり得る。隔離板は、セラミック、ジルコニア、セリア、アルミナ、サファイア、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、およびＣａＦ２、他のアルカリ土類ハロゲン化物、例えばＢａＦ２、ＣｄＦ２、石英、溶融石英、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、例えばゴリラガラス（Ｇｏｒｉｌｌａ  Ｇｌａｓｓ）、ホウケイ酸ガラス、セラミックガラス、インフラシル（Ｉｎｆｒａｓｉｌ）（ソーラブズ（ＴｈｏｒＬａｂｓ））を含み得る。別の実施形態では、液体断熱容器は、低い熱伝導率を有するガスまたは真空隔離を含む複数のチャンバを含み得る。超断熱および浮遊シールドの少なくとも一方等の断熱材は、冷蔵放熱シールド等の放熱シールドの間に散在させ得る。
【０１１１】
液体断熱材が排出または排出されるときに液体断熱材によって液体容器の壁が濡らされないように、液体断熱容器の壁材または被膜、液体断熱材、または液体断熱材添加剤の少なくとも１つを選択され得る。液体断熱材が排水やポンプ等の手段で取り除かれた際にガリスタン等の液体断熱材が液体断熱容器の壁を濡らさないようにするために、Ｇａ２Ｏ３等の作用剤が液体容器、例えば石英を含む容器の内壁に塗布され得る。一実施形態では、ガリウム等の液体断熱材が酸化されないように、それが液体断熱容器内に密閉される。例示的な実施形態では、Ｇａ２Ｏ３の形成を回避することにより、ガリウムが石英液体断熱容器の壁を濡らすのを防ぐことが可能である。異なる液体容器被膜、液体断熱材添加剤、および液体金属または合金は、液体断熱材の除去中に液体断熱材の壁が濡れることを回避するべく、当業者によって選択される。例示的な実施形態では、最大４７．９ｗｔ％のＡｇ、９．２ｗｔ％のＮｉ、および６８ｗｔ％のＣｕをガリウムに導入によって液体断熱材を取り外す際に石英製の液体断熱容器の壁が濡れるのが回避される。
【０１１２】
別の実施形態では、液体断熱材は、アルカリおよびアルカリ土類ハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物、酸化物、硫酸塩、および硝酸塩の少なくとも２つの複数からなる混合物等の塩類の溶融共融混合物等の溶融塩を含み得る。例示的な混合物は、ＬｉＦ−ＢｅＦ２（別名ＦＬｉＢｅ［６７−３３ｍｏｌ％］）、ＬｉＦ−ＮａＦ−ＫＦ（別名ＦＬｉＮａＫ［４６．５−１１．５−４２ｍｏｌ％］）、ＫＣｌ−ＭｇＣｌ２（６７−３３ｍｏｌ％）、ＬｉＣｌ−ＮａＣｌ−ＫＣｌ、ＬｉＦ−ＮａＦ−ＫＦ、およびＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＺｎＣｌ２であり、相対組成が７．５−２３．９−６８．６ｍｏｌ％であるＮａＣｌ−ＫＣｌ−ＺｎＣｌ２の融点は２０４℃であり、動作温度の上限は８００℃を超える。相対組成が３２．１−３３．４−３４．５ｍｏｌ％であるＬｉ２ＣＯ３−Ｎａ２ＣＯ３−Ｋ２ＣＯ３は、融点が４００℃であり、動作温度の上限が６５８℃である。液体断熱容器は、真空、大気圧、または大気圧を超える圧力が可能であり得る。液体断熱容器は、溶融塩断熱材による腐食に耐性があるように選択され得る。例示的な実施形態では、溶融炭酸塩および塩化物用の液体断熱容器は、それぞれ３１６ＳＳおよびアルミナ等のステンレス鋼（ＳＳ）を含む。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液体をポンピングに適した温度まで冷却する液体断熱容器と、液体断熱ポンプ、例えば、Ｒｈｅｉｎｈｕｅｔｔｅ  Ｐｕｍｐｓ  ＬＬＣのＧＶＳＯモデル（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｈ−ｐｕｍｐｓ．ｃｏｍ／ｐｕｍｐｓ／ｇｖｓｏ−ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ−ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｐｕｍｐ−ｉｎ−ｍｅｔａｌｌｉｃ−ｍａｔｅｒｉａｌｓ／）等の水中遠心ポンプとの少なくとも１つをさらに含み得る。ポンプは、機械式ポンプを含み得る。ポンプは、原子力発電所の冷却剤循環で知られているような、当技術分野で既知のもの等、溶融塩冷却剤をポンピングするために使用されるものを含み得る。液体は、重力流またはポンプ作動によって冷却容器に流し込んでもよい。液体は、出口バルブ等の少なくとも１つのバルブを備え得る保持容器に、重力に逆らってポンプで送達されてもよい。別の実施形態では、断熱材を含む冷却容器は、重力に逆らって移送され、保持容器となり得る。保持容器は、液体断熱容器に流入する前に液体断熱材を溶融しなければならない場合に、ヒータを備えてもよい。液体は、重力流によって、またはポンプ作動によって、液体断熱容器に流れ込み得る。液体断熱材容器は、液体断熱材を受け取る前に、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ等のヒータで予熱されてもよい。別の実施形態では、始動後、液体を撹拌、かき回し、または循環させて、加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素から液体断熱材が液体断熱材容器に残存する負荷への熱伝達を制御し得る。
【０１１３】
液体断熱材は、加圧液体またはＣＯ２または水等の超臨界液体を含み得る。
【０１１４】
一実施形態では、反転可能な断熱材は、少なくとも、銀等の溶融金属の溶融から約ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の動作温度までの範囲にわたって、温度とともにその熱伝導率を大幅に増加させる材料を含み得る。反転可能な断熱材は、加熱中に絶縁性であり、かつ所望の始動温度を超える温度で熱伝導性になる固体化合物を含み得る。石英は、銀の融点から石英ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の望ましい動作温度である約１０００℃〜１６００℃の望ましい動作温度まで、熱伝導率が大幅に増加する例示的な絶縁材料である。石英断熱材の厚さを調節して、始動中の断熱材の望ましい動作と、動作中の負荷への熱伝達とを達成し得る。別の例示的な実施形態は、高度に多孔質の半透明セラミック材料を含む。
【０１１５】
一実施形態では、反転可能な断熱材は、電気入力または熱入力等のエネルギー入力で特性が変化する材料を含んでもよい。反転可能な断熱材は、固体として絶縁され、かつ所望の始動温度を超える温度で熱伝導性になり得る固体化合物を含んでもよい。反転可能な断熱材は、絶縁性である固体を含むものであってもよく、該固体が、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の所望の始動温度を超えて溶融し、著しく熱伝導性が高くなる。純金属の中で熱伝導率が最も低い例示的な純元素は、７．７Ｗ／ｍＫの熱伝導率と１２４６℃の融点とを有するマンガンである。反転可能な断熱材は、熱絶縁性である金属酸化物等の固体を含み得るもので、その固体が、始動後に熱伝導性である対応する金属に変換され得る。変換は、電気分解または他の既知の方法によって達成され得る。別の実施形態では、反転可能な断熱材は、一方向では熱伝導率が低く、かつ別の方向では熱伝導率が高い配向グラファイト等の異方性材料を含み得る。別の実施形態では、異方性材料は、所望の熱伝導率を制御するべく電気または磁場で配向されてもよい。
【０１１６】
ヒータ断熱材は、抵抗ヒータの周囲にあり、熱が加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の壁に伝達されるよりもゆっくりと加熱する材料を含んでもよい。断熱材は、少なくとも１つの抵抗ヒータ断熱被膜、例えば、ＳｉＯ２、アルミナ、ムライト、ガラス、溶融石英、ガラス質シリカ、溶融シリカ、スリップキャスト石英、および粉末石英のうちの少なくとも１つ等のセラミックを含み得る。ヒータからの熱が壁から放射状の表面を含む被膜の外面よりも速い時間スケールで壁の内側に伝達されるように、加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素の壁厚に対する被膜とその厚さとが選択され得る。始動後、外面が壁の温度と同様の温度に加熱され得る。熱が外面から負荷に伝わってもよい。負荷は、空間またはプロセス加熱システムまたは熱・電気変換器を含んでもよい。熱伝達は、放射、対流、および伝導のうちの少なくとも１つによって達成され得る。この伝達は、冷却剤または熱交換器によって促進されてもよい。被膜の外面の表面積および放射率の少なくとも１つは、負荷への所望の熱伝達率を達成するように選択され得、熱伝達率は、壁および被膜の少なくとも１つの動作温度を制御し得る。例示的な実施形態では、絶縁体は、抵抗加熱要素、例えばカンタル線巻き等の抵抗線巻き等の周囲にＳｉＯ２絶縁体を含む。
【０１１７】
別の実施形態では、熱は、主に放熱による加熱されたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）からの損失である。断熱材は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）を収容する真空チャンバおよび放熱シールドのうちの少なくとも１つを含み得る。放熱シールドは、始動後に取り除かれてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、熱シールドの回転および並進の少なくとも１つを行うための機構を備えていてもよい。熱シールドは、シリカまたはアルミナ断熱材等の断熱材の裏打ち層をさらに含んでもよい。例示的な実施形態では、放熱シールドは、反射表面積を減少させるべく回転されてもよい。別の実施形態では、放熱シールドは、ＭｏＳｉ２加熱要素等の加熱要素をさらに含んでもよい。
【０１１８】
該ヒータは、複数の加熱要素を備えてもよく、各要素がＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の特定の領域または構成要素に対して専用ものであってもよい。抵抗ヒータは、抵抗性加熱領域を含み得る。
【０１１９】
該ヒータは、円周方向に分離する部品を含み得る。この部品は、始動後に加熱セル構成要素を囲む補完的な部分を含むことができ、始動後に取り除かれてもよい。部品は、円筒形の構成要素の場合、鏡像等の補完的な形状を含んでもよい。部品は、分離するクラムシェルヒータを含んでもよい。ヒータは、機械的、空気圧、油圧、圧電、電磁気、または始動後にヒータ部を後退させる当該技術分野で既知の他のサーボ機構等のサーボ機構を含み得る。ＥＭ部のポンプまたは点火変圧器等の変圧器の磁場等の誘導場によって動作する構成要素との干渉を防ぐために、ヒータ部を後退させてもよい。
【０１２０】
該ヒータは、加熱された構成要素内の熱勾配を回避するべく、熱を拡散する熱伝達要素または手段を備えてもよい。熱伝達要素または手段は、本開示の１つ等の熱伝達ペースト、ＳＳ６２５等の耐火性耐酸化性金属等のクラッディングの少なくとも１つを含んでもよく、または、セルは、Ｐｙｒｅｘ等の熱を拡散するのにより有利な材料を含んでもよい。ヒータは、連続的なカンタル線巻き等の連続的な抵抗線巻きを含んでもよい。この抵抗線は、一実施形態では、バスバーのＩＲ損失を排除し、それらを簡素化するべく高い抵抗を有する。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、加熱される１つまたは複数の構成要素に関してのハウジングを含み得る。ハウジングは、該ハウジングと共に加熱浴として機能する熱伝達媒体を含んでもよい。熱伝達媒体は、所望の温度、例えば１０００℃〜２０００℃の温度範囲内で液体であってもよい。例示的な熱伝達媒体は、ガリウム等の高沸点を有する金属、ＬｉＢｒ等の溶融塩、または砂であり、炭酸カリウム等の添加剤の添加により融点を低下させてもよい。加熱要素は、構成要素を加熱する浴を加熱し得る。例示的な浴加熱要素は、ＭｏＳｉ２またはＳｉＣを含む。
【０１２１】
一実施形態では、石英を含むもの等、加熱される構成要素の表面は、放射率と対応する放射エネルギー損失とを低減するべく、低放射率被膜で被膜され、かつ研磨されたものである。低放射率構成要素は、真空チャンバで可変断熱を実現するのに適する。
【０１２２】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、恒久的な断熱材とシステムを備えることで、該ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）内部の熱を除去してもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、断熱材の内部に熱交換器を備えることができ、始動時に、ヒータによる加熱に続いて冷却剤を流して熱を除去することが可能である。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の始動後、ヒータが遮断され、熱交換器の冷却剤が流れ始めてもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、内部の熱を除去するべくヒートパイプを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、内部の熱を除去するべく外部の熱交換器を備えてもよい。溶融銀は外部の熱交換器を介してポンプで送られ、外部の熱がＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）に伝達される。熱交換器は、空間またはプロセスヒータとして機能し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、外部熱交換器を通して銀等の溶融金属をポンピングするべく、ＥＭポンプ等の少なくとも１つの追加ポンプを備えてもよい。あるいは、注入ＥＭポンプはさらに、外部の熱交換器を通して溶融金属のポンピングを担ってもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、断熱材の内部に熱交換器を備えてもよい。
【０１２３】
抵抗ヒータ４１５は、直列および並列有線回路の少なくとも１つによって給電されて、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の異なる構成要素を選択的に加熱し得る。抵抗加熱線は、少なくとも１つの誘導ＥＭポンプ等の誘導システム、誘導点火システム、および電磁石等との時間変動電磁場を引き起こすシステムによる干渉を防ぐためにツイストペアを備えてもよい。抵抗加熱線は、リンク時間変化磁束が最小化されるように、配向され得る。この加熱線は、閉ループが磁束と平行な面にあるように、配向され得る。一実施形態では、誘導性ＥＭポンプ巻線４０１と誘導性点火変圧器巻線４１１との少なくとも１つの磁束と抵抵抗ヒータ線との結合は、抵抗ヒータ線の抵抗を増加させることによって減少する。一実施形態では、抵抗ヒータは、より高い抵抗率を持つヒータ線を含む。ヒータ線は、抵抗を増大させるべく、直径が小さくてもよい。このヒータ線を高温で動作させると、抵抗が増加し得る。
【０１２４】
一実施形態では、ＥＭポンプ管部４０５および４０６で誘導されるような誘導電流により、ＥＭポンプ部４０５の銀が抵抗加熱によって溶解し得る。電流は、ＥＭポンプ変圧器巻線４０１によって誘導され得る。ＥＭポンプ管部４０５には、始動前に銀が予め充填される。一実施形態では、ハイドリノ反応の熱が１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素で熱くなり得る。例示的な実施形態では、誘導結合ヒータ等のヒータは、ＥＭポンプ管５ｋ６、貯留槽５ｃ、および少なくとも反応セルチャンバ５ｂ３１の下部を加熱する。ハイドリノ反応の放熱により、他の少なくとも１つの構成要素、例えば、反応セル５ｂ３１の上部、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、およびＭＨＤ溶融金属戻し用システム（例えば、ＭＨＤ戻し用導管３１０、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２、およびＭＨＤ戻し用ＥＭ管）のうちの少なくとも１つが加熱され得る。一実施形態では、ＭＨＤ戻し用導管３１０、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２、およびＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２等のＭＨＤ溶融金属戻し用システムは、高温の溶融金属または金属蒸気、例えば約１０００℃〜７０００℃、１１００℃〜６０００℃、１１００℃〜５０００℃、１１００℃〜４０００℃、１１００℃〜３０００℃、１１００℃〜２３００℃、１１００℃〜２０００℃、１１００℃〜１８００℃、および１１００℃〜１５００℃の範囲内にある温度を有する溶融銀または蒸気によって、加熱されてもよい。高温の溶融金属または金属蒸気は、ＭＨＤ発電のバイパスまたは無効化により、ＭＨＤ構成要素を流れ得る。無効化は、電場を除去することによって、または電極を電気的に短絡することによって達成され得る。
【０１２５】
一実施形態では、セルの構成要素とＭＨＤ変換器との少なくとも１つは、熱損失を防ぐために絶縁されてもよい。チャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤ発電部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、および戻し用ＥＭポンプ管３１３の群の少なくとも１つが絶縁されてもよい。断熱材から失われた熱は、対応する冷却剤または熱交換器で放散され得る。一実施形態では、銀等の作動流体が冷媒として機能し得る。ＥＭポンプ注入率を増加することで、銀を提供して熱を吸収し、少なくとも１つのセルまたはＭＨＤノズル３０等のＭＨＤ構成要素を冷却し得る。銀の蒸発により、ノズルＭＨＤ３０７が冷却され得る。再循環器または復熱器は、冷却に使用される作動媒体を含み得る。例示的な実施形態では、銀は、冷却される構成要素の上にポンプで送られ、反応セルチャンバおよびＭＨＤ変換器に注入されて、冷却しながら熱を回収する。
【０１２６】
少なくとも高圧構成要素、例えば、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ならびにＭＨＤ変換器３０７および３０８の高圧部分は、ハウジング５ｂ３ａおよび５ｂ３ｂを備える圧力チャンバ５ｂ３ａ１に保持され得る。圧力チャンバ５ｂ３ａ１は、高内部反応チャンバ５ｂ３１の少なくとも一部と、ＭＨＤノズル３０７およびＭＨＤ発電チャネル３０８とを少なくとも釣り合わせる圧力に維持されてもよい。圧力バランスは、発電機の構成要素のジョイントの歪み、例えば貯留槽５ｃとＥＭポンプアセンブリ５ｋｋとの間の歪みを軽減し得る。高圧容器５ｂ３ａは、高圧構成要素、例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１、貯留槽５ｃ、およびＭＨＤ膨張チャネル３０８のうちの少なくとも１つを選択的に収容してもよい。他のセル構成要素は、より低圧の容器またはハウジングに収容されてもよい。
【０１２７】
ハイドリノ反応物の供給源、例えば、Ｈ２Ｏ、Ｈ２、ＣＯ２、およびＣＯの少なくとも１つは、透過性セル構成要素、例えばセルチャンバ５ｂ３１、貯留槽５ｃ、ＭＨＤ膨張チャネル３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つを透過し得る。ハイドリノ反応ガスは、ＥＭポンプ管５ｋ６、ＭＨＤ膨張チャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、ＭＨＤ戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、ＭＨＤ戻し用ポンプ３１２、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ管３１３等を介して、少なくとも１つの場所で溶融金属流に導入され得る。質量流量コントローラ等のガス注入器は、例えば、ＥＭポンプ管５ｋ６、ＭＨＤ戻し用ポンプ３１２、およびＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ管３１３の少なくとも１つを介して、ＭＨＤ変換器の高圧側に高圧で注入され得る。ガス注入器は、例えば、ＭＨＤ凝縮部３０９、ＭＨＤ戻し用導管３１０、および戻し用貯留槽３１１を介して少なくとも１つの場所等で、ＭＨＤ変換器の低圧側の低圧でハイドリノ反応物を注入し得る。一実施形態では、質量流量コントローラ等の給水装置に溶融金属が逆流するのを防ぐべく、水および水蒸気のうちの少なくとも１つが、圧力アレスタと逆流防止弁をさらに備え得る流量コントローラによって、ＥＭポンプ管５ｋ４を通して注入されてもよい。水は、セラミックまたはカーボン膜等の選択的透過性膜を通して注入され得る。一実施形態では、変換器は、ＰＶ変換器を含んでもよく、ハイドリノ反応物注入器は、送達部位の動作圧力での浸透または注入等の少なくとも１つの手段によって反応物を供給し得る。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、水素ガスの供給源および酸素ガスの供給源をさらに含み得るものであり、これら２つのガスが組み合わされて、反応セルチャンバ５ｂ３１内に水蒸気を提供する。水素の供給源および酸素の供給源はそれぞれ、対応するタンク、直接または間接的にガスを反応セルチャンバ５ｂ３１に流す供給管、流れレギュレータ、流れコントローラ、コンピュータ、流れセンサ、および少なくとも１つのバルブの少なくとも１つを含み得る。後者の場合、ガスは、反応セルチャンバ５ｂ３１とガス連通状態にあるチャンバ、例えば、ＥＭポンプ５ｋａ、容器５ｃ、ノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびその他のＭＨＤ変換器構成要素（戻し用供給管３１０ａ、導管３１３ａ、ポンプ３１２ａ等）の少なくとも１つに流入し得る。一実施形態では、Ｈ２およびＯ２の少なくとも１つがＥＭポンプ管５ｋ６１の注入部に注入され得る。Ｈ２およびＯ２は、二重ＥＭポンプ注入器の個別のＥＭポンプ管から注入され得る。あるいは、酸素および水素のうちの少なくとも１つ等のガスは、ＭＨＤチャネル３０８またはＭＨＤ凝縮部３０９等の銀蒸気圧がより低い領域の注入器を介して、セル内部に加えられてもよい。水素および酸素の少なくとも１つは、ナノ多孔性セラミック膜等のセラミック膜等の選択性膜を介して、注入され得る。酸素は、Ｂｉ２６Ｍｏ１０Ｏ６９で被膜されて酸素透過率を増加させ得るＢａＣｏ０．７Ｆｅ０．２Ｎｂ０．１Ｏ３−δ（ＢＣＦＮ）酸素透過性膜等の開示の１つ等の酸素透過性膜を介して、供給されてもよい。水素は、パラジウム−銀合金膜等の水素透過性膜を介して供給されてもよい。���ｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、高圧電解槽等の電解槽を備えてもよい。電解槽は、純粋な水素がカソード区画によって供給され得る陽子交換膜を含んでもよい。アノード区画から純酸素が供給され得る。一実施形態では、ＥＭポンプ部品は非酸化被膜または酸化保護被膜で被膜されており、さらに、水素および酸素は、２つの質量流量コントローラを使用して制御された条件下で別々に注入され、ここで、その流れは、対応するガスセンサによって感知されたセル濃度に基づいて制御されてもよい。
【０１２８】
一実施形態では、水素は透過膜を透過または拡散することにより反応セルチャンバ５ｂ３１に供給され得る。この膜は、ポリマー、シリカ、ゼオライト、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、カーボン等のセラミック、またはＰｄ−Ａｇ合金、ニオブ、Ｎｉ、Ｔｉ、ステンレス鋼等の金属、または当技術分野で知られている他の水素透過性材料、例えばＭｃＬｅｏｄによって報告されているもの［Ｌ．Ｓ．ＭｃＬｅｏｄ  ＭｃＬｅｏｄ、「微細加工されたパラジウム−銀合金膜を通る水素透過」（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｐａｌｌａｄｉｕｍ−ｓｉｌｖｅｒ  ａｌｌｏｙ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）、博士論文、ジョージア工科大学、２００８年１２月、ｈｔｔｐｓ：／／ｓｍａｒｔｅｃｈ．ｇａｔｅｃｈ．ｅｄｕ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／ｈａｎｄｌｅ／１８５３／３１６７２／ｍｃｌｅｏｄ＿ｌｏｇａｎ＿ｓ＿２００８１２＿ｐｈｄ．ｐｄｆ］を含み得るもので、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。Ｈ２透過率は、ＰｄまたはＰｄ−Ａｇ膜等のＨ２透過性膜の供給側と反応セル分離５ｂ３１の間の圧力差を増加させること、膜の面積を増加すること、膜の厚さを減らすこと、および膜の温度を上昇させることの少なくとも１つによって、増加され得る。膜は、約１〜５００気圧の範囲内等、より高い圧力差、約０．０１ｃｍ２〜１０ｍ２の範囲内等のより広い面積、１０ｎｍ〜１ｃｍの範囲内等の減少した厚み、および約３０℃〜３０００℃の範囲内等の高温の少なくとも１つの条件下で動作するための構造的サポートを提供するために、格子または穴あきバッキングを備え得る。格子は、水素と反応しない金属を含んでもよい。格子は、水素脆化に対して耐性があり得る。例示的な実施形態である透過係数が５×１０−１１ｍｍ−２ｓ−１Ｐａ−１、面積が１×１０−３ｍ２、厚さが１×１０−４ｍのＰｄ−Ａｇ合金膜は、１×１０７Ｐａの圧力差および３００℃の温度で動作して、約０．０１ｍｏｌ／ｓのＨ２流量を提供する。
【０１２９】
透過率は、透過膜の外面にプラズマを維持することによって、上昇し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、プラズマセルのカソード等のプラズマセルの電極を含み得る半透過膜を含んでもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）、例えば図２Ｉ２１６〜２Ｉ２１９は、セル５ｂ３の壁の一部を囲む外壁を備える外側のシールされたプラズマチャンバを備えてもよく、セル５ｂ３の金属壁の一部は、プラズマセルの電極を含み得る。密封されたプラズマチャンバは、ハウジング４２７（図２Ｉ２０６）等のセル５ｂ３の周りのチャンバを含んでもよく、セル５ｂ３の壁がプラズマセル電極を備え、ハウジング４２７または独立した電極が対電極を備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、さらに、プラズマ電源、プラズマ制御システム、水素ガス供給タンク等のガス供給源、水素供給モニターおよびレギュラー、ならびに真空ポンプを備えてもよい。別の実施形態では、水素は、ガス注入器を介してガスとして注入されてもよい。一実施形態では、水素ガスは、所望のエネルギー出力の維持に必要な流量を減少させるべく、１から１００気圧の範囲等の高圧に維持されてもよい。
【０１３０】
一実施形態では、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、ならびにその他のＭＨＤ変換器構成要素（戻し用供給管３１０ａ、導管３１３ａ、ポンプ３１２ａ等）等の内部コンパートメントを含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）およびＭＨＤ変換器との少なくとも１つの構成要素は、気体密封ハウジングまたはハウジングに収納される。ガス選択膜は、本開示の１つ等の半透性セラミックを含み得る。セルガスは、水素、酸素、およびアルゴンまたはヘリウム等の希ガスのうちの少なくとも１つを含み得る。外側ハウジングは、各ガスの圧力センサを備えてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、各ガスの供給源とコントローラとを備えてもよい。アルゴン等の希ガスの供給源は、タンクを備え得る。水素および酸素の少なくとも一方の供給源は、高圧電解槽等の電解槽を備え得る。ガスコントローラは、流れコントローラ、ガスレギュレータ、およびコンピュータのうちの少なくとも１つを備え得る。ハウジング内のガス圧を制御して、貯留槽、反応セルチャンバ、およびＭＨＤ変換器構成要素等のセル内部の各ガスのガス圧を制御し得る。各ガスの圧力は、約０．１トル〜２０気圧の範囲内であり得る。図２Ｉ１７９〜２Ｉ２０６に示す例示的な実施形態では、直線のＭＨＤチャネル３０８およびＭＨＤ凝縮部３０９は、ガスハウジング３０９ｂと、圧力計３０９ｃと、ガス供給およびガス入口導管、ガス出口導管、およびフランジを含む排気アセンブリ３０９ｅとを備え、ここで、ガス透過膜３０９ｄは、ＭＨＤ凝縮部３０９の壁に取り付けられてもよい。マウントは、本開示の焼結継手、金属化セラミック継手、ろう付け継手、または他のものを含み得る。ガスハウジング３０９ｂは、アクセスポートをさらに含み得る。ガスハウジング３０９ｂは、耐酸化性金属、例えばＳＳ６２５等の金属、または、金属上の耐酸化性被膜、例えばモリブデン等の適切なＣＴＥの金属上のイリジウム被膜を含み得る。あるいは、ガスハウジング３０９ｂは、セラミック、例えばジルコニア、アルミナ、マグネシア、ハフニア、石英等の金属酸化物セラミック、または、本開示の別のセラミックを含むみ得る。ＭＨＤ戻し用導管３１０等の金属ガスのハウジング３０９ｂを通るセラミック貫通部は、冷却されてもよい。この貫通部は、カーボンシールを含み得るもので、シール温度は、金属の炭化温度およびセラミックの炭素還元温度よりも低い。溶融金属が高温であることから、シールを取り除いて、それを冷却してもよい。シールは、受動的または強制的な空気または水冷等の冷却を含み得る。
【０１３１】
例示的な実施形態では、誘導結合ヒータアンテナ５ｆは、図２Ｉ１７８〜２Ｉ１７９に示すように、１つのコイル、３つの別個のコイル、図２Ｉ１８２〜２Ｉ１８３に示すように、３つの連続コイル、図２Ｉ１８０〜２Ｉ１８１に示すように、２つの分離コイル、または２つの連続コイルを含み得る。例示的な誘導結合ヒータアンテナ５ｆは、連続する周方向電流方向を有する同心箱を含み得る螺旋コイルを含み得る、上部楕円形コイルおよび下部ＥＭポンプ管パンケーキコイルを備える（図２Ｉ１８０〜２Ｉ１８１）。図２Ｉ１６２〜２Ｉ２０６に示されるように、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤノズル３０７は、平面、多角形、長方形、円筒形、球形、または他の所望の形状を含み得る。誘導結合ヒータアンテナ５ｆは、図２Ｉ１８２〜２Ｉ１８３に示されるように、各貯留槽５ｃの円周方向に２つの螺旋と、ＥＭポンプ管に平行なパンケーキコイルとを含む一組の連続する３つの旋回部を含む。貯留槽の周りの反対の螺旋の回転は、２つのコイルの磁場を補強するために電流が同じ方向になるように、または螺旋間の空間で相殺するために反対方向に巻かれてもよい。誘導結合ヒータアンテナ５ｆはさらに、少なくとも１つの構成要素、例えば、ＥＭポンプ５ｋｋ、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁部、および誘導点火システムのヨークの少なくとも１つを冷却するのに役立ち得る。少なくとも１つの冷却構成要素は、セラミック、例えば、窒化ケイ素、石英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、またはハフニア等の開示のうちの１つを含み得る。
【０１３２】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ膨張チャネルの端から容器５ｃへの１つのＭＨＤ作動媒体戻し用導管を含み得るもので、該容器５ｃは、容器内のより低い圧力をより高い反応セルチャンバ５ｂ３１圧力から隔離する密封された上部カバーを含み得る。ＥＭポンプ注入器部５ｋ６１とノズル５ｑとがカバーを貫通して、反応セルチャンバ５ｂ３１に銀等の溶融金属を注入し得る。この貫通部は、圧縮シール、スリップナット、ガスケットろう付け、または詰め箱シール等の本開示のシールを含み得る。容器は、容器５ｃ内の溶融金属液面を制御するべく、入口上昇管５ｑａを含み得る。戻りの溶融金属流を受け取る、覆われた容器およびＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、二重溶融金属注入器システムの第１の注入器を含み得る。第２の容器およびＥＭポンプアセンブリを含む第２の注入器は、第１の注入器から間接的に戻り流を受け取る開放容器を含み得る。第２の注入器は正極を含み得る。第２の注入器は、容器内の溶融金属液面下に位置するままであってよい。対応する入口上昇管５ｑａが液面下位置を制御し得る。
【０１３３】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ発電チャネル３０８の末端から溶融金属注入器システムの最小１つの容器５ｃまでの少なくとも１つのガス状金属戻し用導管３１０を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ発電チャネル３０８の端から二重溶融金属注入器システムの２つの対応する貯留槽５ｃまでの２つの戻し用導管３１０を含み得る。各容器５ｃは、容器５ｃ内のより低い圧力をより高い反応セルチャンバ５ｂ３１圧力から隔離する密封された上部カバーを含んでもよい。ＥＭポンプ注入器部５ｋａおよび５ｋ６１とノズル５ｑが容器の上部カバーを貫通して、反応セルチャンバ５ｂ３１に銀等の溶融金属を注入し得る。この貫通部は、圧縮シール、スリップナット、ガスケットろう付け、または充填箱シール等の本開示のシールを含み得る。各容器５ｃは、容器５ｃ内の溶融金属液面を制御するために入口上昇管５ｑａを含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１の温度は、反応セルチャンバに注入された液体金属が気化し、かつ戻し用導管３１０を介して戻さるように、溶融金属の沸点を上回ってもよい。
【０１３４】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ凝縮器チャネル３０９の端から溶融金属注入器システムの少なくとも１つの容器５ｃまでの少なくとも１つのＭＨＤ作動媒体戻し用導管３１０を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ凝縮器チャネル３０９の端から二重溶融金属注入器システムの２つの対応する貯留槽５ｃまでの２つのＭＨＤ作動媒体戻し用導管３１０を含み得る。各容器５ｃは、容器５ｃ内のより低い圧力をより高い反応セルチャンバ５ｂ３１圧力から隔離する密封された上部カバーを含んでもよい。ＥＭポンプ注入器部５ｋａおよび５ｋ６１とノズル５ｑが容器の上部カバーを貫通して、反応セルチャンバ５ｂ３１に銀等の溶融金属を注入し得る。この貫通部は、圧縮シール、スリップナット、ガスケットろう付け、または充填箱シール等の本開示のシールを含み得る。各容器５ｃは、容器５ｃ内の溶融金属液面を制御するために入口上昇管５ｑａを含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１の温度は、反応セルチャンバに注入された液体金属が気化し、反応セルチャンバに注入された液体金属が気化し、蒸気がＭＨＤノズル部３０７を通して加速され、蒸気の運動エネルギーは発電チャネル３０８で電気に変換され、蒸気がＭＨＤ凝縮器部３０９で凝縮され、さらに、溶融金属が戻し用導管３１０を通して戻されるように、溶融金属の沸点を上回ってもよい。
【０１３５】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つのＭＨＤ作動媒体戻し用導管３１０、１つの戻し用貯留槽３１１、および対応するポンプ３１２を含み得る。ポンプ３１２は、電磁（ＥＭ）ポンプを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、二重溶融金属導管３１０、戻し用貯留槽３１１、および対応するＥＭポンプ３１２を含み得る。対応する入口上昇管５ｑａは、各戻し用貯留槽３１１の溶融金属液面を制御し得る。戻し用ＥＭポンプ３１２は、ＭＨＤ凝縮器チャネル３０９の端部からＭＨＤ作動媒体をポンピングして貯留槽３１１に戻し、次に対応する注入器貯留槽５ｃに戻し得る。別の実施形態では、溶融金属戻り流は、戻し用導管３１０を通って、対応する戻し用ＥＭポンプ３１２に直接、次いで対応する注入器貯留槽５ｃに流れる。一実施形態では、銀等のＭＨＤ作動媒体が約１０気圧等の圧力勾配に抗してポンピングされ、噴射、点火、膨張、および戻り流を含む溶融金属流回路を完了する。高圧を達成するべく、ＥＭポンプは一連のステージを含む。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、一対の貯留槽５ｃを含む二重溶融金属注入器システムを備え得てもよく、該一対の貯留槽５ｃのそれぞれがＥＭポンプ注入器５ｋａおよび５ｋ６１と入口上昇管５ｑａを備えることで、対応する貯留槽５ｃの溶融金属液面を制御し得る。戻り流は、対応するＥＭポンプアセンブリ５ｋｋの基部５ｋｋ１に入り得る。
【０１３６】
一実施形態では、ノズルの入口、ノズル、ノズルの出口、およびＭＨＤチャネルの所望の部分等、ＭＨＤ構成要素内の位置を含む少なくとも１つの位置での作動媒体の速度は、金属蒸気飽和条件を満たしている場合でも衝撃凝縮等の凝縮が生じないように、十分に高くてもよい。凝縮時間と比較して通過時間が短いため、凝縮が発生することがない。凝縮速度は、プラズマ圧力、プラズマ温度、ジェット速度、作動媒体組成、および磁場強度を制御することによって変更または選択でされ得る。銀蒸気等の金属蒸気は、表面積が大きいと思われる凝縮器３０９上で凝縮する場合があり、収集された液体銀は、戻し用導管およびＥＭポンプシステムを介して戻されてもよい。一実施形態では、凝縮を回避するノズル内の短い通過時間を利用して、そうでなければ衝撃凝縮をもたらすであろうＭＨＤチャネル３０７内の好ましいＭＨＤ変換条件の生成を可能にする。
【０１３７】
一実施形態では、ＭＨＤチャネルとも知られるＭＨＤ膨張または発電機チャネルは、運動エネルギーの流れを駆動する圧力勾配に変換された熱勾配によりエネルギー変換を継続的に導出するフレアＭＨＤチャネルを備える。銀凝縮からの熱は、ＭＨＤチャネル内の圧力勾配または質量流量の一因となり得る。凝縮する銀によって放出される気化熱は、ジェットエンジンのアフターバーナーの機能を果たして、より高速の流れが発生し得る。例示的な実施形態では、銀の気化熱は、ジェットアフターバーナーにおける燃焼の機能を果たして、銀ジェット流の速度を増加させるか、またはそれに寄与する。一実施形態では、銀蒸気の凝縮によって放出される気化熱により、凝縮がない場合の圧力よりも圧力が高くなる。ＭＨＤチャネルは、圧力を方向付けられた流れにまたはＭＨＤ変換器によって電気に変換される運動エネルギーに変換するために、フレアまたはノズル形状等の形状を含み得る。ＭＨＤ磁石３０６によって提供される磁場は、銀蒸気が導電率の対応する変化とともに凝縮する場合にプラズマ失速を防止するように調整され得る。一実施形態では、ＭＨＤチャネル３０８の壁部は高温に保たれ、対応する質量および運動エネルギーの損失がある壁部での金属蒸気の凝縮を防止する。高い電極温度は、より高温のプラズマに比べて導電性が低い、または絶縁性が高い境界層を有する冷却電極の反対の場合に発生し得るプラズマアークからも保護する。
【０１３８】
ＭＨＤチャネル３０８は、反応セル界面５ｂ３１からＭＨＤチャネルの壁に熱を伝達することにより、所望の高温に維持され得る。ＭＨＤ変換器は、熱交換器を備えて、反応セル室からＭＨＤチャネルの壁に熱を伝達し得る。熱交換器は、反応セルヒータからＭＨＤチャネルの壁に熱を伝導する熱伝達ブロックを含むもの等の伝導性または対流熱交換器を備えてもよい。熱交換器は、放射熱交換器を備えてもよく、反応セル隔壁の少なくとも一部の外壁がエネルギーを放出する黒体放射体を含み、かつＭＨＤチャネルの壁の少なくとも一部が黒体放射を吸収する黒体放射体を含み得る。熱交換器は、ポンピングされ得る冷却剤を含み得る。ポンプは、冷却剤が溶融金属であるＥＭポンプを含み得る。別の実施形態では、ハイドリノ反応は、ＭＨＤチャネル３０８内でさらに伝播および維持されて、ＭＨＤチャネル壁温度を、チャネル内を流れる金属蒸気の凝縮温度よりも高く維持する。ハイドリノ反応は、ＨおよびＨＯＨ触媒等の反応物またはそれらの供給源を供給することによって、維持されてもよい。この反応は、ハイドリノ反応速度を支持および加速する導電性により、電極で選択的に維持され得る。ＭＨＤ変換器は、ＭＨＤチャネル壁温度を記録するための少なくとも１つの温度センサと、熱交換器およびハイドリノ反応率等の熱伝達手段の少なくとも１つを制御して、目的のＭＨＤチャネル壁温度を維持するためのコントローラとを、備え得る。ハイドリノ反応物の速度は、ＭＨＤチャネルへのハイドリノ反応物の流れを制御する手段等の開示によって制御され得る。
【０１３９】
別の実施形態では、プラズマ、金属蒸気、および凝縮金属蒸気の少なくとも１つがチャネルに閉じ込められ、電気および磁場の少なくとも１つの供給源を備える手段等のチャネル閉じ込め手段によって、ＭＨＤ壁に集まるのを防ぐ。この閉じ込め手段は、磁気ボトル等の磁気閉じ込め手段を含んでもよい。閉じ込め手段は、ＲＦ場等の誘導結合場を含み得る。ＭＨＤ変換器は、ＲＦ電源、少なくとも１つのアンテナ、静電電極および電源、ならびに閉じ込めを達成するための少なくとも１つの静磁場供給源のうちの少なくとも１つを含み得る。
【０１４０】
一実施形態では、作動媒体は、ＭＨＤチャネル３０８内の気化した金属を含み、ここで、ＭＨＤの電気への変換により運動エネルギーが失われるため、ＭＨＤチャネルに沿った金属蒸気の凝縮によって放出される熱によって作動媒体の圧力および温度が高まる。銀の凝縮からのエネルギーは、ＭＨＤチャネル内の作動媒体の圧力、温度、速度、および運動エネルギーの少なくとも１つを増加させ得る。ベンチュリ効果またはベルヌーイ原理を利用するチャネル形状によって、流速が増加し得る。一実施形態では、流れる液体銀は、蒸気をＭＨＤチャネルに流すための吸気器媒体として機能し得る。
【０１４１】
一実施形態では、ＭＨＤチャネル３０８の直径および容積のうちの少なくとも１つは、ノズル３０７出口からＭＨＤチャネル３０８出口までのＭＨＤチャネルの流れ軸またはｚ軸に沿った距離の関数として減少する。ＭＨＤチャネル３０８は、ｚ軸のみに収束するチャネルを含み得る。別の実施形態では、ｚ軸に沿ったチャネルサイズは、従来のシードガスＭＨＤ作動媒体変換器のチャネルサイズと同等または発散が小さい。銀が凝縮して熱を放出することでエネルギーの大きいプラズマを維持するので、チャネルの体積を減らしてもよい。ｚ軸に沿うプラズマ流で凝縮する銀蒸気（２５４ｋＪ／ｍｏｌｅ）から放出される蒸発熱により、作動媒体の温度および圧力が上昇し、チャネルに沿う任意の位置で非凝縮銀の流れが増加し得る。流速の増加は、ベンチュリ効果またはベルヌーイ原理によって引き起こされ得る。磁束は、チャネルに沿って望ましい圧力、温度、速度、エネルギー出力、およびエネルギー貯蔵を維持するべく、ＭＨＤチャネルの流れ軸（ｚ軸）に沿って永続的または動的に変化し、ｚ軸位置の関数としてＭＨＤエネルギー出力を抽出し得るもので、ｚ軸に沿った距離の関数としてのチャネルサイズをｚ軸方向の磁束変化に一致させて、気化した金属から気化熱のエネルギーの電気としての抽出を少なくとも部分的に達成し得る。プラズマガス流は、凝縮した銀蒸気のキャリアガスとしても機能し得る。
【０１４２】
凝縮された銀は、霧または靄を構成し得る。銀が所定の圧力でその沸点よりもかなり低い温度でエアロゾルを形成する傾向があるため、霧の状態が好まれる場合がある。作動媒体は、酸素および銀を含み得るもので、所定の圧力で沸点よりかなり低い温度で酸素の存在下、溶融銀がエアロゾルを形成する傾向にあり、銀が大量の酸素を吸収し得る。作動媒体は、凝縮された銀のエアロゾルを形成するための銀蒸気等の金属蒸気に加えて、窒素、酸素、水蒸気、またはアルゴン等の希ガス等のエアロゾル化ガスを含んでもよい。一実施形態では、反応セル空間およびＭＨＤチャネル全体のエアロゾル化ガスの圧力は、動作条件下、その定常状態分布に保たれる。ＭＨＤ変換器は、エアロゾル化ガスのタンク等のエアロゾル化ガスの供給、ポンプ、および１つまたは複数の場所でエアロゾル化ガスの圧力を選択的に測定するための少なくとも１つのゲージを、さらに含み得る。ポンプおよびエアロゾル化ガス供給を使用してエアロゾル化ガスを追加または除去することにより、エアロゾル化ガス在庫を所望の液面に保つことが可能である。例示的な実施形態では、ＭＨＤチャネル３０８内のアルゴン等の一定の常圧エアロゾル化ガスによって、ＭＨＤ凝縮器３０９に集められ得るエアロゾルの形態で銀の蒸気から液体への転移がプラズマ流によって生ずるように、液体銀は、融点よりもわずかに高い温度で霧またはエアロゾルを形成する。一実施形態では、凝縮蒸気の速度は凝縮物によって保持される。気化熱の放出により、凝縮液の速度が増加する場合がある。ＭＨＤチャネルは、気化熱を凝縮物の運動エネルギーに変換する形状を含み得る。一実施形態では、チャネルは、気化熱を凝縮物運動エネルギーに変換するべく狭くなり得る。別の実施形態では、気化熱により、チャネル圧力が増加し、圧力がノズルによって運動エネルギーに変換され得る。一実施形態では、銅または銀銅合金が銀に取って代わり得る。一実施形態では、金属エアロゾルの供給源となる溶融金属は、銀、銅、および銀銅合金の少なくとも１つを含む。エアロゾルは、酸素、水蒸気、およびアルゴン等の希ガスのうちの少なくとも１つ等のガスの存在下で、形成し得る。
【０１４３】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、セルガス流れを溶融銀と接触させて維持し、銀エアロゾル等の溶融金属エアロゾルを形成する手段を備えるガス流は、強制ガス流および対流ガス流のうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１および貯留槽５ｃの少なくとも１つは、セルガスの循環を引き起こしてガス流を増加させる少なくとも１つのバッフルを備えていてもよい。ガス流は、熱勾配およびプラズマ反応からの圧力の少なくとも１つによって引き起こされるもの等、対流および圧力勾配の少なくとも１つによって駆動されてもよい。ガスは、希ガス、酸素、水蒸気、Ｈ２、およびＯ２の少なくとも１つを含み得る。ガス流を維持する手段は、ガスポンプまたはＭＨＤガスポンプあるいはコンプレッサ３１２ａ等のコンプレッサ、ＭＨＤ変換器、ならびにＥＭポンプ溶融金属注入器およびハイドリノプラズマ反応の少なくとも１つによって生ずる乱流を含み得る。ガス流量およびガスの組成の少なくとも１つを制御して、そのエアロゾル生成速度を制御してもよい。水蒸気が再循環される実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はさらに、Ｈ２とＯ２とに熱化されたＨ２Ｏを再結合する再結合器、水蒸気を液体の水に凝縮する凝縮器、およびセルの内側の注入する経路で加圧水が流れに移行し得る容器５ｃまたは反応セルチャンバ５ｂ３１等の少なくとも１つの内部セル構成要素の供給管に加圧水を注入する液体水ポンプを、さらに含み得る。再結合器は、ラネーニッケル、Ｐｄ、およびＰｔのうちの少なくとも１つを含むもの等、当技術分野で知られているものであってよい。水蒸気は、反応セルチャンバ５ｂ３１と貯留槽５ｃとの間等の高圧コンパートメントを含むループで再循環され得る。
【０１４４】
一実施形態では、貯留槽５ｃおよび反応セルセル５ｂ３１の少なくとも１つは、銀蒸気を銀エアロゾルに凝縮し、銀エアロゾルを冷却する少なくとも１つに十分に低い温度を有するガスの供給源を含む。活発なハイドリノ反応によって放出された熱は、銀の蒸気を形成し得る。ハイドリノ反応プラズマは、気化を生じ得る。ハイドリノ反応と接触する周囲ガスは、セルガスを含む。セルガスおよびエアロゾルの少なくとも１つの一部は、ガス、エアロゾル、およびプラズマの少なくとも１つを含む貯留槽および反応セルチャンバの少なくとも１つの内部の領域内の熱交換器および冷却装置によって、冷却され得る。セルガスとエアロゾルの少なくとも１つは、銀蒸気、エアロゾル、および冷却エアロゾルの少なくとも１つに十分に冷却され得る。蒸気凝縮率ならびに冷却セルガス−エアロゾル−蒸気混合物の温度および圧力は、冷却中の熱伝達、ならびに冷却セルガスおよびエアロゾルの温度および圧力の少なくとも１つを制御することによって、制御され得る。
【０１４５】
チャネルに沿った質量損失を回避する実施形態では、銀の蒸気は、蒸気の凝縮にともなって霧から発生する。チャネルに沿って電気へ変換される運動エネルギーを失うモル分率は、霧を形成させ得るもので、対応する気化熱により、対応するエアロゾル粒子に運動エネルギーが与えられ、さもなければ質量損失の一定の初速度が維持される。チャネルは、残存ガス原子と共に流れるエアロゾル粒子への部分的な原子凝縮により粒子数が減少した速度を維持するべく、直に収束へと向かい得る。一実施形態では、ＭＨＤチャネル３０８の壁部は、霧の形成をサポートすることによって凝縮された液体の凝縮を回避するべく、銀の融点より高い温度等の温度に維持されてもよい。
【０１４６】
一実施形態では、ＭＨＤチャネルの構成要素と銀のプラズマジェットとが接触する表面は、銀の液体による濡れに抵抗する材料を含む。ＭＨＤチャネル壁３０８およびＭＨＤ電極３０４のうちの少なくとも１つは、湿潤に抵抗する表面を含み得る。
【０１４７】
エアロゾル粒子は、帯電し収集され得る。この収集は、ＭＨＤチャネルの端部でなされてもよい。エアロゾル粒子は、静電沈殿またはエレクトロスプレー沈殿によって除去され得る。一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、少なくとも１つの粒子帯電電極等のエアロゾル粒子帯電手段、高電圧の供給源等の電力供給、および少なくとも１つの電極等の帯電粒子コレクターを含み得るもので、帯電粒子を収集するために電気的にバイアスされる。荷電粒子は、印加された電場によって、ＭＨＤチャネルの端部で収集され得る。
【０１４８】
一実施形態では、金属蒸気液滴化はプラズマ流によってなされる。液滴は、ＭＨＤ電極およびＭＨＤチャネル壁のうちの少なくとも１つの表面上に薄膜を形成し得る。過剰に凝縮された液体は、機械的に除去され、プラズマおよび質量流とともに移送し得る。一実施形態では、ファラデー電流が凝縮銀蒸気等の凝縮金属蒸気を通過しホール電流を発生させ、これによってＭＨＤノズル３０７からのプラズマジェットの軌道に沿って凝縮銀粒子を強制する。ホール電流は、ＭＨＤチャネルから凝縮した銀を流出させて貯留槽５ｃに戻し得る。この電流は、金属蒸気よりも導電率が高いことから凝縮した銀を優先的に流れ得る。別の実施形態では、トランスポートは、ＭＨＤチャネルの発散および収束のうちの少なくとも１つによって支持され得る。一実施形態では、ディスク発電機等のＭＨＤ変換器は、チャネル内の溶融金属短絡の影響が改善されるように、ＭＨＤチャネルの入口と出口とでプラズマに接触する電極を備える。
【０１４９】
一実施形態では、作動媒体は、再循環システムに流れるように、金属がＭＨＤチャネルの壁部に凝縮するのを防止すべく、沸点より低い温度で昇華し得る銀等の金属を含む。一実施形態では、ＭＨＤチャネルの出口の圧力は、大気圧より低い圧力等の低圧に維持される。作動媒体金属蒸気がＭＨＤチャネル３０８で凝縮しないように、ＭＨＤチャネルの出口で真空が維持されてもよい。真空は、ＭＨＤガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａによって維持され得る（図２Ｉ６７〜２Ｉ７３）。
【０１５０】
一実施形態では、ＭＨＤチャネルは、入口部分に発電装置を備え、かつ出口部分にコンプレッサを備え得る。該コンプレッサにより、凝縮した蒸気がＭＨＤチャネルから排出されてもよい。ＭＨＤ変換器は、供給された磁場に対して垂直方向に電流をＭＨＤチャネルの作動媒体に制御可能に印加して、凝縮された作動媒体蒸気をチャネルから流すように、電流の供給源と電流コントローラとを備え得るもので、チャネル条件は、蒸気を凝縮させて蒸気の気化熱の放出を達成するように制御され得る。
【０１５１】
別の実施形態では、銀金属蒸気の金属蒸気の蒸発熱は、ＭＨＤ凝縮器３０９等の熱交換器で蒸気を凝縮することによって回収され得る。この凝縮は、銀等の金属の沸点よりも高い温度で生じ得る。熱は、対流、伝導、放射等の当技術分野で既知の手段によって、または、冷却剤によって、容器５ｃの一部に伝達され得る。熱伝達システムは、Ｍｏ、Ｗ、または伝導によって熱を伝達するカーボンブロック等の耐火性熱伝達ブロックを含み得る。熱は、容器内の銀を蒸発させ得る。熱は、気化熱の状態で保存され得る。ハイドリノ反応は、気化した金属の圧力と温度とをさらに上昇させ得る。アルゴンまたはヘリウム等の希ガス等の作動媒体添加剤を含む実施形態では、ＭＨＤ変換器は、ガスをＭＨＤ変換器の低圧部から高圧部に再循環させるべく、ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａ（図２Ｉ６７〜２Ｉ７３）をさらに備える。ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａは、駆動モーター３１２ｂおよびブレードまたは羽根３１２ｃを含み得る。ＭＨＤ変換器は、ＭＨＤ凝縮部３０９からポンプ入口へのガス導管３１０ａを含み得るポンプ入口と、ポンプまたはコンプレッサ３１２ａから反応セルチャンバ５ｂ３１へのガス供給管３１３ａを含み得るポンプ出口とを、備え得る。ポンプは、約１〜２気圧等の低圧から約４〜１５気圧等の高圧まで、ガスをポンピングし得る。ＭＨＤ凝縮部３０９からポンプ３１２ａへの入口導管３１０ａは、銀蒸気等の金属蒸気から希ガス等のガスを分離するべく、入口に選択膜または金属凝縮器等のフィルタを備え得る。ＭＨＤ凝縮器部３０９のバッフル３０９ａは、ＭＨＤ凝縮部３０９で凝縮されたもの等の溶融金属を、ＭＨＤ戻し用導管３１０に向け得る。中央のバッフルの高さおよびＭＨＤ戻し用導管３１０への溶融金属戻り入口の少なくとも１つが、上向きのガス圧力が凝縮または液体の溶融金属粒子の重力を超えてＭＨＤ戻し用導管３１０への流れを促進するある位置にあってもよい。中央のバッフルの高さおよびＭＨＤ戻し用導管３１０への溶融金属戻り入口の少なくとも１つが、ある位置にあってもよく、ここで、上向きのガス圧力は、凝縮または液体の溶融金属粒子の重力を超えて、ＭＨＤ戻し用導管３１０への流れを促進する。
【０１５２】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ凝縮部３０９に配置され、かつ熱交換器３１６を含み得る定圧凝縮器等の金属蒸気凝縮器を備え得る。作動媒体は、金属蒸気がシードとして添加されたキャリア、またはヘリウムもしくはアルゴン等の銀蒸気がシードとして添加された希ガス等の作動ガスを含み得る。凝縮器は、金属蒸気を凝縮して、液体金属および希ガスを別々にポンピングする。分離は、重力沈降、遠心分離、サイクロン分離、濾過、静電沈殿、および当業者に既知の他の方法のうちの少なくとも１つによるものであり得る。例示的な一実施形態では、分離された希ガスは凝縮器の上部から除去され、分離された液体金属は凝縮器の底部から除去される。液体とガスとは、バッフル３０９ａ、フィルタ、選択的透過膜、およびガスが通過可能な液体バリアの少なくとも１つによって分離され得る。
【０１５３】
コンプレッサ３１２ａは、ガスを反応セルチャンバ５ｂ３１にポンピングまたは再循環させ得る。ＥＭポンプ３１２は、反応セルチャンバ５ｂ３１に再注入するべく、液体銀をポンピングして容器５ｃに戻し得る。コンプレッサ３１２ａおよびＥＭポンプ３１２は、それぞれ、アルゴンまたはヘリウム等の作動媒体ガスおよび液体銀等の液体金属を再加圧する。作動媒体ガスは、ＥＭポンプ管５ｋ６、容器５ｃ、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋの基部５ｋｋ１、および反応セルチャンバ５ｂ３１のうちの少なくとも１つに接続し得る導管３１３ａを介して、反応セルチャンバに戻されてもよい。あるいは、ガスは、容器５ｃまたは反応セルチャンバ５ｂ３１への直接供給管を提供するもの等の導管３１３ｂに接続された導管３１３ａを介して、反応セルチャンバ５ｂ３１に戻されてもよい。ガスは、溶融金属を反応セル界面に注入する機能を担う。溶融金属は、ＥＭポンプの溶融金属注入器を交換または補足するべく、ガス注入に取り込まれてもよい。注入された溶融金属の流量と液体および気体の銀の蒸気等の蒸気の流量とを、ガス流量、ガス圧力、ガス温度、容器温度、反応セル温度、ノズル入口圧力、ＭＨＤノズル流量、ＭＨＤノズル出口圧力、およびハイドリノ反応速度を制御することによって、制御し得る。
【０１５４】
溶融金属の少なくとも一方のための戻し用導管３１３ｂ、例えば、容器５ｃの溶融金属を通って流れるもの等の作動媒体ガスおよび容器５ｃの溶融金属を通過するものは、耐火材料、例えば、Ｍｏ、Ｗ、レニウム、レニウム被覆ＭｏまたはＷ、金属酸化物（ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等）のセラミック、および本開示の他のものうちの少なくとも１つを、含み得る。この導管は、ＥＭポンプ管アセンブリの基部５ｋｋ１のカラーまたはシートにねじ込まれる耐火性材料の管を含み得る。戻し用導管３１３ｂの高さは、金属注入およびＥＭポンプ管５ｋ６１の注入部と入口上昇管５ｑａによる液面レベル制御等、他の構成要素の望ましい性能をそれぞれ許容しながら、ガスを送達する上で、望ましいものであってもよい。上記高さは、容器の溶融金属の液面高さにほぼ等しくてもよい。
【０１５５】
図２Ｉ７１〜２Ｉ７３に示す実施形態では、ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａは、希ガス、溶融金属シード、および銀蒸気等の溶融金属蒸気のうちの少なくとも２つ等のガス状作動媒体種の混合物をポンピングし得る。一実施形態では、ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａは、希ガス、金属蒸気、および液体銀等の液体溶融金属の少なくとも１つ等の、気体および液体両方の作動媒体をポンピングし得る。液体およびガスは、ＥＭポンプ管５ｋ６、容器５ｃ、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋの５ｋｋ１、および反応セルチャンバ５ｂ３１のうちの少なくとも１つを接続し得る導管３１３ａを介して、反応セルチャンバに戻されてもよい。あるいは、ガスは、容器５ｃまたは反応セルチャンバ５ｂ３１への直接通路を提供するもの等の導管３１３ｂに接続された導管３１３ａを介して、反応セルチャンバｂ３１に戻されてもよい。
【０１５６】
一実施形態では、ガスおよび液体は、ＥＭポンプ管５ｋ６を通って流れてもよい。ガスは、溶融金属を反応セル界面に注入するのに役立ち得る。注入器管５ｋ６１とノズル５ｑとを介して溶融金属を圧送するべく、ＥＭポンプの増強および交換の少なくとも１つのために、溶融金属がガス注入に取り込まれ得る。注入率は、ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａの流量および圧力の少なくとも１つを制御することにより、ならびに、本開示の他の手段により制御されてもよい。貯留槽５ｃの溶融金属液面レベルは、１つのガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａの圧力および流量の少なくとも一方を対の他方に対して制御する本開示のレベルセンサおよびコントローラによって制御されてもよい。
【０１５７】
銀をシードとして添加した希ガス等のすべての作動媒体をポンピングするガスポンプまたはコンプレッサを含む一実施形態と希ガスのみをポンピングするガスポンプまたはコンプレッサを含む一実施形態とでは、圧縮が等温で操作されてもよい。ＭＨＤ変換器は、圧縮前および圧縮中に気体の作動媒体を冷却するための熱交換器または冷却器を備え得る。ガスポンプまたはコンプレッサは、中間冷却器を含み得る。ガスポンプまたはコンプレッサは、多段中間冷却器コンプレッサ等の複数の段を含み得る。冷却により、ガスを圧縮する効率が向上し、反応セルチャンバ５ｂ３１の動作圧力に一致する。
【０１５８】
戻りサイクルのポンプ段階の後、戻りガスの作動媒体を加熱して、その圧力を増加させることが可能である。加熱は、ＭＨＤ凝縮部３０９またはその他の高温の構成要素、例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤ発電部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９の群の少なくとも１つから熱を受け取り得る、ＭＨＤ変換器または蓄熱器から熱を受け取る熱交換器で達成されてよい。一実施形態では、ガスポンプ出力の大幅な低減は、反応セルチャンバ５ｂ３１へのガスの流れとＭＨＤノズルからのガスの流れとにそれぞれ入口バルブと出口バルブとを使用することによってなされ得るもので、低圧ガスが反応セルサーバーに送り込まれ、プラズマ反応エネルギー出力によって圧力が１０気圧等の所望の圧力まで上昇する。結果として生ずるパルスＭＨＤ電力は、安定した直流または交流電力に調整され得る。戻し用ＭＨＤガス供給管３１３ａは、ピークの反応セル作動圧力よりも低い圧力のガスの流れを可能にするべく開く弁を、備え得るもので、また、ＭＨＤノズル部３０７は、反応セルチャンバ５ｂ３１プラズマによるガス加熱に続いて高圧ガスがノズルから流出することを可能にするべく開く弁を、備え得る。バルブは、ガスがハイドリノ反応プラズマによって高圧に加熱されるガスポンプまたはコンプレッサによって、反応セルチャンバへの低圧ガス注入を促進し得る。バルブを同期させて、プラズマ加熱による反応圧力の上昇を可能にし得る。バルブは、１８０°位相がずれていてもよい。バルブは、回転シャッタタイプを含み得る。ＭＨＤノズルは、ＭＨＤノズルバルブの動作を可能にするべく冷却されてもよい。戻し用ガス導管３１３ａ弁は、対応するガス送出管３１３ｂ内の銀の凝縮を回避するべく、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ１の基部またはその近傍にあってもよい。ＭＨＤ変換器は、反応セルチャンバ５ｂ３１の作動媒体ガス用の入口弁および出口弁を含むもの等のパルス電力システムを含み得る。パルス化されたＭＨＤ電力は、電池またはコンデンサ等の蓄電器を備えた装置等の電力調節装置によって、一定の電力出力にされ得る。
【０１５９】
一実施形態では、再循環される銀等の溶融金属は、気体状態のままであり、戻し用供給管３１０ａ、導管３１３ａ、およびポンプ３１２ａを含むＭＨＤ変換器の温度は、ＭＨＤシステムの動作圧力または銀分圧での銀の沸騰温度を超える温度に保たれる。
【０１６０】
ポンプ３１２ａは、機械的ポンプ、例えばセラミック製ギアポンプ等のギアポンプ、または、当技術分野で既知の別のポンプ、例えばインペラを備えるものを備えてもよい。ポンプ３１２ａは、例えば、約９６２℃〜２０００℃の温度範囲内の高温で動作し得る。ポンプは、ガスタービンで使用されもの等のタービンタイプ、または内燃機関のターボチャージャとして使用されるタイプを含み得る。ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａは、スクリューポンプ、アキシャルコンプレッサ、およびタービンコンプレッサのうちの少なくとも１つを含み得る。ポンプは、容積圧縮式タイプを含み得る。ガスポンプまたはコンプレッサは、ベルヌーイの法則に従って、一定の反応セル容積内の圧力に変換される高いガス速度を生じ得る。戻し用ガス導管３１３ａは、コンプレッサから反応セルチャンバ、次いでＭＨＤ変換器への流れを強制するための背圧抑制弁等の弁を含んでもよい。
【０１６１】
ポンプ３１２ａの羽根またはタービンブレード等の作動媒体によって摩耗しやすい機械部品は、それらをすり減りまたは摩耗から保護するべく、溶融銀等の溶融金属で被膜されてもよい。一実施形態では、ガスおよび溶融金属戻りシステムの少なくとも１つの構成要素は、ＭＨＤ戻し用導管３１０ａ、戻し用貯留槽３１１ａ、ＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａの群の構成要素等のガスポンプまたはコンプレッサ、および羽根等の戻りガスおよび溶融金属と接触する部品、およびＭＨＤポンプ管３１３ａ（図２Ｉ６７〜２Ｉ７３）を含むものであり、容器５ｃへの戻り金属流を促進するべく、溶融金属による熱保護および濡れ防止の少なくとも１つの機能を果たす被膜を含む。
【０１６２】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の始動中、コンプレッサ３１２ａは、ヘリウムまたはアルゴンガス等の作動媒体を再循環させて、反応セルチャンバ５ｂ３１と、ＭＨＤ構成要素、例えば、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤチャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９と、ＭＨＤ戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２、およびＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ管３１３を含む、ＥＭ戻し用ポンプシステムの少なくとも１つの構成要素との少なくとも１つを予熱し得る。作動媒体は、ＥＭ戻し用ポンプシステムの少なくとも１つの構成要素に流用され得る。誘導結合ヒータ、例えばアンテナ５ｆに対応するものは、反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも１つと少なくとも１つのＭＨＤ構成要素を予熱するべく再循環され得る作動媒体を、加熱し得る。
【０１６３】
例示的な一実施形態では、ＭＨＤシステムは、銀シードまたは銀銅合金をシードとして添加したアルゴンまたはヘリウムを含む作動媒体を含み、圧力の大部分はアルゴンまたはヘリウムによるものであってもよい。銀または銀銅合金のモル分率は、アルゴンの供給、検知、および制御システムを使用して制御されるアルゴンガス分圧等の希ガスの増加に伴って低下する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つ等、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤ構成要素のための冷却システムを含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤチャネルの壁温度、反応およびガス混合条件等の少なくとも１つのパラメータを制御して、最適な銀または銀銅合金の貯蔵量または蒸気圧を決定し得る。一実施形態では、最適な銀蒸気圧は、金属蒸気の伝導率とエネルギー貯蔵量を最適化して、最適な電力変換密度と効率とを達成する圧力である。一実施形態では、一部の金属蒸気がＭＨＤチャネルで凝縮して熱を放出し、その熱が変換器で追加の運動エネルギーに変換され、ＭＨＤチャネルで電気に変換される。ポンプまたはコンプレッサ３１２ａは、銀およびアルゴンの両方のための機械的ポンプ等の１つを備えてもよく、またはＭＨＤ変換器は、２つのポンプタイプ、ガス３１２ａ、および溶融金属３１２を備えてもよい。
【０１６４】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、複数の段階で溶融金属の高速伝導流を発生させるべく複数のノズルを備えてもよい。第１のノズルは、反応セルチャンバ５ｂ３１に関連してノズル３０７を含んでもよい。別のノズルが凝縮部３０９に配置されてもよく、銀の凝縮から放出される熱はノズルの入口で高圧を発生し得る。ＭＨＤ変換器は、高速導電性流れを電気に変換するべく、交差した磁石および各ノズルの下流の電極を有するＭＨＤチャネルを備えてもよい。一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、ノズルの直前等に、複数の反応セルチャンバ５ｂ３１を含んでもよい。
【０１６５】
戻し用貯留槽３１１を含まない実施形態では、ＭＨＤチャネル３０９の端は、黒体放射体５ｂ４１の下半球のように動作し、戻し用ＥＭポンプ３１２の速度が高速（戻り速度制限されず）であり、その後、開示の黒体放射体設計と同じ方法で銀が注入器貯留槽５ｃに分配される。次に、開示の黒体放射体設計の場合のように、相対的な注入率は、各容器５ｃの入口上昇管５ｑａによって制御され得る。
【０１６６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、加速ノズル３０７のすぐ下流の位置にＥＭポンプを含み、開二重溶融金属注入器システム５ｋａおよび６ｋ６１の貯留槽５ｃ等、凝縮した溶融金属を溶融金属注入器システムの最小１つの容器にポンプで送り返す。
【０１６７】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ５ｂ３１とＭＨＤ変換器３００とを介してＭＨＤ作動媒体の所望の流れ回路を達成するべく、戻し用導管３１０および３１０ａ、戻し用貯留槽３１１および３１１ａ、戻し用ＥＭポンプ３１２およびコンプレッサ３１２ａ、開注入器貯留槽５ｃ、閉注入器貯留槽５ｃ、開ＥＭポンプ注入器部５ｋ６１およびノズル５ｑおよび開ＥＭポンプ注入器部５ｋ６１、ならびに当業者によって選択され得るノズル５ｑの他の組み合わせおよび構成を含み得る。一実施形態では、戻し用貯留槽３１１および注入器貯留槽５ｃの少なくとも１つの等の任意の容器の溶融金属液面レベルコントローラ５ｑａは、入口上昇管５ｑａ、別の開示、および当業者に既知の少なくとも１つを含み得る。
【０１６８】
一実施形態では、作動媒体は、少なくとも１つの液体金属等の気相および液相と、金属蒸気および希ガス等のガスの少なくとも１つ等の少なくとも１つのガスとの混合物を含み得る。例示的な作動媒体は、液体銀およびガス状銀または液体銀、ガス状銀、ならびに希ガスまたは別の金属蒸気等の少なくとも１つの他のガスを含む。
【０１６９】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、当技術分野に既知のもの等の液体金属ＭＨＤ（ＬＭＨＤ）変換器を含み得る。ＬＭＭＨＤ変換器は、反応セルチャンバ５ｂ３１からＬＭＭＨＤ変換器に熱を流すべく、熱交換器を備え得る。ＭＨＤ変換器は、ランキン、ブレイトン、エリクソン、およびアラムサイクルの少なくとも１つを利用するシステムを含み得る。一実施形態では、作動媒体は、作動流体の回復および再循環ポンピングの少なくとも１つが作動流体のより少ない膨張およびより多くの熱保持の少なくとも１つにより達成されるように、希ガスに比べて密度が高く、かつ高密度を保つ。作動媒体は、溶融金属と、銀および銀蒸気等のその蒸気とを含み得る。作動媒体は、液体状態および蒸気状態の少なくとも１つの状態にある追加の金属と、希ガス、水蒸気、窒素、フレオン、窒素等のガスと、液体金属ＭＨＤ（ＬＭＭＨＤ）変換器の分野で既知の他のものとの少なくとも１つをさらに含み得る。一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、ＥＭ媒体、ＭＨＤコンプレッサ、および作動媒体を再循環させるための機械的コンプレッサまたはポンプのうちの少なくとも１つを含み得る。
【０１７０】
ＭＨＤ変換器は、液体を気体と混合するための混合器をさらに備えてもよく、混合の前に少なくとも１つの相が加熱されてもよい。あるいは、混合相を加熱してもよい。相混合物を含む高温の作動媒体がＭＨＤチャネルに流れ込み、加熱により作動媒体で発生した圧力により電気が発生する。別の実施形態では、液体は、銀等の導電性マトリックスとして機能するもの、および反応セルセル内での気化により気体作動媒体として機能するようにより低い沸点を有するもの等、複数の液体を含み得る。金属の蒸発により、熱力学的ＭＨＤサイクルが可能になり得る。電力は、ＭＨＤチャネルの２相の導電性フローで発生する。作動媒体は、熱交換器によって加熱されて、チャネル内に流れを提供するための圧力を発生し得る。反応セルチャンバは、熱交換器の出口に流れ、次いで作動媒体に流れる熱交換器の入口に熱を提供し得る。
【０１７１】
一実施形態では、ハイドリノプラズマ蒸気を混合器で液体銀と混合して、二相作動媒体を形成する。加熱によって、主に溶融した銀の高圧流がＭＨＤチャネルを介して発生し、ここでは、熱運動エネルギーが電気に変換され、かつＭＨＤチャネルの出口にあるより低温の低圧作動媒体がＭＨＤＥＭポンプによって再循環される。
【０１７２】
開ガスサイクルおよび閉金属サイクルであるハイブリッドサイクルを含む一実施形態では、作動媒体は、酸素、窒素、および銀金属蒸気等の金属蒸気がシード添加される空気の少なくとも１つを含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１内で気化して、ガスのシードを構成する銀等の液体金属は、ＭＨＤチャネル３０８の出口で凝縮され、貯留槽５ｃに再循環されてもよい。ＭＨＤチャネルに存在する空気等のガスは、シードから分離され、大気に排出され得る。排出されたガスから熱を回収してもよい。空気等の周囲ガスは、ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａによって引き込まれ得る。
【０１７３】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、加熱されてＭＨＤチャネルへの入口で金属蒸発を引き起こす金属または金属混合物を含む均一ＭＨＤ変換器を備えてもよい。該変換器はさらに、チャネル入口熱交換器を備え、反応セルチャンバから作動媒体へ熱を伝達して、ＭＨＤチャネルへの入口の前にそれを気化させ得る。均一ＭＨＤ変換器は、作動媒体に熱を伝達してから入口熱交換器にすべく、蓄熱器として機能するＭＨＤチャネルの出口にチャネル出口熱交換器をさらに備えてもよい。入口熱交換器は、反応セルチャンバを介して作動媒体導管を含み得る。金属作動媒体は、出口熱交換器の凝縮熱交換器下流で凝縮されてもよく、そこで溶融金属が再循環ＥＭポンプによって圧送される。
【０１７４】
一実施形態では、作動媒体は、低温で溶融金属に可溶であり、高温で溶融金属に不溶性または溶解性が低い金属およびガスを含む。例示的な一実施形態では、作動媒体は、銀および酸素のうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、反応セルチャンバの酸素圧は、銀等の溶融金属が気化するのを実質的に妨げる圧力に維持される。ハイドリノ反応プラズマは、酸素および液体銀を３５００Ｋ等の望ましい温度に加熱し得る。作動媒体を含む混合物は、２５気圧等の圧力下で、先細りのＭＨＤチャネルを流れ、熱エネルギーが電気に変換される際に圧力および温度が低下する。温度が下がると、銀等の溶融金属が酸素等のガスを吸収し得る。次に、液体はポンプで容器に戻され、反応セルチャンバで再循環され、ここで、プラズマ加熱により酸素が放出され、ＭＨＤ変換の駆動に必要な所望の反応セルチャンバ圧力および温度の状態が維持される。一実施形態では、ＭＨＤチャネルの出口の銀の温度は、溶融金属の融点とほぼ同じであり、ここで、酸素の溶解度は、１気圧Ｏ２で酸素約２０ｃｍ３（ＳＴＰ）〜銀１ｃｍ３である。溶存ガスを含む液体の再循環ポンピング出力は、遊離ガスのそれよりもはるかに小さくてもよい。さらに、熱力学的エネルギー出力サイクル中に遊離ガスの圧力および温度を低下させるためのガス冷却要件とＭＨＤ変換器容積とが大幅に削減されてもよい。
【０１７５】
一実施形態では、ＭＨＤチャネルは垂直であってもよく、かつチャネル内の作動媒体の圧力勾配は、重力により、同等の圧力より大きくてもよく、それにより、反応セルチャンバ５ｂ３１から溶融金属が貯留槽５ｃにポンピングにより戻されるＭＨＤチャネルの出口までのサイクルで、溶融金属の作動媒体の流れが維持されるようにする。一実施形態では、最低圧力Ｐは
Ｐ＝ρｇｈ                                                      （３９）
式中、ρは密度（銀の場合は１．０５×１０４ｋｇ／ｍ３）、ｇは重力定数、ｈは金属柱の高さである。例示的なｈ＝０．２ｍの場合、Ｐ＝０．２気圧である。
【０１７６】
ノズル３０７における膨張は、等エントロピー過程であり得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１のハイドリノ反応条件は、ＭＨＤノズル３０７の適切な温度および圧力を提供および維持して、凝縮衝撃を回避しながら高速ジェットを生じ得る。密度、速度、および面積の積が略一定である略一定の速度条件および連続性条件のうちの少なくとも１つは、ＭＨＤチャネル３０８における膨張中に維持され得る。一実施形態では、超音速銀蒸気は、ＭＨＤノズル３０７からＭＨＤチャネル３０８への入口で注入される。一部の銀はチャネルで凝縮する場合があり、等エントロピー膨張のために、凝縮が制限され得る。蒸気および凝縮液を含むジェットの残存エネルギーおよび銀の蒸発熱は、凝縮器３０９での凝縮と、ヒートパイプ等の再循環器または蓄熱器による再循環によって、少なくとも部分的に回収される。一実施形態では、再生はヒートパイプを使用して行われ、ヒートパイプは少なくとも銀の気化熱を回収して再循環させ、回収された熱エネルギーがＭＨＤチャネルへのエネルギー入力の一部になるようにし、その場合、エネルギー出力バランスのこの構成要素がヒートパイプの効率によってのみ減少する。凝縮する金属蒸気の比率は、約１〜１５％の範囲等、取るに足りない程度のものであってもよい。一実施形態では、凝縮した蒸気がエアロゾルを形成する場合がある。反応セルチャンバ、ノズル、およびＭＨＤチャネルには、エアロゾルから蒸気を凝縮させるアルゴン等のガスが含まれてもよい。蒸気は、凝縮器３０９等の凝縮器においてＭＨＤチャネル３０８の端部で凝縮され得る。液体金属は、再循環可能であり、気化熱は、ヒートパイプを備えるもの等の蓄熱器によって、少なくとも部分的に回収され得る。
【０１７７】
別の実施形態では、蒸気は、ノズル３０７部分等の所望の領域で強制的に凝縮させ得る。ノズルの膨張は等エントロピー過程である可能性があり、銀蒸気等の純粋なガスの凝縮は、銀では、それぞれ５０６．６ＭＰａおよび７４８０Ｋである臨界温度および臨界圧力で開始して、５０％の液体モル分率に制限される。一実施形態では、加圧蒸気の膨張による凝縮のこの制限は、エントロピーが減少するように熱を除去すること、および凝縮領域を少なくとも１つの他のガスで加圧すること等の手段によって、克服され得る。ガスの圧力は、反応セルチャンバ５ｂ３１、ノズル３０７、およびＭＨＤチャネル３０８領域等、ガスの連続性が存在する領域のすべての部分で等しくてもよい。ＭＨＤ変換器は、他のガスのタンク、ガス圧力計、ガスポンプ、およびガス圧力コントローラをさらに備え得る。少なくとも１つの他のガス圧力は、圧力コントローラによって制御されてもよい。ガス圧力は、金属蒸気を純粋な金属蒸気の等エントロピー膨張よりも大幅に凝縮させるべく、制御され得る。一実施形態では、ガスは蒸気金属に可溶なものを含む。例示的な一実施形態では、金属は銀を含み、ガスはＯ２およびＨ２Ｏの少なくとも１つを含む。
【０１７８】
一実施形態では、ノズル３０７とＭＨＤチャネル３０８との少なくとも１つでの圧力発生は、金属蒸気相が液体金属流に急速に凝縮され、２相から単相への急速な変換を生成するときの凝縮衝撃の発生によって、達成され得るもので、その結果、気化熱が放出される。エネルギー放出は、液体流の運動エネルギーとして現れる。液体流の運動エネルギーは、ＭＨＤチャネル３０８で電気に変換される。一実施形態では、蒸気は霧またはエアロゾルとして凝縮する。エアロゾルは、酸素等のエアロゾル形成ガスおよび任意選択でアルゴン等の希ガスを含むガス等の周囲雰囲気で形成され得る。ＭＨＤチャネル３０８は、ＭＨＤチャネル流の一定の速度および圧力を維持するために直線であり得る。酸素および任意選択で希ガス等のエアロゾル生成ガスを、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびその他のＭＨＤ変換器構成要素、例えば戻し用供給管３１０ａ、導管３１３ａ、ポンプ３１２ａの少なくとも１つに流し得る。ガスは、ＭＨＤ戻し用ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａによって再循環され得る。
【０１７９】
一実施形態では、ノズル３０７は、液体状態の溶融金属がその蒸気相と混合され、入口での２本の流れのいずれかの圧力よりも高い圧力の液体流を発生する二相ジェット装置を含む凝縮ジェットを含む。圧力は、反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも１つおよびノズル３０７内で発生し得る。ノズル圧力は、ノズル３０７の出口で流速に変換されてもよい。一実施形態では、反応セルチャンバプラズマは、ジェット装置の１つの段階を備える少なくとも１つのＥＭポンプ注入器からの溶融金属は、ジェット装置の他の段階を含み得る。一実施形態では、液相等の他の相は、ＥＭポンプ５ｋａ、５ｃ等の容器、ＥＭポンプ管５ｋ６１のノズル部、およびノズル５ｑを含み得る独立したＥＭポンプ注入器によって注入され得る。
【０１８０】
一実施形態では、ＭＨＤノズル３０７は、反応セルチャンバ５ｂ３１の高圧プラズマをＭＨＤチャネル３０８内の高速エアロゾル流またはジェットに変換するエアロゾルジェット注入器を含む。ジェットの運動エネルギーは、エアロゾルジェットを形成するために凝縮された金属蒸気の蒸発熱と反応セルチャンバ５ｂ３１のプラズマの圧力との群の少なくとも１つの供給源に由来し得る。一実施形態では、凝縮した蒸気のモル体積は、標準的な条件での対応する蒸気の約５０〜５００分の１である。ノズル３０７内の蒸気の凝縮は、ノズルの出口部分で圧力の低下を引き起こし得る。圧力の低下は、液体およびエアロゾルジェットのうちの少なくとも１つを含み得る凝縮流の速度の増加をもたらし得る。ノズルは、延長することが可能であり、かつ局所的な圧力を運動エネルギーに変換するように収束させることが可能である。チャネルは、ノズル出口の断面積よりも大きい断面積を有し得るもので、エアロゾル流の伝播を可能にするべく直線であってもよい。他のノズル３０７およびＭＨＤチャネル３０８の形状寸法、例えば収束、発散、直線部を有するものは、エネルギーの少なくとも一部がＭＨＤチャネル３０８内の伝導性流れに変換された状態で金属蒸気の所望の凝縮を達成するように選択されてもよい。
【０１８１】
一実施形態では、一部の残留ガスは、ＭＨＤチャネル３０８内で凝縮されないままであり得る。非凝縮ガスは、導電性のＭＨＤチャネルの流れを提供するべく、ＭＨＤチャネルでプラズマを支持し得る。プラズマは、ＭＨＤチャネル３０８で伝播され得るハイドリノ反応によって維持されてもよい。ハイドリノ反応物は、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤチャネル３０８の少なくとも１つに提供される。
【０１８２】
一実施形態では、ノズル３０７およびＭＨＤチャネル３０８の少なくとも一方における圧力発生は、蒸発熱の放出を伴う銀金属蒸気等の金属蒸気の凝縮によって達成される。エネルギー放出は、凝縮液の運動エネルギーとして現れる。流れの運動エネルギーは、ＭＨＤチャネル３０８において電気に変換され得る。ＭＨＤチャネル３０８は、ＭＨＤチャネル流の一定の速度および圧力を維持するべく、直線であり得る。一実施形態では、蒸気は霧またはエアロゾルとして凝縮され得る。エアロゾルは、アルゴンを含むもの等の不活性ガスを含む周囲雰囲気で形成され得る。エアロゾルは、酸素を含む周囲雰囲気で形成され得る。ＭＨＤ変換器は、銀エアロゾル等の金属エアロゾルの供給源を含み得る。供給源は、二重溶融金属注入器の少なくとも１つを含み得る。エアロゾル供給源は、ＥＭポンプ５ｋａ、５ｃ等の容器、ＥＭポンプ管５ｋ６１のノズル部分、およびノズル５ｑを備え、かつ溶融金属注入が少なくとも部分的に金属エアロゾルに変換される独立したＥＭポンプ注入器を含み得る。エアロゾルは、ＭＨＤノズル３０７等の金属蒸気を凝縮することが望まれる領域に流れるか、または注入されてもよい。エアロゾルは、等エントロピー膨張、例えば等エントロピーノズル膨張を受ける金属蒸気で可能なものよりも大きな程度まで、金属蒸気を凝縮し得る。金属蒸気凝縮は、エアロゾルの温度および圧力の少なくとも一方を増加させ得る金属蒸気の蒸発熱を放出し得る。対応するエネルギーおよびエネルギー出力は、ノズルの出口でのエアロゾルおよびプラズマ流の運動エネルギーおよびエネルギー出力に寄与し得る。金属蒸気の気化熱からのエネルギー出力の寄与により、流れのエネルギー出力は効率の向上とともに電気に変換され得る。ＭＨＤ変換器は、エアロゾル流量およびエアロゾル質量密度の少なくとも１つを制御するべく、金属エアロゾルの供給源のコントローラを含み得る。コントローラは、エアロゾルのＥＭポンプ供給源のＥＭポンピングの速度を制御し得る。エアロゾル注入率を制御して、蒸気凝縮を最適化し、蒸気の気化熱とＭＨＤ電力変換効率とを回復し得る。
【０１８３】
一実施形態では、ノズル内の蒸気の凝縮によって放出される気化熱は、少なくとも部分的に反応セルチャンバ内のプラズマに直接的または間接的に伝達され得る。ノズルは、熱を反応セルチャンバに伝達するための熱交換器を含んでもよい。熱は、放射、伝導、および対流の少なくとも１つの方法で伝達され得る。放出された気化熱によってノズルが加熱されるとともに、熱が伝導によって反応セルチャンバに伝達され得る。ノズルは、熱伝導性の高い材料、例えば、耐酸化性被膜を含み得る耐火性熱伝導体を含み得る。例示的な一実施形態では、ノズルは、窒化ホウ素または炭素を含み得、これらは、ＺｒＯ２被膜等の耐酸化性の耐火性被膜で被膜され得る。材料は、本開示の他の耐火性材料および被膜を含み得る。
【０１８４】
一実施形態では、ノズル３０７およびＭＨＤチャネル３０８の少なくとも一方における圧力発生は、蒸発熱の放出を伴う銀金属蒸気等の金属蒸気の凝縮によって達成される。エネルギー放出は、凝縮液の運動エネルギーとして現れる。流れの運動エネルギーは、ＭＨＤチャネル３０８において電気に変換され得る。ＭＨＤチャネル３０８は、ＭＨＤチャネル流の一定の速度および圧力を維持するために直線であり得る。一実施形態では、蒸気は霧またはエアロゾルとして凝縮される。エアロゾルは、アルゴンおよび酸素の少なくとも１つを含むもの等の周囲雰囲気で形成され得る。エアロゾルは、液体銀を通る酸素および希ガスのうちの少なくとも１つの注入、受動流、または強制流によって形成され得る。ガスは、コンプレッサ３１２ａの使用により、再循環され得る。ガスは、反応セル５３１でガスを受け取り、それを容器５ｃに再循環させるもの等の高圧ガス流のループで再循環させれてもよく、ここで、ガスが溶融した銀を通って流れてエアロゾルの形成を増加させる。一実施形態では、銀は、エアロゾル発生速度および範囲を増加させるべく、添加剤を含み得る。別の実施形態では、高速のエアロゾル発生は、液体金属を高速で循環させることによって形成され得る。金属の高速注入は、ＥＭポンプ５ｋｋを含む二重溶融金属注入器等の少なくとも１つの溶融金属注入器によって、なされ得る。ポンプ速度は、約１ｇ／ｓ〜１０ｇ／ｓ、１０ｇ／ｓ〜１００ｇ／ｓ、１ｋｇ／ｓ〜１０ｋｇ／ｓ、１０ｋｇ／ｓ〜１００ｋｇ／ｓ、１００ｋｇ／ｓ〜１０００ｋｇ／ｓの範囲の少なくとも１つの範囲内である。一実施形態では、望ましい濃度の酸素を含むもの等の維持されたセル雰囲気で、溶融金属をポンピングして銀エアロゾルを形成するエネルギー効率は、溶融銀を通してガスをポンピングするよりも高くてもよい。
【０１８５】
ＭＨＤ変換器は、銀エアロゾル等の金属エアロゾルの供給源を含んでもよい。供給源は、金属の融点以上の容器に含まれる金属の温度により、少なくとも１つの容器からの二重溶融金属注入器およびエアロゾルの形成のうちの少なくとも１つを含み得る。エアロゾル供給源は、ＥＭポンプ５ｋａ、５ｃ等の中貯留器、ＥＭポンプ管５ｋ６１のノズル部分、およびノズル５ｑを含み、溶融金属注入が少なくとも部分的に金属エアロゾルに変換される独立したＥＭポンプ注入器を、備え得る。エアロゾルは、ＭＨＤノズル３０７等の金属蒸気を凝縮することが望まれる領域に、流入または注入され得る。エアロゾルは、等エントロピー膨張、例えば等エントロピーノズル膨張を受ける金属蒸気で可能なものよりも大きな程度まで、金属蒸気を凝縮し得る。金属蒸気凝縮は、エアロゾルの温度および圧力の少なくとも一方を増加させ得る金属蒸気の蒸発熱を放出し得る。対応するエネルギーおよびエネルギー出力は、ノズルの出口でのエアロゾルおよびプラズマ流の運動エネルギーおよびエネルギー出力に寄与し得る。金属蒸気の気化熱からのエネルギー出力の寄与により、流れのエネルギー出力は効率の向上とともに電気に変換され得る。ＭＨＤ変換器は、エアロゾル流量およびエアロゾル質量密度の少なくとも１つを制御するべく、金属エアロゾルの供給源のコントローラを含み得る。コントローラは、エアロゾルのＥＭポンプ供給源のＥＭポンピングの速度を制御し得る。エアロゾル注入率を制御して、蒸気凝縮を最適化し、蒸気の気化熱とＭＨＤ電力変換効率とを回復し得る。
【０１８６】
エントロピーの減少は、他の点では等エントロピー膨張中に銀蒸気の凝縮を引き起こすため、
【数７７】
2021506072.tif 000078
によって与えられる銀の蒸発のエントロピーΔＳｖａｐによって推定され得るもので、式中、Ｔｖａｐは銀の沸点であり、ΔＨｖａｐは銀の蒸発エンタルピーである。銀蒸気が容器の模範的な温度が１５００Ｋの銀霧またはエアロゾルに接触する場合、沸点に到達するためのエントロピー変化は、
【数７８】
2021506072.tif 000079
であり、ｄＨｆｏｇは微分霧エンタルピー、Ｔｆｏｇは霧温度、Ｃｐは銀の定圧比熱容量、Ｔｒｅｓは容器と初期霧温度である。したがって、霧の質量流量が金属蒸気のそれの約８倍である場合、金属蒸気は凝縮してノズル内の気化熱を放出し、対応するエネルギーが利用可能になり、運動エネルギーに大幅に変換される。霧またはエアロゾルとしての凝縮蒸気の例示的なモル体積は、対応する蒸気よりも約５０倍小さいと仮定すると、霧の流れは、蒸気の凝縮を達成して純粋な霧またはエアロゾルプラズマ流を発生させるには、全ガス／プラズマ体積流量の約１５％で十分である。霧流量は、容器温度、ＥＭポンプ率等の霧供給源注入率、酸素および任意選択でアルゴン等のエアロゾル発生ガスの圧力を制御することによって、制御され得る。
【０１８７】
一実施形態では、ＭＨＤ熱力学的サイクルは、ハイドリノ反応プラズマを維持するプロセスを含むもので、該ハイドリノ反応プラズマは、過熱した銀の蒸気を維持し、さらに冷銀のエアロゾルまたは液体銀金属注入の少なくとも１つを追加することにより、液体の液滴の高い運動エネルギーのエアロゾルジェットに凝縮する。エアロゾルジェットのエネルギー出力貯蔵量は、主に運動エネルギー出力を含み得る。電力変換は、主に、ＭＨＤチャネル３０８における運動エネルギー出力の変化に由来し得る。ＭＨＤ変換器の動作モードは、レールガンの動作モードの反対または直流導電性電磁ポンプの反対を含み得る。
【０１８８】
液体銀液滴の運動エネルギーの大きいジェットを形成するための蒸気凝縮により、エネルギーとエネルギー出力とのバランスにおける蒸発熱の損失が実質的に回避され得る。冷銀エアロゾルは、貯留槽で形成されるとともに、反応セルチャンバ５ｂ３１とＭＨＤノズル３０７との少なくとも１つに輸送され得る。セルはさらに、反応セルチャンバを通ってＭＨＤ変換器に至るプラズマ流の下流側に混合チャンバを含んでもよい。冷エアロゾルと過熱蒸気との混合は、反応セルチャンバ５ｂ３１、混合チャンバ、ＭＨＤノズル３０７の少なくとも１つで生じ得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、酸素の供給源を含み、発煙溶融銀を形成して、銀エアロゾルの形成を促進する。酸素は、ＡとＢの少なくとも一方に供給され得る。貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）−ＭＨＤ変換器発電機の別の内部チェンバの少なくとも１つで、供給され得る。酸素は、溶融銀に吸収され、エアロゾルを形成し得る。エアロゾルは、発電部内にアルゴン雰囲気等の希ガスが存在することで、強化され得る。アルゴン雰囲気は、アルゴンタンク、供給管、バルブ、コントローラ、および注入器等の開示のシステムによって追加され、所望の圧力に維持されてもよい。注入器は、銀の逆流を避けるために、凝縮部３０９またはその他の適切な領域に配置され得る。一実施形態では、過熱された銀蒸気は凝縮され、直接または間接的に銀の注入によってノズルにエアロゾルジェットを形成し得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、膨張下、例えば等エントロピー膨張下で、蒸気のより大きな部分を液化できるようにするべく、より低い温度およびより低い圧力の少なくとも１つの下で操作されてもよい。
【０１８９】
流速が低下した場合、チャネル内の一定の流れを維持するために霧の密度を増加し得る。この密度は、銀霧液滴の凝集により増加し得る。チャネルは、直線チャネルを含み得る。他の実施形態では、チャネルは、収束または発散し得るものであり、またはＭＨＤ電力変換を最適化するのに適切な別の形状を有し得る。
【０１９０】
一実施形態では、ノズルは、比較的冷たい金属蒸気エアロゾル用の少なくとも１つのチャネルと、銀蒸気または過熱銀蒸気用の少なくとも別のチャネルとを備えてもよい。チャネルは、ノズル３０７で混合される対応するエアロゾルを送達し得る。この混合は、エントロピーを減少させて、銀蒸気を凝縮させ得る。凝縮とノズルの流れとにより、ノズル出口でエアロゾルジェットが高速になり得る。比較的冷たいエアロゾルの流量は、容器が供給源となり得る容器温度等の供給源の温度を制御することによって、制御され得る。過熱蒸気の流量は、ハイドリノ反応速度および溶融金属注入速度の少なくとも一方を制御することによって、制御され得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）出力電力は、式（４２）の質量微分項に従ってＥＭポンプを制御することにより、銀の質量流を変化させることによって変化され得る。ハイドリノ反応物は、反応率とエネルギー出力とを希望の出力電力に合わせるべく、同期的に制御されてもよい。
【０１９１】
一実施形態では、ノズル出口の圧力および温度は、ＭＨＤチャネル３０８の出口の圧力および温度と略同一であり、ＭＨＤチャネル３０８の入口の入力エネルギーの仕事率Ｐｉｎｐｕｔは、その速度νでの質量流量
【数７９】
2021506072.tif 000080
に関連する運動エネルギーによって与えられるものである。
【数８０】
2021506072.tif 000081
【０１９２】
ＭＨＤチャネルでの電気的変換の仕事率Ｐｅｌｅｃｔｒｉｃは
【数８１】
2021506072.tif 000082
によって与えられる。式中、ＶはＭＨＤチャネル電圧、Ｉはチャネル電流、Ｅはチャネル電場、Ｊはチャネル電流密度、Ｌはチャネル長、σは流動伝導率、ｖは流速、Ｂは磁場強度、Ａは現在の断面積（ノズル出口面積）、ｄは電極分離、Ｗは負荷係数（開回路電場に対する負荷全体の電場の比率）である。効率ηは、ＭＨＤチャネルでの電気的変換の仕事率（式（４３））と入力エネルギーの仕事率（式（４２））の比によって与えられる。
【数８２】
2021506072.tif 000083
【０１９３】
質量流
【数８３】
2021506072.tif 000084
が１ｋｇ／ｓ、伝導率σが５０，０００Ｓ／ｍ、速度は１２００ｍ／ｓ、磁束Ｂが０．２５Ｔ、負荷係数Ｗが０．５、例示的な直線の正方形のチャネルのチャネル幅および電極間隔ｄが０．０５ｍ、さらに、チャネル長Ｌが０．２ｍである場合、仕事率および効率は、
【数８４】
2021506072.tif 000085
および
【数８５】
2021506072.tif 000086
である。式（４７）は、総エネルギー量が本質的に運動エネルギーである場合の総エンタルピー効率であり、気化熱もノズル３０７で運動エネルギーに変換される。
【０１９４】
一実施形態では、微分ローレンツ力ｄＦＬは、銀プラズマの流速とＭＨＤチャネル３０８に沿った微小距離ｄｘとに比例する。
【数８６】
2021506072.tif 000087
微分ローレンツ力（式（４８））は、
【数８７】
2021506072.tif 000088
または
【数８８】
2021506072.tif 000089
によって置き換わる。ここで、（ｉ）伝導率σおよび磁束Ｂは、チャネルに沿って一定であり得る。（ｉｉ）質量ｍは距離に関して定数であり、かつチャネルの質量流量
【数８９】
2021506072.tif 000090
は、チャネル入口への注入の一定率と定常状態での流れの連続性とにより一定となるように、理想的には、チャネルに沿った質量損失はない。さらに、（ｉｉｉ）速度の距離微分
【数９０】
2021506072.tif 000091
は、チャネル入口への一定率の注入と定常状態での流れの連続性とにより一定である。チャネルに沿った速度の減少に伴う一定の質量流量は、ＭＨＤチャネル出口での完全な液化の限界までのエアロゾル粒子の凝集の増加に対応し得る。次に、チャネル距離に対する速度の変化率は速度
【数９１】
2021506072.tif 000092
に比例する。式中、κは、境界条件によって決定される定数である。式（５１）を積分することによって、
【数９２】
2021506072.tif 000093
が得られる。式（５１）を式（５０）と比較すると、定数κは、
【数９３】
2021506072.tif 000094
である。式（５２）を式（５３）と比較すると、チャネル距離の関数としての速度は、
【数９４】
2021506072.tif 000095
である。式（４３）から、チャネルの対応するエネルギー出力は、以下の式によって与えられる。
【数９５】
2021506072.tif 000096
質量流
【数９６】
2021506072.tif 000097
が０．５ｋｇ／ｓ、伝導率σが５０，０００Ｓ／ｍ、速度が１２００ｍ／ｓ、磁束Ｂが０．１Ｔ、負荷係数Ｗが０．７、例示的な直線の正方形チャネルのチャネル幅と電極との間隔ｄが０．１ｍ、さらにチャネル長Ｌが０．２５ｍある場合、仕事率および効率は、
【数９７】
2021506072.tif 000098
および
【数９８】
2021506072.tif 000099
である。
式（５８）は、外部負荷を電力に変換するために電気に変換される初期チャネル運動エネルギーの５４％と、内部抵抗でのエネルギー消費率の４６％とに対応し、ここで、電力密度は８０ｋＷ／リットルである。
【０１９５】
電力は、ＭＨＤチャネルの負荷係数Ｗの
【数９９】
2021506072.tif 000100
倍のＭＨＤチャネルへの運動エネルギー入力率に収束する。エネルギー出力密度は、運動エネルギー出力を増加させること、および、チャネルの寸法を減少させることによって、増加され得る。後者は、質量流量、磁束密度、および流れ伝導率の少なくとも１つを増やすことで達成され得る。質量流
【数１００】
2021506072.tif 000101
が２ｋｇ／ｓ、伝導率σが５００，０００Ｓ／ｍ、速度は１５００ｍ／ｓ、磁束Ｂが１Ｔ、負荷係数Ｗが０．７、例示的な直線の正方形チャネルのチャネル幅および電極間隔ｄが０．０５ｍ、さらに、チャネル長Ｌが０．１ｍである場合、仕事率および効率は
【数１０１】
2021506072.tif 000102
および
【数１０２】
2021506072.tif 000103
である。式（６１）は、外部負荷をエネルギー出力に変換するために電気に変換される初期チャネル運動エネルギーの７０％と、内部抵抗で消費されるエネルギーの３０％とに対応し、ここで、電力密度は６．３ＭＷ／リットルである。
【０１９６】
式（５５）によって与えられる仕事率は、
【数１０３】
2021506072.tif 000104
として表すことが可能であり、式中、Ｋ０は初期チャネル運動エネルギーである。ＰのＷに関する微分を取り、０に設定することで、最大電力出力を決定することができる。
【数１０４】
2021506072.tif 000105
式中、
【数１０５】
2021506072.tif 000106
である。さらに、
【数１０６】
2021506072.tif 000107
である。反復法を使用すると、ｓ＝１２５である式（５９〜６１）の例の場合、Ｗ＝０．９６ではエネルギー出力が最適となる。この場合、式（５９〜６０）の条件の効率は９６％である。
【０１９７】
一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１およびノズル３０７の少なくとも１つは、ＭＨＤチャネル３０８の長手方向軸に沿ってプラズマジェットを選択的に形成し得る磁気ボトルを備えてもよい。電力変換器は、イオン流の所望の方向における磁場勾配の供給源である磁気ミラーを備えてもよく、ここで、断熱的不変
【数１０７】
2021506072.tif 000108
に従ってエネルギーが保存され、軌道速度
【数１０８】
2021506072.tif 000109
が減少するにつれて、プラズマ電子の初期平行速度
【数１０９】
2021506072.tif 000110
が増加する。磁束Ｂ（ベクトル）が減少すると、イオンサイクロトロン半径ａは増加し、磁束πａ２Ｂは一定に保たれる。軌道を結ぶ磁束の不変性は「磁気ミラー」の機構の基礎をなす。磁気ミラーの原理は、初速度がミラーに向かう場合、荷電粒子は強い磁場の領域によって反射され、それ以外の場合、ミラーから注入されることである。イオンの軌道を通る磁束の断熱的不変性は、
【数１１０】
2021506072.tif 000111
である場合、
【数１１１】
2021506072.tif 000112
を
【数１１２】
2021506072.tif 000113
に変換して、ｚ軸に沿うイオンの流れを形成する手段となる。２つ以上の磁気ミラーが、磁気ボトルを形成して、反応セルチャンバ５ｂ３１で形成されるもの等のプラズマを閉じ込め得る。中央領域でボトルに作成または含まれるイオンは、軸に沿ってらせん状になるが、両端の磁気ミラーによって反射される。所望の軸に平行な速度成分が大きい高エネルギーのイオンは、ボトルの端で脱出する。ボトルは、ＭＨＤチャネルの端でより漏れやすい可能性がある。したがって、ボトルは、磁気ボトルの端から電磁流体変換器のチャネル入口へのイオンの本質的に線形の流れを生成し得る。
【０１９８】
具体的には、プラズマは、ＭＨＤチャネルまたはｚ軸
【数１１３】
2021506072.tif 000114
の方向に垂直なイオン運動の成分を断熱不変量
【数１１４】
2021506072.tif 000115
により少なくとも部分的に平行運動
【数１１５】
2021506072.tif 000116
に変換する磁気ミラーによって、磁化され得る。イオンは、ｚ軸に沿って優先的な速度を有するとともに電磁流体電力変換器に伝播するものであり、対応する横方向偏向電場と交差する電極でローレンツ型偏向イオンが電圧を形成する。電圧は、電気負荷を介して電流を駆動し得る。一実施形態では、磁気ミラーは、ヘルムホルツコイルまたはソレノイドと同等の磁場を発生する電磁石または永久磁石を備える。電磁磁気ミラーの場合、磁場強度は、電磁電流を制御して、イオンが反応セルサイトから流れて電力変換を制御する速度を制御することによって調整可能であり得る。ＭＨＤチャネル３０８への入口における
【数１１６】
2021506072.tif 000117
および
【数１１７】
2021506072.tif 000118
の場合、
【数１１８】
2021506072.tif 000119
によって与えられる速度は、ｚ軸に平行に約９５％であり得る。
【０１９９】
一実施形態では、ハイドリノ反応混合物は、酸素、水蒸気、および水素のうちの少なくとも１つを含み得る。ＭＨＤ構成要素は、酸化雰囲気下で安定である、ジルコニアおよびハフニアの少なくとも１つ等の金属酸化物等のセラミック、あるいはシリカまたは石英等の材料を含み得る。一実施形態では、ＭＨＤ電極３０４は、動作中の腐食または劣化の影響を受けにくい可能性がある材料を含み得る。一実施形態では、ＭＨＤ電極３０４は、導電性固体酸化物等の導電性セラミックを含み得る。別の実施形態では、ＭＨＤ電極３０４は、液体電極を含み得る。液体電極は、電極動作温度で液体である金属を含み得る。液体金属は、溶融銀等の作動媒体金属を含み得る。溶融電極金属は、溶融金属を含浸させたマトリックスを含み得る。マトリックスは、Ｗ等の金属、炭素、導電性セラミック、または本開示の別の耐火性材料等の耐食性材料を含み得る。負電極は、固体高融点金属を含み得る。負極性は、負電極を酸化から保護し得る。正電極は、液体電極を含み得る。
【０２００】
液体電極は、自由表面の液体金属を維持するべく、電磁拘束（ローレンツ力）を適用する手段を含み得る。液体金属電極は、電磁拘束を維持するべく、磁場供給源および電流供給源を含み得る。磁場供給源は、ＭＨＤ磁石３０６の少なくとも１つと、永久磁石、電磁石、および超電導磁石等の別の磁石のセットとを、含み得る。電流供給源は、ＭＨＤ電流および外部電流源からの印加電流のうちの少なくとも１つを含み得る。
【０２０１】
一実施形態では、導電性セラミック電極は、開示、例えば、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＷＣ等の炭化物、または、ＺｒＢ２等のホウ化物、または、ＺｒＣ−ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ等の複合材料、および２０％ＳｉＣ複合材を使用するＺｒＢ２の１つを含み得るもので、１８００℃まで動作し得る。電極は炭素を含み得る。一実施形態では、複数の液体電極は、共通のマニホールドを介して液体金属を供給されてもよい。液体金属は、ＥＭポンプによってポンピングされ得る。液体電極は、金属酸化物マトリックス等のセラミックマトリックス等の非反応性マトリックスに含浸された溶融金属を含み得る。あるいは、液体金属は、連続的に溶融金属を供給するべく、マトリックスを介してポンピングされてもよい。一実施形態では、電極は、点火電極等の連続的に注入される溶融金属を含み得る。注入器は、ＺｒＯ２等の金属酸化物等の非反応性耐火材料を含み得る。一実施形態では、各液体電極は、ＭＨＤチャネルのプラズマに曝露される溶融金属流を含み得る。
【０２０２】
一実施形態では、電極は、ホール発電機設計に配置されてもよい。負電極はＭＨＤチャネルの入口の近傍にあってもよく、かつ正電極はＭＨＤチャネルの出口の近傍にあってもよい。電極は、ＭＨＤチャネルの入口の近傍にあってもよく、かつ液面下の電極等の液体電極を含んでもよい。ＭＨＤチャネルの出口の近傍にある電極は、電極動作温度での酸化耐性のある導体を含んでもよく、かつ動作温度がＭＨＤチャネルの入口よりも出口で著しく低くてもよい。ＭＨＤ出口の例示的な耐酸化性電極は、ＺｒＣ等の炭化物またはＺｒＢ２等のホウ化物を含み得る。一実施形態では、電極は、電気絶縁体を含み得るＭＨＤチャネル壁の突起を含む絶縁体部分によって分離された一連の電極部分を含み得る。突出部は、金属蒸気が凝縮するのを防止する温度に保たれてもよい。絶縁部は、ＭＨＤチャネルの動作圧力で金属の沸点よりも高い絶縁体温度を維持するべく、加熱および絶縁される少なくとも１つである壁絶縁体を含み得る。チャネルの出口の電極は、出口温度での酸化に対して安定であり得る炭化物またはホウ化物等の耐酸化性電極を含み得る。一実施形態では、一実施形態では、ＭＨＤチャネルは、壁の絶縁体部分の金属蒸気の凝縮、および、１８００℃まで働く可能性のある、ＺｒＣまたはＺｒＢ２を含むもの等の炭化物またはホウ化物電極等の電極あるいはＺｒＣ−ＺｒＢ２およびＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ複合体等の複合体の腐食の少なくとも１つが発生する温度よりも低い温度に維持され得る。一実施形態では、作動媒体は、金属が再循環システムに流れるようにＭＨＤチャネルの壁に凝縮するのを防ぐべく、沸点より低い温度で昇華し得る銀等の金属を含む。
【０２０３】
一実施形態では、ＭＨＤ磁石３０６は、ＭＨＤチャネル３０８に正弦波または交流磁場を印加し得る電磁石等の交流磁場磁石を含み得る。正弦波または交流の印加磁場は、ＭＨＤ電力を交流（ＡＣ）電力に出力し得る。交流と電圧の周波数は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ等の標準的なものでよい。一実施形態では、ＭＨＤ電力は誘導によりチャネル外に転送される。誘導発生器は、プラズマに接触する電極を排除し得る。
【０２０４】
反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤ加速チャネルまたはノズル３０７をＭＨＤ膨張または発電チャネル３０８に接続するシール３１４等の構成要素間の統合およびシールは、ガスケット付きフランジシールまたは他の開示を含み得る。他のシール、例えば、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、注入器貯留槽５ｃ、および注入ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋのものは、本開示の１つを含み得る。例示的なガスケットは、グラファイトまたはグラフオイル等の炭素を含み得るもので、アルミナ、ハフニア、ジルコニア、およびマグネシアの少なくとも１つを含むもの等の接合金属酸化物部品は、約１３００℃〜１９００℃の範囲等の炭素還元温度未満に維持される。構成要素は、それらの動作パラメータおよび要件に基づいて、耐火材料およびステンレス鋼等の開示の異なる材料を含み得る。例示的な一実施形態では、（ｉ）ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、および戻し用ポンプ管３１２の少なくとも１つがステンレス鋼を含み、その内部は、ニッケル、Ｐｔ、レニウム、またはその他の貴金属等の酸化防止被膜で被膜されていてもよく、（ｉｉ）貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ノズル３０７、およびＭＨＤ膨張部３０８の少なくとも１つは、窒化ホウ素または耐火性酸化物、例えば、ＭｇＯ（Ｍ．Ｐ．２８２５℃）、ＺｒＯ２（Ｍ．Ｐ．２７１５℃）、Ｈ２Ｏに安定なマグネシアジルコニア、ジルコン酸ストロンチウム（ＳｒＺｒＯ３Ｍ．Ｐ．２７００℃）、ＨｆＯ２（Ｍ．Ｐ．２７５８℃）、あるいは動作温度での酸化に対して安定している二酸化トリウム（Ｍ．Ｐ．３３００℃）を、含み、（ｉｉｉ）反応セルチャンバ５ｂ３１は、等方性および熱分解グラファイトの少なくとも１つ等のグラファイトを含み、さらに、（ｉｖ）入口上昇管５ｑａ、電磁ポンプ管５ｋ６１のノズル部、ノズル５ｑ、およびＭＨＤ電極３０４の少なくとも１つは、炭素、Ｍｏ、Ｗ、レニウム、レニウム被覆Ｍｏ、レニウム被覆Ｗの少なくとも１つを含み得る。例示的な一実施形態では、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、戻し用導管３１０ａ、戻し用貯留槽３１１ａ、および戻し用ガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａの少なくとも１つは、内部がニッケル、Ｐｔ、レニウム、またはその他の貴金属等の酸化防止被膜で被膜されているステンレス鋼を含む。
【０２０５】
電極は、銅、ニッケル、ニッケル合金、およびコバルト合金上のＰｔ等の貴金属で被覆された導体、または被覆されていないこれらの金属を含み得、バッキング熱交換器または冷板によって冷却が適用され得る。電極は、０．７５ＭｇＡｌ２Ｏ４−０．２５Ｆｅ３０４、０．７５ＦｅＡｌ２Ｏ４−０．２５Ｆｅ３０４、および亜クロム酸ランタンＬａ（Ｍｇ）ＣｒＯ３等のスピネル型電極を含み得る。一実施形態では、ＭＨＤ電極３０４は、液体銀で被膜された高融点金属電極または冷却金属電極等の液体電極を含み得る。Ｎｉおよびレニウム被膜の少なくとも１つは、被膜された構成要素をＨ２Ｏとの反応から保護し得る。ＭＨＤ雰囲気は、ＥＭポンプ管５ｋ６、入口上昇管５ｑａ、電磁ポンプ管５ｋ６１のノズル部、ノズル５ｑ、ＭＨＤ電極３０４等の金属の還元状態を維持するべく、水素を含み得る。ＭＨＤ雰囲気はセラミック構成要素、例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１、ノズル３０７、およびＭＨＤ膨張部３０８のうちの少なくとも１つのジルコン酸ストロンチウム、ハフニア、ＺｒＯ２またはＭｇＯ等の酸化物セラミックを維持するべく、水蒸気を含み得る。金属酸化物部品は、リン酸ジルコニアセメント、ＺｒＯ２セメント、またはカルシア−ジルコニアセメント等のセラミック接着剤を使用して、接着または接合し得る。例示的なＡｌ２Ｏ３接着剤は、Ｒｅｓｃｏｒ  ９６０  Ａｌｕｍｉｎａ（Ｃｏｔｒｏｎｉｃｓ）およびＣｅｒａｍａｂｏｎｄ  ６７１である。一実施形態では、壁の構成要素は、ＭｇＯで安定化できるＺｒＯ２またはＨｆＯ２等の断熱セラミックと、ＭｇＯ等の熱伝導性セラミックを含み得るセグメント化された電極の電極絶縁体とを、含み得る。外面からの蒸発による損失を防ぐために、セラミックは、外部から十分に冷却されこと、能動的または受動的に冷却されること、あるいは断熱材で包まれることに十分な厚さの少なくとも１つであり得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）およびＭＨＤ変換器の少なくとも１つの構成要素は、炭化ジルコニウム等のセラミックおよびタングステン等の金属との複合材料を含み得る。
【０２０６】
ＺｒＯ２（ジルコニア）またはＨｆＯ２（ハフニア）にいくつかの酸化物を追加することで、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、ＴｉＯ２、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、ＳｉＣ、イットリウム、イリジウムを安定化させ得る。結晶構造は、立方晶安定化ジルコニア（ハフニア）または安定化ジルコニア（ハフニア）と呼ばれる立方晶相であってもよい。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１等の少なくとも１つのセル構成要素は、酸素および酸化物イオンの少なくとも１つを透過する。例示的な酸化物透過性材料は、ＺｒＯ２である。反応セルチャンバ５ｂ３１の酸素含有量は、ＺｒＯ２等の酸化物透過性または酸化物移動性材料を通る酸化物拡散速度を制御することによって、制御され得る。セルは、酸化物透過性材料を横切る電圧および電流供給源と、材料を横切る酸化物イオンの流れが電圧および電流によって制御される電圧および電流制御システムとを含み得る。他の適切な耐火性構成要素材料は、ＳｉＣ（Ｍ．Ｐ．＝２８３０℃）、ＢＮ（Ｍ．Ｐ．＝２９７０℃）、ＨｆＢ２（Ｍ．Ｐ．＝３２５０℃）、およびＺｒＢ２（Ｍ．Ｐ．＝３２５０℃）を含む。
【０２０７】
溶融金属蒸気によるＭＨＤ電極の電気的短絡を避けるため、電極３０４（図２Ｉ１６１）は、導線３０５ａのスタンドオフとして機能し、さらに発電チャネルの壁から電極のスペーサとして機能する、電気絶縁体で覆われた導電ポスト３０５にそれぞれ取り付けられた導体を含み得る。電極３０４は、セグメント化され得、そしてカソード３０２およびアノード３０３を含み得る。スタンドオフ３０５を除いて、電極は発電チャネル３０８内で自由に吊り下げられてもよい。垂直軸に沿う電極の間隔は、溶融金属の短絡を防ぐのに十分なものであり得る。電極は、ＷまたはＭｏ等の耐火性導体を含み得る。導線３０５ａは、ＢＮ等の耐火性絶縁体で絶縁可能であるワイヤに接続され得る。ワイヤは、金属を含み得るＭＨＤバスバー貫通フランジ３０１でチャネルを貫通するハーネスに結合してもよい。ＭＨＤ変換器の外では、ハーネスがパワーコンソリデーターとインバーターとに接続され得る。
【０２０８】
例示的な一実施形態では、ＭＨＤ電気変換時の黒体プラズマの初期温度および最終温度は、３０００Ｋおよび１３００Ｋである。一実施形態では、ＭＨＤ発電機は低圧側で冷却され、プラズマの流れを保つ。ホールまたは発電チャネル３０８は冷却されてもよい。冷却手段は、本開示の１つであり得る。ＭＨＤ変換器３００は、放射熱交換器等の熱交換器３１６を備え得るもので、該熱交換器は、その温度の関数としてエネルギーを放射し、約１０００℃から１５００℃の範囲等、望ましい最低チャネル温度範囲を維持するように設計され得る。放射熱交換器は、そのサイズと重量との少なくとも１つを最小化するべく、広い表面を備え得る。放射熱交換器３１６は、放射表面積を増大させるべく、ピラミッドまたはプリズムのファセットに構成され得る複数の表面を備え得る。放射熱交換器は空気中で動作し得る。放射熱交換器の表面は、（ｉ）耐火物等の高温動作が可能こと、（ｉｉ）高い放射率を有すること、（ｉｉｉ）酸化に対して安定しており、妨害のない、または妨害されない放出を伴うテクスチャ表面等の高い表面積を提供することの群の少なくとも１つの特性を有する材料で、被膜されてもよい。例示的な材料は、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物等のセラミック、ならびにＺｒＣ−ＺｒＢ２およびＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ複合体等の他の酸化安定化セラミックである。
【０２０９】
発電機はさらに、蓄熱器または再生熱交換器を備えてもよい。一実施形態では、流れは、逆流状態で通過した後に注入システムに戻り、膨張部３０８またはその他の熱損失領域で熱を受け取り、反応した反応セルチャンバ５ｂ３１に注入される金属を予熱して、セル反応反応温度を保つ。一実施形態では、少なくとも１つの作動媒体、例えば、銀と貴族の少なくとも１つ、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１等のセル構成要素、およびＭＨＤ変換器構成要素、例えばＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つまたは他の高温の構成要素、例えば貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤジェネレータ部３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９の群の少なくとも１つが、熱交換器によって加熱されてよく、該熱交換器は、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤジェネレータ部３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９の群の少なくとも１つ等、他の少なくとも１つのセルＭＨＤ構成要素から熱を受け取る。蓄熱器または再生熱交換器は、ある構成要素から別の構成要素に熱を伝達し得る。
【０２１０】
一実施形態では、放射性熱交換器３１６の放射率、面積、および温度のうちの少なくとも１つは、熱伝達の速度を制御するべく、制御され得る。面積は、ラジエータ上の熱シールドカバーの広がりを制御することによって制御され得る。温度は、ラジエータへの熱流を制御することによって制御され得る。別の実施形態では、熱交換器３１６は、ＭＨＤ熱交換器３１６がＭＨＤ冷却剤入口３１７を通して冷却剤を受け取り、ＭＨＤ冷却剤出口３１８を通して熱を除去する冷却剤ループを含み得る。熱は、再生熱交換器で使用して、戻りの銀の流れ、セル構成要素、またはＭＨＤ構成要素を、予熱し得る。あるいは、熱は、加熱および同時発電用途に使用されてもよい。
【０２１１】
ノズルスロート３０７は、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、またはＭｇＯ等の金属酸化物等、耐摩耗性のある耐火物、耐火性窒化物、炭化タンタル、炭化タングステン、炭化タングステンタンタル等の耐熱炭化物、タングステン等の耐火被覆を含み得る熱分解グラファイト、あるいは本開示の別の耐火性材料単独または炭素等の耐火性材料で被覆され得るものを、含み得る。電極３０４は、ＷまたはＭｏ等の耐火性導体を含み得る。発電チャネル３０８または電極３０４等の電気絶縁性支持体３０５は、耐火性絶縁体、例えば、ＺｒＯ２、窒化ホウ素、または炭化ケイ素等のセラミック酸化物等の開示の１つであってもよい。ＭＨＤ構成要素が冷却される別の実施形態では、ノズル３０７およびチャネル３０８の少なくとも１つ等のＭＨＤ構成要素は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ムライト、または別の開示等の耐火性材料で被覆され得るＣｕまたはＮｉ等の遷移金属を含み得る。電極は、冷却されてもよい遷移金属を含んでもよく、表面は、ＷまたはＭｏ等の耐熱性導体で被膜されてもよい。構成要素は、水、溶融塩、または当業者に知られている他の冷却剤、例えば、シリコン系ポリマー等のサーマルオイル、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、合金等の溶融金属、アルカリ塩等の溶融塩、およびハロゲン化アルカリ−水酸化アルカリ混合物等の共晶塩混合物（ＭＸ−ＭＯＨＭ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）の少なくとも１つによって、冷却され得る。高温の冷却剤を再循環させて、反応セルチャンバ５ｂ３１に注入された溶融金属を予熱してもよい。対応する熱回収システムは、回収熱交換器を含み得る。
【０２１２】
一実施形態では、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９等のＭＨＤ構成要素は、耐火性材料、例えば、炭化物、炭素、およびホウ化物のうちの少なくとも１つ等の開示ならびに金属の少なくとも１つを含み得る。耐火性材料は、酸素および水の少なくとも一方への酸化を受けやすい場合がある。酸化反応を抑えるために、ＨＯＨ触媒用の酸素の供給源は、ＣＯ、アルカリ、もしくはアルカリ土類酸化物、または別の酸化物の少なくとも１つ等の酸素を含む化合物、あるいは、本開示の酸素を含む化合物を含み得る。ホウ化物は、ＳｉＣでドーピングされ得るＺｒＢを含み得る。炭化物は、ＺｒＣ、ＷＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＨｆＣ、およびＴａ４ＨｆＣ５の少なくとも１つを含み得る。炭化等の導電性材料は、点火電極とＭＨＤ電極との少なくとも一方を電気的に絶縁する場合のように、絶縁スペーサまたはブッシングで電気的に絶縁され得る。
【０２１３】
例示的なＭＨＤ体積変換密度は、約７０ＭＷ／ｍ３（７０ｋＷ／リットル）である。歴史的なＭＨＤの問題のほとんどは、ガス燃焼の場合および低導電率における低導電率機能、加えて石炭火力の対応物におけるスラッギング環境に起因する。銀のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）プラズマの導電率は、１２Ｖの電圧で１０，０００Ａの電流から約１ｍΩと推定される。アークの寸法から、対応する導電率は、電力密度が導電率に比例するアルカリシードを含む不活性ＭＨＤ作動ガスの約２０Ｓ／ｍと比較して、１×１０５Ｓ／ｍと推定される。
【０２１４】
一実施形態では、作動媒体は、銀蒸気、およびＨｅ、Ｎｅ、またはＡｒ等の銀蒸気をシードとして含む希ガスのうちの少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、作動媒体の導電率は、銀蒸気圧等の溶融金属蒸気圧および作動媒体のイオン化のうちの少なくとも１つを制御することによって制御され得る。作動媒体のイオン化は、ハイドリノ反応エネルギー出力、ハイドリノ反応によって放出されるＥＵＶおよびＵＶ光の強度、点火電圧、点火電流、溶融金属流のＥＭポンピング速度、ガス、電子、イオン、黒体温度の少なくとも１つ等の動作温度の少なくとも１つを制御することによって、制御され得る。少なくとも１つの温度は、点火およびハイドリノ反応条件の少なくとも１つを制御することによって制御されてもよい。ハイドリノ反応条件の例としては、ガス圧、Ｈ２Ｏ、Ｈ２等のガス組成、不活性ガス組成等がある。ハイドリノ反応条件および対応する制御は、開示されたもの１つまたは他の適切なものであり得る。
【０２１５】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つのセンサおよびコントローラによって決定されるように、必要に応じて溶融金属を保管してＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）に供給するべく、溶融金属オーバーフローシステム、例えば、オーバーフロータンク、少なくとも１つのポンプ、セル溶融金属貯蔵量センサ、溶融金属貯蔵量コントローラ、ヒータ、温度制御システム、および溶融金属貯蔵量で構成されるものを、さらに含み得る。オーバーフローシステムは、ＭＨＤ戻し用導管３１０、戻し用貯留槽３１１、戻し用ＥＭポンプ３１２、および戻し用ＥＭポンプ管３１３のうちの少なくとも１つを含み得る。
【０２１６】
一実施形態では、作動媒体の膨張は、等エントロピー流を保証する条件下で維持される。一実施形態では、入口作動媒体条件は、ノズルの可逆膨張とＭＨＤチャネルの強い駆動圧力勾配とを確実にする超音速ノズル膨張のために選択される。飽和は、ノズルで発生した場合、急速な冷却速度（約１５Ｋ／ｕｓ等）によって非平衡サブクールが強くなり、これにより、ノズルの分岐部分で凝縮衝撃がさらに発生する可能性があることから、膨張中に蒸気が飽和しないように、ノズル入口は、非常に過熱される状態になり得る。一実施形態では、凝縮衝撃は避けられるべきであり、その理由は、なぜなら、所望の等エントロピー流動状態から逸脱する不可逆性を引き起こすとともに、ノズル出口速度を大幅に低下させ、ノズルの超音速／発散部分の蒸気流に同伴する結果として生じる高密度の液体Ａｇ液滴は、ノズル表面の侵食を加速させる可能性があるからである。
【０２１７】
ＭＨＤチャネルの駆動圧力勾配が弱いとシステムを通過する体積流量が減少し得るようにローレンツ力は流れ方向に逆に作用する一実施形態では、ノズル入口温度は、適切な過熱を可能にするために可能な限り高く、また、圧力も適度に高く、ノズルのＭＨＤ部下流で強力な駆動圧力勾配を確保する。例示的な一実施形態では、ノズル入口での反応セルチャンバ５ｂ３１の圧力を約６気圧、プラズマ温度を約４０００Ｋとすることにより、速度が約７２２ｍ／ｓ、圧力が２気圧以上で、マッハ数約１．２４で等エントロピー膨張とノズルからの乾燥蒸気とが発生する。入口温度を下げることも可能であるが、これらはそれぞれ出口速度および圧力が小さくなり得る。所望のＭＨＤチャネル３０８の出口温度が達成される前にローレンツ力がプラズマジェットを失速させ得る一実施形態では、プラズマ伝導率、磁場強度、ガス温度、電子温度、イオン温度、チャネル入口圧力、ジェット速度、および作動媒体の流れのパラメータの少なくとも１つが最適化され、目的のＭＨＤ変換効率と電力密度とが達成される。銀蒸気をシードとするアルゴンまたは溶融金属をシードとするヘリウムプラズマ等の希ガスプラズマを含む実施形態では、希ガスに対する金属蒸気の相対流量を制御して、所望の導電率、プラズマガス温度、反応セルチャンバ５ｂ３１圧力、ならびにＭＨＤチャネル３０８入口のジェット速度、圧力、および温度の少なくとも１つを達成する。一実施形態では、希ガスおよび金属蒸気の流れは、所望の相対比率を達成するべく、対応する戻し用ポンプを制御して制御され得る。一実施形態では、伝導率は、反応セルチャンバ５ｂ３１に対する相対的な希ガスと金属の注入率とを制御することによりシーディングの量を制御することによって、制御され得る。一実施形態では、導電率は、ハイドリノ反応率を制御することで制御され得る。ハイドリノ反応率は、開示の手段、例えば、注入率、触媒の供給源、酸素の供給源、水素、水蒸気、水素の供給源、溶融銀の注入等の導電性マトリックスの流れ、ならびに、点火電圧および電流の少なくとも一方等の点火パラメータの少なくとも１つの注入率を制御することによって、制御されてもよい。一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、ハイドリノ反応およびＭＨＤ動作パラメータ用のセンサおよび制御システムを備え、該パラメータは、例えば、（ｉ）次等の反応条件、例えば、反応物圧力、温度、相対濃度、ＨＯＨおよびＨ等の反応物の流れまたはその発生源ならびに液体および蒸発した銀等の導電性マトリックスの流れおよびポンピング速度、さらに点火電流および電圧等の点火条件と、（ｉｉ）プラズマおよびガスのパラメータ、例えば、圧力、速度、流量、導電率、およびＭＨＤ変換器の諸段階を通過する温度等と、（ｉｉｉ）希ガスおよび溶融金属のポンピング速度および物理パラメータ、例えば、流量、温度、圧力と、（ｉｖ）反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル部３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つのプラズマ導電率センサとである。
【０２１８】
一実施形態では、ＨＨ２ガスおよびＨ２Ｏの少なくとも一方等の水素等のガスの供給源は、反応セルチャンバ５ｂ３１に供給されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液体および気体の形態の少なくとも１つであり得るＨ２ガスおよびＨ２Ｏの少なくとも１つ等の水素の供給源を供給するための少なくとも１つの質量流量コントローラを含み得る。該供給は、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ１、容器５ｃ壁、反応セルチャンバ５ｂ３１の壁、注入ＥＭポンプ管５ｋ６、ＭＨＤ戻し用導管３１０、ＭＨＤ戻し用導管３１１、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２のポンプ管、およびＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ管３１３の場合、基本的構成の少なくとも１つを介してなされ得る。セルＭＨＤの内部に追加されたガスは、ＭＨＤコンデンサ部３０９または内部に接続されている任意の便利なセルまたはＭＨＤ変換器構成要素に注入され得る。一実施形態では、水素ガスは、水素透過膜等の選択膜を介して供給されてもよい。水素供給膜は、ＰｄまたはＰｄ−ＡｇＨ２透過膜、または当業者に既知の同様の膜を含み得る。ガスのＥＭポンプ管壁への浸透は、溶接またはねじ込みされ得るフランジを備えもよい。水素は、水素タンクから供給されてもよい。水素は、水素化物からの放出から供給されてもよく、該放出は、水素化物の圧力および温度の少なくとも１つを制御すること等、当業者に既知の手段で制御され得る。水素は、水の電気分解により供給されてもよい。水電解槽は、高圧電解槽を含み得る。電解槽および水素質量流量コントローラの少なくとも１つは、コンピュータおよび対応するセンサを備えるもの等のコントローラによって、制御されてもよい。水素の流れは、熱測定装置、ＰＶ変換器、またはＭＨＤ変換器等の変換器によって記録される可能性のあるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の電力出力に基づいて制御され得る。
【０２１９】
一実施形態では、Ｈ２Ｏが反応セルチャンバ５ｂ３１に供給され得る。供給は、ＥＭポンプ管５ｋ６またはＥＭポンプアセンブリ５ｋｋを通るもの等の導管を含み得る。Ｈ２Ｏは、ＨおよびＨＯＨ触媒の少なくとも１つを提供し得る。ハイドリノ反応は、Ｏ２およびＨ２（１／ｐ）ならびに生成物を生成すし得る。Ｈ２（１／４）等のＨ２（１／ｐ）は、反応セルチャンバおよびＭＨＤ変換器の少なくとも１つから、周囲雰囲気またはＨ２（１／ｐ）回収システム等の外部領域に拡散され得る。Ｈ２（１／ｐ）は、その体積が小さいため、反応セルチャンバおよびＭＨＤ変換器の少なくとも一方の壁から拡散し得る。Ｏ２生成物は、反応セルチャンバおよびＭＨＤ変換器の少なくとも１つから、周囲雰囲気またはＯ２回収システム等の外部領域に拡散し得る。Ｏ２は、選択的な膜、材料、または値を通して拡散し得る。選択的材料または膜は、イットリア、ニッケル／イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）／ケイ酸塩層状等の酸化物、または当業者に既知の他の酸素または酸化物選択膜を伝導できるものを含み得る。Ｏ２は、イットリア壁等の酸化物を伝導し得るもの等の透過性壁を通って拡散し得る。酸素透過性膜は、ＭＨＤチャネル３０８のセラミック壁等、反応セルおよびＭＨＤ変換器の低圧構成要素の多孔質セラミックを含んでもよい。酸素選択膜は、Ｂａ２６Ｍｏ１０Ｏ６９で被膜されて酸素透過率を増加させることができるＢａＣｏ０．７Ｆｅ０．２Ｎｂ０．１Ｏ３−δ（ＢＣＦＮ）酸素透過性膜を含み得る。酸素選択膜は、Ｇｄ１−ｘＣａｘＣｏＯ３−ｄおよびＣｅ１−ｘＧｄｘＯ２−ｄの少なくとも１つを含んでもよい。酸素選択膜は、セラミック酸化物膜、例えば、ＳｒＦｅＣＯ０．５Ｏｘ，ＳｒＦｅ０．２Ｃｏ０．５Ｏｘ，Ｂａ０．５Ｓｒ０．５Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏｘ，ＢａＣｏ０．４Ｆｅ０．４Ｚｒ０．２Ｏｘ，Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＣｏＯｘ、およびＳｒ０．５Ｌａ０．５Ｆｅ０．８Ｇａ０．２０ｘの少なくとも１つを含み得る。
【０２２０】
ＥＭポンプまたは構成要素、例えばＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、ＥＭポンプ５ｋａ、ＥＭポンプ管５ｋ６、入口上昇管５ｑａ、および注入ＥＭポンプ管５ｋ６１の少なくとも１つは、酸素に対して安定な材料または被膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＣ、ＺｒＣ−ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ、および２０％ＳｉＣ複合材を含むＺｒＢ２等のセラミック、または、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）の少なくとも１つ等の少なくとも１つの貴金属を含み得る。
【０２２１】
図２Ｉ１７４−２Ｉ１８１に示す一実施形態では、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、ＥＭポンプ５ｋａ、ＥＭポンプ管５ｋ６、入口上昇管５ｑａ、および注入ＥＭポンプ管５ｋ６１の少なくとも１つは、酸化耐性のあるセラミックを含み得る。セラミックはＯ２と反応し得ない。セラミックは、高温で酸素と反応するのに安定な導電体を含み得る。例示的なセラミックは、ＺｒＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ、および２０％ＳｉＣ複合材を含むＺｒＢ２であり得る。導電性セラミックは、酸化からの保護を提供するべく、ＳｉＣでドーピングされ得る。
【０２２２】
イリジウム（Ｍ．Ｐ．＝２４４６℃）は、銀との合金または固溶体を形成しないことから、イリジウムは、酸化を回避するべく、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋおよびＥＭポンプ管５ｋ６の少なくとも１つの適切な酸化防止被膜として機能し得る。イリジウム被膜は、熱膨張係数（ＣＴＥ）がほぼ一致する金属に適用されてもよい。例示的な一実施形態では、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋおよびＥＭポンプ管５ｋ６の内部はイリジウムで電気メッキされ、電気メッキされた構成要素がリジウムと同様のＣＴＥを持つＨａｙｎｅｓ２３０、３１０ＳＳ、または６２５ＳＳ等のステンレス鋼（ＳＳ）を含む。あるいは、モリブデンＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、ＣＴＥが一致するイリジウム（例えば、約７ｐｐｍ／Ｋ）で被膜され得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管の内部は、管をカソードとして使用して電気メッキされ、かつ対向電極は、スペーサで覆われた電気メッキ領域に対向電極上で定期的に移動する絶縁スペーサを備えた配線を含み得る。一実施形態では、イリジウム被膜は、高温に維持された所望の表面にイリジウムを堆積させるべく、テトライリジウムドデカカルボニルの熱分解等の、イリジウムを含む有機分子の化学堆積を含む方法等の蒸着によって、適用され得る。イリジウムは、当技術分野で既知の１つまたは複数の方法によって堆積され得るもので、該方法は、例えば、マグネトロンスパッタリング（直流マグネトロンスパッタリング（ＤＣＭＳ）と高周波マグネトロンスパッタリング（ＲＦＭＳ）の両方）、化学蒸着（ＣＶＤ）、有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、レーザー誘起化学蒸着（ＬＣＶＤ）、電着、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）、ならびにダブルグロープラズマ（ＤＧＰ）の少なくとも１つである。一実施形態では、ＥＭポンプ５ｋ６管の内部がイリジウムで覆われてもよい。クラッディングの端部は、ＣＶＤまたは電気メッキ等の開示の手段によってイリジウムで被膜されてもよい。
【０２２３】
別の実施形態では、ステンレス鋼ＥＭポンプアセンブリ等のＥＭポンプアセンブリは、酸化物および炭化物のうちの少なくとも１つ等の耐火性、耐酸化性被膜で被膜され得る。この被膜は、炭化ハフニウム／炭化ケイ素（ＨｆＣ／ＳｉＣ）等の炭化物ならびにＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、およびＴｉＯ２の少なくとも１つ等の酸化物を含み得る。
【０２２４】
別の実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６は、耐酸化性ステンレス鋼（ＳＳ）、例えば、石炭火室の水壁およびオーステナイト系ステンレス鋼等のボイラー管で使用されるものを、含む。例示的な材料は、ヘインズ２３０、ＳＳ３１０、およびＳＳ６２５、極低温から１８００°Ｆ（９８２℃）までの高強度と優れた耐食性の珍しい組み合わせを持つ、オーステナイトニッケル−クロム−モリブデン−ニオブ合金であり得る。一実施形態では、Ｈａｙｎｅｓ２３０、ＳＳ３１０、またはＳＳ６２５等の材料を予備酸化して、保護酸化物被膜を形成し得る。保護酸化物被覆は、酸素を含む雰囲気中で加熱することによって形成され得る。Ｈａｙｎｅｓ  ２３０等のＳＳは、空気または制御された雰囲気（酸素とアルゴン等の希ガスを含む雰囲気）で予備酸化され得る。例示的な一実施形態では、ＷおよびＭｏ合金を含むＮｉ−Ｃｒ合金等のＨａｙｎｅｓ  ２３０は、１０００℃の空気中または８０％／酸素２０％のアルゴン中で２４時間予備酸化され得る。酸化物被覆は、所望の動作温度および酸素濃度の下で形成され得る。一実施形態では、金属部品、例えばＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ等のＳＳ６２５を含むものは、３Ｄ印刷され得る。一実施形態では、ＥＭポンプアセンブリの外側を酸化から保護し得る。この保護は、本開示の１つ等の耐酸化性被膜等を含む被膜であってもよい。あるいは、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋの少なくとも一部は、セラミック、石英、ガラス、およびセメント等の耐酸化性材料に埋め込まれてもよい。酸化防止部品は空気中で使用され得る。一実施形態では、銀等の溶融金属は、ＥＭポンプ管の内部の酸化を防止または低減する添加剤を含み得る。添加剤は、管壁の保護酸化物の安定化によってさらなる酸化が抑制されるように、チオ硫酸塩またはＥＭポンプ管の酸化生成物等の還元剤を含み得る。あるいは、溶融金属添加剤は、ポンプ管の壁上の保護金属酸化物を安定化させる基剤を含み得る。一実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ＥＭポンプ管５ｋ６の溶融金属にローレンツ力を発生させるべく、印加された磁場と交差する電流を供給する。ＥＭポンプバスバー５ｋ２の領域のＥＭポンプ管５ｋ６の内側に存在する酸化皮膜を除去して、ＥＭポンプ管５ｋ６内の溶融金属を通るバスバーからの電流の流れを促進してもよい。酸化物被覆は、少なくとも１つの電気的、化学的、または機械的手段によって除去され得る。酸化物は、酸エッチング、化学還元、電気メッキ、電解採取、蒸着、化学堆積、被膜技術、放電加工、機械加工、すり減り、サンドブラスト、および当技術分野で既知の他の方法等の化学エッチングによって除去され得る。
【０２２５】
一実施形態では、ＥＭポンプアセンブリは、導電性セラミックおよび非導電性セラミック等の複数のセラミックを含み得る。例示的な一実施形態では、ＥＭポンプバスバー５ｋ２を除くＥＭアセンブリ５ｋｋは、Ａｌ２Ｏ３、ジルコニア、ハフニア等の酸化物等の非導電性セラミックを含み得るもので、また、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ＺｒＣ、ＺｒＢ２等の導電性セラミック、またはＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ等の複合材料を含み得る。貯留槽５ｃは、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋと同じ非導電性セラミックを含み得る。一実施形態では、セラミックＥＭポンプは、部品間にユニオンを形成するべく、少なくとも１つのろう付けまたは金属化セラミック部品を含み得る。
【０２２６】
電磁ポンプはそれぞれ、液体金属用の２つの主要なタイプの電磁ポンプ、すなわち、液体金属を含む管全体に交流または直流磁場が確立され、交流または直流電流がそれぞれ管壁に接続された電極を介して液体に供給される交流または直流伝導ポンプと、電流が印加された交流電場と交差し得る誘導モーターの場合と同様の、移動する場が必要な電流を誘導する誘導ポンプとの１つを含み得る。誘導ポンプは、環状線形、平坦線形、およびらせんの３つの主要な形式を含み得る。ポンプは、機械式および熱電ポンプ等、当技術分野で既知の他のものを含み得る。ポンプは、モーター駆動のインペラを備えた遠心ポンプを含み得る。
【０２２７】
溶融金属ポンプは、可動磁石ポンプ（ＭＭＰ）、例えばＭ．Ｇ．Ｈｖａｓｔａ、Ｗ．Ｋ．Ｎｏｌｌｅｔ、Ｍ．Ｈ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ、「高温液体金属システム用の可動磁石ポンプの設計（Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  ｍｏｖｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔ  ｐｕｍｐｓ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｉｑｕｉｄ−ｍｅｔａｌｓｙｓｔｅｍｓ）Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ、第３２７巻、（２０１８）、ｐｐ．２２８〜２３７（参照によりその全体が組み込まれる）に記載のものを含み得る。ＭＭＰは、永久磁石の回転配列と多相磁場コイルとの少なくとも１つでＭＭＰが移動磁場を発生し得る。一実施形態では、ＭＭＰは、ＭＨＤ再循環および点火噴射のための二段ポンプ等の多段ポンプを含み得る。二段階式ＭＭＰポンプは、シャフトを回転させる電気モーター等のモーターを含み得る。二段階ＭＭＰは、さらに２つのドラムを備え、各々が、各ドラムの表面に固定された極性が交互に変化する円周方向に取り付けられた磁石のセットと、ドラムを収納するＵ字型の部分を持つセラミック容器とを備え、各ドラムはシャフトによって回転され、セラミック容器内に溶融金属を流す。別のＭＭＰの実施形態では、交互磁石のドラムは、ディスクの回転によってポンピングされる溶融金属を含むサンドイッチストリップセラミック容器の反対側のサイトの各ディスク表面で交互極性磁石の２つのディスクに置き換えられる。別の実施形態では、容器は、磁場透過性材料、例えば、ステンレス鋼等の非鉄金属または本開示の１つ等のセラミックを含み得る。磁石は、空冷または水冷等の手段によって冷却され、高温での動作を可能にする。
【０２２８】
例示的な商用交流ＥＭポンプはＣＭＩ  Ｎｏｖａｃａｓｔ  ＣＡ１５であり、加熱および冷却システムは、溶融銀のポンピングをサポートするように変更され得る。入口部および出口部と銀を含む容器とを備えるＥＭポンプ管のヒータは、抵抗性または誘導結合ヒータ等の開示のヒータによって加熱されてもよい。抵抗性または誘導結合ヒータ等のヒータは、ＥＭポンプ管の外部にあってもよく、さらに、ヒートパイプ等、ヒータからＥＭポンプ管に熱を伝達する熱伝達手段を含む。ヒートパイプは、リチウム作動流体によるもの等の高温で動作し得る。ＥＭポンプの電磁石は、水冷ループおよび冷却装置等の開示のシステムによって冷却され得る。
【０２２９】
一実施形態（図２Ｉ１８４〜２Ｉ１８５）では、ＥＭポンプ４００は、交流、誘導型を含み得るもので、銀に加わるローレンツ力は、銀を流れる時変電流と交差同期時変磁場とによって生ずる。銀を流れる時変電流は、ＥＭポンプ変圧器巻線回路４０１ａによって生ずる最初の時変磁場のファラデー誘導によって生じ得る。最初に時変する磁場の供給源は、一次変圧器巻線４０１を含み得るもので、また、銀は、電流ループ４０５のＥＭポンプ管部とＥＭポンプ電流ループ戻り部４０６とを含む単巻の短絡巻線等の二次変圧器巻線として機能し得る。一次巻線４０１は、交流電磁石を含み得るもので、最初の時変磁場が、磁気回路またはＥＭポンプ変圧器ヨーク４０２によって、誘導電流ループである銀４０５および４０６の円周ループを介して伝導される。銀は、容器、例えば、窒化ケイ素（ＭＰ１９００℃）、石英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、またはハフニア等の本開示のセラミックを含むもの等のセラミック容器４０５および４０６に、含まれてもよい。制御された受動酸化により、亜硝酸シリコン上に保護ＳｉＯ２層が形成されてもよい。容器は、磁気回路またはＥＭポンプ変圧器ヨーク４０２を囲むチャネル４０５および４０６を備え得る。容器は、対応するローレンツ力に応じて、同期した時変磁場に対して垂直方向の流れの構成要素とポンプ流れの所望の方向を誘導電流に持たせるべく、平坦化された部分４０５を含み得る。交差同期時変磁場は、ＥＭポンプ電磁回路または交流電磁石４０３およびＥＭポンプ電磁ヨーク４０４を含むアセンブリ４０３ｃによって、発生させ得る。磁気ヨーク４０４は、銀を含む容器４０５の平坦部分にギャップを有し得る。ＥＭポンプ変圧器巻線回路４０１ａの電磁石４０１およびＥＭポンプ電磁アセンブリ４０３ｃの電磁石４０３は、単相交流電力供給源または当技術分野で知られている他の適切な電源によって、電力供給され得る。磁石は、所望の電流ベクトル構成要素が存在するように、ループの湾曲部の近傍に配置され得る。変圧器巻線４０１および電磁石巻線４０３に電力を供給する交流電流の位相は、ローレンツポンピング力の所望の方向を維持するべく、同期され得る。変圧器巻線４０１および電磁石巻線４０３の電源は、同じ電源または別の電源であってもよい。誘導電流と磁場（Ｂ）場との同期化は、遅延線構成要素等のアナログ手段によるか、または両方とも当技術分野で既知のデジタル手段を介してなされるものであてもよい。一実施形態では、ＥＭポンプは、閉電流ループ４０５および４０６の両方の電流の誘導を提供し、電磁石およびヨーク４０３および４０４として機能する複数のヨークを備えた単一の変圧器を備えてもよい。単一の変圧器を使用しているため、対応する誘導電流と交流磁場が同相であってもよい。
【０２３０】
一実施形態（図２Ｉ１８４〜２Ｉ１８５）では、誘導電流ループは、入口ＥＭポンプ管５ｋ６、電流ループ４０５のＥＭポンプ管部分、出口ＥＭポンプ管５ｋ６、ならびに、これらの構成要素を含む実施形態では入口上昇管５ｑａおよび注入器５６１の壁を含み得る容器５ｃ内の銀を通る経路を、含み得る。ＥＭポンプは、ＥＭポンプは監視および制御システム、例えば、一次巻線の電流および電圧ならびにポンピングパラメータを使用したＳｕｎＣｅｌｌ発電のフィードバック制御用のものを、含み得る。測定されたフィードバックパラメータの例として、反応セルチャンバ５ｂ３１での温度と、ＭＨＤ変換器での電力とを挙げることが可能である。監視および制御システムは、対応するセンサ、コントローラ、およびコンピュータを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、携帯電話等の無線装置によって監視および制御される少なくとも１つであり得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、データや制御信号を送受信するためのアンテナを備えていてもよい。
【０２３１】
１対のみの電磁ポンプ４００を有するＭＨＤ変換器の実施形態では、各ＭＨＤ戻し用導管３１０が延長され、対応する電磁ポンプ５ｋｋの入口に接続される。この接続は、ＭＨＤ戻し用導管３１０の入力を有するＹ結合等の結合部と、容器底板アセンブリ４０９のボス等の容器の底部のボス３０８とを含み得る。ＭＨＤ変換器を有する加圧ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）を含む実施形態では、ＥＭポンプの注入側、貯留槽、および反応セルチャンバ５ｂ３１は、ＭＨＤ戻し用導管３１０に比べて高圧下で作動する。各ＥＭポンプの入口は、ＭＨＤ戻し用導管３１０のみを含む。接続は、ＭＨＤ戻し用導管３１０の入力と容器の基部のボスとを有するＹ結合等の結合部を備え得るもので、ポンプ出力が容器からＭＨＤ戻し用導管３１０への入口フローからの逆流を防止する。
【０２３２】
ＭＨＤ発電機の一実施形態では、注入ＥＭポンプおよびＭＨＤ戻し用ＥＭポンプは、直流または交流伝導ポンプおよび交流誘導ポンプ等の任意の開示を含み得る。例示的なＭＨＤ発電機の実施形態（図２Ｉ１８４）では、注入ＥＭポンプは、誘導ＥＭポンプ４００を含み得るもので、また、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２は、誘導ＥＭポンプまたは直流伝導ＥＭポンプを含み得る。別の実施形態では、注入ポンプは、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプとしても機能し得る。ＭＨＤ戻し用導管３１０は、容器からの入口よりも低圧位置でＥＭポンプに入力し得る。ＭＨＤ戻し用導管３１０からの入口は、ＭＨＤ凝縮部３０９およびＭＨＤ戻し用導管３１０内の低圧に適した位置で、ＥＭポンプに入り得る。容器５ｃからの入口は、圧力が必要な反応セルチャンバ５ｂ３１動作圧力である位置等、圧力がより高いＥＭポンプ管の位置に入り得る。注入器部５ｋ６１のＥＭポンプ圧力は、少なくとも所望の反応セルチャンバ圧力のものであってもよい。入口は、管および電流ループ部５ｋ６、４０５、または４０６でＥＭポンプに取り付けられ得る。
【０２３３】
ＥＭポンプは多段式ポンプを備える（図２Ｉ１８６〜２Ｉ２０６）。多段式ＥＭポンプは、投入金属の流れ、例えばＭＨＤ戻し用導管３１０からのもの、および、異なるポンプ段での容器５ｃの底からのものを、受け取ることが可能であり、各段は、ＥＭポンプ出口および注入器５ｋ６１からの溶融金属流のみを実質的に前方にのみ許容する圧力に対応する。一実施形態では、多段式ＥＭポンプアセンブリ４００ａ（図２Ｉ１８８）は、誘導電流ループ４０５および４０６を介して変圧器巻線４０１および変圧器ヨーク４０２を含む少なくとも１つのＥＭポンプ変圧器巻線回路４０１ａを備えるとともに、交流電磁石４０３およびＥＭポンプ電磁ヨーク４０４を含む少なくとも１つの交流ＥＭポンプ電磁回路４０３ｃをさらに備える。誘導電流ループは、ＥＭポンプ管部分４０５およびＥＭポンプ電流ループ戻り部４０６を含み得る。電磁ヨーク４０４は、銀等のポンピングされた溶融金属を含む電流ループ４０５の容器またはＥＭポンプ管部の平坦部分にギャップを有し得る。図２Ｉ２０１に示す実施形態では、ＥＭポンプ管部４０５を含む誘導電流ループは、ＥＭポンプ電流ループ戻り部４０６の戻り流のベンドからオフセットして配置された入口および出口を有し、電流および磁束の両方に対して横方向であるローレンツポンピング力を最適化するべく、電磁石４０３ａおよび４０３ｂの磁束に対して誘導電流がより横方向にあるようにする。ポンピングされた金属は、ＥＭポンプ管部４０５で溶融し、ＥＭポンプ電流ループ戻り部４０６で固化する。
【０２３４】
一実施形態では、多段式ＥＭポンプは、電流と金属流の両方に垂直な磁束を供給する複数の交流ＥＭポンプ電磁回路４０３ｃを含み得る。多段式ＥＭポンプは、次の交流ＥＭポンプ電磁回路４０３ｃ段階で圧力が増加する順方向ポンプフローを実現するためのローカルポンプ圧力に入口圧力が適している場所で、電流ループ４０５のＥＭポンプ管部分に沿って入口を受け取ることが可能である。例示的な一実施形態では、ＭＨＤ戻し用導管３１０は、交流電磁石４０３ａおよびＥＭポンプ電磁ヨーク４０４ａを含む第１の交流電磁石回路４０３ｃの前の入口で、電流ループ４０５のＥＭポンプ管部分等の電流ループに入る。容器５ｃからの入口の流れは、交流電磁石４０３ｂとＥＭポンプの電磁ヨーク４０４ｂとを含む、交流ＥＭポンプ電磁石回路４０３ｃの第１のポンプの後および第２のポンプの前に、入ることが可能であり、ここで、ポンプは、各入口から次のポンプ段またはポンプ出口と注入器５ｋ６１とへの所望の流れを維持する電流ループ４０５における溶融金属圧力を維持する。各ポンプ段の圧力は、交流電磁石回路の対応する交流電磁石の電流を制御することによって制御され得る。例示的な変圧器は、シリコン鋼積層変圧器コア４０２を含み、例示的なＥＭポンプ電磁ヨーク４０４ａおよび４０４ｂはそれぞれ、積層シリコン鋼（方向性鋼）シートスタックを備える。
【０２３５】
一実施形態では、セラミックチャネル等のＥＭポンプ電流ループ戻り部４０６は、ＥＭポンプ管の高圧部から低圧部への溶融金属の逆流を防ぎながら、電流ループの電流が完全に閉じるように、溶融金属流制限器を備えてもよく、または固体電気導体で満たされてもよい。固体は、金属、例えば、Ｈａｙｎｅｓ２３０、Ｐｙｒｏｍｅｔ（登録商標）アロイ６２５、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ  Ｌ−６０５アロイ、ＢｉｏＤｕｒ（登録商標）Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ  ＣＣＭ（登録商標）アロイ、Ｈａｙｎｅｓ２３０、３１０ＳＳ、または６２５ＳＳ等の開示のステンレス鋼等を含み得る。固体は、高融点金属を含み得る。固体は、耐酸化性である金属を含み得る。固体は、固体導体の酸化を回避するべく、金属または導電性キャップ層またはイリジウム等の被膜を含み得る。
【０２３６】
一実施形態では、戻り電流経路を提供する一方でシルバーブラックの流れを防ぐ導管４０６の固体導体は、固体の銀等の固体溶融金属を含む。この固体の銀は、導管４０６の少なくとも一部において固体状態を保って４０６導管内の銀の流れを防止するように、導管４０６の経路に沿う１つまたは複数の場所で、銀の融点よりも低い温度を維持することによって維持され得る。導管４０６は、該導管４０６の少なくとも一部の温度が溶融金属の融点より低く維持され得るように、わずかな加熱または断熱材がなくかつ高温部４０５から離れた部分である冷却剤ループ等の熱交換器の少なくとも１つを含み得る。
【０２３７】
一実施形態では、変圧器および電磁石の少なくとも１つの磁気巻線は、変圧器磁気ヨーク４０２および電磁回路ヨーク４０４の少なくとも１つを延長させることにより、金属流を含む電流ループ４０５のＥＭポンプ管部から遠ざかる。こ等の延長により、ＥＭポンプ管４０５の誘導結合加熱等のより効率的な加熱と、変圧器巻線４０１、変圧器ヨーク４０２、および交流電磁石４０３およびＥＭポンプ電磁ヨーク４０４を含む電磁回路４０３ｃの少なくとも１つのより効率的な冷却とのうちの少なくとも１つを可能にする。二段階のＥＭポンプの場合、磁気回路は、交流電磁石４０３ａおよび４０３ｂならびにＥＭポンプ電磁ヨーク４０４ａおよび４０４ｂを含み得る。変圧器ヨーク４０２および電磁ヨーク４０４のうちの少なくとも１つは、鉄またはコバルト等の高いキュリー温度を有する強磁性材料を含み得る。巻線は、セラミック被覆された被覆線、例えばセラミック被覆された被覆線、例えばＣｅｒａｍａｗｉｒｅ  ＨＴ等の高温絶縁線を含み得る。ＥＭポンプ変圧器巻線回路またはアセンブリ４０１ａおよびＥＭポンプ電磁回路またはアセンブリ４０３ｃの少なくとも１つは、直流伝導ＥＭポンプの磁石５ｋ４のうちの１つ等の開示のうちの１つ等の水冷システムを備え得る（図２Ｉ６２〜２Ｉ１８３）。誘導ＥＭポンプ４００ｂの少なくとも１つは、空冷システム４００ｂ（図２Ｉ１９０〜２Ｉ１９１）を備え得る。誘導ＥＭポンプ４００ｂの少なくとも１つは、空冷システム４００ｂを備え得る（図２Ｉ１９０〜２Ｉ１９１）。誘導ＥＭポンプ４００ｃの少なくとも１つは、水冷システムを備え得る（図２Ｉ１９２）。冷却システムは、開示の１つ等のヒートパイプを備え得る。冷却システムは、冷却剤導管として機能するセラミックジャケットを備え得る。冷却剤システムは、負荷または周囲への熱を排除するべく、冷却剤ポンプおよび熱交換器を備え得る。ジャケットは、冷却される構成要素を少なくとも部分的に収容してもよい。ヨーク冷却システムは、内部冷却剤導管を備え得る。冷却剤は水を含み得る。冷却剤はシリコンオイルを含んでもよい。
【０２３８】
例示的な変圧器は、シリコン鋼積層変圧器コアを備える。点火変圧器は、（ｉ）約１０〜１０，０００、１００〜５０００、および５００〜２５，０００巻きの少なくとも１つの範囲内の巻線数と、（ｉｉ）約１０Ｗ〜１ＭＷ、１００Ｗ〜５００ｋＷ、１ｋＷ〜１００ｋＷ、および１ｋＷ〜２０ｋＷの少なくとも１つの範囲内の電力と、（ｉｉｉ）約０．１Ａ〜１０，０００Ａ、１Ａ〜５ｋＡ、１Ａ〜１ｋＡ、および１〜５００Ａの少なくとも１つの範囲内の１次巻線電流とを含み得る。例示的な一実施形態では、点火電流は約６Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲にあり、電流は約１０００Ａであり、従って、５０ターンの巻線は約５００Ｖおよび２０Ａで動作し、１０００Ａで１０Ｖの点火電流を提供する。ＥＭポンプ電磁石は、約０．０１Ｔ〜１０Ｔ、０．１Ｔ〜５Ｔ、および０．１Ｔ〜２Ｔの少なくとも１つの範囲の磁束を含み得る。例示的な一実施形態では、直径約０．５ｍｍの磁石ワイヤが約２００℃未満に維持される。
【０２３９】
合金を形成しない、またはセル動作温度でアルミニウムと反応しないＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）を含む一実施形態では、溶融金属はアルミニウムを含み得る。例示的な一実施形態では、図２Ｉ１８４〜２Ｉ２０６に示すもの等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、石英またはセラミックを含む反応セルチャンバ５ｂ３１およびＥＭポンプ管５ｋ６等の溶融アルミニウム金属に接触している構成要素を含み、ここで、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、誘導ＥＭポンプと誘導点火システムとをさらに備える。
【０２４０】
ＥＭポンプ管は、パンケーキコイルアンテナ等の誘導結合ヒータアンテナで加熱され得る。アンテナは水冷式でもよい。一実施形態では、貯留槽５ｃは、誘導結合ヒータで加熱され得る。ヒータアンテナ５ｆは、貯留槽５ｃの周りに２つの円筒状らせんを備えることが可能であり、これらはさらに、パンケーキコイル等のコイルに接続して、ＥＭポンプ管を加熱し得る。貯留槽の周りの反対のヘリックスの巻き方向は、２つのコイルの磁場を補強するべく、電流が同じ方向になるように、またはヘリックス間のスペースで相殺するべく、反対方向に巻かれてもよい。例示的な一実施形態では、誘導結合ヒータアンテナ５ｆは、各貯留槽５ｃの円周方向に２つのらせんと、ＥＭポンプ管に平行なパンケーキコイルを含む３つの回転の連続セットを含む。図２Ｉ１８２〜２Ｉ１８３、２Ｉ１８６、および２Ｉ１９０〜２Ｉ１９２に示すように、ここで、両方のらせんは時計回りに巻かれ、電流は１つのらせんの上部から下部に流れ、パンケーキコイルに流れ、次に第２のらせんの下部から上部に流れる。電流ループ４０５のＥＭポンプ管部は、集束器、水晶または窒化ケイ素への添加剤等のＥＭポンプ管４０５材料への添加剤、および誘導結合ヒータからのＲＦの吸収を高めるカーボンスリーブ等のポンプ管４０５へのクラッディングのうちの少なくとも１つによって、選択的に加熱されてもよい。一実施形態では、電流ループ４０５のＥＭポンプ管部は、ポンプ管４０５の周りにらせんを含む誘導結合ヒータアンテナまたは抵抗ヒータ線によって選択的に加熱されてもよい。実施形態では、誘導結合ヒータアンテナは、カンタルまたは他の開示等の抵抗ヒータワイヤで置き換えられてもよい。ＭＨＤ戻し用導管３１０、ＥＭポンプ容器供給管４１６、ＥＭポンプ注入供給管４１７の少なくとも１つ等の少なくとも１つの供給管（図２Ｉ１９２〜２Ｉ２０３）は、アンテナが水冷され得る供給管の周りに巻き付けられたアンテナ４１５を含み得る誘導結合ヒータによって、加熱され得る。誘導結合ヒータアンテナ５ｆおよび４１５等で包まれた構成要素は、断熱材の内層を含み得る。誘導結合ヒータアンテナは、対応する構成要素の所望の温度を維持するために、加熱と水冷との２つの機能を果たすことができる。ＳｕｎＣｅｌｌは、構成要素、例えば、ＭＨＤマグネットハウジング３０６ａ、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、構造支持体４１８に取り付けられる電源、センサ、および制御供給管４１９、さらにＥＭポンプ容器供給管４１６に関する４２０およびＥＭポンプ注入供給管４１７等の熱シールドを保護する構造支持体４１８をさらに含んでもよい。
【０２４１】
電流ループ４０５のＥＭポンプ管部は、対応するＥＭポンプ管５ｋ６部分に接続する溶融金属入口および出口チャネルを含み得る（図２Ｉ１８５）。ＥＭポンプ管５ｋ６の入口および出口の各々は、対応する容器５ｃ、入口上昇管５ｑａ、および注入器５ｋ６１に固定され得る。ファスナーは、本開示の継手、ファスナー、またはシールを含み得る。シール４０７ａは、セラミック接着剤を含み得る。継手は、それぞれ、グラファイトガスケット等のガスケットで密封されたフランジを備えてもよい。各容器５ｃは、セラミックであってもよい容器底板に接続された金属酸化物等のセラミックを含み得る。底板接続は、フランジおよびガスケットシールを含むことができ、該ガスケットは炭素を含み得る。底板は、入口上昇管５ｑａが取り付けられた底板４０９ａと、ノズル５ｑを有する注入器管５ｋ６１とを備える容器底板アセンブリ４０９（図２Ｉ１８７）を備え得る。該管は、ボス４０８として容器底板４０９ａの基部を貫通してもよい。容器５ｃからのボス４０８は、カーボン、モリブデン、セラミックボルト等のボルト、およびカーボンガスケット等のガスケットを含むフランジ付き結合部４０７の少なくとも１つによって、誘導型ＥＭポンプ４００のＥＭポンプ管のセラミック入口および出口に接続され得るもので、少なくとも１つのセラミック構成要素を含むユニオンが炭水化物還元温度未満で操作される。他の実施形態では、結合部は、スウェージロック、スリップナット、または圧縮フィッティング等、当技術分野で知られている他のものを含み得る。一実施形態では、点火電流は、正の端子と負の端子とが対向するポンプ管、貯留槽、ボス、結合部のいずれかの導電性構成要素に接続された電源によって、供給される。
【０２４２】
一実施形態では、５ｋ２ａ等の点火バスバーは、貯留槽５ｃ等のウェットシールジョイントの凝固した溶融金属の一部と接触する電極を含み得る。別の実施形態では、点火システムは、誘導システム（図２Ｉ１８６、２Ｉ１８９〜２Ｉ２０６）を備え、電源が導電性溶融金属に供給されてハイドリノ反応の点火を引き起こし、誘導電流、電圧、および電力を提供する。点火システムは、無電極システムを備えてもよく、点火電流が誘導点火変圧器アセンブリ４１０による誘導によって適用される。誘導電流は、ＥＭポンプ４００等のポンプによって維持される複数の噴射器から、交差する溶融の流れを通って流れ得る。一実施形態では、貯留槽５ｃは、貯留槽５ｃの基部間のチャネル等のセラミック交差接続チャネル４１４をさらに備え得る。誘導点火変圧器アセンブリ４１０は、誘導性点火変圧器巻線４１１および誘導点火を備え得る。変圧器ヨーク４１２は、貯留槽５ｃ、複数の溶融金属注入器からの交差する溶融ストリーム、および交差接続チャネル４１４によって形成される誘導電流ループを通って延長し得る。誘導点火変圧器アセンブリ４１０は、ＥＭポンプ変圧器巻線回路４０１ａのそれと同様であり得る。
【０２４３】
一実施形態では、点火電源は、交流、誘導型を含み得るもので、銀等の溶融金属の電流は、銀を通る経時変化する磁場のファラデー誘導によって生じる。時変磁場の供給源は、一次変圧器巻線、誘導性点火変圧器巻線４１１を含んでもよく、また、銀は、少なくとも部分的に、単巻の短絡巻線等、二次変圧器巻線として機能し得る。一次巻線４１１は、交流電磁石を含み得るもので、ここで誘導点火変圧器ヨーク４１２が溶融銀を含む円周伝導ループまたは回路を介して、時変磁場を伝導する。一実施形態では、誘導点火システムは、溶融銀回路を含む二次を通る時間変化する磁束を維持する複数の閉磁気ループヨーク４１２を含み得る。少なくとも１つのヨークおよび対応する磁気回路は、巻線４１１を備え得るもので、巻線４１１を各々が有する複数のヨーク４１２の追加的磁束が誘導電流および電圧を並列に生じ得る。各ヨーク４１２の巻線４１１の一次巻線巻数は、各巻線に印加された電圧から所望の二次電圧を達成するように選択され得るもので、また、所望の二次電流は、対応する巻線４１１を備えた閉ループヨーク４１２の数を選択することによって達成され得るものであり、ここで、電圧はヨークと巻線の数とに依存せず、並列電流が追加される。
【０２４４】
変圧器電磁石は、単相交流電力供給源または当該技術分野で既知の他の適切な電源によって電力供給されてもよい。変圧器周波数は、変圧器ヨーク４１２のサイズを小さくするために増やし得る。変圧器の周波数は、少なくとも約１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、１Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、１０Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、および１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲内であり得る。変圧器電力供給は、ＶＦＤ可変周波数駆動を備えてもよい。貯留槽５ｃは、２つの貯留槽５ｃを接続する交差接続チャネル４１４等の溶融金属チャネルを備え得る。変圧器ヨーク４１２を囲む電流ループは、貯留槽５ｃに含まれる溶融銀、交差接続チャネル４１４、注入器管５ｋ６１の銀、および交差して誘導電流ループを完全に閉じる溶融銀の注入された流れを含み得る。誘導電流ループはさらに、入口上昇管５ｑａ、ＥＭポンプ管５ｋ６、ボス、および注入器５ｋ６１等のＥＭポンプ構成要素の少なくとも１つに含まれる溶融銀を少なくとも部分的に含み得る。
【０２４５】
交差接続チャネル４１４は、容器内の銀等の溶融金属の所望のレベルであり得る。あるいは、交差接続チャネル４１４は、動作中にチャネルが溶融金属で連続的に満たされるように、所望の容器溶融金属レベルよりも低い位置にあってもよい。交差接続チャネル４１４は、貯留槽５ｃの基部に向かって配置されてもよい。チャネルは、誘導電流ループまたは回路の一部を形成し、銀レベルが高い１つの容器からレベルが低い別の容器への溶融金属流をさらに促進して、両方の貯留槽５ｃで望ましいレベルを維持する。溶融金属のヘッド圧力に差があることによって、貯留槽間の金属流がそれぞれのレベルを維持し得る。電流ループは、交差する溶融ストリームと、注入器管５ｋ６１と、貯留槽５ｃの溶融金属の列と、貯留槽５ｃを所望の溶融銀レベルまたは目的のレベルよりも低いレベルで接続する交差接続チャネル４１４とを備え得る。電流ループは、ファラデー誘導によって電流を発生する変圧器ヨーク４１２を囲み得る。別の実施形態では、少なくとも１つのＥＭポンプ変圧器ヨーク４０２は、さらに、誘導溶融変圧器ヨーク４１２を備え、点火溶融金属ループ、例えば貯留槽と交差接続チャネル４１４に含まれる、交差する溶融金属流と溶融金属とによって形成されるものを通して、時変磁場をさらに供給することによって誘導点火電流を発生し得る。貯留槽５ｃおよびチャネル４１４は、セラミック等の電気絶縁体を含み得る。誘導点火変圧器ヨーク４１２は、セラミックカバー等の電気絶縁体および熱絶縁体の少なくとも１つを含み得るカバー４１３を備え得る。ヘリカルコイル等の円周方向に巻かれた誘導結合ヒータアンテナを含み得る貯留槽間を延びる誘導点火変圧器ヨーク４１２の部分は、カバー４１３によって熱的または電気的にシールドされ得る。貯留槽５ｃ、チャネル４１４、およびカバー４１３のうちの少なくとも１つのセラミックは、本開示の１つ、例えば、窒化ケイ素（ＭＰ１９００℃）、溶融石英等の石英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、またはハフニアであり得る。制御された不働態酸化によって、亜硝酸シリコン上に保護ＳｉＯ２層が形成され得る。
【０２４６】
石英部品等のセラミック部品は、炭素、ＳｉＣカーボン、ＳｉＣ石英、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、および他の耐火性不活性金型を使用して形成され得る。一実施形態では、セル構成要素は、当業者に既知の方法、例えばＨｅｌｌｍａ  Ａｎａｌｙｔｉｃｓ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｅｌｌｍａ−ａｎａｌｙｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ａｓｓｅｔｓ／ａｄｂ／３２／３２ｅ６ａ９０９９５１ｄｃ０ｅ２．ｐｄｆ）に従って形成され得るＰｙｒｅｘ（パイレックス（登録商標））を含み得るもので、貯留槽５ｃおよび反応セルチャンバ５ｂ３１等のセル構成要素の内面および外面の２つのミラー対を含む４つのパーツを備える。例示的な一実施形態では、金型は、基部において容器の各半分に半円状のくぼみを形成し得るもので、各半円形のくぼみに中空の管が挿入され、さらに、各容器の２つの半分は、貯留槽４１４を接続するチャネルを形成するように管を収容するために、まとめられる。金型部品と管とを接着または融着させてもよい。
【０２４７】
一実施形態では、交差接続チャネル４１４は、容器の銀レベルを略一定に保つ。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、注入器５ｋ６１の液面下ノズル５ｑをさらに含み得る。各容器５ｃの溶融金属液面レベルが略一定であるため、各液面下ノズルの深さ、したがって注入器噴射によって注入されるヘッド圧力は、本質的に一定のままであり得る。交差接続チャネル４１４を含む実施形態では、入口上昇管５ｑａを取り外して、容器ボス４０８またはＥＭポンプ容器供給管４１６へのポートと交換することが可能である。
【０２４８】
変圧器巻線４０１および４１１、電磁石４０３、ヨーク４０２、４０４、４１２、ならびにＥＭポンプおよび点火システムの少なくとも１つの磁気回路４０１ａ、４０３ａ、４１０の少なくとも１つは、加熱効果を減らすために、誘導結合ヒータのＲＦ磁場からシールドされ得る。このシールドはファラデーケージを含み得る。ケージの壁の厚さは、誘導結合ヒータのＲＦフィールドの表皮深さよりも大きくてもよい。一実施形態では、点火変圧器ヨークまたはコア４１２は、低周波域フィルタによって誘導結合ヒータのＲＦをシールドしてもよい。誘導点火システム４１０を含む実施形態では、点火変圧器ヨーク４１２は、作動中にＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）および貯留槽５ｃのうちの少なくとも１つをさらに冷却するようにさらに機能し得る水冷アンテナ５ｆの近傍によって、少なくとも部分的に冷却され得る。一実施形態では、点火変圧器ヨーク４１２は外部から冷却され得る。例示的な一実施形態では、点火変圧器アセンブリ４１０またはヨーク４１２またはコアの構成要素を含む一次および巻線４１１の少なくとも１つは、構成要素を取り囲むテフロンジャケット等のジャケットによって、断熱および水冷され得る。点火変圧器アセンブリ４１０は、ＲＦ加熱出力からコアをシールドするべく、コア４１２の周りに低周波フィルタ／ファラデーケージをさらに備え得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管４０５、ＭＨＤ戻し用導管３１０、および貯留槽５ｃ等の構成要素は、抵抗ヒータまたは水素炎ヒータ等の火炎ヒータで加熱され得る。ここで、図２Ｉ１９６〜２Ｉ２０３に示すように、電磁石および変圧器の構成要素は、温度に敏感な構成要素（例えば電磁石の巻線およびコアならびに変圧器一次の巻線およびコア）を、ホットゾーンから離すことで、過度の加熱から保護し得る。
【０２４９】
一実施形態では、点火変圧器ヨーク４１２は、機械式、空気圧式、油圧式、電磁式、または当技術分野で知られている他のアクチュエータ等のアクチュエータによって格納可能であってもよい。ヨークは、発電機の加熱中に誘導結合ヒータで取り外され、点火を維持するために使用される。ヨークは、ヨークがそれぞれ取り外されて係合されるときに磁気回路を開閉するべく、端部全体にわたって取り外し可能なバーを備えたＥ字形等の複数の部品を備えてもよい。ヨークは、ＵＩまたはＥＩ型を含み得る。例示的な一実施形態では、点火コア４１２は、始動時に機械的に取り外され、発電機が動作温度に達すると作動する。あるいは、ヒータは、ヨークを著しく加熱しない抵抗ヒータを備えてもよく、ヒータコイルは永久的であってもよい。抵抗ヒータは、加熱される構成要素の周りに巻き付けることができる耐火性抵抗フィラメントまたはワイヤを含み得る。例示的な抵抗ヒータ要素および構成要素は、高温導体、例えば、カーボン、ニクロム、３００シリーズステンレス鋼、インコロイ８００およびインコネル６００、６０１、７１８、６２５、ヘインズ２３０、１８８、２１４、ニッケル、ハステロイＣ、チタン、タンタル、モリブデン、ＴＺＭ、レニウム、ニオブ、およびタングステンを含み得る。フィラメントまたはワイヤは、酸化から保護するために、埋め込み材料に埋め込まれてもよい。フィラメント、ワイヤ、メッシュ等の発熱体は、酸化から保護するべく、真空で操作され得る。例示的なヒータは、最大１４００℃の動作温度が可能であり、高い抵抗率と良好な耐酸化性を有するフェライト−クロム−アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）であるカンタルＡ−１（カンタル）抵抗加熱線を含む。別の例示的なフィラメントは、酸化および浸炭環境に耐性があり、かつ１４７５℃まで操作できる耐熱酸化物被膜を形成するカンタルＡＰＭである。１３７５Ｋおよび１の放射率での熱損失率は２００ｋＷ／ｍ２または０．２Ｗ／ｃｍ２である。１４７５Ｋで動作する市販の抵抗ヒータの電力は４．６Ｗ／ｃｍ２である。加熱は、加熱素子外部の断熱材の使用により、高められ得る。
【０２５０】
一実施形態では、ＥＭポンプに流入する金属ポンプ管５ｋ６および４０５等の構成要素は、金属がポンプを通過するときに金属が固化しないように、金属の融点をはるかに超えて加熱され得る。溶融金属流の過熱は、ポンプ管等のＥＭポンプ構成要素の加熱の要件を取り除くか、または軽減し得る。例示的な一実施形態では、流入する溶融金属の過熱は、誘導結合ヒータまたは抵抗ヒータのアンテナ５ｆによる加熱の必要性を少なくとも部分的に低減し得る。
【０２５１】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、始動時に少なくとも１つの構成要素を加熱するための熱源を備えることができる。熱源は、誘導性ＥＭポンプおよび誘導性点火システムのうちの少なくとも１つのヨークの過度の加熱を回避するために少なくとも１つを選択することができる。熱源は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の熱エネルギー源の実施形態の外部熱交換器への高効率の熱伝達を許容することができる。熱は、ＥＭポンプを含むデュアル溶融金属注入システム等の溶融金属注入システムの溶融金属を維持することができる。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ヒータまたは加熱源、例えば、触媒化学熱源、火炎または燃焼熱源等の化学熱源、耐火フィラメントヒータ等の抵抗ヒータ、加熱ランプおよびハイパワーダイオード光源等の赤外線光源等の放射加熱源、ならびに誘導結合ヒータの少なくとも１つを、備える。
【０２５２】
放射加熱源は、加熱される表面全体にわたって放射エネルギー出力を走査する手段を含み得る。走査手段は、走査ミラーを含み得る。走査手段は、少なくとも１つのミラーを備えてもよく、さらに、当技術分野で既知の機械的、空気圧、電磁気、圧電、油圧、および他のアクチュエータ等の、複数の位置にわたってミラーを移動する手段を備えてもよい。
【０２５３】
ヒータ４１５は、抵抗ヒータまたは誘導結合ヒータであり得る。例示的なヒータ４１５は、１４００℃までの動作温度が可能であり、かつ高い抵抗率および良好な耐酸化性を有するフェライト−クロム−アルミニウム合金（ＦｅＣｒＡｌ合金）であるカンタルＡ−１（カンタル）抵抗加熱線を含む。適切な加熱素子用の追加のＦｅＣｒＡｌ合金は、カンタルＡＰＭ、カンタルＡＦ、カンタルＤ、およびアルクロタールの少なくとも１つである。抵抗ワイヤ要素等の加熱素子は、Ｎｉｋｒｏｔｈａ  ｌ８０、Ｎｉｋｒｏｔｈａ  ｌ７０、Ｎｉｋｒｏｔｈａ  ｌ６０、およびＮｉｋｒｏｔｈａ  ｌ４０の少なくとも１つ等、１１００℃〜１２００℃の範囲で動作するＮｉＣｒ合金を含み得る。あるいは、ヒータ４１５は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、例えば、カンタルスーパー１７００、カンタルスーパー１８００、カンタルスーパー１９００、カンタルスーパーＲＡ、カンタルスーパーＥＲ、カンタルスーパーＨＴ、およびカンタルスーパーＮＣの少なくとも１つを含み得るもので、酸化雰囲気で１５００℃〜１８００℃の範囲で動作し得る。加熱素子は、アルミナと合金化された二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を含み得る。加熱素子は、アルミナ被膜等の耐酸化性被膜を有し得る。抵抗ヒータ４１５の加熱素子は、最大１６２５℃の温度で動作し得るＳｉＣを含んでもよい。ヒータは、その効率および有効性の少なくとも１つを増加させるべく、断熱材を含んでもよい。断熱材は、アルミナシリケートを含む断熱材等、当業者に既知のセラミックを含むことができる。断熱材は、取り外し可能または可逆的の少なくとも一方であってもよい。周囲の周囲または熱交換器等の所望の受け取り側に熱をより効果的に伝達するべく、始動後に断熱材が取り除かれてもよい。断熱材は機械的に取り除かれてもよい。断熱材は、真空対応の真空容器およびポンプを備えてもよく、断熱材は、真空に引くことによって適用され、断熱材は、ヘリウム等の希ガス等の熱伝達ガスを加えることによって反転される。ヘリウム等の熱伝達ガスを追加または排気し得る真空のチャンバは、調整可能な断熱材として機能し得る。
【０２５４】
抵抗ヒータ４１５は、直列および並列有線回路の少なくとも１つによって給電されて、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の異なる構成要素を選択的に加熱し得る。抵抗加熱ワイヤは、少なくとも１つの誘導ＥＭポンプ等の誘導システム、誘導点火システム、および電磁石等の時間変動場を引き起こすシステムによる干渉を防ぐためにツイストペアを備えてもよい。抵抗加熱線は、リンク時間変化磁束が最小化されるように、配向され得る。この加熱線は、閉ループが磁束と平行な面にあるように、配向され得る。触媒化学熱源および火炎または燃焼熱源の少なくとも１つは、プロパンおよび酸素等の炭化水素または水素および酸素等の燃料を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、Ｈ２およびＯ２の化学量論的混合物について供給可能である電解槽を含み得る。電解槽は、Ｈ２またはＯ２の少なくとも１つを別々に供給するべく、ガス分離器を含み得る。電解槽は、高圧電解部、例えば、Ｈ２およびＯ２のうちの少なくとも１つの別個の供給源のためのプロトン交換膜を有するものを、備え得る。電解ユニットは、始動時に電池によって電力供給されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、Ｈ２Ｏ電解からのＨ２およびＯ２ガスのためのガス貯蔵および供給装置を含み得る。ガス貯蔵装置は、Ｈ２Ｏ電気分解に由来するＨ２およびＯ２ガスの少なくとも１つを経時的に貯蔵し得る。時間経過に伴う電解エネルギー出力は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）または電池によって提供され得る。貯蔵は、電池から利用可能な電力よりも高い電力を達成する速度で、ガスを燃料としてヒータに放出され得る。電気分解の効率性は９０％を上回る。触媒上での水素と酸素との再結合  および燃焼は、ほぼ１００％効率的である。
【０２５５】
一実施形態では、加熱装置は、少なくとも１つのパイプ、マニホールド、および少なくとも１つのハウジングを備え、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の少なくとも１つの構成要素の表面で燃料ガスを燃焼させて加熱源とするべく、Ｈ２およびＯ２の少なくとも１つ等の少なくとも１つの燃料または燃料混合物を、触媒が含浸された表面に供給する。水素と酸素との化学量論的混合物の最高温度は、約２８００℃である。加熱される構成要素の表面は、ラネーニッケル、酸化銅等の水素−酸素再結合触媒、または白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、レニウム、ロジウム等の貴金属で被膜されていてもよい。例示的な触媒表面は、Ｐｄ、Ｐｔ、またはＲｕで被膜されたアルミナ、シリカ、石英、およびアルミナ−ケイ酸塩のうちの少なくとも１つである。
【０２５６】
一実施形態では、Ｈ２＋Ｏ２を再結合するもの等の触媒化学的ヒータは、（ｉ）ＳｉＯ２で支持されたＰｔ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、またはＷと、（ｉｉ）ゼオライトで支持されたＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｒｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＧａと、（ｉｉｉ）ムライト、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、および混合酸化物で支持された貴金属、貴金属合金、および貴金属混合物の少なくとも１つとの、少なくとも１つを含み得る。触媒は、Ｐｔ、ＰｄＩｒ、ＲｈおよびＲｕを含むもの等の担持バイメタルを含み得る。例示的なバイメタル触媒は、担持されたＰｄ−Ｒｕ、Ｐｄ−Ｐｔ、Ｐｄ−Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｐｔ−ＲｕおよびＰｔ−Ｒｈである。触媒化学的ヒータは、担持されたＰｔ等の触媒変換器の材料を含み得る。セラミックおよび触媒金属被膜のうちの少なくとも１つは、本開示の方法によって塗布されてもよい。例示的な一実施形態では、溶射または他の被膜技術によってＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素に貴金属が塗布される。一実施形態では、被膜は石英壁や導管等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素に触媒をディップコーティングすることにより適用される。石英は、触媒被膜が適用される前、または被膜が貴金属触媒で含浸される前に、高表面積のＳｉＯ２被膜等の基部コートでプレコートされてもよい。被膜の微粒子を水等の液体に懸濁して、約６０ｗｔ％の水スラリー等のスラリーを形成し、その中にＳｕｎＣｅｌｌ構成要素をディップしてディップ被膜を形成する。ディップ被膜は、複数のディップコーティングの間で熱処理されてもよい。例示的な基部被膜の厚さは、約２００から３００μｍである。貴金属を含む触媒被膜は、金属を水等の液体に溶解または懸濁させ、基部コートをディップコーティングまたはスプレーコーティングすることによって塗布され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素間、またはＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素の領域全体にわたる様々な触媒活性の被膜を選択的に適用することができる。活性の変化は、塗布された対応する表面上で所望の触媒活性を達成するために、部分的なマスキングから完全なマスキングを適用することによって達成され得る。
【０２５７】
化学的ヒータを含む例示的な一実施形態は、図２Ｉ２０４〜２Ｉ２０６に示される。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、Ｈ２＋Ｏ２を提供する高圧プロトン交換膜電解槽等の電解槽４３０に供給する水タンク４２９を備え得る。所望の加熱速度を提供するべく、ガスを表面上に流して反応を保つことが可能である。ガスは、鋳鉄、セラミック、または耐酸化性ステンレス鋼（例えば、ＳＳ６２５）等の耐酸化性のあるハウジング４２７に閉じ込められ得る。ハウジングは、生成物Ｈ２Ｏを除去するための除湿器４２６、凝縮器、またはベントを含んでもよい。水は、水タンク４２９を再利用し、次いで、電解槽４３０に再利用され得るもので、ここで、給水および電解ガスシステムが閉鎖され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ハウジング４２７から熱を除去するべく、少なくとも１つの熱交換器４２８を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、化学的ヒータおよび発電の作動等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の作動を制御するコンピュータおよび制御電子機器４３１を備え得る。作動性能データは、無線で操作者に通信されてもよい。コンピュータおよび制御システム４３１は、携帯電話を含み得る。
【０２５８】
一実施形態では、水素と酸素の可燃性混合物は、Ｈ２＋Ｏ２混合物の爆発を防ぐべく、希釈ガス、例えばアルゴンまたは窒素等の希ガスをさらに含むみ得る。密閉チャンバには、不活性ガス等の希釈爆発抑制ガスを添加してもよく、また、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の所望の加熱速度を維持するべく、Ｈ２＋Ｏ２燃焼ガスは密閉チャンバ内に一定の速度で流れ得る。燃焼ガス流量および分圧を制御するのみならず希釈ガスの同一性および分圧等のガスパラメータを制御することにより、加熱速度が制御され得る。再結合触媒温度、全ガス圧力、および燃焼ガスの分圧等の再結合速度に影響を与える要因を考慮しながら、ガスパラメータを制御することができる。全ガス圧の範囲は、例えば、約０．１気圧〜１００気圧、０．５気圧〜５０気圧、および１気圧〜１０気圧の少なくとも１つであってよい。燃焼ガス圧の範囲は、例えば、約０．１気圧〜１００気圧、０．５気圧〜５０気圧、および１気圧〜１０気圧の少なくとも１つであってよい。爆発を防ぐために、Ｈ２＋Ｏ２の化学量論的混合物を約５モル％以下に保ち得る。例示的な一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の選択された構成要素は、Ｈ２＋Ｏ２の４％化学量論的混合物と希釈ガスとの再結合によって加熱される。例示的な一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の選択された構成要素は、希釈ガスとＨ２＋Ｏ２との４％化学量論的混合物の再結合によって、加熱され得る。燃焼ガスの流量と燃焼ガスおよび希釈ガスを含む混合物の流量との少なくとも１つは、所望の加熱出力を維持するように制御されてもよい。燃焼エネルギーが２８５ｋＪ／ｍｏｌｅである場合、１ワットあたりのＨ２およびＯ２の化学量論的混合物の流量は、少なくとも１Ｊ／ｓ／２８５ｋＪ／ｍｏｌｅ＝３．５マイクロモル／ｓである。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、燃焼ガスと希釈ガスとの少なくとも一方を供給するガス制御システムを備える。ガス制御システムは、バルブ、質量流量コントローラ、コントローラ、センサ、ポンプ、タンク、およびコンピュータのうちの少なくとも１つを含み得る。
【０２５９】
一実施形態では、希釈ガスはヘリウム等の熱伝達ガスを含んでもよい。熱伝達ガスは、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の少なくとも１つから、１１４等のヒータ構成要素を含み得る熱交換器に過剰な熱を伝達し得る。熱伝達は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素を冷却すること、およびＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータの熱交換器１１４の冷却剤を加熱することの少なくとも１つをなし得る。熱伝達を制御するべく、熱伝達ガス圧力を調整され得る。
【０２６０】
火炎もしくは燃焼熱源またはヒータは、加熱する発電機の異なる部分への燃料ガスの流れの分配を制御するべく、対応する流れ導管およびバルブを備えた少なくとも１つのバーナーまたはノズルを含んでもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）火炎ヒータは、燃料をバーナーまたはノズルに供給するガス導管または管を含む一連または複数のバーナーまたはノズルを含むことができる。流量は、バルブ、質量流量コントローラ、コントローラ、センサ、ポンプ、タンク、およびコンピュータによって調整され得る。ガス供給は、空気中で燃焼される水素を含み得る。例示的な一実施形態では、フレームヒータは、Ｈ２を外気に流すための複数のノズルを備え、所望のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素またはＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の一部を加熱する各ノズルで加熱炎を支持するよう点火される。ガス供給は、水素と酸素との化学量論的混合物を含み得る。水素と酸素は別々に供給され、燃焼前または燃焼中に混合されてもよい。または、ＳｕｎＣｅｌｌは、プロパン等の炭化水素を含む燃料供給を含むことができ、燃料供給はさらに酸素を含み得る。炭化水素供給および酸素供給の少なくとも１つは、対応する純粋なガスまたはガスの混合物のタンクを含み得る。一実施形態では、酸素供給は大気を含み得る。ノズルは、加熱される構成要素の表面に向けられてもよい。各ノズルは、火炎を広げるために扇形または当技術分野で既知の別の形等の形状を含んでもよく、それは望ましい分布であり、所望の加熱領域をより均一に覆う。
【０２６１】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、加熱する構成要素の表面にほぼ均一に炎を当てるように分散配置された複数のバーナーを備える。始動時にバーナーが発電機を加熱し得る。各バーナーは、少なくとも１つのタンク等の供給源から、または水電解ユニットから直接、Ｈ２＋Ｏ２の化学量論的混合物の周りを流れる単一のガス供給管によって供給される。ガスは、炎がノズルおよびガス供給管に戻るのを防ぐような方法で流され得る。各バーナーへのガス圧力および流量は、各バーナーノズル出口でのガス速度が、火炎伝播速度、例えば約６ｍ／ｓよりも高くなるように維持され得る。
【０２６２】
一実施形態では、Ｈ２＋Ｏ２ガスの供給源は、酸水素トーチシステム、例えば、Ｈｏｎｇｕａｎｇ  Ｈ１６０ガス酸素水素炎ジェネレータ等の商用ユニットのようなデザインを含むものを、備え得る。１．４８ＶのＨ２Ｏ電解電圧と約９０％の標準的な電解効率とを考えると、必要な電流は１Ｗバーナー当たり約０．７５Ａである。一実施形態では、複数のバーナーは、Ｈ２＋Ｏ２の化学量論的混合物を供給するもの等の一般的なガス供給管によって供給されてもよい。火炎ヒータは、複数のそのようなガス供給管およびバーナーを含んでもよい。供給管とバーナーは適切な構造で配置され、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素の所望の加熱を達成し得る。この構造は、ガス供給管４２４および複数のバーナーまたはノズル４２５を有する、図２Ｉ２０４に示される単一のらせん酸水素炎炎４２３等の少なくとも１つのらせんを含み得る。図２Ｉ２０４にも示されている代替設計では、酸水素炎ヒータ４２３は、加熱されるべきＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の周りの一連の環状リングを達成するために、複数のガス供給管４２４および複数のバーナーまたはノズル４２５を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の良好な加熱表面被覆を与えるためのさらなる例示的な構造は、ＤＮＡのような二重らせんまたは三重らせんである。ＭＨＤ戻し用導管３１０等の線形形状の構成要素は、少なくとも１つの線形バーナー構造によって加熱され得る。
【０２６３】
ヒータは、熱伝達ブロック、ヒートパイプ、ヒートスプレッダ、および当技術分野で既知の他の熱伝達手段等の少なくとも１つの熱伝達手段をさらに含み得る。熱伝達手段は、ＳＳ６２５等の耐食性ステンレス鋼（ＳＳ）および鋳鉄等の高い熱伝導率を有する耐酸化性材料を含み得る。火炎ヒータは、少なくとも１つのバーナーと、火炎がより広い領域をカバーするように複数の位置にわたって少なくとも１つのバーナーを移動または走査する手段とを含み得る。スキャナは、カムと、当技術分野で既知の機械式、空気圧式、電磁式、圧電式、油圧式、およびその他のアクチュエータの少なくとも１つを含み得る。加熱する表面上のバーナーの滞留時間と位置とを制御するべく、動作をプログラムすることが可能である。動作に対応するべく、燃料ガス供給管は自在管を含み得る。バーナーは、加熱されるべきより広い領域にわたって火炎を広げるための火炎スプレッダーを含んでもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）火炎ヒータは、パイロットライトおよび点火器、例えば、スパークギャップ等の電子点火器または電池によって給電され得る抵抗性点火器のうちの少なくとも１つを備え得る。ヒータは、ガスバーナーの周りに断熱材をさらに含み得る。水素燃料または水素酸素混合燃料は、可燃性ガス貯蔵量を制限して安全性を高めるべく、必要に応じて生産されてもよい。水素酸素混合物等の可燃性混合物をバーナーに流す場合、燃焼反応をバーナーガス供給の外部に閉じ込めるべく、バーナーはフラッシュバック防止器を備えてもよい。燃焼加熱の急速加熱能力は、原動機等の停止および始動の用途に適する。
【０２６４】
燃料が化学触媒および燃焼ヒータの少なくとも一方に供給される速度は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素が熱衝撃を受けないようなものとすることが可能である。加熱速度は、ガス流量およびガスの化学量論のうちの少なくとも１つを制御することによって、制御され得る。加熱される各セル構成要素の外面への可燃性ガスまたはガス混合物のガス流量および化学量論を制御するべく、ヒータは、バルブ、流量調整器、流量計、圧力コントローラ、ノズル、コントローラ、およびコンピュータのうちの少なくとも１つを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、熱衝撃に強い素材、例えば石英または石英ガラスを、含み得る。
【０２６５】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、火炎バーナー等の供給源からＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素へ、または構成要素間で熱を伝達する熱伝達手段を備え得る。熱交換器は、受動的に熱を伝達することが可能である。例示的な受動的熱伝達手段は、ヒートパイプまたは等温炉ライナー、例えば、参照により組み込まれるＴｈｅｒｍａｃｏｒｅによって製造されたものを含む（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｈｅｒｍａｃｏｒｅ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ−ｆｕｒｎａｃｅ−ｌｉｎｅｒｓ．ａｓｐｘ）。ヒートパイプは、高温で作動する材料、例えば、カーボン、３００シリーズステンレス鋼、インコロイ８００およびインコネル６００、６０１、７１８、６２５、ヘインズ２３０、１８８、２１４、ニッケル、ハステロイＣ、チタン、タンタル、モリブデン、ＴＺＭ、レニウム、ニオブ、タングステンの少なくとも１つを、含んでもよい。ヒートパイプ内で吸い上げられ得る作動媒体は、ナトリウム、リチウム、または当該技術分野で既知の他の適切な高温媒体を含み得る。
【０２６６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はさらに、少なくとも１つのより高温の構成要素から少なくとも１つの他の構成要素に熱を伝達するべく、熱伝達手段、例えば、熱交換器および熱伝達媒体または冷却剤を含み得る。熱交換器は、火炎ヒータから少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素に熱を伝達し得る。熱伝達媒体または冷却剤は、低融点、高沸点、高熱容量、高伝導率、および高蒸発熱の少なくとも１つの特性を備えた金属を含み得る。例示的な冷却剤は、融点が２９．８℃、熱容量が２５．８６Ｊ／（ｍｏｌＫ）、沸点が２４００℃、および気化熱が２５６ｋＪ／ｍｏｌのガリウムである。熱交換器は、溶融ガリウム等の冷却剤を循環させて構成要素間で熱を伝達しするべく、火炎ヒータ、誘導結合ヒータ、または抵抗ヒータ加熱タンク等の少なくとも１つの加熱タンク、冷却剤ポンプ、および冷却剤ポンプを備え得る。ポンプは、誘導交流タイプまたは開示されたもの別のタイプまたは当該技術分野で既知の電磁ポンプを含み得る。導管は、酸化物セラミック等の酸化耐耐火材料またはＳＳ６２５等の耐酸化性ステンレス鋼を含み得る。加熱されるべきＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の周りに成形および形成される例示的な酸化物導管材料は、石英または溶融シリカである。石英導管等の熱交換器は、加熱されるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素と良好な熱的結合をなすべく、熱または熱伝達ペースト等の熱接触媒体を含み得る。熱伝達ペーストは、耐酸化性であってもよい。石英導管は、高温まで、例えば１６８３℃の軟化温度まで、操作されてもよい。成形および形成は、酸水素トーチを用いてなされてもよい。別の実施形態では、セラミックは、ＺｒＣ、ＨｆＣ、またはＷＣ等の高熱伝導率を有する炭化物あるいはＺｒＢ２等のホウ化物またはＺｒＣ−ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ等の複合物、および最大１８００℃で動作する２０％ＳｉＣ複合材とのＺｒＢ２等の開示されたもの１つを含み得る。一実施形態では、冷却剤は沸騰条件下で操作されてもよい。冷却剤は気化され、導管内を輸送され、加熱される場所で凝縮され得るもので、冷却剤の気化熱が大きいと加熱の効率が増加し、かつ加熱速度が増加する。
【０２６７】
一実施形態では、火炎ヒータからの熱は、対流、放射、および伝導の少なくとも１つによって伝達され得る。熱は炎からＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の構成要素に伝達されて、強制空気または強制冷却ガス対流等の強制ガス対流によって加熱されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータは、ガスダクトシステム、ガス送風機またはサーキュレータ、およびガス状冷却剤を含むもの等の対流熱伝達手段を含み得る。冷却ガスは、ガスダクト内の送風機またはファンによって再循環され得るヘリウムまたはアルゴン等の希ガスを含み得る。
【０２６８】
一実施形態では、抵抗式、バーナー、または熱交換器タイプ等のヒータは、例えば、容器の底部に鋳造され得る内部ウェルを通じて、容器５ｃの内部等のＳｕｎＣｅｌｌ構成要素の内部から加熱され得る。
【０２６９】
点火電流は、約６０Ｈｚ交流のように時間によって変化し得るが、他の特性および波形を有し得るもので、例えば、１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、１０Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚ、および１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの少なくとも１つの範囲の周波数、約１Ａ〜１００ＭＡ、１０Ａ〜１０ＭＡ、１００Ａ〜１ＭＡ、１００Ａ〜１００ｋＡ、および１ｋＡ〜１００ｋＡの少なくとも１つの範囲のピーク電流、ならびに約１Ｖ〜１ＭＶ、２Ｖ〜１００ｋＶ、３Ｖ〜１０ｋＶ、３Ｖ〜１ｋＶ、２Ｖ〜１００Ｖ、および３Ｖ〜３０Ｖの少なくとも１つの範囲のピーク電圧を有する波形であり、ここで、波形は、１％〜９９％、５％〜７５％、１０％〜５０％の少なくとも１つの範囲内にあるもの等のデューティサイクルを含み得る、正弦波、方形波、三角形、または他の所望の波形を含み得る。高周波で表皮効果を最小限に抑えるために、点火システムの４１１等の巻線は、編組、複数撚り線、およびリッツ線の少なくとも１つを備える。
【０２７０】
一実施形態では、点火電流の周波数を制御すると、ハイドリノ反応の反応速度が制御される。誘導点火巻線４１１の電力供給の周波数を制御することにより、点火電流の周波数を制御し得る。点火電流は、時間的に変化する磁場によって引き起こされる誘導電流であり得る。時間変化する磁場は、ハイドリノ反応率に影響を与える可能性がある。一実施形態では、時変磁場の強度と周波数の少なくとも一方を制御することで、ハイドリノ反応率を制御する。時間変化する磁場の強度および周波数は、誘導点火巻線４１１の電力供給を制御することによって制御され得る。
【０２７１】
一実施形態では、点火周波数は、反応セルチャンバ５ｂ３１とＭＨＤチャネル３０８の少なくとも１つでハイドリノ発電に対応する周波数が発生するように調整され得る。約６０Ｈｚの交流等の電力出力の周波数は、点火周波数を制御することによって、制御され得る。点火周波数は、誘導点火変圧器アセンブリ４１０の時変磁場の周波数を変えることによって、調整され得る。誘導点火変圧器アセンブリ４１０の周波数は、誘導性点火変圧器巻線４１１の電流の周波数を変化させることによって調整可能であり、巻線４１１への電力の周波数を変化させ得る。ＭＨＤチャネル３０８の時変電力は、エアロゾル噴流の衝撃波形成を妨げ得る。別の実施形態では、時変点火は時変ハイドリノ発電を駆動し、時変電力出力をもたらし得る。ＭＨＤ変換器は、直流構成要素も含み得る交流電力を出力し得る。交流構成要素は、ＥＭポンプの巻線の少なくとも１つ、例えば、変圧器巻線回路４０１ａおよびＥＭポンプ電磁回路４０３ｃの電磁石の巻線等の変圧器および電磁石の巻線の１つもしくは複数の少なくとも１つに、電力を供給するべく使用され得る。
【０２７２】
ＭＨＤ変換器を備えた加圧ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、重力に依存せずに作動し得る。ＥＭポンプ、例えば４００（二段空冷式ＥＭポンプ４００ｂ等）は、溶融金属入口および出口導管または供給管のパッキングおよび最小化の少なくとも１つを最適化する位置に配置され得る。例示的なパッケージングは、ＥＭポンプがＭＨＤ凝縮部３０９の端部と貯留槽５ｃの基部との間の中間に配置される（図２Ｉ１９３〜２Ｉ１９８）。
【０２７３】
一実施形態では、ＭＨＤノズル３０７を出てＭＨＤチャネル３０８に入る銀蒸気・銀エアロゾル混合物は、大部分の液体画分を含む。ＭＨＤチャネル３０８入口で大部分の液体画分を達成するために、混合物は、ＭＨＤノズル３０７への入口で大部分の液体を含み得る。ハイドリノ反応によって生成された反応セルチャンバ５ｂ３１の熱出力は、ＭＨＤノズル３０７によって大部分が運動エネルギーに変換され得る。ＭＨＤノズル３０７の出口におけるエネルギー貯蔵量の大部分が運動エネルギーであるという条件を達成する一実施形態では、混合物は過半数の液体画分でなければならず、混合物の温度および圧力は、その融点で、溶融金属の温度および圧力に近づく必要がある。混合物の熱エネルギー貯蔵量のより大きな部分を運動エネルギーに変換するには、デラバルノズル等の収縮膨張ＭＨＤノズル３０７の膨張部のノズル面積を大きくする必要がある。混合物の熱エネルギーがＭＨＤノズル３０７で運動エネルギーに変換されると、混合物の温度が下がり、同時に圧力が下がる。低圧状態は、低蒸気密度に対応する。蒸気密度が低いと、断面が減少し、前方の運動量および運動エネルギーが混合物の液体部分に移動する。一実施形態では、ノズル出口の前の液体加速時間を長くするべく、ノズルの長さを増加し得る。一実施形態では、ＭＨＤノズル出口のエアロゾルジェットの断面積が減少され得る。面積の減少は、少なくとも１つの集束磁石、バッフル、および当技術分野で既知の他の手段の１つまたは複数によって達成され得る。面積が減少した集中したエアロゾルジェットにより、ＭＨＤチャネル３０８の断面積が小さくなり得る。ＭＨＤチャネルの電力密度が高くり得る。ＭＨＤ磁石３０６は、磁化されたチャネル３０８の容積が小さいため、より小さくてもよい。
【０２７４】
一実施形態では、ＭＨＤチャネル３０８の入口の混合物の温度は、溶融金属の融点に近い。銀の場合、混合温度は、約９６５℃〜２２６５℃、１０００℃〜２０００℃、１０００℃〜１９００℃、および１０００℃〜１８００℃の少なくとも１つの範囲内であり得る。一実施形態では、銀の液体は、該液体中の熱エネルギーの少なくとも一部を回収するべく、ＥＭポンプ４００、４００ａ、４００ｂ、または４００ｃによって貯留槽５ｃに再循環され得る。
【０２７５】
セラミック部品およびカーボンガスケットを含む結合部を含む一実施形態では、再循環される銀の温度は、セラミックを使用したグラファイトの炭素還元温度とセラミックの構成要素等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の材料の破損温度との少なくとも１つを、下回ってもよい。戻し用導管３１０、電流ループのＥＭポンプ管部４０５、貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、およびセラミック構成要素の間の少なくとも１つのカーボンガスケットフランジ結合部４０７を有するＭＨＤ凝縮部３０９を含む例示的な一実施形態では、銀の温度は約１８００℃〜２０００℃である。一実施形態では、フランジ結合部４０７のボルト穴は、膨張を可能にするべく、スロットが作成され得る。あるいは、石英を含むもの等のＭＨＤ戻し用導管３１０のエルボ等の部分は、それが幾分可鍛性である温度に維持されてもよい。運動エネルギーと熱エネルギーとを含むエアロゾルのエネルギー出力は、ＭＨＤチャネルで電力に変換され得る。エアロゾルの運動エネルギーは、液体のＭＨＤ機構（機構）により電力に変換されてもよい。一部の残留熱エネルギー出力、例えばＭＨＤチャネル３０８内の混合物の蒸気のものは、対応する蒸気に作用するローレンツ力によって、電力に変換され得る。熱エネルギーの変換により、混合温度が低下する。銀蒸気圧は、低い混合温度に対応して低くてもよい。ＭＨＤチャネル３０８は、ノズル３０７からのエアロゾルジェットが凝縮衝撃や乱流などの衝撃を受けないようにするべく、約０．００１トル〜７６０トル、０．０１トル〜１００トル、０．１トル〜１０トルの少なくとも１つの範囲の圧力などの低いバックグラウンド圧力に維持されてもよく、これにより、エアロゾルがＭＨＤチャネル３０８に背圧などの圧力を増加させる。
【０２７６】
一実施形態では、混合物の蒸気分率は、ノズル入口で最小化され、ノズル出口で減少する。蒸気分率は、約０．０１〜０．３、０．０５〜０．２５、０．０５〜０．２０、０．０５〜０．１５、および０．０５〜０．１の少なくとも１つの範囲であってよい。例示的な入口パラメータが圧力２０気圧、速度０ｍ／ｓ、温度３２５３Ｋ、混合物の液体質量分率０．９、音速１３７ｍ／ｓ、マッハ数０、および０ｋＪ／ｋｇ運動エネルギーであると仮定すると、ノズル出口の混合物は、表１に示すものとほぼ同じである。
【０２７７】
【表１】
2021506072.tif 000120
【０２７８】
一実施形態では、蒸気は、ＭＨＤ凝縮部３０９のように、ＭＨＤチャネルの最後で少なくとも部分的に凝縮され得る。熱交換器３１６は、熱を除去して凝縮を引き起こし得る。あるいは、蒸気圧が十分に低く、蒸気を凝縮させないことにより、ＭＨＤ効率が向上し、蒸気がＭＨＤチャネル３０８内の静的平衡圧力を維持する。一実施形態では、ローレンツ力は、ＭＨＤチャネル３０８内の凝縮されていない蒸気の衝突摩擦力よりも大きくなる。ローレンツ力は、磁場強度を増加させることによって望ましいものに増加させられ得る。ＭＨＤ磁石３０６の磁束を増加させてもよい。一実施形態では、磁束は、約０．０１Ｔ〜１５Ｔ、０．０５Ｔ〜１０Ｔ、０．１Ｔ〜５Ｔ、０．１Ｔ〜２Ｔ、および０．１Ｔ〜１Ｔの少なくとも１つの範囲にあってもよい。一実施形態では、銀の蒸気は凝縮され、エネルギー出力が注入器５ｋ６１である二段ＥＭポンプの貯留槽またはＥＭポンプ管に再循環される気化熱によって、銀が加熱され得る。蒸気は、コンプレッサ３１２ａで圧縮されてもよい。コンプレッサは、４００ｃ等の二段ＥＭポンプに接続され得る。
【０２７９】
一実施形態では、銀蒸気／エアロゾル混合物は、ＭＨＤノズル３０７の出口でほぼ純粋な液体に加えて酸素である。銀への酸素の溶解度は、温度が融点に近づくにつれて増加し、該溶解度が銀容積に対して約４０〜５０容積の酸素である（図３）。銀は、出口等のＭＨＤチャネル３０８で酸素を吸収し、液体銀および酸素の両方が再循環される。酸素は、溶融銀に吸収されたガスとして再循環され得る。一実施形態では、反応は酸素を放出し、反応チャンバ５ｂ３１を再生する。融点を超える銀の温度は、熱エネルギー出力の再循環または再生の手段としても機能する。酸素濃度は熱力学サイクルを可能にするように最適化され、ここで再循環された銀の温度がＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の最高動作温度、例えば１８００℃よりも低くなる。例示的な実施形態では、（ｉ）反応セルチャンバ５ｂ３１とＭＨＤノズル３０７との少なくとも一方の酸素圧が１気圧であり、（ｉｉ）ＭＨＤチャネル３０８の出口にある銀がほとんどすべてエアロゾル等の液体であり、（ｉｉｉ）酸素の質量流量が約０．３ｗｔ％であり、さらに、（ｉｖ）ＭＨＤチャネルの出口の温度が約１０００℃であり、ここで、Ｏ２がエアロゾルを加速して１０００℃の銀に吸収される。銀と酸素の混合液は、反応セルチャンバ５ｂ３１に再循環され、ここで、熱力学的サイクルを形成するべく、酸素が放出される。３１２ａ等のガスコンプレッサの要件と、対応する寄生電力負荷とが削減または排除され得る。一実施形態では、酸素圧力は、約０．０００１気圧〜１０００気圧、０．０１気圧〜１００気圧、０．１気圧〜１０気圧、および０．１気圧〜１気圧の少なくとも１つの範囲内であってもよい。酸素は、ＭＨＤチャネル出口３０８に対して、反応セルチャンバ５ｂ３１およびノズル３０７のうちの少なくとも１つ等の１つのセル領域において、より高い分圧を有し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤチャネル出口３０８に対して１つのセル領域（例えば、反応セルチャンバ５ｂ３１およびノズル３０７の少なくとも１つ）で上昇し得るよりも、バックグラウンド酸素分圧を有し得る。例示的な実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１の酸素分圧およびＭＨＤ凝縮部３０９の酸素圧は、それぞれ、約１００気圧および１０気圧である。酸素のはるかに高い熱容量と動作温度での非凝縮性により、エアロゾルジェット加速を実現するために銀蒸気のみを使用するＭＨＤ変換器のサイズに比べて、ＭＨＤノズルのサイズを小さくすることが可能である。
【０２８０】
気液銀−酸素システムを構成する２構成要素作動流体を使用することの有効性を、ノズル出口での銀蒸気の量を最小限に抑えながらエアロゾルの加速を向上させるためのノズル拡張の初期に余分な気相質量を提供する手段として、分析した。ノズル拡張の前後の液相および蒸気相に分布する酸素および銀の例示的なパラメータを表２に示す。
【０２８１】
【表２】
2021506072.tif 000121
【０２８２】
電気変換効率を最大化するために熱力学サイクルは最適化され得る。一実施形態では、蒸気分率を最小化しながら、混合運動エネルギーが最大化される。一実施形態では、熱エネルギー出力の再循環または再生は、ＭＨＤチャネル３０８の出口から反応セルチャンバ５ｂ３１への再循環された銀の温度の関数として達成される。再循環される銀の温度は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）構成要素の最高動作温度（例えば１８００℃）より低く維持されてもよい。別の実施形態では、ローレンツ力は、混合物を冷却して、少なくとも部分的に液相を凝縮させることが可能であり、対応する放出された気化熱は、少なくとも部分的に液相に伝達される。ＭＨＤノズル拡張、ＭＨＤチャネル３０８の拡張、およびＭＨＤチャネル３０８内のローレンツ力冷却の少なくとも１つは、１つまたは複数のＭＨＤノズル３０７出口およびＭＨＤチャネル３０８における混合物の温度を低下させ得る。蒸気の凝縮により放出された熱は、銀に吸収されて、変換へのエネルギー出力損失を伴う温度上昇を維持し得る。凝縮蒸気の気化熱によって加熱された銀は、対応する熱エネルギー出力を再生するために再循環され得る。効率を上げる別の実施形態では、比較的冷たいエアロゾルは、容器５ｃからの導管等の手段により、ＭＨＤノズル３０７またはＭＨＤチャネル３０８等の電力変換構成要素に注入されてもよい。
【０２８３】
一実施形態では、銀エアロゾルは、先細末広ノズル内で、ガス、例えば、酸素および希ガス（例えばアルゴンまたはヘリウム）によって加速される。ＭＨＤ作動媒体は、ＭＨＤチャネルを流れる運動エネルギーと電気伝導性とを有する媒体であり、銀エアロゾル、加速ガス、および銀蒸気を含み得る。作動媒体が酸素と銀を含む場合、作動媒体は、微細液体粒子またはエアロゾルの形態であり得る液体銀に吸収された酸素をさらに含み得る。作動媒体は、コンプレッサ等のポンプによって、ＭＨＤチャネルの最後に再循環され得る（図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７３）。作動媒体中の銀蒸気、液体銀、および加速ガスの少なくとも１つは、ポンプによって再循環されてもよい。液体銀は、作動媒体のほぼすべての種の再循環がコンプレッサ等のガスポンプで再循環され得るように、エアロゾルの形態であってもよい。加速ガスは、液体銀を形成させるか、または銀エアロゾルとして維持されてガスポンプによる再循環を促進し得るべく、酸素を含み得る。酸素等の加速ガスは、作動媒体のモル分率の大部分を含み得る。加速ガスのモル分率は、約５０〜９９モル％、５０〜９５モル％、および５０〜９０モル％の少なくとも１つの範囲内であってよい別の実施形態では、液体銀は、ＥＭポンプ等の開示の１つ等の液体金属ポンプによって再循環させ得る。
【０２８４】
一実施形態では、ループ内に送り込まれる銀への溶解により、酸素を再循環させ得る。銀は、ＭＨＤチャネルの端部で酸素にさらされて酸素を吸収し、酸素を含む銀がポンプで送られ、酸素が反応セルチャンバ５ｂ３１に放出される。酸素を含む銀は、加熱されて反応セルチャンバで酸素を放出し得るもので、また、銀はＭＨＤチャネルの端で酸素を吸収するべく冷却され得る。一実施形態では、セルおよびＭＨＤ変換器内でのオフセットＯ２圧は、例えば、約１気圧〜１００気圧、１気圧〜５０気圧、および１気圧〜１０気圧の少なくとも１つの圧力範囲内に、保たれる。オフセット圧により、ＭＨＤ凝縮部３０９の酸素吸収量が増加し得る。一実施形態では、ＭＨＤノズル３０７およびＭＨＤチャネル３０８の少なくとも１つでの膨張中に凝縮しない有意な銀蒸気の形成を回避するべく、反応セルチャンバ５ｂ３１温度が、一定レベルに保たれる。一実施形態では、粒子の質量が増加する膨張中のエアロゾル粒子上の銀蒸気の凝縮により、凝縮衝撃が回避され得る。粒子サイズと膨張動作条件が維持され、銀のエアロゾル粒子の蒸気凝縮が促進される
【０２８５】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、気液金属分離器、例えば、サイクロン分離器、重力分離器、バッフルシステム、または当業者に既知の別のもの等を、さらに含み得る。液体金属は、ＥＭポンプ３１２等のポンプによって再循環させられ得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、酸素を再循環させるべく、ポンプまたはコンプレッサ、例えば３１２ａを備え得る（図２Ｉ１６７〜２Ｉ７０）。ポンプは、効率を高めるために、蓄熱器およびインタークーラの少なくとも１つを備え得る。ＭＨＤ効率を上げる実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、大気への排気高温Ｏ２および３１２ａ等のコンプレッサへの大気Ｏ２の入力のうちの少なくとも１つを実行するべく、入口ならびに排気および制御システムを備え得る。
【０２８６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、別個の銀吸収脱着ループシステムを備える。銀の吸脱着ループシステムは、電磁液体ポンプおよび熱交換器等のポンプを備え得る。反応チャンバ５ｂ３１とＭＨＤ凝縮部３０９との温度差がサイクルを駆動し得る。一実施形態では、オフセットＯ２圧力がセルおよびＭＨＤ変換器内で保たれる。一実施形態では、吸収脱着ループシステムは、高温の銀が比較的冷たいＭＨＤ凝縮部３０９にポンピングされてＯ２を吸収するときに熱エネルギー出力を回収する向流熱交換器を備え得るもので、吸収された酸素を含む銀は、反応セル区画５ｂ３１にポンプで送られ、Ｏ２を放出する。吸収脱着ループはＭＨＤチャネル内の酸素と銀とのエアロゾル混合物および吸収された酸素を含み得る銀の再循環と並行して動作し得る。一実施形態では、銀吸収脱着ループシステムは、酸素と銀との接触の表面積を増加させて吸収率を増加させる手段を備える。
【０２８７】
一実施形態では、ＭＨＤサイクルは、ＭＨＤノズル部３０７における等エンタルピー膨張を含み、エアロゾルジェットを形成し、ＭＨＤチャネル３０８においてジェットの等圧流を形成する。エアロゾルは、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、または希ガスのうちの少なくとも１つ等の加速器ガスによってノズル３０７内で加速され得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１およびＭＨＤ凝縮部３０９の加速ガスの圧力は、例えば、約２〜１０００気圧、５〜５００気圧、１０〜１００気圧の少なくとも１つの範囲内であり、大気圧より高く、反応の加速ガスの圧力とＭＨＤ凝縮部の圧力との比が１より大きい。圧力比は、約１．５から１０００、２から５００、および１０から２０の少なくとも１つの範囲であり得る。反応チャンバおよびＭＨＤ凝縮部の加速ガスの圧力は、それぞれ１００気圧、１０気圧である。反応チャンバとＭＨＤ凝縮部との少なくとも一方のガス温度は、銀蒸気の場合、金属蒸気圧が低くなる範囲、例えば２２００℃未満であればよい。一実施形態では、銀等の溶融金属と比較した加速ガスのモル分率は、約１〜９５モル％、１０〜９０モル％、および２０〜９０モル％の少なくとも１つの範囲である。より高いモル％の加速ガスは、ＭＨＤノズル３０７の出口でより高いジェット運動エネルギーを提供し得る。
【０２８８】
加速ガスは圧縮して再循環され得る一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、気液金属分離器、例えば、サイクロン分離器、重力分離器、バッフルシステム、または当業者に既知の別のもの等を、さらに含み得る．サイクロン分離器は、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１またはＭＨＤ戻し用ガス貯留槽３１１ａを含み得る。液体金属は、ＥＭポンプ３１２によって再循環され得る。ガスは圧縮前に冷却され得る。ガスを冷却する冷却器は、コンプレッサから反応セルチャンバに流れる際に圧縮ガスに熱を伝達し得る熱交換器を備え得る。熱交換器は、復熱器を備えてもよい。コンプレッサ、例えばＭＨＤ戻りガスポンプまたはコンプレッサ３１２ａ等は、多段コンプレッサと圧縮段の間にあり得る少なくとも１つのインタークーラとのうちの少なくとも１つを含み得る。圧縮は、ほぼ等温で行うことが可能である。一実施形態では、コンプレッサは、少なくとも１つのターボチャージャ等のターボ機構を備える。
【０２８９】
別の実施形態では、ノズル３０７からの流れは銀蒸気を含む。銀蒸気は、溶融金属および加速ガスの少なくとも一方を含む再循環された流れに熱を供給するべく復熱器として機能し得る熱交換器３１６等の凝縮器で、凝縮される。
【０２９０】
銀への酸素の溶解度は、溶存酸素と平衡にある酸素大気圧とともに増加する。銀の酸素の高モル分率は、Ｊ．Ａｓｓａｌ、Ｂ．Ｈａｌｌｓｔｅｄｔ、およびＬ．Ｊ．Ｇａｕｃｋｌｅｒ、「銀酸素システムの熱力学的評価（Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｓｉｌｖｅｒ−ｏｘｙｇｅｎ  ｓｙｓｔｅｍ）」、Ｊ．Ａｍ  Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．、第８０巻（１２）、（１９９７）、３０５４〜３０６０ページに示されるようにすることで、達成され得る。例えば、温度８０４Ｋ、酸素分圧５２６ｂａｒ（５．２６×１０７Ｐａ）、液相の酸素モル分率０．２５では、ＡｇとＡｇ２Ｏとの間には共晶が存在する。一実施形態では、銀に組み込まれた酸素を含むこの共融組成物または類似の組成物は、ＭＨＤ凝縮部３０９から反応セルチャンバ５ｂ３１にポンプで送られ、銀と酸素とを再循環する。液体銀での酸素溶解度の関係は、気体酸素圧の１／４乗にほぼ比例する。一実施形態では、銀への酸素の溶解度は、電場、電位、およびプラズマの少なくとも１つを溶融銀に印加することにより、所定の酸素圧力でのガス状溶媒和によって達成される溶解度を超えて、増加され得る。一実施形態では、溶融銀に電気分解またはプラズマを適用して、液体銀中のＯ２溶解度を増加させることができ、溶融銀は、電解またはプラズマ電極として含み得る。溶融銀に対する電場、電位、プラズマの少なくとも１つの適用、例えば、Ｏ２電解またはプラズマの適用は、Ｏ２が銀に溶解する速度も上昇させ得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、溶融銀への、電場、電位、およびプラズマのうちの少なくとも１つの供給源を含み得る。供給源は、電力源とプラズマエネルギー出力（グロー放電、ＲＦ、マイクロ波プラズマエネルギー出力等）との少なくとも１つを含み得る。溶融銀は、カソード等の電極を含んでもよい。溶融銀または固体銀は、アノードを含んでもよい。酸素は、アノードで還元され、銀と反応して吸収され得る。別の実施形態では、溶融銀は、アノードを含み得る。銀はアノードで酸化され、酸素と反応して酸素を吸収し得る。一実施形態では、プラズマは、Ｏ２分子からのＯ原子の形成を保つ。Ｏ２分子ではなくＯ原子が銀との酸化反応に関与している場合、ＡｇＯおよびＡｇ２Ｏは、非常に低いＯ２圧力でも熱力学的に安定しており、ＡｇＯがＡｇ２Ｏよりも安定し、さらに、Ｏ２分子では不可能と思われるＡｇ２ＯのＡｇＯへの酸化がＡｇＯにとっては熱力学的に可能である。
【０２９１】
ＭＨＤ凝縮部３０９の雰囲気は、非常に低い銀蒸気圧を含み、主に酸素を含み得る。銀蒸気圧は、動作温度が約９７０℃〜２０００℃、９７０℃〜１８００℃、９７０℃〜１６００℃、および９７０℃〜１４００℃の少なくとも１つの範囲内というように低いため、低くなり得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ凝縮部３０９内の銀エアロゾルを除去する手段を備え得る。エアロゾル除去の手段は、サイクロン分離器のような銀のエアロゾルを合体させる手段を含み得る。サイクロン分離器は、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１またはＭＨＤ戻し用ガス貯留槽３１１ａを含み得る。溶存酸素を含む銀は、ポンプが電磁ポンプを含み得るポンピングによって反応セルチャンバ５ｂ３１に再循環され得る。より高い温度と溶融銀に加えられた電界、電位、およびプラズマの少なくとも１つが存在しないこととによって、反応セルチャンバ内の銀から酸素が放出され得る。例示的な実施形態では、低い動作温度、例えば約１２００℃により、ＭＨＤ凝縮部では銀の圧力が非常に低く、さらに、サイクロン分離器が銀のエアロゾルを銀の液体に合体させるために使用され、この液体が負の電極として機能してＯ２を液体の銀に電気分解する。
【０２９２】
一実施形態では、ＭＨＤサイクルは、エアロゾル噴流とＭＨＤチャネル３０８内の噴流の等圧流を形成するべく、ＭＨＤノズル部３０７における等エンタルピー膨張を含む。。エアロゾルは、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、または希ガスのうちの少なくとも１つ等の加速ガスによって、ノズル３０７内で加速され得る。一実施形態では、ＭＨＤ凝縮部３０９内の加速ガスの圧力は、加速ガスのプラズマを保ち得るもので、ここで反応加速器の加速ガスとＭＨＤ凝縮部の加速ガスとの圧力比が１より大きい。圧力比は、約１．５〜１０００、２〜５００、および１０〜２０の少なくとも１つの範囲内であり得る。反応チャンバおよびＭＨＤ凝縮部における酸素加速ガスの例示的な圧力は、それぞれ約１〜１０気圧および０．１〜１気圧の範囲内である。反応セルチャンバは、加速器によって引き起こされたジェット運動エネルギーの対応する増加とともに蒸気相を増加させるべく、一部の放出されたプラズマで保たれたＯとＯ２との対比を含む。一部のＯは、反応セルチャンバ５ｂ３１からＭＨＤ凝縮部３０９への圧力勾配を増加させてジェットの運動エネルギーと変換電力とを増加させるべく、ＭＨＤチャネル３０８およびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つでＯ２に再結合し得る。反応セルチャンバとＭＨＤ凝縮部との少なくとも一方のガス温度は、銀蒸気の場合の２２００℃以下のように、金属蒸気圧が低くなる範囲であればよい。一実施形態では、銀等の溶融金属と比較した酸素等の加速ガスのモル分率は、約１〜９５モル％、１０〜９０モル％、および２０〜９０モル％の少なくとも１つの範囲内である。より高いモル％加速ガスは、ＭＨＤノズル３０７の出口でより高いジェット運動エネルギーを提供し得る。
【０２９３】
反応セルチャンバの雰囲気が酸素と銀粒子のエアロゾルの形成を促進する銀のエアロゾルとである場合を検討してみる。一実施形態では、エアロゾルは、銀またはガリウムのナノ粒子等の溶融金属ナノ粒子を含み得る。この粒子は、約１ｎｍ〜１００ミクロン、１ｎｍ〜１０ミクロン、１ｎｍ〜１ミクロン、１ｎｍ〜１００ｎｍ、および１ｎｍ〜１０ｎｍの少なくとも１つの範囲内の直径を有し得る。粒子が懸濁ガスの平均自由行程と比較して小さいナノ粒子を含む場合、銀粒子は自由分子領域にある。数学的には、
【数１１９】
2021506072.tif 000122
によって与えられるクヌーセン数Ｋｎは、Ｋｎ＞＞１であり、λは浮遊酸素ガスの平均経路であり、ｄＡｇは銀粒子の直径である。Ｌｅｖｉｎｅ［Ｉ．Ｌｅｖｉｎｅ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ、ニューヨーク、（１９７８）、４２０〜４２１頁］の後、直径ｄＢおよびモル分率ｆＢの第２のガスＢと衝突する直径ｄＡのガスＡの平均経路λＡは、
【数１２０】
2021506072.tif 000123
によって与えられる。
【０２９４】
ガスパラメータが６０００Ｋの温度Ｔ、５気圧（５×１０５Ｎ／ｍ２）の圧力Ｐ、０．０２のガス分率ｆＯ２に対応する２モル％の酸素、および０．９８の銀ガス画分ｆＡｇに対応する９８モル％の銀である場合、式（６７）によって与えられる分子径ｄＯ２が２．７６×１０−１０ｍの懸濁ガス酸素と直径ｄＡｇが２．５×１０−９ｍの銀粒子とが衝突する平均経路λＯ２は、
【数１２１】
2021506072.tif 000124
で与えられる。式中、ｋＢはボルツマン定数である。分子領域は、直径２．５ｎｍの銀のエアロゾル粒子で満たされる。この領域では、粒子はガス分子との弾性衝突によって浮遊ガスと相互作用する。それによって、粒子はガス分子と同様の挙動を示し、ガス分子と粒子とが連続的かつランダムな動きをする。粒子が衝突しても、運動エネルギーの損失や増加はみられず、また、平均運動エネルギーが粒子と分子との両方で同じであり、さらに、平均運動エネルギーが一般的な温度の関数である。
【０２９５】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器の作動媒体は、銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子の混合物と、キャリアまたは膨張補助ガスとして機能する少なくとも１つおよびナノ粒子の安定性を形成または維持することを補助する少なくとも１つとして機能し得る酸素ガス等のガスとを、含む。別の実施形態では、作動媒体は金属ナノ粒子を含み得る。ナノ粒子の雰囲気は、セルおよびプラズマの温度の少なくとも１つを、ナノ粒子の蒸気圧を、例えば、約１〜１００気圧、１〜２０気圧、および１〜１０気圧の少なくとも１つの範囲内内の所望の蒸気圧に維持する温度よりも高く維持することによって、維持され得る。セルおよびプラズマ温度の少なくとも１つは、１０００℃〜６０００℃、１０００℃〜５０００℃、１０００℃〜４０００℃、１０００℃〜３０００℃、および１０００℃〜２５００℃の少なくとも１つの範囲内であり得る。
【０２９６】
遊離分子領域におけるＯ２と銀ナノ粒子の温度が同じである実施形態では、理想的なガス方程式は、ノズル拡張における混合ガスの加速の推定に適用される。ナノ粒子のランダムな運動エネルギーは、Ｏ２とナノ粒子の混合物の所定の温度でＯ２とほぼ同じである。理想気体の法則に従う質量ｍの分子またはナノ粒子の二乗平均平方根（ＲＭＳ）速度ｖＲＭＳは、
【数１２２】
2021506072.tif 000125
によって与えられる。
【０２９７】
２０００ＫでＯ２の場合、
【数１２３】
2021506072.tif 000126
によって与えられる。
【０２９８】
２０００Ｋで３４５の銀原子のナノ粒子の場合、
【数１２４】
2021506072.tif 000127
によって与えられる。
【０２９９】
例示的なＭＨＤ熱力学的サイクルでは、７０モル％のＯ２〜３０モル％の銀ナノ粒子ガスがノズル膨張を受け、さらに、結果として生じるジェットの運動エネルギーがＭＨＤチャネルで電力に変換される。ナノ粒子は、ＭＨＤチャネルの最後で銀の液体に合体し、０．２ｗｔ％のＯを吸収し、電磁ポンプは、混合液をポンピングして反応セルポンプに送り返す。放出されたＯ２の存在下で、ハイドリノ反応は、高温高圧の７０モル％のＯ２−３０モル％の銀ナノ粒子ガスを形成し、ノズル入口に流し込む。対応するナノ粒子パラメータ分析では、銀は０．２ｗｔ％溶液を形成し、この溶液は０．００２／ＭＷ  Ｏ／（０．９９８／ＭＷ  Ａｇ）＝０．０１３５原子Ｏから原子Ａｇに対応する銀を有する。
銀ナノ粒子をガスとして処理してＯ２を７０モル％にするには、各ナノ粒子は、２×７０／３０／０．０１３５原子ＤＯから原子Ａｇ＝３４５銀原子／ナノ粒子の原子を含む必要がある。
対応する体積は、３４５原子×１モル／６×１０２３原子×１０８ｇ／モル×１ｃｍ３／１０．５ｇ＝６×１０−２１ｃｍ３、ナノ粒子の直径Ｄは、Ｄ＝２×（６×１０−２１ｃｍ３×３／（４π））１／３＝２．２５×１０−７ｃｍ＝２．２５ｎｍであり、これは自由分子領域である。一実施形態では、ナノ粒子の直径が１／１０の大きさになるように、Ｏ２圧力を上げて２ｗｔ％Ｏ溶解度を達成する。一実施形態では、ノズル拡張の熱力学に関する分子として振る舞うように、金属ナノ粒子のサイズが制御される。
【０３００】
注入により反応セルチャンバに銀が入ると銀に溶解していたことから放出される２モル％の酸素を含む銀エアロゾルを反応セルチャンバ雰囲気が含み、かつ分子領域で気体としてエアロゾル粒子が振る舞う場合、理想気体の法則で与えられるガス１モルあたりの反応セルチャンバの体積Ｖ’は、
【数１２５】
2021506072.tif 000128
である。
【０３０１】
一実施形態では、銀やガリウムのナノ粒子等の溶融金属ナノ粒子を含む混合ガスの、先細末広ノズルでの加速は、先細末広ノズルでの理想ガス／蒸気の等エントロピー膨張として扱われてもよい。よどみ点温度Ｔ０、よどみ点圧力ｐ０、ガス定数Ｒｖ、および比熱比ｋとすると、熱力学的パラメータは、ＬｉｅｐｍａｎｎおよびＲｏｓｈｋｏの方程式［Ｌｉｅｐｍａｎｎ、Ｈ．Ｗ．およびＡ．Ｒｏｓｈｋｏ、Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｇａｓ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ、Ｗｉｌｅｙ（１９５７）］を用いて計算され得る。よどみ音速ｃ０と密度ρ０は
【数１２６】
2021506072.tif 000129
によって与えられる。ノズルスロート条件（マッハ数Ｍａ＊＝１）は、
【数１２７】
2021506072.tif 000130
によって与えられる。式中、ｕは速度、ｍは質量流量、Ａはノズルの断面積である。ノズルの出口条件（出口マッハ数＝Ｍａ）は
【数１２８】
2021506072.tif 000131
によって与えられる。ナノ粒子の分子量が大きいため、ＭＨＤ変換パラメータは液体ＭＨＤのパラメータに類似しており、ＭＨＤ作動媒体は密度が高く、気体の膨張に比べて低速で移動する。
【０３０２】
一実施形態では、反応セル隔離５ｂ３１の雰囲気は、パラメータ、例えば、酸素分圧、全圧、温度、希ガスを酸素、水素、水蒸気の少なくとも１つに加えて添加する等のガス組成、および分子領域にあるほど十分に小さいサイズのエアロゾル粒子の形成を促進するハイドリノ反応の流量によって、保たれる。一実施形態では、銀等の懸濁ガスおよび銀粒子等の粒子の少なくとも１つを帯電させて、ガス混合物が分子領域挙動を示すように化学種間の衝突を抑制し得る。銀は、粒子の帯電を容易にするべく、添加剤を含んでもよい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ナノ粒子流をサイズで分離するべく、サイズ選択手段を含んでもよい。サイズ選択手段は、ノズル３０７入口への分子領域の挙動に適したサイズであるナノ粒子流を選択的に維持し得る。分子領域サイズの粒子を選択するサイズ選択手段は、サイクロン分離器、重力分離器、バッフルシステム、スクリーン、熱泳動分離器、またはノズル３０７への入口の前の電場または磁場分離器等の電場を含み得る。熱泳動の場合、大きな粒子は、正の熱拡散効果を示し得るもので、大きなナノ粒子がプラズマの高温の中央領域からより低温反応チャンバセル５ｂ３１に移動する。プラズマは、高温の中央部分からノズル入口に流れるように選択的に方向付けられるか、または導管で送られてもよい。
【０３０３】
ナノ粒子は、ハイドリノ反応の強い局所エネルギー出力密度による金属の気化によって形成され、反応セルチャンバ５ｂ３１の１つの部分で、周囲圧力での金属の沸点より低い温度になり得る反応セルチャンバの別の冷却器部で急速に冷却される。一実施形態では、銀またはガリウムのナノ粒子等のナノ粒子は、酸素を含む雰囲気中での金属の蒸発および凝縮によって形成され得、酸化物層がナノ粒子の表面上に形成され得る。酸化物層は、エアロゾル状態でのナノ粒子の合体を防ぎ得る。酸化物層は、エアロゾル状態でのナノ粒子の合体を防ぎ得る。ナノ粒子のサイズを制御するべく、酸素濃度、金属蒸発率、反応セル温度および圧力、ならびに温度および圧力勾配の少なくとも１つを制御し得る。サイズは、ナノ粒子が分子領域のサイズになるように制御し得る。ナノ粒子はＭＨＤ部３０７で加速され、対応する運動エネルギーはＭＨＤチャネル部３０８で電力に変換され、ナノ粒子はＭＨＤ凝縮部３０９で合体させられる。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、凝縮部に合体面を含み得る。ナノ粒子は、合体表面に影響を与え、合体し、吸収された酸素を含む可能性のある結果として得られる液体金属は、ＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２に流れ込み、反応セルチャンバ５ｂ３１にポンプで送られる。
【０３０４】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、金属ナノ粒子上の酸化物被覆を少なくとも部分的に還元するための還元手段を含み得る。還元は、ナノ粒子が凝固または合体することを可能にし得る。この合体により、得られた液体がＭＨＤ戻し用ＥＭポンプ３１２によって反応セルチャンバ５ｂ３１に送り返され得る。還元手段は、水素プラズマまたは原子状水素の化学的解離剤供給源等の原子状水素供給源を含み得る。プラズマ供給源は、グロー、アーク、マイクロ波、ＲＦ、または本開示の、もしくは当技術分野で既知の他のプラズマ供給源を含み得る。水素プラズマ供給源は、高圧、例えば開示の１つ等の１つの雰囲気で、動作し得る複数のマイクロホローカソードを含むグロー放電プラズマ供給源を含み得る。原子状水素供給源として機能する化学的解離剤は、セラミック支持貴金属水素解離剤、例えば本開示の１つ等のアルミナまたはシリカビーズ上のＰｔを含み得る。化学的解離剤は、Ｈ２＋Ｏ２を再結合させ得る。水素解離剤は、（ｉ）ＳｉＯ２で支持されるＰｔ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、またはＷ、（ｉｉ）ゼオライトで支持されるＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｒｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、ならびに（ｉｉｉ）ムライト、ＳｉＣ、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、および混合酸化物で支持された貴金属、貴金属合金、および貴金属混合物の少なくとも１つのうちの少なくとも１つを含み得る。水素解離剤は、Ｐｔ、ＰｄＩｒ、ＲｈおよびＲｕを含むもの等の担持バイメタルを含んでもよい。水素解離剤の代表的なバイメタル触媒は、Ｐｄ−Ｒｕ、Ｐｄ−Ｐｔ、Ｐｄ−Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｐｔ−ＲｕおよびＰｔ−Ｒｈに担持される。触媒水素解離剤は、担持されたＰｔのような触媒変換器の材料を含み得る。低減手段は、ＭＨＤ凝縮部３０９およびＭＨＤ戻し用貯留槽３１１の少なくとも一方に配置されてもよい。
【０３０５】
一実施形態では、ＭＨＤ部３０７で加速されるエアロゾルは、気体の混合物、例えば、分子領域における酸素、Ｈ２、および希ガス、銀またはガリウムのナノ粒子、ならびに、直径約１０ｎｍ〜１ｍｍの銀またはガリウム粒子等の大きな粒子の少なくとも１つを含み得る。分子領域のガスとナノ粒子の少なくとも１つとがキャリアガスとして働き、分子領域のガスとナノ粒子との少なくとも１つがＭＨＤノズル部３０７で加速するときに、より大きな粒子を加速する。分子領域のガスとナノ粒子とは、反応セルチャンバ５ｂ３１において圧力の高い運動エネルギー変換を達成するのに十分なモル分率とエアロゾル混合物の熱エネルギー貯蔵量とを含み得る。分子領域におけるガスとナノ粒子とのモルパーセントは、約１％〜１００％，５％〜９０％，５％〜８０％，５％〜７０％，５％〜６０％，５％〜５０％，５％〜４０％，５％〜３０％，５％〜２０％，そして５％〜１０％の少なくとも１つの範囲内であり得る。
【０３０６】
一実施形態では、ナノ粒子は、熱泳動または熱勾配の少なくとも１つと、電場および磁場の少なくとも１つ等の電磁場とによって輸送される。ナノ粒子は、電場が有効になるように帯電され得る。帯電は、制御された酸素添加により酸化物被覆等の被覆を適用することによって達成され得る。
【０３０７】
一実施形態では、ＭＨＤ凝縮部３０９の周囲雰囲気の導電率が電界、電位、またはプラズマが酸素ガスに適用されて酸素が銀に吸収されて反応セルチャンバに再循環されるようなものとなるように、銀エアロゾルの少なくとも１つが合体し、さらにハイドリノ反応プラズマがＭＨＤ凝縮部３０９では維持されない。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＭＨＤ凝縮部３０９で蒸気相に放電を適用する手段を含んでもよい。放電は、グロー、アーク、ＲＦ、マイクロ波、レーザー、およびＯ２を原子Ｏに解離することができる当技術分野で既知の他のプラズマ形成手段または放電の少なくとも１つを含み得る。放電手段は、放電エネルギー出力供給またはプラズマ発生器、放電電極または少なくとも１つのアンテナ、ならびに液体電極貫通部または誘導結合電力コネクタ等の壁貫通の少なくとも１つを含み得る。別の実施形態では、原子状酸素の供給源は、高熱発生器を含み得るもので、ここで、Ｏ２が銀の膜の表面に吸収され、膜を介して拡散して原子Ｏに解離し、反対側の表面上にＯ原子を提供する。酸素原子は脱離し、次に溶融銀に吸収され得る脱着の手段は、低エネルギー電子ビームを含み得る。
【０３０８】
一実施形態では、マイクロホローカソード放電により高圧グロー放電が維持され得る。マイクロホローカソード放電は、約１００ミクロンの直径の開口部を持つ２つの間隔の狭い電極間で維持され得る。例示的な直流放電は、ほぼ大気圧まで維持され得る。一実施形態では、高ガス圧の大容量プラズマは、並行して動作する個々のグロー放電の重ね合わせによって維持され得る。プラズマ中の電子密度は、イオン化ポテンシャルの低いセシウム等の金属等の種を追加することにより、所定の電流で増加させられ得る。電子密度の増加は、レニウム金属および他の電子銃熱電子放出体、例えば、トリエーテッド金属またはセシウム処理金属等の電子が熱放出されるフィラメント材料等の化学種を追加することによっても、なされ得る。一実施形態では、プラズマ電圧は、プラズマ電流の各電子が銀のエアロゾル粒子、加速ガス、あるいはセシウム蒸気等の追加ガスまたは化学種の少なくとも１つと衝突することによって複数の電子を生成するようにして、上昇する。プラズマ電流は、直流または交流のうちの少なくとも１つであり得る。交流電源は、ＭＨＤ凝縮部の吸気の外側と内側とで、それぞれ誘導電源と受け取り側とにより伝達される。
【０３０９】
一実施形態では、ＭＨＤ変換器は、酸素が銀に吸収されてから反応セルチャンバ５ｂ３１に再循環されるように滞留時間と銀面積との少なくとも１つを増やすべく、ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１またはＭＨＤ戻し用ガス貯留槽３１１ａのような容器を含み得る。容器のサイズは、所望の酸素吸収を達成するように選択され得る。ＭＨＤ戻し用貯留槽３１１またはＭＨＤ戻し用ガス貯留槽３１１ａは、サイクロン分離器をさらに含み得る。サイクロン分離器は、銀のエアロゾル粒子を合体させ得る。容器は、電解またはプラズマ放電ポンプを含み得る。
【０３１０】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、銀またはガリウムのナノ粒子等の金属ナノ粒子上の酸化物被膜を少なくとも部分的に低減する手段を含み得る。酸化物コートの部分的な除去は、ＭＨＤ凝縮部３０９等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の所望の領域でのナノ粒子の合体を促進し得る。粒子を水素と反応させることにより、還元が達成され得る。少なくとも部分的な還元を達成するべく、制御された圧力と温度とで、水素ガスをＭＨＤ凝縮部に導入し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、水素を含むプラズマを維持して酸化物被膜を少なくとも部分的に還元する本開示の手段を含み得る。水素還元されない追加の酸素は、融合した溶融金属に吸収され、反応セルチャンバ５ｂ３１に戻り、ナノ粒子の表面酸化物の形成および還元の循環に酸素を供給する。
【０３１１】
ハイドリノの形成で放出されるエネルギーにより、式（１）および（５）で予測される観測結果は、高速Ｈ＋の再結合による高速の励起状態のＨ原子の形成であり、高速原子が５０ｅＶを超えるバルマーα線の広がりを生じさせ、特定の混合水素プラズマにおける異常に高い運動エネルギー水素原子の集団を明らかにする。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、高速Ｈ原子の形成を促進するべく、０．１トル〜１０トルの範囲内というような低圧等の条件下で、操作される。高速Ｈ原子は、ＭＨＤノズル部３０７内のエアロゾルの膨張において銀のエアロゾル粒子を加速して伝導性のエアロゾルジェットを形成するキャリアガスとして機能し得る。このジェットの運動エネルギーは、ＭＨＤチャネル３０８で電力に変換され得る。
【０３１２】
別の実施形態では、ＭＨＤサイクルは、ガリウム金属と水素および窒素のうちの少なくとも１つ等の溶融ガリウムに吸収されるガスとを、ＭＨＤ作動媒体として含み得る。水素は、ＭＨＤ凝縮部３０９のガリウムに吸収され得る。溶融ガリウムにおける水素および窒素の少なくとも一方の吸収は、プラズマによって増強され得る。プラズマは、開示されたプラズマ供給源によって維持されてもよい。ガリウムと吸収されたガスとの混合物は、反応セルチャンバ５ｂ３１にポンピングにより送り戻されて解放され、加速ガスとして機能することでＭＨＤノズル部３０７においてガリウムエアロゾルジェットを発生させる。ポンピングは、電磁ポンプ（３１２等）、機械式ポンプ、または本開示の別のポンプで達成され得る。水素ガスは、ハイドリノを形成するための反応物としても機能し得る。
【０３１３】
一実施形態では、発電機の少なくとも１つの構成要素はセラミックを含んでもよく、該セラミックは、少なくとも１つの、金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素、および、Ｌｉ２Ｏ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＬＡＳシステム）、ＭｇＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＭＡＳシステム）、ＺｎＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＺＡＳシステム）等のガラスセラミックを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のセラミック部品は、開示の手段、例えば、２つ以上のセラミック部品のセラミック接着剤、金属部品へのセラミックのろう付け、スリップナットシール、ガスケットシール、ウェットシールによって、結合され得る。ガスケットシールは、ガスケットでシールされた２つのフランジを備えてもよい。フランジは、ボルト等の留め具と一緒に引き抜かれる。スリップナットジョイントまたはガスケットシールは、カーボンガスケットを含み得る。ナット、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、容器底板５ｂ８、および下半球５ｂ４１の少なくとも１つは、炭化および炭化物形成等に耐性のある材料、ならびにニッケル、炭素、およびＳＳ  ６２５またはＨａｙｎｅｓ２３０ＳＳ等の炭化に耐性のあるステンレス鋼（ＳＳ）を含み得る。ＥＭポンプアセンブリとセラミック容器との間のスリップナットジョイントは、ねじ込みカラーと、ＳＳ６２５またはＨａｙｎｅｓ２３０ＳＳ等の炭化耐性ステンレス鋼（ＳＳ）を含むナットと、グラファイトガスケットとを含むＥＭポンプアセンブリ５ｋｋを備え得るもので、ナットがカラーにねじ込まれ、そのガスケットに対して締め付けられる。ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋと貯留槽５ｃとの間のフランジシール結合部は、ボルト穴のある貯留槽ー底板５ｂ８、ボルト穴のあるフランジを持つセラミックコンテナー、およびカーボンガスケットを備える。容器底板を有するＥＭポンプアセンブリは、ＳＳ  ６２５またはＨａｙｎｅｓ２３０ＳＳ等の炭化耐性ステンレス鋼（ＳＳ）を含み得る。容器のフランジは、カーボンまたはグラファイトのガスケットに対して締め付けられたボルトによって、底板５ｂ８に固定され得る。一実施形態では、カーボンガスケット等のカーボンと、ＭＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、またはＺｒＯ２等の酸化物を含む容器（例えば酸化物容器５ｃ）を含む部品との間の炭素還元反応は、酸化物を含む接合部を、炭素還元反応温度よりも低い１つの非反応温度で炭素と接触させて維持することによって回避される。一実施形態では、ＭｇＯ炭素還元反応温度が約２０００〜２３００℃の範囲を超える。
【０３１４】
例示的な実施形態では、ジルコニアまたはアルミナ等の酸化物セラミック等のセラミックは、Ｍｏ−Ｍｎ等の合金で金属化され得る。２つの金属化セラミック部品をろう付けで接合され得る。金属化セラミック部品とＥＭポンプバスバー５ｋ２等の金属部品をろう付けで接続され得る。金属化は、酸化から保護するべく、被膜され得る。例示的な被膜は、水酸化剤の場合にはニッケルおよび貴金属を含み、酸素の場合には貴金属を含む。例示的な実施形態では、アルミナまたはジルコニアのＥＭポンプ管５ｋ６は、ＥＭポンプバスバー５ｋ２の貫通部で金属化され、ＥＭポンプバスバー５ｋ２は、ろう付けによって金属化されたＥＭポンプ管貫通部に接続される。別の例示的な実施形態では、ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ、ＥＭポンプ５ｋａ、ＥＭポンプ管５ｋ６、入口上昇管５ｑａ、注入ＥＭポンプ管５ｋ６１、貯留槽、ＭＨＤノズル３０７、およびＭＨＤチャネル３０８の少なくとも２つのリストの部分をセラミック接着剤で接着され得る。セラミック部品は、本開示の方法または当技術分野で既知の方法を使用して製造され得る。セラミック部品は、粉末から成形、鋳造、または焼結されてもよく、あるいは、接着剤で接着またはねじ込まれてもよい。一実施形態では、構成要素はグリーンセラミックで製造され、焼結され得る。例示的な実施形態では、アルミナ部品を一緒に焼結してもよい。別の実施形態では、複数の部品が未加工部品として製造され、組み立てられ、共に焼結されてもよい。部品の寸法および材料は、部品の収縮を補償するように選択され得る。
【０３１５】
一実施形態では、セラミックのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）部品（ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣの少なくとも１つを含む部品等）は、構成要素の粉末の化学量論的混合物をボールミル粉砕し、金型で所望の形状に成形し、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）またはスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）等の方法で焼結することによって、形成され得る。セラミックは、比較的高い密度を有し得る。一実施形態では、ＥＭポンプ管５ｋ６等の中空部品は、中空部品用のバルーンを使用して鋳込み成形され得る。鋳造後にバルーンを収縮させ、部品を焼結することが可能である。あるいは、部品を３Ｄ印刷で製造してもよい。下半球５ｂ４１および上半球５ｂ４２の少なくとも一方等の部品を、スリップキャストしてもよく、さらに、貯留槽５ｃ等の部品を、押し出しおよびプレスの少なくとも一方によって成形してもよい。他の製造方法には、噴霧乾燥、注入成形、機械加工の少なくとも１つが含まれる。
【０３１６】
一実施形態では、炭化物セラミック部品は、ジルコニウムまたはシリコン等の対応する金属と反応してそれぞれＺｒＣまたはＳｉＣ部品を作るグラファイトとして製造されてもよい。異なるセラミックを含む部品は、本開示の方法または当該技術分野で既知の方法、例えば、ねじ切り、接着、湿式封止、ろう付け、およびガスケット封止によって互いに接合されてもよい。一実施形態では、ＥＭポンプ管は、互いに接着された管部とエルボ、およびバスバータブ５ｋ２を含み得る。例示的な一実施形態では、接着されたＥＭポンプ管部品は、ＺｒＣを形成するべく、Ｚｒ金属と反応するＺｒＣまたはグラファイトを含み得る。あるいは、部品は、ＺｒＢ２または同様の非酸化導電性セラミックを含み得る。
【０３１７】
一実施形態では、ＭＨＤ電極３０４および対応するバスバーの少なくとも１つは、耐酸化性のある導体を含み得る。導体は、貴金属等の金属を含み得る。導体は、被覆された金属を含み得る。被覆された金属は、ＭｏまたはＷ等の高融点金属等の高温で動作し得る。被膜は、貴金属等の金属を含み得る。貴金属は、高融点金属であってよい。金属皮膜は、銀との合金の形成に対して耐性を有し得る。あるいは、ＭＨＤ電極３０４は、ＳＳ６２５等の耐酸化性ステンレス鋼を含み得る。対応するバスバーは、フィードスルーでセラミック壁等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）壁を貫通し得る。フィードスルーシールは、ウェットシールを含み得る。ウェットシールは、溶融銀の凝固によって形成されてもよい。固化は、貫通部を冷却することによって達成され得る。冷却は、伝導、対流、および放射のうちの少なくとも１つによって達成され得る。ウェットシールは、空気または水等の冷却剤によって冷却され得る放熱器等の熱交換器を含み得る。空冷は、受動的または強制的に行ってもよい。例示的な一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、Ｉｒ被膜されたＭｏＭＨＤ電極３０４を備え、対応するバスバーが、石英壁のＭＨＤ凝縮部３０９のセラミック貫通部に銀のウェットシールが付いたＩｒ被膜されたＭｏ線または棒を含み、ウェットシールが強制空冷される。固体電極３０４は、溶融銀による濡れに対して耐性を有し得る絶縁スペーサ３０５によって、ＭＨＤチャネル３０８の壁からオフセットされ得る。
【０３１８】
一実施形態では、ＭＨＤ電極３０４は、液体銀電極等の液体電極を含む。液体電極は、銀を含浸させた石英フリット等のセラミックフリット等のフリットをみ得る。フリットは、トランス細孔を含み得る。あるいは、フリットは、レーザー、ドリル、ウォータージェット、または当技術分野で既知の他の穿孔器具または方法の少なくとも１つを使用して、微小穴が穿孔され得る。多孔質セラミック液体ＭＨＤ電極に対する電着による銀の含浸または負荷は、石英フリット等の多孔質セラミックを銀電気メッキセルのカソードに接着し、セラミックを貫通する銀を電気メッキし、次に、多孔質セラミックに堆積した後、カソードを取り外すことによって、なされ得る。多孔性液体電極は、溶融銀を遠心分離すること、溶融銀へガス圧力勾配を適用すること、Ｂ２Ｏ３等の融剤と溶融銀とを併用すること、銀イオンを化学的に還元して金属が細孔内に堆積するべく銀塩を溶解すること冷スプレー等の高速プラズマスプレー等を堆積すること、および、フリットを通過する銀蒸気によって細孔内に液体銀を装填させて液体電極として機能させること、ならびに当該技術分野で既知の他の方法の少なくとも１つによって、搭載され得る。液体電極は、銀金属合金を形成し、アルミニウム、ジルコニウム、またはハフニウム等の金属を酸化して、それぞれ、アルミナ、ジルコニア、またはハフニア等のセラミックを形成することによって製造され得る。石英等のセラミックを含むもの等のフリットに対する溶融銀の濡れ性は、溶融銀にＯ２を溶解することによって高められ得る。銀へのＯ２の溶解度は、溶融銀と接触する雰囲気中のＯ２濃度を増加させることによって、高められ得る。
【０３１９】
液体電極３０４は、電気絶縁隔離板３０５、例えば溶融銀による濡れに耐性があり得るＡｌ２Ｏ３を含むもの等のセラミックスペーサによって、ＭＨＤチャネル３０８の壁からオフセットされ得る。ＭＨＤ電気導線３０５ａおよびフィードスルー３０１の少なくとも１つは、ウェットシールに類似した凝固銀等の凝固溶融金属を含み得るもので、導線またはフィードスルーの少なくとも１つを冷却して、固体金属状態を維持し得る。ＭＨＤ変換器は、パターン化された構造を含んでもよく、該構造は、ＭＨＤ電極３０４、３０５ａ等の電気的に絶縁された導線、絶縁電極隔離板３０５、およびＭＨＤバスバー貫通フランジ（３１０等）を貫通するフィードスルーからなる群の少なくとも１つの構成要素を含み得る。銀等の液体電極を含み、かつ隔離板を絶縁するパターン化された構造の構成要素は、液体金属を希望の形状を維持し、かつ銀等の液体電極とその間の絶縁電極隔離板との間隔を維持するべく、断熱隔離板はウィッキング材料を含んでもよい。パターン化された構造のウィッキング材料および絶縁隔離板の少なくとも１つはセラミックを含んでもよい。液体電極のウィッキング材料は、多孔質セラミックを含み得る。例示的な実施形態では、液体電極マトリックスおよびガス透過膜３０９ｄのうちの少なくとも１つは、石英フリットを含み得る。電気絶縁隔離板は、銀に対して非湿潤性であり得る高密度セラミックを含んでもよい。導線は、該導線の固さを維持するべく、水冷等の冷却がなされ得る電気絶縁チャネルおよび管を含んでもよい。例示的な実施形態は、電気的に絶縁されたＭＨＤ電極導線３０５ａを含み、これは冷却されて、凝固した銀を内部に維持し、導線として機能する。別の実施形態では、ＭＨＤ電気リード３０５ａおよびフィードスルー３０１の少なくとも１つは、イリジウム、例えば、イリジウム被覆Ｍｏ等の被覆または６２５  ＳＳ等の耐酸化性ステンレス鋼を、含み得る。
【０３２０】
一実施形態では、点火システムは液体電極を含み得る。点火システムは直流または交流であってもよい。反応器は、石英、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、またはＰｙｒｅｘ（パイレックス（登録商標））等のセラミックを含み得る。液体電極は、銀等の溶融金属が充填された微細孔をさらに含み得るセラミックフリットを備えてもよい。
【０３２１】
一実施形態では、各ＭＨＤ電力フィードスルー３０１は、カラー付き導管、例えば、フィードスルーが貫通する壁から離れており、かつＭＨＤチャネル３０８または凝縮部３０９の少なくとも１つの壁を貫通するセラミック等の壁材料の１つを含む。フィードスルー３０１は、ステンレス鋼またはニッケル線または棒等の銀との合金を形成しない小さめの導体をさらに含み得る。動作中に、スタンドオフカラー付き導管の最も外側の部分は、銀等の溶融金属の融点よりも低い温度で操作される。溶融金属は、導管を充填して、外側部分に固体シールを形成し得る。セル内部に接触する内側部分は、操作中に溶融金属を保持して液体電極を形成するメッシュ等の少なくとも１つの溶融金属電極構造に隣接または接続され得る。棒または線は、外部バスバーおよび内部バスバーまたは液体電極に接続され得るもので、棒または線は、操作中に銀で被膜され得る。別の実施形態では、フィードスルー３０１はバスバーに接続し、さらに、電気的に接続し、かつ壁の貫通部をシールするために固化する銀と接触するのに十分なほどに、セル壁を貫通し得る。例示的な実施形態では、ＭＨＤフィードスルー３０１は、貫通壁と電流導体から離れたセラミックカラーを含むウェットシールＭＨＤフィードスルーを備える。電流導体は、銅製バスバー等のバスバーに外部接続し、さらに、セル内部の銀と接触して電気接続を確立し、かつ壁の貫通部を密封するのに十分なほどに、スタンドオフカラーと壁貫通部に沿って延長し得る。凝固した銀は、少なくとも１つの液体銀電極と電気的に接触し得る。液体電極は、その中に銀が浸透する材料を含んでもよい。芯の材質は、ＭＨＤ構成要素の壁の材質と同じでも異なっていてもよい。ウィック材料は、ＭＨＤ構成要素の壁の材料と同じ材料を含み得るが、より高い多孔度および粗度の少なくとも１つ等の異なる多孔度または粗度を有してもよい。
【０３２２】
ＭＨＤ変換器を搭載したＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の例示的な材料は、（ｉ）貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、およびノズル３０７：安定化ジルコニアまたはハフニア等の固体酸化物、（ｉｉ）ＭＨＤチャネル３０８：ＭｇＯまたはＡｌ２Ｏ３、（ｉｉｉ）電極３０４：ＺｒＣ、またはＺｒＣ−ＺｒＢ２、ＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ、および最大１８００℃で機能する２０％ＳｉＣ複合材を含むＺｒＢ２、または貴金属で被膜された金属、（ｉｖ）ＥＭポンプ５ｋａ：プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、およびイリジウム（Ｉｒ）の少なくとも１つ等の貴金属で被膜されたステンレス鋼等の金属または４１０  Ｐａｌｏｒｏ−３Ｖ  パラジウム−金−バナジウム合金（Ｍｏｒｇａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）等の同様の熱膨張係数を持つ材料で被膜されたステンレス鋼、（ｖ）容器５ｃ−ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋ結合部：４１０ステンレス鋼ＥＭアセンブリ５ｋｋ底板にろう付けされ、該ろう付けがＰａｌｏｒｏ−３Ｖ  パラジウム−金−バナジウム合金（Ｍｏｒｇａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を含む、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物容器、（ｖｉ）注入器５ｋ６１および入口上昇管５ｑａ：安定化ジルコニアまたはハフニア等の固体酸化物、ならびに、（ｖｉｉ）酸素選択膜：酸素透過率を高めるためにＢｉ２６Ｍｏ１０Ｏ６９で被膜され得るＢａＣｏ０．７Ｆｅ０．２Ｎｂ０．１Ｏ３−δ（ＢＣＦＮ）酸素透過性膜を、備える。
【０３２３】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、酸素センサと、酸素を希ガスで希釈する手段および希ガスをポンプで排出する手段等の酸素制御システムとをさらに備える。前者は、希ガスタンク、バルブ、レギュレーター、およびポンプのうちの少なくとも１つを含み得る。後者は、バルブおよびポンプのうちの少なくとも１つを含み得る。
【０３２４】
反応セルチャンバ５ｂ３１のハイドリノ反応混合物は、Ｈ２Ｏおよび酸素を含む化合物の少なくとも１つ等の酸素の供給源をさらに含み得る。酸素を含む化合物等の酸素の供給源は、酸素をほぼ一定に維持するために過剰であり得るもので、セル動作中、ごく一部がＨ２ガス等のＨの供給源と可逆的に反応してＨＯＨ触媒を形成する。酸素を含む例示的な化合物は、本開示のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＶＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、および他のものである。酸素供給源化合物は、酸化物セラミック、例えば、イットリウムまたは酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等のハフニア、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、ＴｉＯ２、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、ジルコン酸ストロンチウム（ＳｒＺｒＯ３）、ジルコン酸マグネシウム（ＭｇＺｒＯ３）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ３）、およびジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）を安定させるべく使用され得る。
【０３２５】
導電率が約２０ｋＳ／ｍより大きく、プラズマガス温度が約４０００Ｋである例示的な実施形態では、ローレンツ力に対するＭＨＤチャネル３０８内の流れを維持するために、反応反応圧力は約１５ＭＰａから２５ＭＰａの範囲に維持される。例示的な実施形態では、導電率は約７００Ｓ／ｍに維持され、プラズマガス温度は約４０００Ｋ、反応セルチャンバ５ｂ３１の圧力は約０．６ＭＰａ、ノズル３０７の出口速度はおおよそマッハ１．２４、ノズル出口面積は約３．３ｃｍ２、ノズル出口の直径は約２．０４ｃｍ、ノズル出口圧力は約２１３ｋＰａ、ノズル出口の温度は約２６４０Ｋ、ノズルを通る質量流量は約２５０ｇ／ｓ、ＭＨＤチャネル３０８の磁場強度は約２Ｔ、ＭＨＤチャネル３０８の長さは約０．２ｍ、ＭＨＤチャネル出口圧力は約１１ｋＰａ、ＭＨＤチャネル出口温度は約１１７５Ｋ、および発電電力は約１８０ｋＷである。理想的な実施形態では、効率は、プラズマ温度から周囲温度へのエネルギー出力の不可避の損失がガスと液体の金属ポンプ損失であるカルノー方程式によって、決定される。
【０３２６】
一実施形態では、銀を加熱して銀蒸気と銀エアロゾルとの少なくとも１つを形成できる原子力または燃焼等の電源用のＭＨＤ変換器は、電源から熱を伝達して貯留槽５ｃと反応セルチャンバ５ｂ３１との少なくとも１つを加熱して銀蒸気と銀エアロゾルの少なくとも１つを生成する少なくとも１つの熱交換器をさらに備える開示のＭＨＤ変換器を備える。ＭＨＤ変換器は、イオン化の供給源、例えば、熱イオン化されたセシウム等のアルカリ金属等のシーディングの少なくとも１つと、レーザー、ＲＦ放電発生器、マイクロ波放電発生器、グロー放電発生器等のイオン化装置とを、さらに備え得る。
【０３２７】
ヒータ出力変換器を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の一実施形態では、二重溶融金属注入器のＥＭポンプはそれぞれ、誘導型電磁ポンプを備えており、容器の内部で他と交差する溶融金属流を噴射する。点火システムの電源は、点火電流を含む金属に交流電流を発生する溶融金属の短絡ループを介して交流磁場源を含み得る誘導点火システム４１０を備え得る。交流磁界源は、変圧器電磁石を含む一次変圧器巻線４１１と変圧器磁気ヨーク４１２とを備え得るものであり、銀が少なくとも部分的に、一次変圧器巻線を囲み、誘導電流ループとして構成される単巻短絡巻線等の二次変圧器巻線として機能し得る。貯留槽５ｃは、電流ループが変圧器ヨーク４１２を囲むように２つの貯留槽を接続する溶融金属交差接続チャネル４１４を備え得るものであり、誘導電流ループが、貯留槽５ｃに含まれる溶融銀で発生させた電流、交差接続チャネル４１４、注入器管５ｋ６１の銀、および誘導電流ループを完全に閉じるために交差する注入溶融銀流を含む。水素および酸素等の反応ガスは、ガスハウジング３０９ｂのガス入口および排気アセンブリ３０９ｅを介してセルに供給されてもよい。ガスハウジング３０９ｅは、球の上部極の軸に沿った球形の熱交換器の外側にあってもよい。このガスハウジングは、フランジ接続のところで球状反応セルチャンバ５ｂ３１の上部への薄いガス管接続を含み得る。ガス管接続は、球状の熱交換器に冷却液の流れを供給する同心状の冷却液の流れのパイプの内部で、実行され得る。反応セル側では、ガス管へのフランジ接続は、多孔性セラミック膜等の半透過性ガス３０９ｄ膜に接続し得る。
【０３２８】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータまたは熱エネルギー出力発生器の実施形態（図２Ｉ２０７〜２Ｉ２１４）は、球形反応器５ｂ４からの放射によって熱を受け取るパネルまたは部分１１４ａを含む空間的に分離された円周半球熱交換器１１４を備えた球形反応器セル５ｂ３１を備える。各パネルは、球の極を通る２つの大円によって画定される球面の一部を含み得る。熱交換器１１４は、熱交換器のパネル１１４ａのそれぞれからの冷却剤管１１４ｃと冷却剤出口マニホルド１１４ｆとを備えたトロイドマニホルド等のマニホルド１１４ｂをさらに備え得る。各冷却剤管１１４ｃは、冷却剤入口ポート１１４ｄおよび冷却剤出口ポート１１４ｅを備え得る。熱エネルギー出力発生器は、入口および出口３０９ｅを有するガスシリンダ４２１と、熱交換器１１４の上部を通って球形セル５ｂ３１の上部のガス透過膜３０９ｄに走るガス供給管４２２とをさらに含み得る。ガス供給管４２２は、熱交換器１１４の上部にある冷却剤収集マニホルド１１４ｂを通って延びることができる。別のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータの実施例（図２Ｉ２０７）では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、円筒形の熱交換器１１４を備えた円筒形であってもよい。ガスボンベ４２１は、熱交換器１１４の外側にあってもよく、ガス供給管４２２は、熱交換器１１４を通過することにより、反応セル隔壁５ｂ３１の上部の半透性ガス膜３０９ｄに接続する。反応セル隔壁５ｂ３１、反応セル隔壁５ｂ３１の上部のガス膜３０９ｄの少なくとも１つ、およびガス供給管４２２の少なくとも一部は、セラミックを含み得る。ガスボンベ４２１に接続するガス供給管４２２は、ステンレス鋼等の金属を含み得る。ガス供給管４２２のセラミックおよび金属部分は、ガス供給管セラミックによって、カーボンガスケット等のガスケットを含み得る金属フランジ４２２ａに接合され得る。
【０３２９】
冷水は入口１１３に供給され、熱交換器１１４で加熱されてボイラー１１６に集まり、水流出口１１１に存在する水流を形成し得る。熱発電機はさらに、誘導ＥＭポンプ４００、貯留槽５ｃ、および反応セルチャンバ５ｂ３１を含むデュアル溶融金属注入器を含み得る。貯留槽５ｃ等の少なくとも１つのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータ構成要素は、誘導結合ヒータアンテナ５ｆ、または開示の１つ等の抵抗性、火炎、または触媒化学ヒータ等の他のヒータで加熱され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータは、誘導性点火変圧器巻線４１１および誘導点火変圧器ヨーク４１２を含むもの等の誘導点火システムを、備え得る。
【０３３０】
一実施形態では、溶融金属は、当技術分野で知られている任意の導電性金属または合金を含み得る。溶融金属または合金の融点は、低くてもよい。例示的な金属および合金はガリウム、インジウム、スズ、亜鉛、ガリンスタン合金であり、典型的な共晶混合物の一例は、Ｇａが６８％、Ｉｎが２２％、Ｓｎが１０％（重量比）であるが、比率は６２〜９５％のＧａ、５〜２２％のＩｎ、０〜１６％のＳｎ（重量比）の間で変動する。金属が酸素および水の少なくとも１つと反応して対応する金属酸化物を形成し得る実施形態では、ハイドリノ反応混合物は、溶融金属、金属酸化物、および水素を含み得る。金属酸化物は、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＦｅの酸化物の少なくとも１つ等の、金属に熱分解して酸素を放出するものを含み得る。金属酸化物は、ＨＯＨ触媒を形成するための酸素の供給源として機能し得る。酸素は、金属酸化物とＨＯＨ触媒との間で再循環され、消費された水素が再供給されることでハイドリノが形成され得る。セル材料は、セルの動作温度で非反応性となるように、選択され得る。あるいは、セルは、材料がＨ２Ｏ２、およびＨ２Ｏの少なくとも１つと反応する温度よりも低い温度で操作されてもよい。セル材料は、ステンレス鋼、窒化ケイ素等のセラミック、ＳｉＣ、ＢＮ、ＹＢ２等のホウ化物、ケイ化物、およびＰｙｒｅｘ、石英、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、およびＺｒＯ２等の酸化物の少なくとも１つを含み得る。例示的な実施形態では、セルは、動作温度が約５００〜６００℃未満であるＢＮおよび炭素の少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、発電システムの少なくとも１つの構成要素は、セラミックを含み得るもので、該セラミックは、ＡおよびＢの少なくとも１つを含み得る。金属酸化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ハフニア、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、二ホウ化ジルコニウム、窒化ケイ素、および、Ｌｉ２Ｏ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＬＡＳシステム）、ＭｇＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＭＡＳシステム）、ＺｎＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２システム（ＺＡＳシステム）等のガラスセラミックの少なくとも１つを含み得る。
【０３３１】
一実施形態では、注入金属は、７００℃未満の融点を有するもの等の低い融点を有し得るもので、例えば、ビスマス、鉛、スズ、インジウム、カドミウム、ガリウム、アンチモン、またはローズの金属、セロセーフ、ウッドメタル、フィールドメタル、セロロー１３６、セロロー１１７、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ−Ｉｎ−Ｔｌ、ガリンスタン等の合金の少なくとも１つである。貯留槽５ｃ等の少なくとも１つの構成要素は、ジルコニア、アルミナ、石英、またはＰｙｒｅｘ等のセラミックを含み得る。貯留槽の端を金属化して、金属製のコンテナ底板または電磁ポンプアセンブリ５ｋｋ１の基部への接続を容易にすることが可能である。容器と電磁ポンプアセンブリ５ｋｋ１の基部との間の結合部は、ろう付けまたは銀はんだ等のはんだを含み得る。あるいは、結合部はガスケット付きフランジシールを含んでもよい。ＥＭポンプは、金属製のＥＭポンプ管５ｋ６、点火電磁ポンプバスバー５ｋ２、および点火電磁ポンプバスバー５ｋ２ａ等の点火接続を備える。溶融金属注入および点火の少なくとも１つは、直流電流によって駆動されてもよく、注入ポンプは、直流ＥＭポンプを備えてもよい。直流ＥＭポンプ管５ｋ６、容器支持５ｋｋ１、ＥＭポンプバスバー５ｋ２、および点火バスバー５ｋ２ａの少なくとも１つは、ステンレス鋼等の金属を含み得る。点火バスバー５ｋ２ａは、容器サポート５ｋｋ１および直流ＥＭポンプ管５ｋ６の少なくとも１つに接続され得る。反応セルチャンバ５ｂ３１は、ジルコニア、アルミナ、石英、またはＰｙｒｅｘ等のセラミックを含み得る。あるいは、反応セルチャンバ５ｂ３１は、ＳｉＣ被膜されたカーボンを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、入口上昇管５ｑａ、例えば、容器のレベルが下がるにつれて流入する溶融金属を絞る、上から下へ先細りとなったチャネルまたはスロット、あるいは複数の穴がものを含み得る。スロットルは、貯留槽レベルでの極端な差異を回避しながら、該レベルのバランスをとる機能を果たし得る。初期の溶融金属充填レベルと入口の底の高さとを選択して、貯留槽の最大高さと最小高さとを設定してもよい。
【０３３２】
一実施形態では、溶融金属は、ガリウムまたはＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金等の合金を含む。３００℃以下で溶融するような低融点金属を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、溶融金属を反応セルチャンバ５ｂ３１に注入するための機械式ポンプを備えていてもよい。機械式ポンプは、該機械式ポンプの最大能力を下回る動作温度では、誘導ＥＭポンプ４００等のＥＭポンプと置き換えられ得るものであり、動作温度が高い場合はＥＭポンプが使用可能である。通常、機械式ポンプは約３００℃の温度限界まで動作する。ただし、セラミックギアポンプは１４００℃まで動作する。３００℃未満等の低温での動作は、温水および低圧水流用途に最適であり、ヒータＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、図２Ｉ２０７に示すような熱交換器１１４を備える。Ｈ２およびＯ２等の反応物ガスは、タンク４２２および供給管４２２からガス透過膜３０９ｄを介して拡散することにより、反応セルチャンバ５ｂ３１等のセルに追加され得る。
【０３３３】
一実施形態では、溶融金属は、Ｇａ−Ａｇ合金等の合金を含んでもよい。合金は、所望の特性、例えば、（ｉ）反応混合物ガスが少なくとも１つの水蒸気を含むことを可能にし得る耐腐食性、（ｉｉ）煙霧を発生させる能力、（ｉｉｉ）点火電力なしでプラズマをサポートする能力（ｉｖ）ＭＨＤ変換を可能にする機能、（ｖ）点火電流抵抗を低減する能力、および（ｖｉ）より導電性の高いプラズマを支持するべくイオン化する能力の少なくとも１つを含み得る。反応混合物ガスおよび溶融金属の少なくとも１つは、キセノンガスまたは合金を形成し得るアルカリまたはアルカリ土類金属等の比較的低いイオン化エネルギーを有する添加剤を含み得る。Ｃｓ２Ｏ等の添加された金属酸化物がガリウム等の溶融金属の酸化ガリウム等の酸化物よりも安定性が低い場合、前者の酸化物を添加して、より低いイオン化エネルギーを有する添加剤の添加を達成し得る。添加剤は、電子密度、プラズマ伝導性、およびプラズマ強度のうちの少なくとも１つを増加させ得る。
【０３３４】
一実施形態では、正の点火電極を構成する正の容器５ｃと溶融金属注入器５ｋｋおよび５ｑとは、対応するカソードでのハイドリノ反応の好ましさにより、選択的に溶融される。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液面下ノズル５ｑ、耐火ノズル５ｑ、耐火入口上昇管５ｑａ、および正極性を交互にする２つの対応する注入器電極間でハイドリノ反応を切り替えるための交流（ＡＣ）点火電力供給２の少なくとも１つを備える。交流周波数は、ハイドリノ反応の場所を変えることによって電極保護を達成するように選択され得る。セラミックノズルは、入口上昇管を通る電流の流れを妨げ、高い動作温度に安定している間、ハイドリノ反応をより広い領域に分散させ得る。適切な耐火材料は、Ｍｏ、Ｗ、ＳｉＣ、アルミナ、ジルコニア、および石英等の開示のものである。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、入口上昇管とノズルとの少なくとも一方の損傷を避けるべく、貯留槽４１４の交差接続チャネルを有する誘導点火システムと本開示のノズル５ｑを深く浸漬させることを可能にする誘導ＥＭポンプとの少なくとも１つを備える。
【０３３５】
点火電磁ポンプバスバー５ｋ２ａ等の点火バスバーを含む点火システムを備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）等の実施形態では、抵抗が減少して点火電流が増加する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、貯留槽５ｃ等の溶融金属に直接接触する点火バスバーを備え得る。点火バスバーは、銀またはガリウム等の溶融金属に直接接触するべく、容器支持板５ｂ８の貫通部を備え得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液面下ＥＭポンプ注入器５ｋ６１等の液面下電極を備えてもよく、これは、容器の溶融金属と、対応する電磁ポンプによって作成されたストリームの溶融金属との間に直接の電気的接触を提供する。少なくとも１つの注入された溶融金属流の電気回路は、容器支持板５ｂ８を貫通する点火バスバー５ｋ２ａ、貯留槽５ｃの溶融金属、および、液面下ＥＭポンプ注入器からの対応する流れに接触する容器の溶融金属を備え、該流れは溶融金属を貫通して、逆の流れまたは対応するカウンター電極に到達する。容器の上部は、注入の変動を避けるために十分な溶融金属体積を提供するべく、十分な面積を有してもよく、体積が面積×浸漬深さで与えられる。注入の変動は、溶融金属表面での浸漬深度と乱流との少なくとも一方に影響を与える、戻り溶融金属流の流量の変動が原因であり得る。
【０３３６】
プラズマ反応は、イオン再結合のアーク電流機構に基づいて予測されるように、正電極ではるかに強いことが観測され、ハイドリノ反応の反応速度を大幅に向上させる。ハイドリノ反応器では、正電極はグロー放電とは対照的に固有なものであり、負の電極は、プラズマエネルギー出力が散逸し、グローが発生する場所である。一実施形態では、注入器貯留槽５ｃは、反応セルチャンバ５ｂ３１の底部の一部をさらに含み得るもので、カウンター電極は、注入器貯留槽および電極から電気的に絶縁された隆起した台座電極を含む延長部または台座５ｃ１を含む非注入器貯留槽を含み得る（図２Ｉ２１５）。カウンター電極または非注入器電極は、電気絶縁体を含んでもよく、電気絶縁を提供するためにドリップ縁部をさらに含んでもよい。注入器電極およびカウンター電極は、それぞれ負および正であり得る。
【０３３７】
一実施形態では、非注入器貯留槽および電極の上部は、注入器電極およびドリップ縁部から注入された溶融入流を受信するためのバックボードの少なくとも１つを含み得る。別の実施形態では、沈められてもよい注入器電極ノズル５ｑａは、その浸漬を維持するためにノズルへの十分な流れを維持しながら乱流を減衰させるシールドを備え得る。
【０３３８】
抵抗をさらに減らすために、少なくとも１つの溶融ストリームを含む電気回路を維持する点火バスバー５ｋ２ａおよび容器支持プレート５ｂ８の少なくとも１つｔ等の構成要素は、Ｍｏ等の高導電性材料を含み得る。材料の選択は、構成要素と反応しないようになされ得る。この材料は、溶融金属との合金形成に対して安定であり得る。一実施形態では、銅を含むもの等の導電性の高いバスバーは、ステンレス鋼等の溶融金属と反応しない素材で構成される容器底板５ｂ８の下を配置され得るもので、外部バスバーからの電流は、容器底板５ｂ８を横切って、底板の反対側で溶融金属が接触している領域に流れる。１つの容器と対応する電極の構成要素は、注入された溶融ストリームによって以外は、他の構成要素から電気的に分離される。
【０３３９】
図２Ｉ２１５〜２Ｉ２１８に示すような実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、傾斜貯留槽５ｃを支持するべく、傾斜容器底板４０９ａおよび傾斜ＥＭポンプアセンブリの底板４０９ｂに取り付けられ得る２つの溶融金属貯留槽５ｃを備える。しかし、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ガリウムまたは銀の注入器等の溶融金属注入器を１つだけ備えるもので、該注入器は、電磁ポンプ５ｋｋ、ＥＭポンプ管注入器部５ｋ６１、およびノズル５ｑａを含み、対応する注入器貯留槽５ｃから反応セルチャンバ５ｂ３１に溶融金属を注入し、他の他の容器は、非注入器貯留槽を含み得る。傾斜したＥＭポンプアセンブリの底板４０９ｂは、スライドテーブル４０９ｃに取り付けられて、アセンブリ中のセル構成要素の整列の調整を可能にし得る。ガスは、反応セルチャンバ５ｂ３１に供給される場合と、４０９ｈ等のガスポートから該セルチャンバによって排気され得る。一実施形態では、貯留槽５ｃおよび反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも１つは、石英またはＰｙｒｅｘを含み得るもので、貯留槽は、フランジおよびガスケット、例えばカーボンガスケット、フレキシブルセラミックガスケット、金属の螺旋状に巻かれたプライ、および、サーミキュライト（フレキシタリック）等のステンレス鋼およびセラミック等のフィラー、および、ヘニング社のガスケットおよびシール、またはその他の当技術分野で既知のフィラーと、を含むものによって、金属製のＥＭポンプ管５ｋ６を含む金属製の底板に対して密封され得る。フランジシールは、ボルト等の締結具、またはバンドクランプ等のクランプ、あるいは当業者に既知の別のクランプで達成され得る。金属構成要素は、ＳＳ６２５等の耐酸化性ステンレス鋼を含み得る。図２Ｉ２１８に示すサーマルＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態では、熱交換器１１４は、冷却剤入口ポート１１４ｄに冷却剤を供給するための冷却剤入口マニホルド１１４ｇを備えることができ、ＥＭポンプ５ｋｋが直流導電性ＥＭポンプを含み得る。
【０３４０】
別の例示的な実施形態では、図２Ｉ２１６〜２Ｉ２１７に示される台座電極を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、（ｉ）構成要素間の結合部が一緒に溶接され得るものであり、注入器貯留槽５ｃ、ＥＭポンプ管５ｋ６およびノズル５ｑ、容器底板４０９ａ、ならびにステンレス鋼（ＳＳ）を含み得るボルト付きフランジ４０７等の留め具で接合された下部５ｂ４１および上部５ｂ４２の半球を含む球状反応セルチャンバ５ｂ３１ドームと、（ｉｉ）挿入容器４０９ｆ、ドリップ縁部５ｃ１ａをさらに含み得る台座５ｃ、および挿入容器フランジ４０９ｇは、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、石英、または高融点金属、炭素、またはＳｉＣもしくはＺｒＢ２等の保護被膜が施されたセラミック等の耐火材料等のセラミックを含み得るものであり、スリーブ容器４０９ｄの端部にスリーブ容器フランジ４０９ｅを備えた下半球５ｂ４１に溶接されたＳＳを含み得るスリーブ容器４０９ｄを含む非注入器貯留槽と、（ｉｉｉ）挿入容器４０９ｆ、台座５ｃは、ドリップ縁部５ｃ１ａをさらに含んでもよく、さらに、挿入容器フランジ４０９ｇは、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、または石英、または高融点金属、カーボン、あるいはＳｉＣまたはＺｒＢ２カーボン等の保護被膜が施されたセラミックを含み得るもので、上部に台座５ｃ１を含み、下部にスリーブ容器フランジ４０９ｅに嵌合する挿入容器フランジ４０９ｇを含む電気絶縁体挿入容器４０９ｆと、（ｉｖ）底板が、スリーブ容器フランジ４０９ｅにボルトで固定されて、挿入容器フランジ４０９ｇを挟むもので、点火バスバー１０ａ１および点火バスバー１０用の貫通部を有するＳＳを含むもの等の容器底板４０９ａと、を備える。点火バスバー１０ａ１の貫通部は、点火バスバー１０に溶接されたものを含み得る。フランジ接合部は、ガスケット、Ｏリング、または本開示の１つ等の他の密閉手段で密閉され得る。ボルトまたはクランプ等のフランジファスナーは、非導電性であり、または、非導電性スリーブ、ブッシング、プレート、シム、ワッシャー等の絶縁体で保護され得る。ボルトまたはファスナーはセラミックのボルトまたはファスナーを含んでもよく、またはボルトまたはファスナーはセラミック被膜されてもよい。例示的なファスナーは、ＴｉＯ２被膜されたチタンブロットを含む。一実施形態では、ファスナーは、金属を含み得るもので、該金属は酸化されて、ＴｉＯ２被膜されたＴｉ、ＺｒＯ２被膜されたＺｒ、ＨｆＯ２被膜されたＨｆ、およびＡｌ２Ｏ３被膜されたＡｌの１つまたは複数を含むファスナー等の電気絶縁被膜を提供する。あるいは、容器底板４０９ａは、ボルトが底板と接触するセラミック被膜等の非導体で被膜されてもよい。別の実施形態では、上部に台座５ｃ１を含む電気絶縁体挿入容器４０９ｆは、スリーブ容器フランジ４０９ｅに嵌合する下部に挿入容器フランジ４０９ｇを含み、挿入容器フランジ４０９ｇがコンテナ底板４０９ａの一部である。容器底板４０９ａは、点火バスバー１０ａ１用の貫通部、およびスウェージロックまたは当業者に既知の他のタイプのシーリング貫通部等の点火バスバー１０をさらに備える。他の材料、例えば、Ｐｙｒｅｘ、石英、炭化ケイ素、アルミナ、ハフニア、イットリア等の他のセラミック、ならびに、ほぼ同じ機能を実行し得る、当業者に既知の他のファスナーおよび点火バスバー貫通部１０ａ１は、本開示のものと置き換えられてもよい。ドリップ縁部５ｃ１ａ、挿入容器４０９ｆ、スリーブ容器フランジ４０９ｅを含む非注入器電極のもの等の複数構成要素セラミックシステムの構成要素は、セラミック接着剤等の接着剤で結合することも、統合構成要素として成形または鋳造され得る。接着されたパーツには、構成要素の接着を容易にするべく、皿穴または凹んだ部分あるいは隆起した部分等のトポグラフィックレリーフパターンを有し得る。貯留槽、挿入容器、台座、およびドリップ縁部等の構成要素は、本開示の、または当技術分野で既知の他の材料および被膜を含み得る。
【０３４１】
図２Ｉ２１９に示す実施形態では、倒立台座５ｃ２と点火バスバーと電極１０とが、セル５ｂ３のほぼ中心に向けられ、ｚ軸の負の方向に配向され、必要に応じ、少なくとも１つのカウンター注入器電極５ｋ６１が重力に対して正のｚ方向に沿って容器５ｃから溶融金属を注入する。注入された溶融金属流は、必要に応じ、重力に逆らって台座５ｃ２の液体金属の被膜または溜りを保ち得る。溜りまたは被膜は、少なくとも部分的に電極１０を覆うこと可能である。ストリームの圧力は、点火からの、溶融金属注入流を偏向させる可能性のある圧力波に対抗するように調整され得る。圧力は、ＥＭポンプ電流の調整等の手段によって、ＥＭポンプ出力を調整することによって調整され得る。例示的な一実施形態では、溶融金属流が偏向されなくなるまで、ＥＭポンプ電流を制御することにより、上向きの注入力（圧力）が増加される。台座は、圧力波ストリーム偏向を低減するべく、反応セルチャンバ５ｂ３１のほぼ中央等の位置に配置できる。台座は正にバイアスされ、かつ注入器電極は負にバイアスされ得る。別の実施形態では、台座は負にバイアスされ、かつ注入器電極は正にバイアスされてもよく、注入器電極が溶融金属に浸漬されてもよい。ガリウム等の溶融金属は、反応セルチャンバ５ｂ３１の下部の一部を満たしてもよい。注入された溶融金属の被膜または溜りに加えて、Ｍｏ電極等の電極１０は、印加された負のバイアスによって腐食から保護され得る。一実施形態では、電極１０は、電極を腐食から保護するために、イリジウム被膜等の不活性導電性被膜等の被膜を含み得る。一実施形態では、電極は冷却されてもよい。冷却は、電極腐食速度および溶融金属との合金形成速度の少なくとも１つを低減し得る。冷却は、中心線水冷等の手段によって達成することができる。
【０３４２】
一実施形態では、スリーブ容器４０９ｄは、点火バスバーおよび電極１０の篏合する電気絶縁体を含み得るもので、その結果、溶融金属は、倒立台座５ｃ２の端部のカップまたはドリップ縁部５ｃ１ａにのみ独占的に含まれる。挿入容器フランジ４０９ｇを有する挿入容器４０９ｆは、容器底板４０９ａ、スリーブ容器４０９ｄ、およびスリーブ容器フランジ４０９ｅによって反応セルチャンバ５ｂ３に取り付けられてもよい。電極は、電極貫通部１０ａ１を介して容器底板４０９ａを貫通し得る。
【０３４３】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、光起電力（ＰＶ）変換器と窓部とをさらに含み、光をＰＶ変換器に伝達してもよい。一実施形態では、ハイドリノ反応によって発生した光を反応セルチャンバ５ｂ３１から光起電力（ＰＶ）変換器に伝達するためのＰＶ窓部が倒立台座の背後に配置されてもよい。倒立台座は、ＰＶ窓部への金属の流れを遮り、不透明化を防ぐことが可能である。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ハイドリノ反応によって形成された発光プラズマの浸透を可能にしながら、ＰＶ窓部への金属粒子の流れを遮断する少なくとも１つのプラズマ透過性バッフルまたはスクリーンをさらに含み得る。バッフルまたはスクリーンは、ステンレス鋼または金属またはセラミック等の他の耐火性耐食性材料を含むもの等、少なくとも１つの格子または布のうちの１つまたは複数を含み得る。
【０３４４】
一実施形態では、図２Ｉ１６３に示すスリップナット５ｋ１４結合部を含む結合部は、図２Ｉ２１６〜２Ｉ２１７に示すデザインに置き換えられてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、少なくとも１つの注入器貯留槽５ｃを含み得るもので、それぞれが注入ＥＭポンプ５ｋａ、ＥＭポンプ管５ｋ６１のノズル部、およびノズル５ｑを含み得る。結合部は、スリーブ容器４０９ｄおよびスリーブ容器フランジ４０９ｅの少なくとも１つを含み得る。ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋは、容器底板４０９ａを置き換え得る。
【０３４５】
注入器貯留槽から注入された溶融金属流は、非注入器貯留槽を充填状態に維持し、この充填状態で、溶融金属が非注入器貯留槽からオーバーフローして注入器貯留槽に逆流する。ポンプ充填容器は、注入器貯留槽を含む電極用のカウンター電極を備え得る。ＥＭポンプは、溶融金属が注入されて溶融カウンター電極の上面に衝突するように、注入器貯留槽から溶融金属流を送り出すことが可能である。非注入器貯留槽は正にバイアスされていてもよく、かつ正の点火電極を備え得るもおで、さらに、注入器貯留槽は負にバイアスされてもよく、負の点火電極を備え得るものであり、それぞれが、対応する極性接続を介して、電力２の点火供給源から点火電磁ポンプバスバー５ｋａ等の点火バスバーにバイアスされる。一実施形態において、非注入器貯留槽は、対応する金属流の電気的接続を破壊するようにして戻りの溶融金属が延長部の縁を越えて流れるように、反応セル空間５ｂ３１の内部に延長部または台座５ｃ１を備える。延長部は、台座として機能し、正極等の溶融したカウンター電極を持ち上げて支持し得る。台座は、溶融金属流の分割をさらに促進するために、ドリップ縁部または突起を含み得る。
【０３４６】
注入器貯留槽への戻り流は、反応セルサイトフロアのチャネルに沿ってなされ得る。注入器貯留槽の上部は、ドリップ縁部と壁の突起の少なくとも１つを備え、負にバイアスされた注入器貯留槽から正にバイアスされた戻り溶融金属流を電気的に分離して、流れの電気的導通を防止する。一実施形態では、カソードおよびアノード容器のドリップ縁部ならびに戻り溶融金属流路の少なくとも１つは、ガリウム等の溶融金属をビーズ状にする、アルミナ、カーボン、またはＭｏＳ２等の材料または被膜を含み得る。あるいは、添加剤は、戻り溶融金属流の電気的接続を破壊するビーズを戻り流によって形成されるように、ガリウムの表面張力を増加させるべく選択的であり得る。別の実施形態では、溶融金属または合金は、戻り流経路の表面を濡らさないように高い表面張力を有するものが選択され得る。一実施形態では、貯留槽および反応セルチャンバは、逆Ｙ字型を含み得るもので、貯留槽および反応セルチャンバは、正方形、長方形、円形、楕円形、または他の最適化された形状を含み得る。一実施形態では、台座カソードは、上部に部分的等を備え、戻り溶融金属を溜めるよりは部分的等ムの表面に広げることができる。その広がりは、ドリップ縁部からの溶融金属のビーズ形成を高め、溶融ストリームの連続性を壊すことが可能である。一実施形態では、負の注入器電極は、セラミック被膜またはスリーブ等の絶縁体で被膜または被覆され、この負電極と戻り溶融金属流との接触を防ぐべく浸漬されてもよい。セラミック被膜は、石英、アルミナ、ジルコニア、ハフニア、窒化ホウ素、二ホウ化ジルコニア、窒化ケイ素、および炭化ケイ素の少なくとも１つを含むもの等、本開示のセラミックであってもよい。
【０３４７】
一実施形態では、ノズル５ｑは、台座５ｃ１を含むもの等、カウンター電極の適切な近傍に配置されて、点火によって生ずる圧力波による注入流の中断を最小限に抑える。別の実施形態では、注入器は、単一または複数のＥＭポンプ５ｋａによって供給される複数の負の注入ノズル５ｑを含み得る。少なくとも１つのノズルと少なくとも１つのＥＭポンプ入口とが、共通の負の溶融金属溜りに浸漬されてもよい。溜りは、対応する容器５ｃおよび反応セルセル５ｂ３１の底部の少なくとも一方に含み得る。一実施形態では、注入器電極は、金属の注入の軌跡を維持しかつ衝撃による流れの中断を回避するための形状、位置、流量、および圧力の少なくとも１つを含み得る。ノズル５ｑは、台座電極の上、横、または下に配置され得る。注入は、定常状態の溶融カウンター電極を維持し得るもので、注入された金属の流量、軌道、および注入運動エネルギーが、カウンター電極の所望の形状を維持するのに十分なものとなり得る。この形状維持は、反応セルチャンバ５ｂ３１の重力および圧力勾配の少なくとも１つが原因でカウンター電極に供給された金属の流量およびパターンを考慮して達成され得る。ＥＭポンプ管５ｋ６１のノズル部は、溶融金属がカウンター電極上の位置に流れる導管として機能するアーチを備え得るもので、ここでノズル５ｑが、少なくとも部分的に負の垂直方向である方向に沿って溶融金属を注入する。ノズル５ｑは、溶融金属をカウンター電極に水平に注入してもよい。ノズルは、カウンター電極よりも低い位置にあってもよく、溶融金属を斜めに上向きに注入してカウンター電極に衝突させる。例示的な実施形態では、角度は０から９０°の範囲内にある。バックボードは、溶融金属が注入器電極によって着実に注入されるときに、溶融カウンター電極を維持するのに適した形状およびサイズを有し得る。バックボードはアーチを含んでもよい。別の実施形態では、複数の注入器ノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、カウンター電極の溶融金属溜りの上に吊り下げられてもよく、注入軌道は下向きの構成要素を有し得る。例示的な実施形態では、複数の注入器は、カウンター電極の溶融金属溜りの上に吊り下げられたシャワーヘッドを備えてもよい。シャワーヘッド注入器は、カウンター電極の溜りに下向きに注入し得る。
【０３４８】
注入流量は、入口上昇管５ｑａがオプションであるＥＭポンプバスバー５ｋ２を介してＥＭポンプに供給される電流を制御することによって制御され得る。ＥＭポンプノズル５ｑは、ポンピングと点火操作の間はノズルが浸漬されたままであるように、貯留槽の初期充填を選択することにより、浸漬された状態を保ち得る。ノズルは、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ等の耐火性材料、またはアルミナ、ジルコニア、または石英等のセラミックを含み、熱による損傷から保護され得る。
【０３４９】
一実施形態では、注入器ノズル５ｑによって注入された溶融金属流は、点火から移動する圧力波による破壊を回避する軌道に沿って注入される。注入器電極とカウンター電極の位置は、途絶を避けるべく選択され得る。電極間の距離と、点火からの進行する圧力波の位置に対する流れの軌道の距離とを制御することで、流れの擾乱が回避され得る。注入ノズル５ｑの少なくとも１つは、複数の注入器またはノズルを含んでもよく、ノズルによる注入の角度は、その軌跡に沿って金属流が破壊的な波に遭遇することになる角度よりも低くてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、注入された金属流を捕捉するための適切なバックボードを備えた注入器電極およびカウンター電極を含み得る。一実施形態では、注入器電極は、交差する軌跡に沿って溶融金属流を噴出して非金属を非注入器電極の溶融金属溜りに選択的に注入する２つの対向するノズル等の複数のノズルを備え得る。交差流は、点火衝撃からの混乱を少なくとも部分的に軽減し得る。一実施形態では、カウンター電極は、電極の上部のほぼ中心線に垂直に配置されたバックボードを含み、カウンター注入器は、電極の溶融溜りに接触する溶融金属流を独立して維持され得る。バックボードは、１つの抽出ノズルからの溶融金属流を、他の抽出ノズルによって形成される圧力波から保護し得る。２組以上の対向する抽出ノズルのセットを含む他の実施形態では、垂直バックボードは、部分の対応する抽出ノズルから金属流を受け取るための部分を含み得る。一実施形態では、金属流は、点火とカウンター電極との間の現在の接続を、プラズマが金属流の領域である電極間領域で形成されるのに十分な時間維持するのを容易にし、該電極間領域で、プラズマが少なくとも部分的に現在の接続を完了する。
【０３５０】
一実施形態では、点火プラズマを含む反応セルチャンバ５ｂ３１は、音響空洞を備える。注入された溶融金属流を安定させるために、空洞の形状、スケール、寸法、および任意の音響バッフルを選択され得る。音響空洞は、金属流を妨害しない共鳴音響定在波を維持することにより、点火流の安定性を改善するための安定化を達成し得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は対称的であり、溶融金属点火流を乱す点火イベントからの進行圧力波を抑制する。点火流は、流れの軌道に沿って移動する圧力波を抑制するべく、反応セルチャンバ５ｂ３１の中心にある位置に保たれる。空洞は、略中央または直交座標の原点にストリームがある、立方体、直方体、直方体、直方体、直方体、直方体、または直角六面体を含み得る。
【０３５１】
別の実施形態では、破壊的な圧力波を積極的に相殺し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、溶融金属流の軌道に近傍の位置等の所望の位置で対応する破壊的な圧力波を相殺するべく、アクティブノイズキャンセルシステム、例えば、音波を測定し、かつ測定された衝撃音に対してほぼ正確に反転位相のものを発生する少なくとも１つのマイクを備える当業者に既知のものを、含み得る。例示的なマイクロフォンは、電磁および圧電マイクロフォンを含む。別の実施形態では、ノイズ波の発生は、点火電流等、音以外の別の信号を感知することによって制御され得る。音の周波数は、衝撃破壊の所望する打ち消しをより効果的に達成するように選択され得る。溶融金属流は、その安定性を維持するべく、アクティブまたは衝撃によって発生した定在波の波節の位置近傍に維持されてもよい。反応器の壁は、内部で音波を発生させるのに適した材料を含み得る。一実施形態では、下半球５ｂ４１等のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の少なくとも一部は、ステンレス鋼等の金属を含み得る。ＰＶ変換器を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態では、上部半球５ｂ４２は、可視光および近赤外光等の光の所望のスペクトル領域に対して透明な材料を、含み得る。例示的な実施形態では、下半球はステンレス鋼を含み得る。
【０３５２】
別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、点火ＥＭポンプ、例えば、点火によって発生した圧力波を打ち消すローレンツ力を発生させるべく点火電流に垂直な磁場を生成するための少なくとも１セットの磁石を含むもの等、Ｍｉｌｌｓ先行出願において電極ＥＭポンプまたは第２の電極ＥＭポンプとして開示されているものを、さらに含み得る。例示的な実施形態では、点火電流はｘ軸に沿ってもよく、磁場はｙ軸に沿わなくてもよく、さらに、ローレンツ力は、点火衝撃の効果を打ち消すべく負のｚ軸に沿ってもよい。
【０３５３】
液体Ｈ２Ｏ中のＨ２のモル当量は５５モル／リットルで、ＳＴＰのＨ２ガスが２２．４リットルを占める。一実施形態では、Ｈ２は反応物として反応セルチャンバ５ｂ３１に供給され、液体水と流れの少なくとも一方を含む形でハイドリノを形成する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、液体水およびストリームの少なくとも一方の少なくとも１つの注入器を含み得る。注入器は、水ジェットと水蒸気ジェットとの少なくとも１つを含み得る。反応セルチャンバへの注入器オリフィスは、逆流を防ぐために小さくてもよい。注入器は、セラミックまたは別のものあるいは本開示のもの等の耐酸化性の耐火性材料を含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、水および水蒸気の少なくとも１つの供給源と圧力および流れ制御システムとを含み得る。Ｈ２Ｏは、ガリウム等の溶融金属と反応して、Ｇａ２Ｏ３およびＨ２（ｇ）等の対応する酸化物を形成し得る。酸化ガリウムは、金属ガリウムに還元され、かつ酸素はＯ２またはＨ２Ｏ等の形で除去され得る。反応セルチャンバ５ｂ３１で酸化ガリウムが還元され、酸素を含むＧａ２Ｏ３還元反応の生成物が反応セル空間から除去され得る。あるいは、Ｇａ２Ｏ３を反応セルチャンバから外して外部で還元し、ガリウム金属を反応セルチャンバ５ｂ３１に戻してもよい。
【０３５４】
一実施形態では、Ｇａ２Ｏ３は、アルゴン−Ｈ２雰囲気等の希ガス−水素雰囲気等の水素を含む高温の雰囲気でＧａ２Ｏとして揮発する。Ｇａ２Ｏを形成するための例示的なガス組成は、Ａｒ−６％−Ｈ２である。高温は、約１０００Ｋ〜２０００Ｋまたはそれを上回る範囲内であり得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバと接触する少なくとも１つの低温領域を含み得るもので、水の形成に伴って、Ｇａ２ＯがさらにＧａ金属に還元される。熱還元反応中、Ｇａ２ＯはＨ２（ｇ）およびＨ２Ｏ（ｇ）と逆反応し、Ｇａ金属およびＧａ２Ｏ３（ｓ）として凝縮し得る。金属ガリウムは、反応セルチャンバおよび容器５ｃの少なくとも一方に戻してもよい。再循環は、戻りチャネルまたは導管を通る重力流によって、またはＥＭポンプ等のポンプを用いてポンピングすることによって、達成され得る。
【０３５５】
別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバからＧａ２Ｏ３を取り除き、Ｇａ２Ｏ３をガリウム金属に還元すると同時に、酸素を含むＧａ２Ｏ３還元生成物を排出し、ガリウム金属を反応セルチャンバに戻す手段を備える。Ｇａ２Ｏ３を除去する手段は、少なくとも１つの水ジェット等の機械式、空気式のジェット、および反応セルチャンバ内の液体ガリウムの表面からＧａ２Ｏ３膜を除去するための電磁式スキマーの少なくとも１つを含み得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、さらに、Ｇａ２Ｏ３還元反応チャンバおよびスキムされたＧａ２Ｏ３の流路、導管または通路を含み、Ｇａ２Ｏ３還元反応チャンバに流れるか、またはポンプで送られてもよい。例示的な機械式スキマーは、内部の撹拌棒と同相の外部の回転する磁気によって回転される反応セルチャンバ内部の撹拌棒である。攪拌棒は、高いキュリー温度を有するコバルトまたは鉄等の磁性または強磁性材料を含み得る。反応セルチャンバは、立方体または長方形の反応セルチャンバの壁の１つ等、少なくとも１つの平坦な垂直壁を備えてもよく、攪拌棒は、壁に平行な平面で動作する。攪拌棒は、Ｇａ２Ｏ３をＧａ２Ｏ３還元反応チャンバへの通路に推進し得る。Ｇａ２Ｏ３還元反応チャンバは、溶融塩電解セルを含み得る。Ｇａ２Ｏ３は、ガリウム金属およびＯ２、Ｈ２Ｏ、またはＧ２Ｏ３還元反応チャンバから選択的に排出されるＣＯ等の揮発性またはガス状酸化物等の別の酸化物に電気分解を受けてもよい。後者の場合、アノード等の少なくとも１つの電極は炭素を含み得る。金属ガリウムは、金属ガリウムを選択的に戻りポンプするＥＭポンプによって、容器５ｃおよび反応セルチャンバ５ｂ３１の少なくとも一方に戻されてもよい。
【０３５６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ガリウム等の溶融金属を含んでもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）はさらに、光を光起電力（ＰＶ）変換器に送るべく、ＰＶ変換器と窓部とを含み得るもので、プラズマ光が窓部からＰＶ変換器に透過できるようにプラズマと溶融金属とを閉じ込めるローレンツ力を発生させるべく、点火ＥＭポンプ、例えば、点火電流に垂直な磁場を生成するための少なくとも１組の磁石を含む電極ＥＭポンプまたは第２の電極ＥＭポンプとしてＭｉｌｌｓ先行出願に開示されているものを、さらに追加してもよい。点火電流はｘ軸に沿っていてもよく、磁場はｙ軸に沿っていてもよく、ローレンツ力は負のｚ軸に沿っていてもよい。別の実施形態では、光起電力（ＰＶ）変換器と窓部とを備えてＰＶ変換器に光を送信するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、機械的な窓部クリーナーと溶融金属を除去するガスジェットまたはエアナイフとの少なくとも１つをさらに含む。ガスジェットまたはナイフのガスは、反応物、水素、酸素、水蒸気、および希ガスのうちの少なくとも１つ等の反応セルチャンバガスを含み得る。一実施形態では、ＰＶ窓部は、ガリウム等の溶融金属の付着を防ぐ開示されたもの１つ等の被膜を含み、該被膜の厚さはＰＶが電力に変換される光に対して非常に透明であるほど十分に薄い。石英反応セルチャンバ部の例示的な被膜は、薄膜窒化ホウ素およびカーボンである。石英は、それ自体が反応セルチャンバ壁およびＰＶ窓部材料として機能するのに適した材料であり得る。
【０３５７】
音響空洞、ＰＶ窓部、およびＰＶ変換器を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の実施形態では、溶融金属がＰＶ窓部を被膜しないようにするべく、空洞の形状、スケール、寸法、および任意の音響バッフルが選択されてもよい。音響空洞は、溶融金属を窓部から遠ざける共鳴音響定在波を維持することにより、窓部との溶融金属の衝撃を抑制することにより、ＰＶ窓部の金属被膜の回避を達成し得る。別の実施形態では、溶融金属は、窓部から積極的に強制的に離されてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、アクティブノイズキャンセレーションシステム、例えば、音波を測定し、測定された衝撃音のほぼ反転位相の値のものを発生させて、窓部に伝播する対応する圧力波を打ち消すために、少なくとも１つのマイクを備えたもの等の当業者に既知のものを、含み得る。別の実施形態では、発生した音または圧力波がＰＶ窓部から離れる方向にあってよい。音の周波数は、ＰＶ窓部による溶融金属の衝撃の望ましい抑制をより効果的に達成するように選択され得る。別の実施形態では、ＰＶ窓部は、粒子がＰＶ窓部に衝突するのを重力による減速によって防ぐように、衝撃波によって加速された溶融金属粒子の供給源から十分な垂直距離に配置される。
【０３５８】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＰＶ窓部の方向への圧力勾配の増加がＰＶ窓部への金属粒子の流れを抑制し、ＰＶ窓部の金属化が抑制されるように、十分な圧力で操作され得る。反応セルチャンバ５ｂ３１圧力は、約１００トル〜１００気圧、５００トル〜１０気圧、および５００トル〜２気圧の少なくとも１つの範囲であり得る。一実施形態では、溶融金属粒子がＰＶ窓部から強制的に離れるように、圧力勾配が反応セルチャンバ５ｂ３１の内部に保たれる。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、強制流を加えることにより圧力勾配を提供するブロワーを備える。別の実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ハイドリノ反応のエネルギー出力を使用して強制流を発生させ、反応セルチャンバ５ｂ３１内のガスを加熱することにより圧力勾配を提供するノズルを備える。あるいは、反応セルチャンバは、ＰＶ窓部から離れて高流量および低圧を生成するとともに、ＰＶ窓部に近接して高圧および低流量を発生させる対流電流を引き起こすように形成され得る。この圧力勾配は、ベルヌーイの原理にもとづくと思われる。例示的な圧力勾配は、約０．０１から１００気圧／メートル、０．１から５０気圧／メートル、および０．２から１０気圧／メートルの少なくとも１つの範囲にある。一実施形態では、窓部付近の圧力が高く、ここで圧力波が反射してガス流量が低くなり得る。例示的な実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、ＰＶ窓部の方向に流れる金属粒子運搬ガスがＰＶ窓部に向かう流れが遅延されるように、ＰＶ窓部の方向に減少する体積勾配を含み得る。遅延させられた流れは、ＰＶ窓部に向かう流れを遅くして、ガス流に対して背圧が発生するようにすることによって達成し得る。減少する体積勾配は、ＰＶ窓部に向かって減少した半径端部を有する円錐部を含み得る。
【０３５９】
図２Ｉ２２０〜２Ｉ２２１に示す一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、垂直軸に沿って先細りの断面を持つ反応セルチャンバ５ｂ３１と、先細りの頂点にあるＰＶ窓部５ｂ４を備える。嵌合テーパを備えた窓部は、円形（図２Ｉ２２０）あるいは正方形または長方形（図２Ｉ２２１）等のＰＶ配列２６ａを収容する任意の所望の形状を含み得る。テーパは、光起電力（ＰＶ）変換器２６ａによる効率的な光から電力への変換を可能にするべく、ＰＶ窓部５ｂ４の金属化を抑制する。ＰＶ変換器２６ａは、本開示のＰＶセル等のコンセントレータＰＶセルの高密度受信機配列を備えてもよく、マイクロチャネルプレートを備えるもの等の冷却システムをさらに備えてもよい。ＰＶ窓部５ｂ４は、金属化を抑制する被膜を含んでもよい。ＰＶ窓部被膜の熱劣化を防ぐために、ＰＶ窓部を冷却され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、図２Ｉ２１９に示すものと同様に、倒立台座５ｃ２の端にカップまたはドリップ縁部５ｃ１ａを有する少なくとも１つの部分的な倒立台座５ｃ２を含み得る。ただし、台座および電極１０の各々の垂直軸は、垂直またはｚ軸に対してある角度で配向され得る。角度は１°〜９０°の範囲内であり得る。一実施形態では、少なくとも１つのカウンター注入器電極５ｋ６１は、必要に応じ、重力に対して正のｚ方向に斜めに容器５ｃから溶融金属を注入する。注入ポンプは、ＥＭポンプアセンブリスライドテーブル４０９ｃに取り付けられたＥＭポンプアセンブリ５ｋｋによって提供され得る。例示的な実施形態では、部分的倒立台座５ｃ２およびカウンター注入器電極５ｋ６１は、図２Ｉ２２０に示すように、水平またはｘ軸に対して１３５°の軸上に配置されるか、あるいは図２Ｉ２２１に示すような水平またはｘ軸に対して４５°の軸上に配向される。挿入容器フランジ４０９ｇを有する挿入容器４０９ｆは、容器底板４０９ａ、スリーブ容器４０９ｄ、およびスリーブ容器フランジ４０９ｅによって、セルチャンバ５ｂ３に取り付けられてもよい。電極は、電極貫通部１０ａ１を介して容器底板４０９ａを貫通してもよい。注入器電極のノズル５ｑは、反応セルチャンバ５ｂ３１５ｂ３１および容器５ｃの底部に含まれる液体ガリウム等の液体金属の液面下に位置し得る。ガスは、反応セルチャンバ５ｂ３１に供給され得るもので、あるいは、チャンバが４０９ｈ等のガスポートを介して排気され得る。
【０３６０】
反応セルチャンバ５ｂ３１は、渦を維持する形状を含み得る。例示的な形状寸法は、円錐形および放物線形のものを含み、溶融金属流およびハイドリノ反応が好ましい正の電極等の電極の少なくとも１つが焦点近傍または円筒対称軸であるｚ軸に沿って配置される。放物線状反応セルチャンバ５ｂ３１は、放物線部分の上にある直円柱等の放物線部分からのプラズマの方向性のある流れをより良く維持するべく、異なる形状寸法を有し得る複数の部分をさらに含み得る。一実施形態では、反応セルチャンバ５ｂ３１は、縦軸に沿った上部および下部等、少なくとも２つの部分を含み得るもので、断面積は、形状寸法が異なる複数の部分により垂直軸に沿って減少する。上部は、ＰＶ窓部を含み得る。一実施形態では、上部は、下部よりも曲率半径が小さくてもよい。例示的な実施形態では、上部はドームを備えてもよく、下部は放物線を備えてもよい。ガスの流れは、垂直軸に沿って付随する圧力増加で減少し得る。圧力勾配により、ＰＶ窓部の金属化が抑制され得る。
【０３６１】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＰＶ窓部の位置でセルガスから溶融金属と酸化物粒子を分離するための隔離板を備え、粒子が窓部を不透明にするのを防ぐ。分離器はサイクロン分離器を含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１は、サイクロン分離器をさらに含んでもよい。一実施形態では、（ｉ）プラズマが非対称に形成され得ること、および、（ｉｉ）プラズマが反応セルチャンバ５ｂ３内で非対称的に圧力を発生させることからなる群の少なくとも１つが発生し得る。非対称プラズマ形成と非対称圧力形成との少なくとも一方は、反応セルチャンバ内でサイクロンを伝播し得る。サイクロンまたは渦は、反応セルチャンバの壁に沿って形成され得る。反応セルチャンバは、非対称プラズマを形成すること、非対称圧力を形成すること、およびサイクロンまたは渦を形成することの少なくとも１つへのバッフルを備え得る。サイクロンは、反応セルチャンバの中心に比べて、壁に沿って高いガス圧を発生させ得る。壁に沿った対応する高圧サイクロンの流れは、粒子を反応セルチャンバガスから捕捉、同伴、および分離することの少なくとも１つを実行し得る。ＰＶ窓部は、粒子が除去された場所に配置され得る、または、サイクロンの流れにより窓部への接触が禁止され得る。ＰＶ窓部は、圧力が低いサイクロンの中央領域に配置されてもよい。
【０３６２】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、貯留槽４１４の交差接続チャネルを持つ誘導点火システム、電磁誘導ポンプ等のポンプ、伝導ＥＭポンプ、または注入器貯留槽の機械式ポンプ、および、カウンター電極として機能する非注入器貯留槽を備える。貯留槽４１４の交差接続チャネルは、非注入器貯留槽がほぼ満たされているように保たれ得る制限された流れ手段を含み得る。一実施形態では、貯留槽４１４の交差接続チャネルには、固体導体（例えば、固体銀）等の流れない導体が含まれてもよい。
【０３６３】
一実施形態では、反応混合ガスはガス分析計で監視され得る。ガス分析器は、ガスクロマトグラフで使用されるような、Ｈ２濃度用の質量分析計、熱伝導率センサ、および炎イオン化検出器の少なくとも１つを含み得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の起動時に、最初は反応セルチャンバ５ｂ３１にはプラズマが存在せず、水素熱分解温度に比べて反応セルチャンバ５ｂ３１の温度が比較的低い場合がある。反応ガスが、水素または水素の供給源と混合されたアルゴン等の希ガス等の原子Ｈ寿命を促進するガスを含む場合、アルゴンと水素との混合ガス等の混合ガス中の水素のモル分率は、原子状水素をサポートするために熱温度とプラズマ温度との少なくとも１つが増加するにともなって、増加し得る。
【０３６４】
一実施形態では、銀またはガリウム等の溶融金属はナノ粒子を形成し、酸化物を可逆的に形成できる金属等の酸素運搬化学物質をさらに含み得るもので、酸化された酸素運搬化学物質は、酸素またはＨ２Ｏ等の酸素の供給源を反応セルチャンバ５ｂ３１で選択的に放出し、また、還元形態は、ＭＨＤ凝縮部やＭＨＤ戻し用貯留槽３１１等のＭＨＤチャネル３０８に続く領域で選択的に酸素と反応する。例示的な実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）に供給された酸素は、高温で水素により還元されてＨＯＨ触媒を形成するＧａ２Ｏ３等の酸化ガリウムを形成し得る。ガリウムは水との反応性が低い。例えば、ＨＯＨ触媒を維持するのに適していると思われる１００℃まで、ガリウムは水と反応しない。酸素とＨ２Ｏの少なくとも１つの反応で酸化物を形成する溶融金属とを含む一実施形態では、セル内の温度および水素圧力の少なくとも一方等の反応条件を維持して、金属酸化物を少なくとも部分的に還元すること可能である。酸化物から金属を生成する別の例示的な反応は、ＨｇＯからＨｇ金属および酸素への熱分解である。
Ｇａ２Ｏ３＋３Ｈ２から２Ｇａ＋３Ｈ２Ｏ（７００℃）              （７６）
【０３６５】
酸化物から金属を生成する別の例示的な反応は、ＨｇＯからＨｇ金属および酸素への熱分解である。
２ＨｇＯから２Ｈｇ＋Ｏ２（＞５００℃）                          （７７）
酸化鉛および酸化水銀は、Ｈ２還元のためのさらなる例示的な酸化物である。反応セルチャンバに供給される反応ガスは、酸素、水素、およびＨ２Ｏ蒸気のうちの少なくとも１つを含み得る。反応ガスは、ガスハウジング３０９ｂに供給されてもよい。ガスは、ガス入口および排出アセンブリ３０９ｅを介して供給されてもよい。ガスは、ガスハウジング３０９ｂからセルスルーガス透過膜３０９ｄに拡散し得る。
【０３６６】
ＭＨＤ電力変換器の効率を高めるための追加のシステム、ならびに熱から電気への代替システムは、本開示の範囲内である。図２Ｉ２２２〜２Ｉ２２３に示される例示的な実施形態では、電磁流体（ＭＨＤ）ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、２つの復熱器３１２ｄと２つの対になったガスコンプレッサ３１２ａとを備え、これらは相互に接続されているだけでなく、復熱器とコンプレッサのガス管３１２ｅとによって、ＭＨＤチャネル３０９の凝縮部と反応セルチャンバ５ｂ３１に接続されており、各復熱器３１２ｄは、対応するコンプレッサ３１２ａの前にＭＨＤガス流から熱を取り除き、その熱をコンプレッサの圧縮ガス出力に戻す。出力電力は、電力調整システム１１０によって調整されてもよい。別の実施形態では、復熱器３１２ｄは、ガス、金属蒸気、液体金属、金属ナノ粒子、および、ＭＨＤ凝縮部の末端等のＭＨＤ部での凝固金属３０９の少なくとも１つ等のＭＨＤ流から熱を除去するとともに、流れが反応セルチャンバ５ｂ３１に再循環される前に、熱を流れに戻し得る。復熱器３１２ｄは、ＥＭポンプ３１２によるＥＭポンピングおよびガスコンプレッサまたはポンプ３１２ａによるガス圧縮（図２Ｉ１６７〜２Ｉ１７０）のうちの少なくとも１つに従って、戻り流を加熱し得る。
【０３６７】
本開示のＵＶ光起電性、熱光起電性、および電磁流体電力変換器に加えて、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、熱電子、タービン、マイクロタービン、ランキンまたはブレイトンサイクルタービン、化学的および電気化学的電力変換システム等、当技術分野で既知の他の電気変換手段を備え得る。ランキンサイクルタービンは、超臨界ＣＯ２、ハイドロフルオロカーボンまたはフルオロカーボン等の有機物、あるいは水蒸気作動流体を含み得る。周囲の大気への熱を拒絶する閉鎖冷却剤システムまたは開放システムを含み得る電力変換システムは、超臨界ＣＯ２、有機ランキン、または外部燃焼ガスタービンシステムである。
【０３６８】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって電力供給される例示的な超臨界ＣＯ２電力変換システムは、図２Ｉ２２４〜２Ｉ２２６に示される。対応する超臨界ＣＯ２ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、発電部４６０のシャフトを回転させるタービン４５０、そして円筒型熱交換器４５１を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機、または、球状熱交換器４５２、高温復熱器４５３、低温復熱器４５４、予備冷却器４５５、主コンプレッサ４５６、再圧縮コンプレッサ４５７、および超臨界ＣＯ２電力変換システムの構成要素間のＣＯ２の流れのための冷却剤供給管４５８を備えるＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機から構成され得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５９の円筒形熱交換器を図２Ｉ２２４に示す。当業者に既知の超臨界ＣＯ２電力変換システムを使用するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって供給される超臨界ＣＯ２電力変換システムの他の実施形態は、本開示の範囲内である。
【０３６９】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって供給される有機作動媒体または冷却剤を含むもの等の例示的な閉ランキンサイクルの電力変換システムを図２Ｉ２２７〜２Ｉ２２８に示す。対応する閉ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、冷却剤を加熱するためにボイラー４６１に埋め込まれ得るＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機４５２を含み得る。ボイラー４６１に埋め込まれたＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２の詳細を図２Ｉ２２７に示す。加熱された冷却剤は、相変化を受けて、発電部４６０のシャフトを回転させるタービン４５０を駆動し得る。冷却剤による圧容積仕事の実行に続いて、凝縮器または冷却装置４６４は、冷却剤を凝縮し得る。冷却剤は、入口タービン導管４６２を通ってタービンに流入し、出口タービン導管４６３を通ってタービンから流出され得る。凝縮された冷却剤は、ポンプ４６５によって凝縮器４６４からボイラー４６１にポンプで送られてもよい。冷却剤の流れは、ポンプ供給管４６６を介してもよい。当技術分野で既知のオープンストリームベースのシステム等のオープンシステム等のその他のランキンサイクル電力変換システムおよび該閉システムは、本開示の範囲内である。
【０３７０】
例示的な外部燃焼型、開ブレイトン電力変換システムＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって供給されるシステムは、図２Ｉ２２９〜２Ｉ２３３に示されている。例示的な外部燃焼型、開ブレイトン電力変換システムＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって供給されるシステムは、図２Ｉ２２９〜２Ｉ２３３に示される。対応する外部燃焼型、開ブレイトンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、空気を吸い込むタービンコンプレッサ４６７と、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２から熱を抽出し、かつそれを大気中に移す熱交換器４６８を有するＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２と、加熱された空気が電力タービン４６９を通って流れるときに回転し、該加熱された空気がタービン空気排出口４７０によって排出される電力ータービン４６９とを備える。気流パターンの詳細は、矢印を使用して図２Ｉ２３２に示される。熱交換器４６８は、冷却剤タンク４７４および冷却剤ポンプ４７５をさらに含み、ほぼ一定の冷却剤流量および圧力の少なくとも１つを維持する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２を少なくとも部分的に取り囲む熱交換器４６８の部分の冷却剤は、冷却剤流路に沿って温度が上昇し、電力タービン４６９の隣の熱交換器４６８の一部に流れ込み、反対方向に流れる空気への流路に沿って温度を失い、タービンコンプレッサの端において熱交換器を出る。冷却剤は、冷却剤ポンプ４７５によって、冷却剤供給管４７６を通って冷却剤タンク４７４に送り込まれ、熱交換器４６８のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２部分に戻る。一実施形態では、冷却剤は、３００℃を超える高温での動作が可能ある。例示的な高温対応冷却剤は、ガリウムまたはリチウム等の溶融金属、およびアルカリハライド、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の溶融塩、および当業者に知られている他のものである。空気を引き込むタービンコンプレッサ４６７、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）４５２から熱を抽出して空気に伝達する熱交換器４６８、電力タービン４６９、およびタービン空気排気口４７０の詳細を図２Ｉ２３４に示す。該発電機の構成要素は、構造サポート４７７によって支持され得る。
【０３７１】
作動媒体としての水蒸気を含むもの、またはＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって電力供給される冷却剤を含むもの等の例示的な開ランキンサイクル電力変換システムが、図２Ｉ２３４〜２Ｉ２３５に示される。対応する開ランキンＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、冷却剤を加熱するためにボイラー５００ｂに埋め込まれ得るＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機５００ａを含み得る。加熱された冷却剤は、相変化を受けて、発電部５０３のシャフトを回転させる高圧タービン５０１および低圧タービン５０２を駆動することが可能である。冷却剤による圧容積仕事の実行に続き、発電所冷却システムは、水を蒸発させ、周囲の供給源から補給水等の冷却液を再供給することにより、周囲への電力変換システムからの熱を排除し得る。発電所冷却システムは、凝縮器５０５、冷却塔５０６、および冷却水ポンプ５０７を含むことが可能であり、冷却剤の流れは冷却塔供給管５２３を介し得る。変換効率を改善するために、凝縮器５０５からの冷却剤は、復水ポンプ５１０によって第１の段階の給水ヒータ５０９にポンプで送られてもよい。第１の段の給水ヒータ５０９は、低圧タービン５０２から冷却剤をさらに受け取ることが可能である。補給水は、ボイラー給水浄化システム５１１から供給され得る。冷却剤は、第１の段階の給水ヒータ５０９から脱気給水タンク５０８にポンプで送られてもよく、該タンクは、高圧タービン５０１から流れを受け取り、水蒸気内の水分を分離した後に水蒸気を低圧タービン５０２に戻す水分離器５０４から冷却剤をさらに受け取ること可能である。冷却剤は、給水ポンプ５１２によって、脱気給水タンク５０８からボイラー５００ｂへポンピングにより送られてもよい。高温の冷却剤は、高温の冷却剤供給管５２０を通してポンピングにより注入され、低温の冷却剤は、低温の冷却剤供給管５２１を通してポンピングにより注入される。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、（ｉ）反応物供給タンク５１７に保存できるＨ２Ｏ２、およびＨ２Ｏ蒸気の少なくとも１つを発生させる水電解槽５１８と、（ｉｉ）反応物ガスの流れを維持するための真空ポンプおよびガスポンプシステム５１９と、（ｉｉｉ）ハイドリノ反応をサポートし、所望のハイドリノ生成物を形成するための追加の反応物供給５１４と、（ｉｖ）反応混合物再循環および生成物抽出システム５１５と、ＳｕｎＣｅｌｌ５００ａおよびボイラー５００ｂに入る反応物の所望の温度を維持するために、ガスおよび真空導管５２２の位置にあり得るヒータ５１６と、を備える。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の構成要素、例えば、追加の反応物供給５１４と反応混合物再循環および生成物抽出システム５１５との少なくとも１つは、高温側冷却剤の供給管５２０および低温側冷却剤の供給管５２１によって、それぞれ、加熱および冷却され得るもので、冷却剤はブースターポンプ５１３によってポンプ輸送され得る。
【０３７２】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）によって電力供給される例示的なスターリングサイクル電力変換システムを図２Ｉ２３６〜２Ｉ２３７に示す。対応するスターリングエンジンのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機は、冷却剤を加熱するために熱交換器４５９に埋め込まれ得るＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機４５２を含み得る。加熱された冷却剤は、多くの場合、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機４５２からスターリングエンジン６２２のホットプレート６３２へ熱を伝達し、熱エネルギー出力はスターリングエンジンを駆動し、さらに、廃熱はスターリングエンジン冷却フィン６３３で排除される。スターリングエンジンの動作により、スターリングエンジンシャフト６３１が回転（図２Ｉ２３６）または線形振動（図２Ｉ２３７）し、その後、発電部に電力を供給し、または、機械的負荷に電力を供給し得る。一実施形態では、熱交換器４５９は、高温およびエネルギー出力束のうちの１つまたは複数で動作する開示のうちの１つ等の少なくとも１つのヒートパイプを含み得る。
【０３７３】
例示的な実施形態
ＰＶ変換器を含む本開示のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の例示的な実施形態において、（ｉ）ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋはステンレス鋼を含み、ＥＭポンプ管５ｋ６の内部等、酸化にさらされている表面は、ニッケル被膜等の耐酸化性被膜で被膜されてもよく、インコネル等のステンレス鋼は、ニッケルと同様の熱膨張係数を持つように選択され、（ｉｉ）貯留槽５ｃは、酸化に対して安定化され得るＢＮ−Ｃａ等の窒化ホウ素を含み得るものであり、（ｉｉｉ）容器とＥＭポンプアセンブリ５ｋｋとの間の結合部は、ウェットシールを含み得るものであり、（ｉｖ）溶融金属は銀を含み得るものであり、（ｖ）入口上昇管５ｑａおよび注入管５ｋ６１は、ＥＭポンプアセンブリの底板５ｋｋ１のカラーにねじ込まれたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉ）下半球５ｂ４１は、水素との反応に耐性がある熱分解炭素等の炭素を含み得るものであり、（ｖｉｉ）上部半球５ｂ４２は、水素との反応に耐性がある熱分解炭素等の炭素を含み得るものであり、（ｖｉｉｉ）酸素供給源はＣＯを含んでもよく、該ＣＯはカルボニル、例えば、金属カルボニル（例：Ｗ（ＣＯ）６、Ｎｉ（ＣＯ）４、Ｆｅ（ＣＯ）５、Ｃｒ（ＣＯ）６、Ｒｅ２（ＣＯ）１０、およびＭｎ２（ＣＯ）１０））の制御された熱分解または他の分解によって供給されるＣＯ２またはＣＯ２ガスの供給源として添加されてもよく、ＣＯ２は、ハイドリノプラズマで分解してＣＯを放出したり、供給された犠牲炭素粉末等の炭素と反応してＣＯを供給し得るものであり、またはＯ２は、開示の１つ、例えば、Ｂｉ２６Ｍｏ１０Ｏ６９が被膜されて酸素透過率を高め得るＢａＣｏ０．７Ｆｅ０．２Ｎｂ０．１Ｏ３−δ（ＢＣＦＮ）酸素透過性膜等の開示の酸素透過性膜を介して追加されてもよく、ここで、検出器で監視され、コントローラで制御され、犠牲炭素粉末と反応して所望のＣＯ濃度を維持できるＯ２が追加され、（ｉｘ）水素の供給源はＨ２ガスを含み得るもので、該Ｈ２ガスは、高圧水電解槽からの水素流を制御するべく質量流量コントローラを使用して、ＥＭポンプ管５ｋ４壁のＰｄまたはＰｄ−Ａｇ膜等の水素透過膜を介して供給され得るものであり、（ｘ）容器と下半球５ｂ４１との間の結合部は、カーボンガスケットおよびカーボンナットを含み得るスリップナットを含み得るものであり、さらに、（ｘｉ）ＰＶ変換器は、冷板によって冷却される多接合ＩＩＩ−ＶＰＶセルを含む高密度受信機配列を含み得る。反応セルチャンバ５ｂ３１は、炭素粉末等の犠牲炭素の供給源を含み、さもなければ炭素反応セルチャンバの壁と反応するＯ２およびＨ２Ｏを除去する。水と炭素との反応速度は表面積に依存し、該表面積は、犠牲セルの場合、反応セルチャンバ５ｂ３１壁の表面積と比較して何桁も大きい。一実施形態では、反応セルチャンバ界面の内壁は炭素パッシベーション層を含む。一実施形態では、反応セルチャンバの内壁は、Ｈ２Ｏ酸化から壁を保護するためにレニウム被膜が施される。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の酸貯蔵量はほぼ一定である。一実施形態では、ＣＯ２、ＣＯ、Ｏ２、およびの少なくとも１つとして、追加の酸素貯蔵が追加され得る。一実施形態では、、追加されたＨ２は、犠牲粉末炭素と反応し���メタンを形成することで、ハイドリノ反応物が、メタン等のＯ、Ｃ、Ｈの元素から形成された少なくとも１つの炭化水素と、ＣＯ、ＣＯ２等のＯ、Ｃ、Ｈの元素から形成された少なくとも１つの酸素化合物とを含むようにすることが可能である。酸素化合物および炭化水素は、それぞれ、酸素供給源およびＨ源として機能し、ＨＯＨ触媒およびＨを形成し得る。
【０３７４】
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＣＯセンサ、ＣＯベント、ＣＯ希釈ガス、およびＣＯ吸収剤の少なくとも１つ等の一酸化炭素安全システムをさらに含み得る。ＣＯは、安全性を確保するために、濃度と総貯蔵量の少なくとも１つに制限され得る。一実施形態では、ＣＯは、反応チャンバ５ｂ３１と任意選択で容器チャンバ５ｂ３ａ１に閉じ込められ得る。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、反応セルチャンバ５ｂ３１から漏れるＣＯを閉じ込めて希釈するための２次チャンバを含み得る。２次チャンバは、セルチャンバ５ｂ３｛５ｂ３１？｝、外側の容器チャンバ５ｂ３ａ１、下側のチャンバ５ｂ５、ならびにＣＯを受け入れて安全なレベルまで希釈、および漏出ＣＯの少なくとも１つを受け取り得る別のチャンバの少なくとも１つを含み得る。ＣＯセンサは、漏出ＣＯを検出し得る。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、ＣＯセンサからの入力を受け取り、バルブの開放と流量とを制御するとともに、その濃度が望ましいまたは安全なレベルを超えないように、ある割合でＣＯを希釈して放出または排出するべく、希釈ガスのタンク、希釈ガスタンクバルブ、排気バルブ、およびＣＯコントローラの少なくとも１つをさらに含み得る。漏出ＣＯが含まれるチャンバ内のＣＯ吸収剤も、漏出ＣＯを吸収し得る。例示的なＣＯ吸収剤は、第１の銅アンモニウム塩、ＨＣｌ溶液に溶解した塩化第１の銅、アンモニア溶液、またはオルトアニシジン、および当業者に既知の他のものである。排出されたＣＯは、約２５ｐｐｍ未満の濃度になり得る。反応セルチャンバのＣＯの濃度が約１０００ｐｐｍのＣＯに維持され、反応セルチャンバのＣＯが総ＣＯ貯蔵量を含む例示的な実施形態では、反応セルチャンバに対する外側の封じ込めまたは２次チャンバ容量は、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）がＣＯ漏出に対して本質的に安全であるように、４０倍以上大きい。一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、さらに、ＣＯ反応器、例えば、ＣＯを反応させてＣＯ２またはＣおよびＯ２等の安全な生成物にするべく、燃焼器等の酸化装置またはプラズマ反応器等の分解装置を含み、例示的な触媒酸化装置製品は、モレキュライト（Ｍｏｌｅｃｕｌｉｔｅ）を含むＭａｒｃｉｓｏｒｂ  ＣＯ吸収体（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｍａｒｃｉｓｏｒｂ−ｃｏ−ａｂｓｏｒｂｅｒ）である。
【０３７５】
一実施形態では、水素が触媒として機能し得る。触媒としてのｎＨ（ｎは整数）とハイドリノを形成するＨ原子とを供給する水素の供給源は、高圧水電解槽からの水素の流れを制御するべく、質量流量コントローラを使用してＥＭポンプ管５ｋ４壁の水素透過膜、例えば、Ｐｄまたは２３％Ａｇ／７７％Ｐｄ合金膜等のＰｄ−Ａｇから供給されるＨ２ガスを含み得る。ＨＯＨ触媒の代わりに触媒として水素を使用すると、炭素反応セルチャンバ５ｂ３１等の少なくとも１つのセル構成要素の酸化反応を回避し得る。反応セルチャンバ内に維持されたプラズマは、Ｈ２を解離してＨ原子を提供し得る。炭素は、炭素と水素との間の反応を抑制するべく、熱分解炭素を含み得る。
【０３７６】
開示のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）ヒータの例示的な実施形態では、（ｉ）ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋはステンレス鋼を含み、ＥＭポンプ管５ｋ６の内部等、酸化にさらされている表面は、ニッケル被膜等の耐酸化性被膜で被覆されてもよく、（ｉｉ）貯留槽５ｃは、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｉｉｉ）容器とＥＭポンプアセンブリ５ｋｋとの間の結合部は、ウェットシールを含み得るものであり、（ｉｖ）溶融金属は銀を含み得るものであり、（ｖ）入口上昇管５ｑａおよび注入管５ｋ６１は、ＥＭポンプアセンブリの底板５ｋｋ１のカラーにねじ込まれたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉ）下半球５ｂ４１は、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉｉ）上部半球５ｂ４２は、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉｉｉ）酸素の供給源は、アルカリまたはアルカリ土類酸化物またはそれらの混合物等の金属酸化物を含み得るものであり、（ｉｘ）水素の供給源は、高圧水電解槽からの水素流を制御するために質量流量コントローラを使用してＥＭポンプ管５ｋ４壁の水素透過膜を通して供給されるＨ２ガスを含み得るものであり、（ｘ）容器と下半球５ｂ４１との間の結合部はセラミック接着剤を含み得るのであり、さらに、（ｘｉ）熱交換器は、放射ボイラーを含み得るものである。一実施形態では、下半球５ｂ４１および上半球５ｂ４２のうちの少なくとも１つは、セルの内部から外部への熱伝達を改善するべく、高い１８００℃までの酸化に対して安定している熱伝導率を有する材料、本開示の１つ等の導電性セラミック、例えば、ＺｒＣ、ＺｒＢ２、およびＺｒＣ−ＺｒＢ２、ならびにＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ複合材料の少なくとも１つを、含み得る。
【０３７７】
電磁流体（ＭＨＤ）変換器を含む本開示のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の例示的な実施形態では、（ｉ）ＥＭポンプアセンブリ５ｋｋはステンレス鋼を含み、ＥＭポンプ管５ｋ６の内部等、酸化にさらされている表面は、ニッケル被膜等の耐酸化性被膜で被覆されてもよく，（ｉｉ）貯留槽５ｃは、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｉｉｉ）容器とＥＭポンプアセンブリ５ｋｋとの間の結合部は、ウェットシールを含み得るものであり、（ｉｖ）溶融金属は銀を含み得るものであり、（ｖ）入口上昇管５ｑａおよび注入管５ｋ６１は、ＥＭポンプアセンブリの底板５ｋｋ１のカラーにねじ込まれたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉ）下半球５ｂ４１は、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉｉ）上部半球５ｂ４２は、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｖｉｉｉ）酸素の供給源は、アルカリまたはアルカリ土類酸化物またはそれらの混合物等の金属酸化物を含み得るものであり、（ｉｘ）水素供給源は、高圧水電解槽からの水素流を制御するために質量流量コントローラを使用してＥＭポンプ管５ｋ４壁の水素透過膜を通して供給されるＨ２ガスを含み得るものであり、（ｘ）容器と下半球５ｂ４１との間の結合部はセラミック接着剤を含み得るのであり、（ｘｉ）ＭＨＤのノズル３０７、チャネル３０８、および凝縮３０９の部分は、ＭｇＯまたはＹ２Ｏ３により立方体形態で安定化されたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｘｉｉ）ＭＨＤ電極３０４は、Ｐｔ被覆ＭｏまたはＷ等のＰｔ被覆高融点金属、７００℃までの水の反応に対して安定した炭素、１８００℃までの酸化に安定なＺｒＣ−ＺｒＢ２およびＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ複合体、または銀の液体電極を、含み得るもので、さらに、（ｘｉｉｉ）ＭＨＤ戻し用導管３１０、戻し用ＥＭポンプ３１２、戻し用ＥＭポンプ管３１３はステンレス鋼を含み、管類および導管の内部等、酸化に曝される表面は、ニッケル被膜等の耐酸化性被膜で被覆され得る。ＭＨＤ磁石３０６は、１Ｔの磁束密度を有するコバルトサマリウム磁石等の永久磁石を含み得る。
【０３７８】
電磁流体（ＭＨＤ）変換器を含む本開示のＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電機の例示的な実施形態では、（ｉ）ＥＭポンプは、二段の誘導タイプ、すなわちＭＨＤ戻し用ポンプとして機能する第１の段と注入ポンプとして機能しする第２の段とを含み得るものであり、（ｉｉ）電流ループ４０５のＥＭポンプ管部、ＥＭポンプ電流ループ４０６、結合フランジ４０７、容器底板アセンブリ４０９、およびＭＨＤ戻し用導管３１０は、溶融石英、窒化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、またはハフニア等の石英を含み得るものであり、（ｉｉｉ）変圧器巻線４０１、変圧器ヨーク４０４ａおよび４０４ｂ、ならびに電磁石４０３ａおよび４０３ｂは、水冷されてもよく、（ｉｖ）貯留槽５ｃ、反応セルチャンバ５ｂ３１、ＭＨＤノズル３０７、ＭＨＤチャネル３０８、ＭＨＤ凝縮部３０９、ガスハウジング３０９ｂは、溶融石英、窒化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、またはハフニア等の石英を含み得るものであり、ＺｒＯ２がＭｇＯまたはＹ２Ｏ３によって立方体の形で安定化されており、（ｖ）ガスハウジング３０９ｂおよびＭＨＤ凝縮部３０９の少なくとも１つは、６２５ＳＳまたはイリジウム被覆Ｍｏ等のステンレス鋼を含み得るものであり、（ｖｉ）（ａ）構成要素間の結合部は、カーボンガスケット、接着シール、またはウェットシール等のガスケットを備えたフランジシールを含み、ウェットシールが異種セラミックまたはセラミックとステンレス鋼部品等の金属部品を接合し得るものであり、（ｂ）グラファイトガスケットを備えたフランジシールは、金属部品またはセラミックを、金属の炭化温度未満で動作する金属部品に接合し得るものであり、（ｃ）ガスケット付きフランジシールは、金属部品またはセラミックを金属部品に接合し得るものであり、グラファイトガスケットは、炭化しにくい金属やニッケル等の被膜を含むシールの金属部分に接触し、または、適切な動作温度で別の高温ガスケットが使用され、（ｖｉｉ）溶融金属は銀を含み得るものであり、（ｖｉｉｉ）入口上昇管５ｑａおよび注入管５ｋ６１は、容器底板アセンブリ４０９のカラーにねじ込まれたＺｒＯ２を含み得るものであり、（ｉｘ）酸素の供給源および水素の供給源は、それぞれＯ２ガスおよびＨ２ガスを含み得るもので、高圧水電解槽からの各ガス流を制御するべく質量流量コントローラを使用して、ＭＨＤ凝縮部３０９壁のガス透過膜３０９ｄから供給され、（ｘ）ＭＨＤ電極３０４は、Ｐｔ被覆ＭｏまたはＷ等のＰｔ被覆高融点金属、７００℃までの水反応に安定な炭素、酸化１８００℃まで安定なＺｒＣ−ＺｒＢ２およびＺｒＣ−ＺｒＢ２−ＳｉＣ複合体、あるいは銀の液体電極を含み得るものであり、さらに、（ｘｉ）ＭＨＤ磁石３０６は、約０．１〜１Ｔの範囲の磁束密度を有するコバルトサマリウム磁石等の永久磁石を含み得るものである。
【０３７９】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）電源は、黒体放射体５ｂ４の壁を貫通し得るタングステン等の高融点金属を含むカソード等の電極と、溶融金属注入器カウンター電極とを含み得る。ＥＭポンプ管注入器５ｋ６１およびノズル５ｑ等のカウンター電極は浸漬されてもよい。あるいは、カウンター電極は、立方晶ＺｒＯ２またはハフニア等の電気絶縁性の耐火材料を含み得る。タングステン電極は、黒体放射体５ｂ４の貫通部で封止され得る。電極は、容器５ｃと黒体放射体５ｂ４との間の電気絶縁体ブッシングまたはスペーサによって電気的に絶縁され得る。電気絶縁体ブッシングまたはスペーサは、ＢＮまたはＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、またはＡｌ２Ｏ３等の金属酸化物を含み得る。別の実施形態では、黒体放射体５ｂ４は、ＢＮ等の耐火性セラミック等の電気絶縁体あるいはＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、またはＡｌ２Ｏ３等の金属酸化物を含み得る。
【０３８０】
他の実施形態
あるいは、氷燃料システムは、少なくとも１本の起爆線等の氷に衝撃波を発生させるための電気的手段を含んでもよい。起爆線は、高電圧および高電流のうちの少なくとも一方の供給源等の高電源を備え得る。高電源は、少なくとも１つのコンデンサを備え得る。コンデンサは、高電圧および高電流に対応し得る。少なくとも１本のワイヤを介した少なくとも１つのコンデンサの放電は、それを爆発させ得る。起爆線システムは、細い導線とコンデンサを含んでもよい。例示的な起爆線は、金、アルミニウム、鉄、または白金を含むものである。例示的な実施形態では、起爆線の直径は０．５ｍｍ未満であり、また、コンデンサは、エネルギー消費量が約２５ｋＷｈ／ｋｇであり、電荷密度が１０４−１０６Ａ／ｍｍ２のパルスを放電するため、１００，０００Ｋまでの温度をもたらし、点火が約１０−５〜１０−８秒間にわたって発生し得る。具体的には１００μＦの電解コンデンサは、直流電源を使用して３ｋＶまで充電可能であり、コンデンサの放電は、ナイフスイッチまたはガスアークスイッチを使用して、１２インチの長さの３０ゲージの裸鉄線を通してなされ得るもので、起爆線は、鋼のケーシングに閉じ込められた氷に埋め込まれる。氷燃料システムは、バッテリ、燃料電池、およびコンデンサを充電するためのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）等の発電機の少なくとも１つ等の電源をさらに含み得る。例示的なエネルギー材料は、Ｔｉ、Ａｌ、および別の金属のうちの少なくとも１つを含み得る起爆線によって点火されるＴｉ＋Ａｌ＋Ｈ２Ｏ（氷）を含む。
【０３８１】
一実施形態では、エネルギー反応混合物およびシステムは、参照および先行出願に含まれている開示および先行出願のもの等のハイドリノ燃料混合物を含み得る。反応混合物は、凍結固体状態、液体、および気体等の少なくとも１つの物理的状態の水を含み得る。エネルギー反応は、高電流、例えば、約２０Ａ〜５０，０００Ａの範囲内の電流を印加することによって開始され得る。電圧は、約１Ｖ〜１００Ｖの範囲内に低くすることが可能である。電流は、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｇ金属粉末等の金属マトリックス等の導電性マトリックスを通って運ばれ得る。あるいは、導電性マトリックスを、金属容器等の容器を含むことができ、容器は反応混合物を封入または包み込んでよい。例示的な金属容器は、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｇのＤＳＣ皿を含み得る。。凍結水（氷）または液体水を含む例示的なエネルギー反応混合物は、ＡｌるつぼＴｉ＋Ｈ２Ｏ、ＡｌるつぼＡｌ＋Ｈ２Ｏ、ＣｕるつぼＴｉ＋Ｈ２Ｏ、ＣｕるつぼＣｕ＋Ｈ２Ｏ、ＡｇるつぼＴｉ＋Ｈ２Ｏ、ＡｇるつぼＡｌ＋Ｈ２Ｏ、ＡｇるつぼＡｇ＋Ｈ２Ｏ、ＡｇるつぼＣｕ＋Ｈ２Ｏ、ＡｇるつぼＡｇ＋Ｈ２ＯＯ＋ＮＨ４ＮＯ３（モル５０：２５：２５）、ＡｌるつぼＡｌ＋Ｈ２Ｏ＋ＮＨ４ＮＯ３（モル５０：２５：２５）の少なくとも１つを含む。別の例示的な実施形態は、高電流点火用のエネルギー材料として、Ｈ２Ｏ中の銀またはＡｌるつぼ＋銀ナノ粒子懸濁液を含む。一実施形態では、起爆線は、薄壁の容器、例えばハイドリノ反応混合の金属管、または、ハイドリノ触媒等のハイドリノ反応混合物およびその中のＨＯＨおよびＨの供給源、または、ハイドリノ触媒およびその中のＨの供給源によって、置き換えられてもよい。ＨＯＨ触媒およびＨの少なくとも一方の供給源は、液体の水、氷、水和物、あるいは固体燃料、例えば開示の１つまたは反応してＨおよびＨ２Ｏの少なくとも１つを形成するＭｉｌｌｓ先行出願等の内部にあってもよい。銀ナノ粒子等の導電性粒子等の導電性材料を添加して、反応速度を高めてもよい。イオン再結合率を上げることにより、速度を上げることが可能である。銀ナノ粒子等の導電性材料は、Ｈ２Ｏ懸濁液等の懸濁液を含み得る。ハイドリノ反応混合物またはハイドリノ反応混合物の供給源は、高電流点火のためのエネルギー物質を含み得る。
【０３８２】
一実施形態では、水素は水素（１Ｈ）、重水素（２Ｈ）、およびトリチウム（３Ｈ）の少なくとも１つを気体、液体、または固体の形で含み得る。固体形態は、ＬｉＤ等の水素化アルカリ等の水素化イオン等の水素を含む化合物を含み得る。エネルギー的ハイドリノ反応混合物は、陽子の供給源とホウ素の供給源、例えば１１Ｂを含み得る。エネルギー的ハイドリノ反応は、反応混合物の少なくとも２つの核の融合等の核反応を強制し得る。
【０３８３】
一実施形態では、エネルギー反応システムシステムは、任意の物理的状態（例えば、気体、液体、タイプＩ氷等の固体）の水等のＨＯＨ触媒およびＨの少なくとも１つの供給源と、衝撃波を引き起こす起爆供給源とを、備える。一実施形態では、エネルギー反応システムは、衝撃波の供給源を複数備える。衝撃波の供給源は、本開示の１つ等の１つまたは複数の起爆線の少なくとも１つと、ＴＮＴまたは本開示の別の従来のエネルギー材料の１つまたは複数のチャージとを含み得る。エネルギー反応システムは、従来のエネルギー材料の少なくとも１つの起爆装置を含み得る。エネルギー反応システムは、少なくとも第１の衝撃波と別の衝撃波との間の時間遅延を有する複数の衝撃波の形成を引き起こすために、遅延線または少なくとも１つの時限スイッチ等の順次トリガー手段をさらに含み得る。順次トリガーは、起爆に遅延を引き起こし、最初の起爆と少なくとも１つの他の起爆との間に遅延を引き起こし、各起爆は衝撃波をトリガーは、従来のエネルギー物質の爆発するワイヤおよび点火装置の少なくとも一方に適用される電力を遅らせることが可能である。遅延時間は、約１フェムト秒〜１秒、１ナノ秒〜１秒、１マイクロ秒〜１秒、および１０マイクロ秒〜１０ミリ秒の少なくとも１つの範囲であり得る。
【０３８４】
衝撃波の伝播速度と対応する圧力に基づいて、銀マトリックス中の水の高電流点火を測定し、火薬の約１０倍モルに相当する衝撃波を発生させた。表３に示されている、エネルギー材料水和銀ショットの点火の結果、およびその他の例示的なハイドリノベースのエネルギー材料の結果は、Ｍｉｌｌｓらによって報告されている［参照によりその全体が援用されるＲ．Ｍｉｌｌｓ、Ｙ．Ｌｕ、Ｒ．Ｆｒａｚｅｒ、「水和銀ショットの超低磁場点火の電力決定とハイドリノ製品の特性評価（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｈｙｄｒｉｎｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ  ｆｉｅｌｄ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｙｄｒａｔｅｄ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｈｏｔｓ）」、Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．５６，（２０１８）、第５６巻、（２０１８）、１６６〜１７１７頁］。
【０３８５】
【表３】
2021506072.tif 000132
【０３８６】
一実施形態では、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）は、化学反応器を備え得るもので、ハイドリノ反応物以外のまたはそれに加えて反応を反応器に供給して、所望の化学生成物を形成し得る。反応物は、ＥＭポンプ管を通して供給されてもよい。生成物はＥＭポンプ管から抽出され得る。反応物は、反応器を閉じて反応を開始する前に、バッチ方式で添加され得る。生成物は、その操作に続いて反応器を開くことによりバッチ方式で除去され得る。反応生成物は、反応セルチャンバ等の反応器壁を透過することによって抽出され得る。反応器は、１２５０Ｋから１０，０００Ｋの範囲内の黒体温度で連続プラズマを提供され得る。反応器圧力は、１気圧〜２５気圧の範囲内であり得る。壁の温度は１２５０Ｋから４０００Ｋの範囲内であり得る。溶融金属は、銀、銅、および銀銅合金の少なくとも１つ等の、所望の化学反応を支持する１つを含み得る。
【０３８７】
一実施形態では、氷に埋め込まれた起爆線は、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、およびＺｎの少なくとも１つ等の遷移金属を含んでもよい。起爆線はさらにアルミニウムを含んでもよい。起爆電圧は、１０００Ｖ〜１００，０００Ｖおよび３０００Ｖ〜１０，０００Ｖの少なくとも１つの範囲の電圧等の高電圧であり得る。遷移金属とハイドリノ水素とを含む薄膜は、鉄、クロム、マンガン等のハイドリノ水素化物、分子ハイドリノ錯体、または原子ハイドリノ錯体等を形成し得る。４０００Ｖおよびキロアンペアを使用して、Ｆｅ、Ｃｒ、およびＡｌの合金を含む線の起爆によって、Ｈがハイドリノを含むＦｅＨを形成した。ＴｏＦ−ＳＩＭによってＦｅＨを識別した。ハイドリノ水素と他の金属等の他の元素を含む他の化合物は、他の金属等の対応する元素を含む起爆線を使用することによって形成され得る。
【０３８８】
一実施形態では、分子ハイドリノ等の低エネルギー水素種を含むマクロ集合体またはポリマーを形成する手段は、気体、液体、氷等のいずれかの物理的状態のＨＯＨの供給源と水等のＨの供給源とを含み、さらに、起爆線等の高電流の供給源を含み得る。分子ハイドリノ等のより低いエネルギーの水素種を含むマクロ集合体またはポリマーを形成する手段はさらに、ハイドリノ反応生成物を閉じ込めるための反応チャンバを含む。例示的なハイドリノ反応物は、大気中の水蒸気またはアルゴン等の希ガス等の別のガスである。水蒸気圧は、１ミリトル〜１０００トルの範囲であり得る。別のガスは、約１ミリトル〜１００気圧の圧力範囲であり得る。一実施形態では、起爆線は、アルカリまたはアルカリ土類ハロゲン化物、水酸化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、オキシ陰イオン、固体燃料、またはＫＯＨ、ＭｇＣｌ２、およびＮａ２ＳＯ４の少なくとも１つ等の混合物等の吸湿性塩で被覆し得る。塩または固体燃料は水和されていてもよい。ハイドリノ反応は、電力によるワイヤの起爆によって開始され得る。例示的な実施形態では、本開示のワイヤは、本開示の起爆手段を使用することにより、周囲大気中の水蒸気を含む空洞内で爆発する。周囲の水蒸気圧は、約１〜５０トルの範囲であり得る。例示的な生成物は、ＦｅＨ２（１／４）等の鉄ハイドリノポリマーおよびＭｏＨ（１／４）１６等のモリブデンハイドリノポリマーである。生成物は、固有の物理的特性、例えば、鉄−水素、亜鉛−水素、クロム−水素、またはモリブデン−水素等の金属および水素を含むもの等の新規組成物によって、識別され得る。固有の組成物は、もし存在するならば、通常の水素を含む対応する組成物の既知の磁性がない場合、磁性を有し得る。例示的な実施形態では、固有の組成物は、鉄水素重合体、クロム水素、チタン水素、亜鉛水素、モリブデン水素、およびタングステン水素が磁性である。
【０３８９】
分子ハイドリノ等のより低いエネルギーの水素種を構成するハイドリノ化合物は、（ｉ）固有の金属水素化物、水素化物イオン、および結合＋Ｈ２（１／４）を有する無機イオンのクラスターを、Ｍ＋２モノマーまたはＫ［Ｋ２ＣＯ３Ｈ２］２＋（ここで、ｎは整数）のマルチマーユニットの形式で記録可能である、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）およびエレクトロスプレー飛行時間型二次イオン質量分析（ＥＳＩ−ＴｏＦ）、（ｉｉ）既知の官能基の他の高エネルギーの特徴がなくてもよく、約１９４０ｃｍ−１のＨ２（１／４）回転エネルギーとフィンガープリント領域の解放帯の少なくとも１つを記録し得るフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）、（ｉｉｉ）プロトンマジック角回転核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲ）、（ｉｖ）ポリマー構造を含む可能性のある固有の組成に起因する新規ピークを記録し得るＸ線回折（ＸＲＤ）、（ｖ）２００℃から９００℃の範囲等の非常に低い温度での水素ポリマーの分解を記録し、ＦｅＨまたはＫ２ＣＯ３Ｈ２等の固有の水素化学量論または組成を提供し得る熱重量分析（ＴＧＡ）、（ｖｉ）０．２５ｅＶ間隔のピークを含む２６０ｎｍ領域のＨ２（１／４）回転振動帯を記録し得る電子ビーム励起発光分光法、（ｖｉｉ）低温冷却器で熱を加えると温度とともに強度が可逆的に低下し得る０．２５ｅＶ間隔のピークを含む２６０ｎｍ領域のＨ２（１／４）回転振動バンドの２次を記録し得るフォトルミネッセンスラマン分光、（ｖｉｉｉ）約１９４０ｃｍ−１のＨ２（１／４）回転ピークを記録し得るラマン分光法、（ｉｘ）Ｈ２（１／４）の総エネルギーを約４９５〜５００ｅＶで記録し得るＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）、（ｘ）負のピークを記録し得るガスクロマトグラフィー、（ｘｉ）最大シフトが約３００〜６００Ｇで［Ｈ２（１／４）］２ピークを記録し得る電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法、ならびに、（ｘｉｉ）Ｈ２（１／ｐ）四重極モーメント／ｅを約
【数１２９】
2021506072.tif 000133
で記録する磁化率ｇ因子測定等の四重極モーメント測定によって、同定され得る。ハイドリノ分子は、二量体および固体Ｈ２（１／ｐ）の少なくとも１つを形成し得る。一実施形態では、Ｈ２（１／４）二量体（［Ｈ２（１／４）］２）およびＤ２（１／４）二量体（［Ｄ２（１／４）］の整数ＪからＪ＋１への遷移の端から端までの回転エネルギー２）は、それぞれ約（Ｊ＋１）４４．３０ｃｍ−１と（Ｊ＋１）２２．１５ｃｍ−１である。一実施形態では、［Ｈ２（１／４）］２）の少なくとも１つのパラメータは、（ｉ）約１．０２８ÅのＨ２（１／４）分子間の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．００１１ｅＶのＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーである。一実施形態では、固体Ｈ２（１／４）の少なくとも１つのパラメータは、（ｉ）約１．０２８ÅのＨ２（１／４）分子間の分離距離、（ｉｉ）約２３ｃｍ−１のＨ２（１／４）分子間の振動エネルギー、および（ｉｉｉ）約０．０１９ｅＶのＨ２（１／４）分子間のファンデルワールスエネルギーである。回転および振動スペクトルの少なくとも１つは、結合解離エネルギーおよび分離距離もまた、スペクトルから決定され得るＦＴＩＲおよびラマン分光法の少なくとも１つによって、記録されてもよい。ハイドリノ生成物のパラメータの解法は、Ｍｉｌｌｓ  ＧＵＴＣＰの第５〜６章、第１１〜１２章、および第１６章等［参照により本明細書に組み込まれ、ｈｔｔｐｓ：／／ｂｒｉｌｌｉａｎｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒ．ｃｏｍで入手可能］に記載される。
【０３９０】
一実施形態では、分子ハイドリノを気体、物理吸収、液化、またはその他の状態で収集する装置は、より低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーの供給源と、より低いエネルギーの水素種を構成するマクロ集合体またはポリマーを含むチャンバと、より低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーを室内で熱分解する手段と、より低いエネルギーの水素種を構成するマクロ骨材またはポリマーから放出されたガスを収集する手段とを、備える。分解手段は、ヒータを含み得る。このヒータは、約１０℃〜３０００℃、１００℃〜２０００℃、および１００℃〜１０００℃の少なくとも１つの範囲内のマクロ凝縮物またはポリマーの分解温度よりも高い温度に、第１のチャンバを加熱し得る。より低いエネルギーの水素種を構成するマクロ凝縮物またはポリマーの分解からガスを収集する手段は、第２のチャンバを構成し得る。第２のインターフェースは、回収された分子ハイドリノガスの貯蔵および搬送の少なくとも１つを実行するべく、ガスポンプ、ガスバルブ、圧力計、および質量流量コントローラのうちの少なくとも１つを含み得る。第２のチャンバは、分子ハイドリノガスを吸収するゲッター、または分子ハイドリノを液化するための低温システム等の冷却装置を、さらに含んでもよい。冷却装置は、液体ヘリウムまたは液体窒素等の極低温液体を含むクライオポンプまたはデュワーを備え得る。
【０３９１】
より低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーを形成する手段は、電場または磁場の少なくとも一方の供給源等の電磁場供給源をさらに含み得る。電場供給源は、凝縮物またはポリマーが形成される反応チャンバに電場を印加するために、少なくとも２つの電極および電圧の供給源を含み得る。あるいは、電場供給源は、静電気を帯びた材料を含んでもよい。静電気を帯びた材料は、プレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）チャンバ等の炭素を含むスピーカー等の反応セルチャンバを含み得る。開示の起爆は、反応セルチャンバを静電気的に帯電させ得る。磁場供給源は、永久磁石、電磁石、または超伝導磁石等の少なくとも１つの磁石を含み、凝縮物またはポリマーが形成される反応チャンバに磁場を適用し得る。
【０３９２】
Ｈ２（１／４）等の分子ハイドリノは、対応する磁気モーメントを伴う軌道角運動量に対応する非ゼロのｌ（筆記体）およびｍｌ（筆記体）の量子数を有し得る。Ｈ２（１／４）分子は、約４７４Ｇに対応する磁気相互作用を持つ二量体［Ｈ２（１／４）］２を形成すると予測される。分析方程式で導出された古典理論は、ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰで提供される。相互作用の軌道磁気モーメントにより、分子ハイドリノは電子常磁性共鳴分光法（ＥＰＲ）によって一意に識別され得る。固有ＥＰＲ核結合および電子核二重共鳴分光法（ＥＮＤＯＲ）シグネチャは、電子半径および核間距離の減少により、さらに特徴的であって、分子ハイドリノを一意に識別する。一実施形態では、低エネルギー水素生成物は、高ｇ因子、非常に低ｇ因子、異常な線幅、および陽子分裂の少なくとも１つを含むＥＰＲスペクトルを有する電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）分光法で不活性の金属を含み得る。大気中の水蒸気を含む雰囲気におけるＳｎ線の起爆によって、かつＨ２（１／４）二量体を形成するべくＨおよびＨＯＨ触媒の供給源として機能するＨ２Ｏを含むボールミル粉砕ＮａＯＨ−ＫＣｌによって形成され得る分子ハイドリノノ等のより低いエネルギーの水素種を含む反応生成物の例示的ＥＰＲスペクトルを、図４Ａ〜Ｂに示す。起爆線システムを図５に示す。ウェブ様生成物をトルエンに懸濁し、９．３６８ＧＨｚ（３３４３Ｇ）のマイクロ波周波数を有するプリンストン大学の機器でＥＰＲを実行した。ＮａＯＨ−ＫＣｌをそのまま使用した。ＥＰＲピークは、［Ｈ２（１／４）］２の最大４７４Ｇシフトの予測値と一致する。約３７５Ｇのピーク幅は、分子ハイドリノダイマー［Ｈ２（１／４）］２の軌道磁気モーメントの相互作用であるピークの起源の性質に起因して、異常に広い。スズ、ＮａＯＨ、およびＫＣｌはＥＰＲアクティブではない。スズ水酸基およびスーパーオキシドラジカルのＥＰＲスペクトルの主なパラメータ、すなわち対応するＥＰＲスペクトルから計算されたｇ因子および線幅ΔＨは、ｇ１＝２．００２１およびΔＨ１＝１Ｇ、ｇ２＝２．０００９およびΔＨ２＝０．８Ｇである。図４Ｃに示すように、亜鉛ハイドリノ化合物のＥＰＲスペクトルに基づいて、極低温の影響を決定した。分子ハイドリノダイマーＥＰＲピークは、２９８Ｋ（赤いトレース）で観測されたが、低温でのコンパクトな固体への予測されたハイドリノ相の変化を示す証拠であり、かつ密な充填に起因による磁性が、ＥＰＲピークが広がって範囲外になる７７Ｋ（青いトレース）には存在しなかった。
【０３９３】
一実施形態では、ハイドリノ種のＥＰＲスペクトルは、高いｇ因子と異常な線幅との少なくとも１つ等の固有の特徴を示す。広範なＥＰＲシグニチャに加えて、分子ハイドリノダイマー［Ｈ２（１／４）］２は、非常に低いエネルギーのフィンガープリント領域に広いＩＲバンドを生じさせる。ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰに示されているように、［Ｈ２（１／４）］２は、振動エネルギーが低く、［Ｈ２（１／４）］２二量体の集合をマクロ凝縮物として含むモードとして励起されると重ね合わされたエネルギーによって図６で観測されるようにＩＲ吸収帯を生ずる。
【０３９４】
Ｈ２（１／４）等の複数のハイドリノ分子の電子軌道磁気モーメントは、相結合して永久磁化を生じ得る。通常、角運動量と対応する磁気モーメントは平均してゼロになり、軌道角運動量に起因する巨視的またはバルクの正味の磁性は存在しない。しかし、複数のハイドリノ分子の角運動量磁気モーメントが協同して相互作用する場合、分子ハイドリノは、非ゼロまたは有限のバルク磁性を引き起こし得るもので、二量体等の多量体が発生し得る。分子ハイドリノを構成する二量体、凝縮物、またはポリマーの磁性は、協同的に整列した軌道角磁気モーメントの電気力学的相互作用から発生し得る。一実施形態では、フィールドは、マルチマーのＨ２（１／４）単位あたり約４７４Ｇに相当する。さらに、磁性が鉄原子等の少なくとも１つの不対電子を有する追加の化学種の永久電子磁気モーメントの相互作用によるものである場合、磁性ははるかに大きくなり得る。
【０３９５】
分子ハイドリノの磁気特性は、Ｍｉｌｌｓらによって示されているように、ＣＩＨＴセルと呼ばれるハイドリノを生成する電気化学セルの場合、プロトンマジックアングルスピニング核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲ）によって実証される［Ｍｉｌｌｓ  Ｐｒｉｏｒ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ  と、Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｘ．Ｙｕ、Ｙ．Ｌｕ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｈｙｄｒｉｎｏ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  （ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  ＥｎｅｒｇｙＲｅｓ．，  （２０１３），  ＤＯＩ：  １０．１００２／ｅｒ．３１４２］］。水和水をさらに含む可能性のある水酸化アルカリ−ハロゲン化アルカリマトリックス等の固体マトリックスにおける分子ハイドリノの存在は、分子ハイドリノの常磁性マトリックス効果により、通常−４〜−５ｐｐｍの高磁場１Ｈ  ＭＡＳ  ＮＭＲピークを生じ得る。一方、ハイドリノのない最初のマトリックスは、既知のダウンフィールドシフトマトリックスピーク＋４．４１ｐｐｍを示す（図７）。
【０３９６】
ゼロでない角運動量状態で分子ハイドリノを生成する便利な方法は、Ｈ２Ｏの存在下でワイヤによる起爆によってハイドリノ触媒およびＨの供給源として機能する。水蒸気を含む雰囲気でのワイヤ起爆は、金属原子またはイオンが凝縮してウェブを形成し得るゼロ以外のｌ（筆記体）およびｍｌ（筆記体）の量子状態を有する分子ハイドリノ等のハイドリノ水素を含み得る磁性線形鎖を生成する。常磁性材料は、誘導された磁性に線形的に応答し、一方、観測された「Ｓ」形状は、強磁性と常磁性とのハイブリッドである超常磁性の特徴である。一実施形態では、水蒸気を含む空気中でモリブデン線を起爆させることによって形成される化合物等の高分子ウェブ化合物は、超常磁性である。図８に示すように、振動するサンプルの磁化率計の記録は、Ｓ字曲線を示し得る。誘導磁気が５ＫＯｅでピークに達し、より高い印加磁場で減少することは例外である。超常磁性ハイドリノ化合物は、磁場中に配向され得る磁性ナノ粒子を含み得る。
【０３９７】
自己組織化機構（機構）は、ファンデルワールス力に加えて、磁気秩序を含み得る。外部磁場を印加すると、トルエン等の溶媒に懸濁したマグネタイト（Ｆｅ２Ｏ３）等のコロイド磁性ナノ粒子が線形構造に集合することが周知である。分子ハイドリノは、小さな質量と高い磁気モーメントとにより、外部磁場がなくても磁気的に自己集合する。自己組織化を強化し、ハイドリノ生成物の代替構造の形成を制御する一実施形態では、起爆線等による外部磁場がハイドリノ反応に印加される。磁場は、少なくとも１つの永久磁石を反応部位に配置することによって適用され得る。あるいは、起爆線は、マグネタイト等の磁性粒子の供給源として機能し、分子ハイドリノの磁気自己組織化を駆動する金属を含み得るもので、供給源は、水蒸気または別の供給源における起爆線によるものであり得る。
【０３９８】
一実施形態では、ハイドリノ化合物またはハイアグリゲート等のハイドリノ生成物は、水素以外の周期表の少なくとも１つの他の要素を含み得る。ハイドリノ生成物は、ハイドリノ分子と、少なくとも１つの金属原子、金属イオン、酸素原子、および酸素イオン等の少なくとも１つの他の元素とを含み得る。例示的なハイドリノ生成物は、Ｈ２（１／４）等のＨ２（１／ｐ）と、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｆｅ、ＳｎＯ、ＺｎＯ、ＡｇＯ、ＦｅＯ、およびＦｅ２Ｏ３の少なくとも１つとを含むことができる。
【０３９９】
分子ハイドリノ分子Ｈ２（１／４）が結合して室温から高温で固体を形成するのは、ファンデルワールス力によるもので、該ファンデルワールス力は、ＭｉｌｌｓＧＵＴＣＰに示されているように、寸法が小さく充填率が大きいため、分子ハイドリノの方が分子水素よりもはるかに大きい。固有の磁気モーメントとファンデルワールス力とにより、分子ハイドリノは自己集合してマクロ凝縮物になり得る。一実施形態では、Ｈ２（１／４）等の分子ハイドリノは、磁気双極子力およびファンデルワールス力によって結合された線形鎖に組み立てられ得る。別の実施形態では、分子ハイドリノは、８つの頂点のそれぞれにＨ２（１／ｐ）等のＨ２（１／４）を持つ立方体等の３次元構造に組み立てられ得る。一実施形態では、Ｈ２（１／４）分子等の８つのＨ２（１／ｐ）分子が立方体の中に結合され、各分子の中心が立方体の８つの頂点の１つであり、各核間軸が頂点を中心とする立方体の縁に平行である。
【０４００】
Ｈ１６は、自己組織化によって形成されるより複雑なマクロ構造の単位または部分として機能し得る。別の実施形態では、正方形の４つの頂点のそれぞれにＨ２（１／４））等のＨ２（１／ｐ）を含むＨ８単位は、直方体Ｈ１６に追加されることで、Ｈ１６＋８ｎ（ｎは整数）を含み得る。例示的な追加のマクロ凝縮物は、Ｈ１６、Ｈ２４、およびＨ３２である。中性水素またはイオンは、中性またはイオンとして、Ｏ、ＯＨ、Ｃ、Ｎ等の他の化学種と結合し得る。一実施形態では、得られた構造により、飛行時間型二次イオン質量スペクトル（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）にＨ１６ピークが生じ、ここで、Ｈ１６からの、例えばＨ１６、Ｈ１４、Ｈ１３、およびＨ１２の整数Ｈの損失に対応する質量が観測され得る。Ｈの質量が１．００７９４ｕであるため、対応する＋１または−１イオンピークの質量は１６．１２５、１５．１１９、１４．１１１、１３．１０３、１２．０９５…である。水素マクロ凝縮物イオン、例えばＨ１６−およびＨ１６＋は、準安定性を含み得る。広いピークの準安定な特徴を有する水素マクロ凝縮物イオンＨ１６−およびＨ１６＋は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによって、正および負のスペクトルにおいて１６．１２５で観測された。Ｈ１５＋は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによって、負のスペクトルにおいて５．１１９で観測された。Ｈ２４準安定種Ｈ２４−およびＨ２４＋は、それぞれ正および負のＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトルにおいて観測された。
【０４０１】
一実施形態では、分子ハイドリノ等の低エネルギー水素は、ナノチューブに集合し得る。本開示によれば、ナノチューブの供給源として機能する分子ハイドリノは、空気雰囲気等の酸素および水蒸気を含む雰囲気中で、金属線の起爆から形成され得る。分子ハイドリノが集合してナノチューブになることは、金属または金属線の起爆によって形成された金属酸化物粒子上で促進され得る。ナノチューブは、分子ハイドリノおよび通常の分子水素等の水素種を吸収し得る。
【０４０２】
一実施形態では、分子ハイドリノ（「ハイドリノ化合物」）等のより低いエネルギーの水素種を構成する物質の組成物は、磁気的に分離され得る。ハイドリノ化合物は、磁気的に分離される前に、磁性をさらに高めるべく冷却されてもよい。磁気分離法は、ハイドリノ化合物が混合物の残りの部分に比べて移動性が優先的に遅くなるように所望のハイドリノ化合物を含む化合物の混合物を、磁場を通して移動させること、および、混合物の上に磁石を移動してハイドリノ化合物を混合物から分離することを、含む。例示的な実施形態では、ハイドリノ化合物は、起爆発生物材料を液体窒素に浸漬し、低温分離によりハイドリノ化合物生成物の磁性を高める磁気分離を使用することにより、起爆線による非ハイドリノ生成物から分離される。液体窒素の沸騰面で分離を促進してもよい。
【０４０３】
一実施形態では、原子ハイドリノ、分子ハイドリノ、またはハイドリノヒドリドイオン等のハイドリノ種は、Ｈと、ＯＨおよびＨ２Ｏ触媒の少なくとも１つとの反応によって合成される。一実施形態では、ハイドリノを形成するための開示のショットまたは起爆線によるものを含むもの等の、ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）反応およびエネルギー反応システムの少なくとも１つの生成物は、ハイドリノ化合物または化学種であり、（ｉ）水素以外の元素、（ｉｉ）Ｈ＋、通常のＨ２、通常のＨ−、および通常のＨ＋３の少なくとも１つ等の通常の水素種、有機イオンまたは有機分子等の有機分子種、ならびに（ｉｖ）無機イオンまたは無機化合物等の無機種の少なくとも１つと複合したＨ２（１／ｐ）等のハイドリノ種を含む。ハイドリノ化合物は、アルカリまたはアルカリ土類炭酸塩または水酸化物または本開示の他のそのような化合物等のオキシ陰イオン化合物を含み得る。一実施形態では、生成物は、Ｍ３ＣＯ３・Ｈ２（１／４）およびＭＯＨ・Ｈ２（１／４）（式中、Ｍ＝本開示のアルカリまたは他の陽イオン）複合体の少なくとも１つを含む。生成物は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳまたはエレクトロスプレー飛行時間型二次イオン質量分析法（ＥＳＩ−ＴｏＦ）により、Ｍ（Ｍ３ＣＯ３・Ｈ２（１／４））ｎ＋およびＭ（ＭＯＨ・Ｈ２（１／４））ｎ＋（式中、ｎは整数であり、整数および整数ｐ＞１は４の代わりに置換され得る）をそれぞれ含む正のスペクトラムの一連のイオンとして、同定される。一実施形態では、ＳｉＯ２または石英等のシリコンおよび酸素を含む化合物は、Ｈ２（１／４）のゲッターとして機能し得る。Ｈ２（１／４）のゲッターは、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等のＭｏ合金等の合金、および本開示のもの等の水素貯蔵材料の組み合わせを含み得る。
【０４０４】
本開示の方法によって合成されるハイドリノ種を含む化合物は、式ＭＨ、ＭＨ２、またはＭ２Ｈ２（式中、Ｍはアルカリ陽イオン、Ｈはヒドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ陽イオン、Ｘは、ハロゲン原子等の中性原子、分子、またはハロゲン陰イオン等の単一負帯電陰イオンのいずれか、およびＨはヒドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、およびＨはヒドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＨＸ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは二重負帯電陰イオン、およびＨはヒドリノ種）を有し得る。化合物は、式Ｍ２ＨＸ（式中、Ｍはアルカリ陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、およびＨはヒドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式Ｍ２Ｈｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類陽イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式Ｍ２ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式Ｍ２Ｘ３Ｈ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式Ｍ２Ｘ３Ｈ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式Ｍ２ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、Ｘ’は二重負帯電陰イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＭ’ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｍ’はアルカリ金属陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式ＭＭ’ＸＨｎ（式中、ｎは１または２、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｍ’はアルカリ金属陽イオン、Ｘは単一負帯電陰イオン、化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式ＭＭ’ＸＨ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｍ’はアルカリ金属陽イオン、Ｘは二重負帯電陰イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＭ’ＸＸ’Ｈ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン、Ｍ’はアルカリ金属陽イオン、ＸおよびＸ’は単一負帯電陰イオン、Ｈはハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＸＸ’Ｈｎ（式中、ｎは１から５までの整数、Ｍはアルカリまたはアルカリ土類陽イオン、Ｘは単一または二重負帯電陰イオン、Ｘ’は金属もしくは半金属、遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式ＭＨｎ（式中、ｎは整数、Ｍは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素等の陽イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式ＭＸＨｎ（ｎは整数、Ｍはアルカリ陽イオン、アルカリ土類陽イオン等の陽イオン、Ｘは遷移元素、内部遷移元素、または希土類元素陽イオン等の別の陽イオン、および化合物の水素含有量Ｈｎは少なくとも１つのハイドリノ種）を有し得る。化合物は、式（ＭＨｍＭＣＯ３）ｎ（（式中、Ｍはアルカリ陽イオンまたは他の＋１陽イオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数）および化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式（ＭＨｍＭＮＯ３）ｎ＋ｎＸ−（（式中、Ｍはアルカリ陽イオンまたは他の＋１陽イオン、ｍおよびｎはそれぞれ整数、Ｘは単一負帯電陰イオン、および化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式（ＭＨＭＮＯ３）ｎ（式中、Ｍはアルカリ陽イオンまたは他の＋１陽イオンであり、ｎは整数、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。化合物は、式（ＭＨＭＯＨ）ｎ（式中、Ｍはアルカリ陽イオンまたは他の＋１陽イオン、ｎは整数であり、および化合物の水素含有量Ｈは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。陰イオンまたは陽イオンを含む化合物は、式（ＭＨｍＭ’Ｘ）ｎ（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数であり、ＭおよびＭ’はそれぞれそれぞれアルカリまたはアルカリ土類陽イオンであり、Ｘは単一または二重負帯電陰イオンであり、および化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。陰イオンまたは陽イオンを含む化合物は、式（ＭＨｍＭ’Ｘ’）ｎ＋ｎＸ−（式中、ｍおよびｎはそれぞれ整数であり、ＭおよびＭ’はそれぞれそれぞれアルカリまたはアルカリ土類陽イオンであり、ＸおよびＸ’は単一または二重負帯電陰イオンであり、および化合物の水素含有量Ｈｍは少なくとも１つのハイドリノ種を含む）を有し得る。陰イオンは、本開示のもの１つを含み得る。適切な例示的な単一負帯電陰イオンは、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、炭酸水素イオン、または硝酸イオンである。適切な例示的な二重負帯電陰イオンは、炭酸イオン、酸化物、または硫酸イオンである。
【０４０５】
一実施形態では、ハイドリノ化合物または混合物は、ハイドリノ原子、ハイドリノ水素化物イオン、および金属またはイオン格子等の結晶格子等の格子に埋め込まれたジハイドリノ分子等の少なくとも１つのハイドリノ種と、を含む。一実施形態では、格子はハイドリノ種とは反応しない。埋め込まれたハイドリノ水素化物イオンの場合のように、マトリックスは非プロトン性であってよい。化合物または混合物は、ハロゲン化物等のアルカリまたはアルカリ土類塩等の塩格子に埋め込まれたＨ（１／ｐ）、Ｈ２（１／ｐ）、およびＨ−（１／ｐ）の少なくとも１つを含み得る。例示的なハロゲン化アルカリは、ＫＣｌおよびＫＩである。埋め込まれたＨ−（１／ｐ）の場合、塩はＨ２Ｏを含まなくてもよい。他の適切な塩格子は、本開示のものを含む。
【０４０６】
本発明のハイドリノ化合物は、好ましくは、０．１原子パーセントを上回る純度である。より好ましくは、化合物は、１原子パーセントを上回る純度である。さらにより好ましくは、化合物は、１０原子パーセントを上回る純度である。最も好ましくは、化合物は、５０原子パーセントを上回る純度である。別の実施形態では、化合物は、９０原子パーセントを上回る純度である。別の実施形態では、化合物は９５原子パーセントを上回る純度である
【０４０７】
一実施形態では、ハイドリノ化合物は、適切な溶媒中での再結晶により精製され得る。あるいは、この化合物は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）等のクロマトグラフィーによって精製されてもよい。
【０４０８】
超常磁性ハイドリノ化合物は、磁場中で配向され得る磁性ナノ粒子を含み得る。磁性ハイドリノ化合物の用途は、コンピュータのハードドライブのメモリストレージ材料等の磁気ストレージ材料と、磁気共鳴イメージングにおける造影剤と、調整可能な粘度を有するもの等の磁性流体と、細胞、ＤＮＡ、またはタンパク質の分離、ＲＮＡフィッシング等の磁気細胞分離と、標的薬物送達、磁気温熱療法、およびマグネトフェクション等の処置とを含む。
【０４０９】
一実施形態では、分子ハイドリノ（「ハイドリノ化合物」）等のより低いエネルギーの水素種を含む物質の組成物は、ハイドリノまたはハイドリノ化合物を含まない非ハイドリノ反応生成物を除去することによって精製され得る。非ハイドリノ反応生成物は溶解されてもよく、ハイドリノ化合物は、当技術分野で既知のもの等の未溶解物質を回収する手段によって回収されてもよい。非ハイドリノ化合物生成物が金属または金属酸化物を含む一実施形態では、非ハイドリノ化合物生成物を水性酸に溶解することができ、溶解していないハイドリノ化合物を濾過または遠心分離によって回収され得る。例示的な実施形態では、ハイドリノ化合物は、水蒸気を含む雰囲気中で、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、またはＭｏ線の起爆等の金属線起爆によって形成される生成物混合物の構成要素である。未反応の金属および金属酸化物を含む非ハイドリノ生成物は、生成物混合物を１ＭＨＣｌ等の水性酸性溶媒に溶解することによって除去され得る。溶解しなかったハイドリノ化合物は、ろ紙でのろ過または遠心分離によって回収され得る。ハイドリノ化合物および金属酸化物を含む生成物混合物は、生成物混合物の金属酸化物を酸に溶解し、混合物のカチオンを溶液中のＫ等の他のものと交換することにより精製され得る。これにより、ハイドリノ化合物またはＫを含む混合物が形成され得る。ハイドリノ化合物の結晶の形成が許可される場合がある。一部の溶媒は、回転蒸発等の蒸発等の手段によって除去して、結晶を形成させることができる。結晶は、濾過等の分離手段によって除去され得る。別の実施形態では、ハイドリノ化合物は、非ハイドリノ生成物が不溶である溶媒に溶解され得る。ハイドリノ化合物溶液は、濾過または遠心分離等の当技術分野で既知の手段によって固体から分離され得る。溶媒を蒸発により除去するか、またはハイドリノ化合物を沈殿させ、次いで濾過または遠心分離等の手段により回収され得る。
【０４１０】
加湿アルゴンまたは加湿空気の起爆線によって形成されたハイドリノマクロ凝縮物または高分子材料は、水またはＤＭＳＯ等の適切な溶媒に溶解し、回転蒸発等の溶媒蒸発器を使用して沈殿させることによって、精製され得る。一実施形態では、ハイドリノ化合物の純度は、加湿されたアルゴン雰囲気等の加湿された不活性ガス雰囲気中での起爆線によって、向上され得る。化合物は、電磁スペクトルの赤外線領域とマイクロ波領域とに強い吸収があるため、該化合物をステルス用途に使用することができる。
【０４１１】
一実施形態では、分子ハイドリノは、別の化合物、例えばアルカリまたはアルカリ土類の水酸化物または炭酸塩等の無機化合物に、分子ハイドリノを含むガスを別の化合物を含む溶液の中へまたは通して発泡させることにより、結合させてもよい。生成物は、［Ｋ２ＣＯ３：Ｈ２］ｎ（ｎは整数）等のモノマーまたはモノマー単位を含み得る。
【０４１２】
ＳｕｎＣｅｌｌは、窓部に透過的な波長の光供給源として機能し得る透明な窓部を備えていてもよい。ＳｕｎＣｅｌｌは、黒体光源として機能し得る黒体放射体５ｂ４を備えてもよい。
【０４１３】
実験
ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）発電システムは、燃料点火反応によって発生させたプラズマ光子を捕捉し、それらを使用可能なエネルギーに変換するように構成された光起電力変換器を備える。いくつかの実施形態では、高い変換効率が望ましい場合があり得る。反応器は、複数の方向、例えば、少なくとも２つの方向にプラズマを放出してもよく、反応の半径は、約数ミリメートル〜数メートル、例えば、半径約１ｍｍ〜約２５ｃｍの規模であり得る。さらに、燃料の点火によって発生させたプラズマのスペクトルは、太陽によって生成されたプラズマのスペクトルに似ていてもよく、および／または追加の短波長放射を含み得る。図９は、溶融銀がショットに冷却されると１．３ＭＷの平均光電力を示すように、溶融銀に水を加えて吸収させたＨ２Ｏを含む８０ｍｇの銀ショットの点火の５ｎｍ〜４５０ｎｍ領域での例示的な絶対スペクトルを示しており、このスペクトルは基本的にすべて紫外線および極端紫外線領域にある。点火は、Ｔａｙｌｏｒ−ＷｉｎｆｉｅｌｄモデルＮＤ−２４−７５スポット溶接機を使用して、低電圧、高電流で達成された。ショットの両端の電圧降下は１Ｖ未満で、電流は約２５ｋＡであった。高強度ＵＶ放射の持続時間は約１ｍｓであった。コントロールスペクトルは、ＵＶ領域で平坦であった。スペクトル線および黒体放射の少なくとも１つのような固体燃料の放射は、約２〜２００，０００Ｓｕｎ、１０〜１００，０００Ｓｕｎ、１００〜７５，０００Ｓｕｎのうちの少なくとも１つの範囲の強度を有し得る。一実施形態では、溶接機点火回路のインダクタンスを増加させて、点火後の電流減衰時間が増加し得る。減衰時間が長くなると、ハイドリノプラズマ反応が維持され、エネルギー発生が増加し得る。
【０４１４】
起爆の前後に、ＸＰＳおよびラマンを電極上で実行した。起爆後の各電極は、図１６および１７Ｂに示されるもの等の非常に大きな１９４０ｃｍ−１のラマンピークを示した。起爆後のＸＰＳは、図１８に示されるもの等の４９６ｅＶの大きなピークを示し、Ｈ２（１／４）の総エネルギーと一致した。唯一の代替割り当てであるＮａ、Ｓｎ、またはＺｎの他の主要元素ピークは存在せず、これは、Ｈ２（１／４）が非常に激しい反応の生成物であることを裏付けている。起爆ごとの電極の、ラマンまたはＸＰＳスペクトルのそれぞれにおける１９４０ｃｍ−１または４９６ｅＶ領域で、ラマンまたはＸＰＳピークは観測されなかった。
【０４１５】
ＵＶおよびＥＵＶスペクトルは黒体放射に変換され得る。変換は、ＵＶおよびＥＵＶ光子のうちの少なくとも１つの伝搬のためにセル雰囲気を光学的に厚くすることによって達成され得る。燃料金属等の金属をセル内で蒸発させることにより、光学的厚さを増加させ得る。光学的に厚いプラズマは黒体を含み得る。ハイドリノ反応の非常に高い電力密度容量とハイドリノ反応によって放出される光子の高エネルギーのために、黒体温度は高くなり得る。図１０に、周囲のＨ２Ｏ蒸気圧が約１トルの大気アルゴン中のＷ電極にポンプで注入された溶融銀の点火のスペクトル（サファイア分光計のウィンドウにより１８０ｎｍにカットオフを有する１００ｎｍ〜５００ｎｍの領域）を示す。電源２は、直列に接続された２つのコンデンサ（Ｍａｘｗｅｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｋ２超コンデンサ  ２．８５Ｖ／３４００Ｆ）の２つのセットを備え、これらのコンデンサは並列に接続されて、約１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの周波数で５ｋＡに電流パルスを重ね合わせて約５〜６Ｖおよび３００Ａの定電流を供給した。Ｗ電極への平均入力電力（１ｃｍ×４ｃｍ）は約７５Ｗであった。ハイドリノ反応電力による銀の蒸発により大気がＵＶ放射に対して光学的に厚くなると、最初のＵＶ線放出は５０００Ｋ黒体放射に移行した。蒸発した銀の放射率が０．１５である５０００Ｋ黒体放射体の電力密度は５．３ＭＷ／ｍ２である。観測されたプラズマの面積は約１ｍ２であった。本開示の熱光起電力実施形態では、黒体放射は、ＰＶ変換器２６ａへの黒体放射体として機能し得る上部カバー５ｂ４ｎ等のセル２６の構成要素を加熱し得る。
【０４１６】
酸素源を含む溶融物の例示的な試験は、絶対分光法によって決定される光電力を用いて、アルゴン／５ｍｏｌｅ％Ｈ２雰囲気中での８０ｍｇ銀／１ｗｔ％ホウ砂無水物ショットの点火を含んだ。溶接機（Ａｃｍｅ  ７５ＫＶＡ  スポット溶接機）を使用して、約１Ｖの電圧降下で約１２ｋＡの高電流を印加すると、２５０ｋＷの電力が約１ｍｓの間観測された。酸素源を含む溶融物の別の例示的な試験では、絶対分光法によって決定される光電力を用いて、アルゴン／５ｍｏｌｅ％Ｈ２雰囲気中での８０ｍｇ銀／２ｍｏｌｅ％Ｎａ２Ｏ無水物ショットの点火を含んだ。溶接機（Ａｃｍｅ  ７５ＫＶＡ  スポット溶接機）を使用して、約１Ｖの電圧降下で約１２ｋＡの高電流を印加すると、３７０ｋＷの電力が約１ｍｓの間観測された。酸素源を含む溶融物の別の例示的な試験では、絶対分光法によって決定される光電力を用いて、アルゴン／５ｍｏｌｅ％Ｈ２雰囲気中での８０ｍｇの銀／２ｍｏｌｅ％Ｌｉ２Ｏ無水物ショットの点火を含んだ。溶接機（Ａｃｍｅ  ７５ＫＶＡ  スポット溶接機）を使用して、約１Ｖの電圧降下で約１２ｋＡの高電流を印加すると、５００ｋＷの電力が約１ｍｓの間観測された。
【０４１７】
エドガートロニックス（Ｅｄｇｅｒｔｒｏｎｉｃｓ）高速ビデオカメラで記録されたプラズマのサイズに基づいて、ハイドリノ反応と電力は反応容量に依存する。銀ショット等の約３０〜１００ｍｇのショットと、水和等のＨおよびＨＯＨ触媒の源を点火するには、反応電力とエネルギーを最適化するために、約０．５〜１０リットル等のように、容量が最小になる必要があり得る。ショット発火から、非常に高い銀圧ではハイドリノ反応率が高くなる。一実施形態では、ハイドリノ反応は、高いプラズマ圧力で高い反応速度を有し得る。高速分光およびＥｄｇｅｒｔｒｏｎｉｃｓデータに基づいて、ハイドリノ反応率は、プラズマ容量が最も低く、Ａｇ蒸気圧が最も高い開始時に最も高くなる。溶融すると、直径１ｍｍのＡｇショットが発火する（Ｔ＝１２３５Ｋ）。８０ｍｇ（７．４×１０−４モル）ショットの初期容量は５．２Ｘ１０−７リットルである。対応する最大圧力は約１．４×１０５気圧である。例示的な実施形態では、反応は、約０．５ｍｓの反応持続時間の間、ほぼ音速（３４３ｍ／ｓ）で拡大することが観測された。最終的な半径は約１７ｃｍであった。背圧のない最終容量は約２０リットルであった。最終的なＡｇ分圧は約３．７×１０−３気圧であった。反応は高圧でより高い反応速度を持ち得るため、電極圧力を適用し、プラズマが電極間軸に垂直に膨張することを可能にすることにより、電極閉じ込めにより反応速度が増加し得る。
【０４１８】
９７％アルゴン／３％水素の雰囲気の存在下で、２．５ｍＬ／ｓでＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の点火電極に注入された溶融銀に１ｍｏｌｅ％または０．５ｍｏｌｅ％の酸化ビスマスを添加することによって生じるハイドリノ反応によって放出されるエネルギー出力を測定した。酸化物の追加に対応するハイドリノ反応エネルギー出力の寄与の追加前後の一時的な反応セルの注水冷却温度の勾配の相対的変化に、内部標準として機能する一定の初期入力エネルギーを掛けた。重複した実行の場合、酸素源を追加した後のハイドリノエネルギー出力の寄与を伴う合計セルエネルギー出力は、７５４０Ｗ、８３００Ｗ、８４００Ｗ、９７００Ｗ、８６６０Ｗ、８０２０Ｗ、１０，４５０Ｗの合計エネルギー入力に対応する９７、１１９、１５、５３８、１８１、５４、および２７の一時的な冷却温度応答の勾配の比の積によって決定された。熱バーストエネルギー出力は、それぞれ７３１，０００Ｗ、９８７，７００Ｗ、１２６，０００Ｗ、５，２２０，０００Ｗ、１，５６７，０００Ｗ、４３３，１００Ｗ、および２８２，１５０Ｗであった。
【０４１９】
２．５ｍＬ／ｓのＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）の点火電極に注入された溶融銀に、９７％アルゴン／３％の水素雰囲気の存在下で、１ｍｏｌｅ％の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、１ｍｏｌｅ％のバナジウム酸リチウム（ＬｉＶＯ３）、または０．５ｍｏｌｅ％のバナジウム酸リチウムを追加することによって生じるハイドリノ反応によって放出されるエネルギー出力を測定した。酸化物の追加に対応するハイドリノ反応エネルギー出力の寄与の追加前後の一時的な反応セルの冷却水温度の勾配の相対的変化に、内部標準として機能する一定の初期入力エネルギーを掛けた。重複した実行の場合、酸素源を追加した後のハイドリノエネルギー出力の寄与を伴う合計セルエネルギー出力は、６４２０Ｗ、９０００Ｗ、および８７９０Ｗの合計入力エネルギーに対応する４９７、２００、および２６の一時的な冷却温度応答の勾配の比の積によって決定された。熱バーストエネルギー出力は、それぞれ３．２ＭＷ、１．８ＭＷ、および２３０，０００Ｗであった。
【０４２０】
例示的な実施形態では、点火電流は、約０．５での約０Ｖから１Ｖへの電圧増加に対応して、約０Ａから２０００Ａに傾斜し、その電圧でプラズマは点火した。次に、電圧をステップとして約１６Ｖに上げ、約０．２５秒間保持し、そこで約１ｋＡが溶融物に流れ、１．５ｋＡが電極８以外の別の接地ループを介してプラズマの大部分を直列に流れた。９Ｌ／秒の流量でＡｇ（０．５ｍｏｌｅ％  ＬｉＶＯ３）とアルゴン−Ｈ２（３％）を含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）への入力エネルギーが約２５ｋＷの場合、エネルギー出力は１ＭＷを超えた。点火シーケンスは約１．３Ｈｚで繰り返された。
【０４２１】
例示的な実施形態では、点火電流は約５００Ａの定電流であり、電圧は約２０Ｖであった。９Ｌ／秒の流量でＡｇ（０．５モル％  ＬｉＶＯ３）とアルゴン−Ｈ２（３％）とを含むＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）への入力エネルギーが約１５ｋＷの場合、エネルギー出力は１ＭＷを超えた。
【０４２２】
２リットルのＰｙｒｅｘＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）（図２Ｉ２１５）で実行されたハイドリノ反応によって発生した異常なエネルギー出力密度は、図１１に示す１．３ｎｍのＨアルファ線の観測された極端なＳｔａｒｋ広がりから、明らかである。広がりは３．５×１０２３／ｍ３の電子密度に対応する。ＳｕｎＣｅｌｌ（登録商標）のガス密度は２と計算された。アルゴンＨ２圧力８００Ｔｏｒｒ、温度３０００Ｋに基づく５×１０２５原子／ｍ３。対応するイオン化率は約１０％であった。アルゴンとＨ２のイオン化エネルギーが約１５．５ｅＶで、高圧での再結合寿命が１００ｕｓ未満である場合、イオン化を維持するためのエネルギー出力密度は
【数１３０】
2021506072.tif 000134
である。
【０４２３】
図５に示す実施形態では、より低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーを形成するシステム５００は、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓチャンバ等のチャンバ５０７、金属線５０６、高電圧直流電源５０３によって充電される接地接続５０４を備えた高電圧コンデンサ５０５、ならびに、コンデンサからの回路を閉じてワイヤを起爆させるべく、ソケット５０７内の金属ワイヤ５０６に至る１２Ｖ電気スイッチ５０２およびトリガースパークギャップスイッチ５０等のスイッチと、を備える。水蒸気は、水蒸気および大気または希ガス等のガスを含んでもよい。
【０４２４】
低エネルギー水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーを形成する例示的なシステムは、長さが４６ｃｍ、幅と高さが１２．７ｃｍの閉じた長方形の直方体のＰｌｅｘｉｇｌａｓチャンバと、チャンバの床から９ｃｍの距離にあるステンレスナットで２つのステンレスポールの間に取り付けられた、長さ１０．２ｃｍ、直径０．２２〜０．５ｍｍの金属線と、５５７Ｊに対応する約４．５ｋＶに充電される１５ｋＶコンデンサ（Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ  モデル５ＰＨ３４９００１ＡＡＡ、５５ｕＦ）と、該コンデンサを充電するための３５ｋＶ直流電源と、コンデンサからチャンバ内の金属ワイヤまでの回路を閉じてワイヤを起爆させるトリガースパークギャップスイッチを備えた１２Ｖスイッチ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｕｎｌｉｍｉｔｅｄ、モデル−Ｔｒｉｇａｔｒｏｎ１０、３ｋＪ）とを備える。ワイヤは、Ｍｏ（モリブデンガーゼ、直径０．３０５ｍｍのワイヤから２０メッシュ、９９．９５％、Ａｌｐｈａ  Ａｅｓａｒ）、Ｚｎ（直径０．２５ｍｍ、９９．９９３％、Ａｌｐｈａ  Ａｅｓａｒ）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金（７３％−２２％−４．８％、３１ゲージ、０．２２６ｍｍ直径、ＫＤＣｒ−Ａｌ−Ｆｅ合金ワイヤ部品番号＃１２３１２０１８４８、Ｈｙｎｄｍａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．）、またはＴｉ（直径０．２５ｍｍ、９９．９９％、Ａｌｐｈａ  Ａｅｓａｒ）ワイヤを含む。例示的な運転動作では、チャンバは約２０トルの水蒸気を含む空気を含んた。トリガースイッチを閉じる前に、高電圧直流電源をオフにした。５ｋＡのピーク電流で約３００ｕｓを超える減衰高調波発振器として、約４．５ｋＶのピーク電圧を放電した。ワイヤ起爆の約３〜１０分後に、より低いエネルギーの水素種を含むマクロ凝縮物またはポリマーが形成された。チャンバの床および壁から分析サンプルを回収するとともに、該チャンバ内に設置されたＳｉウェーハからも分析サンプルを回収した。分析結果は、開示のハイドリノシグネチャと一致した。
【０４２５】
図１２に示す実施形態では、ハイドリノ回転振動スペクトルは、ＨＯＨ（ＯＨバンド３０９ｎｍ、Ｏ１３０．４ｎｍ、Ｈ１２１．７ｎｍ）触媒および原子状水素の供給源として機能するアルゴンガス等の不活性ガスおよび水蒸気を含む反応混合ガスの電子ビーム励起によって観測される。アルゴンは、約１００トル〜１０気圧の圧力範囲にあってよい。水蒸気は、約１マイクロトル〜１０トルの範囲であり得る。電子ビームエネルギーは、約１ｋｅＶから１００ｋｅＶの範囲であり得る。回転線は、大気圧のアルゴンプラズマからの１４５〜３００ｎｍの領域で観測され、１２ｋｅＶ〜１６ｋｅＶの電子ビームによって励起された約１００ミリトルの水蒸気が窒化ケイ素の窓を通ってチャンバ内のガスに入射された。反応ガス室の別の窓であるＭｇＦ２を通して放出が観測された。水素のエネルギー間隔の４２倍のエネルギー間隔は、核間距離をＨ２の１／４として確立し、Ｈ２（１／４）を特定した（式（２９〜３１））。該間隔シリーズはＰ（１）、それぞれ１５４．８、１６０．０、１６５．６、１７１．６、１７７．８で観測されたＰ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）、およびＰ（５）を含むＨ２（１／４）振動遷移υ＝１→υ＝０のＨ２（１／４）のＰ分岐に一致した。別の実施形態では、ハイドリノを含む物質の組成物、例えば本開示の１つのものは、熱分解され、Ｈ２（１／４）等のハイドリノを含む分解ガスが反応ガスチャンバに導入され、ハイドリノガスが電子ビームで励起されて回転振動発光スペクトルが記録される。
【０４２６】
アルゴンガスを、不純物を取り除く高温のチタンリボンで処理した。精製アルゴンを用いて電子線スペクトルを繰り返したところ、Ｈ２（１／４）のＰ分岐が観測されなかった。Ｈ２（１／４）ガスを除去するために使用されたＴｉリボンをラマン分光法にかけ、ピーク時に、Ｈ２（１／４）の回転エネルギーとの一致が１９４０ｃｍ−１で観測され、図１２に示す１５０〜１８０ｎｍの範囲の一連のスペクトル線の供給源であることを確認した。１９４０ｃｍ−１のピークは、図１６に示すピークと一致した。アルゴン中の分子ハイドリノガスの存在を、図２２に示すように、水素キャリアを伴う負のガスクロマトグラフィーピークの観測においても確認した。既知のガスよりも高い熱伝導率に対応すること、分子ハイドリノのサイズが小さいこと、平均自由行程が大きいこと、易動度が高いことによる負のピークは、分子ハイドリノガスにとって特徴的かつ一意的に確認されるものである。
【０４２７】
別の実施形態では、Ｈ２（１／４）等のハイドリノガスは、ハロゲン化アルカリまたはアルカリハライドアルカリ水酸化物マトリックス等のゲッターに吸収される。回転振動スペクトルは、真空中のゲッターの電子ビーム励起によって観測可能である（図１３）。電子ビームエネルギーは、約１ｋｅＶ〜１００ｋｅＶの範囲であり得る。ピーク間の回転エネルギーの間隔は、式（３０）によって与えられ得る。式（２９）によって与えられる振動エネルギーは、結晶マトリックスによって引き起こされる有効質量が高いため、より低いエネルギーにシフトし得る。例示的な実験例では、ゲッターの結晶格子に閉じ込められたＨ２（１／４）の回転振動放出を、約５×１０−６トルの圧力範囲で、ビーム電流１０〜２０μＡの入射６ＫｅＶ電子銃によって励起し、窓なしのＵＶ分光法によって記録した。Ｍｉｌｌｓら［参照により援用されるＲ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  （ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１３）、ＤＯＩ：１０．１００２／ｅｒ．３１４２］の５ＷＣＩＨＴセルスタックでゲッターとして機能するＵＶ透明マトリックスＫＣｌのＨ２（１／４）（いわゆる２６０ｎｍバンド）の分解回転振動スペクトルは、２５８ｎｍにピークの最大値を含み、２２２．７、２３３．９、２４５．４、２５８．０、２７２．２、および２８７．６ｎｍにピークの代表的な位置があり、等間隔が０．２４９１ｅＶであった。一般に、エネルギー対ピーク数のプロットは、Ｒ２＝０．９９９以上でｙ＝−０．２４９ｅＶ＋５．８ｅＶで与えられるスペクトル線を生成し、遷移のＨ２（１／４）の予測値υ＝１→υ＝０ならびにＱ（０）、Ｒ（０）、Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、およびＰ（４）と非常によく一致し、ここで、Ｑ（０）がシリーズの最も激しいピークとして識別可能である。
【０４２８】
回転振動励起バンドは、サンプルを冷却することにより、過疎化され、励起が抑制される。分子ハイドリノは、ＨおよびＨＯＨハイドリノ触媒のソースとして機能する水和水を含むＫＣｌ結晶で形成された。結晶格子（２６０ｎｍバンド）に閉じ込められたＨ２（１／４）の見慣れた回転振動発光が窓なしＵＶ分光法によって観測され（図１４）、ペレット状のサンプルが２５μＡのビーム電流で６ＫｅＶの入射電子銃によって励起された。電子ビームペレットサンプルを、２９７Ｋ−１５５Ｋ−２９６Ｋから熱サイクルし、クライオポンプシステムを使用してサンプルの冷却を実施した（Ｈｅｌｉｘ  Ｃｏｒｐ．、ＣＴＩ−ＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓモデルＳＣコンプレッサ、ＴＲＩ−ＲｅｓｅａｒｃｈモデルＴ−２０００Ｄ−ＩＥＥＥコントローラ、Ｈｅｌｉｘ  Ｃｏｒｐ．、ＣＴＩ−Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓモデル２２クライオダイン）。０．２５ｅＶ間隔の一連のピークは、電子ビーム電流を一定に保ちながら、低温で強度を可逆的に減少した。強度の低下は、２６０ｎｍバンドエミッターの変化によるものであった。これは、３１０ｎｍを超えるスペクトル領域のバックグラウンドが低温で実際に増加したためである。これらの結果は、放出の原因がＨ２（１／４）の回転エネルギーにほぼ完全に一致する回転振動によるものであることを裏付ける。そのことはＭｉｌｌｓによって示され，Ｈ２（１／４）に割り当てられたスペクトル線に、高精度可視分光法を２次精度±１Åで使用する構造が認められず、Ｈ２（１／４）回転振動への割り当てをさらに裏付けた［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１３）、ＤＯＩ：１０．１００２／ｅｒ．３１４２］。
【０４２９】
ハイドリノスペクトルの検索で成功したもう１つの相互確認手法には、ラマン分光計を使用して、Ｈ２（１／４）の回転振動を、以前に観測された紫外の一次スペクトル（２６０ｎｍ電子ビーム帯）と一致する二次蛍光として、記録することが含まれた［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  （ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１３）、ＤＯＩ：１０．１００２／ｅｒ．３１４２］。それぞれが１００  ｍｇのＣｕ＋３０ｍｇの脱イオン水を含むとともにＤＳＣパンを密閉した複数の固体燃料ペレットを５０回連続してアルゴン雰囲気を点火して生成したガスのＫＯＨ：ＫＣｌ（１：１ｗｔ％）ゲッターのラマンスペクトルを、Ｈｏｒｉｂａ  Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ  ＬａｂＲＡＭ  Ａｒａｍｉｓ  Ｒａｍａｎ分光計とＨｅＣｄ  ３２５ｎｍレーザーを顕微鏡モードとを用いて倍率４０Ｘで記録した。出発物質のゲッターに特徴は見られなかった。水酸化物ハライド固体燃料を含んだゲッターを加熱すると、８０００ｃｍ−１〜１８，０００ｃｍ−１の領域で観測される１０００ｃｍ−１（０．１２３４ｅＶ）の等エネルギー間隔のラマンピークの低強度系列が得られた。一連のピークの強烈な、一桁を超える増加が、点火生成物ガスへの曝露時に観測された。ラマンスペクトルを蛍光またはフォトルミネセンススペクトルに変換すると、電子ビーム励起で最初に観測された２６０ｎｍバンドに対応するＨ２（１／４）の２次回転振動スペクトルと一致することが明らかになった［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  （ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１３）、ＤＯＩ：１０．１００２／ｅｒ．３１４２］。Ｑ（０）を最も強いピークに割り当てると、図１５に示されるスペクトルのＱ、Ｒ、およびＰ分岐に対する表７で与えられたピークの割り当ては、１３，１８３、１２，１９９、１１，２０７、１０，１９１、９１４１、８１００、１４，１６８、１５，１２１、１６，０６４、１６，９９３、および１７，８９２ｃｍ−１にてそれぞれ観測されたＱ（０）、Ｒ（０）、Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｒ（３）、Ｒ（４）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）、およびＰ（５）である。観測されたラマンスペクトルと比較してピークが割り当てられた理論的な遷移エネルギーを表４に示す。
【０４３０】
【表４】
2021506072.tif 000135
【０４３１】
アルミニウムＤＳＣ皿密封された１００ｍｇＣｕ＋３０ｍｇ脱イオン水を含む固体燃料の点火により生じたガスに対して、Ｉｎホイルを曝した。予測ハイドリノ生成物Ｈ２（１／４）をラマン分光法およびＸＰＳにより同定した。サーモサイエンティフィック（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）ＤＸＲスマートラマン（ＳｍａｒｔＲａｍａｎ）と７８０ｎｍダイオードレーザーの併用により、Ｈ２（１／４）の自由空間回転エネルギー（０．２４１４ｅＶ）に一致するインジウム金属ホイル上に幅が４０ｃｍ−１である１９８２ｃｍ−１の吸収ピークが観測された（図１６）。ここでは、ＯおよびＩｎのみがＸＰＳによって観測され、これらの元素の化合物は観測されたピークを生じさせなかった。さらに、ＸＰＳスペクトルによりハイドリノの存在が確認された。Ｓｃｉｅｎｔａ３００ＸＰＳ分光計を使用して、リーハイ（Ｌｅｈｉｇｈ）大学のＩｎホイルサンプルでＸＰＳを実行した。４９８．５ｅＶ（図１８）に強いピークが観測されたが、既知の元素には割り当てることができなかった。ピークは、分子ハイドリノＨ２（１／４）の理論上許容される二重イオン化のエネルギーと一致した。図１９Ａ〜Ｂおよび図２０Ａ〜Ｂにそれぞれ示すように、Ｈ２（１／４）の４９６ｅＶＸＰＳピークは、ＦｅおよびＭｏワイヤのワイヤ起爆のために形成された高分子ハイドリノ化合物にも記録された。
【０４３２】
Ｈ２（１／４）回転エネルギー遷移は、図１７Ａ〜Ｂに示すように、１ｍｏｌ％のＨ２Ｏを含む８０ｍｇ銀ショットの前および起爆前の銅電極でさらに確認された。サーモサイエンティフィック（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）ＤＸＲスマートラマン（ＳｍａｒｔＲａｍａｎ）分光計と７８０ｎｍレーザーを使用して得られたラマンスペクトルは、Ｈ２（１／４）（０．２４１４ｅＶ）の自由回転子エネルギーと一致する点火によって形成された逆ラマン効果ピークを１９４０ｃｍ−１で示した。絶対分光法を使用して、点火されたショットで２０ＭＷのピークエネルギー出力の測定を、２２．８〜６４７ｎｍの領域で実施し、ここで、発光エネルギーが印加エネルギーの２５０倍であった［参照により援用される「水和銀ショットの超低磁場点火のエネルギー出力決定とハイドリノ製品の特性評価（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｈｙｄｒｉｎｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ  Ｆｉｅｌｄ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｙｄｒａｔｅｄ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｈｏｔｓ）」、Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．５６，（２０１８）、第５６巻、（２０１８）、１６６〜１７１７頁］。スポット溶接機で１２Ｖ３５，０００Ａの電流を印加することで起爆が達成された１ｍｏｌ％Ｈ２Ｏを含む８０ｍｇ銀ショットの点火後の銅電極の対応するＸＰＳスペクトルを、図２１Ａ〜Ｂに示す。４９６ｅＶのピークはＨ２（１／４）に割り当てられ、これらの候補の対応するピークが存在しないため、Ｎａ、Ｓｎ、Ｚｎ等の他の可能性が排除された。
【０４３３】
図１５で観測されたＨ２（１／４）回転振動スペクトルの励起は、レーザーの高エネルギーＵＶならびにＥＵＶＨｅおよびＣｄ放出によるものと見なされた。全体として、０．２４１ｅＶ（１９４０ｃｍ−１）のラマン逆ラマン効果のピークと、２６０ｎｍの電子ビームスペクトルに一致する０．２４１４ｅＶ間隔のラマンフォトルミネセンスバンドの観測等のラマン結果は、分子ハイドリノが、核間距離がＨ２の１／４であることを強く裏付けている。ラマン分光法による分子ハイドリノの割り当て、１９８２ｃｍ−１を中心とする逆ラマン効果吸収ピーク、およびＸＰＳによって４９８．５ｅＶで観測された分子ハイドリノＨ２（１／４）の二重イオン化によって、ＨのＨＯＨ触媒作用のハイドリノ生成物が確認される。
【０４３４】
さらに、ハイドリノ反応生成物ガスを吸収したゲッターの陽イオンＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトルは、構造の一部として二水素を含むマトリックス化合物の多量体クラスターＭ：Ｈ２（Ｍ＝ＫＯＨまたはＫ２ＣＯ３）を示した。具体的には、ＫＯＨおよびＫ２ＣＯ３を含む［Ｒ．Ｍｉｌｌｓ、Ｊ．Ｌｏｔｏｓｋｉ、Ｊ．Ｋｏｎｇ、Ｇ．Ｃｈｕ、Ｊ．Ｈｅ、Ｊ．Ｔｒｅｖｅｙ，「触媒誘起ヒドリノ遷移（ＣＩＨＴ）電気化学セル」（Ｃａｔａｌｙｓｔ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｈｙｄｒｉｎｏ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ（ＣＩＨＴ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ）（２０１３）、ＤＯＩ：１０．１００２／ｅｒ．３１４２］、または、これらの化合物をハイドリノ反応生成ガスのゲッターとして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、Ｋ＋（Ｈ２：ＫＯＨ）ｎおよびＫ＋（Ｈ２：Ｋ２ＣＯ３）ｎが構造内の複合体としてＨ２（１／ｐ）と一致することを示した。
【０４３５】
一実施形態では、開示の１つ等のハイドリノを含む物質の組成物が熱分解されるとともに、ガスクロマトグラフィーはＨ２（１／４）等のハイドリノガスを含む分解ガスで行われる。あるいは、ハイドリノガスは、Ｈ２Ｏを含むプラズマ、例えばアルゴン等の希ガス中のＨ２Ｏを維持することによって、元の位置で形成されたもの少なくとも１つである。プラズマは、約０．１ミリトル〜１０００トルの圧力範囲内であってよい。Ｈ２Ｏプラズマは、アルゴン等の希ガス等の別のガスを含み得る。例示的な実施形態では、１トルのＨ２Ｏ蒸気を含む大気圧アルゴンプラズマは、６ｋｅＶの電子ビームが密封された容器に含まれるガスに入射して維持されるもので、ビームが窒化ケイ素の窓を横切る。別の実施形態では、Ｈ２（１／４）等のハイドリノガスは、低温蒸留によって大気ガスから濃縮され得る。一実施形態では、アルゴン中のハイドリノは、大気からアルゴンを低温蒸留することによって得られる。Ａｇｉｌｅｎｔカラム（ＣＰ７５４０１５、ＣＰモレキュラーシーブ５Å、５０ｍ、０．３２ｍｍ、３０ｕｍ、１２．７ｃｍケージ）でのアルゴンガスの室温ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果の例を図２２に示す。負のピークは、アルゴンのピークが正であったアルゴンの３２分間の保持時間と比較して、７４分間の保持時間で観測された。サイズが小さく、平均自由行程が大きいため、Ｈ２（１／４）はＨ２キャリアガスよりも熱伝導性が高いと思われ、負のピークが観測される。水素よりも熱伝導性が高いガスは、知られていないことから、ハイドリノＨ２（１／４）は、図１２に示す負のピークと回転振動スペクトルとに基づく唯一の可能性である。Ｈ２（１／４）ガスはまた、本開示による水蒸気を含む大気中のＺｎまたはＳｎ線の起爆からのもの等のハイドリノ化合物の熱分解から得られてもよい。ガスサンプルは、非常に小さいＨ２（１／４）ガスが真空気密圧力容器からの急速な拡散により約８００℃等の高温での圧力の急激な低下が見られるため、ＧＣに迅速な負荷をかける必要がある。
【図２Ｉ１６１】
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【図２Ｉ１６２】
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【図２Ｉ１６３】
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【図２Ｉ１６４】
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【図２Ｉ１６５】
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【図２Ｉ１６９】
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【図２Ｉ１７０】
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【図２Ｉ１７３】
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【図２Ｉ１７４】
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【図２Ｉ１７８】
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【図２Ｉ１８０】
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【図２Ｉ１８３】
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【図２Ｉ１８４】
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【図２Ｉ１８５】
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【図２Ｉ１９９】
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【図２Ｉ２００】
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【図２Ｉ２０１】
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【図２Ｉ２０２】
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【図２Ｉ２０３】
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【図２Ｉ２０８】
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【図２Ｉ２０９】
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【図２Ｉ２１０】
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【図２Ｉ２１１】
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【図２Ｉ２１２】
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【図２Ｉ２１３】
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【図２Ｉ２１４】
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【図２Ｉ２１５】
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【図２Ｉ２１７】
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【図２Ｉ２１９】
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【図２Ｉ２２０】
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【図２Ｉ２２３】
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【図２Ｉ２２４】
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【図２Ｉ２２９】
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【図２Ｉ２３０】
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【図２Ｉ２３１】
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【図２Ｉ２３２】
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【図２Ｉ２３３】
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【図２Ｉ２３４】
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【図２Ｉ２３５】
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【図２Ｉ２３６】
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【図２Ｉ２３７】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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