CN102089465A

CN102089465A - 空化辅助式声化学制氢系统

Info

Publication number: CN102089465A
Application number: CN2009801259063A
Authority: CN
Inventors: J·A·克乔夫; J·L·马克斯; F·A·诺特克; R·E·塞利格曼; P·D·瓦斯克斯
Original assignee: MOLECULAR POWER SYSTEMS LLC
Current assignee: MOLECULAR POWER SYSTEMS LLC
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-06-08
Also published as: JP5535206B2; KR20110036546A; AU2009267163A1; CA2729837A1; BRPI0914736A2; NZ589886A; WO2010002781A1; CL2010001591A1; JP2011526965A; RU2011103517A; MX2010013463A; US20100000876A1; SG192458A1; EP2307591A1; ZA201009293B; IL210389A0

Abstract

本发明揭示了一种用于制氢的方法和装置，其包含施加电流使其流过水溶液。所述水溶液内产生了空化，其中所述空化降低了断开所述水溶液中化学键所需的能量的量。

Description

空化辅助式声化学制氢系统

技术领域

本发明通常涉及氢的高效生成，且更具体地说，本发明涉及就地制氢。

背景技术

按质量或体积来计算，水由两份的氢和一份的氧组成。在给定的能量输入E1下，以任何方式对两摩尔的水进行分解将生成一摩尔的氧气(O₂)和两摩尔的氢气(H₂)。当通过任何方式将氢和氧结合在一起时，两者发生反应而形成水，从而释放出给定的能量输出E2。根据所有已知的物理和化学原理，E1＞E2，因此根据热力学原理，在直接反应时，所述过程并不受青睐。为了使氢能够用作一种能源并且使用经济，必须创造一种能够降低水的离解能或者在所述过程中以某种其它方式(例如，使用催化增强)提供能量或以上各者的方式。

可以通过多种方式(包括但不局限于：化学方式、电学方式、热学方式以及辐射分解方式等)由多种化学物质(包括但不局限于：水、碳氢化合物、植物、岩石等)来制造氢。在本发明中，使用水作为氢源，并且使用电解和空化相结合的催化方式来生成氢。可以通过多种方式(声学、惯性流体动力学、非惯性流体动力学、机械、电磁等等)或其任何组合来实现空化方法。

作为地球上以及宇宙中含量最丰富的元素，氢特别有希望作为地球上以及宇宙中的一种燃料源。氢可以为家庭和工厂、交通方式(飞机、火车以及车辆)提供动力。因此，氢可用来彻底地淘汰电力时代中的碳燃料，进而通过其在人性化过程方面的贡献使得陆地气候变化净减少。在氢的使用过程中，存在为众多评论所引用的四个显着的“障碍”。每个障碍注明如下。

1.生产——如何在高效、安全、环境“友好”的方式下生产大量的氢。

2.储存——如何储存低密度的可燃气体。

3.分配——由于氢难以储存，因此难以运输。

4.使用——相对于先前两项而言，如何可以使用氢是更大障碍。

因此，需要一种方法和系统来克服现有技术中所遇到的问题，并为制氢提供一种经济的方法和装置。

发明内容

本发明提供一种用以由含氢液体(诸如，水)来生成氢气H₂的方法和装置。在一个实施例中，所述结构是配置有催化增强的电解池，从而使所制的氢的体积和质量最大化，并使能量输入最小化，从而使得操作成本降至最低。通过以下方式对所述设备进行特定配置，使其以催化的方式增强水的分解以及氢气的形成：1)电磁场的容器装置配置；2)使用声化学和空化；以及3)在设备中使用能够改变设备溶液的pH、离子状态以及化学势的适当溶质和溶剂。

空化可以通过多种方式来产生，包括但不局限于：声能方式、流体动力学(惯性、非惯性)方式、机械方式以及电磁能方式等或其任何组合。

在氢的使用过程中，存在为众多评论所引用的四个显着的“障碍”。每个障碍注明如下。

1.生产——如何在高效、安全、环境“友好”的方式下生产大量的氢。本专利能够由水来制氢，并且通过任何方式来使其与氧重新结合以再形成水，进而不产生任何污染，并且使水还原到其最初形态。

2.储存——如何储存低密度的可燃气体。本专利通过以下方式消除了对储存的需要：创造可扩展过程来在所需之处就地由水来生成氢。这样消除了对存在危险、昂贵以及风险等问题的储存和运输的需要。

3.分配——由于氢难以储存，因此难以运输。再次，本专利通过以下方式消除了对储存和因此对运输的需要：创造可扩展过程来在所需之处就地由水来生成氢。这样无需面临存在危险、昂贵以及风险等问题的存储、分配和运输。

4.使用——相对于先前两项而言，如何可以使用氢是更大的障碍。通过消除这两项障碍，使用燃料电池的相对成本甚至对于中产阶级而言都是经济的。在无需加燃料或通过使对加燃料的需要降至最低的情况下，使用燃料电池的能力在现代生活中将变得普遍。

本发明揭示了用于制氢的方法和装置，其包含施加电流使其流过水溶液。在水溶液内产生空化，其中空化降低了断开所述水溶液的化学键所需的能量的量。

如附图中所示，本发明的上述以及其它特性和优点将由对本发明的优选实施例的更具体描述而变得显而易见。

附图说明

在说明书末尾的权利要求书中，具体指出并明确地主张了视为本发明的主题。本发明的上述以及其它特性和优点将由结合附图进行的以下详细描述而变得显而易见，附图中：

图1为根据本发明的制氢系统的第一实施例的示意图。

图2为根据本发明的制氢系统的第二实施例的示意图。

图3为图2的圆锥形漏斗组件的示意图。

图4为根据本发明的制氢系统的第三实施例的示意图。

图5为根据本发明的第一空化子系统的示意图。

图6为根据本发明的第二空化子系统的示意图。

图7为影响制氢的主要因素的示意图。

具体实施方式

应理解，这些实施例仅为本文创新教示的许多有利用途的实例。通常而言，本申请的说明书中所作声明未必限制了所主张的各种发明中的任何发明。此外，一些声明可能适用于一些发明特性，但不适用于其它特性。通常而言，除非另有指示，否则单数组件可以用复数形式表示，且反之亦然，而不失普遍性。

在本发明中，当使用以下词时，下列定义将适用：

空化——空化是指在流体内的流体压力低于其蒸汽压力的区域内形成(不论机制)蒸汽泡的现象。空化现象可以分为两种类型的行为：惯性(或暂态)空化以及非惯性空化。惯性空化现象是指液体中的气孔或气泡迅速崩溃，进而产生冲击波的过程。非惯性空化现象是指由于某种形式的能量(诸如声场)的输入使得流体内的气泡的大小或形状被迫振荡的过程。

声能——出于本专利的目的，声能是指所有频率，以及电磁光谱中任何频率或波长的任何辐射。同样出于本专利的目的，声能以及电磁光谱中的任何频率或波长的任何辐射可以用作单一频率(波长)或其任何频率组合(如离散和、差值、谐波、次谐波、泛音、序列等)。

制氢系统的第一实施例

图1为根据本发明的制氢系统100的横断面侧视图。制氢系统100包括以电解池形式出现的容器装置102，所述电解池能够储存大量的溶液160。溶液160由溶剂和溶质组成。所述溶剂优选地为水或含有氢的另一种水溶液。所述溶质为能够携带电荷的化合物，即，电解质。容器装置102的侧面优选地为不导电。两个导电块130和132分别由支撑组件106和支撑组件108固持在容器装置120的底部组件105之上。导电块130连接至电源110的负极接线柱112。因此，导电块130为阴极。同样地，导电块132连接至电源110的正极接线柱114。因此，导电块132为阳极。中空、圆柱形管120连接至并穿过容器装置102的顶部组件104。管120的底部是向外扩张的，并且被定位成使得管120的底部低于阴极130底部，但未接触到容器装置102的底部组件105。同样地，中空、圆柱形管122连接至并穿过容器装置102的顶部组件104。管122的底部是向外扩张的，并且被定位成使得管122的底部低于阳极132底部，但未接触到容器装置102的底部组件105。最终，换能器140连接至容器装置102的一侧。导线142将换能器140连接至电源110。

如之前所提及，电源110使阴极130带负电荷而使阳极132带正电荷。因此，在阴极130与阳极132之间产生了电流。电流对溶液160进行电解，并使得在阴极130周围形成氢而在阳极132周围形成氧。管120使氢汇集并使其从容器装置102中溢出以供进一步使用(由箭头150所示)，诸如用来为氢燃料电池提供燃料或用来直接为引擎提供动力。同样地，管122使氧汇集并使其从容器装置102中溢出(由箭头155所示)。随着溶液160受到电解，并且组分气体被移出系统100，可通过进口170添加额外的溶液。

换能器140产生穿透溶液160并在其中引起空化的声能波144。所述空化减少了断开溶液160中化学键所需的能量。因此，在出现空化的情况下，处于给定电压下的阴极130处产生的氢的量比未出现空化时产生的氢的量大。或者，在出现空化的情况下，处于较低电压下的阴极130处产生的氢的量与未出现空化时产生的氢的量相同。

制氢系统100被设计为便携的。在一个实施例中，制氢系统100的尺寸近似为：长8″×宽8″×高8″，以使得其可以适合作为车辆中的引擎部件。然而，所属领域技术人员清楚的是，可将制氢系统100及其部件的按比例扩大或缩小，而不会影响本发明的精神和范畴。同样地，所属领域技术人员清楚的是，制氢系统100及其部件可呈多种不同形状，而不会影响本发明的精神和范畴。图1展示本发明的一个实施例，其中容器装置102被定形为允许穿透过溶液160的声波144的量达到最大。最终，所属领域技术人员清楚的是，可将任何数目的换能器140放置在容器装置102上的各个位置，并使用这些换能器来产生声能波144，以便在溶液160内最大限度地形成空化。

制氢系统的第二实施例

图2为本发明中称之为制氢系统200的另一实施例的横断面侧视图。制氢系统200包括以电解池形式出现的容器装置202，所述电解池能够储存溶液160。容器装置102的侧面优选地为不导电。中空、圆柱形的导电块230由支撑组件232固持在容器装置202的底部组件207之上。第二导电组件234由支撑组件205固持在容器装置202的底部组件207之上。导电块230连接至电源210的正极接线柱214。因此，导电块230为阳极。同样地，导电块234连接至电源210的负极接线柱212。因此，导电块234为阴极。中空、圆柱形管220连接至并穿过容器装置202的顶部组件206。管220的底部向外扩张，并且被定位成使得阴极234的一些部分位于管220内。最终，换能器240连接至容器装置202的一侧。导线242将换能器240连接至电源210。

电源210使阴极234带负电荷，而使阳极230带正电荷。因此，在阴极234与阳极230之间产生了电流。阳极230的圆柱形状以及阴极234沿阳极230的轴线的位置利用了由阴极234和阳极230产生的电场，并有助于使阴极234与阳极230之间的电力流动达到最大限度。

如之前所述，在阴极234与阳极230之间流动的电流对溶液160进行电解，并使得在阴极234周围形成氢，而在阳极230周围形成氧。管250使氢汇集并使其从容器装置202中溢出，以供进一步使用(由箭头250所示)。参看图3，在阳极230的顶部之上放置有圆锥形块310。圆锥形块310使氧汇集并使其从容器装置202中溢出(由箭头340所示)。返回参看图2，随着溶液160受到电解，并且组分气体被移出系统100，可通过进口280添加额外的溶液。

制氢系统200与制氢系统100的相同点在于换能器240产生穿透过溶液160并在其中引起空化的声波244。所述空化减少了通过电解来断开溶液160中的化学键所需的能量。因此，在出现空化的情况下，处于给定电压下的阴极234处产生的氢的量比未出现空化时产生的氢的量大。或者，在出现空化的情况下，处于较低电压下的阴极234处产生的氢的量与未出现空化时产生的氢的量相同。

制氢系统200被设计为便携的。在一个实施例中，制氢系统200的尺寸近似为：长8″×宽8″×高8″，以使得其可适合作为车辆中的引擎部件。然而，所属领域技术人员清楚的是，可将制氢系统200及其部件按比例扩大或缩小，而不会影响本发明的精神和范畴。同样地，所属领域技术人员清楚的是，制氢系统200及其部件可呈多种不同形状，而不会影响本发明的精神和范畴。图2展示本发明的一个实施例，其中容器装置202被定形成允许穿透过溶液160的声能波244的量达到最大。最终，所属领域技术人员清楚的是，可将众多换能器240放置在容器装置202上的各个位置，并使用这些换能器来产生声能波244，以便在溶液160内最大限度地形成空化。

制氢系统的第三实施例

图4为本发明中称之为制氢系统400的另一实施例的横断面侧视图。制氢系统400包括以电解池形式出现的圆柱形容器装置402，所述电解池能够储存溶液160。容器装置402具有导电内壁403以及非导电外壁470。导电块430由支撑组件405固持在容器装置402的底部组件407之上。导电内壁403连接至电源410的正极接线柱414。因此，导电内壁403为阳极。导电块430连接至电源410的负极接线柱412。因此，导电块430为阴极。中空、圆柱形管420连接至并穿过容器装置402的顶部组件480。管420的底部向外扩张，并且被定位成使得阴极430的一些部分位于管420内。最终，换能器440连接至容器装置402的底部组件407。导线444将换能器440连接至电源410。

电源410使阴极430带负电荷，而使阳极403带正电荷。因此，在阴极430与阳极403之间产生了电流。阳极403的圆柱形状以及阴极430沿阳极403的轴线的位置利用了由阴极430和阳极403产生的电场，并有助于使阴极430与阳极403之间的电力流动达到最大限度。

如之前所述，在阴极430与阳极403之间流动的电流对溶液160进行电解，并使得在阴极430周围形成氢，而在阳极403周围形成氧。管420使氢汇集并使其从容器装置402中溢出，以供进一步使用(由箭头450所示)。容器装置402的圆锥形状的顶部组件480使氧汇集并使其从容器装置402中溢出(由箭头455所示)。随着溶液160受到电解，并且组分气体被移出系统400，可通过进口490添加额外的溶液。

制氢系统400与制氢系统100和制氢系统200的相同点在于，换能器440产生穿透过溶液160并在其中引起空化的声能波442。所述空化减少了通过电解来断开溶液160中的化学键所需的能量。因此，在出现空化的情况下，处于给定电压下的阴极430处产生的氢的量比未出现空化时产生的氢的量大。或者，在出现空化的情况下，处于较低电压下的阴极430处产生的氢的量与未出现空化时产生的氢的量相同。

制氢系统400被设计为便携的。在一个实施例中，制氢系统400的尺寸近似为：长8″×宽8″×高8″，以使得其可适合作为车辆中的引擎部件。然而，所属领域技术人员清楚的是，可将制氢系统400及其部件按比例扩大或缩小，而不会影响本发明的精神和范畴。同样地，所属领域技术人员清楚的是，制氢系统400及其部件可呈多种不同形状，而不会影响本发明的精神和范畴。最终，所属领域技术人员清楚的是，可将任何数目的换能器440放置在容器装置402上，并使用这些换能器来产生声波442，以便在溶液160内最大限度地形成空化。

贯穿对制氢系统100、制氢系统200和制氢系统400的描述，圆柱形管120、管250和管420用以捕获形成在阴极周围的氢，并将氢引导出系统。所属领域技术人员将清楚的是，可用任何构件替代管120、管250和管450来捕货和引导氢。所述构件包括(但不局限于)：管和类似形状的导管、薄膜过滤构件、扩散蒸发构件、分压构件以及通道溶液流量构件。

空化子系统的实施例

贯穿对制氢系统100、制氢系统200以及制氢系统400的描述，换能器140、换能器240和换能器440用以产生引起溶液160内形成空化的声能波144、声能波244和声能波442。所属领域技术人员将清楚的是，可用任何构件替代换能器140、换能器240和换能器440来形成空化。形成空化的所述构件包括(但不局限于)：声学构件、机械构件、流体动力学构件、电磁构件以及致电离辐射构件。

图1、图2和图4展示了本发明的实施例，其中空化是通过比声阻抗构件来产生的，即，通过使用换能器使声能波穿过溶液160来产生的。然而，可以使用其它声学构件来产生空化。所属领域技术人员将清楚的是，所述声学构件包括(但不局限于)：换能器、扩音器以及扬声器。

用以在制氢系统100、制氢系统200和制氢系统400内引起空化的机械构件的实例包括(但不局限于)：包含在容器装置102、容器装置202和容器装置402内的螺旋桨系统，当螺旋桨围绕其轴旋转时，将引起空化。图5展示所述螺旋桨系统的横断面视图。如图所示，螺旋桨叶片520围绕螺旋桨系统510的轴旋转，进而使得在溶液中160中产生空化。螺旋桨系统510可由电源110、电源210或电源410提供动力。所属领域技术人员将清楚的是，可以使用其它机械构件来产生空化。所述机械构件包括(但不局限于)：螺旋桨系统、活塞、激波管以及轻气炮。

用以在制氢系统100、制氢系统200及制氢系统400内引起空化的流体动力学构件的实例包括(但不局限于)：注入压缩气体，例如使压缩气体进入容器装置102、容器装置202及容器装置402中以引起空化。图6展示所述压缩气体注入系统的横断面视图。如图所示，压缩气体注入系统610附接至容器装置102、容器装置202或容器装置402。压缩气体从压缩机(未图示)开始途经(由箭头640所示)管630最终到达压缩气体注入系统610。压缩气体流过管620，并被引入溶液160中作为气泡，即，空化。在一个实施例中，可以通过允许压缩气体透过薄膜传输而防止溶液160进入压缩气体系统610的多孔薄膜来使压缩气体注入系统610与溶液160分离。所述薄膜的一个实例为Gore-Tex。所属领域技术人员将清楚的是，可以使用其它流体动力学构件来产生空化。所述流体动力学构件包括(但不局限于)：压缩气体注入器系统和能够将动量转移进溶液160而不将质量转移进溶液160的任何设备，例如，电击板或油漆搅拌器。

用以在制氢系统100、制氢系统200和制氢系统400内引起空化的电磁构件的实例包括(但不局限于)：激光束，其被引导进入溶液160内以便产生能够在溶液160内引起空化的冲击波。所属领域技术人员将理解的是，可以使用其它电磁构件来产生空化。所述电磁构件包括(但不局限于)：激光束、X射线、伽马射线、高速电子、电弧、磁压缩、等离子体生成以及由任何类型的电子或质子反应产生的电磁辐射。

最终，用以在制氢系统100、制氢系统200和制氢系统400内引起空化的致电离辐射构件的实例包括(但不局限于)：使高能质子进入溶液160，从而在质子周围形成空化。通常而言，致电离辐射是能够使电子脱离化学键的任何辐射。因此，所属领域技术人员将理解，所述致电离辐射构件包括(但不局限于)：能量高于紫外线辐射的所有电磁辐射以及高能粒子，诸如光子、质子、中子以及带电和不带电原子核。

贯穿对制氢系统100、制氢系统200和制氢系统400的描述，以及引起空化的各种方式的实例，空化据说是发生在溶液160内。所属领域技术人员将理解，在溶液160“内”引起空化意味着使空化形成在电解区域内。

图7为根据本发明的影响制氢的主要因素的示意图。溶液因素710为影响溶液160的主要因素。这些溶液因素包括溶剂和溶质。如之前所述，溶剂为水或含有氢的另一种水溶液。溶质是一种化合物，诸如酸(诸如HI或HCl)、碱(NaOH)或盐(诸如KI或Nal)，并被保持在特定的单位体积溶剂的密度，以便使溶液的导电性达到最大。所述溶液具有特定的pH，并且无论是在制氢系统100、制氢系统200还是制氢系统400中，都被保持在特定的温度和压力下，以使断开溶剂的化学键所需的能量最小化。最终，溶液具有特定的离子和共价状态(化学势)。

功率因数720是影响输送给阴极130、阴极234和阴极430以及阳极132、阳极230和阳极403的功率的主要因素。所属领域技术人员将显而易见的是，功率因数720包括所施加的电压、所施加的电流以及所施加的总功率。另外，尽管将制氢系统100、制氢系统200及制氢系统400展示为具有单个阴极和单个阳极，但是所属领域技术人员显而易见的是，可以增加电压/电流施加点的数目，而不会影响本发明的精神和范畴。同样地，所属领域技术人员显而易见的是，阴极130、阴极234和阴极430以及阳极132、阳极230和阳极403的大小和形状可以改变，而不会影响本发明的精神和范畴。最终，所属领域技术人员显而易见的是，电源110、电源210和电源410可以为任何功率产生设备，诸如电池、太阳能电池板或燃料电池。

材料成分因素730是影响制氢系统100、制氢系统200及制氢系统400的材料的主要因素。选择包含阴极130、阴极234和阴极430以及阳极132、阳极230和阳极403的材料的目的是使导电性最大化。所述材料包括(但不局限于)：金属(诸如铜、铂)以及包括(但不局限于)铌酸锂和钽酸锂的高价非线性晶体。

用以增强并催化制氢的催化因素740是影响溶液160内能量平衡的主要因素。将必要的电解输入能量ΔE₁降低至ΔE₂的非能量输入催化因素包括(但不局限于)：(1)过程温度(作为ΔE_cav、ΔE₂、物种的偏摩尔浓度的函数)，(2)容器性质(成分、形状)，(3)溶液性质(溶质/溶剂成分【物种、浓度等】、pH、化学势、压力、所添加的催化剂【载体催化剂、诸如惰性气体的气体等】)，(4)电极性质(成分【元素、同位素、化学品】、形状、微观表面【晶体平面等】、宏观表面【孔、边缘等】)以及(5)所施加的电磁场的结构【激励、未激励】。

参看表1，所阐明的一组等式显示到，甚至在出现空化的情况下，执行溶液160的电解以产生氢所需的能量仍高于当氢与氧再结合时所产生的能量。因此，所属领域技术人员显而易见的是，本文中所描述的教示并非针对永久能量设备。更确切地说，由于溶液160的电解引起的净能量损失，所以如电源110、电源210和电源410所代表的那样，将能量引入至系统100、系统200和系统400，来推动电解和催化过程。

表1

返回参看图7，将电解输入能量ΔE₁降低至ΔE₂的能量输入因素750包括(但不局限于)：(1)ΔE_其它(为温度控制和测量、机械、搅动等所必需的能量)；以及(2)ΔE_cav(空化器性质【大小、形状、构成】)、配置【数目、单位面积/体积的密度等】、功率输入[f(V，I)]、声音频谱输入、电磁频谱输入)。如上所述，空化器可为能够引起空化的任何设备。

已有利地表明，在制氢系统400的一个实施例中，以下因素极大地增加了本发明中的氢产量：(1)使用特定声谱来使溶液160中的空化达到最大；(2)在溶液160中使用钠盐或碘化钾盐来使溶液160的导电性和化学势达到最大；(3)使有效量的惰性气体溶解在溶液160中，以使得惰性气体完全溶解在溶液中，从而以电磁的方式增强空化的产生，进而使氢气的生成达到最大——在本实施例中，惰性气体优选地为氩，而待完全溶解在溶液160中的惰性气体的有效量在标准温度和压力下高达百分之五(5％)；(4)用于制氢系统400的电极的形状和配置包含导电内壁403和导电内部块430以：(i)使氢气和氧气产品的机械分离达到最大，并(ii)通过使用圆柱形电极配置(其通过使内外半径之比倍增来使电场最大化)来使电解电场达到最大；以及(5)容器的形状，例如，制氢系统400包括包含在非导电外壁470内的导电内壁403，以便电性地使制氢系统400的功能与外界隔离开。

同样地，尽管所属领域技术人员清楚：溶液160可暴露在任何温度及/或压力下，并且溶液160可包含在密封的或未密封的容器内，然而对于制氢系统400的一个实施例而言已有利地表明，优选地在近似标准温度和压力(STP)下的密封而非受压容器中执行使用本文所描述教示的制氢。

另外，不言而喻的是，本文所阐明的教示以及实施例集中于使能量的输入量最小化，而使氢气的输出达到最大。影响总输入能量的最重要的因素为电解电压。因此，不言而喻的是，需要较少的输入电压来生成相同于(或高于)给定量的氢气，将导致需要较少的输入能量，从而需要较少的输入功率。由于需要较少的输入功率，使得输入输出热力学差值降至最低，并且由于大部分的输入功率可由能量源(诸如太阳能电池、再充电电池等)产生，因此使得所生成的氢的总效率以及总量达到最大。

尽管本文已揭示本发明的特定实施例，但是所属领域技术人员将理解，可对所述特定实施例进行改变而不会脱离本发明的精神和范畴。同样地，所属领域技术人员将理解，本文的教示的大小可按比例缩放，以使氢产量增加或降低，而不会影响本发明的范畴和精神。因此，本发明的范畴将不局限于特定实施例，并且期望所附的权利要求书涵盖处于本发明范畴内的任何以及所有应用、修改以及实施例。

Claims

1.一种用于制氢的方法，其包含：

施加电流使其流过含有氢的溶液；和

在所述溶液内形成空化，其中所述空化降低了断开所述溶液中的化学键所需的能量的量。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述溶液内形成空化进一步包含使声能通过所述溶液，所述声能在所述溶液内产生空化。

3.如权利要求1所述的方法，其中使用任何电磁构件来执行所述形成空化的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中使用换能器来执行所述形成空化的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中使用螺旋桨系统来执行所述形成空化的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中使用压缩气体来执行所述形成空化的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其中通过辐射来执行所述形成空化的步骤。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述溶液含有将完全溶解在所述溶液中的有效量的惰性气体。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述溶液包含溶剂和溶质，并且所述溶质进一步包含碘化盐或碘酸盐中的至少一种。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述溶液包含溶剂和溶质，并且所述溶液含有将完全溶解在所述溶液中的有效量的惰性气体，而所述溶质进一步包含碘化盐或碘酸盐中的至少一种。

11.一种用于制氢的装置，其包含：

容器；

溶液，其含有包含在所述容器内的氢；

第一导电块，其中所述第一导电块与所述溶液接触；

第二导电块，其中所述第二导电块与所述溶液接触；

电源，其具有负输出端和正输出端，其中所述负输出端连接至所述第一导电块，而所述正输出端连接至所述第二导电块，从而引起电流流过所述第一导电块与所述第二导电块之间的所述溶液；

用于在所述溶液内引起空化的构件；和

用于捕获形成在所述负电块周围的氢的构件。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述用于在所述溶液内引起空化的构件包含换能器，所述换能器能够发射穿过所述溶液的声能波。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述用于在所述溶液内引起空化的构件包含螺旋桨系统。

14.如权利要求11所述的装置，其中所述用于在所述溶液内引起空化的构件包含压缩气体注入器系统，所述压缩气体注入器系统能够将压缩空气气泡注入所述溶液中。

15.如权利要求11所述的装置，其中所述溶液含有将完全溶解在所述溶液中的有效量的惰性气体。

16.如权利要求11所述的装置，其中所述溶液包含溶剂和溶质，并且所述溶质进一步包含碘化盐或碘酸盐中的至少一种。

17.如权利要求11所述的装置，其中所述溶液包含溶剂和溶质，并且所述溶剂含有将完全溶解在所述溶液中的有效量的惰性气体，而所述溶质进一步包含碘化盐或碘酸盐中的至少一种。

18.一种用于制氢的装置，其包含：

容器；

溶液，其含有包含在所述容器内的氢；

第一导电块，其中所述第一导电块邻近所述溶液；

第二导电块，其中所述第二导电块邻近所述溶液；

空化产生器，其使用以下至少一个：换能器、螺旋桨系统、压缩气体注入器系统；激光或致电离辐射束；和

氢捕获设备，其使用以下至少一个：管、薄膜过滤器、扩散蒸发、分压或通道溶液流量。