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清潔能源“化學燃料反應系統”

   “化學燃料反應釜”是采用20多種金屬和非金屬作為燃料,并且能夠進行循環運作的一種新型能源。“化學燃料反應釜”的神奇之處在于:采用多種金屬和非金屬作為燃料;通過強氧化劑使其放出熱量;通過特殊催化劑使其進行復元;通過精密設計的反應釜結構使其循環工作。

  本項目“化學燃料反應釜”是采用20多種金屬和非金屬作為燃料,并且能夠進行循環運作的一種新型能源。“化學燃料反應釜”的神奇之處在于:采用多種金屬和非金屬作為燃料;通過強氧化劑使其放出熱量;通過特殊催化劑使其進行復元;通過精密設計的反應釜結構使其循環工作。“化學燃料反應釜”的優越之處在于:反應釜循環反應的熱效應比一次性燃料(煤、石油等)大得多,并且不產生“三廢”,對環境不會造成污染,是一種具有遠大前景的新型清潔能源。

  簡要技術

  “化學燃料反應釜”是一個完全封閉的容器,反應釜內部設置多層石墨反應體,放置有20多種金屬及非金屬燃料,下層石墨反應體放置低熔點,易反應的活性燃料,依次向上的反應體放置熔點較高,反應難度較大的燃料,反應釜內還放置了還原劑和促進還原反應的催化劑。為初始引起化學反應,反應釜內部裝設了紅外線電加熱裝置。

  當啟動工作時,首先通過電加熱裝置對反應釜內部加熱,同時由反應釜底部向反應釜輸入氧化劑,進入反應釜的氧化劑立即與最下層反應體放置的低熔點活性燃料進行氧化反應,生成低熔點活性燃料的氣體,并放出氧化熱,加熱后的該氣體在反應釜內向上傳輸,同時加熱上層反應體,促使上層反應體放置的燃料與氧化劑進行氧化反應,生成新的高溫氣體。由于高溫氣體不斷向上傳輸,依次加熱,使各層反應體放置的燃料都與氧化劑進行氧化反應,最終形成高溫混合納米級氣體,經火花塞點燃釋放出高達千度的熱量。該高溫混合氣體氧化物從反應釜頂部出口經保溫管道輸出,熱源加以利用。

  該反應系統雖然進行循環運作,但是能量的消耗總是存在的,據測試反應釜的熱效率為95%,能夠維持3—5年時間工作。

  技術創新

  強氧化劑的神奇功能:本反應系統屬于封閉式循環反應放熱,反應時不接觸外界空氣,用強氧化劑來控制所有燃料的反應速度,所有的20多種化學燃料吸取加熱管的熱量之后,使各種燃料達到熔點,在強氧化劑的作用下達到沸點,迅速氣化,生成高溫納米級氣體,本強氧化劑的主要功能在于高溫時能失氧,使所有原料進行氧化燃料放熱,在低溫時還可以在催化劑的作用下,奪回氧化物的氧,使氧化物還原成單質元素,繼續參加第二次燃料反應,另外所有的燃料從熔點到沸點的過程,不需吸熱,到沸點溫度即可氣化。該化學燃料燃燒反應時放出的巨大熱能也來自于強氧化劑。本裝置的反應燃料在反應的過程中幾乎沒有消耗,與反應的次數沒有太大的關系,所以,使用強氧化劑可以大大提高反應效率,釋放出巨大的熱能。

  特殊催化劑的神奇功能:催化劑的神奇作用在于極大地加速化學反應的速率,為化學反應提供一條能量消耗低的反應途徑。催化劑的神奇之處還在于催化劑參與化學反應,且又在反應中復生,反應終了時催化劑的組成和數量不變。也就是說,催化劑既加速了化學反應的進程,又不在化學反應中消耗。催化劑一般選用過渡族金屬元素以及它們的氧化物和硫化物,本項目采用金屬氧化物作為催化劑。

  金屬石墨體的神奇功能:該金屬石墨體是放置化學燃料及催化劑的載體,是提供化學燃料氣化、催化、還原、放熱的場所。一般要求金屬石墨體活性小,并且具有合適的物理結構和足夠的機械強度,本項目采用金屬石墨反應體技術,石墨(C)的熔點3730℃,足以保證所有燃料的從熔點到沸點的氣化過程。

  實驗證明金屬石墨體不僅是負載的載體,它還可以控制20多種化學燃料的燃燒反應速度,不能產生20多種燃料一次性爆燃。在金屬石墨體的控制下,20多種化學燃料都是有規律的按順序氣化,如果沒有石墨體的控制是無法緩慢釋放燃燒的。如美國橡樹嶺實驗室利用納米粉末為燃料,然后注入空氣是無法控制這個過程的。該金屬石墨體與核反應石墨體還有不同之處,本金屬石墨體含有多種化學燃料,經加溫壓制而成。所以,該金屬石墨體本身也在循環反應放熱,在化學反應動力學稱之為金屬—載體的強相互作用(SMSI)。由于這種作用的存在,金屬石墨體也會不斷消耗,不過這是一個長期過程,以至最后與化學燃料一起消耗掉,在產生熱能上作出貢獻。

  應用前景

  本項目化學燃料的循環系統不需過濾、收集、增加燃料罐將其轉換的過程,本反應系統就是一個很完整的能量轉化體系,能量可以從一種形式轉化為另一種形式,但轉化過程中總值不變,熱力學第一定律的核心就是能量轉化及能量守恆。本反應系統只須把化學燃料加溫到45℃,在氧化劑的作用下即可氣化。氣化后釋放出的燃料氣體即納米級粉體。

  該燃燒反應裝置的20多種金屬及非金屬燃料,屬多功能之用途,因此擔負多項任務,根據理想氣體的氣態方程:在標準狀況下,體積相同的任何氣體在溫度和壓強發生同樣的變化時,他們的體積仍然相同。就是說,幾種氣體在標準狀況下,同樣溫度和同樣壓強下,同體積仍有同樣數量的分子。所以,不論在標準或非標準的狀況下,同溫同壓下,同體積的任何氣體都含有同數目的分子,這就是氣體的特性。燃燒反應裝置混合氣體所含的體積發生變化,而所含的分子數目沒有改變。因此,可持續進行反應裝置的金屬原子反應到還原的過程,延續了反應釜內混合氣體的使用時間,這就是阿佛加德定律的規定,反應物的使用時間又決定了體積的重量。

  本反應釜內金屬碳墨體裝置的燃料氣化過程是有規律的進行氣化,屬于多種同位素的組裝程序,遵從科學家蓋斯學說。通過反應實踐,其熱效應屬于體積功,當體系發生化學反應后,始態與終態具有同樣的溫度,除做體積功外不做其他功,此時體系所吸收或放出的熱量叫做化學反應的熱效應,具有恆容恆壓的物理性能,因此分為恆容熱效應和恆壓熱效應。

  

  

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