[发明专利]在高氢加载速率条件下触发放热反应

说明书

本申请公开了用于在高氢加载速率条件下触发放热反应的方法和设备。通常应理解，高氢加载比率为一重要因素。本申请教导了，高氢加载速率，即在短时间段内实现高氢加载比率，对于确定在放热反应中是否可观察到过量热量是另一重要因素。本申请公开了用于实现高氢加载速率以触发放热反应的方法和设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月29日提交的美国临时专利申请No.62/478,080的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明大体涉及在放热反应中的热生成，更具体地，涉及控制氢或氘加载速率以触发放热反应。

背景技术

世界各地的独立团队已观察到并且确认了涉及加载于金属晶格中的氢或氘原子的放热反应中的热生成。金属晶格的实例包括钯、镍、合金等。但是，以一致的方式重现这些放热反应的努力已经失败。

许多因素对于确定在放热反应中是否将观察到过量能量被视为是重要的。例如，当氢或氘气体加载至金属晶格中时，认为对于触发放热反应，高于0.8的加载比率是必要但不充分条件。金属晶格上的“粗糙”表面也认为是重要的，因为具有粗糙表面的金属晶格相比于平滑表面可实现更高的氢加载比率。

本申请公开了用于一致地触发放热反应的新颖和有利的方法和设备。

发明内容

本公开涉及放热反应的触发条件。在本公开中，术语“氢”用于指代氢气体，该氢气体包括纯氘气、氚气，或这三种同位素的任何组合。

在一些实施例中，配置用于托管(host)放热反应的装置包括氢吸收材料和一个或多个输入端口。一个或多个输入端口配置用于接纳气体入口和一个或多个控制装置。一个或多个控制装置配置成施加条件以实现高氢加载速率，放热反应在该条件下引发。

在一些实施例中，用于触发反应腔室中的放热反应的方法包括下述步骤。首先，将氢气体引入反应腔室中。反应腔室包括氢吸收材料。当氢气体加载至氢吸收材料中时，施加条件以实现高氢加载速率，放热反应在该条件下引发。

在一些实施例中，公开了触发反应腔室中的放热反应的方法。在施加第一条件之前，首先将氢气体引入金属容器中。在第一条件下，氢气体在第一时间段内加载至氢吸收材料中以实现第一氢加载比率。此后，施加第二条件。在第二条件下，氢气体在第二时间段内加载至氢吸收材料中以实现第二氢加载比率。第二加载比率高于第一加载比率，并且第二时间段短于第一时间段。放热反应可在第二条件下引发。在一些实施例中，施加第一条件为任选的。

在一些实施例中，公开了配置用于触发并维持放热反应的装置。该装置包括容器、一个或多个电极，和一个或多个输入端口。在一个实施例中，装置配置成托管某一类型的放热反应，该放热反应涉及加载有氢的过渡金属。在一个实施例中，金属容器电镀有氢吸收材料，并且通过金属容器的端部处的端口接纳一个或多个电极。一个或多个输入端口配置成接纳一个或多个控制装置。一个或多个控制装置配置成施加不同条件，氢气体在这些不同条件下可加载至氢吸收材料中。在第一条件下，氢气体在第一时间段内以第一氢加载比率加载至氢吸收材料中。在第二条件下，氢气体在第二时间段内以第二氢加载比率加载至氢吸收材料中。第二氢加载比率高于第一氢加载比率。放热反应可在第二条件下触发。

在又一个实施例中，配置用于放热反应的装置包括电解池。装置包括填充有电解质的容器。装置还包括一个或多个输入端口以用于接纳阴极和阳极。阴极电镀有氢吸收材料并且可吸收或吸附氢气体。当氢气体以超出阈值的高氢加载速率加载至氢吸收材料中时，可触发放热反应。

附图说明

图1示出了配置用于热生成的示例性反应器；

图2示出了显示金属晶格中的氢加载过程的示例性曲线；

图3示出了显示金属晶格中的另一氢加载过程的示例性曲线；