Patent US20200208885A1 - Heat Generating Device and Method for Generating Heat - Clean Planet

Wärmeerzeugungsvorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Wärme

Patent
Patentnummer	US20200208885A1
Bezeichnung	Heat Generating Device and Method for Generating Heat
Anmelder	Clean Planet Inc.
Erfinder	Yasuhiro Iwamura Takehiko Ito Jirota Kasagi Hideki Yoshino Masanao Hattori
Anmeldetag	07.06.2018
Veröffentlichungstag	02.07.2020
Erteilungstag	anhängig

Zusammenfassung

Eine wärmeerzeugende Vorrichtung umfasst einen Behälter, ein wärmeerzeugendes Element und ein Heizelement. In den Behälter wird ein Gas auf Wasserstoffbasis eingeleitet, das der Erzeugung von Wärme dient. Das wärmeerzeugende Element ist im Inneren des Behälters angebracht. Das Heizelement ist derart aufgebaut, dass es das wärmeerzeugende Element erhitzt. Das wärmeerzeugende Element umfasst eine Basis, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, aus einer wasserstoffspeichernden Legierung oder aus einem Protonenleiter besteht, sowie eine mehrschichtige Folie, die auf einer Oberfläche der Basis angebracht ist. Die mehrschichtige Folie besitzt eine Stapelkonfiguration aus: einer ersten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall oder einer wasserstoffspeichernden Legierung besteht, und einer zweiten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder aus Keramik besteht, sich aber von der ersten Schicht unterscheidet. Die erste Schicht und die zweite Schicht weisen einen Schichtaufbau mit einer Dicke von unter 1000 nm auf.

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Zum technischen Hintergrund

In den letzten Jahren hat sich die Aufmerksamkeit auf ein Phänomen der Erzeugung von Wärme konzentriert, bei dem unter Verwendung einer Legierung zur Wasserstoffspeicherung, wie z. B. einer Palladiumlegierung, Wärme erzeugt wird (siehe hierzu z. B. NTL 1). Sofern ein solches Wärmeerzeugungsphänomen, das unter Verwendung eines wasserstoffspeichernden Metalls oder einer wasserstoffspeichernden Legierung zustande kommt, gesteuert werden kann, lässt sich die von dem wasserstoffspeichernden Metall oder der wasserstoffspeichernden Legierung erzeugte Wärme als eine effektive Wärmequelle nutzen. Unter dem Gesichtspunkt der Umweltproblematik wird seit einigen Jahren der Übergang zu einer auf Wasserstoff basierenden Gesellschaft erwartet. Daher ist es erstrebenswert, eine Wasserstoffenergie bereitzustellen, die sicher ist und über eine hohe Energiedichte verfügt.

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Die Lösung des Problems

Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine wärmeerzeugende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung: einen Behälter, in den ein auf Wasserstoff basierendes Gas, das zur Wärmeerzeugung dient, eingeleitet werden kann; ein wärmeerzeugendes Element, das im Inneren des Behälters angeordnet ist; und eine Heizvorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie das wärmeerzeugende Element erhitzt. Das wärmeerzeugende Element umfasst: eine Basis, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder einem Protonenleiter besteht; und eine mehrschichtige Folie, die auf einer Oberfläche der Basis angeordnet ist. Die mehrschichtige Folie weist eine Stapelkonfiguration auf, bestehend aus: einer ersten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall oder einer wasserstoffspeichernden Legierung hergestellt ist und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist; und einer zweiten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder Keramik hergestellt ist, die sich von der ersten Schicht unterscheidet und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist.

Eine wärmeerzeugende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Behälter, in den ein auf Wasserstoff basierendes Gas, das zur Wärmeerzeugung dient, eingeleitet werden kann; und eine Vielzahl von wärmeerzeugenden Strukturen, die im Inneren des Behälters angeordnet sind, wobei jede wärmeerzeugende Struktur ein wärmeerzeugendes Element und ein Heizelement umfasst, das der Erhitzung des wärmeerzeugenden Elements dient. Das wärmeerzeugende Element umfasst: eine Basis, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder einem Protonenleiter besteht; und eine mehrschichtige Folie, die auf einer Oberfläche der Basis angeordnet ist. Die mehrschichtige Folie weist eine Stapelkonfiguration auf, bestehend aus: einer ersten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall oder einer wasserstoffspeichernden Legierung hergestellt ist und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist; und einer zweiten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder Keramik hergestellt ist, die sich von der ersten Schicht unterscheidet und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist.

Ein Verfahren zur Erzeugung von Wärmeenergie im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Verfahrensschritt der Herstellung eines wärmeerzeugenden Elements, das eine mehrschichtige Folie umfasst, die auf der Oberfläche eines Trägers aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder einem Protonenleiter angebracht ist, wobei die mehrschichtige Folie eine Stapelkonfiguration aus einer ersten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall oder einer wasserstoffspeichernden Legierung besteht und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist, und einer zweiten Schicht, die aus einem wasserstoffspeichernden Metall, einer wasserstoffspeichernden Legierung oder Keramik besteht, die sich von der ersten Schicht unterscheidet und eine Schichtstruktur mit einer Dicke von unter 1000 nm aufweist; einen Verfahrensschritt der Vorbereitung eines Behälters, in dem das wärmeerzeugende Element installiert ist; einen Verfahrensschritt der Wasserstoffeinschließung, bei dem ein auf Wasserstoff basierendes Gas, das zur Wärmeerzeugung dient, in den Behälter eingeführt wird und der Wasserstoff im wärmeerzeugenden Element eingeschlossen wird; und einen Verfahrensschritt des Erhitzens des wärmeerzeugenden Elements, in dem der Wasserstoff eingeschlossen ist, um so Überschusswärme zu erzeugen, deren Temperatur gleich oder höher ist als die Heiztemperatur.

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Die vorteilhaften Effekte der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Überschusswärme zu erzeugen, indem man Wasserstoff eine erste und eine zweite Schicht einer mehrschichtigen Folie durchdringen lässt.