DE69020156T2 - Energiequellensystem. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiequellensystem und ein Verfahren zur Erzeugung von Energie.
• Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Energie aus Gittersystemen vom Metallhydridtyp bereit. Das eigenartige Verhalten von Wasserstoff in Metallen, insbesondere in Palladium, wird schon seit über 100 Jahren untersucht. Auch die Anwesenheit und die Eigenschaften von Deuterium in Palladium sind untersucht worden. Es ist bekannt, daß eine große Menge Wasserstoff und/oder Deuterium in ionischer Form in Metalle wie Palladium eingebaut werden kann, wodurch ein Gittersystem vom Metallhydridtyp gebildet wird.
• Zwar sind solche Systeme in wissenschaftlicher Hinsicht äußerst interessant, doch haben sie kein praktisches Interesse gefunden, da die Systeme Energie zu absorbieren scheinen, statt diese freizusetzen. Es verdiente großes Interesse, ein auf Wasserstoffisotopen und Metallen basierendes System auszulegen und zu betreiben, das Energie liefern könnte.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Energie liefernden Prozeß zur Verfügung zu stellen, der durch ein mit Teilchen wenigstens eines Wasserstoffisotops gefülltes System angetrieben wird.
• Auch ist es Aufgabe der Erfindung, ein Energie lieferndes System zur Verfügung zu stellen, das mit steuerbaren Einschalt-, Abschalt- und Wiedereinschalteinrichtungen ausgerüstet ist.
• Überdies ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein funktionsfähiges Energiequellensystem mit leicht zu ändernden Betriebsbedingungen zur Verfügung zu stellen.
• Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Energiequellensystem zur Verfügung zu stellen, das in geeigneter Weise mit einem Arbeitssystem gekoppelt ist.
• Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energiequellensystem auszulegen und zu entwickeln, das in existierende Arbeitszyklen integriert werden kann.
• Die Erfindung verschafft daher ein Verfahren zur erzeugung von Energie bereit, das die folgenden Schritte umfaßt:
• - das Füllen eines Körpers mit mindestens einem Wasserstoffisotop, wobei mindestens ein Teil des Körpers mindestens ein zur Bildung eines Gittersystems vom Metallhydridtyp fähiges Metall enthält,
• - das Anordnen des gefüllten Körpers als wenigstens einen Teil des einen Leiterelements einer Kondensatoreinrichtung innerhalb einer elektrischen Schaltung, wobei das andere Leiterelement der Kondensatoreinrichtung mit einer extern steuerbaren Spannungsquelleneinrichtung verbunden ist,
• - das Betreiben der Spannungsquelleneinrichtung, und
• - die Gewinnung von in dem Körper erzeugter Energie durch Betreiben der Spannungsquelleneinrichtung.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Füllen des Körpers, indem der Körper als Elektrodeneinrichtung in einer in Betrieb befindlichen elektrischen Schaltung angeordnet und mit den Isotopen beaufschlagt wird.
• In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Füllen des Körpers, indem der Körper in einem Druckgefäß angeordnet wird, das unter Druck ein zumindest eine Art von Wasserstoffisotopen enthaltendes Gas enthält, und dem Gas ausgesetzt wird.
• In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt das Füllen des Körpers, indem der Körper als eine Elektrodeneinrichtung in einem elektrochemischen System angeordnet und mit Ionen aus dem elektrochemischen System beaufschlagt wird.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Körper vorteilhaft mit einem durch eine elektrische Entladung erzeugten Strom der Isotope beaufschlagt, und die erzeugte Energie wird aus einer Wärmeaustauschereinrichtung gewonnen.
• Außerdem stellt die Erfindung ein Energiequellensystem zur Verfügung, umfassend:
• - einen Körper, wobei wenigstens ein Teil des Körpers mindestens ein zur Bildung eines Gittersystems vom Metallhydridtyp fähiges Metall enthält und wenigstens einen Teil eines Leiterelements einer Kondensatoreinrichtung ausmacht, deren anderes Leiterelement mit einer von außen steuerbaren Spannungsquelleneinrichtung verbunden ist, wobei die Kondensatoreinrichtung und die Spannungsquelleneinrichtung eine elektrische Schaltung bilden,
• - eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen wenigstens eines in den Körper einzubringenden Wasserstoffisotops, und
• - eine Gewinnungseinrichtung zur Gewihnung von in dem Körper erzeugter Energie.
• Vorteilhafterweise ermöglicht das System zuverlässiges und steuerbares Koppeln mit einer Arbeitsmaschine und erlaubt so die vollständige Integration mit einem Arbeitszyklus.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems stellt der Körper eine Elektrodeneinrichtung in einer elektrischen Entladungsschaltung dar, wobei die Schaltung weiter die Quelleneinrichtung umfaßt, in der die Elektrodeneinrichtung das eine Leiterelement einer Kondensatoreinrichtung darstellt. Außerdem umfaßt das System eine zwischen den Körper und die Zufuhreinrichtung einzuschiebende Abschirmeinrichtung, wodurch der Eintritt der Isotope in den Körper gesteuert werden kann.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist der Körper in einem Druckgefäß angeordnet, wobei die Zufuhreinrichtung eine Unterdrucksetzungsvorrichtung zur Unterdrucksetzung eines die Isotope enthaltenden Gases umfaßt.
• In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems stellt der Körper eine Elektroeneinrichtung dar, die in einem elektrochemischen System angeordnet ist, welches als Quelleneinrichtung zum Liefern von Ionen der Isotope fungiert.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung seien im nachfolgenden beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Bei Fig. 1A und Fig. 1B handelt es sich um Zeichnungen, die schematisch die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien aufzeigen.
• Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiequellensystems.
• Bevor nun besondere Merkmale und weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung offenbart werden, seien unter Bezugnahme auf die Fig. 1A und 1B kurz einige elektrostatische Grundsätze umrissen.
• In Fig. 1A ist eine Grenzfläche zwischen einem Metall und einem Dielektrikum, zum Beispiel in einer Kondensatoreinrichtung, schematisch dargestellt. Die graphische Darstellung kann als Querschnitt betrachtet werden. Auf der horizontalen Achse wird ein Distanzparameter r verwendet, wobei an der Grenzfläche r = 0 gilt (die Vertikale bei r = 0 stellt schematisch die Grenzfläche dar).
• In Fig. 1B ist dieselbe Grenzfläche in einer graphischen Darstellung dargestellt, die schematisch die Distanz r auf der horizontalen Achse wie oben angegeben, sowie die elektrische Feldstärke E auf der vertikalen Achse zeigt.
• Im einzelnen stellt in Fig. 1A der schraffierte Teil der graphischen Darstellung rechts von r = 0, mit 1 bezeichnet, das in einer Kondensatoreinrichtung als Leiterelement fungierende Metall dar, während links von r = 0, mit 2 bezeichnet, das Dielektrikum gezeigt wird.
• In Fig. 1B gibt das E gegen r darstellende Diagramm die Sachlage eines elektrisch geladenen Kondensators wieder. Wie schon aus der elementaren Physik bekannt, ist das elektrische Feld im Inneren eines Metalls gleich 0 und nimmt in einem Dielektrikum, zum Beispiel in einem Plattenkondensator, einen konstanten Wert an. Um Bezugsspannungen wie Bezugserde sowie Ladungsdifferenzen zu normieren, sind die Werte E für das elektrische Feld als modulare Werte E dargestellt. Der oben angeführte konstante Wert des elektrischen Feldes ist als E&sub0; bezeichnet.
• Wie oben dargelegt, kann der Körper auf elektrische Weise, auf mechanische Weise oder auf elektrochemische Weise gefüllt werden.
• Dementsprechend werden beim Füllen des Körpers auf elektrische Weise plasmaartige Bedingungen um den Körper herum geschaffen, zum Beispiel durch Lichtbogen-, Funken- oder Koronaentladung eines wenigstens eine Art von Wasserstoffisotop enthaltenden Gases, wodurch Moleküle, Radikale und/oder Ionen, die durch diese Bedingungen gebildet werden, in den Körper eintreten können. Es kann aber auch ein elektrisches Feld auf solche Weise erzeugt werden, daß der Körper mit einem Strahl von Ionen dieser Isotope beaufschlagt wird.
• Beim Füllen auf mechanische Weise wird der Körper in einem Druckgefäß angeordnet, das ein Gas dieser Isotope enthält, wobei das Gas bei einer geeigneten Temperatur unter Druck gesetzt wird und so Isotope in den Körper eingebracht werden.
• Beim elektrochemischen Verfahren stellt der Körper eine in einem Elektrolyten angeordnete Elektrodeneinrichtung dar und wird direkt mit aus einem elektrolytischen Prozeß hervorgehenden Ionen dieser Isotope gefüllt.
• Wesentlich für das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Prinzip ist das Auftreten einer elektrischen Oberflächenladung im Metall an der Grenzfläche Metall/Dielektrikum. Zum Beispiel führt bei einer kondensatorartigen Aufstellung eine derartige Oberflächenladung zu einer effektiven Ladungstrennung gemäß dem Phänomen der sogenannten elektrischen Influenz (oder elektrostatischen Induktion). Es ist daher möglich, ein auf obengenannte Weise beeinflußtes Leiterelement positiv oder negativ aufzuladen. überdies ermöglicht die elektrische Beeinflussung eines bereits geladenen Körpers die Umlagerung von vorher eingebrachten Ladungen.
• In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiequellensystems dargestellt, wobei der Körper vorteilhafterweise mit mindestens einer Art von Wasserstoffisotop auf die oben angeführte elektrische Weise gefüllt wird. Das oben angeführte Verfahren zur Erzeugung von Energie und das damit zusammenhängende Energiequellensystem werden nachfolgend in näheren Einzelheiten offenbart.
• In Fig. 2 umfaßt das offenbarte System eine elektrische Schaltung, in der ein Körper 11 als eine Elektrodeneinrichtung angeordnet ist. In dieser Schaltung ist eine Quelleneinrichtung 15, nämlich eine Hochspannungsquelleneinrichtung, an einer Seite sowohl mit Erde 19 als auch dem Körper 11 und auf der anderen Seite mit seiner elektrischen Entladungsvorrichtung 30 verbunden.
• In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Elektrodeneinrichtung um das eine Leiterelement einer Kondensatoreinrichtung, neben dem das andere Leiterelement 12 angeordnet ist, mit einem dielektrischen Element 13 dazwischen.
• Das andere Leiterelement 12 kann auch in der oben erwähnten elektrischen Schaltung enthalten sein oder in einer eigenen Schaltung realisiert sein.
• In Figur 2 a ist eine mit dem anderen Leiterelement 12 gekoppelte, regelbare Spannungsquelle 14 dargestellt, die entweder getrennt von der Schaltung 1l, 15, 30 zu betreiben ist oder damit mittels eines Verbinders 16 zu verbinden ist. Weitere detaillierte Ausführungsformen der Schaltung werden nachfolgend besprochen.
• Im erfindungsgemäßen Prozeß muß der Körper 11 mit Molekülen, Radikalen und/oder Ionen der Wasserstoffisotope gefüllt werden. Daher wird die oben erwähnte Hochspannungsquelleneinrichtung 15 mit der oben angeführten elektrischen Entladungseinrichtung 30 verbunden, die zur Lieferung dieser Isotope dient und in einer Kammer 18 angeordnet ist. Diese Kammer, einschließlich des Körpers 11, bildet das Herz des Energiequellensystems, das an sich als Reaktor anzusehen ist.
• Die Kammer 18 ist mit einer Gaszufuhrvorrichtung 20 zur Zufuhr eines Gases wenigstens eines Wasserstoffisotops verbunden. Beispielsweise kann man Deuterium, aber auch Mischungen von Wasserstoff (H&sub2;) und Deuterium (D&sub2;) zuführen. Außerdem umfaßt die Gaszufuhrvorrichtung eine Druckregeleinrichtung, um geeignete Druckverhältnisse innerhalb der Kammer zu schaffen. Nach der Zufuhr wird eine Anzahl der Moleküle mit Hilfe der Entladungsvorrichtung 30 energetisch zur entsprechenden Radikal- oder Ionenform angeregt. Dem Fachmann wird einleuchten, daß dabei verschiedene Arten von elektrischen Entladungsvorrichtungen, wie etwa eine Lichtbogen-, Funken- oder Koronaentladungsvorrichtung verwendet werden können. So wird der Körper 11 mit den Isotopen beaufschlagt.
• Ein weiteres wesentliches Merkmal liegt in der Weise, wie die Hochspannungsquelleneinrichtung 15 betrieben wird, die die elektrische Entladungsvorrichtung 30 steuert. Im allgemeinen liefert die Hochspannungsquelleneinrichtung eine Gleichstromspannung in kontinuierlicher oder gepulster Form, wie in Figur 2 durch die Signalformen s&sub1; bzw. s&sub2; dargestellt ist. Weiter erfolgt die elektrische Beeinflussung des Körpers 11 in der Kondensatoranordnung durch Regelung der Spannungsquelle 14. Wie aus Figur 2 ersichtlich, kann die Spannungsquelle 14 mit Hilfe des Verbinders 16 mit der Schaltung 11, 15, 30 verbunden werden, d.h. an jeder beliebigen Stelle innerhalb der Schaltung.
• Aus dem Vorhergehenden wird dem Fachmann einleuchten, daß das Ansteuern des Kondensators auf jede geeignete Weise erfolgen kann.
• Zum Beispiel kann die Kombination der Spannungsquelle 14 und des Verbinders 16 als Neutralisierungseinrichtung zur Neutralisierung der in das Gittersystem des Körpers 11 eingetragenen und daher dort angeordneten dektrischen Ladungen verwendet werden.
• Dann wird der Eintrag der Ladungen sich nach einer gewissen Menge en Ionen wegen zunehmender elektrischer abstoßender Kräfte infolge von in dem Leiter bereits vorhandenen Ladungen jedoch verlangsamen. überdies ist dielektrischer Durchschlag im Dielektrikum 13 zu vermeiden, damit es nicht zur Überladung der Leiterelemente kommt. Daher sind die Ionen immer wieder mit Hilfe der oben genannten Neutralisierungseinrichtung 14, 16 zu neutralisieren.
• In einer weiteren Ausführungsform der Schaltung kann eine Spannung an das andere Leiterelement 12 angelegt und so die im Körper 11 vorliegende elektrische Ladungsverteilung von außen her beeinflußt werden. Insbesondere wird dies bei Ansteuern der regelbaren Spannungsquelle 14 im Impulsbetrieb und in Abständen bezüglich der Impulse der Hochspannungsquelleneinrichtung 15 von Vorteil sein; die erzeugte Energiemenge wird erheblich austeigen.
• Außerdem können in einer vorteilhaften Ausführungsform die Spannungsquelle 14 und der Verbinder 16 kombiniert werden, wobei sie ausschließlich als zwischen den anderen Leiter 12 und Erde 19 geschalteter Schalter betätigt werden können und so als Ladungsquelleneinrichtung arbeiten. Dabei kann der Schalter auch im Impulsbetrieb betätigt werden; arbeitet der Schalter beispielsweise als eine Funkenquelleneinrichtung, so kann man die Quelleneinrichtung 15 vom Körper 11 trennen (der Deutlichkeit halber in Figur 2 nicht dargestellt).
• Bei den oben erwähnten Ausführungsformen erfolgt das Füllen des Körpers 11 mit Wasserstoffisotopen, insbesondere D, auf elektrische Weise. Wird der Körper aber auf elektrochemische oder mechanische Weise gefüllt, so ist lediglich die durch den Körper 11 (als Kondensatoreinrichtung betrieben) und die elektrischen Schaltungseinrichtungen 12, 14 und 16 gebildete elektrische Schaltung in Betracht zu ziehen.
• Dem Fachmann wird einleuchten, daß dabei die regelbare Spannungsquelle 14 vorteilhafterweise so ausgeführt ist, daß durch optimales Anlegen der elektrischen Influenz an den gefüllten Körper die Anordnung der eingetragenen Wasserstoffisotope beeinflußt wird, wodurch eine effiziente Energiegewinnung erfolgt.
• Beispielsweise umfaßt die regelbare Spannungsquelle 14 eine auf die Kondensatoreinrichtung 11, 12 mit einer genau bestimmten Kapazität abgestimmte Zündeinrichtung. Insbesondere erzeugt die Zündeinrichtung Hochspannungsimpulse über die Leiterelemente, was zu instationären elektromagnetischen Feldern in den Leiterelementen des Kondensators führt.
• Wie bereits gesagt, bezweckt man die Gewinnung von Energie aus wenigstens einer mit den Isotopen gefüllten Elektrodeneinrichtung. Daher muß es sich bei wenigstens einem Teil des Körpers 11 um ein Metall oder eine Legierung handeln, das bzw. die ein Gittersystem vom Hydridtyp bildet, wobei das Metall oder die Metalle Lücken in ihren d- und/oder höheren atomaren Energieniveaus aufweisen und die Isotope nach ihrer Einbringung in das Gittersystem in Ionenform vorliegen. Insbesondere sind Palladium (Pd), Titan (Ti), Nickel (Ni) sowie Lanthan (La) zur Bildung eines solchen Gittersystems geeignete Elemente. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Teil um eine auf dem Körper 11 angeordnete Schicht 32 aus wenigstens einem derartigen Element. Beispielsweise ist die Schicht auf den Körper aufgelötet. Die Schicht kann aber auch auf den Körper abgeschieden werden, beispielsweise unter Anwendung des Verfahrens der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
• Die in dem Körper erzeugte Energie stammt aus physikalischen und/oder chemischen Prozessen. Physikalische Erklärungen konzentrieren sich in letzter Zeit auf Kernfusion, auch als kalte Kernfusion oder sogar als Piezokernfusion bezeichnet.
• Als dielektrisches Element 13 wählt man eine Wärmeaustauscheinrichtung, mit der in dem Festkörper erzeugte Energie gewonnen werden kann. Es kann sowohl ein als Energieübertragungseinrichtung angeordneter Körper als auch ein Fluid bzw. eine Fluidströmung als Energieübertragungs- oder Energietransporteinrichtung verwendet werden. Weiter können auch durch den Festkörper geführte, ein Fluid oder eine Fluidströmung wie oben genannt führende Kanäle benutzt werden.
• Vorteilhafterweise schließt das dielektrische Element eine Arbeitszykluseinrichtung ein oder macht einen Teil davon aus, wobei die Bezugszahl 17 eine die Energiegewinnung ermöglichende Kreislaufeinrichtung darstellt. Wie Figur 2 beispielhaft zeigt, handelt es sich bei der Kreislaufeinrichtung um eine Fluidleitungseinrichtung, wobei die Fluidströmungsrichtung durch Pfeile angedeutet wird.
• In einer weiteren Ausführungsform der oben genannten Aufstellung wird das Fluid in einer Pump- oder Unterdruckseitzungsvorrichtung 21 unter Druck gesetzt, um die Ausbeute bei der Energiegewinnung zu erhöhen. Vorteilhaft wird man Drücke zwischen 100 kpa und 10.000 kPa anwenden.
• Als Fluid kann man zweckmäßigerweise Kohlenwasserstoffe und/oder deren Derivate sowie Wasser verwenden. Insbesondere sind Kohlenwasserstoffe und/oder deren Derivate, die vorteilhafterweise hohe Dielektrizitätskonstanten und Durchschlagswerte aufweisen, besonders bevorzugt.
• Die Energiegewinnung kann gezielt entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Überdies ermöglicht der elektrische Aufbau die Energiegewinnung und das Füllen des Körpers, was gleichzeitig oder in Abständen, wie oben dargelegt, erfolgen kann. So erscheint es vorteilhaft, eine Abschirmeinrichtung 33 in der Kammer 18 anzuordnen, die zwischen der Entladungsvorrichtung 30 und dem mit der Schicht 32 versehenen Körper 11 angebracht werden kann. So kann das Füllen des Körpers mit Isotopen gesteuert werden.
• Wie dem Aufbau der Figur 2 (angenommen, es handelt sich um eine Querschnittansicht) zu entnehmen ist, umgibt ein zylindrischer Körper, nämlich die Elektrodeneinrichtung 11, in diesem Fall das eine Leiterelement des Kondensators wie oben erläutert, die andere Elektrode 12, die als innere Elektrode innerhalb des zylindrischen Körpers angeordnet ist.
• Die elektrische Entladungsvorrichtung 30 umfaßt mindestens eine Kreisringeinrichtung, die den Körper 11 umgibt, mit Leiterbürsten als elektrische Entladungseinrichtung an ihrem inneren Rand versehen ist und mit der Hochspannungsquelleneinrichtung 15 an ihrem äußeren Rand verbunden ist, wodurch Funken oder ein kontinuierlicher Lichtbogen dazwischen erzeugt werden können.
• Bei der oben erwähnten Abschirmeinrichtung 33 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Zylinder, der zwischen den Ring und die Elektrodeneinrichtung eingeschoben werden kann.
• Weiter liegt der Körper 11 und insbesondere die Schicht 32, wie in Figur 2 gezeigt, Leiterbürsten der elektrischen Entladungsvorrichtung 30 gegenüber.
• Diese Energiegewinnungseinrichtung kann mit einer Arbeitsmaschine 22 gekoppelt werden, was einen integrierten Arbeitszyklus ergibt. Daher können bereits bestehende Zyklen auf wirtschaftliche Weise mit dem erfindungsgemäßen Quellensystem verwirklicht werden.
• Nachfolgend sei noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Wie oben für die verschiedenen Füllmöglichkeiten, d.h. den elektrischen, den mechanischen und den elektrochemischen Fall angegeben, wird die Elektrodeneinrichtung mit mindestens einem Wasserstoffisotop gefüllt. Bei diesen Möglichkeiten muß wenigstens ein Teil der elektrischen Ladungen der Leiterelemente neutralisiert werden, damit der Eintrage- und Füllprozeß auf zuverlässige und steuerbare Weise fortgeführt werden kann. Diese Neutralisierung kann mit Hilfe der Neutralisierungseinrichtung 14, 16, wie oben erklärt und in Figur 2 dargestellt, erfolgen. Im allgemeinen umfaßt die Neutralisierungseinrichtung eine gepulste Ladungsquelleneinrichtung mit einem Impulsarbeitsbereich zwischen 10 Hz und 1 MHz.
• Die Kombination aus der regelbaren Spannungsquelle 14 und dem Verbinder 16 kann einfach als Schalter zwischen dem anderen Leiter 12 und Erde 19 betätigt werden und arbeitet so als eine Ladungsquelleneinrichtung, die auch einen Impulsarbeitsbereich aufweist.
• Überdies werden bei Anwendung der Impulsbetriebsweise, insbesondere bei der oben beschriebenen Verwendung der Zündvorrichtung, instationäre elektrische Felder innerhalb der Leiterelemente des Kondensators erzeugt, insbesondere innerhalb der Schicht 32. Um eine möglichst große Wirksamkeit des instationären Feldes zu erzielen, ist ein entsprechender Impuls bei elektrischen Ladungen der Leiterform zu wählen.
• Überdies muß die Verbindung mit Hilfe des Verbinders 16 zwischen der regelbaren Spannungsquelle 14 und dem einen Leiterelement, insbesondere der Schicht 32, so erfolgen, daß je nach der Form der Schicht 32 die Ausbreitung des instationären Feldes so weit wie möglich erfolgt. Zweckmäßig erreicht man dies durch Ausführung des Verbinders 16 als um den zylindrischen, mit der Schicht 32 versehenen Körper 11 gewickeltenleitenden Draht.
• Zur Erfassung der Bedingungen, unter denen Energie gewonnen wird, sind ausführliche Versuche durchgeführt worden.
• In den nachfolgenden Beispielen werden die dabei gewonnenen Versuchsergebnisse im einzelnen besprochen. Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
BEISPIEL I
• Bei den zu diesem Beispiel gehörenden Versuchen (Gruppe I und Gruppe II, siehe nachfolgende Tabelle) wurde eine Pd-Schicht, die auf eine zylindrische, oben offene äußere Elektrode aus Stahl aufgelötet worden war, mit Deuterium zu PdDx, wobei x bis 0,10 betragen kann (oder eine, Konzentration von 10%) mit Hilfe einer Koronaentladungsvorrichtung in Kammer 18 wie in Figur 2 gezeigt, gefüllt.
• Die Entladung erzeugt Spannungen von 10-12 kV bei Frequenzen im Bereich von 100 bis 3000 Hz. In Gruppe I wurde nur ein Kreisring verwendet, während in Gruppe II drei Kreisringe verwendet wurden, die getrennt verbunden werden können und eine exaktere Steuerung der Versuche ermöglichen.
• Um die Kondensatoranordnung zu erlangen, wurde innerhalb des Zylinders ein Metallrohr angebracht, das sowohl als das andere Leiterelement 12 des Kondensators als auch als Energieübertragungsleitungseinrichtung dienen sollte.
• Durch Anordnung einer Abschirmeinrichtung 33 in Form eines Metallzylinders zwischen der Elektrode und den Bürsten wurden Blindversuche durchgeführt. Dabei konnte bei der Entladung unter sonst gleichen Bedingungen überhaupt keine Energie gewonnen werden.
• Ein weiteres wesentliches Merkmal liegt im dynamischen Charakter der Versuche: d.h. ein Energiegewinnungsmittel wird in einem Arbeitszyklus durch die Pump- oder Unterdruckseitzungsvorrichtung 21 in Umlauf gebracht, wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist. Dieses Mittel wird in den Reaktor über das oben genannte Metallrohr als Energieübertragungsleitungseinrichtung eingetragen und zwischen der Außenwand dieses Rohrs und der Innenwand der Außenelektrode durch die Pumpvorrichtung zurückgeführt, wobei all dies Teil des Arbeitszyklus zur Gewinnung von Energie ausmacht. Bei den vorliegenden Versuchen wurde DIALA-F-Öl (RTM) als Energiegewinnungsmittel eingesetzt. Der Öldurchsatz im Reaktor wurde gemessen.
• Durch Messung der Temperaturen an einer Anzahl von Punkten, sowohl im Bereich des Kondensators als auch entlang des Zyklus, während genau definierter Zeiträume, die eine Gesamtmeßzeit ergaben, wurden Leistungswerte P bestimmt, die für diese Zeiträume berechnet und für diese bestimmten Gruppen als Spitzenleistungswerte definiert wurden. Außerdem werden Abweichungen ΔP dieser P-Werte durch Berücksichtigung von Temperaturdifferenzen bestimmt, die hauptsächlich auf Schwankungen der Hintergrundtemperatur zurückgehen, insbesondere jene Differenzen, die im Bereich des Kondensators gemessen wurden. Dabei wurden Temperaturen zwischen 20 und 40ºC gemessen.
• In den als Gruppe I und II wiedergegebenen Versuchen war fortwährend eine Gleichspannung von 25-40 kV zwischen den zwei Leiterelementen der Kondensatoreinrichtung gekoppelt
BEISPIEL II
• In diesem Beispiel, bei dem es um in den Gruppen III und IV dargestellte Versuche geht, wie in der Tabelle gezeigt, folgt man beim Betrieb des Energiequellensystems einer zweiten Vorgehensweise.
• Zuerst wurde ein Stahlkörper mit einer darauf aufgelöteten Pd-Schicht außerhalb des Reaktors mit Deuterium gefüllt. Deuteriumgas mit einem Druck von 25 bar und einer Temperatur von 225ºC wurde 48 Stunden lang in die Palladiumschicht eingebracht. Dies ergibt eine Gewinnungsausgangskonzentration x innerhalb des PdDx- Systems von 0,25.
• Dann wurde der gefüllte Körper in den Reaktor eingebracht und eine Zündvorrichtung 14, wie oben erläutert, damit verbunden. Hochspannungsimpulse mit Spitzenwerten von 2000 V und Impulsfrequenzen im Bereich von 2000 bis 3500 Hz wurden zwischen den Leiterelementen der Kondensatoreinrichtung gezündet, wodurch wie in der nachfolgenden Tabelle angegeben Energie gewonnen wurde.
• Wie bei den Gruppen I und II aus Beispiel I wurde auch für Gruppe III die dynamische Vorgehensweise gewählt. Dagegen wurden die in Gruppe IV dargestellten Versuche unter statischen Bedingungen durchgeführt, d.h. innerhalb eines Kalorimeters, der eine genau bekannte Menge Öl enthielt und für den vor dem Beginn der oben angeführten Versuche eine Wärmekapazität von 391 J/ºC sowie eine Wärmeübergangszahl von 79 J/h.ºC ermittelt worden war. Als dielektrisches Element und Wärmegewinnungsmedium wurde abermals DIALA-F-Öl verwendet. Für die verschiedenen Versuche der Gruppe IV wurden entsprechend verschiedene Mengen Öl verwendet.
• Zusätzlich zu den oben erwähnten Spitzenleistungswerten wurden auch mittlere Leistungswerte, nämlich über die gesamte Meßzeit berechnete Leistungswerte, bestimmt.
• Besonders die Gruppen III und IV zeigen eine reproduzierbare Energieleistung. Für die Gruppen III und IV wurden Temperaturen zwischen 20 und 40ºC gemessen.
• Wie der Tabelle zu entnehmen ist, scheinen sich die mittleren P-Werte für Gruppe IV um eine gewonnene Leistung von 0,23 W stabilisiert zu haben.
• Außerdem war in den meisten Versuchen der Gruppe III und Gruppe IV eine Seite der Zündvorrichtung vorteilhafterweise um Schicht 32 auf Körper 11 herum verbunden worden, und zwar mit Hilfe eines leitenden Drahtes, der wie oben erläutert um den Zylinder gewickelt worden war. Nur bei dem Versuch der Gruppe IV mit einem mittleren P-Wert von 0,180 W wurde eine punktweise Verbindung des leitenden Drahtes angewendet. TABELLE Versuchsgruppe Füllweise elektr.mech. Isotop Spitzen-P mittleres P Meßzeit Öldurchsatz Ölvolumen
• Bezüglich der Energiebilanz des Betriebsschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere bezüglich der für Gruppe III und IV ermittelten Leistungswerte, ist folgendes zu bemerken. Die elektrische Influenz des Metallhydridsystems (durch Betätigung der Zündvorrichtung) erforderte eine Beitriebreingangsleistung von 0,050 W. Die sich dabei ergebende gesamte freigesetzte Leistung wurde zu 0,28 W bestimmt. Überdies sind alle Arten von in diesem Gittersystem denkbaren möglichen Verluste überprüft worden. Verluste, die eventuell durch Gitterdeformation, dielektrische Verlusten, chemische Umsetzungen und interne Funkenbildung verursacht worden sein könnten, sind berücksichtigt worden. Unter Wichtung aller dieser Faktoren konnte ein Betrag ermittelt werden, der 0,050 W nicht überschreitet. Daher wurde eine gewinnbare Ausgangsleistung erzielt, die vier- bis fünfmal so groß war wie die Betriebseingangsleistung.
• Um auf eindeutige Weise die Reproduzierbarkeit und Wiederherstellung des Systems zu sichern, wurde eine Anzahl von Blindversuchen durchgeführt. Weder bei der Messung am PdD-System ohne Zündung und dann ohne das innere Rohr, noch beim Zünden des Körpers mit einem nur aus Stahl bestehenden äußeren Leiterelement war eine Energiegewinnung über den oben besprochenen Verlustwert von 0,050 W hinaus zu beobachten.
• Es wird einleuchten, daß mit einer technisch hochentwickelten Steuervorrichtung, die automatisch die miteinander in Wechselwirkung stehenden Vorgänge der oben genannten Systemelemente steuert, insbesondere hinsichtlich ihrer Betriebsweisen, die Energieleistung und der Wirkungsgrad des oben genannten Verfahrens zur Erzeugung von Energie aus diesem Energiequellensystem noch weiter gesteigert werden kann.
• Für den Fachmann dürften sich aus der vorhergehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen noch verschiedene Abwandlungen der vorliegenden Erfindung ergeben. Derartige Abwandlungen fallen gleichfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims (37)

1. Verfahren zur Erzeugung Energie, umfassend die folgenvonden Schritte:

- das Füllen eines Körpers (11) mit mindestens einem Wasserstoffisotop, wobei mindestens ein Teil des körpers mindestens ein zur Bildung eines Gittersystems vom Metallhydridtyp fähiges Metall (32) enthält,

- das Anordnen des gefüllten Körpers (11) als wenigstens einen Teil des einen Leiterelements einer Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) innerhalb einer elektrischen Schaltung, wobei das andere Leiterelement der Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) mit einer extern steuerbaren Spannungsquelleneinrichtung (14) verbunden ist,

- das Betreiben der Spannungsquelleneinrichtung (14), und

- die Gewinnung von in dem Körper erzeugter Energie durch Betreiben der Spannungsquelleneinrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zu füllende Körper (11) als Elektrodeneinrichtung in einer in Betrieb befindlichen elektrischen Entladungsschaltung (11, 15, 19, 30) angeordnet und mit den Isotopen beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper (11) gefüllt wird und dabei in einem Druckgefäß angeordnet ist, das unter Druck ein die Isotopen enthaltendes Gas enthält, und dem Gas ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper (11) gefüllt wird und dabei als eine Elektrodeneinrichtung in einem elektrochemischen System angeordnet ist und mit Ionen der Isotope beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Körper (11) mit einem Strom der Isotope beaufschlagt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wobei die Spannungsquelleneinrichtung (14) die Neutralisierung wenigstens eines Teils der elektrischen Ladungen der Leiterelemente (11, 12) vermittelt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) nur mit der Spannungsquelleneinrichtung (14) gekoppelt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Spannungsquelleneinrichtung (14) Spannungsimpulse über die Leiterelemente (11, 12) erzeugt.

9. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Isotope während der Füllung einer elektrischen Entladung (30) unterworfen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die elektrische Entladung (30) impulsweise erfolgt, indem man in einer Impulsfrequenzfahrweise im Bereich von 10 Hz bis 1 MHz arbeitet.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erzeugte Energie aus einer Wärmeaustauschereinrichtung gewonnen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein dielektrisches Element (13) der Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) als Wärmeaustauschereinrichtung verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei es sich bei der Wärmeaustauschereinrichtung um eine als Energieübertragungseinrichtung gestaltete Fluidströmung handelt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Energiegewinnung kontinuierlich erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Energiegewinnung diskontinuierlich erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Energiegewinnung durch Einschieben einer Abschirmeinrichtung (33) zwischen den Körper (11) und die Quelleneinrichtung (30) gesteuert wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der Energie durch Kernfusion im Körper (11) erzeugt wird.

18. Energiequellensystem, umfassend:

- einen Körper (11), wobei wenigstens ein Teil des Körpers mindestens ein zur Bildung eines Gittersystems vom Metallhydridtyp fähiges Metall (32) enthält und wenigstens einen Teil eines Leiterelements einer Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) ausmacht, deren anderes Leiterelement (12) mit einer steuerbaren Spannungsquelleneinrichtung (14) verbunden ist, wobei die Kondensatoreinrichtung und die Spannungsquelleneinrichtung eine elektrische Schaltung bilden,

- eine Zufuhr- bzw. Quelleneinrichtungzum Zuführen bzw. Liefern wenigstens eines inden Körper einzubringenden Wasserstoffisotops, und

- eine Gewinnungseinrichtung zur Gewinnung von in dem Körper erzeugter Energie.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Körper (11) eine Elektrodeneinrichtung in einer elektrischen Schaltung darstellt und die Schaltung weiter als die Quelleneinrichtung eine Hochspannungsquelleneinrichtung (15) umfaßt.

20. System nach Anspruch 18, wobei der Körper in einem Druckgefäß angeordnet ist und die Zufuhreinrichtung eine Unterdrucksetzungsvorrichtung zur Unterdrucksetzung eines die Isotope enthaltenden Gases umfaßt.

21. System nach Anspruch 18, wobei der Körper (11) eine Elektrodeneinrichtung darstellt, die in einem elektrochemischen System angeordnet ist, welches als Quelleneinrichtüng zum Liefern von Ionen der Isotope fungiert.

22. System nach einem der Ansprüche 18-21, wobei die Zufuhreinrichtung einen Strom von Isotopen zuführt.

23. System nach Anspruch 19, wobei die Hochspannungsquelleneinrichtung (15) eine elektrische Entladungsvorrichtung (30) umfaßt.

24. System nach Anspruch 23, wobei die Hochspannungsquelleneinrichtung (15) weiter eine Impulsquelleneinrichtung umfaßt.

25. System nach Anspruch 19, wobei es sich bei der Elektrodeneinrichtung um das eine Leiterelement (11) einer Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) handelt.

26. System nach den Ansprüchen 19 und 25, wobei die steuerbare Spannungsquelleneinrichtung (14) eine Neutralisierungseinrichtung zur Neutralisierung wenigstens eines Teils der elektrischen Ladungen der Leiterelemente (11, 12) darstellt.

27. System nach Anspruch 26, wobei es sich bei der Neutralisierungseinrichtung (14) um einen mit dem einen Leiterelement (12) verbundenen Schalter handelt.

28. System nach den Ansprüchen 24 und 26, wobei die Neutralisierungseinrichtung (14) mit der Impulsquelleneinrichtung (15) verbunden ist.

29. System nach Anspruch 24, wobei die Impulsquelleneinrichtung (15) einen Arbeitsbereich des Frequenzbereichs zwischen 10 Hz und 1 MHz aufweist.

30. Verfahren nach den Ansprüchen 19 und 25, wobei die Kondensatoreinrichtung (11, 12, 13) nur mit der steuerbaren Spannungsquelleneinrichtung (14) gekoppelt ist.

31. System nach Anspruch 30, wobei die Spannungsquelleneinrichtung (14) eine Zündvorrichtung ist, die Spannungsimpulse über das eine Leiterelement (12) liefert.

32. System nach Anspruch 31, wobei Spannungsimpulse mit Spitzenwerten bis 3000 V im Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 10 kHz erzeugt werden.

33. System nach Anspruch 18, wobei die Gewinnungseinrichtüng eine Wärmeaustauschereinrichtung umfaßt.

34. System nach den Ansprüchen 25 und 33, wobei es sich bei der Wärmeaustauschereinrichtung um ein dielektrisches Element (13) des Kondensators handelt.

35. System nach Anspruch 34, wobei es sich bei der Wärmeaustauschereinrichtung um eine als Energietransporteinrichtung gestaltete Fluidströmung handelt.

36. System nach Anspruch 35, wobei das Fluid Kohlenwasserstoffe und/oder deren Derivate umfaßt.

37. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System mit einer Arbeitsmaschine als Teil eines integrierten Arbeitszyklus (17, 21, 22) gekoppelt ist.