本发明专利技术公开了用于有效地生产氢燃料和结构材料的化学过程和反应器以及相关的系统和方法。代表性的过程包括：通过给氢供体添加能量，将氢供体离解成离解产物，其中所述能量包括由除了离解氢供体以外的过程产生的废热。所述过程可以另外包括：从所述离解产物，提供结构构建块和/或基于氢的燃料，其中所述结构构建块基于碳、氮、硼、硅、硫和/或过渡金属。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请整体上涉及。在具体实施方案中，这样的过程可以用于从多种原料生产清洁燃烧的、基于氢的燃料，且可以从当形成基于氢的燃料时释放出的碳和/或其它元素生产结构构建块(structural building block)。背景可再生能源诸如太阳能、风能、波能、落水能和基于生物质的能源具有用作重要能源的巨大潜力，但是目前遇到多种阻止普遍采用的问题。例如，在发电中使用可再生能源依赖于可能是间断性的能源的可用性。太阳能受限于太阳的可用性(即，仅白天)，风能受限于风的变化性，落水能受限于干旱，而生物质能受限于季节变化，以及其它。作为这些和其它因素的结果，许多来自可再生能源的能量(捕获的或未捕获的)倾向于被浪费掉。前述与捕获和储存能量有关的无效率会限制可再生能源成长为世界上许多区域的可行能量提供者，因为它们经常导致高能量生产成本。因而，世界继续依赖于石油和其它化石燃料作为主要能源，这至少部分地因为，支持与化石燃料相关的技术开发的政府补助金和其它项目，使得使用这种燃料误解为方便的且表面上是廉价的。同时，在由这些燃料产生的能量的购买价格中没有包括消耗的资源的重置成本、环境退化代价、健康影响和化石燃料使用的其它副产物。鉴于目前与持续生产可再生资源相关的前述和其它缺点，仍然需要提高使用这样的资源生产产品和燃料的有效性和商业可行性。附图说明 图I的流程解了根据本专利技术公开的技术的一个实施方案，一种用于有效地生产基于氢的燃料的方法和用于建造耐用品的成分。图2是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案，接收来自废热和/或可再生能源的能量的系统的部分示意的、部分横截面图解。图3是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案，包括与逆流热交换器相组合的反应器的系统的部分示意图。图4的简图示出了具有根据本专利技术公开的技术的一个实施方案的分子结构的架构构造体(architectural construct)。图5是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案被构造为实体块的架构构造体的等轴视图。图6是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案具有平行层的架构构造体的横截面侧视图。图7是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案具有互联的平行层的架构构造体的侧视图。图8是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案具有平行层的架构构造体的横截面侧视图。图9是根据本专利技术公开的技术的一个实施方案具有同心管状层的架构构造体的横截面侧视图。具体实施例方式MM下面描述了用于有效地生产氢燃料和结构材料的装置、系统和方法的几个实施例。所述效率可以源自使用由其它过程、可再生能源和/或内部热交换器(例如，逆流或对向流热交换器)产生的废热。所述过程可以生产清洁燃烧的燃料，且可以重新计划用于耐用品(包括聚合物和碳复合材料)中的碳和/或其它成分。尽管下面的描述以足以使相关领域的技术人员能够实现、制备和使用它们的方式提供了下述实施例的许多具体细节，但是下述的几个细节和优点可能不是实践所述技术的某些实施例所必需的。另外，所述技术可以包括在权利要求范围内、但是在这里没有详细描述的其它实施例。在本说明书中提及的“一个实施例”、“实施例”、“一个实施方案”或“实施方案”是指，结合所述实施例描述的特定部件、结构、过程或特征被包括在本专利技术技术的至少一个实施例中。因而，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个实施方案”或“实施方案”在本说明书的不同地方的出现，不一定都是指同一个实施例。此外，特定部件、结构、例程、步骤或特征可以以任意合适的方式组合进所述技术的一个或多个实施例中。本文提供的标题仅仅是为了方便，无意限制或解释要求保护的技术的范围或含义。下述技术的某些实施方案可以采取计算机可执行指令(包括由可编程的计算机或控制器执行的例程)的形式。相关领域的技术人员会明白，所述技术可以在下面示出和描述的那些以外的计算机或控制器系统上实现。所述技术可以体现在特殊用途计算机、控制器或数据处理器中，所述特殊用途计算机、控制器或数据处理器被专门地编程、构造或构建成执行一个或多个下述的计算机可执行指令。因此，在本文中一般地使用的术语“计算机”和“控制器”是指任意数据处理器，且可以包括因特网装置、手提式装置、多处理器系统、 可编程的用户电子器件、网络计算机、微型计算机等等。所述技术也可以在分布式环境中实现，在该分布式环境中由通过通信网络连接的远程处理装置来执行任务或模块。下述技术的方面可以被储存或分布在计算机可读介质上，所述计算机可读介质包括磁盘或光学可读盘或可移动的计算机盘以及电子地分布在网络上的介质。在具体实施方案中，所述技术的某些方面特有的数据结构和数据传输也被包括在本专利技术的技术范围内。本专利技术的技术包括将计算机可读介质程序化成执行特定步骤、以及执行所述步骤的方法。根据特定实施方案的方法包括通过给氢供体添加能量，将氢供体离解成离解产物，所述能量包括由除了离解氢供体以外的过程产生的废热。例如，所述废热可以从燃烧过程的产物得到。所述方法可以另外包括提供基于氢的燃料和/或结构构建块，所述结构构建块包括碳、氮、硼、硅、硫和/或过渡金属。所述结构构建块和基于氢的燃料从离解产物提供，且在具体实施方案中，从离解产物形成。根据所述技术的另一个实施方案的方法包括将第一氢供体物质(mass)离解成第一离解产物，且从第一离解产物，提供基于氢的燃料和/或结构构建块，所述结构构建块基于碳、氮、硼、硅、硫和/或过渡金属。所述方法可以另外包括将热量从结构构建块、离解产物、和/或基于氢的燃料传递至第二氢供体物质，并将第二氢供体物质离解成第二离解产物。将热量从离解第一氢供体的过程传递至离解第二氢供体的过程，可以减少离解第二氢供体所需的能量的量，并因此可以提高所述过程的总效率。图I的流程解了根据本专利技术的技术的几个实施方案的一个代表性过程。图2和3图解了可以在其中进行这样的过程的代表性的反应器，图4-9图解了使用本文所述的方法可以形成的架构构造体。代表件过稈图I的流程解了根据本专利技术的技术的一个实施方案，用于形成基于氢的燃料和用于形成耐用品的成分(例如，架构构造体)的化学过程180。过程部分181包括通过给氢供体添加能量，将氢供体离解成离解产物。在许多情况下，所述氢供体包括烃，但是在其它实施方案中，所述氢供体可以包括除了烃燃料以外的基于碳的化合物(例如，碳水化合物类、醇类、酯类、纤维素和/或其它物质)。在其它实施方案中，所述氢供体可以包括，与除了碳以外的元素相组合的氢原子。例如，含氮化合物(例如，氨和/或脲)可以起类似的功能。在这些实施方案中的任一个中，从由除了离解氢供体以外的过程产生的废热，可以得到为了生产离解产物而给氢供体添加的能量(过程部分182)。例如，过程部分182可以包括重新利用来自内燃机或其它发动机的废热，以驱动离解氢供体的过程。在其它实施方案中，所述热可以从燃料电池、再生制动或其它来源得到。一般而言，所述热可以在高到足以容易地传递至过程或反应区的温度得到，或者，在更低级热的情况下，经由另一个过程，可以将所述热转化成更高的温度输出。在至少一些前述实施方案中，在过程部分182中指出的废热自身可能不足以进行在过程部分181中指出的化学离解。因此，过程部分183包括给所述废热补充从可持续的、可再生的能源(如果可能的话)得到的热。在能源的背景下，本文使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.13 US 61/304,403;2010.07.21 US 12/804,5091.一种用于加工氢供体的方法，所述方法包括 通过给氢供体添加能量，将所述氢供体离解成离解产物，其中所述能量包括由除了离解所述氢供体以外的过程产生的废热；和从所述离解产物，提供下述的至少一种 (a)结构构建块,所述结构构建块基于碳、氮、硼、娃、硫和过渡金属中的至少一种；和 (b)基于氢的燃料。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述废热包括从燃烧产物得到的热。3.根据权利要求I所述的方法，其另外包括给所述废热补充从可持续的可再生的能源得到的热。4.根据权利要求3所述的方法，其中补充所述废热包括给所述废热补充太阳能。5.根据权利要求3所述的方法，其中补充所述废热包括给所述废热补充风能。6.根据权利要求I所述的方法，其中所述氢供体具有第一能量，且所述基于氢的燃料具有大于所述第一能量的第二能量。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一能量包括第一离解能，且其中所述第二能量包括第二离解能。8.根据权利要求I所述的方法，其中提供过程包括提供所述结构构建块和所述基于氢的燃料。9.根据权利要求8所述的方法，其另外包括从所述离解产物形成所述结构构建块和所述基于氢的燃料。10.根据权利要求I所述的方法，其另外包括从所述结构构建块形成架构构造体。11.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述架构构造体包括从离解的碳形成石墨烯构造体，且其中所述过程另外包括 将氢吸附至所述石墨烯构造体上； 从所述石墨烯构造体释放出氢；和 燃烧所述氢，从而为将氢供体离解成离解产物的后续过程提供能量。12.根据权利要求I所述的方法，其中所述氢供体包括氨。13.根据权利要求I所述的方法，其中所述氢供体包括烃。14.根据权利要求I所述的方法，其另外包括将蒸汽添加给所...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·E·麦卡利斯特，
申请(专利权)人：麦卡利斯特技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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