技术领域

本发明涉及一种用于制备特别是用于汽车发动机的至少一种燃料的方 法和装置；特别地，本发明涉及一种用于制备氢气形式的燃料的方法和装 置。

现有技术

考虑到日益短缺的化石能量载体资源，和由于越来越迫切的降低与气 候相关的二氧化碳(＝CO2＝所谓的“温室气体”)的排放以及其它与气候 相关的排放的必要性，氢气可以被认为是将来最有前景的能量载体之一。

氢气在直接燃烧时以及在燃料电池中与氧气反应生成纯水，并且在该 反应过程中释放出很高的可利用的能量，而在此没有如含碳的化石能量载 体一样释放二氧化碳。鉴于持续的环境可接受的能量供应，这个事实使得 氢气非常有吸引力。

在氢气与空气在内燃机中和在燃气涡轮机中(无纯的氧气)燃烧的过 程中，在燃烧适当进行的条件下，只有非常低至可忽略的排放物产生。假 如确实由发动机油在内燃机的燃烧室中的燃烧而产生，则烃和一氧化碳也 只可能以痕量产生。氮氧化物(NOx)的排放随着燃烧温度呈指数级增加 且由此不受合适的过程控制的影响。

由于目前氢气比其它燃料提供更多的自由，所以与矿物油或天然气相 比，明显降低氮氧化物的排放是可能的，只要能够达到低的燃烧温度(例 如有高的空气过量)。除了产生自润滑油的轻微剩余物以外，颗粒和硫的 排放将会完全避免。

当在具有低温燃料电池的燃料电池驱动器中使用氢气时，所有的有害 物质的排放都被完全避免。作为由氢气和空气氧气发电的过程中的反应产 物，仅产生软化水。与传统的热机相比，在较高温度水平的燃料电池中使 用氢气产生最高至因子100的较低排放。

由于结合在水中，氢气通过封闭的水循环而在行星地球上以无限量存 在。由此，与化石燃料不同，氢气不会出现资源短缺。

然而，对于氢气必须考虑到，在恰好需要它的地点和环境中未必一定 能十分简单地实现它的制备。与此相关地，一再建议一种所谓的氢气加油 站，在此能为运输工具，特别是汽车，供应氢气。但在此必须考虑到，这 样的氢气加油站至少现在一点也不普遍，而它们更是绝对例外，以至这一 建议至少对大众化市场不可行。

而且，对于带有氢气的驱动器还必须考虑，在运输工具里携带氢气由 于高度需要必要的贮存体积而不仅不实际和昂贵，而且因为不安全所以相 当危险。

发明描述：任务、解决办法、优点

基于上面描述的缺点和不足以及在评价清晰的现有技术的条件下，本 发明的任务是提供一种用于制备特别是以氢气形式的燃料的方法和装置， 通过该方法和装置，燃料特别是以氢气形式，能够根据需要以及以简单、 廉价、清洁和安全的方式，而且优选在运输工具里制备。

通过具有在权利要求1或在权利要求2或在权利要求4中所述特征的 方法以及具有在权利要求10或在权利要求11或在权利要求13中所述特 征的装置实现这一任务。本发明优选的设计和合适的改进在各自从属权利 要求中描述。

根据本发明的教导，燃料的制备(下文中，术语“燃料”在本发明的 范围之内也包括术语“燃料混合物”)，特别是用作燃料的氢气(H2)的制 备如下进行：有利地不仅将三原子臭氧(O3)和/或催化作用的氨气(NH3)， 而且首先是将氮氧化物(NOx)如一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO2)，混入 到源自储水箱或蓄水器的水中。

与此相关地，氮氧化物(NOx)用于合适的多级催化或催化转化过程， 通过此过程，水(H2O)被带入一个不稳定的或非稳定的状态，或亚硝酸铵 (NH4NO2)和/或硝酸铵(NH4NO3)以一定的优选可通过至少一种调节或控 制设备加以调节的浓度溶解在水(H2O)中。

“非常不稳定”的优选掺混有容易分解的亚硝酸铵或硝酸铵的水随后 能够在显著简化的条件下，且用最小的能量消耗，例如消耗由商业上常用 的12伏汽车蓄电池提供的能量而分解，其中形成氮气(N2)、氧气(O2) 和氢气(＝燃料H2)的电解法分解可能是合适的。换句话说，这意味着不 稳定的水或不稳定的亚硝酸铵和/或硝酸铵对相应的“裂化”是可行的或 对于这种“裂化”是非常敏感的。

为了能够以一种特别低能量的方式在分子水平上分解不稳定的水或不 稳定的亚硝酸铵和/或硝酸铵，根据创造性的对本发明方法的改进，从不 稳定的水或不稳定的亚硝酸铵和/或硝酸铵的顺磁性部分分离出不稳定的 水或不稳定的亚硝酸铵和/或硝酸铵的反磁性部分可能是合适的。

相关地，反磁性物质是指其(无因次的相对的)磁导率系数μr小于1或 其(无因次的)磁化率κ(＝μr-1)小于0的物质，相反，顺磁性物质是 指其(无因次的相对的)磁导率系数μr大于1或者其(无因次的)磁化率 κ(＝μr-1)大于0的物质。

燃料生产和燃料利用领域的技术人员，特别是氢气生产和氢气利用领 域的技术人员，例如具有氢气驱动器领域的技术知识的化学工程师，根据 本发明将会特别认同，以本发明为基础在运输工具里不再需要大体积的和 由此不实际的、昂贵的和不安全的贮存和存储燃料特别是氢气；相反，本 发明有可能“按需”，即取决于具体的需求以需要的数量在原位例如运输 工具里生产燃料特别是氢气。

假如我们在此以对发明必要的方式把大约100公里/升水的运输工具 的能量范围作为基础，则能够容易地看出，通过本发明制备的基于水作为 燃料的体系不仅非常廉价而且非常安全(在任何情况下比携带由具有给定 的箱内容物的爆炸危险的化石能量载体获得的动力燃料更安全)。

考虑到越来越迫切的所谓“温室效应”问题，即由于二氧化碳的排放 使地球大气的温度升高，可以记作本发明的另一个显著优点是，在充分进 行燃烧的条件下，根本不会产生任何有害的排放；而是只有纯水作为整个 过程的排放产物或者副产物，以致于根据本发明描述的方法和装置在无污 染的意义上是绝对“无废气的”。

通过本发明可以实现的另一个进步是注意到，运动可以不依赖于燃料 加油站特别是氢气加油站而进行。因为对于运动必要的燃料，特别是氢气， 能够在运输工具里根据一种特别创造性的改进而直接和取决于需求产生， 因此取消了燃料特别是氢气的再装站的占面积的和成本很高的基础结构； 相反，通过用于制备燃料特别是氢气形式的燃料的紧凑和安全的装置而 “在车上”进行。

根据本发明有利的设计，该装置能够整合入运输工具现存的生产过程 和系统中。虽然现行方案的修改和改进(所谓“再设计”)在此是可能的， 而且也可能是必要的，然而，可以保留现存(四冲程)内燃机的基本布局、 设计以及方案。

换句话说，这意味着本发明既在工艺上又基于所有类型装置的设计， 不仅能够应用于内燃机(从传统的、自然吸入式汽化器系统到高科技化的 计算机控制的燃料喷射系统)，而且能够应用于涡轮机；特别也由此借助 本发明能够开辟一个广泛的大众化市场。

相关地，借助本发明的方法和/或通过本发明的装置，能够始终制备至 少同样多的燃料，特别是氢气，以至在任何情况下，确保内燃机或涡轮机 的(多于)充足的供应。

根据对本发明方法和本发明装置的创造性必要的改进，制备的燃料， 特别是氢气不是绝对必须直接使用，例如以燃烧的形式；相反，根据本发 明，燃料，特别是氢气，也能够为暂时的贮存和存储，例如在至少一种燃 料电池中而产生，以能够在随后的时间内供给它真正的目的。

贮存和存储的选择按本发明也为借助按本发明的方法和/或通过按本 发明的装置“过多”产生的，即在各自的使用或应用中多余的燃料，特别 是氢气而存在。

根据本发明方法和本发明装置的有利设计，不需要的液体组分可以从 物流中取走并返回循环。为此，可以合适地提供作为“脱水器”设计的至 少一种再循环单元，其用作一种所有液体组分用的过滤器，所述的液体组 分在不稳定的水分解之后，伴随着燃料，特别是氢气。这些液体组分用“脱 水器”收集，以确保唯一的燃料，特别是氢气，和可能伴随的氨气及氧气 进入内燃机或燃气涡轮机中。

在一种有利的改进中，可以将燃料或不稳定的水或亚硝酸铵和/或硝酸 铵泵送到

-至少一个燃料电池和/或

-至少一个燃料缓冲存储器和/或

-至少一个燃料缓冲罐或

-至少一个第二反应室，特别是至少一个转化单元或转化室。

由此，确保希望的燃料数量，特别是氢气数量，在任何时间都可提供，以 至可以可靠地排除潜在的内燃机或燃气涡轮机的熄火。

本发明最后涉及根据上面描述的方法和/或通过上面描述的装置制备 的燃料，特别是氢气，在运动的应用领域的范围之内或在静止的应用领域 的范围之内的用途，如

-用于驱动至少一种特别配置给运输工具，特别是汽车的内燃机，例如四 冲程发动机、柴油发动机、转子发动机等，和/或

-用于驱动至少一种燃气涡轮机，和/或

-用于在至少一种燃料电池中作为燃料储罐提供和/或

-用于加热的目的和/或

-用于在至少一种氢气燃烧装置中使用。

附图简要说明

如上所讨论，有许多可能来有利地设计和改进本发明的教导。为此， 一方面参考从属于权利要求1、2和4以及10、11和13的权利要求，另 一方面本发明进一步的设计、特性和优点随后借助通过图1A-5图解说明 的实施例而进一步阐述。

图1A表示用于制备根据本发明的氢气形式的燃料的装置的第一个实施例 的示意框图。

图1B表示用于制备根据本发明的燃料混合物形式的燃料的装置的第二个 实施例的示意框图。

图2表示配置给图1A和图1B装置的蓄水器单元的侧视图。

图3表示配置给图1A和图1B装置，这里特别是配置给气体发生器单元的 电子开关电路的示意框图。

图4表示配置给图1A装置的反应单元的透视图。

图5表示配置给图1A装置的分离单元的侧视图。

相同或相似的设计、元件或特征在图1A-5中提供相同的参考标记。

实施本发明的最佳方式

在图1A中，在示意性描述中显示了利用按本发明的方法用于制备氢气 H2形式的燃料的装置100的第一实施例。该装置100安装在自身已知(出 于描述清楚性的原因没有在图1A中明确绘出)的汽车中，并用于供给在任 何工具状态下的汽车，特别是它的内燃室90(所谓的“燃烧室”)以足够 数量的氢气H2形式的推进剂(“动力燃料”、“发动机燃料”)。

蓄水器单元10(所谓的“H2O箱”，见图2)，由非腐蚀性材料，如由玻 璃纤维或聚乙烯或不锈钢制成，其装有常规的未处理的自来水或装有软化 水；水H2O进入置于在蓄水器单元10之后的反应单元30(所谓的“反应 器”，见图4)中。此外，将氮氧化物NOx如一氧化氮NO或二氧化氮NO2和 三原子臭氧O3导入反应单元30中。

氮氧化物NOx和三原子臭氧O3，特别通过转化空气氮气N2和空气氧气 O2，在置于反应单元30之前的气体发生器单元20(所谓的“三原子发生 器”)中获得。这里，气体发生器单元20的第一阶段20a设定为制造氮氧 化物NOx，特别是二氧化氮NO2；气体发生器单元20的第二阶段20b用于 制备臭氧O3。

电子开关电路22(所谓的“三原子电路”，见图3)是气体发生器单元 20，特别是气体发生器单元20的第一阶段20a的集成部件，该电路的基 本功能是，将由可通过开关2422接通的低压能源24(见图3)，例如12 伏的电压源形式提供的直流电压转换成例如至少约30000伏数量级的以矩 形脉冲形式形成的高压(本发明的其它设计方式也允许低于约30000伏数 量级的高压)。

详细地，电子开关电路22中，非稳态振荡器置于参考标记2202表示 的“555定时器IC”(IC＝集成电路)周围。振荡频率在此通过电容器2210 (示例性数量级：100纳法)和借助三个电阻器2212(示例性数量级：10 千欧)、2214(示例性数量级：27千欧)和2216(示例性数量级：100千 欧；可变的)调节到120赫兹。配置给电子开关电路22的该部件的输出 信号是在12伏的输入或供电电压的数量级内一系列具有最大振幅的矩形 信号。

电子开关电路22的“振荡器部件”的功能和工作方式将在下面详细阐 述。直接由汽车蓄电池24提供的12伏输入或供电电压充电之后，电容能 够例如在约0.1微法数量级内移动的电容器2210的电压，基本上与地电 位一致[在图3中能够看出，接通另外的电容器2290(示例性数量级：100 纳法)、2292(示例性数量级：222微法)和2294(示例性数量级：4.7纳 法)]。

通过在定时器2202的输入线路2204处的时基“触发器”-比较器控制 电压，由此可以设置定时器2202的内部双稳态多谐振荡器，这再次导致 在定时器2202的输出线路2208处的输出电压增高或者保持在12伏供电 电压的电压水平。

结果，“放电”晶体管断开，由此，电容器2210能够经过三个电阻器 2212(示例性数量级：10千欧)、2214(示例性数量级：27千欧)和2216 (示例性数量级：100千欧)而充电。相关地，在充电时电容器2210逐渐 接近12伏的供电电压，然而在此，当达到约三分之二的供电电压时，即 当达到约8伏时，阈比较器在定时器2202的输入线路2206处活化。

这导致内部双稳态多谐振荡器的复位和在定时器2202的输出线路 2208处的输出电压返回到地电位水平。接着“放电”晶体管转变为导电状 态，由此，电容器2210经过电阻器2216和2214放电，直至电容器2210 的电压降到供电电压的约三分之一，即约4伏；在此水平上，“触发器”- 比较器又转换定时器2202的输出线路2208到“高”态(或者到接近12 伏供电电压的状态)，循环重新开始。

定时器2202的输出线路2208处的输出信号反馈给用参考标记2220表 示的74C74 D-型双稳态多谐振荡器的脉冲输入线路2222。此集成电路具 有双功能：一方面，定时器2202的频率被双稳态多谐振荡器2220平分成 “同等份”，以至产生额定60赫兹的输出信号；另一方面，双稳态多谐振 荡器2220同时还提供由随后的开关电路需要的两个互相补偿的输出线路 2224和2226。

双稳态多谐振荡器2220的输出信号反馈给的随后的开关电路的部分 由缓冲晶体管2234和2238组成。相关地，配置给两个缓冲晶体管2234 或2238的电阻器2232(示例性数量级：3.3千欧)或2236(示例性数量 级：3.3千欧)，将作为各缓冲晶体管2234或2238的基础的电流传导限定 到安全值。电阻器2242(示例性数量级：1千欧)或2244(示例性数量级： 1千欧)是作为所谓的“工作”电阻器配置给缓冲晶体管2234或2238各 自的收集器。

缓冲晶体管2234或2238的输出信号各自与通过成对的晶体管2252、 2254或晶体管2256、2258形成的所谓的“推挽”式晶体管连接。在此pnp 晶体管2252或2256用作晶体管2254或2258的驱动晶体管，即主功率晶 体管的电流需求由pnp晶体管2252或2256满足，使得能够达到一个完全 的饱和状态。

通过pnp晶体管2252或2256提供的驱动电流强度可以-取决于经过 换流器的出口接通的电荷-最多达到5安培。各种适当选择的电阻器2262 (示例性数量级：49千欧)、2264(示例性数量级：49千欧)、2266(示 例性数量级：330欧)、2268(示例性数量级：330欧)、2272和2274连接 在单个晶体管2252、2254或2256、2258之前、中间或之后。

在所谓的“推挽”模式中彼此接通在一起的晶体管2254和2258，交 替地给变压器2280的初级线圈2282的各配置半2284、2284’充以电流。 相关地，可变的电流传导是指在一个晶体管2258或2254刚好在饱和状态 时，与另一个晶体管2254或2258的接触中断(反之亦然)。

由于晶体管2254和2258两者的交替接通，以磁感应方式在变压器2280 的变压器铁心2286中产生磁场，这导致向次级线圈2288的“能量转移”。 通过相应选择初级线圈2282的匝数与次级线圈2288的匝数的比率，在次 级线圈获得数量级为至少约30000伏的矩形脉冲形式形成的高压。

空气，即起始产品空气氮气N2和起始产品空气氧气O2，在气体发生器 单元20的第一阶段20a中以高压电弧的方式经历一系列放电过程，该高 压电弧由电子开关电路22提供的数量级为至少约30000伏的高压产生。

结果是氮气N2原子化，即分解，并根据如下方程式，在引入高温的条 件下与氧原子结合成一氧化氮NO(ΔH＝+90.4千焦/摩尔的吸热反应)。

                     N2+O2→2NO

以这种方式在气体发生器单元20中产生的一氧化氮NO基于在NO分子 中的奇数电子(→至少一个电子未成对)而被空气氧气O2立即氧化为二氧 化氮NO2，以至最终二氧化氮NO2到达反应单元30(除了臭氧O3以外)；这 些二氧化氮NO2可非常好地溶解在水H2O中。

在设定为产生臭氧O3的气体发生器单元20的第二阶段20b中，双原子 氧分子O2根据如下方程式通过冷放电过程转变为更强反应性的三原子臭

                          3O2→2O3

氧分子O3(ΔH＝+68千卡/摩尔的吸热反应)。对于这样产生的臭氧O3的使 用，还将在下面详细描述。

在反应单元30中，通过加入臭氧O3，然而特别是由于氮氧化物NOx的 催化作用，将水H2O置于一种具有不稳定性特征的状态，为此，水H2O、臭 氧O3和氮氧化物NOx在反应单元30中，通过一种合适的混合和/或搅拌装 置而完全和连续地混合。

相关地，在水H2O和主要存在的二氧化氮NO2反应的过程中，不仅以本 发明必要的方式形成氢氧根离子OH-(即通过氮氧化物NOx从每一个水分子 H2O中取走一个氢原子H+)，而且形成一系列含氮化合物，如一氧化二氮N2O、 亚硝酸HNO2或硝酸HNO3；在这些含氮化合物中，氮原子是在低氧化态下存 在。

含氮化合物，其中另外还有一氧化氮NO和二氧化氮NO2以及氮气N2自 身，通过电荷转移而与水H2O反应生成元素氢离子(＝质子H+)以及生成带 负电荷的过氧化氮离子NO3 -，例如根据下述的反应进行：

H2O+NO2→2H++NO3-

H2O+HNO2→3H++NO3-

2H2O+NO→4H++NO3-

3H2O+NH4→10H++NO3-

5H2O+N2O→10H++2NO3-

6H2O+N2→12H++2NO3-

上述的含氮化合物可以是在反应单元30中的氧、氮和氢原子的反应产 物，其中周围的环境，例如含氮化合物暴露于的压力、温度和/或电流， 具有重要的影响。但是，不稳定的水不仅对压力、温度和/或电流的影响 敏感，而且对其它力，例如重力、磁力和/或类似的导致分子“裂化”的 力等敏感。

由于如上所述，氮氧化物NOx可溶解在源自蓄水器单元10的水H2O中， 所以前述的反应在某种程度上能够解释为化学反应的副产物。为此，不稳 定的水分子在反应单元30后连接的分离单元40中(所谓的“分子分离器”， 见图5)分解生成氧气O2和用作燃料的氢气H2。在此，为了在分离单元40 中在分子水平上分解不稳定的水，将不稳定水的反磁性部分与不稳定水的 顺磁性部分分开。

为了至少部分地电解分解或分离步骤，能源24，例如以例如12伏电 压源的形式，配置给分离单元40；优选能源24是通过它而为气体发生器 单元20的电子开关电路(所谓的“三原子电路”)提供要转化为数量级为 约30000伏的高电势差的直流电压的能源。

为了实现分解或“裂化”，分离单元40具有至少两个例如由铝或由铜 制成的电极42，其互相配置的尖端相互间只有非常小的距离，且借助通过 例如至少一种商业上常用的汽车蓄电池的配置能源24进行充电，在温度 约1000摄氏度或更高下进入辉光状态。

在这些温度下，氨气NH3通过燃烧或煮沸而挥发，留下混合有离子的溶 液，其中，由于在辉光电极尖端间的电流传导(其可与在水下焊接时的“电 弧”相比)，将分子分离成它们各自的元素。在本发明情况下，这会比通 过被集中在电极42的尖端上的电子的跃迁(所谓的“尖端效应”)，将单 个要分解的不稳定分子的潜能超负荷以至能够克服色散力(所谓的“伦敦 力”)更容易。以此方式，为将单个分子分解为其单个的元素，需要基本 上比传统上更少的能量。

在一定程度上用作过滤器的，用于从燃料中取走液体组分的再循环单 元50(所谓的“脱水器”)，置于分离单元40之后，通过此再循环单元， 可以将所有的液体组分如二氧化氮NO2、亚硝酸HNO2或硝酸HNO3以及水H2O自身，从燃料流(＝气态氢气流)中提取并输送回反应单元30。

为此目的，再循环单元50始终保持以相对恒定的水平装有水H2O，其 中由于引走液体组分如二氧化氮NO2、亚硝酸HNO2或硝酸HNO3以及水H2O自身，因此再循环单元50持续需要“新鲜”水H2O；为防止再循环单元50 的内容物饱和，例如即用氨气NH3或用氧气O2饱和，再循环单元50持续不 断地从蓄水器单元10中用“新鲜”水供应，如可以从图1A的描述中看出。

以此方式，由反应单元30、分离单元40和再循环单元50定义的循环 中，催化作用的含氮组分的持续剩余得以保证；换句话说，由于再循环单 元50的设置，确保除了气态燃料H2以外，独有或多或少的偶然剩余的气 态物质，例如氨气NH3或氧气O2，到达燃烧室90。

燃料泵单元60(所谓的“燃料泵”)置于再循环单元50的下游；通过 此泵单元，燃料能够从分离单元40泵送至置于燃料泵单元60下游的燃料 缓冲罐70(所谓的“缓冲罐”)。由于燃料泵单元60可靠地确保在任何时 间备有必需的燃料量(＝氢气量)，使得可以避免燃烧室90的不充足供应 和由此内燃机(或是燃气涡轮机)的“熄火”。

上述提及的燃料缓冲罐70用于基本上相同的目的(充足供应燃烧室 90以燃料和由此避免内燃机或燃气涡轮机的熄火)，在其中能够储存从分 离单元40转移的气态氢气H2，并且可以从中在需要的情况下，即“按需” 取走氢气H2。

用作中间储存器的燃料缓冲罐70具有200毫升(液态)氢气H2的示例 性最大容量，使得对于恒定的氢气产品，由燃烧室90引起的小范围内的 (发动机)转数的变动也是可能的。相关地，燃料缓冲罐70还特别具有 的对于本发明必要的重要性在于，在汽车加速期间和在汽车的较高转数范 围内，确保对燃烧室90充足供应燃料H2。

在混合物进入燃烧室90之前调节从缓冲罐70给料的氢气H2和从气体 发生器单元20输入的臭氧O3的数量比例或混合比例的燃料调节单元80， 置于燃料缓冲罐70之后和在燃烧室90之前。为使氢气产品适合燃烧室90 中的氢气消耗，燃料调节单元80例如以电子控制形式设计，由此可以对 燃烧室90“步进给气”。

从图1A的框图中可以看出，气体发生器单元20不仅能够释放臭氧O3 给反应单元30，而且能够甚至也是更大量地释放给燃料调节单元80，为 此，将气体发生器单元20设计成两部分或两个分离的阶段20a、20b(见 图1A)的形式或两个分离的构件是有利的。

供应臭氧O3给燃烧室90的背景可以特别从如下事实看出：借助臭氧 O3-不同于氧气O2-能够引起在燃烧室90中或多或少无剩余物，即特别是 无废气和无污染物地燃烧，因为用从气体发生器单元20中供给的臭氧O3， 由运输能量载体氢气H2的气流携带的气态氨NH3在燃烧室90中(几乎)完 全燃烧成氮气N2和水H2O。

此外，由于使用三原子臭氧O3作为氧化剂，本发明的装置100的效率 显著提高，特别也因为三原子臭氧O3比二原子氧O2反应更快，并保证提供 更高的能量以及非常低的燃料消耗。

图1B示意性地描述同样利用本发明方法的用于提供燃料(混合物)的 装置100’的第二个实施例。至于下文没有相应解释图1B的装置100’的 第二个实施例，是为避免不必要的重复，根据图1B的装置100’的第二个 实施例的设计、元件、特征和/或优点参见根据图1A的装置100的第一个

实施例的相应解释。

由非腐蚀性材料，例如由玻璃纤维或聚乙烯或不锈钢制成的蓄水器单 元10(所谓的“H2O箱”，见图2)，装有常规的未处理的自来水或软化水； 水H2O进入置于蓄水器单元10后的第一反应室30’中。此外，将氮氧化 物NOx如一氧化氮NO或特别是二氧化氮NO2和亚硝酸HNO2或硝酸HNO3和/ 或氨NH3引入第一反应室30’。

氮氧化物NOx特别通过转化空气氮气N2和空气氧气O2，在置于第一反 应室30’之前的气体发生器单元20(所谓的“三原子发生器”)的第一室 20a’中获得(＝催化分解空气Lu，见图1B)。相关地，必须考虑到在气体 发生器单元20中产生的一氧化氮NO被空气氧气O2立即氧化成二氧化氮 NO2，以至在第一反应室30’中最终到达的是二氧化氮NO2；二氧化氮NO2， 非常容易溶解在水H2O中。

替代地或是对催化分解空气Lu的补充，氮-氧化合物，特别是二氧化 氮NO2，也通过将硝酸HNO3解离为二氧化氮NO2，水H2O和氧O2而产生。

此外，臭氧O3还可通过气体发生器单元20的第二室20b’而制备；然 而，在按图1B的装置100’的第二个实施例中，臭氧O3不引入第一反应室 30’，而是经过作为臭氧泵单元设计的泵单元62直接供给第二反应室40’ (其还会在下面解释)。

至于氮-氢化合物，特别是氨气NH3的制备，根据本发明的另一个选择 是供给第一反应室30’以氢-氮-氧化合物，特别是亚硝酸HNO2和/或硝 酸HNO3，以形成氨气NH3，特别地有至少一种金属，例如锌Zn的协同作用 下(见图1B)。

在第一反应室30’中，通过转化

-源自蓄水器单元10的水H2O，

-添加的亚硝酸HNO2和/或硝酸HNO3，

-添加的催化作用的氨气NH3以及

-氮氧化物NOx，特别是二氧化氮NO2，

形成非常不稳定特性的化合物亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3。为 此，水H2O，亚硝酸HNO2或硝酸HNO3和/或氨气NH3以及氮氧化物NOx，特别 是二氧化氮，在第一反应室30’中通过合适的混合和/或搅拌装置完全和 连续地混合。

由此，在第一反应室30’中，基于氮氧化物NOx，特别是二氧化氮NO2 的催化作用，水H2O也进入一种由电荷转移引起的不稳定特性的状态。

泵单元60置于第一反应室30’之后，通过该泵单元在第一反应室30’ 中生成的亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3可以以液体形式，即溶解在水 中，从第一反应室30’通过泵送而运输到置于泵单元60后的第二反应室 40’(所谓的“燃料转化器”)。

为了使亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3在水H2O中的浓度满足燃料 需求，例如汽车发动机的燃料需求，或取决于燃料需求，例如汽车发动机 的燃料需求而改变，在第一反应室30’的末端配置一种调节或控制装置 32。

通过由非腐蚀性材料，如由玻璃纤维或热塑性塑料制成的泵单元60， 可靠地确保亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3的必需量在任何时间都是可 得的，以至避免第二反应室40’(→和燃烧室90)的不充足供应和由此避 免内燃机(或还是燃气涡轮机)的“熄火”。

由于如上所述，氮氧化物NOx溶解在源自蓄水器单元10的水H2O中， 上述提及的反应可以在一定程度上解释为化学反应的副产物。为此，在第 二反应室40’(所谓的“燃料转化器”)中保持临界压力和临界温度，例如 在150摄氏度-200摄氏度的数量级，使得亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵 NH4NO3可以从液态转化为气态，只要必须和/或期望。

假如亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3在第二反应室40’中也为气态 存在，则可以与臭氧O3进行混合，该臭氧可以从气体发生器单元20的第 二室20b’输送到第二反应室40’。在此从图1B的框图中可以看出，气体 发生器单元20的第二室20b’没有释放臭氧O3给第一反应室30’，而是经 过臭氧泵单元62专门释放给第二反应室40’，为此，气体发生器单元20 以两部分或以两个分离的室20a’、20b’(见图1B)或两个分离的构件形 式设计是有利的。

在这个方法阶段中，气态不稳定的亚硝酸铵NH4NO2和/或硝酸铵NH4NO3 在第二反应单元40’中“原子化”，即通过在第二反应室40’中加热而分 解成元素组分氮气N2、氧气O2(、臭氧O3)和氢气H2且这样成为燃料。

此时，这种燃料以汽化器基供给或通过直接喷射到燃烧室90中，在此， 通过燃料的真正的燃烧，臭氧O3与氢气H2进行放热反应(燃烧爆炸)；非 常稳定的氮气N2与作为燃烧的副产物出现的水蒸气一起通过排气管排出。

供应臭氧O3给第二反应室40’的背景可以特别从如下事实看出：借助 臭氧O3-不同于氧气O2-能够导致在燃烧室90中或多或少无剩余物，即 特别是无废气和无污染物地燃烧，因为用从气体发生器单元20中供给的 臭氧O3，由运输能量载体氢气H2的气流携带的气态氨NH3在燃烧室90中(几 乎)完全燃烧成氮气N2和水(蒸汽)H2O。

此外，由于使用三原子臭氧O3作为氧化剂，本发明的装置100的效率 显著提高，特别也因为三原子臭氧O3比二原子氧气O2反应更快，和保证提 供更高的能量以及非常低的燃料消耗。

替代或作为对臭氧O3的补充，用简单的空气氧气O2和/或用空气Lu使 产生的燃料燃烧，也在根据本发明的装置100’的第二个实施例的范围内。

与此独立地或由此结合，统一地或整体地设计第二反应室40’和燃烧 室90，即让它们空间重叠，也在根据本发明装置100’的第二个实施例的 范围内。在这种情况下，将产生的燃料直接引入作为第二反应室设计的燃 烧室90，并在那里与空气Lu、氧气O2和/或臭氧O3一起爆鸣气爆炸。

参考标记列表

100      装置(第一个实施例)

100’          装置(第二个实施例)

10       蓄水器单元

20       气体发生器单元

20a      气体发生器单元20的第一阶段

20a’          气体发生器单元20的第一室或第一部分

20b      气体发生器单元20的第二阶段

20b’          气体发生器单元20的第二室或第二部分

22       电子开关电路

2202     计时器

2204     计时器2202的输入线路

2206     计时器2202的输入线路

2208     计时器2202的输出线路

2210     电容器

2212     电阻器

2214    电阻器

2216    电阻器

2220    双稳态多谐振荡器

2222    双稳态多谐振荡器2220的脉冲输入线路

2224    双稳态多谐振荡器2220的输出线路

2226    双稳态多谐振荡器2220的输出线路

2232    电阻器

2234    缓冲晶体管

2236    电阻器

2238    缓冲晶体管

2242    电阻器

2244    电阻器

2252    pnp晶体管

2254    晶体管

2256    pnp晶体管

2258    晶体管

2262    电阻器

2264    电阻器

2266    电阻器

2268    电阻器

2272    电阻器

2274    电阻器

2280    变压器

2282    变压器2280的初级线圈

2284    变压器2280的初级线圈2282的第一半

2284’        变压器2280的初级线圈2282的第二半

2286    变压器2280的变压器铁心

2288    变压器2280的次级线圈

2290    电容器

2292    电容器

2294    电容器

24      能源，特别是汽车蓄电池

2422    在电子开关电路22和能源24之间的开关

30      反应单元

30’          第一反应室

32      调节或控制装置

40      分离单元

40’          第二反应室

50      再循环单元

60      第一个泵单元，特别是燃料泵单元

62      第二个泵单元，特别是臭氧泵单元

70      燃料缓冲罐

80      燃料调节单元

90      燃烧室