Ciht动力系统的制作方法
【专利说明】CIHT动力系统
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请主张以下美国临时申请的优先权的权益：2012年5月21日提交的 61/649, 606号；2012年7月13日提交的61/671，348号；2012年8月27日提交的 61/693, 462号；2012年10月2日提交的61/708, 869号；2012年10月26日提交的 61/718, 959号；2013年3月14日提交的61/783, 698号；和2013年5月10日提交的 61/821，594号，所有所述文献均以全文引用的方式并入本文中。
【发明内容】
[0003] 本发明涉及一种产生电压和电流及热能中的至少一种的电化学动力系统，其包含 容器，所述容器包含：至少一个阴极；至少一个阳极；至少一个双极板，和在电池工作期间 利用单独的电子流动和离子物质输送构成分数氢反应物的反应物，所述反应物包含至少两 种选自以下物质的成分：a)至少一种H20来源；b)氧来源；c)至少一种催化剂来源或催化 齐U，其包含选自nH、0、02、OH、0H_和新生H20的组中的至少一种，其中n为整数；和d)至少 一种原子氢来源或原子氢；形成所述催化剂来源、所述催化剂、所述原子氢来源和所述原子 氢中的至少一种的一种或多种反应物；和用于引发原子氢的催化的一种或多种反应物。在 一个实施方式中，阴极、阳极、反应物及双极板的组合使得可催化原子氢以形成分数氢而传 播，从而在各阴极与相应阳极的间维持化学电势或电压。并且，该系统还包括电解系统。在 一个实施方式中，电化学动力系统包括多孔电极、气体扩散电极及氢渗透性阳极中的至少 一种，其中将氧及H20中的至少一种供应至所述阴极且将4供应至所述阳极。所述电化学 动力系统可包括氢化阳极及至少一个表面包括氢渗透性阳极的密闭氢储槽中的至少一种。 所述电化学动力系统可包括背对背式氢渗透性阳极以及对阴极，所述对阴极包括以串联及 并联中的至少一种方式电连接的电池堆叠单元。在一个实施方式中，所述电化学动力系统 可进一步包括至少一个气体供应系统，其各自包括与所述电极连接的歧管、气体管线及气 体通道。在一个实施方式中，所述电化学动力系统阴极包括以下中的至少一种：毛细管系统 及具有周围穿孔的径向气体通道、多孔电极及多孔层，以将H2o及02中的至少一种相对于外 周朝向所述电池的中心传输。氢渗透性阳极可包括以下物质中的至少一种：Co带状铸材、 附带状铸材、]?〇带状铸材、]\1〇、]\1〇合金、]\1〇附、]\1〇〇1、]\1〇(：〇、12]\1、11242、附、(：〇、附合金、附(：〇 以及其他过渡金属和内过渡金属及合金以及CuCo。供应至渗透性阳极的氢压力可以维持在 约1托?500大气压、10托?100大气压及100托?5大气压中的至少一种的范围内，且氢
【主权项】
1. 一种产生电压和电流及热能中的至少一种的电化学动力系统，所述电化学动力系统 包含容器，所述容器包含： 至少一个阴极； 至少一个阳极； 至少一个双极板，和 反应物，在电池工作期间利用单独的电子流动和离子物质输送，所述反应物构成分数 氢反应物，所述反应物包含选自以下物质的至少两种成分： a) 至少一种H2O来源； b) 氧来源； c) 至少一种催化剂来源或催化剂，其包含选自11!1、0、02、0!1、0!1_和新生!120的组中的至 少一种，其中η为整数；和 d) 至少一种原子氢来源或原子氢， 形成所述催化剂来源、所述催化剂、所述原子氢来源和所述原子氢中的至少一种的一 种或多种反应物；和 引发原子氢的催化的一种或多种反应物，并且 所述系统还包含电解系统。
2. 如权利要求1所述的电化学动力系统，所述电化学动力系统包括多孔电极、气体扩 散电极及氢渗透性阳极中的至少一种，其中将氧和H 2O中的至少一种供应至所述阴极并且 将H2供应至所述阳极。
3. 如权利要求2所述的电化学动力系统，所述电化学动力系统包括氢化阳极和至少一 个表面包括氢渗透性阳极的密闭氢储槽中的至少一种。
4. 如权利要求2所述的电化学动力系统，所述电化学动力系统包括背对背式氢渗透性 阳极以及对阴极，所述对阴极包括以串联和并联中的至少一种方式电连接的电池的堆叠单 J Li 〇
5. 如权利要求2所述的电化学动力系统，所述电化学动力系统还包括至少一个气体供 应系统，所述气体供应系统各自包括与所述电极连接的歧管、气体管线及气体通道。
6. 如权利要求2所述的电化学动力系统，其中，所述阴极包括毛细管系统及具有周围 穿孔的径向气体通道、多孔电极及多孔层中的至少一种，以将H 2O及O2中的至少一种相对于 外周朝向所述电池的中心传输。
7. 如权利要求2所述的氢渗透性阳极，其包括以下物质中的至少一种：Co带状铸材、Ni 带状铸材、]?〇带状铸材、]\1〇、]\1〇合金、]\1〇附、]\1〇〇1、]\1〇(：〇、12]\1、!1242、附、(：〇、附合金、附(：〇以 及其他过渡金属和内过渡金属及合金和CuCo。
8. 如权利要求2所述的氢渗透性阳极，其中，压力维持在约1托?500atm的范围内，氢 渗透速率在约1\1〇13111〇16 81〇112?1\1〇41]1〇16 81〇112的范围内。
9. 如权利要求2所述的氢渗透性阳极，其包括高渗透性膜，所述高渗透性膜涂覆着有 效促进原子氢催化形成分数氢的材料。
10. 如权利要求9所述的氢渗透性阳极，其中，涂覆材料中的至少一种包括Mo、Mo合金、 MoNi、MoCu、MoCo、MoB、MoC、MoSi、MoCuB、MoNiB、MoSiB、Co、CoCu、CoNi 及 Ni 中的至少一种， H 渗透性材料包括 Ni (H2)、V (H2)、Ti (H2)、Nb (H2)、Pd (H2)、PdAg (H2)、Fe (H2)、Ta (H2)、不锈钢 (SS)及430SS (H2)中的至少一种。
11. 如权利要求1所述的电化学动力系统，其中，所述电解系统间歇性地电解1120以提 供原子氢来源或原子氢并且使所述电池放电，从而使得循环的净能量平衡获得增益。
12. 如权利要求1所述的电化学动力系统，其中，所述反应物包含至少一种选自以下物 质的电解质： 至少一种熔融氢氧化物； 至少一种低共熔盐混合物； 熔融氢氧化物与至少一种其他化合物的至少一种混合物； 熔融氢氧化物与盐的至少一种混合物； 熔融氢氧化物与卤化物盐的至少一种混合物； 碱金属氢氧化物与碱金属卤化物的至少一种混合物； 至少一种碱土金属、过渡金属或Bi氢氧化物添加剂； 包括 Ni (OH) 2、Co (OH) 2、Cu (OH) 2、Ca (OH) 2及 Bi (OH) 3中的至少一种的添加剂， LiOH-LiBr、Li0H-Na0H、LiOH-LiBr-NaOH、Li0H-LiX-Na0H、LiOH-LiX、NaOH-NaBr、 NaOH-Nal、NaOH-NaX 及 Κ0Η-ΚΧ，其中 X 代表卤离子）， 至少一种基质，和 包括作为至少一种阳极腐蚀产物的同离子来源的化合物的至少一种添加剂，其中相应 的同离子效应至少部分地防止所述阳极发生腐蚀。
13. 如权利要求12所述的电化学动力系统，其中，所述同离子来源防止形成C〇0、Ni0及 皿〇02中的至少一种。
14. 如权利要求12所述的电化学动力系统，其中，所述添加剂包括以下化合物中的至 少一种：包括所述阳极的金属阳离子与阴离子、氢氧根、卤离子、氧离子、硫酸根、磷酸根、硝 酸根、碳酸根