热光伏发电机
阅读：320发布：2021-01-07
专利汇可以提供热光伏发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种熔融金属 燃料 - 等离子体 -电 力 源，其提供电力和热力中的至少一种，且包括：(i)用于催化 原子 氢形成分数氢的至少一个反应池，(ii)化学燃料混合物，其包括至少两种选自以下的成分：H2O催化剂源或H2O催化剂；原子氢源或原子氢；形成H2O催化剂源或H2O催化剂以及原子氢源或原子氢的反应物；和使燃料具有高度 导电性 的熔融金属；(iii)包括电磁 泵 的燃料注射系统，(iv)至少一组限域燃料的 电极 和电力源，所述电力源提供 低 电压 、高 电流 电能 的重复性短脉冲，以引发分数氢反应的快速动力学和由于形成分数氢而导致的 能量 增益，从而形成辉光发射等离子体，(v)产物回收系统，如电极电磁泵回收系统和重力回收系统的至少一种，(vi)供应到等离子体的H2O蒸气源，和(vii)能够将池的高功率光输出转换为电力的动力转换器，如聚光 太阳能 热光伏装置和可见红外透明窗或者多个紫外(UV)光伏 电池 或多个光电池，以及UV窗。，下面是热光伏发电机专利的具体信息内容。
1.一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
反应物，所述反应物包括：
a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
b)至少一种H2O源或H2O；
c)至少一种原子氢源或原子氢；和
d)熔融金属；
至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
b)至少一种H2O源或H2O；和
c)至少一种原子氢源或原子氢；
至少一个反应物点火系统，其包括电力源，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
回收所述熔融金属的系统；
至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力。
2.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述熔融金属点火系统包括：
a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
b)电力源，其递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能。
3.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述电极包含耐火金属。
4.如权利要求3所述的动力系统，其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器。
5.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，所述电磁泵包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源。
6.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器。
7.如权利要求2所述的动力系统，其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使所述高电流流动以实现点火。
8.如权利要求7所述的动力系统，其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内。
9.如权利要求8所述的动力系统，其中，在所述熔融金属点火系统中，电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内。
10.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种。
11.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述补充反应物包含H2O蒸气和氢气中的至少一种。
12.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在所需值。
13.如权利要求12所述的动力系统，其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在
0.1托至1托的范围内。
14.如权利要求1所述的动力系统，其中，回收所述反应物的产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，并且所述冷却系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所述储槽中冷凝。
15.如权利要求14所述的动力系统，其中，包括电极电磁泵的回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量。
16.如权利要求1所述的动力系统，其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有黑体辐射器的顶盖以及能够保持压力低于、处于或高于大气压的外部腔室。
17.如权利要求16所述的动力系统，其中，含有黑体辐射器的所述顶盖保持在1000K至
3700K范围内的温度。
18.如权利要求17所述的动力系统，其中，所述内部反应池和含有黑体辐射器的所述顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属。
19.如权利要求1所述的动力系统，其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括下组中的至少一种：热光伏转换器、光伏转换器、光电子转换器、等离子体动力转换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以及加热器。
20.如权利要求19所述的动力系统，其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge。
21.如权利要求19所述的动力系统，其中，由所述池发出的光主要是紫外光，且光伏电池为包含选自III族氮化物、GaN、AlN、GaAlN和InGaN中的至少一种化合物的聚光电池。
22.如权利要求1所述的动力系统，所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
23.一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
反应物，所述反应物包括：
a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
b)至少一种H2O源或H2O；
c)至少一种原子氢源或原子氢；和
d)熔融金属；
至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
b)至少一种H2O源或H2O；和
c)至少一种原子氢源或原子氢；
至少一个反应物点火系统，其包括电力源以使所述反应物形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
回收所述熔融金属的系统；
至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力；
其中，所述熔融金属点火系统包括：
a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
b)电力源，其递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能；
其中，所述电极包含耐火金属；
其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器；
其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，所述电磁泵包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源；
其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器；
其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使所述高电流流动以实现点火；
其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内；
其中，在所述熔融金属点火系统中，电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内；
其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种；
其中，所述补充反应物包含H2O蒸气和氢气中的至少一种；
其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在所需值；
其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在0.1托至1托的范围内；
其中，回收所述反应物的产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，并且所述冷却系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所述储槽中冷凝；
其中，包括电极电磁泵的所述回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量；
其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有黑体辐射器的顶盖以及能够保持低于、处于或高于大气压的压力的外部腔室；
其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属；
其中，所述黑体辐射器还包括黑体温度传感器和控制器；
其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括热光伏转换器和光伏转换器的组中的至少一种；
其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
24.一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
反应物，所述反应物包括：
a)至少一种H2O源或H2O；
b)H2气体；和
c)熔融金属；
至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
a)至少一种H2O源或H2O；和
b)H2；
至少一个反应物点火系统，其包括电力源以使所述反应物形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
回收熔融金属的系统；
至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力；
其中，所述熔融金属点火系统包括：
a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
b)电力源，其递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能；
其中，所述电极包含耐火金属；
其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器；
其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，所述电磁泵包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源；
其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器，以至少初始加热形成所述熔融金属的金属；
其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使所述高电流流动以实现点火；
其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内；
其中，在所述熔融金属点火系统中，电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内；
其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种；
其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在所需值；
其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在0.1托至1托的范围内；
其中，回收所述反应物的产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，所述冷却系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所述储槽中冷凝；
其中，包括电极电磁泵的所述回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量；
其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有高温黑体辐射器的顶盖以及能够保持低于、处于或高于大气压的压力的外部腔室；
其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属；
其中，所述黑体辐射器还包括黑体温度传感器和控制器；
其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括热光伏转换器和光伏转换器中的至少一种；
其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
热光伏发电机
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求以下美国临时申请的权益：2016年1月19日递交的62/280,300号；2016年2月22日递交的62/298,431号；2016年3月22日递交的62/311,896号；2016年4月1日递交
的62/317,230号；2016年4月5日递交的62/318,694号；2016年4月22日递交的62/326,527
号；2016年5月18日递交的62/338,041号；2016年5月27日递交的62/342,774号；2016年6月
22日递交的62/353,426号；2016年6月27日递交的62/355,313号；2016年6月19日递交的62/
364,192号；2016年7月28日递交的62/368,121号；2016年8月26日递交的62/380,301号；
2016年9月9日递交的62/385,872号；2016年10月21日递交的62/411,398号；2016年12月14
日递交的62/434,331号；和2017年1月13日递交的62/446,256号，上述所有文献通过援引并
入本文中。
发明内容
的62/317,230号；2016年4月5日递交的62/318,694号；2016年4月22日递交的62/326,527
号；2016年5月18日递交的62/338,041号；2016年5月27日递交的62/342,774号；2016年6月
22日递交的62/353,426号；2016年6月27日递交的62/355,313号；2016年6月19日递交的62/
364,192号；2016年7月28日递交的62/368,121号；2016年8月26日递交的62/380,301号；
2016年9月9日递交的62/385,872号；2016年10月21日递交的62/411,398号；2016年12月14
日递交的62/434,331号；和2017年1月13日递交的62/446,256号，上述所有文献通过援引并
入本文中。
发明内容
[0003] 本公开涉及动力产生领域，具体涉及用于产生动力的系统、装置和方法。更具体地说，本公开的实施方式涉及动力产生装置和系统以及相关的方法，其产生光能、等离子体和
热力并且经由光-电动力转换器、等离子体-电动力转换器、光子-电动力转换器或者热-电
动力转换器来产生电力。另外，本公开的实施方式描述了使用水或水基燃料源的点火而使
用光伏动力转换器产生光能、机械动力、电力和/或热力的系统、装置和方法。在本公开中详细描述了这些和其他相关的实施方式。
热力并且经由光-电动力转换器、等离子体-电动力转换器、光子-电动力转换器或者热-电
动力转换器来产生电力。另外，本公开的实施方式描述了使用水或水基燃料源的点火而使
用光伏动力转换器产生光能、机械动力、电力和/或热力的系统、装置和方法。在本公开中详细描述了这些和其他相关的实施方式。
[0004] 动力产生可以采取多种从等离子体获取动力的形式。等离子体的成功商业化可能取决于能够有效形成等离子体然后捕获所产生的等离子体动力的动力产生系统。
[0005] 在某些燃料的点火期间可能形成等离子体。这些燃料可包括水或水基燃料源。在点火期间，形成剥离电子的原子的等离子体云，并且可以释放高光能。等离子体的高光能可
以被本公开的电转换器利用。离子和激发态原子可以复合并经历电子弛豫，从而发出光能。
光能可以通过光生伏特转换成电力。
以被本公开的电转换器利用。离子和激发态原子可以复合并经历电子弛豫，从而发出光能。
光能可以通过光生伏特转换成电力。
[0006] 本公开的某些实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：多个电极，其被配置成将能量递送到燃料以点火所述燃料并产生等离子体；电力源，其被配置为将电力递送到所述
多个电极；以及至少一个光伏动力转换器，其被定位为至少接收多个等离子体光子。
多个电极；以及至少一个光伏动力转换器，其被定位为至少接收多个等离子体光子。
[0008] 能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
[0009] 反应物，所述反应物包括：
[0010] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0011] b)至少一种H2O源或H2O；
[0012] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0013] d)熔融金属；
[0014] 至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
[0015] 至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
[0016] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0017] b)至少一种H2O源或H2O；和
[0018] c)至少一种原子氢源或原子氢；
[0020] 回收熔融金属的系统；
[0021] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力。
[0022] 在一个实施方式中，所述熔融金属点火系统包括：
[0023] a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
[0024] b)电力源，递送足以引起反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能。
[0025] 所述电极包含耐火金属。
[0026] 在一个实施方式中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源可包括至少一个超级电容器。
[0028] 所述熔融金属储槽可包括感应耦合加热器。
[0029] 所述熔融金属点火系统可包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使高电流流动以实现点火。
[0030] 所述熔融金属点火系统电流可在500A至50000A的范围内。
[0031] 所述熔融金属点火系统的电路可通过金属注入而闭合，以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内，其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种，并且所述补充反应物可包括H2O蒸气和氢气中的至少一种。
[0032] 在一个实施方式中，所述补充反应物注射系统可包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高
精度电子控制阀的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中
的至少一种，其中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的
至少一个保持在所需值。
精度电子控制阀的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中
的至少一种，其中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的
至少一个保持在所需值。
[0033] 所述补充反应物注射系统可将H2O蒸气压可保持在0.1托至1托的范围内。
[0034] 在一个实施方式中，所述回收反应物产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统
的储槽，所述冷却系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融
金属的金属蒸气在所述储槽中冷凝，
的储槽，所述冷却系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融
金属的金属蒸气在所述储槽中冷凝，
[0035] 其中，所述回收系统可包括电极电磁泵，所述电极电磁泵包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量。
[0037] 其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
[0038] 其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属。
[0039] 所述动力系统可包括输出反应动力的至少一个动力转换器，其包括下组中的至少一种：热光伏转换器、光伏转换器、光电子转换器、等离子体动力转换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以及加热器。
[0040] 在一个实施方式中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且所述光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：钙钛矿、晶体
硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、
GaInP/GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/
GaAs/GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-
InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge。
硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、
GaInP/GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/
GaAs/GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-
InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge。
[0041] 在一个实施方式中，由所述池发出的光主要是紫外光，且所述光伏电池为包含选自以下物质的至少一种化合物的聚光电池：III族氮化物、GaN、AlN、GaAlN和InGaN。
[0042] 所述动力系统还可包括真空泵和至少一个制冷器。
[0043] 在一个实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0044] 能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
[0045] 反应物，所述反应物包括：
[0046] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0047] b)至少一种H2O源或H2O；
[0048] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0049] d)熔融金属；
[0050] 至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
[0051] 至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
[0052] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0053] b)至少一种H2O源或H2O；和
[0054] c)至少一种原子氢源或原子氢；
[0055] 至少一个反应物点火系统，其包括电力源以使所述反应物形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
[0056] 回收熔融金属的系统；
[0057] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力；
[0058] 其中，所述熔融金属点火系统包括：
[0059] a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
[0060] b)电力源，其递送足以引起反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能；
[0061] 其中，所述电极包含耐火金属；
[0062] 其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器；
[0063] 其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，其包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源；
[0064] 其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器；
[0065] 其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使高电流流动以实现点火；
[0066] 其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内；
[0067] 其中，在所述熔融金属点火系统中，所述电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内；
[0068] 其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种；
[0069] 其中，所述补充反应物包含H2O蒸气和氢气中的至少一种；
[0070] 其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
[0071] 其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在0.1托至1托的范围内；
[0072] 其中，回收反应物产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，所述冷却系
统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所
述储槽中冷凝；
统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所
述储槽中冷凝；
[0073] 其中，包括电极电磁泵的所述回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量；
[0074] 其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有黑体辐射器的顶盖以及能够保持低于、处于或高于大气压的压力的外部腔室；
[0075] 其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
[0076] 其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属；
[0077] 其中，所述黑体辐射器还包括黑体温度传感器和控制器；
[0078] 其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括热光伏转换器和光伏转换器的组中的至少一种；
[0079] 其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导
体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/
Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导
体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/
Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
[0080] 所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
[0081] 在一个实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0082] 能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
[0083] 反应物，所述反应物包括：
[0084] a)至少一种H2O源或H2O；
[0085] b)H2气体；和
[0086] c)熔融金属；
[0087] 至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
[0088] 至少一个补充反应物注射系统，其中所述补充反应物包括：
[0089] a)至少一种H2O源或H2O；和
[0090] b)H2；
[0091] 至少一个反应物点火系统，其包括电力源以使所述反应物形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
[0092] 回收熔融金属的系统；
[0093] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力；
[0094] 其中，所述熔融金属点火系统包括：
[0095] a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
[0096] b)电力源，其递送足以引起反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能；
[0097] 其中，所述电极包含耐火金属；
[0098] 其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器；
[0099] 其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，其包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源；
[0100] 其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器，以至少初始加热形成熔融金属的金属；
[0101] 其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使高电流流动以实现点火；
[0102] 其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内；
[0103] 其中，在所述熔融金属点火系统中，所述电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内；
[0104] 其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种；
[0105] 其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
[0106] 其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在0.1托至1托的范围内；
[0107] 其中，回收反应物的产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，所述冷却
系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在
所述储槽中冷凝；
系统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在
所述储槽中冷凝；
[0108] 其中，包括电极电磁泵的所述回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和矢量交叉点火电流分量；
[0109] 其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有高温黑体辐射器的顶盖以及能够保持低于、处于或高于大气压的压力的外部腔室；
[0110] 其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
[0111] 其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属；
[0112] 其中，所述黑体辐射器还包括黑体温度传感器和控制器；
[0113] 其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括热光伏转换器和光伏转换器中的至少一种；
[0114] 其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导
体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/
Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族半导
体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/GaAsP/
Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/GaInNAs、
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-InGaAs、GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
[0115] 所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
[0116] 在一个实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0117] 能够保持低于、处于或高于大气压的压力的至少一个容器；
[0118] 反应物，所述反应物包括：
[0119] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0120] b)至少一种H2O源或H2O；
[0121] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0122] d)熔融金属；
[0123] 至少一个熔融金属注射系统，其包括熔融金属储槽和电磁泵；
[0124] 至少一个补充反应物注射系统，其中，所述补充反应物包括：
[0125] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0126] b)至少一种H2O源或H2O；和
[0127] c)至少一种原子氢源或原子氢；
[0128] 至少一个反应物点火系统，其包括电力源以使所述反应物形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，其中，所述电力源接收来自动力转换器的电力；
[0129] 回收熔融金属的系统；
[0130] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力；
[0131] 其中，所述熔融金属点火系统包括：
[0132] a)限域所述熔融金属的至少一组电极；和
[0133] b)电力源，以递送足以引起反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能；
[0134] 其中，所述电极包含耐火金属；
[0135] 其中，递送足以引起所述反应物反应形成等离子体的短脉冲高电流电能的所述电力源包括至少一个超级电容器；
[0136] 其中，所述熔融金属注射系统包括电磁泵，其包括提供磁场的至少一个磁体和提供矢量交叉电流分量的电流源；
[0137] 其中，所述熔融金属储槽包括感应耦合加热器，以至少初始加热形成所述熔融金属的金属；
[0138] 其中，所述熔融金属点火系统包括至少一组电极，所述至少一组电极分隔开以形成开路，其中，所述开路通过注射所述熔融金属而闭合，从而使高电流流动以实现点火；
[0139] 其中，所述熔融金属点火系统电流在500A至50000A的范围内；
[0140] 其中，在所述熔融金属点火系统中，所述电路闭合以使点火频率在1Hz至10,000Hz的范围内；
[0141] 其中，所述熔融金属包括银、银铜合金和铜中的至少一种；
[0142] 其中，所述补充反应物包含H2O蒸气和氢气中的至少一种；
[0143] 其中，所述补充反应物注射系统包括计算机、H2O和H2压力传感器以及流量控制器中的至少一种，所述流量控制器包括质量流量控制器、泵、注射器泵以及高精度电子控制阀
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
的组中的至少一种或多种；所述阀包括针阀、比例电子阀和步进电机阀中的至少一种，其
中，所述阀由所述压力传感器和所述计算机控制以将所述H2O和H2压力中的至少一个保持在
所需值；
[0144] 其中，所述补充反应物注射系统将H2O蒸气压保持在0.1托至1托的范围内；
[0145] 其中，回收反应物产物的系统包括以下的至少一种：包含能够使熔体在重力作用下流动的壁的容器、电极电磁泵、以及与容器连通并且还包括冷却系统的储槽，所述冷却系
统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所
述储槽中冷凝；
统将所述储槽保持在比所述容器的另一部分低的温度，以使所述熔融金属的金属蒸气在所
述储槽中冷凝；
[0146] 其中，包括电极电磁泵的所述回收系统包括至少一个磁体，其提供磁场和矢量交叉点火电流分量；
[0147] 其中，所述能够保持低于、处于或高于大气压的压力的容器包括内部反应池、含有黑体辐射器的顶盖以及能够保持低于、处于或高于大气压的压力的外部腔室；
[0148] 其中，含有黑体辐射器的顶盖保持在1000K至3700K范围内的温度；
[0149] 其中，内部反应池和含有黑体辐射器的顶盖中的至少一个包括具有高辐射率的耐火金属；
[0150] 其中，所述黑体辐射器还包括黑体温度传感器和控制器；
[0151] 其中，输出反应动力的所述至少一个动力转换器包括热光伏转换器和光伏转换器的组中的至少一种；
[0152] 其中，由所述池发出的光主要是包括可见光和近红外光的黑体辐射，并且所述光伏电池是包括选自下述物质的至少一种化合物的聚光电池：晶体硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑
化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族
半导体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/
GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/
GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-
InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
化镓(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)、III/V族
半导体、InGaP/InGaAs/Ge、InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge、GaInP/GaAsP/SiGe、GaInP/
GaAsP/Si、GaInP/GaAsP/Ge、GaInP/GaAsP/Si/SiGe、GaInP/GaAs/InGaAs、GaInP/GaAs/
GaInNAs、GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs、GaInP/Ga(In)As/InGaAs、GaInP-GaAs-晶片-
InGaAs、GaInP-Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge，并且
[0153] 所述动力系统还包括真空泵和至少一个制冷器。
[0154] 在另一实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0155] 能够保持低于大气压的压力的至少一个容器；
[0156] 包括反应物的注料，所述反应物包括：
[0157] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0158] b)至少一种H2O源或H2O；
[0159] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0160] d)导体和导电性基质中的至少一种；
[0162] 至少一个点火系统，其使所述注料形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，至少一个点火系统包括：
[0163] a)限域所述注料的至少一组电极；和
[0164] b)递送短脉冲高电流电能的电力源；
[0167] 在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2和2000A/cm2至50,000A/cm2中的至少一个范围内的DC或峰值AC电流密度；
[0169] 所述DC或峰值AC电压在0.1V至500kV、0.1V至100kV和1V至50kV中的至少一个的范围内，并且
[0170] 所述AC频率在0.1Hz至10GHz、1Hz至1MHz、10Hz至100kHz和100Hz至10kHz中的至少一个的范围内；
[0171] 回收反应物的反应产物的系统，其包括重力和增强等离子体轨道枪回收系统中的至少一种，所述增强等离子体轨道枪回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和点火电极的
矢量交叉电流分量；
矢量交叉电流分量；
[0172] 至少一个再生系统，以从反应产物中再生补充反应物并且形成补充注料，所述再生系统包括：包含熔炉以形成熔融反应物的造粒机，将H2和H2O添加到熔融反应物的系统，熔体滴流器和水储槽，以形成注料，
[0173] 其中，所述补充反应物包括：
[0174] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0175] b)至少一种H2O源或H2O；
[0176] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0177] d)导体和导电性基质中的至少一种；和
[0178] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力，其包括以下组中的至少一种或多种：光伏转换器、光电子转换器、等离子体动力转
换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以及加热器。
换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以及加热器。
[0179] 在另一实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0180] 能够保持低于大气压的压力的至少一个容器；
[0181] 包括反应物的注料，所述反应物包括银、铜、吸收的氢和水中的至少一种；
[0182] 包括至少一个增强轨道枪的至少一个注料注射系统，其中，增强轨道枪包括分开的带电轨道和产生垂直于轨道平面的磁场的磁体，轨道之间的回路断开，直至通过注料与
轨道接触而闭合；
轨道接触而闭合；
[0183] 至少一个点火系统，其使所述注料形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种，至少一个点火系统包括：
[0184] a)限域所述注料的至少一组电极；和
[0185] b)递送短脉冲高电流电能的电力源；
[0186] 其中，所述至少一组电极分开形成开路，其中，所述开路通过所述注料的注射而闭合，从而使所述高电流流动以实现点火，并且递送短脉冲高电流电能的所述电力源包括以
下的至少一种：
下的至少一种：
[0187] 被选择为引起在100A至1,000,000A、1kA至100,000A、10kA至50kA中的至少一个范围内的高AC、DC或AC-DC混合电流的电压；
[0188] 在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2和2000A/cm2至50,000A/cm2中的至少一个范围内的DC或峰值AC电流密度；
[0189] 所述电压由固体燃料的电导率确定，或者其中，所述电压由期望的电流乘以固体燃料样品的电阻给出；
[0190] 所述DC或峰值AC电压在0.1V至500kV、0.1V至100kV和1V至50kV中的至少一个的范围内，并且
[0191] 所述AC频率在0.1Hz至10GHz、1Hz至1MHz、10Hz至100kHz和100Hz至10kHz中的至少一个的范围内；
[0192] 回收反应物的反应产物的系统，其包括重力和增强等离子体轨道枪回收系统中的至少一种，所述增强等离子体轨道枪回收系统包括提供磁场的至少一个磁体和点火电极的
矢量交叉电流分量；
矢量交叉电流分量；
[0193] 至少一个再生系统，以从反应产物中再生补充反应物并且形成补充注料，所述再生系统包括：包含熔炉以形成熔融反应物的造粒机，将H2和H2O添加到熔融反应物的系统，熔体滴流器和水储槽，以形成注料，
[0194] 其中，所述补充反应物包括银、铜、吸收的氢和水中的至少一种；
[0195] 至少一个动力转换器或输出系统，其包括聚光紫外光伏转换器，其中，光伏电池包括选自III族氮化物、GaAlN、GaN和InGaN中的至少一种化合物。
[0196] 在另一实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0197] 至少一个容器；
[0198] 包括反应物的注料，所述反应物包括：
[0199] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0200] b)至少一种H2O源或H2O；
[0201] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0202] d)导体和导电性基质中的至少一种；
[0203] 至少一个注料注射系统；
[0204] 至少一个注料点火系统，其使所述注料形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种；
[0205] 回收反应物的反应产物的系统；
[0206] 至少一个再生系统，以从反应产物中再生补充反应物并且形成补充注料；
[0207] 其中，所述补充反应物包括：
[0208] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0209] b)至少一种H2O源或H2O；
[0210] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0211] d)导体和导电性基质中的至少一种；
[0212] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力。
[0213] 本公开的某些实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：多个电极，其被配置成将能量递送到燃料以点火所述燃料并产生等离子体；电力源，其被配置为将电能递送到所述
多个电极；以及至少一个光伏动力转换器，其被定位为接收至少多个等离子体光子。
多个电极；以及至少一个光伏动力转换器，其被定位为接收至少多个等离子体光子。
[0214] 在一个实施方式中，本公开涉及一种产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0215] 至少一个容器；
[0216] 反应物，所述反应物包括：
[0217] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0218] b)至少一种原子氢源或原子氢；
[0219] c)导体和导电性基质中的至少一种；和
[0220] 限域分数氢反应物的至少一组电极；
[0221] 电力源，其递送短脉冲高电流电能；
[0222] 重载系统；
[0223] 从反应产物中再生初始反应物的至少一个系统；和
[0224] 至少一个等离子体动力转换器或至少一个光伏转换器。
[0225] 在一个示例性实施方式中，产生电力的方法可以包括：将燃料供应到多个电极之间的区域；将所述多个电极通电，点火所述燃料以形成等离子体；利用光伏动力转换器将多
个等离子体光子转换成电力；和输出至少一部分电力。
个等离子体光子转换成电力；和输出至少一部分电力。
[0226] 在另一示例性实施方式中，产生电力的方法可以包括：将燃料供应到多个电极之间的区域；将所述多个电极通电，点火所述燃料以形成等离子体；利用光伏动力转换器将多
个等离子体光子转换成热力；和输出至少一部分电力。
个等离子体光子转换成热力；和输出至少一部分电力。
[0227] 在本公开的实施方式中，动力产生方法可以包括：将一定量的燃料递送到燃料加载区域，其中，燃料加载区域位于多个电极之间；通过将电流施加到所述多个电极而使至少
为约2,000A/cm2的电流流过燃料来点火燃料，从而产生等离子体、光和热中的至少一种；在
光伏动力转换器中接收至少一部分光；使用光伏动力转换器将光转换成不同形式的动力；
和输出不同形式的动力。
为约2,000A/cm2的电流流过燃料来点火燃料，从而产生等离子体、光和热中的至少一种；在
光伏动力转换器中接收至少一部分光；使用光伏动力转换器将光转换成不同形式的动力；
和输出不同形式的动力。
[0228] 在另外的实施方式中，本公开涉及一种水电弧等离子体动力系统，其包括：至少一个封闭的反应容器；包含H2O源和H2O中的至少一种的反应物；至少一组电极；用来递送H2O的初始高击穿电压并提供随后的高电流的电力源，和热交换器系统，其中所述动力系统产生
电弧等离子体、光和热能，以及至少一个光伏动力转换器。水可以作为蒸气供应至电极上或
电极间。可允许等离子体扩展到等离子体池的低压区域以防止由于限域而抑制分数氢反
应。电弧电极可以包括火花塞设计。电极可以包括铜、镍、具有用于耐腐蚀的铬酸银和锌镀
层的镍、铁、镍-铁、铬、贵金属、钨、钼、钇、铱和钯中的至少一种。在一个实施方式中，水电弧保持在低水压下，例如在约0.01托至10托和0.1托至1托的至少一个范围内。通过SF-CIHT电
池的公开，压力范围可以保持在公开的一个范围内。提供水蒸气的示例性方式是在期望的
压力范围排出气体H2O的质量流量控制器和包含H2O的储槽中的至少一种，所述储槽例如为
水合沸石或盐浴，例如KOH溶液。水可以由注射器泵供应，其中向真空中的递送导致水蒸发。
电弧等离子体、光和热能，以及至少一个光伏动力转换器。水可以作为蒸气供应至电极上或
电极间。可允许等离子体扩展到等离子体池的低压区域以防止由于限域而抑制分数氢反
应。电弧电极可以包括火花塞设计。电极可以包括铜、镍、具有用于耐腐蚀的铬酸银和锌镀
层的镍、铁、镍-铁、铬、贵金属、钨、钼、钇、铱和钯中的至少一种。在一个实施方式中，水电弧保持在低水压下，例如在约0.01托至10托和0.1托至1托的至少一个范围内。通过SF-CIHT电
池的公开，压力范围可以保持在公开的一个范围内。提供水蒸气的示例性方式是在期望的
压力范围排出气体H2O的质量流量控制器和包含H2O的储槽中的至少一种，所述储槽例如为
水合沸石或盐浴，例如KOH溶液。水可以由注射器泵供应，其中向真空中的递送导致水蒸发。
[0229] 本公开的某些实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2或至少约5,000kW的电力源；电连接到电力源的多个电极；被配置成接收固体燃料的燃料加载区
域，其中，所述多个电极被配置为将电力递送到所述固体燃料以产生等离子体；以及等离子
动力转换器、光伏动力转换器和热-电动力转换器中的至少一种，其被定位为接收由反应产
生的等离子体、光子和/或热量的至少一部分。其他实施方式涉及一种动力产生系统，其包
括：多个电极；位于所述多个电极之间并被配置成接收导电性燃料的燃料加载区，其中，所
述多个电极被配置为向所述导电性燃料施加足以点火所述导电性燃料并产生等离子体和
热力中的至少一种的电流；用于将导电性燃料移动到燃料加载区域中的递送机构；以及将
等离子体光子转换成动力形式的光伏动力转换器或将热力转换为包括电力或机械力在内
的非热形式动力的热-电转换器中的至少一种。另外的实施方式涉及一种动力产生方法，其
包括：将一定量的燃料递送到燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域位于多个电极之间；
通过将电流施加到所述多个电极使至少约2,000A/cm2的电流流过燃料来点火燃料，从而产
生等离子体、光和热中的至少一种；在光伏动力转换器中接收至少一部分光；使用所述光伏
动力转换器将所述光转换成不同形式的动力；和输出所述不同形式的动力。
域，其中，所述多个电极被配置为将电力递送到所述固体燃料以产生等离子体；以及等离子
动力转换器、光伏动力转换器和热-电动力转换器中的至少一种，其被定位为接收由反应产
生的等离子体、光子和/或热量的至少一部分。其他实施方式涉及一种动力产生系统，其包
括：多个电极；位于所述多个电极之间并被配置成接收导电性燃料的燃料加载区，其中，所
述多个电极被配置为向所述导电性燃料施加足以点火所述导电性燃料并产生等离子体和
热力中的至少一种的电流；用于将导电性燃料移动到燃料加载区域中的递送机构；以及将
等离子体光子转换成动力形式的光伏动力转换器或将热力转换为包括电力或机械力在内
的非热形式动力的热-电转换器中的至少一种。另外的实施方式涉及一种动力产生方法，其
包括：将一定量的燃料递送到燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域位于多个电极之间；
通过将电流施加到所述多个电极使至少约2,000A/cm2的电流流过燃料来点火燃料，从而产
生等离子体、光和热中的至少一种；在光伏动力转换器中接收至少一部分光；使用所述光伏
动力转换器将所述光转换成不同形式的动力；和输出所述不同形式的动力。
[0230] 另外的实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极至少部分地围绕燃料，电连接到所述电力源，并被配置
为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的递
送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体
形式的动力。本公开还提供了一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；多
个间隔开的电极，其中，所述多个电极至少部分地围绕燃料，电连接到所述电力源，并被配
置为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的
递送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子
体形式的动力。
为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的递
送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体
形式的动力。本公开还提供了一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；多
个间隔开的电极，其中，所述多个电极至少部分地围绕燃料，电连接到所述电力源，并被配
置为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的
递送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子
体形式的动力。
[0231] 另一实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW或至少约2,000A/2
cm的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；被
配置成接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，使得所述
至少一个电极的所述压缩机构朝向所述燃料加载区域取向，并且其中，所述多个电极电连
接至所述电力源并且被配置为向在所述燃料加载区域中接收的燃料供应动力以点火所述
燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料
点火产生的光子转换成非光子形式的动力。本公开的其他实施方式涉及一种动力产生系
统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；被配置成接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所
述多个电极围绕，使得所述至少一个电极的所述压缩机构朝向所述燃料加载区域取向，并
且其中，所述多个电极电连接至所述电力源并且被配置为向在所述燃料加载区域中接收的
燃料供应动力以点火所述燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和等离子体动
力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体形式的动力。
cm的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；被
配置成接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，使得所述
至少一个电极的所述压缩机构朝向所述燃料加载区域取向，并且其中，所述多个电极电连
接至所述电力源并且被配置为向在所述燃料加载区域中接收的燃料供应动力以点火所述
燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料
点火产生的光子转换成非光子形式的动力。本公开的其他实施方式涉及一种动力产生系
统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；被配置成接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所
述多个电极围绕，使得所述至少一个电极的所述压缩机构朝向所述燃料加载区域取向，并
且其中，所述多个电极电连接至所述电力源并且被配置为向在所述燃料加载区域中接收的
燃料供应动力以点火所述燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和等离子体动
力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体形式的动力。
[0232] 本公开的实施方式还涉及一种动力产生系统，其包括：多个电极；燃料加载区域，所述燃料加载区域被所述多个电极包围并且被配置为接收燃料，其中，所述多个电极被配
置为点火位于所述燃料加载区域中的所述燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机
构；光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火所产生的光子转换成非光子形式的动力；用于
移除点火的燃料的副产物的移除系统；以及与移除系统可运行地连接的再生系统，其用于
将移除的点火燃料的副产物再循环为再循环燃料。本公开的某些实施方式还涉及一种动力
产生系统，其包括：电力源，其被配置为输出至少约2,000A/cm2或至少约5,000kW的电流；与所述电力源电连接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃
料加载区域被所述多个电极围绕，并且所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中接收
燃料时向燃料提供动力以点火燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和光伏动
力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的多个光子转换成非光子形式的动力。某些实施
方式还可以包括与光伏动力转换器可运行地连接的一个或多个输出动力终端；动力储存装
置；传感器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少一个参数；和控制器，其被
配置为控制与动力产生系统相关联的至少一个过程。本公开的某些实施方式还涉及一种动
力产生系统，其包括：电力源，其被配置为输出至少约2,000A/cm2或至少约5,000kW的电流；
多个间隔开的电极，其中，所述多个电极至少部分地围绕燃料，电连接到电力源，并被配置
为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的递
送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火所产生的光子转换成不同形式的动
力。
置为点火位于所述燃料加载区域中的所述燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机
构；光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火所产生的光子转换成非光子形式的动力；用于
移除点火的燃料的副产物的移除系统；以及与移除系统可运行地连接的再生系统，其用于
将移除的点火燃料的副产物再循环为再循环燃料。本公开的某些实施方式还涉及一种动力
产生系统，其包括：电力源，其被配置为输出至少约2,000A/cm2或至少约5,000kW的电流；与所述电力源电连接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃
料加载区域被所述多个电极围绕，并且所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中接收
燃料时向燃料提供动力以点火燃料；用于将燃料移入燃料加载区域的递送机构；和光伏动
力转换器，其被配置为将由燃料点火产生的多个光子转换成非光子形式的动力。某些实施
方式还可以包括与光伏动力转换器可运行地连接的一个或多个输出动力终端；动力储存装
置；传感器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少一个参数；和控制器，其被
配置为控制与动力产生系统相关联的至少一个过程。本公开的某些实施方式还涉及一种动
力产生系统，其包括：电力源，其被配置为输出至少约2,000A/cm2或至少约5,000kW的电流；
多个间隔开的电极，其中，所述多个电极至少部分地围绕燃料，电连接到电力源，并被配置
为接收电流以点火燃料，并且所述多个电极中的至少一个是可移动的；用于移动燃料的递
送机构；和光伏动力转换器，其被配置为将由燃料点火所产生的光子转换成不同形式的动
力。
[0233] 本公开的另外的实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW或至少约2,000A/cm2的电力源；与所述电力源电连接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的
燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，并且其中所述多个电极被配
置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料；递送机构，其用
于将燃料移入所述燃料加载区域；光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的多个光
子转换为非光子形式的动力；传感器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少
一个参数；以及控制器，其被配置为控制与所述动力产生系统相关联的至少一个过程。其他
实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；与所述电力源电连
接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所
述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向
所述燃料供应动力以点火燃料；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；等离子体
动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换为非等离子体形式的动力；传感
器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少一个参数；以及控制器，其被配置为
控制与所述动力产生系统相关联的至少一个过程。
燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，并且其中所述多个电极被配
置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料；递送机构，其用
于将燃料移入所述燃料加载区域；光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的多个光
子转换为非光子形式的动力；传感器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少
一个参数；以及控制器，其被配置为控制与所述动力产生系统相关联的至少一个过程。其他
实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；与所述电力源电连
接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所
述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向
所述燃料供应动力以点火燃料；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；等离子体
动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换为非等离子体形式的动力；传感
器，其被配置为测量与所述动力产生系统相关联的至少一个参数；以及控制器，其被配置为
控制与所述动力产生系统相关联的至少一个过程。
[0234] 本公开的某些实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW或至少约2,000A/cm2的电力源；与所述电力源电连接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃
料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配
置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料，并且其中，所述
燃料加载区域中的压力是部分真空；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；光伏
动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换为非等离子体形式的动力。一些
实施方式可以包括以下附加特征中的一个或多个：光伏动力转换器可以位于真空池内；光
伏动力转换器可以包括抗反射涂层、光阻抗匹配涂层或保护涂层中的至少一种；光伏动力
转换器可以与清洁系统可运行地连接，所述清洁系统被配置为清洁光伏动力转换器的至少
一部分；动力产生系统可以包括滤光片；光伏动力转换器可以包括单晶电池、多晶电池、非
晶电池、串/带状硅电池、多结电池、同质结电池、异质结电池、p-i-n器件、薄膜电池、染料敏化电池和有机光伏电池中的至少一种；并且所述光伏动力转换器可以包括多结电池，其中，
所述多结电池包括反转电池、立式电池、晶格失配电池、晶格匹配电池以及包含III-V族半
导体材料的电池中的至少一种。
料加载区域，其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配
置为在所述燃料加载区域中接收燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料，并且其中，所述
燃料加载区域中的压力是部分真空；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；光伏
动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换为非等离子体形式的动力。一些
实施方式可以包括以下附加特征中的一个或多个：光伏动力转换器可以位于真空池内；光
伏动力转换器可以包括抗反射涂层、光阻抗匹配涂层或保护涂层中的至少一种；光伏动力
转换器可以与清洁系统可运行地连接，所述清洁系统被配置为清洁光伏动力转换器的至少
一部分；动力产生系统可以包括滤光片；光伏动力转换器可以包括单晶电池、多晶电池、非
晶电池、串/带状硅电池、多结电池、同质结电池、异质结电池、p-i-n器件、薄膜电池、染料敏化电池和有机光伏电池中的至少一种；并且所述光伏动力转换器可以包括多结电池，其中，
所述多结电池包括反转电池、立式电池、晶格失配电池、晶格匹配电池以及包含III-V族半
导体材料的电池中的至少一种。
[0235] 另外的示例性实施方式涉及一种被配置为产生动力的系统，其包括：燃料供给，其被配置为供应燃料；动力供给，其被配置为供应电力；和至少一对电极，其被配置为接收燃
料和电力，其中，所述电极选择性地将电力引导至电极周围的局部区域以点火局部区域内
的燃料。一些实施方式涉及一种产生电力的方法，其包括：将燃料供应到电极；向所述电极
提供电流以点火被定位的燃料，从而产生能量；以及将由点火产生的至少部分能量转换成
电力。
料和电力，其中，所述电极选择性地将电力引导至电极周围的局部区域以点火局部区域内
的燃料。一些实施方式涉及一种产生电力的方法，其包括：将燃料供应到电极；向所述电极
提供电流以点火被定位的燃料，从而产生能量；以及将由点火产生的至少部分能量转换成
电力。
[0236] 其他实施方式涉及一种动力产生系统，其包括：至少约2,000A/cm2的电力源；与所述电力源电连接的多个间隔开的电极；被配置为接收燃料的燃料加载区域，其中，所述燃料
加载区域被所述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中
接受燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料，并且其中，所述燃料加载区域中的压力是部
分真空；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；和光伏动力转换器，其被配置为
将燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体形式的动力。
加载区域被所述多个电极围绕，并且其中，所述多个电极被配置为在所述燃料加载区域中
接受燃料时向所述燃料供应动力以点火燃料，并且其中，所述燃料加载区域中的压力是部
分真空；递送机构，其用于将燃料移入所述燃料加载区域；和光伏动力转换器，其被配置为
将燃料点火产生的等离子体转换成非等离子体形式的动力。
[0237] 其他实施方式涉及一种动力产生电池，其包括：与真空泵连接的出口；多个电极，其与至少约5,000kW的电力源电连接；被配置为接收包含大部分H2O的水基燃料的燃料加载
区，其中，所述多个电极被配置为将动力递送到所述水基燃料，以产生电弧等离子体和热力
中的至少一种；和动力转换器，其被配置为将电弧等离子体和热力中的至少一种的至少一
部分转换成电力。还公开了一种动力产生系统，其包括：至少约5,000A/cm2的电力源；与电
力源电连接的多个电极；被配置为接收包含大部分H2O的水基燃料的燃料加载区，其中，所
述多个电极被配置为将动力递送到所述水基燃料，以产生电弧等离子体和热力中的至少一
种；和动力转换器，其被配置为将电弧等离子体和热力中的至少一种的至少一部分转换成
电力。在一个实施方式中，动力转换器包括将光能转换成电的光伏转换器。
区，其中，所述多个电极被配置为将动力递送到所述水基燃料，以产生电弧等离子体和热力
中的至少一种；和动力转换器，其被配置为将电弧等离子体和热力中的至少一种的至少一
部分转换成电力。还公开了一种动力产生系统，其包括：至少约5,000A/cm2的电力源；与电
力源电连接的多个电极；被配置为接收包含大部分H2O的水基燃料的燃料加载区，其中，所
述多个电极被配置为将动力递送到所述水基燃料，以产生电弧等离子体和热力中的至少一
种；和动力转换器，其被配置为将电弧等离子体和热力中的至少一种的至少一部分转换成
电力。在一个实施方式中，动力转换器包括将光能转换成电的光伏转换器。
[0238] 另外的实施方式涉及一种动力产生方法，其包括：将燃料加载到燃料加载区域中，其中，所述燃料加载区域包括多个电极；向所述多个电极施加至少约2,000A/cm2的电流以
点火所述燃料，从而产生电弧等离子体和热力中的至少一种；执行使电弧等离子体通过光
伏转换器以产生电力和使热力通过热-电转换器以产生电力中的至少一种；和输出所产生
的至少一部分电力。还公开了一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW的电力源；与所述电力源电连接的多个电极，其中，所述多个电极被配置为将电力递送到包含大部分H2O的水
基燃料以产生热力；和热交换器，其被配置为将所述热力的至少一部分转换成电力；以及光
伏动力转换器，其被配置为将至少一部分光转换成电力。另外，另一实施方式涉及一种动力
产生系统，其包括：至少约5,000kW的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；燃料加载区域，其被配置为接收包含大部分H2O的水基燃料，
其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，使得所述至少一个电极的所述压缩机构朝
向所述燃料加载区域取向，并且其中，所述多个电极与所述电力源电连接，并被配置为向所
述燃料加载区域中接收的所述水基燃料供应动力，以点火燃料；递送机构，其用于将水基燃
料移入燃料加载区域；和光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换成
非等离子体形式的动力。
附图说明
点火所述燃料，从而产生电弧等离子体和热力中的至少一种；执行使电弧等离子体通过光
伏转换器以产生电力和使热力通过热-电转换器以产生电力中的至少一种；和输出所产生
的至少一部分电力。还公开了一种动力产生系统，其包括：至少约5,000kW的电力源；与所述电力源电连接的多个电极，其中，所述多个电极被配置为将电力递送到包含大部分H2O的水
基燃料以产生热力；和热交换器，其被配置为将所述热力的至少一部分转换成电力；以及光
伏动力转换器，其被配置为将至少一部分光转换成电力。另外，另一实施方式涉及一种动力
产生系统，其包括：至少约5,000kW的电力源；多个间隔开的电极，其中，所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构；燃料加载区域，其被配置为接收包含大部分H2O的水基燃料，
其中，所述燃料加载区域被所述多个电极围绕，使得所述至少一个电极的所述压缩机构朝
向所述燃料加载区域取向，并且其中，所述多个电极与所述电力源电连接，并被配置为向所
述燃料加载区域中接收的所述水基燃料供应动力，以点火燃料；递送机构，其用于将水基燃
料移入燃料加载区域；和光伏动力转换器，其被配置为将燃料点火产生的等离子体转换成
非等离子体形式的动力。
附图说明
[0240] 图2I10是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了能够保持真空的电池，具有固定电极和由造粒机直接供应的电磁注射系统的点火系统，增强等离
子体轨道枪和重力回收系统，造粒机和光伏转换器系统，其示出了具有电磁泵和喷嘴的注
射系统、固定电极注射系统、点火产物回收系统和形成注料燃料的造粒机的细节。
子体轨道枪和重力回收系统，造粒机和光伏转换器系统，其示出了具有电磁泵和喷嘴的注
射系统、固定电极注射系统、点火产物回收系统和形成注料燃料的造粒机的细节。
[0241] 图2I11是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了图2I10中示出的造粒机的截面图。
[0242] 图2I12是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了图2I10和2I11中示出的电极和所述电极的两个截面图。
[0244] 图2I14是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了造粒机的截面，该造粒机在第二容器中具有向熔体中引入诸如H2和蒸汽等气体的管式起泡器，两
个电磁泵和向电极底部注射注料的喷嘴。
个电磁泵和向电极底部注射注料的喷嘴。
[0245] 图2I15是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了从底部注射注料的电极。
[0246] 图2I16是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电磁泵的细节。
[0247] 图2I17是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了造粒机的截面，该造粒机在第二容器中具有向熔体中引入诸如H2和蒸汽等气体的管式起泡器，两
个电磁泵和向电极顶部注射注料的喷嘴。
个电磁泵和向电极顶部注射注料的喷嘴。
[0248] 图2I18是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了从顶部注射注料的电极。
[0249] 图2I19是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了造粒机的截面，该造粒机同时具有向熔体中引入诸如H2和蒸汽等气体的圆锥形储槽中的管式起泡
器和直接注射器，一个电磁泵和向电极底部注射注料的喷嘴。
器和直接注射器，一个电磁泵和向电极底部注射注料的喷嘴。
[0250] 图2I20是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了从底部进行注料注射以及诸如H2和蒸汽注射等气体注射的电极。
[0251] 图2I21是本公开实施方式的如图2I19所示的SF-CIHT电池动力产生器的两个完整视图的示意图。
[0252] 图2I22是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电极冷却系统。
[0253] 图2I23是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了具有被动式光伏转换器冷却系统、主动和被动式电极冷却系统和气体吸收系统的电池的两个视
图。
图。
[0254] 图2I24是本公开实施方式的热光伏、光伏、光电、热离子和热电SF-CIHT电池动力产生器中的至少一种的示意图，其示出了电容器组点火系统。
[0255] 图2I25是本公开实施方式的如图2I24所示的SF-CIHT电池动力产生器的内部视图的示意图。
[0256] 图2I26是本公开实施方式的如图2I25所示的SF-CIHT电池动力产生器的注射和点火系统的其他细节的内部视图的示意图。
[0257] 图2I27是本公开实施方式的如图2I26所示的SF-CIHT电池动力产生器的注射和点火系统的额外细节的内部视图的示意图。
[0258] 图2I28是本公开实施方式的如图2I27所示的SF-CIHT电池动力产生器在具有或不具有磁体时的电磁泵的磁轭组件的示意图。
[0260] 图2I30是本公开实施方式的如图2I29所示的SF-CIHT电池动力产生器的注射和点火系统的其他细节的内部视图的示意图。
[0261] 图2I31是本公开实施方式的如图2I29所示的SF-CIHT电池动力产生器的注射和点火系统的其他细节的截面视图的示意图。
[0262] 图2I32是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了感应耦合加热器、电容器组点火系统、电磁泵注射系统、真空泵、水泵和辐射器冷却系统。
[0263] 图2I33是本公开实施方式的如图2I32所示的SF-CIHT电池动力产生器的内部视图的示意图。
[0264] 图2I34是本公开实施方式的如图2I32所示的SF-CIHT电池动力产生器的另一外部视图的示意图，其示出了包含水泵、水罐和辐射器的冷却系统。
[0265] 图2I35是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了感应耦合加热器、电容器组点火系统、电磁泵注射系统、真空泵、水泵、辐射器冷却系统、圆顶辐射器和网格状圆顶光伏转换器。
[0266] 图2I36是本公开实施方式的如图2I35所示的SF-CIHT电池动力产生器的内部视图的示意图。
[0267] 图2I37是本公开实施方式的如图2I35所示的SF-CIHT电池动力产生器的另一视图的示意图，其示出了包括具有螺线管阀的水泵、水罐和辐射器的冷却系统的细节。
[0268] 图2I38是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了锥体储槽处的电极穿透部。
[0269] 图2I39是本公开实施方式的如图2I38所示的SF-CIHT电池动力产生器的内部视图的示意图。
[0270] 图2I40是本公开实施方式的如图2I38所示的SF-CIHT电池动力产生器的另一内部视图的示意图。
[0271] 图2I41是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的成角度的电极穿透部以及包含电磁体的电极电磁泵。
[0272] 图2I42是本公开实施方式的如图2I41所示的SF-CIHT电池动力产生器的内部视图的示意图。
[0273] 图2I43是本公开实施方式的如图2I41所示的SF-CIHT电池动力产生器的另一内部视图的示意图。
[0274] 图2I44是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含电磁体的电极电磁泵，所述电磁体横向于电极间
轴。
轴。
[0275] 图2I45是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含电磁体的电极电磁泵，所述电磁体横向于电极间
轴。
轴。
[0276] 图2I46是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含电磁体的电极电磁泵，所述电磁体横向于电极间
轴。
轴。
[0277] 图2I47是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含电磁体的电极电磁泵，所述电磁体横向于电极间
轴。
轴。
[0278] 图2I48是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0279] 图2I49是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0280] 图2I50是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0281] 图2I51是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0282] 图2I52是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0283] 图2I53是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁轭横向
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0284] 图2I54是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在锥体储槽处的相反电极穿透部以及包含冷却的磁体和磁轭的电极电磁泵，所述磁体和磁
轭横向于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
轭横向于电极间轴，点火点位于圆顶的入口处。
[0285] 图2I55是本公开实施方式的SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了光分布和光伏转换器系统的细节。
[0287] 图2I57是本公开实施方式的如图2I56所示的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了连接的螺纹接头和Sawelok型连接器。
[0288] 图2I58是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了储槽以及包含螺纹接头和Swagelok型连接器的电磁泵部件的细节。
[0290] 图2I60是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了图2I59的连接的部件。
[0291] 图2I61是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了图2I60的截面。
[0292] 图2I62是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了储槽以及包含螺纹接头、Swagelok型连接器和圆顶隔板的电磁泵部件的细节。
[0293] 图2I63是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了各自具有紧固用锁定螺母的平行板旋入式电极的细节。
[0294] 图2I64是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了各自具有紧固用锁定螺母的平行板旋入式电极的细节。
[0295] 图2I65是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了PV转换器、透明圆顶和上压力腔室内的黑体辐射器。
[0296] 图2I66是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了下腔室中的部件。
[0297] 图2I67是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了分解图。
[0298] 图2I68是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电磁泵和储槽组件的分解图。
[0299] 图2I69是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电磁泵和储槽组件的分解的截面图。
[0300] 图2I70是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了安置在上下腔室中的部件。
[0301] 图2I71是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了上下腔室中容纳的部件的截面图。
[0302] 图2I72是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了点火部件的分解图。
[0303] 图2I73是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了点火部件的组装图和截面图。
[0304] 图2I74是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电磁泵的磁体系统的分解图和组装图。
[0305] 图2I75是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了上腔室的部件的分解图。
[0306] 图2I76是本公开实施方式的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了上下腔室之间的隔板的部件的分解图。
[0308] 图2I78是本公开实施方式的具有安置在单个外部压力容器中的部件的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了压力容器和主要电池组件的分解图。
[0309] 图2I79是本公开实施方式的具有安置在单个外部压力容器中的部件的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了储槽和黑体辐射器组件的分解图。
[0310] 图2I80是本公开实施方式的具有安置在单个外部压力容器中的部件的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了截面图。
[0311] 图2I81是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了储槽和黑体辐射器组件。
[0312] 图2I82是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了储槽和黑体辐射器组件的透明视图。
[0313] 图2I83是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了黑体辐射器的下半球和双喷嘴。
[0315] 图2I85是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了去除了外部压力容器顶部的产生器，示出了外部压力容
器基座的穿透部。
器基座的穿透部。
[0316] 图2I86是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意性冠状xz截面图。
[0317] 图2I87是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意性yz截面图。
[0318] 图2I88是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了产生器支持体部件。
[0319] 图2I89是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了产生器支持体部件。
[0320] 图2I90是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了产生器支持体部件。
[0321] 图2I91是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了产生器支持体部件。
[0322] 图2I92是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了产生器支持体部件。
[0323] 图2I93是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了向上或在储槽加热位置的可垂直伸缩式天线。
[0324] 图2I94是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了向下或在冷却加热位置的可垂直伸缩式天线。
[0326] 图2I96是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了用于改变加热器线圈的垂直位置的致动器的驱动机构。
[0327] 图2I97是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了用于改变加热器线圈的垂直位置的致动器。
[0328] 图2I98是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了电磁泵组件。
[0329] 图2I99是本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了滑动螺母储槽连接器。
[0330] 图2I100是示出本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的外部视图和截面图的示意图，其包含滑动螺母储槽连接器。
[0331] 图2I101是示出本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的顶部截面示意图。
[0332] 图2I102是示出本公开实施方式的颗粒绝缘密闭容器的截面示意图。
[0333] 图2I103是示出本公开实施方式的包含双EM泵喷射器作为液体电极的热光伏SF-CIHT电池动力产生器的截面示意图，其示出了颗粒绝缘密闭容器。
[0334] 图3是根据本公开实施方式点火80mg银注料的5nm至450nm区域的绝对光谱，银注料包括来自滴入水储槽之前的银熔体的气体处理的吸收的H2和H2O，显示出527kW的平均光
功率，基本上全部在紫外和远紫外光谱区域中。
功率，基本上全部在紫外和远紫外光谱区域中。
[0335] 图4是根据本公开的实施方式，在约1托的环境H2O蒸气压下在氩气氛围中泵送到W电极中的熔融银的点火的光谱(100nm到500nm区域，由于蓝宝石光谱仪窗口在180nm截止)，
其示出的紫外线发射当氛围变得在光学上过浓时转化成5000K黑体辐射，随着银的蒸发而
变化为紫外辐射。
其示出的紫外线发射当氛围变得在光学上过浓时转化成5000K黑体辐射，随着银的蒸发而
变化为紫外辐射。
[0336] 图5是本公开实施方式的光伏转换器的网格圆顶密集接收器阵列的三角形元件的示意图。
[0337] 本文公开了针对从原子氢中释放能量从而形成其中电子壳层位于更靠近原子核的位置的较低能态的催化剂体系。释放的能量被用于动力产生，另外新的氢物种和化合物
是所期望的产物。这些能态被经典物理定律所预测，并且需要催化剂接受来自氢的能量，以
进行相应的能量释放性跃迁。
是所期望的产物。这些能态被经典物理定律所预测，并且需要催化剂接受来自氢的能量，以
进行相应的能量释放性跃迁。
[0338] 经典物理学给出了氢原子、氢负离子、氢分子离子和氢分子的封闭解，并预测了具有分数主量子数的相应物种。原子氢可以与包括其自身在内的某些物种进行催化反应，所
述物种可以接受原子氢的势能的整数倍的能量，即m·27.2eV，其中m是整数。预测的反应涉
及从其他情况下稳定的原子氢到能够接受能量的催化剂的共振非辐射能量转移。该产物是
H(1/p)，其是被称为“分数氢原子”的原子氢的分数里德伯态，其中，n＝1/2、1/3、1/4…1/p(p≤137，是整数)，代替用于氢激发态的里德伯方程中众所周知的参数n＝整数。每个分数
氢原子态还包含电子、质子和光子，但是光子的场贡献增加了结合能而不是降低它，相应于
能量解吸而不是吸收。由于原子氢的势能为27.2eV，因此m H原子可以作为另外第(m+1)个H
原子的m·27.2eV催化剂[1]。例如，H原子通过空间能量转移(如磁或诱导的电偶极-偶极耦
合)从另一个H中接受27.2eV形成中间体而可以作为该另一个H的催化剂，所述中间体随着
连续谱带的发射而衰减，具有短波长的截止点和能量 除了原子H之
外，从原子H接受m×27.2eV而分子势能的幅度以相同能量降低的分子也可以用作催化剂。
H2O的势能为81.6eV。然后，通过相同的机理，预测了通过热力学上有利的金属氧化物还原
形成的新生H2O分子(不是以固态、液态或气态键合的氢)可充当催化剂，以形成H(1/4)且能
量释放为204eV，其包括81.6eV转移到HOH和以10.1nm(122.4eV)截止的连续辐射的释放。
述物种可以接受原子氢的势能的整数倍的能量，即m·27.2eV，其中m是整数。预测的反应涉
及从其他情况下稳定的原子氢到能够接受能量的催化剂的共振非辐射能量转移。该产物是
H(1/p)，其是被称为“分数氢原子”的原子氢的分数里德伯态，其中，n＝1/2、1/3、1/4…1/p(p≤137，是整数)，代替用于氢激发态的里德伯方程中众所周知的参数n＝整数。每个分数
氢原子态还包含电子、质子和光子，但是光子的场贡献增加了结合能而不是降低它，相应于
能量解吸而不是吸收。由于原子氢的势能为27.2eV，因此m H原子可以作为另外第(m+1)个H
原子的m·27.2eV催化剂[1]。例如，H原子通过空间能量转移(如磁或诱导的电偶极-偶极耦
合)从另一个H中接受27.2eV形成中间体而可以作为该另一个H的催化剂，所述中间体随着
连续谱带的发射而衰减，具有短波长的截止点和能量 除了原子H之
外，从原子H接受m×27.2eV而分子势能的幅度以相同能量降低的分子也可以用作催化剂。
H2O的势能为81.6eV。然后，通过相同的机理，预测了通过热力学上有利的金属氧化物还原
形成的新生H2O分子(不是以固态、液态或气态键合的氢)可充当催化剂，以形成H(1/4)且能
量释放为204eV，其包括81.6eV转移到HOH和以10.1nm(122.4eV)截止的连续辐射的释放。
[0339] 在涉及跃迁至 态的H原子催化剂反应中，mH原子充当另外第(m+1)个H原子的m×27.2eV的催化剂[1]。然后，m+1氢原子之间的反应(使得m原子共振且非辐射地
接受来自第m+1个氢原子的m×27.2eV，由此使得mH充当催化剂)如下给出：
接受来自第m+1个氢原子的m×27.2eV，由此使得mH充当催化剂)如下给出：
[0340]
[0341]
[0342]
[0343] 并且，总反应为：
[0344]
[0345] 关于新生H2O的势能的催化反应(m＝3)[1]为：
[0346]
[0347]
[0348]
[0349] 并且，总反应为：
[0350]
[0351] 在向催化剂的能量转移(式(1)和(5))后，形成中间体 其具有H原子的半径和质子中心场的m+1倍的中心场。预测半径随着电子经历径向加速而减小至稳定态，该
稳定态的半径为未催化氢原子半径的1/(m+1)，并释放m2×13.6eV的能量。预测由
中间体所致的远紫外连续辐射谱带(如式(2)和(6))具有短波长截止和由下式
给出的能量 并且延伸至比相应的截止更长的波长：
稳定态的半径为未催化氢原子半径的1/(m+1)，并释放m2×13.6eV的能量。预测由
中间体所致的远紫外连续辐射谱带(如式(2)和(6))具有短波长截止和由下式
给出的能量 并且延伸至比相应的截止更长的波长：
[0352]
[0353] 这里，预测由于H*[aH/4]中间体的衰变而引起的远紫外连续辐射谱带在E＝m2·13.6＝9·13.6＝122.4eV(10.1nm)[其中式(9)中的p＝m+1＝4且m＝3]处具有短波长截止
并延伸到更长的波长。对于理论上预测的H向较低能量(所谓的“分数氢”态H(1/4))的跃迁
而言的在10.1nm处并延伸至更长波长的连续辐射谱带被观察到仅由包含一些氢的脉冲收
缩气体放电所引起。由式(1)和(5)预测的另一观察是由快H+的复合形成快激发态H原子。快
原子引起巴尔莫α发射增宽。大于50eV巴尔莫α线的增宽表明在某些混合氢等离子体中的动
能特别高的氢原子群是一个已经确立的现象，其中，原因是由于形成分数氢所释放的能量
所致。先前在连续发射氢收缩等离子体中观察到了快H。
并延伸到更长的波长。对于理论上预测的H向较低能量(所谓的“分数氢”态H(1/4))的跃迁
而言的在10.1nm处并延伸至更长波长的连续辐射谱带被观察到仅由包含一些氢的脉冲收
缩气体放电所引起。由式(1)和(5)预测的另一观察是由快H+的复合形成快激发态H原子。快
原子引起巴尔莫α发射增宽。大于50eV巴尔莫α线的增宽表明在某些混合氢等离子体中的动
能特别高的氢原子群是一个已经确立的现象，其中，原因是由于形成分数氢所释放的能量
所致。先前在连续发射氢收缩等离子体中观察到了快H。
[0354] 形成分数氢的另外的催化剂和反应是可行的。基于其已知电子能级可确定的特定物种(例如He+、Ar+、Sr+、K、Li、HCl和NaH、OH、SH、ShE、新生H2O、nH(n＝整数))需要与原子氢一起存在以催化该过程。该反应涉及非辐射能量转移，继之以向H的q×13.6eV连续发射或q
×13.6eV转移，从而形成非常热的激发态H和能量低于未反应原子氢的氢原子，其对应于分
数主量子数。即，在氢原子的主能级的公式中：
×13.6eV转移，从而形成非常热的激发态H和能量低于未反应原子氢的氢原子，其对应于分
数主量子数。即，在氢原子的主能级的公式中：
[0355]
[0356] n＝1,2,3,...(11)
[0357] 其中aH为氢原子的玻尔半径(52.947pm)，e为电子电荷的量级，且εo为真空电容率，分数量子数：
[0358]
[0359] 取代了用于氢激发态的里德伯方程中熟知的参数n＝整数并表示称作“分数氢”的较低能态的氢原子。氢的n＝1态和氢的 态是非辐射的，但是经由非辐射能量转移，
两个非辐射态之间的跃迁(比如n＝1至n＝1/2)是可能的。氢是方程(10)和(12)给出的稳态
的特殊情况，其中，氢或分数氢原子的相应半径由下式提供：
两个非辐射态之间的跃迁(比如n＝1至n＝1/2)是可能的。氢是方程(10)和(12)给出的稳态
的特殊情况，其中，氢或分数氢原子的相应半径由下式提供：
[0360]
[0362] m·27.2eV (14)
[0363] 其中m为整数。据信，催化速度随净反应焓与m×27.2eV更接近地匹配而增加。已经发现，净反应焓在m×27.2eV的±10％、优选±5％范围内的催化剂适于大多数应用。
[0364] 催化剂反应涉及两步能量释放：向催化剂的非辐射能量转移，及其后因半径减小达到相应的稳定终态的额外能量释放。因此，一般反应可由下式给出：
[0365]
[0366]
[0367] Cat(q+r)++re-→Catq++m·27.2eV (17)
[0368] 总反应为：
[0369]
[0370] q、r、m和p为整数。 具有氢原子的半径(对应于分母中为1)和相当于质子的中心场的(m+p)倍的中心场，并且 是半径为H半径的 的相应稳态。
[0371] 催化剂产物H(1/p)也可以与电子反应形成分数氢负离子H-(1/p)，或者两个H(1/p)可以反应形成相应的分子分数氢H2(1/p)。具体而言，催化剂产物H(1/p)也可以与电子反
应形成具有结合能EB的新氢负离子H-(1/p)：
应形成具有结合能EB的新氢负离子H-(1/p)：
[0372]
[0373] 其中p是大于1的整数，s＝1/2，是普朗克常数的拔，μo是真空渗透率，me是电子质量，μe是由 给出的约化电子质量，其中mp是质子质量，ao是玻尔半径，且离子半
径为 由方程(19)可知，算出的氢负离子电离能为0.75418eV，实验值为
6082.99±0.15cm-1(0.75418eV)。分数氢负离子的结合能可以通过X射线光电子能谱仪
(XPS)测得。
径为 由方程(19)可知，算出的氢负离子电离能为0.75418eV，实验值为
6082.99±0.15cm-1(0.75418eV)。分数氢负离子的结合能可以通过X射线光电子能谱仪
(XPS)测得。
[0375]
[0376] 第一项适用于H-，p＝1和H-(1/p)的p＝大于1的整数，并且α是精细结构常数。预测的分数氢负离子峰相对于普通氢负离子异常地高场位移。在一个实施方式中，峰值是TMS的
- +
高场。相对于TMS的NMR位移可以比单独的或构成化合物的普通H、H、H2或H中的至少一种的
已知值更大。该位移可以大于以下值中的至少一个：0、-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7、-8、-9、-
10、-11、-12、-13、-14、-15、-16、-17、-18、-19、-20、-21、-22、-23、-24、-25、-26、-27、-28、-
29、-30、-31、-32、-33、-34、-35、-36、-37、-38、-39和-40ppm。相对于裸质子的绝对位移的范围(其中，TMS的位移相对于裸质子为约-31.5)可以是-(p29.9+p22.74)ppm(式(20))，在±
5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm
和±100ppm中约至少一个的范围内。相对于裸质子的绝对位移的范围可以是-(p29.9+
p21.59X 10-3)ppm(式(20))，在0.1％～99％、1％～50％和1％～10％中约至少一个的范围
内。在另一个实施方式中，例如分数氢原子、氢负离子或分子等分数氢物种在固体基质(如
氢氧化物的基质，如NaOH或KOH)中的存在导致基质质子高场位移。诸如NaOH或KOH的基质质
子可以交换。在一个实施方式中，相对于TMS，所述位移可以使基质峰处于约-0.1ppm至-
5ppm的范围内。NMR测定可以包括魔角旋转1H核磁共振光谱法(MAS 1H NMR)。
- +
高场。相对于TMS的NMR位移可以比单独的或构成化合物的普通H、H、H2或H中的至少一种的
已知值更大。该位移可以大于以下值中的至少一个：0、-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7、-8、-9、-
10、-11、-12、-13、-14、-15、-16、-17、-18、-19、-20、-21、-22、-23、-24、-25、-26、-27、-28、-
29、-30、-31、-32、-33、-34、-35、-36、-37、-38、-39和-40ppm。相对于裸质子的绝对位移的范围(其中，TMS的位移相对于裸质子为约-31.5)可以是-(p29.9+p22.74)ppm(式(20))，在±
5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm
和±100ppm中约至少一个的范围内。相对于裸质子的绝对位移的范围可以是-(p29.9+
p21.59X 10-3)ppm(式(20))，在0.1％～99％、1％～50％和1％～10％中约至少一个的范围
内。在另一个实施方式中，例如分数氢原子、氢负离子或分子等分数氢物种在固体基质(如
氢氧化物的基质，如NaOH或KOH)中的存在导致基质质子高场位移。诸如NaOH或KOH的基质质
子可以交换。在一个实施方式中，相对于TMS，所述位移可以使基质峰处于约-0.1ppm至-
5ppm的范围内。NMR测定可以包括魔角旋转1H核磁共振光谱法(MAS 1H NMR)。
[0377] H(1/p)可以与质子反应，并且两个H(1/p)可以反应，分别形成H2(1/p)+和H2(1/p)。氢分子离子和分子电荷和电流密度函数、键距和能量利用非辐射约束由椭球坐标中的拉普
拉斯算子求解。
拉斯算子求解。
[0378]
[0379] 在椭球体分子轨道的每个焦点处具有+pe的中心场的氢分子离子的总能量ET是：
[0380]
[0381] 其中p为整数，c为真空中的光速，且μ为约化原子核质量。在椭球体分子轨道的每个焦点处具有+pe的中心场的氢分子的总能量是：
[0382]
[0383] 氢分子H2(1/p)的键离解能ED是相应氢原子的总能量和ET之差
[0384] ED＝E(2H(1/p))-ET (24)
[0385] 其中
[0386] E(2H(1/p))＝-p227.20eV (25)
[0387] ED由方程(23-25)给出：
[0388] ED＝-p227.20eV-ET
[0389] ＝-p227.20eV-(-p231.351eV-p30.326469eV) (26)
[0390] ＝p24.151eV+p30.326469eV
[0391] 可通过X射线光电子能谱(XPS)鉴别H2(1/p)，其中，离子化电子以外的离子化产物可以是以下可能性中的至少一种：例如，包含两个质子和电子的那些、氢(H)原子、分数氢原子、分子离子、氢分子离子和H2(1/p)+，其中，能量可能经由基质而位移。
[0392] 催化产物气体的NMR提供了对理论预测的H2(1/p)的化学位移的明确测试。通常，由于在其中电子明显更接近核的椭球坐标中的分数半径，H2(1/p)的1HNMR共振被预测与H2
相比处于高场。对于H2(1/p)而言，预测的位移 由由两个电子的反磁性和光度p光子场
的贡献之和给出(Mills GUTCP式(11.415-11.416))：
相比处于高场。对于H2(1/p)而言，预测的位移 由由两个电子的反磁性和光度p光子场
的贡献之和给出(Mills GUTCP式(11.415-11.416))：
[0393]
[0394]
[0395] 其中，第一项适用于H-，p＝1和H-(1/p)，p＝大于1的整数。实验的绝对H2气相共振位移为-28.0ppm，这与预测的-28.01ppm的绝对气相位移非常吻合(式(28))。预测的分子分
数氢峰相对于普通H2异常地高场位移。在一个实施方式中，峰值是TMS的高场。相对于TMS的
- +
NMR位移可以比单独的或构成化合物的普通H、H、H2或H 中的至少一种的已知值更大。该位
移可以大于以下值中的至少一个：0、-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-12、-13、-
14、-15、-16、-17、-18、-19、-20、-21、-22、-23、-24、-25、-26、-27、-28、-29、-30、-31、-32、-
33、-34、-35、-36、-37、-38、-39和-40ppm。相对于裸质子的绝对位移的范围(其中TMS相对于裸质子的位移为约-31.5ppm)可以是-(p28.01+p22.56)ppm(式(28))，在±5ppm、±10ppm、
±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm和±100ppm中的
约至少一个的范围内。相对于裸质子的绝对位移的范围可以是-(p28.01+p21.49X 10-3)ppm
(式(28))，在0.1％～99％、1％～50％和1％～10％中的约至少一个的范围内。
数氢峰相对于普通H2异常地高场位移。在一个实施方式中，峰值是TMS的高场。相对于TMS的
- +
NMR位移可以比单独的或构成化合物的普通H、H、H2或H 中的至少一种的已知值更大。该位
移可以大于以下值中的至少一个：0、-1、-2、-3、-4、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-12、-13、-
14、-15、-16、-17、-18、-19、-20、-21、-22、-23、-24、-25、-26、-27、-28、-29、-30、-31、-32、-
33、-34、-35、-36、-37、-38、-39和-40ppm。相对于裸质子的绝对位移的范围(其中TMS相对于裸质子的位移为约-31.5ppm)可以是-(p28.01+p22.56)ppm(式(28))，在±5ppm、±10ppm、
±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm和±100ppm中的
约至少一个的范围内。相对于裸质子的绝对位移的范围可以是-(p28.01+p21.49X 10-3)ppm
(式(28))，在0.1％～99％、1％～50％和1％～10％中的约至少一个的范围内。
[0396] 对于氢型分子H2(1/p)的υ＝0至υ＝1的跃迁而言，振动能Evib为
[0397] Evib＝p20.515902eV (29)
[0398] 其中p为整数。
[0399] 对于氢型分子H2(1/p)的J至J+1的跃迁而言，转动能Erot为
[0400]
[0402] 转动能的p2相关性来自于核间距的p反相关和相应的对转动惯量I的影响。预测的H2(1/p)的核间距2c'为
[0403]
[0404] H2(1/p)的转动能和振动能中的至少一个可以通过电子束激发发射光谱、拉曼光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱中的至少一种来测量。H2(1/p)可以被捕获在用于测量的
基质中，例如在MOH、MX和M2CO3(M＝碱金属；X＝卤离子)基质中的至少一种中。
基质中，例如在MOH、MX和M2CO3(M＝碱金属；X＝卤离子)基质中的至少一种中。
[0405] 在一个实施方式中，分子分数氢产物在约1950cm-1处被观测为反拉曼效应(IRE)峰。通过使用包含与支持表面增强拉曼散射(SERS)显示IRE峰的拉曼激光波长相当的粗糙
度特征或粒度的导电材料来增强峰。
度特征或粒度的导电材料来增强峰。
[0406] I.催化剂
[0407] 在本公开中，诸如分数氢反应、H催化、H催化反应、涉及氢时的催化、氢形成分数氢的反应以及分数氢形成反应等术语都是指如式(14)定义的催化剂与原子H形成具有由式(10)和(12)给出的能级的氢态的式(15-18)的反应等反应。当提到进行H到具有由式(10)和
(12)给出的能量水平的H态或分数氢态的催化的反应混合物时，诸如分数氢反应物、分数氢
反应混合物、催化剂混合物、形成分数氢的反应物、产生或形成低能态氢或分数氢的反应物
等相应术语也可以互换使用。
(12)给出的能量水平的H态或分数氢态的催化的反应混合物时，诸如分数氢反应物、分数氢
反应混合物、催化剂混合物、形成分数氢的反应物、产生或形成低能态氢或分数氢的反应物
等相应术语也可以互换使用。
[0408] 本公开的催化低能氢跃迁需要下述催化剂，所述催化剂可以是具有整数m倍的未催化原子氢势能(27.2eV)的吸热化学反应的形式，其接受来自原子H的能量从而引起跃迁。
吸热催化剂反应可以是来自如原子或离子等物种的一个或多个电子的电离(例如对于Li→
2+
Li 而言m＝3)，并可以还包含伴随来自初始键的一个或多个组成部分的一个或多个电子的
电离的键断裂的协同反应(例如对于NaH→Na2++H而言m＝2)。He+满足催化剂标准——焓变
等于27.2eV的整数倍的化学或物理过程，因为其在54.417eV(即2×27.2eV)电离。整数个氢
原子也可以充当具有27.2eV焓的整数倍的催化剂。催化剂能够以约27.2eV±0.5eV和
之一的整数单位接受来自原子氢的能量。
吸热催化剂反应可以是来自如原子或离子等物种的一个或多个电子的电离(例如对于Li→
2+
Li 而言m＝3)，并可以还包含伴随来自初始键的一个或多个组成部分的一个或多个电子的
电离的键断裂的协同反应(例如对于NaH→Na2++H而言m＝2)。He+满足催化剂标准——焓变
等于27.2eV的整数倍的化学或物理过程，因为其在54.417eV(即2×27.2eV)电离。整数个氢
原子也可以充当具有27.2eV焓的整数倍的催化剂。催化剂能够以约27.2eV±0.5eV和
之一的整数单位接受来自原子氢的能量。
[0409] 在一个实施方式中，催化剂包含原子或离子M，其中来自原子或离子M的t个电子各自电离到连续能级使得t个电子的电离能的总和约是m·27.2eV和m·(27.2/2)eV之一，其
中m为整数。
中m为整数。
[0410] 在一个实施方式中，催化剂包含双原子分子MH，其中M-H键的断裂加上t个电子从原子M各自电离到连续能级使得键能和t个电子的电离能之和约为m·27.2eV和m·(27.2/
2)eV之一，其中m为整数。
2)eV之一，其中m为整数。
[0411] 在一个实施方式中，催化剂包含选自以下的原子、离子和/或分子：AlH、AsH、BaH、BiH、CdH、ClH、CoH、GeH、InH、NaH、NbH、OH、RhH、RuH、SH、SbH、SeH、SiH、SnH、SrH、TlH、C2、N2、O2、CO2、NO2和NO3的分子，Li、Be、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Kr、Rb、Sr、Nb、Mo、Pd、Sn、Te、Cs、Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Pb、Pt、Kr、2K+、He+、Ti2+、Na+、Rb+、Sr+、Fe3+、Mo2+、Mo4+、In3+ + + + 2+ + + +、He、Ar、Xe、Ar 和H，以及Ne和H中的原子或离子。
[0412] 在其他实施方式中，产生分数氢的MH-型氢催化剂由电子转移至受体A，M-H键的断裂加上t个电子从原子M各自电离至连续能级而提供，使得包括MH和A的电子亲和能(EA)之
差、M-H键能以及t个电子从原子M的电离能的电子传递能之和约为m×27.2eV，其中m为整
- - - - - -
数。能够提供约为m×27.2eV的净反应焓的MH型氢催化剂是OH、SiH、CoH、NiH和SeH。
差、M-H键能以及t个电子从原子M的电离能的电子传递能之和约为m×27.2eV，其中m为整
- - - - - -
数。能够提供约为m×27.2eV的净反应焓的MH型氢催化剂是OH、SiH、CoH、NiH和SeH。
[0413] 在其他实施方式中，产生氢分子的MH+型氢催化剂通过下述方式提供：电子转移至可带负电的受体A，M-H键断裂，t电子从原子M各自电离至连续能级，使得包括MH和A的电离
能之差、M-H键能以及t个电子从M的电离能的电子传递能之和约为m×27.2eV，其中m为整
数。
能之差、M-H键能以及t个电子从M的电离能的电子传递能之和约为m×27.2eV，其中m为整
数。
[0414] 在一个实施方式中，分子或带正电或负电的分子离子中的至少一个充当从H原子接受约m 27.2eV的催化剂，其中分子或带正电或负电的分子离子的势能的大小减小约m
27.2eV。示例性的催化剂是H2O、OH、酰胺基团NH2和H2S。
27.2eV。示例性的催化剂是H2O、OH、酰胺基团NH2和H2S。
[0415] O2可以充当催化剂或催化剂源。氧分子的键能是5.165eV，氧原子的第一、第二和第三电离能分别是13.61806eV、35.11730eV和54.9355eV。反应O2→O+O2+、O2→O+O3+和2O→
2O+分别提供约2、4和1倍Eh的净焓，并且包括通过接受来自H的这些能量而形成分数氢的催
化剂反应，以形成分数氢。
2O+分别提供约2、4和1倍Eh的净焓，并且包括通过接受来自H的这些能量而形成分数氢的催
化剂反应，以形成分数氢。
[0416] II.分数氢
[0417] 具有由 (其中p是大于1的整数，优选为2～137)给出的结合能的氢原子为本公开的H催化反应的产物。原子、离子或分子的结合能(也称为电离能)是从原子、离
子或分子除去一个电子所需要的能量。具有方程(10)或(12)中给出的结合能的氢原子下文
被称为“分数氢原子”或“分数氢”。半径 (其中aH是普通氢原子的半径而p是整数)的分数
氢的符号是 具有半径aH的氢原子下文被称为“普通氢原子”或“正常氢原子”。普通
原子氢的特征在于其结合能为13.6eV。
子或分子除去一个电子所需要的能量。具有方程(10)或(12)中给出的结合能的氢原子下文
被称为“分数氢原子”或“分数氢”。半径 (其中aH是普通氢原子的半径而p是整数)的分数
氢的符号是 具有半径aH的氢原子下文被称为“普通氢原子”或“正常氢原子”。普通
原子氢的特征在于其结合能为13.6eV。
[0418] 根据本公开，提供了具有根据式(19)的结合能的分数氢负离子(H-)，所述结合能在p＝2～23时大于普通氢负离子的结合能(约0.75eV)而p＝24(H-)时的结合能小于普通氢
负离子的结合能。对于式(19)的p＝2至p＝24，氢负离子结合能分别为3eV、6.6eV、11.2eV、
16.7eV、22.8eV、29.3eV、36.1eV、42.8eV、49.4eV、55.5eV、61.0eV、65.6eV、69.2eV、71.6eV、
72.4eV、71.6eV、68.8eV、64.0eV、56.8eV、47.1eV、34.7eV、19.3eV和0.69eV。本文还提供了含有新的氢负离子的示例性组合物。
负离子的结合能。对于式(19)的p＝2至p＝24，氢负离子结合能分别为3eV、6.6eV、11.2eV、
16.7eV、22.8eV、29.3eV、36.1eV、42.8eV、49.4eV、55.5eV、61.0eV、65.6eV、69.2eV、71.6eV、
72.4eV、71.6eV、68.8eV、64.0eV、56.8eV、47.1eV、34.7eV、19.3eV和0.69eV。本文还提供了含有新的氢负离子的示例性组合物。
[0419] 提供的示例性化合物还包括一种或多种分数氢负离子和一种或多种其他元素。此种化合物被称为“分数氢负离子化合物”。
[0420] 普通氢物种是以下列结合能为特征的：(a)氢负离子，0.754eV(“普通氢负离子”)；(b)氢原子(“普通氢原子”)13.6eV；(c)双原子氢分子，15.3eV(“普通氢分子”)；(d)氢分子+
离子，16.3eV(“普通氢分子离子”)；以及(e)H3 ，22.6eV(“普通三氢分子离子”)。本文中提到氢的形式时，“正常”和“普通”是同义的。
离子，16.3eV(“普通氢分子离子”)；以及(e)H3 ，22.6eV(“普通三氢分子离子”)。本文中提到氢的形式时，“正常”和“普通”是同义的。
[0421] 根据本公开的又一实施方式，提供了一种化合物，所述化合物含有至少一种结合能增加的氢物种，例如：(a)氢原子，其具有约 的结合能(例如在 的约0.9～
1.1倍范围内的结合能)，其中p是2～137的整数；(b)氢负离子(H-)，其结合能为约
例如在
的约0.9～1.1倍范围
内，其中p是2～24的整数；(c)H4+(1/p)；(d)三分数氢分子离子H3+(1/p)，其结合能为约
例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2～137的整数；(e)双分数氢，其
结合能为约 例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2～137的整数；(f)双
分数氢分子离子，其结合能为约 例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2
～137的整数。
1.1倍范围内的结合能)，其中p是2～137的整数；(b)氢负离子(H-)，其结合能为约
例如在
的约0.9～1.1倍范围
内，其中p是2～24的整数；(c)H4+(1/p)；(d)三分数氢分子离子H3+(1/p)，其结合能为约
例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2～137的整数；(e)双分数氢，其
结合能为约 例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2～137的整数；(f)双
分数氢分子离子，其结合能为约 例如在 的0.9～1.1倍范围内，其中p是2
～137的整数。
[0422] 根据本公开的另一实施方式，提供了一种化合物，其含有至少一种结合能增加的氢物种，例如(a)双分数氢分子离子，其总能量约为
[0423]
[0424] 如在 的约0.9～1.1倍范围内，其中p是整数，是普朗克常数的拔，me是电子质量，c是真空中光速，μ是约化原子核质量，以及(b)双分数氢分子，其总能量约为
[0425]
[0426] 如在 的约0.9～1.1倍范围内，其中p是整数并且ao是玻尔半径。
[0427] 根据本公开的一个实施方式，其中化合物含有带负电荷的结合能增加的氢物种，化合物还包括一种或多种阳离子，例如质子、普通 或普通
[0428] 本文提供了一种用于制备含有至少一个分数氢负离子的化合物的方法。这种化合物下文被称为“分数氢负离子化合物”。该方法包括将原子氢与具有约 的净反应焓
的催化剂反应(其中m是大于1的整数、优选为小于400的整数)，以产生结合能为约
(其中p是整数，优选是2～137的整数)的结合能增加的氢原子。催化反应的另一产物是能
量。结合能增加的氢原子可与电子源反应，以产生结合能增加的氢负离子。结合能增加的氢
负离子可与一种或多种阳离子反应以产生含有至少一种结合能增加的氢负离子的化合物。
的催化剂反应(其中m是大于1的整数、优选为小于400的整数)，以产生结合能为约
(其中p是整数，优选是2～137的整数)的结合能增加的氢原子。催化反应的另一产物是能
量。结合能增加的氢原子可与电子源反应，以产生结合能增加的氢负离子。结合能增加的氢
负离子可与一种或多种阳离子反应以产生含有至少一种结合能增加的氢负离子的化合物。
[0429] 新的氢物质组合物包括：
[0430] (a)至少一种中性的、带正电的或带负电的氢物种(下文称为“结合能增加的氢物种”)，其结合能
[0431] (i)大于相应的普通氢物种的结合能，或
[0432] (ii)大于下述任何氢物种的结合能，所述任何氢物种的对应普通氢物种是不稳定的或者由于普通氢物种的结合能少于在环境条件(标准温度和压力，STP)下的热能或者为
负值而未被观察到；以及
负值而未被观察到；以及
[0433] (b)至少一种其他元素。本公开的化合物下文被称为“结合能增加的氢化合物”。
[0434] 在本文情况下，“其他元素”是指除了结合能增加的氢物种之外的元素。因此，所述其他元素可以是普通氢物种或者除了氢以外的任何元素。在一组化合物中，其他元素和结合能增加的氢物种是中性的。在另一组化合物中，其他元素和结合能增加的氢物种是带电
荷的，从而所述其他元素提供平衡电荷而形成中性化合物。前一组化合物以分子键合和配
位键合为特征；后一组以离子键合为特征。
荷的，从而所述其他元素提供平衡电荷而形成中性化合物。前一组化合物以分子键合和配
位键合为特征；后一组以离子键合为特征。
[0435] 还提供了新的化合物和分子离子，其包括
[0436] (a)至少一种中性的、带正电的或带负电的氢物种(下文称为“结合能增加的氢物种”)，其总能量
[0437] (i)大于相应的普通氢物种的总能量，或
[0438] (ii)大于下述任何氢物种的总能量，所述任何氢物种的相应的普通氢物种是不稳定的或者由于普通氢物种的总能少于在环境条件下的热能或者为负值而未被观察到；以及
[0439] (b)至少一种其他元素。
[0440] 氢物种的总能量是从所述氢物种除去所有电子所需要的能量的总和。本公开的氢物种的总能量大于相应的普通氢物种的总能量。本公开的具有增加的总能量的氢物种也称
为“结合能增加的氢物种”，尽管具有增加的总能量的氢物种的某些实施方式的第一电子结
合能可能小于相应的普通氢物种的第一电子结合能。例如p＝24的式(19)的氢负离子的第
一结合能小于普通氢负离子的第一结合能，而p＝24的式(19)的氢负离子的总能量却比相
应的普通氢负离子的总能量大得多。
为“结合能增加的氢物种”，尽管具有增加的总能量的氢物种的某些实施方式的第一电子结
合能可能小于相应的普通氢物种的第一电子结合能。例如p＝24的式(19)的氢负离子的第
一结合能小于普通氢负离子的第一结合能，而p＝24的式(19)的氢负离子的总能量却比相
应的普通氢负离子的总能量大得多。
[0441] 还提供了新的化合物和分子离子，其包括
[0442] (a)多个中性的、带正电的或带负电的氢物种(下文称为“结合能增加的氢物种”)，其结合能
[0443] (i)大于相应的普通氢物种的结合能，或
[0444] (ii)大于下述任何氢物种的结合能，所述任何氢物种的相应的普通氢物种是不稳定的或者由于普通氢物种的结合能少于在环境条件下的热能或者为负值而未被观察到；以
及
及
[0445] (b)可选的一种其他元素。本公开的化合物下文被称为“结合能增加的氢化合物”。
[0446] 结合能增加的氢物种可通过将一个或多个分数氢原子与一个或多个电子、分数氢原子、化合物反应而形成，其中，上述化合物含有至少一种所述结合能增加的氢物种和至少
一种除结合能增加的氢物种以外的其他原子、分子或离子。
一种除结合能增加的氢物种以外的其他原子、分子或离子。
[0447] 还提供了新的化合物和分子离子，其包括
[0448] (a)多个中性的、带正电的或带负电的氢物种(下文称为“结合能增加的氢物种”)，其总能量
[0449] (i)大于普通分子氢的总能量，或
[0450] (ii)大于任何氢物种的总能量，所述任何氢物种的相应的普通氢物种是不稳定的或者由于普通氢物种的总能少于在环境条件下的热能或者为负值而未被观察到；以及(b)
可选的一种其他元素。本公开的化合物下文被称为“结合能增加的氢化合物”。
可选的一种其他元素。本公开的化合物下文被称为“结合能增加的氢化合物”。
[0451] 在一个实施方式中，提供了一种化合物，其含有至少一种选自以下组的结合能增加的氢物种：(a)具有根据式(19)的结合能的氢负离子(“结合能增加的氢负离子”或“分数
氢负离子”)，所述结合能在p＝2～23时大于普通氢负离子的结合能(约0.8eV)而在p＝24时
小于普通氢负离子的结合能；(b)结合能大于普通氢原子的结合能(约13.6eV)的氢原子
(“结合能增加的氢原子”或“分数氢”)；(c)第一结合能大于约15.3eV的氢分子(“结合能增加的氢分子”或“双分数氢”)；以及(d)结合能大于约16.3eV的分子氢离子(“结合能增加的分子氢离子”或“双分数氢分子离子”)。在本公开中，结合能增加的氢物种和化合物还被称为低能量氢物种和化合物。分数氢包括结合能增加的氢物种或相当的低能量氢物种。
氢负离子”)，所述结合能在p＝2～23时大于普通氢负离子的结合能(约0.8eV)而在p＝24时
小于普通氢负离子的结合能；(b)结合能大于普通氢原子的结合能(约13.6eV)的氢原子
(“结合能增加的氢原子”或“分数氢”)；(c)第一结合能大于约15.3eV的氢分子(“结合能增加的氢分子”或“双分数氢”)；以及(d)结合能大于约16.3eV的分子氢离子(“结合能增加的分子氢离子”或“双分数氢分子离子”)。在本公开中，结合能增加的氢物种和化合物还被称为低能量氢物种和化合物。分数氢包括结合能增加的氢物种或相当的低能量氢物种。
[0452] III.化学反应器
[0453] 本公开也涉及用于产生本公开的结合能增加的氢物种及化合物(例如二分数氢分子及分数氢负离子化合物)的其他反应器。取决于电池类型，其他催化产物为动力及可选的
等离子体及光。此反应器在下文中称为“氢反应器”或“氢电池”。氢反应器包括用于制备分数氢的电池。用于制备分数氢的电池可采用以下形式：化学反应器或气体燃料电池(例如气
体放电电池)、等离子体炬电池或微波动力电池及电化学电池。在一个实施方式中，催化剂
是HOH，且HOH和H中的至少一个的源是冰。在一个实施方式中，电池包括电弧放电电池，其包括冰和至少一个电极，从而使得放电包括冰的至少一部分。
等离子体及光。此反应器在下文中称为“氢反应器”或“氢电池”。氢反应器包括用于制备分数氢的电池。用于制备分数氢的电池可采用以下形式：化学反应器或气体燃料电池(例如气
体放电电池)、等离子体炬电池或微波动力电池及电化学电池。在一个实施方式中，催化剂
是HOH，且HOH和H中的至少一个的源是冰。在一个实施方式中，电池包括电弧放电电池，其包括冰和至少一个电极，从而使得放电包括冰的至少一部分。
[0454] 在一个实施方式中，电弧放电电池包括容器、两个电极、高压电源(诸如能够具有在约100V至1MV的范围内的电压和在约1A至100KA的范围内的电流的电源)以及水源(诸如
储槽)以及形成和提供H2O液滴的装置。液滴可以在电极之间运动。在一个实施方式中，液滴
引发电弧等离子体的点火。在一个实施方式中，水弧等离子体包含可以反应形成分数氢的H
和HOH。点火速率和相应的功率比可以通过控制液滴的大小和将它们提供给电极的速率来
控制。高压源可以包括至少一个可以由高压电源充电的高压电容器。在一个实施方式中，电
弧放电电池还包括动力转换器(诸如本发明之一)等装置，如PV转换器和热力发动机中的至
少一种，以将来自分数氢过程的动力(诸如光和热)转换为电力。
储槽)以及形成和提供H2O液滴的装置。液滴可以在电极之间运动。在一个实施方式中，液滴
引发电弧等离子体的点火。在一个实施方式中，水弧等离子体包含可以反应形成分数氢的H
和HOH。点火速率和相应的功率比可以通过控制液滴的大小和将它们提供给电极的速率来
控制。高压源可以包括至少一个可以由高压电源充电的高压电容器。在一个实施方式中，电
弧放电电池还包括动力转换器(诸如本发明之一)等装置，如PV转换器和热力发动机中的至
少一种，以将来自分数氢过程的动力(诸如光和热)转换为电力。
[0455] 用于形成分数氢的电池的示例性实施方式可采取液体燃料电池、固体燃料电池、异相燃料电池、CIHT电池和SF-CIHT电池的形式。这些电池各自包括：(i)原子氢源；(ii)选
自用于形成分数氢的固体催化剂、熔融催化剂、液体催化剂、气态催化剂或其混合物的至少
一种催化剂；(iii)用于氢和催化剂反应形成分数氢的容器。如本文中使用的并且如本公开
所设想的，除非另有规定，否则术语“氢”不仅包括氕(1H)，而且还包括氘(2H)和氚(3H)。示例性的化学反应混合物和反应器可包括本公开的SF-CIHT、CIHT或热电池实施方式。在这个
“化学反应器”部分中给出另外的示例性实施方式。在本公开中给出在混合物反应期间形成
的具有H2O催化剂的反应混合物的实例。其他催化剂可用于形成结合能增加的氢物种和化
合物。可由参数中的这些示例性情况调节反应和条件，诸如反应物、反应物重量％、H2压力
和反应温度。合适的反应物、条件和参数范围是本公开的那些。因13.6eV的整数倍的预测连
续谱辐射带、其他情况下由H线的多普勒线拓宽、H线的反向、在没有击穿电场的情况下的等
离子体形成、在辉光持续期间之后的异常等离子体测得的不可解释的异常高H动能，分数氢
和分子分数氢表现为是本公开的反应器的产物(如Mills在先公开文献中报告的)。数据(诸
如，关于CIHT电池和固体燃料的数据)已经由其他研究人员在场外独立验证。还通过连续长
持续时间内输出的电能来确认通过本公开的电池形成分数氢，在没有替代源时这些电能是
电输入的多倍，其在大多数情况下超过输入大于10的倍数。通过MAS H NMR(表现出预测的
大约-4.4ppm的高场位移基质峰)、ToF-SIMS和ESI-ToFMS(表现出与吸气基质关联作为m/e
＝M+n2峰的H2(1/4)，其中，M是母离子的质量并且n是整数)、电子束激发发射光谱和光致发
光发射光谱(表现出具有H2的能量的16或量子数p＝4平方倍数的H2(1/4)的预测的转动和振
动光谱)、Raman和FTIR光谱(表现出是H2的转动能的16或量子数p＝4平方倍数的1950cm-1的
H2(1/4)的转动能)、XPS(表现出500eV的H2(1/4)预测总结合能)和ToF-SIMS峰(m/e＝1峰之
前的到达时间对应于具有与在能量传递到第三体H时预测的从H到H(1/4)的能量释放匹配
的大约204eV的动能的H)，将预测的分子分数氢H2(1/4)鉴定为CIHT电池和固体燃料的产
物，如Mills在先公开文献中以及R.Mills X Yu，Y.Lu，G Chu，J.He，J.Lotoski的“Catalyst Induced Hydrino Transition(CIHT)Electrochemical Cell”,International Journal
of Energy Research,(2013)中以及R.Mills,J.Lotoski,J.Kong,G Chu,J.He,J.Trevey的
“High-Power-Density Catalyst Induced Hydrino Transition(CIHT)Electrochemical
Cell”(2014)中报告的那样，在此将其全文以引用方式并入本文中。
自用于形成分数氢的固体催化剂、熔融催化剂、液体催化剂、气态催化剂或其混合物的至少
一种催化剂；(iii)用于氢和催化剂反应形成分数氢的容器。如本文中使用的并且如本公开
所设想的，除非另有规定，否则术语“氢”不仅包括氕(1H)，而且还包括氘(2H)和氚(3H)。示例性的化学反应混合物和反应器可包括本公开的SF-CIHT、CIHT或热电池实施方式。在这个
“化学反应器”部分中给出另外的示例性实施方式。在本公开中给出在混合物反应期间形成
的具有H2O催化剂的反应混合物的实例。其他催化剂可用于形成结合能增加的氢物种和化
合物。可由参数中的这些示例性情况调节反应和条件，诸如反应物、反应物重量％、H2压力
和反应温度。合适的反应物、条件和参数范围是本公开的那些。因13.6eV的整数倍的预测连
续谱辐射带、其他情况下由H线的多普勒线拓宽、H线的反向、在没有击穿电场的情况下的等
离子体形成、在辉光持续期间之后的异常等离子体测得的不可解释的异常高H动能，分数氢
和分子分数氢表现为是本公开的反应器的产物(如Mills在先公开文献中报告的)。数据(诸
如，关于CIHT电池和固体燃料的数据)已经由其他研究人员在场外独立验证。还通过连续长
持续时间内输出的电能来确认通过本公开的电池形成分数氢，在没有替代源时这些电能是
电输入的多倍，其在大多数情况下超过输入大于10的倍数。通过MAS H NMR(表现出预测的
大约-4.4ppm的高场位移基质峰)、ToF-SIMS和ESI-ToFMS(表现出与吸气基质关联作为m/e
＝M+n2峰的H2(1/4)，其中，M是母离子的质量并且n是整数)、电子束激发发射光谱和光致发
光发射光谱(表现出具有H2的能量的16或量子数p＝4平方倍数的H2(1/4)的预测的转动和振
动光谱)、Raman和FTIR光谱(表现出是H2的转动能的16或量子数p＝4平方倍数的1950cm-1的
H2(1/4)的转动能)、XPS(表现出500eV的H2(1/4)预测总结合能)和ToF-SIMS峰(m/e＝1峰之
前的到达时间对应于具有与在能量传递到第三体H时预测的从H到H(1/4)的能量释放匹配
的大约204eV的动能的H)，将预测的分子分数氢H2(1/4)鉴定为CIHT电池和固体燃料的产
物，如Mills在先公开文献中以及R.Mills X Yu，Y.Lu，G Chu，J.He，J.Lotoski的“Catalyst Induced Hydrino Transition(CIHT)Electrochemical Cell”,International Journal
of Energy Research,(2013)中以及R.Mills,J.Lotoski,J.Kong,G Chu,J.He,J.Trevey的
“High-Power-Density Catalyst Induced Hydrino Transition(CIHT)Electrochemical
Cell”(2014)中报告的那样，在此将其全文以引用方式并入本文中。
[0456] 使用水流热量计和Setaram DSC 131差示扫描热量计(DSC)二者，通过观察超过最大理论能量60倍倍数的分数氢形成固体燃料的热量来确认通过本公开的电池(诸如包括用
于生成热力的固体燃料的电池)形成分数氢。MAS H NMR表现出大约-4.4ppm的预测H2(1/4)
高场基质位移。始于1950cm-1的Raman峰匹配H2(1/4)的自由空间转动能(0.2414eV)。这些结
果报道于Mills在先公开文献中以及R.Mills，J.Lotoski，W.Good,J.He的“Solid Fuels
that Form HOH Catalyst”(2014)中，在此将其全部内容以引用方式并入本文中。
于生成热力的固体燃料的电池)形成分数氢。MAS H NMR表现出大约-4.4ppm的预测H2(1/4)
高场基质位移。始于1950cm-1的Raman峰匹配H2(1/4)的自由空间转动能(0.2414eV)。这些结
果报道于Mills在先公开文献中以及R.Mills，J.Lotoski，W.Good,J.He的“Solid Fuels
that Form HOH Catalyst”(2014)中，在此将其全部内容以引用方式并入本文中。
[0457] IV.固体燃料催化剂诱导的分数氢转换(SF-CIHT)电池和动力转换器
[0458] 在一个实施方式中，产生直接电能和热能中的至少一种的动力系统包括：至少一个容器；反应物，其包括(a)至少一个包含新生H2O的催化剂源或催化剂；(b)至少一个原子
氢源或原子氢；(c)导体和导电基质中的至少一种；和至少一组电极，其用于限域分数氢反
应物；电力源，其用于递送短脉冲高电流电能；重装载系统，用于从反应产物中再生初始反
应物的至少一个系统；和至少一个直接转换器(诸如，如PDC等的等离子体-电转换器、光伏
转换器和至少一个热-电动力转换器中的至少一种)。在其他实施方式中，容器能够具有大
气压、高于大气压和低于大气压中的至少一种的压力。在一个实施方式中，再生系统可包括
水合、热、化学和电化学系统中的至少一个。在另一实施方式中，至少一个直接等离子体-电转换器可包括等离子体动力学动力转换器、 直接转换器、磁流体动力学动力转换器、
磁流体磁镜动力学动力转换器、电荷漂移转换器、Post或Venetian Blind动力转换器、振动
陀螺仪、光子集束微波动力转换器和光电转换器的组中的至少一种。在其他实施方式中，至
少一个热-电转换器可包括热力发动机、蒸气发动机、蒸气涡轮机和发电机、燃气涡轮机和
发电机、兰金循环发动机、布雷登循环发动机、斯特林发动机、热离子动力转换器和热电动
力转换器的组中的至少一种。转换器可以是由Mills先前的出版物和Mills先前的申请中给
出的一种。诸如H源和HOH源等分数氢反应物和SunCell系统可以包括本公开或在先美国专
利申请中的那些，例如2008年4月24日PCT递交的PCT/US08/61455，氢催化剂反应器；2009年
7月29日PCT递交的PCT/US09/052072，非均相氢催化剂反应器；2010年3月18日PCT递交的
PCT/US10/27828，非均相氢催化剂动力系统；2011年3月17日递交的PCT/US11/28889，电化
学氢催化剂动力系统；2012年3月30日递交的PCT/US12/31369，H2O基电化学氢催化剂动力
系统；2013年5月21日递交的PCT/US13/041938，CIHT动力系统；2014年1月10日PCT递交的
PCT/IB2014/058177，发电系统及与其有关的方法；2014年4月1日PCT递交的PCT/US14/
32584，光伏发电系统及与其有关方法；2015年5月29日PCT递交的PCT/US2015/033165，发电
系统及与其有关的方法；2015年12月15日PCT递交的PCT/US2015/065826，光伏发电系统及
与其有关方法；以及2016年1月8日PCT递交的PCT/US16/12620，热光伏发电机(“Mills在先
申请”)，在此将其全部内容以引用方式并入本文中。
氢源或原子氢；(c)导体和导电基质中的至少一种；和至少一组电极，其用于限域分数氢反
应物；电力源，其用于递送短脉冲高电流电能；重装载系统，用于从反应产物中再生初始反
应物的至少一个系统；和至少一个直接转换器(诸如，如PDC等的等离子体-电转换器、光伏
转换器和至少一个热-电动力转换器中的至少一种)。在其他实施方式中，容器能够具有大
气压、高于大气压和低于大气压中的至少一种的压力。在一个实施方式中，再生系统可包括
水合、热、化学和电化学系统中的至少一个。在另一实施方式中，至少一个直接等离子体-电转换器可包括等离子体动力学动力转换器、 直接转换器、磁流体动力学动力转换器、
磁流体磁镜动力学动力转换器、电荷漂移转换器、Post或Venetian Blind动力转换器、振动
陀螺仪、光子集束微波动力转换器和光电转换器的组中的至少一种。在其他实施方式中，至
少一个热-电转换器可包括热力发动机、蒸气发动机、蒸气涡轮机和发电机、燃气涡轮机和
发电机、兰金循环发动机、布雷登循环发动机、斯特林发动机、热离子动力转换器和热电动
力转换器的组中的至少一种。转换器可以是由Mills先前的出版物和Mills先前的申请中给
出的一种。诸如H源和HOH源等分数氢反应物和SunCell系统可以包括本公开或在先美国专
利申请中的那些，例如2008年4月24日PCT递交的PCT/US08/61455，氢催化剂反应器；2009年
7月29日PCT递交的PCT/US09/052072，非均相氢催化剂反应器；2010年3月18日PCT递交的
PCT/US10/27828，非均相氢催化剂动力系统；2011年3月17日递交的PCT/US11/28889，电化
学氢催化剂动力系统；2012年3月30日递交的PCT/US12/31369，H2O基电化学氢催化剂动力
系统；2013年5月21日递交的PCT/US13/041938，CIHT动力系统；2014年1月10日PCT递交的
PCT/IB2014/058177，发电系统及与其有关的方法；2014年4月1日PCT递交的PCT/US14/
32584，光伏发电系统及与其有关方法；2015年5月29日PCT递交的PCT/US2015/033165，发电
系统及与其有关的方法；2015年12月15日PCT递交的PCT/US2015/065826，光伏发电系统及
与其有关方法；以及2016年1月8日PCT递交的PCT/US16/12620，热光伏发电机(“Mills在先
申请”)，在此将其全部内容以引用方式并入本文中。
[0459] 在一个实施方式中，点火H2O形成分数氢，以热、等离子体和电磁(光)动力中的至少一种的形式释放高能量。(本公开中的“点火”表示H到分数氢的非常高的反应速率，可表
现为脉冲、脉动或其他形式的高动力释放)。H2O可包括可通过施加高电流(诸如大约2000A
至100,000A的范围内的高电流)点火的燃料。这可通过施加诸如5,000至100,000V的高压以
首先形成高导电的等离子体(诸如，电弧)来实现。作为另选，可以使高电流经过包括H2O的
化合物或混合物，其中，诸如固体燃料等所得燃料的导电性高。(在本公开中，使用固体燃料来指代形成进一步反应形成分数氢的诸如HOH和H等催化剂的反应混合物。然而，反应混合
物可包括除了固体外的其他物理状态。在一些实施方式中，反应混合物可以是气态、液体、
熔融基质、固态、浆状、溶胶-凝胶、溶液、混合物、气态悬浮体、气动流和本领域技术人员已知的其他状态中的至少一种状态，所述熔融基质例如为熔融导电基质，如熔融金属，如熔融
的银、银铜合金和铜中的至少一种)。在一个实施方式中，具有非常低的电阻的固体燃料包
括含H2O的反应混合物。低电阻可以是由于反应混合物的导体成分导致的。在一些实施方式
中，固体燃料的电阻是大约10-9欧姆至100欧姆、10-8欧姆至10欧姆、10-3欧姆至1欧姆、10-4欧姆至10-1欧姆和10-4欧姆至10-2欧姆的范围内的至少一个。在另一实施方式中，具有高电阻
的燃料包括含痕量或微量摩尔百分比的添加化合物或材料的H2O。在后一种情况下，可以使
高电流流过燃料，通过引起击穿实现点火，以形成高度导电状态(诸如，电弧或电弧等离子
体)。
现为脉冲、脉动或其他形式的高动力释放)。H2O可包括可通过施加高电流(诸如大约2000A
至100,000A的范围内的高电流)点火的燃料。这可通过施加诸如5,000至100,000V的高压以
首先形成高导电的等离子体(诸如，电弧)来实现。作为另选，可以使高电流经过包括H2O的
化合物或混合物，其中，诸如固体燃料等所得燃料的导电性高。(在本公开中，使用固体燃料来指代形成进一步反应形成分数氢的诸如HOH和H等催化剂的反应混合物。然而，反应混合
物可包括除了固体外的其他物理状态。在一些实施方式中，反应混合物可以是气态、液体、
熔融基质、固态、浆状、溶胶-凝胶、溶液、混合物、气态悬浮体、气动流和本领域技术人员已知的其他状态中的至少一种状态，所述熔融基质例如为熔融导电基质，如熔融金属，如熔融
的银、银铜合金和铜中的至少一种)。在一个实施方式中，具有非常低的电阻的固体燃料包
括含H2O的反应混合物。低电阻可以是由于反应混合物的导体成分导致的。在一些实施方式
中，固体燃料的电阻是大约10-9欧姆至100欧姆、10-8欧姆至10欧姆、10-3欧姆至1欧姆、10-4欧姆至10-1欧姆和10-4欧姆至10-2欧姆的范围内的至少一个。在另一实施方式中，具有高电阻
的燃料包括含痕量或微量摩尔百分比的添加化合物或材料的H2O。在后一种情况下，可以使
高电流流过燃料，通过引起击穿实现点火，以形成高度导电状态(诸如，电弧或电弧等离子
体)。
[0460] 在一个实施方式中，反应物可包括H2O源和导电基质，以形成催化剂源、催化剂、原子氢源和原子氢中的至少一种。在其他实施方式中，包括H2O源的反应物可包括以下中的至
少一种：体相H2O、除了体相H2O外的状态、经历反应形成H2O和释放结合H2O中的至少一种的
一种或多种化合物。另外，结合H2O可包括与H2O相互作用的化合物，其中，H2O处于吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一种的状态。在一些实施方式中，反应物可包括导
体和一种或多种化合物或材料，这些化合物或材料经历释放体相H2O、吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一种并且具有H2O作为反应产物。在其他实施方式中，新生H2O
催化剂源和原子氢源中的至少一种可包括(a)至少一个H2O源、(b)至少一个氧源和(c)至少
一个氢源中的至少一种。
少一种：体相H2O、除了体相H2O外的状态、经历反应形成H2O和释放结合H2O中的至少一种的
一种或多种化合物。另外，结合H2O可包括与H2O相互作用的化合物，其中，H2O处于吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一种的状态。在一些实施方式中，反应物可包括导
体和一种或多种化合物或材料，这些化合物或材料经历释放体相H2O、吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一种并且具有H2O作为反应产物。在其他实施方式中，新生H2O
催化剂源和原子氢源中的至少一种可包括(a)至少一个H2O源、(b)至少一个氧源和(c)至少
一个氢源中的至少一种。
[0461] 在一个实施方式中，分数氢反应速率取决于高电流的施加或发展。在SF-CIHT电池的实施方式中，形成分数氢的反应物经受导致非常快的反应速率和能量释放的低电压、高
电流、高功率脉冲。在一个示例性实施例中，60Hz电压小于15V峰值，电流范围为10,000A/
cm2到50,000A/cm2峰值，功率范围为150,000W/cm2到750,000W/cm2。这些参数的约1/100到
100倍的其他频率、电压、电流和功率范围是合适的。在一个实施方式中，分数氢反应速率取决于高电流的施加或发展。在一个实施方式中，选择电压以引起在100A至1,000,000A、1kA
至100,000A、10kA至50kA中的至少一个范围内的高AC、DC或AC-DC混合电流。DC或峰值AC电
流密度可以在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2和2000A/cm2至50,
000A/cm2中的至少一个的范围内。DC或峰值AC电压可以处于选自约0.1V至1000V、0.1V至
100V、0.1V至15V和1V至15V中的至少一个范围内。AC频率可以处于约0.1Hz至10GHz、1Hz至
-6 -5
1MHz、10Hz至100kHz和100Hz至10kHz的范围内。脉冲时间可以处于选自约10 s至10s、10 s
至1s、10-4s至0.1s以及10-3s至0.01s中的至少一个范围内。
电流、高功率脉冲。在一个示例性实施例中，60Hz电压小于15V峰值，电流范围为10,000A/
cm2到50,000A/cm2峰值，功率范围为150,000W/cm2到750,000W/cm2。这些参数的约1/100到
100倍的其他频率、电压、电流和功率范围是合适的。在一个实施方式中，分数氢反应速率取决于高电流的施加或发展。在一个实施方式中，选择电压以引起在100A至1,000,000A、1kA
至100,000A、10kA至50kA中的至少一个范围内的高AC、DC或AC-DC混合电流。DC或峰值AC电
流密度可以在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2和2000A/cm2至50,
000A/cm2中的至少一个的范围内。DC或峰值AC电压可以处于选自约0.1V至1000V、0.1V至
100V、0.1V至15V和1V至15V中的至少一个范围内。AC频率可以处于约0.1Hz至10GHz、1Hz至
-6 -5
1MHz、10Hz至100kHz和100Hz至10kHz的范围内。脉冲时间可以处于选自约10 s至10s、10 s
至1s、10-4s至0.1s以及10-3s至0.01s中的至少一个范围内。
[0462] 在一个实施方式中，能量从原子氢催化转化为分数氢态导致催化剂的电离。从催化剂离子化的电子可能积聚在反应混合物和容器中并导致空间电荷累积。空间电荷可以改
变随后能量从原子氢转移到催化剂的能级，从而降低反应速率。在一个实施方式中，施加高
电流除去空间电荷以引起分数氢反应速率增加。在另一实施方式中，诸如电弧电流等高电
流使得可充当H和HOH催化剂源的反应物(例如水)温度极度升高。高温可能引起水热分解成
H和HOH催化剂中的至少一种。在一个实施方式中，SF-CIHT电池的反应混合物包含H源和催
化剂源，例如nH(n是整数)和HOH中的至少一种。nH和HOH中的至少一种可以通过水的至少一
种物理相(例如固体、液体和气体水中的至少一种)的热解或热分解形成。热分解可以在高
温下发生，例如在约500K至10,000K、1000K至7000K和1000K至5000K的至少一个范围内的温
度。在一个示例性实施方式中，反应温度为约3500至4000K，使得原子H的摩尔分数高，如
J.Lede，F.Lapicque和J Villermaux所示[J.Lédé,F.Lapicque,J.Villermaux,
“Production of hydrogen by direct thermal decomposition of water”,
International Journal of Hydrogen Energy,1983,第8卷,1983,第675–679页；
H.H.G.Jellinek,H.Kachi“, The catalytic thermal decomposition of water and the
production of hydrogen”,International Journal of Hydrogen Energy,1984,第9卷,
第677–688页；S.Z.Baykara,“Hydrogen production by direct solar thermal
decomposition of water,possibilities for improvement of process efficiency”,
International Journal of Hydrogen Energy,2004,第29卷,第1451–1458页；
S.Z.Baykara,“Experimental solar water thermolysis”,International Journal of
Hydrogen Energy,2004,第29卷,第1459–1469页；其在此通过引用并入]。热解可以通过如
图2I10-2I43的喷嘴5q、注射器5z1和电极8中的至少一个等固体表面来辅助。通过输入功率
和由分数氢反应保持的等离子体，固体表面可以加热到升高的温度。诸如点火区域下游的
热解气体可冷却以防止产物复合或逆反应成原料水。反应混合物可包含温度比产物气体的
温度更低的冷却剂，例如固体、液体或气相中的至少一种。热解反应产物气体的冷却可以通
过使产物与冷却剂接触来实现。冷却剂可以包括低温蒸气、水和冰中的至少一种。
变随后能量从原子氢转移到催化剂的能级，从而降低反应速率。在一个实施方式中，施加高
电流除去空间电荷以引起分数氢反应速率增加。在另一实施方式中，诸如电弧电流等高电
流使得可充当H和HOH催化剂源的反应物(例如水)温度极度升高。高温可能引起水热分解成
H和HOH催化剂中的至少一种。在一个实施方式中，SF-CIHT电池的反应混合物包含H源和催
化剂源，例如nH(n是整数)和HOH中的至少一种。nH和HOH中的至少一种可以通过水的至少一
种物理相(例如固体、液体和气体水中的至少一种)的热解或热分解形成。热分解可以在高
温下发生，例如在约500K至10,000K、1000K至7000K和1000K至5000K的至少一个范围内的温
度。在一个示例性实施方式中，反应温度为约3500至4000K，使得原子H的摩尔分数高，如
J.Lede，F.Lapicque和J Villermaux所示[J.Lédé,F.Lapicque,J.Villermaux,
“Production of hydrogen by direct thermal decomposition of water”,
International Journal of Hydrogen Energy,1983,第8卷,1983,第675–679页；
H.H.G.Jellinek,H.Kachi“, The catalytic thermal decomposition of water and the
production of hydrogen”,International Journal of Hydrogen Energy,1984,第9卷,
第677–688页；S.Z.Baykara,“Hydrogen production by direct solar thermal
decomposition of water,possibilities for improvement of process efficiency”,
International Journal of Hydrogen Energy,2004,第29卷,第1451–1458页；
S.Z.Baykara,“Experimental solar water thermolysis”,International Journal of
Hydrogen Energy,2004,第29卷,第1459–1469页；其在此通过引用并入]。热解可以通过如
图2I10-2I43的喷嘴5q、注射器5z1和电极8中的至少一个等固体表面来辅助。通过输入功率
和由分数氢反应保持的等离子体，固体表面可以加热到升高的温度。诸如点火区域下游的
热解气体可冷却以防止产物复合或逆反应成原料水。反应混合物可包含温度比产物气体的
温度更低的冷却剂，例如固体、液体或气相中的至少一种。热解反应产物气体的冷却可以通
过使产物与冷却剂接触来实现。冷却剂可以包括低温蒸气、水和冰中的至少一种。
[0463] 在一个实施方式中，SF-CIHT产生器包括产生电能和热能中的至少一种的动力系统，其包括：
[0464] 至少一个容器；
[0465] 包括反应物的注料，所述反应物包括：
[0466] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0467] b)至少一种H2O源或H2O；
[0468] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0469] d)导体和导电性基质中的至少一种；
[0470] 至少一个注料注射系统；
[0471] 至少一个注料点火系统，其使所述注料形成发光等离子体和发热等离子体中的至少一种；
[0472] 回收反应物的反应产物的系统；
[0473] 至少一个再生系统，以从反应产物中再生补充反应物并且形成补充注料；
[0474] 其中，所述补充反应物包括：
[0475] a)至少一种包含新生H2O的催化剂源或催化剂；
[0476] b)至少一种H2O源或H2O；
[0477] c)至少一种原子氢源或原子氢；和
[0478] d)导体和导电性基质中的至少一种；
[0479] 至少一个动力转换器或输出系统，其将光和热输出中的至少一种转换为电力和/或热力，如以下组中的至少一种：光伏转换器、光电子转换器、等离子体动力转换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以
及加热器。
及加热器。
[0480] 在一个实施方式中，注料燃料可包括H源、H2、催化剂源、H2O源和H2O中的至少一种。合适的注料包括导电金属基质及水合物，如碱水合物、碱土水合物和过渡金属水合物中的
至少一种。水合物可包括MgCl2·6H2O、BaI2·2H2O和ZnCl2·4H2O中的至少一种。作为另选，
注料可包括银、铜、吸收氢和水中的至少一种。
至少一种。水合物可包括MgCl2·6H2O、BaI2·2H2O和ZnCl2·4H2O中的至少一种。作为另选，
注料可包括银、铜、吸收氢和水中的至少一种。
[0481] 点火系统可包括：
[0482] a)至少一组电极，其限域注料；和
[0483] b)电力源，其递送短脉冲高电流电能，其中，短脉冲高电流电能足以导致注料反应物反应形成等离子体。电力源可自动力转换器接收电力。在一个实施方式中，注料点火系统
包括至少一组电极，其分隔开形成开路，其中，该开路通过注料的注射而闭合，使得高电流
流动以实现点火。在一个实施方式中，点火系统包括开关以实现启动电流及在点火之后中
断电流中的至少一种。可通过填充电极之间的间隙的注料引发电流的流动。可凭借诸如绝
缘栅双极晶体管(IGBT)、硅控整流器(SCR)和至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管
(MOSFET)中的至少一种等手段来以电子方式进行开关。作为另选，可机械地开关点火。可在
点火之后中断电流，以便相对于输入点火能量优化输出分数氢产生的能量。点火系统可包
括开关以使可控制量的能量流动至燃料中以引发起爆且在其中产生等离子体的阶段期间
关闭动力。在一个实施方式中，递送短脉冲高电流电能的电力源包括以下的至少一种：
包括至少一组电极，其分隔开形成开路，其中，该开路通过注料的注射而闭合，使得高电流
流动以实现点火。在一个实施方式中，点火系统包括开关以实现启动电流及在点火之后中
断电流中的至少一种。可通过填充电极之间的间隙的注料引发电流的流动。可凭借诸如绝
缘栅双极晶体管(IGBT)、硅控整流器(SCR)和至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管
(MOSFET)中的至少一种等手段来以电子方式进行开关。作为另选，可机械地开关点火。可在
点火之后中断电流，以便相对于输入点火能量优化输出分数氢产生的能量。点火系统可包
括开关以使可控制量的能量流动至燃料中以引发起爆且在其中产生等离子体的阶段期间
关闭动力。在一个实施方式中，递送短脉冲高电流电能的电力源包括以下的至少一种：
[0484] 被选择为产生在100A至1,000,000A、1kA至100,000A、10kA至50kA中的至少一个范围内的高AC、DC或AC-DC混合电流的电压；
[0485] 在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2和2000A/cm2至50,000A/cm2中的至少一个范围内的DC或峰值AC电流密度；
[0486] 所述电压由固体燃料的电导率确定，其中，所述电压由期望的电流乘以固体燃料样品的电阻给出；
[0487] 所述DC或峰值AC电压在0.1V至500kV、0.1V至100kV和1V至50kV中的至少一个的范围内，并且
[0488] 所述AC频率在0.1Hz至10GHz、1Hz至1MHz、10Hz至100kHz和100Hz至10kHz中的至少一个的范围内。
[0489] SF-CIHT电池的输出动力可包括热力及光伏可转换的光能。在一个实施方式中，光-电转换器可包括利用光伏效应、热离子效应及光电子效应中的至少一种的光-电转换
器。动力转换器可为将高动能电子的动能转换为电的直接动力转换器。在一个实施方式中，
SF-CIHT电池的动力可至少部分处于热能的形式或可至少部分转换为热能。电力转换器可
包括热离子动力转换器。示例性热离子阴极可包括掺杂钪的钨。电池可利用光子增强热离
子发射(PETE)，其中光效应通过将半导体发射器中的电子能量提升至穿过带隙进入导带
(由其热发射电子)中而增强电子发射。在一个实施方式中，SF-CIHT电池可包括光(诸如远
紫外线(EUV)、紫外线(UV)、可见光及近红外线光的至少一种)的吸收剂。吸收剂可在电池外
侧。例如，其可在PV转换器26a的窗外侧。吸收剂可由于吸收而变得升高温度。吸收剂温度可在约500℃至4000℃的范围内。热可输入至热光伏或热离子电池。热电及热力发动机(诸如
斯特林、兰金、布雷顿及本领域中已知的其他热力发动机)在本公开的范围内。
器。动力转换器可为将高动能电子的动能转换为电的直接动力转换器。在一个实施方式中，
SF-CIHT电池的动力可至少部分处于热能的形式或可至少部分转换为热能。电力转换器可
包括热离子动力转换器。示例性热离子阴极可包括掺杂钪的钨。电池可利用光子增强热离
子发射(PETE)，其中光效应通过将半导体发射器中的电子能量提升至穿过带隙进入导带
(由其热发射电子)中而增强电子发射。在一个实施方式中，SF-CIHT电池可包括光(诸如远
紫外线(EUV)、紫外线(UV)、可见光及近红外线光的至少一种)的吸收剂。吸收剂可在电池外
侧。例如，其可在PV转换器26a的窗外侧。吸收剂可由于吸收而变得升高温度。吸收剂温度可在约500℃至4000℃的范围内。热可输入至热光伏或热离子电池。热电及热力发动机(诸如
斯特林、兰金、布雷顿及本领域中已知的其他热力发动机)在本公开的范围内。
[0490] 至少一个第一光-电转换器(诸如利用多个转换器的光伏效应、热离子效应及光电子效应中的至少一种的光-电转换器)可被选择为用于电磁光谱的第一部分且对电磁光谱
的至少第二部分透明。可在对应的第一转换器中将第一部分转换为电，且在第一转换器中
不具有选择性的第二部分可传播至另一个第二转换器，其被选择为用于电磁光谱的传播的
第二部分的至少一部分。
的至少第二部分透明。可在对应的第一转换器中将第一部分转换为电，且在第一转换器中
不具有选择性的第二部分可传播至另一个第二转换器，其被选择为用于电磁光谱的传播的
第二部分的至少一部分。
[0491] 在实施方式中，SF-CIHT电池或产生器也被称为 (如图2I10至2I43所示)，其包括六个基本的低维护系统，其中一些没有活动部件，能够长时间运行：(i)启动感应耦
合加热器，其包括电源5m、引线5p和天线线圈5f和5o，以首先熔化银或银铜合金，以包括熔
融金属或熔体以及可选的包括磁体8c的电极电磁泵，用于最初引导点火等离子体流；(ii)
燃料注射器，例如包括氢气供应的燃料注射器，例如通过黑体辐射器的氢气渗透供应，其
中，氢气可以通过电解从水中获得，以及注射系统，其包括电磁泵5k以注射熔融银或熔融银
铜合金和氧源(如氧化物，如LiVO3或本公开的另一种氧化物)，以及另选的用于注射水蒸气
和氢气中的至少一种的气体注射器5z1；(iii)点火系统，其用于在一对电极8上产生低电
压、高电流，熔融金属、氢气和氧化物或熔融金属以及H2O和氢气中的至少一种注入其中以
形成明亮的发光等离子体；(iv)被等离子体加热到白炽灯温度的黑体辐射器；(v)光电转换
器26a，其包括所谓的聚光光伏电池15，它接收来自黑体辐射器的光并在高光强度(例如超
过一千Sun)下工作；和(vi)燃料回收和热管理系统31，其使熔融金属在点火之后返回到注
射系统。在另一实施方式中，来自点火等离子体的光可以直接照射PV转换器26a以转换成
电。
合加热器，其包括电源5m、引线5p和天线线圈5f和5o，以首先熔化银或银铜合金，以包括熔
融金属或熔体以及可选的包括磁体8c的电极电磁泵，用于最初引导点火等离子体流；(ii)
燃料注射器，例如包括氢气供应的燃料注射器，例如通过黑体辐射器的氢气渗透供应，其
中，氢气可以通过电解从水中获得，以及注射系统，其包括电磁泵5k以注射熔融银或熔融银
铜合金和氧源(如氧化物，如LiVO3或本公开的另一种氧化物)，以及另选的用于注射水蒸气
和氢气中的至少一种的气体注射器5z1；(iii)点火系统，其用于在一对电极8上产生低电
压、高电流，熔融金属、氢气和氧化物或熔融金属以及H2O和氢气中的至少一种注入其中以
形成明亮的发光等离子体；(iv)被等离子体加热到白炽灯温度的黑体辐射器；(v)光电转换
器26a，其包括所谓的聚光光伏电池15，它接收来自黑体辐射器的光并在高光强度(例如超
过一千Sun)下工作；和(vi)燃料回收和热管理系统31，其使熔融金属在点火之后返回到注
射系统。在另一实施方式中，来自点火等离子体的光可以直接照射PV转换器26a以转换成
电。
[0492] 在一个实施方式中，等离子体将光动力及能量的大部分发射为EUV及UV光。可通过保持反应腔室(池1)中的真空来减小压力以将等离子体保持在光学上不太厚的条件下以停
止短波长光的衰减。在一个实施方式中，光-电转换器包括本公开的光伏转换器，其包括对
从电池中发出的光的大部分波长区域(诸如对应于至少10％的光能输出)有响应的光伏
(PV)电池。在一个实施方式中，燃料可包括具有捕集氢和捕集H2O中的至少一种的银注料。
光发射主要可包括紫外线光，诸如波长区域在约120nm至300nm中的光。PV电池可响应于约
120nm至300nm的波长区域中的至少一部分。PV电池可包括III族氮化物，诸如InGaN、GaN及
AlGaN中的至少一种。在一个实施方式中，PV电池包括SiC。在一个实施方式中，PV电池可包
括多个结。这些结可串联层叠。在另一实施方式中，结是独立的或电并联。独立的结可机械
堆叠或晶片接合。示例性多结PV电池包括至少两个结，其包括诸如来自InGaN、GaN及AlGaN
的组中的多种材料等n-p掺杂半导体。GaN的n掺杂剂可包括氧，且p掺杂剂可包括Mg。示例性
三结电池可包括InGaN//GaN//AlGaN，其中//可以指隔离透明晶片结合层或机械堆叠。PV可
在相当于聚光光伏装置(CPV)的光强度的高光强度下运行。衬底可为蓝宝石、Si、SiC及GaN
中的至少一种，其中后两者提供用于CPV应用的最佳晶格匹配。可使用本领域中已知的金属
有机气相外延(MOVPE)方法来沉积层。可通过诸如在CPV中使用的冷却板或诸如市售GaN二
极管激光器等二极管激光器来冷却电池。如在CPV电池的情况中那样，栅极接触可安装于电
池的正面及背面上。在一个实施方式中，PV转换器可具有对响应的光基本上透明的保护窗。
窗可对响应光至少10％透明。窗可对UV光透明。窗可包括涂层，诸如在PV电池上的UV透明涂
层。涂层可包括本公开的UV窗的材料，诸如蓝宝石或MgF2窗。其他合适窗包括LiF及CaF2。可通过诸如气相沉积等沉积来施加涂层。
止短波长光的衰减。在一个实施方式中，光-电转换器包括本公开的光伏转换器，其包括对
从电池中发出的光的大部分波长区域(诸如对应于至少10％的光能输出)有响应的光伏
(PV)电池。在一个实施方式中，燃料可包括具有捕集氢和捕集H2O中的至少一种的银注料。
光发射主要可包括紫外线光，诸如波长区域在约120nm至300nm中的光。PV电池可响应于约
120nm至300nm的波长区域中的至少一部分。PV电池可包括III族氮化物，诸如InGaN、GaN及
AlGaN中的至少一种。在一个实施方式中，PV电池包括SiC。在一个实施方式中，PV电池可包
括多个结。这些结可串联层叠。在另一实施方式中，结是独立的或电并联。独立的结可机械
堆叠或晶片接合。示例性多结PV电池包括至少两个结，其包括诸如来自InGaN、GaN及AlGaN
的组中的多种材料等n-p掺杂半导体。GaN的n掺杂剂可包括氧，且p掺杂剂可包括Mg。示例性
三结电池可包括InGaN//GaN//AlGaN，其中//可以指隔离透明晶片结合层或机械堆叠。PV可
在相当于聚光光伏装置(CPV)的光强度的高光强度下运行。衬底可为蓝宝石、Si、SiC及GaN
中的至少一种，其中后两者提供用于CPV应用的最佳晶格匹配。可使用本领域中已知的金属
有机气相外延(MOVPE)方法来沉积层。可通过诸如在CPV中使用的冷却板或诸如市售GaN二
极管激光器等二极管激光器来冷却电池。如在CPV电池的情况中那样，栅极接触可安装于电
池的正面及背面上。在一个实施方式中，PV转换器可具有对响应的光基本上透明的保护窗。
窗可对响应光至少10％透明。窗可对UV光透明。窗可包括涂层，诸如在PV电池上的UV透明涂
层。涂层可包括本公开的UV窗的材料，诸如蓝宝石或MgF2窗。其他合适窗包括LiF及CaF2。可通过诸如气相沉积等沉积来施加涂层。
[0493] PV转换器26a的电池可以包括光子设计，其迫使发射器和电池单模正好在半导体带隙上方交叉共振耦合和阻抗匹配，从而产生“挤压的”窄带近场发射光谱。具体地，示例性PV电池可包括表面等离子体激元极化子热发射器和银背衬半导体薄膜光伏电池。
[0494] 在产生器的一个实施方式中(其中该产生器包括电磁泵和电极电磁泵中的至少一种，以泵送注入的熔融金属，该金属在此称为注料、熔化或熔融金属)，注料或颗粒抛射体经受垂直于磁场及流过包括注料的电枢的电流方向引导的洛伦兹力。平行于轨道的洛伦兹力
F通过以下得出：
F通过以下得出：
[0495] F＝Li×B(32)
[0496] 其中，i是电流，L是通过轨道之间的注料或颗粒的电流的路径长度，且B是磁通量。示例性注料包括熔融银球或具有夹带气体(诸如H2和H2O中至少一种)的液滴。
[0497] 第二容器5c可包括在熔体朝向在注射地点引导的管道状第二容器5c的端部处的喷嘴5q流动时将H2和气体H2O中的至少一种供应至熔体的至少一个歧管，诸如氢歧管和输入
管线5w以及水蒸气歧管和输入管线5x。在一个实施方式中，H2和H2O注射系统包括气体管线、歧管、压力表、调节器、流量计和注射器，且在使用共用歧管注射两种气体的情况中可还包
括H2-水蒸气混合器和调节器。在一个实施方式中，液体水可注射至熔体中。可通过诸如蠕
动泵等泵及重力进料中的至少一种实现注射。在一个实施方式中，燃料金属可包括铜银合
金。通过氢歧管和输入管线5w注射至熔体中的H2气体可用于还原在电池运行期间形成的诸
如CuO等合金的任何氧化物。另外，可通过添加氢气(可为间歇式)而在电池中原位还原合金
的氧化物。还可通过电池外的氢处理还原合金的氧化物。
管线5w以及水蒸气歧管和输入管线5x。在一个实施方式中，H2和H2O注射系统包括气体管线、歧管、压力表、调节器、流量计和注射器，且在使用共用歧管注射两种气体的情况中可还包
括H2-水蒸气混合器和调节器。在一个实施方式中，液体水可注射至熔体中。可通过诸如蠕
动泵等泵及重力进料中的至少一种实现注射。在一个实施方式中，燃料金属可包括铜银合
金。通过氢歧管和输入管线5w注射至熔体中的H2气体可用于还原在电池运行期间形成的诸
如CuO等合金的任何氧化物。另外，可通过添加氢气(可为间歇式)而在电池中原位还原合金
的氧化物。还可通过电池外的氢处理还原合金的氧化物。
[0498] 造粒机5a可使用诸如至少一个感应耦合加热器等至少一个加热器加热。在一个实施方式中，感应耦合加热器可包括感应耦合加热器电源5m。可使用沿着第一容器5b从其入
口延伸至电磁泵5k的入口的第一感应耦合加热器线圈5f加热造粒机5a。包括线圈5f的第一
感应耦合加热器可在具有坩埚5d和绝缘体5e的第一容器5b的外周。加热器可还包括可沿着
第二容器5c自电磁泵5k的出口延伸至第二容器5c的喷嘴5q的第二感应耦合加热器线圈5o。
包括线圈5o的第二感应耦合加热器可在具有坩埚5d和绝缘体5e的第二容器5c的外周。对应
的第一和第二加热线圈界定第一和第二加热区段或区域。第一区段可加热到至少高于银熔
点(962℃)的温度以形成泵送的熔体。容器和线圈可包括高Q腔，其还包括回收的产物熔体。
在一个实施方式中，可注射诸如H2O和H2的至少一种等气体以增大熔体的电阻，从而改善来
自感应耦合加热器的辐射与熔体的耦合。第二区段可相对于第一区段过加热。第二区段中
熔体的温度可保持在约965℃至3000℃、965℃至2000℃和965℃至1300℃中的至少一个范
围中。光学高温计、热阻器或热电偶可用于监测熔体温度。在一个实施方式中，因诸如电阻
加热等机制而在泵5k中消散的动力可贡献于加热熔体。过加热可增大熔体中的至少一种处
理气体(诸如H2及水蒸气的至少一种)的吸收。
口延伸至电磁泵5k的入口的第一感应耦合加热器线圈5f加热造粒机5a。包括线圈5f的第一
感应耦合加热器可在具有坩埚5d和绝缘体5e的第一容器5b的外周。加热器可还包括可沿着
第二容器5c自电磁泵5k的出口延伸至第二容器5c的喷嘴5q的第二感应耦合加热器线圈5o。
包括线圈5o的第二感应耦合加热器可在具有坩埚5d和绝缘体5e的第二容器5c的外周。对应
的第一和第二加热线圈界定第一和第二加热区段或区域。第一区段可加热到至少高于银熔
点(962℃)的温度以形成泵送的熔体。容器和线圈可包括高Q腔，其还包括回收的产物熔体。
在一个实施方式中，可注射诸如H2O和H2的至少一种等气体以增大熔体的电阻，从而改善来
自感应耦合加热器的辐射与熔体的耦合。第二区段可相对于第一区段过加热。第二区段中
熔体的温度可保持在约965℃至3000℃、965℃至2000℃和965℃至1300℃中的至少一个范
围中。光学高温计、热阻器或热电偶可用于监测熔体温度。在一个实施方式中，因诸如电阻
加热等机制而在泵5k中消散的动力可贡献于加热熔体。过加热可增大熔体中的至少一种处
理气体(诸如H2及水蒸气的至少一种)的吸收。
[0499] 在一个实施方式中，造粒机可包括多个加热器(诸如各自包括如线圈天线等天线的感应耦合加热器)和通过感应耦合加热器引线5p将电磁动力供应至加热器线圈5f和5o的
感应耦合加热器电源5m。感应耦合加热器电源5m可包括连接多个天线的共享电源，其中可
通过诸如匹配或调谐电路等电路调整至各个天线的功率。在另一实施方式中，各个天线可
由其独立电源驱动。在共享或独立电源的情况中，各个加热器可还包括由各个线圈递送动
力的控制器。在另一实施方式中，感应耦合加热器包括由一个电源驱动的一个天线，其中，
天线被设计为选择性地将所需比例的动力递送至各个第一加热区段和第二加热区段。可根
据诸如以下选项中的固定差异等分隔手段在两个区段之间划分加热功率：(i)通过(例如)
不同数量线圈匝实现的天线增益，(ii)可变可控制的天线增益，(iii)开关和(iv)匹配或调
谐网络。可通过可桥接电磁泵5k的区段之间的其他感应耦合加热器引线5p连接两个线圈区
段。引线可被设计为传输而非消散动力，使得通过线圈5f和5o将加热动力选择性地递送且
消散至燃料熔体中。
感应耦合加热器电源5m。感应耦合加热器电源5m可包括连接多个天线的共享电源，其中可
通过诸如匹配或调谐电路等电路调整至各个天线的功率。在另一实施方式中，各个天线可
由其独立电源驱动。在共享或独立电源的情况中，各个加热器可还包括由各个线圈递送动
力的控制器。在另一实施方式中，感应耦合加热器包括由一个电源驱动的一个天线，其中，
天线被设计为选择性地将所需比例的动力递送至各个第一加热区段和第二加热区段。可根
据诸如以下选项中的固定差异等分隔手段在两个区段之间划分加热功率：(i)通过(例如)
不同数量线圈匝实现的天线增益，(ii)可变可控制的天线增益，(iii)开关和(iv)匹配或调
谐网络。可通过可桥接电磁泵5k的区段之间的其他感应耦合加热器引线5p连接两个线圈区
段。引线可被设计为传输而非消散动力，使得通过线圈5f和5o将加热动力选择性地递送且
消散至燃料熔体中。
[0500] 通过感应耦合加热器加热的区段各自可包括坩埚，坩埚包括对诸如感应耦合加热器的RF辐射等辐射透明的材料。示例性材料是二氧化硅(诸如石英或硅石)、氧化锆和蓝宝
石、氧化铝、MgF2、氮化硅和石墨。各坩埚可使用还对感应耦合加热器的辐射透明的高温绝
缘体5e绝缘。第二容器5c与电磁泵5k接触的部分可包括导体和可渗透磁场的材料，使得泵
5k的所施加电流和磁场可通过熔体。RF透明区段可通过接头(诸如包括法兰及垫圈的接头)
连接至导电且可渗透磁场的区段。接头可包括诸如C夹等夹、抓斗类型、螺栓配件或拉紧线。
接头可在高温下工作且可对熔融燃料保持稳定。示例性垫圈是石墨垫圈。作为另选，垫圈可
包括熔融燃料电池中常见的湿封类型，其中燃料在容器中为液体且在容器与泵的接头或管
套的周边(其中温度低于熔点)处为固体。管套可包括用于管道起泡器的穿透部和阀中的至
少一种。
石、氧化铝、MgF2、氮化硅和石墨。各坩埚可使用还对感应耦合加热器的辐射透明的高温绝
缘体5e绝缘。第二容器5c与电磁泵5k接触的部分可包括导体和可渗透磁场的材料，使得泵
5k的所施加电流和磁场可通过熔体。RF透明区段可通过接头(诸如包括法兰及垫圈的接头)
连接至导电且可渗透磁场的区段。接头可包括诸如C夹等夹、抓斗类型、螺栓配件或拉紧线。
接头可在高温下工作且可对熔融燃料保持稳定。示例性垫圈是石墨垫圈。作为另选，垫圈可
包括熔融燃料电池中常见的湿封类型，其中燃料在容器中为液体且在容器与泵的接头或管
套的周边(其中温度低于熔点)处为固体。管套可包括用于管道起泡器的穿透部和阀中的至
少一种。
[0501] 在泵为适用于常见坩埚和管材料及泵管的类型的情况中，穿过电磁泵5k的泵管可包括对感应耦合加热器的辐射透明的材料。泵管的材料可为与第一容器和第二容器的至少
一个的材料相同的材料。接头可包括陶瓷-陶瓷接头，其中，陶瓷包括对感应耦合加热器的
辐射透明的材料，诸如二氧化硅、石英、氧化铝、蓝宝石、氧化锆、MgF2和氮化硅中的至少一种。作为另选，在泵为适用于常见坩埚和管材料的类型且泵管包括与容器的至少一个相同
或等同的材料的情况中，可消除接头，使得存在容器至泵的连续性。示例性感应型或机械泵
的容器和泵管中的至少一个的示例性材料是氮化硅。在另一实施方式中，来自第一容器、第
二容器、第二容器的歧管区段和泵管的组中的至少一个部件可包括吸收感应耦合加热器的
辐射的材料(诸如金属或石墨)，使其间接加热部件中容纳的燃料金属。加热器可加热所述
部件，且来自经加热的部件的热传递可二次加热部件内侧的燃料金属。
一个的材料相同的材料。接头可包括陶瓷-陶瓷接头，其中，陶瓷包括对感应耦合加热器的
辐射透明的材料，诸如二氧化硅、石英、氧化铝、蓝宝石、氧化锆、MgF2和氮化硅中的至少一种。作为另选，在泵为适用于常见坩埚和管材料的类型且泵管包括与容器的至少一个相同
或等同的材料的情况中，可消除接头，使得存在容器至泵的连续性。示例性感应型或机械泵
的容器和泵管中的至少一个的示例性材料是氮化硅。在另一实施方式中，来自第一容器、第
二容器、第二容器的歧管区段和泵管的组中的至少一个部件可包括吸收感应耦合加热器的
辐射的材料(诸如金属或石墨)，使其间接加热部件中容纳的燃料金属。加热器可加热所述
部件，且来自经加热的部件的热传递可二次加热部件内侧的燃料金属。
[0502] 在特定的示例性实施方式中，第一容器5b包括诸如石英等RF透明材料。第一容器的石英区段连接至金属弯头，诸如连接至金属管道管(诸如电磁泵5k的高温不锈钢(SS)管
道管)的高温不锈钢(SS)弯头。该管连接至包括诸如高温不锈钢(SS)弯头等金属弯头的第
二容器5c，金属弯头进一步连接至诸如石英等RF透明材料。石英管终止于喷嘴5q。第二容器
可还包括可穿透电池且使喷嘴5q与电极8的间隙8g对准的S或C状区段。连接各区段之间的
各接头可包括夹和诸如石墨垫圈等垫圈。在一个实施方式中，造粒机包括诸如RF透明区段
等短加热区段5b、至泵管的金属接头过渡体、可处于容器5b的垂直区段中的电磁泵5k、至弯
头(诸如具有用于延伸穿过在喷嘴5q中结束的第二较长RF透明加热区段5c的管道起泡器5z
的金属配件或穿透部的金属弯头)的过渡体。包括第一和第二容器的RF透明区段可包括石
英，石英至金属接头可包括使用夹保持在一起的连结区段上的石英和金属缘。示例性管道
管尺寸及容器尺寸分别为1cm ID和2cm ID。管道管可包括高温不锈钢，且RF透明容器可包
括石英。
道管)的高温不锈钢(SS)弯头。该管连接至包括诸如高温不锈钢(SS)弯头等金属弯头的第
二容器5c，金属弯头进一步连接至诸如石英等RF透明材料。石英管终止于喷嘴5q。第二容器
可还包括可穿透电池且使喷嘴5q与电极8的间隙8g对准的S或C状区段。连接各区段之间的
各接头可包括夹和诸如石墨垫圈等垫圈。在一个实施方式中，造粒机包括诸如RF透明区段
等短加热区段5b、至泵管的金属接头过渡体、可处于容器5b的垂直区段中的电磁泵5k、至弯
头(诸如具有用于延伸穿过在喷嘴5q中结束的第二较长RF透明加热区段5c的管道起泡器5z
的金属配件或穿透部的金属弯头)的过渡体。包括第一和第二容器的RF透明区段可包括石
英，石英至金属接头可包括使用夹保持在一起的连结区段上的石英和金属缘。示例性管道
管尺寸及容器尺寸分别为1cm ID和2cm ID。管道管可包括高温不锈钢，且RF透明容器可包
括石英。
[0503] 在另一实施方式中，造粒机部件的至少一个(诸如熔体导管部件和气体递送部件，其包括第一容器5b、第二容器5c、泵管、第二容器5c的歧管区段(图2I11)和管道起泡器5z
(图2I13)中的至少一个)可包括从感应耦合加热器吸收至少部分动力且间接加热诸如银或
Ag-Cu合金熔体等燃料熔体的材料。在后一情况中，诸如石英、二氧化硅、蓝宝石、氧化锆或陶瓷壁等容器壁可对感应耦合加热器的RF功率透明。造粒机部件可包括高温不锈钢、铌、
镍、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、钼、钨、H242、TZM、钛、铬、钴、碳化钨及具有高于燃料熔体的熔点的其他金属及合金。金属可具有高效率，以吸收来自加
热器的辐射。诸如容器等组件可较窄以有效地间接加热燃料熔体。示例性容器为管尺寸为
1/4英寸至3/8英寸ID的管。可通过诸如在氧气氛中加热的手段预氧化诸如容器、泵管和管
道起泡器等部件的熔体接触表面，以便形成钝化层，从而防止与注射水蒸气或变为水蒸气
的水反应。在一个实施方式中，可使用诸如银熔体等熔体润湿部件的壁以保护壁免于与水
反应。在此情况中，水反应性金属可用于造粒机部件。接头可为焊缝、Swagelok及本领域中
已知的用于连接金属部件的其他接头。部件可由与泵管相同的材料制成，诸如锆、铌、钛、
钽、其他耐火金属和高温不锈钢中的至少一种，高温不锈钢为诸如Haynes188、Haynes 230
和Haynes HR-160中的至少一种。
(图2I13)中的至少一个)可包括从感应耦合加热器吸收至少部分动力且间接加热诸如银或
Ag-Cu合金熔体等燃料熔体的材料。在后一情况中，诸如石英、二氧化硅、蓝宝石、氧化锆或陶瓷壁等容器壁可对感应耦合加热器的RF功率透明。造粒机部件可包括高温不锈钢、铌、
镍、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、钼、钨、H242、TZM、钛、铬、钴、碳化钨及具有高于燃料熔体的熔点的其他金属及合金。金属可具有高效率，以吸收来自加
热器的辐射。诸如容器等组件可较窄以有效地间接加热燃料熔体。示例性容器为管尺寸为
1/4英寸至3/8英寸ID的管。可通过诸如在氧气氛中加热的手段预氧化诸如容器、泵管和管
道起泡器等部件的熔体接触表面，以便形成钝化层，从而防止与注射水蒸气或变为水蒸气
的水反应。在一个实施方式中，可使用诸如银熔体等熔体润湿部件的壁以保护壁免于与水
反应。在此情况中，水反应性金属可用于造粒机部件。接头可为焊缝、Swagelok及本领域中
已知的用于连接金属部件的其他接头。部件可由与泵管相同的材料制成，诸如锆、铌、钛、
钽、其他耐火金属和高温不锈钢中的至少一种，高温不锈钢为诸如Haynes188、Haynes 230
和Haynes HR-160中的至少一种。
[0504] 在一个实施方式中，通过诸如5f和5o等感应耦合加热器中的至少一种加热的造粒机的至少一个容器包括诸如吸收感应耦合加热器的辐射功率且间接加热容器中容纳的诸
如银等金属的金属等材料。非常高效地吸收感应耦合加热器的RF辐射的示例性金属为钽、
铌、铁金属及铬钼金属。在一个实施方式中，造粒机的至少一个容器包括管路，管路包括高
效地吸收来自感应耦合加热器的辐射的材料，诸如钽、铌或铁金属，如铬钼钢。管路可卷绕
以允许加热感应耦合加热器的线圈内的较长长度区段。管路可具有诸如在约1mm至10mm的
范围内的小直径以有效地间接加热管路内侧的金属。诸如抛光或电抛光管路等管路可具有
低辐射率。可使用诸如基本上对感应耦合加热器的辐射透明的绝缘体等包裹管路。绝缘体
可有效地使传导和对流热损耗最小化，且可进一步至少部分反射来自管路的红外线辐射以
减小辐射功率损耗。在一个实施方式中，造粒机可还包括真空腔室或围绕造粒机的至少一
部分提供真空腔室的池延伸部。围绕容器的真空可减小传导和对流热损耗，且降低所需加
热器功率以将熔体保持在所需温度。真空可进一步减少管路的氧化以保持其所需的低辐射
率。
如银等金属的金属等材料。非常高效地吸收感应耦合加热器的RF辐射的示例性金属为钽、
铌、铁金属及铬钼金属。在一个实施方式中，造粒机的至少一个容器包括管路，管路包括高
效地吸收来自感应耦合加热器的辐射的材料，诸如钽、铌或铁金属，如铬钼钢。管路可卷绕
以允许加热感应耦合加热器的线圈内的较长长度区段。管路可具有诸如在约1mm至10mm的
范围内的小直径以有效地间接加热管路内侧的金属。诸如抛光或电抛光管路等管路可具有
低辐射率。可使用诸如基本上对感应耦合加热器的辐射透明的绝缘体等包裹管路。绝缘体
可有效地使传导和对流热损耗最小化，且可进一步至少部分反射来自管路的红外线辐射以
减小辐射功率损耗。在一个实施方式中，造粒机可还包括真空腔室或围绕造粒机的至少一
部分提供真空腔室的池延伸部。围绕容器的真空可减小传导和对流热损耗，且降低所需加
热器功率以将熔体保持在所需温度。真空可进一步减少管路的氧化以保持其所需的低辐射
率。
[0505] 在包括气体歧管的气体处理区段中，容器壁可包括具有减小至低氢渗透性且能够承受高温的材料。合适的材料是诸如钨和钼等耐火金属及氮化物结合氮化硅管。在歧管区
段中没有感应耦合加热器的情况下，容器可以衬垫有绝缘体。可通过第二容器的连续区段
绝缘且加热此区段，熔体自第二容器流动至此区段中。必要时，除绝缘体以外，可通过加热
金属壁且间接加热熔体的感应耦合加热器保持温度。作为另选，可使用另一类型的加热器，
诸如电阻加热器。在一个实施方式中，歧管区段还包括混合器以增大H2和气体H2O混入熔体
中的速率。混合器可包括电磁类型(诸如利用电流和磁场的至少一种在熔体中产生涡流的
电磁类型)和包括运动搅拌棒叶片或叶轮的机械类型。H2和气体H2O变得混入熔体中以形成
在点火地点处从喷嘴5q喷出的熔融燃料。造粒机5a还包括H2和H2O的源，诸如分别连接至歧
管5w和5x的气罐及管线5u和5v。作为另选，通过H2O罐、蒸汽发电机及蒸汽管线5v将H2O提供
为蒸汽。可使用通过发电机产生的电由水电解提供氢气。
段中没有感应耦合加热器的情况下，容器可以衬垫有绝缘体。可通过第二容器的连续区段
绝缘且加热此区段，熔体自第二容器流动至此区段中。必要时，除绝缘体以外，可通过加热
金属壁且间接加热熔体的感应耦合加热器保持温度。作为另选，可使用另一类型的加热器，
诸如电阻加热器。在一个实施方式中，歧管区段还包括混合器以增大H2和气体H2O混入熔体
中的速率。混合器可包括电磁类型(诸如利用电流和磁场的至少一种在熔体中产生涡流的
电磁类型)和包括运动搅拌棒叶片或叶轮的机械类型。H2和气体H2O变得混入熔体中以形成
在点火地点处从喷嘴5q喷出的熔融燃料。造粒机5a还包括H2和H2O的源，诸如分别连接至歧
管5w和5x的气罐及管线5u和5v。作为另选，通过H2O罐、蒸汽发电机及蒸汽管线5v将H2O提供
为蒸汽。可使用通过发电机产生的电由水电解提供氢气。
[0506] 从喷嘴5q喷出高压熔体实现了将燃料注射至电极中，其中通过至少一个电磁泵5k产生高压。可通过相对于熔体容器5c的截面面积控制喷射喷嘴5q的截面面积而增大压力。
喷嘴孔口是可调节并可控制的。如电导率传感器或光学传感器(诸如红外线传感器)等传感
器和计算机可控制泵5k的压力和注射速率。喷嘴5q可还包括阀，诸如本公开的可提供额外
注射控制的阀。阀可包括针型，其中喷嘴开口作为阀座。在包括电磁泵5k的SF-CIHT电池的
实施方式中，电磁泵的诸如快电流控制器等快控制器用作阀，因为在基本上与根据取决于
电流的洛伦兹力(式(32))的电流相同的时间范围消除了泵产生的压力。可通过控制喷嘴大
小、喷嘴孔口间的压力、使用诸如电磁或压电振动器等振动器施加至喷嘴的振动和熔体的
温度、粘度和表面张力中的至少一种来控制注料大小。可使用诸如光学传感器(如红外线传
感器)等传感器感测注料的运动。位置数据可回馈至注射和点火的控制器中的至少一个中，
以同步使燃料流动至点火过程中。可通过法拉第笼围绕喷嘴5q以防止RF场感应注料中的涡
流并导致注料偏离至进行点火的电极间隙中的直线路径。
喷嘴孔口是可调节并可控制的。如电导率传感器或光学传感器(诸如红外线传感器)等传感
器和计算机可控制泵5k的压力和注射速率。喷嘴5q可还包括阀，诸如本公开的可提供额外
注射控制的阀。阀可包括针型，其中喷嘴开口作为阀座。在包括电磁泵5k的SF-CIHT电池的
实施方式中，电磁泵的诸如快电流控制器等快控制器用作阀，因为在基本上与根据取决于
电流的洛伦兹力(式(32))的电流相同的时间范围消除了泵产生的压力。可通过控制喷嘴大
小、喷嘴孔口间的压力、使用诸如电磁或压电振动器等振动器施加至喷嘴的振动和熔体的
温度、粘度和表面张力中的至少一种来控制注料大小。可使用诸如光学传感器(如红外线传
感器)等传感器感测注料的运动。位置数据可回馈至注射和点火的控制器中的至少一个中，
以同步使燃料流动至点火过程中。可通过法拉第笼围绕喷嘴5q以防止RF场感应注料中的涡
流并导致注料偏离至进行点火的电极间隙中的直线路径。
[0507] 通过表面张力形成并随后由喷嘴5q喷出的注料可辐射热量并冷却。从喷嘴5q至电极8之间的点火点的飞行距离可足以使金属形成球体，且各球体可充分冷却以在外部形成
壳。为增强冷却速率以协助形成球形注料和具有外固体壳的球形注料中的至少一种，可使
用喷雾器(如本公开的喷雾器)用诸如水滴等水对喷出的熔融燃料流进行喷洒。示例性水喷
雾器是美国专利第5,390,854号的Fog Buster Model#10110。可使用制冷器凝结多余水以
保持电池中的大致真空。在一个实施方式中，喷雾器和水冷凝器或制冷器可使用正好在注
料5t喷出时可以冷却注料5t的喷嘴冷却器5s代替。冷却可包括辐射器(诸如包括辐射热的
蓄热体的辐射器)、具有至制冷器的管线31d和31e的喷嘴上的热交换器和制冷器31a和喷嘴
5s上的帕耳帖制冷器中的至少一种。流动至造粒机5a的喷嘴区段中的熔体可具有基本上的
高温，以便吸收上游气体施加区段中的诸如H2和H2O等所施加的气体。可使用喷嘴冷却使熔
体温度急冷。正当熔体喷出时可将温度降低至刚高于熔点。低温熔体可形成球体，且各自可
在其从喷嘴行进至电极时随后随着辐射冷却形成固体壳。使用诸如辐射器和热交换器及制
冷器等大致高容量冷却装置，喷射处的温度可被构建为在大致温度范围内，诸如熔体熔点
的约50℃内。可使用诸如帕耳帖制冷器等高度可控制的低容量冷却器实现所需温度附近的
更精确温度，诸如在熔体熔点的约1℃至5℃内。
壳。为增强冷却速率以协助形成球形注料和具有外固体壳的球形注料中的至少一种，可使
用喷雾器(如本公开的喷雾器)用诸如水滴等水对喷出的熔融燃料流进行喷洒。示例性水喷
雾器是美国专利第5,390,854号的Fog Buster Model#10110。可使用制冷器凝结多余水以
保持电池中的大致真空。在一个实施方式中，喷雾器和水冷凝器或制冷器可使用正好在注
料5t喷出时可以冷却注料5t的喷嘴冷却器5s代替。冷却可包括辐射器(诸如包括辐射热的
蓄热体的辐射器)、具有至制冷器的管线31d和31e的喷嘴上的热交换器和制冷器31a和喷嘴
5s上的帕耳帖制冷器中的至少一种。流动至造粒机5a的喷嘴区段中的熔体可具有基本上的
高温，以便吸收上游气体施加区段中的诸如H2和H2O等所施加的气体。可使用喷嘴冷却使熔
体温度急冷。正当熔体喷出时可将温度降低至刚高于熔点。低温熔体可形成球体，且各自可
在其从喷嘴行进至电极时随后随着辐射冷却形成固体壳。使用诸如辐射器和热交换器及制
冷器等大致高容量冷却装置，喷射处的温度可被构建为在大致温度范围内，诸如熔体熔点
的约50℃内。可使用诸如帕耳帖制冷器等高度可控制的低容量冷却器实现所需温度附近的
更精确温度，诸如在熔体熔点的约1℃至5℃内。
[0508] 造粒机5a可还包括制冷器以冷却感应耦合加热器，还可包括单独的制冷器或与喷嘴制冷器31a和诸如PV转换器制冷器31等动力转换器制冷器中的至少一个相同的制冷器。
还可使用将热排出至制冷器的热交换器来冷却包括电极和汇流条的点火系统，制冷器可包
括还冷却诸如PV转换器等另一系统的诸如31等制冷器。
还可使用将热排出至制冷器的热交换器来冷却包括电极和汇流条的点火系统，制冷器可包
括还冷却诸如PV转换器等另一系统的诸如31等制冷器。
[0509] 燃料的点火形成分数氢及氧，其可使用真空泵13a(诸如鲁氏泵、涡旋泵、低温泵、隔膜泵、干真空鲁氏泵及本领域技术人员已知的其他泵)抽出。多余水和氢可回收且再循
环。可通过差分泵送除去水。在一个实施方式中，可通过泵送和本公开的其他手段(诸如通
过分液手段)除去形成于等离子体中的氢及氧。氢和氧的除去可用作除去多余水的手段。在
电极处保持包括水的气氛的情况中，可通过泵送除去多余的水。水可在电池26中或与电池
26内侧连接的制冷器处凝结且再使用。作为另选，例如，还可使用泵13a抽出水。压力可保持在防止通过电池发出的光过度衰减的至少一种且允许点火粒子在重力影响下基本上不受
阻碍地落下的压力范围中。压力可保持在约1纳托至100atm、0.1毫托至1atm及10毫托至2托
中的至少一个压力范围中。
环。可通过差分泵送除去水。在一个实施方式中，可通过泵送和本公开的其他手段(诸如通
过分液手段)除去形成于等离子体中的氢及氧。氢和氧的除去可用作除去多余水的手段。在
电极处保持包括水的气氛的情况中，可通过泵送除去多余的水。水可在电池26中或与电池
26内侧连接的制冷器处凝结且再使用。作为另选，例如，还可使用泵13a抽出水。压力可保持在防止通过电池发出的光过度衰减的至少一种且允许点火粒子在重力影响下基本上不受
阻碍地落下的压力范围中。压力可保持在约1纳托至100atm、0.1毫托至1atm及10毫托至2托
中的至少一个压力范围中。
[0510] 发电机可包括静电沉淀器(ESP)，其可包括高电压电源，所述电源可关闭光伏(PV)转换器和PV转换器功率的功率调节器中的至少一个。电源可在ESP电极之间供应动力以引
起静电沉淀并回收点火产物。在一个实施方式中，ESP沉淀器还包括诸如中心电极等成套电
极，如具有极性的线电极88(图2I23)和具有相反极性的至少一个对电极89。
起静电沉淀并回收点火产物。在一个实施方式中，ESP沉淀器还包括诸如中心电极等成套电
极，如具有极性的线电极88(图2I23)和具有相反极性的至少一个对电极89。
[0511] 本公开设想了其他实施方式：混合及匹配本公开的现有实施方式的多个方面(诸如关于回收系统、注射系统及点火系统的那些方面)。例如，注料或颗粒可从电极上方从喷
嘴5q直接落下至电极中(图2I17)。点火产物可流动至可在辊上方或下方的造粒机中。金属
可泵送至电极上方，且注料可滴落或注射至电极中。在另一实施方式中，点火产物可输送至
可在电极上方的造粒机。PV面板可被取向为使光的捕获最大化，其中具有常规知识的本领
域技术人员可预期并确定除对光伏转换器26a所示的取向以外的其他位置。同样适用于本
公开的其他系统和系统组合的相对取向。
嘴5q直接落下至电极中(图2I17)。点火产物可流动至可在辊上方或下方的造粒机中。金属
可泵送至电极上方，且注料可滴落或注射至电极中。在另一实施方式中，点火产物可输送至
可在电极上方的造粒机。PV面板可被取向为使光的捕获最大化，其中具有常规知识的本领
域技术人员可预期并确定除对光伏转换器26a所示的取向以外的其他位置。同样适用于本
公开的其他系统和系统组合的相对取向。
[0512] 在图2I10至图2I23中所示的实施方式中，点火系统包括一对固定电极8(在其之间具有构建开路的间隙8g)、引起燃料2点火的电力源2及将电力源2连接至该对电极8的一组
汇流条9和10。可通过点火系统的冷却系统冷却电极和汇流条的至少一个。间隙8g可填充有
导电性燃料，并且通过熔融燃料从注射系统(诸如包括电磁泵5k和喷嘴5q的注射系统)的注
射而闭合电路。注射的熔融燃料可包括球形注料5t，其可为熔融、部分熔融且与固化壳一起
熔融中的至少一种。固体燃料可作为注料流、连续流或注料与流的组合递送。供给至电极的
熔融燃料可还包括连续流或间歇周期的注料和连续流。电力源2可包括至少一个电容器，诸
如通过光-电转换器(诸如PV或PE转换器)充电的电容器组。充电电路可与电力源2和电极8
并联。在另一实施方式中，充电电路可与电力源2和辊2串联，其中开关在电极处于开路状态
时将充电电路连接至电力源。电压可为约0.1V至10V的范围。可通过串联连接电容器来实现
所需的最大电压。电压调节器可控制最大充电电压。峰值电流可为约100A至40kA的范围。可
通过并联连接电容器来实现所需的最大电流，通过串联连接的并联组实现所需电压。点火
电路可包括浪涌保护器以保护点火系统不受点火期间产生的电压浪涌的影响。示例性浪涌
保护器可包括至少一个电容器和一个二极管，如Vishay二极管(VS-UFB130FA20)。电压和电
流被选择为实现点火以在最小化输入能量时在动力转换器具有选择性的区域中产生最大
光发射。示例性电力源包括两个串联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/
3400F)，以提供约5V至6V和2500A至10,000A。另一示例性电力源包括四个串联电容器
(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，以提供约9.5V和约4kA至10kA。另一
示例性电力源包括两组并联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，
其中三个串联提供约8.5V和约4kA至10kA，以及三并两串以提供约5至6V和约4kA至10kA。示
例性电力源包括两组并联的两个串联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器
2.85V/3400F)，以提供约5至6V和约2500A至10,000A。示例性电力源包括包含24个电容器
(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)的至少一个电容器组，所述电容器组
包括四组并联的6个串联电容器，以提供每组约16至18V和8000A至14000A。所述电容器组可
以以串联和并联中的至少一种方式连接。作为另选，电容器组可以扩展。示例性电容器组包
括48个电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，所述电容器包括四组
并联的12个串联电容器，以提供30至40V和15000A至25000A。使用更高电压的电容器可以实
现更高的电流，例如具有高于2.85V的电压的定制3400F Maxwell电容器，每个电容器以串
联和并联中的至少一种连接以实现期望的电压和电流。
汇流条9和10。可通过点火系统的冷却系统冷却电极和汇流条的至少一个。间隙8g可填充有
导电性燃料，并且通过熔融燃料从注射系统(诸如包括电磁泵5k和喷嘴5q的注射系统)的注
射而闭合电路。注射的熔融燃料可包括球形注料5t，其可为熔融、部分熔融且与固化壳一起
熔融中的至少一种。固体燃料可作为注料流、连续流或注料与流的组合递送。供给至电极的
熔融燃料可还包括连续流或间歇周期的注料和连续流。电力源2可包括至少一个电容器，诸
如通过光-电转换器(诸如PV或PE转换器)充电的电容器组。充电电路可与电力源2和电极8
并联。在另一实施方式中，充电电路可与电力源2和辊2串联，其中开关在电极处于开路状态
时将充电电路连接至电力源。电压可为约0.1V至10V的范围。可通过串联连接电容器来实现
所需的最大电压。电压调节器可控制最大充电电压。峰值电流可为约100A至40kA的范围。可
通过并联连接电容器来实现所需的最大电流，通过串联连接的并联组实现所需电压。点火
电路可包括浪涌保护器以保护点火系统不受点火期间产生的电压浪涌的影响。示例性浪涌
保护器可包括至少一个电容器和一个二极管，如Vishay二极管(VS-UFB130FA20)。电压和电
流被选择为实现点火以在最小化输入能量时在动力转换器具有选择性的区域中产生最大
光发射。示例性电力源包括两个串联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/
3400F)，以提供约5V至6V和2500A至10,000A。另一示例性电力源包括四个串联电容器
(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，以提供约9.5V和约4kA至10kA。另一
示例性电力源包括两组并联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，
其中三个串联提供约8.5V和约4kA至10kA，以及三并两串以提供约5至6V和约4kA至10kA。示
例性电力源包括两组并联的两个串联电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器
2.85V/3400F)，以提供约5至6V和约2500A至10,000A。示例性电力源包括包含24个电容器
(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)的至少一个电容器组，所述电容器组
包括四组并联的6个串联电容器，以提供每组约16至18V和8000A至14000A。所述电容器组可
以以串联和并联中的至少一种方式连接。作为另选，电容器组可以扩展。示例性电容器组包
括48个电容器(Maxwell Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，所述电容器包括四组
并联的12个串联电容器，以提供30至40V和15000A至25000A。使用更高电压的电容器可以实
现更高的电流，例如具有高于2.85V的电压的定制3400F Maxwell电容器，每个电容器以串
联和并联中的至少一种连接以实现期望的电压和电流。
[0513] 在图2I13和2I14中所示的实施方式中，歧管和注射器包括在第一容器5b和第二容器5c中的至少一个的内侧纵向延伸的管道起泡器5z。在一个实施方式中，管道起泡器5z包
括用于气体的封闭通道或导管和沿着其长度以将气体递送至围绕其的燃料熔体中的至少
一个穿孔。在一个实施方式中，管道起泡器具有沿着其长度分布于其表面上的穿孔或开口，
以沿着其长度在其表面上递送气体。管道起泡器可为至少一个容器内侧的中心线。可通过
沿着管道起泡器的辐条支持体保持中心线位置。在其输入端处，管道起泡器可在第一容器
的开放入口处进入第一容器5b的内部且可延伸穿过第一容器5b和第二容器5c中的至少一
个，使得其在喷嘴5q之前结束(图2I13)。在图2I14中所示的避免管道起泡器延伸穿过电磁
泵5k的另一实施方式中，管道起泡器在不延伸穿过泵5k的情况下在第一或第二容器的至少
一个中延伸。管道起泡器5z可将穿透部形成在容器的壁区域(诸如在接头或弯头(如第二容
器5c的接头或弯头)处)中(图2I16)且可在进入泵5k之前终止(图2I14)。管道起泡器可供应
有至少一个氢气管线、液体或气体水管线和共用氢和液体或气体水管线(诸如来自连接至
H2及H2O中的至少一种源的歧管的管线5y以及5v和5u)。
括用于气体的封闭通道或导管和沿着其长度以将气体递送至围绕其的燃料熔体中的至少
一个穿孔。在一个实施方式中，管道起泡器具有沿着其长度分布于其表面上的穿孔或开口，
以沿着其长度在其表面上递送气体。管道起泡器可为至少一个容器内侧的中心线。可通过
沿着管道起泡器的辐条支持体保持中心线位置。在其输入端处，管道起泡器可在第一容器
的开放入口处进入第一容器5b的内部且可延伸穿过第一容器5b和第二容器5c中的至少一
个，使得其在喷嘴5q之前结束(图2I13)。在图2I14中所示的避免管道起泡器延伸穿过电磁
泵5k的另一实施方式中，管道起泡器在不延伸穿过泵5k的情况下在第一或第二容器的至少
一个中延伸。管道起泡器5z可将穿透部形成在容器的壁区域(诸如在接头或弯头(如第二容
器5c的接头或弯头)处)中(图2I16)且可在进入泵5k之前终止(图2I14)。管道起泡器可供应
有至少一个氢气管线、液体或气体水管线和共用氢和液体或气体水管线(诸如来自连接至
H2及H2O中的至少一种源的歧管的管线5y以及5v和5u)。
[0514] 在一个实施方式中，第一容器5b和第二容器5c中的至少一个可包括具有卷绕管道起泡器5z的线圈，其可增大停留时间以将H2O和H2中的至少一种注射至燃料熔体中。造粒机
部件的至少一种(诸如容器5b和5c、泵管和管道起泡器5z)可由金属构成，其中可间接加热
燃料熔体。可使用穿过容器壁的固定螺钉将管道起泡器定位于容器内部。例如，可通过调整
围绕容器圆周以120°隔开设置的三个螺钉各自的相对凸出长度而实现管道起泡器中心定
位。
部件的至少一种(诸如容器5b和5c、泵管和管道起泡器5z)可由金属构成，其中可间接加热
燃料熔体。可使用穿过容器壁的固定螺钉将管道起泡器定位于容器内部。例如，可通过调整
围绕容器圆周以120°隔开设置的三个螺钉各自的相对凸出长度而实现管道起泡器中心定
位。
[0515] 造粒机可还包括接收来自诸如第一容器等容器的熔体的腔室。腔室可包括至少一个起泡器管(诸如腔室中的多个起泡器管)且可还包括供给起泡器管的歧管。水可作为蒸汽
供应至腔室以混入诸如熔融银等熔体中。蒸汽可预热至至少腔室的温度以避免热损耗。可
通过来自造粒机的加热区段(诸如第一容器)的热交换来预热蒸汽。可使用诸如感应耦合加
热器等加热器加热蒸汽。经蒸汽和氢中的至少一种处理的熔体(诸如熔融银)可流出腔室至
第二容器，第二容器可包括可使用诸如感应耦合加热器等加热器加热的管路。管路可穿透
池壁且在将熔体注射至电极中的喷嘴5q中终止。腔室可在腔室入口和出口的至少一个中包
括泵，诸如电磁泵。
供应至腔室以混入诸如熔融银等熔体中。蒸汽可预热至至少腔室的温度以避免热损耗。可
通过来自造粒机的加热区段(诸如第一容器)的热交换来预热蒸汽。可使用诸如感应耦合加
热器等加热器加热蒸汽。经蒸汽和氢中的至少一种处理的熔体(诸如熔融银)可流出腔室至
第二容器，第二容器可包括可使用诸如感应耦合加热器等加热器加热的管路。管路可穿透
池壁且在将熔体注射至电极中的喷嘴5q中终止。腔室可在腔室入口和出口的至少一个中包
括泵，诸如电磁泵。
[0516] 在管道起泡器连接至H2和H2O气罐两者的情况中，管线5u及5v可分别连接至诸如歧管等气体混合器，歧管随后通过连接管道5y连接至管道起泡器(图2I14)。在另一实施方式
中，管道起泡器可包括多个管道起泡器。各自可分别通过管线5u和5v独立地连接至诸如H2
和H2O气罐等分开的气体供应器。管道起泡器可包括多个区段，其在组装和拆卸期间(诸如
在制造和维护期间)可进行连接和断开连接中的至少一种。管道起泡器可包括合适的接头
以实现连接。一个第一管道起泡器区段可用于将气体递送至熔体中，直至电磁(EM)泵。第二
管道起泡器区段可执行沿着EM泵区段引导和递送气体中的至少一种，且第三管道起泡器区
段可沿着第二容器5c递送气体。在另一实施方式中，多区段管道起泡器包括在第一容器内
部延伸穿过其入口且沿着其长度延伸的第一区段和在第二容器5c内部且在喷嘴5q之前停
止的第二管道起泡器区段。在一个实施方式中，管道起泡器可在泵5k之后进入容器，使得来
自注射气体的压力并不导致熔体逆流。起泡器5z可通过诸如弯头等连结区段进入容器，弯
头可连接通过本公开的接头5b1连接的不同容器材料，诸如金属和石英(图2I14及图2I16)。
感应耦合加热器可包括两个完整线圈。第一感应耦合加热器线圈5f加热第一容器且第二感
应耦合加热器线圈5o加热第二容器5c。管道起泡器可包括金属或合金，其在运行温度下耐
受与H2O的反应，能够保持其完整性且避免在熔体温度下形成银合金。在足够熔点情况下无
H2O反应性的合适的示例性材料为来自以下组中的金属和合金的至少一种：Cu、Ni、CuNi、
Hastelloy C、Hastelloy X、Inconel、Incoloy、碳钢、不锈钢、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、
21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、Co、Ir、Fe、Mo、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Tc和W。
中，管道起泡器可包括多个管道起泡器。各自可分别通过管线5u和5v独立地连接至诸如H2
和H2O气罐等分开的气体供应器。管道起泡器可包括多个区段，其在组装和拆卸期间(诸如
在制造和维护期间)可进行连接和断开连接中的至少一种。管道起泡器可包括合适的接头
以实现连接。一个第一管道起泡器区段可用于将气体递送至熔体中，直至电磁(EM)泵。第二
管道起泡器区段可执行沿着EM泵区段引导和递送气体中的至少一种，且第三管道起泡器区
段可沿着第二容器5c递送气体。在另一实施方式中，多区段管道起泡器包括在第一容器内
部延伸穿过其入口且沿着其长度延伸的第一区段和在第二容器5c内部且在喷嘴5q之前停
止的第二管道起泡器区段。在一个实施方式中，管道起泡器可在泵5k之后进入容器，使得来
自注射气体的压力并不导致熔体逆流。起泡器5z可通过诸如弯头等连结区段进入容器，弯
头可连接通过本公开的接头5b1连接的不同容器材料，诸如金属和石英(图2I14及图2I16)。
感应耦合加热器可包括两个完整线圈。第一感应耦合加热器线圈5f加热第一容器且第二感
应耦合加热器线圈5o加热第二容器5c。管道起泡器可包括金属或合金，其在运行温度下耐
受与H2O的反应，能够保持其完整性且避免在熔体温度下形成银合金。在足够熔点情况下无
H2O反应性的合适的示例性材料为来自以下组中的金属和合金的至少一种：Cu、Ni、CuNi、
Hastelloy C、Hastelloy X、Inconel、Incoloy、碳钢、不锈钢、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、
21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、Co、Ir、Fe、Mo、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Tc和W。
[0517] 管道起泡器可在输入端处分别通过管线5u和5v连接至H2和H2O气罐中的至少一个。作为另选，通过H2O罐、蒸汽产生器和蒸汽管线5v将H2O提供为蒸汽。在一个实施方式中，造粒机包括蒸汽产生器5v以用于将H2O添加至容器(诸如5b和5c的至少一种，其可包括石英容
器)中的熔体(诸如银熔体)。在一个实施方式中，蒸汽产生器包括毛细管芯吸系统，其具有
热梯度以在一端处产生蒸汽且从相反端将水芯吸出储槽。在一个实施方式中，蒸汽产生器
包括高表面积加热材料(诸如金属泡沫或垫，诸如包括镍或铜的金属泡沫或垫)，以提供用
于将来自H2O储槽的水转换为蒸汽以使注料水合的沸腾地点。其他示例性高表面积材料包
括诸如沸石、二氧化硅和氧化铝等陶瓷。蒸汽产生器可在压力下运行以升高蒸汽温度和热
含量。可通过控制蒸汽流出口的尺寸来获得压力，以控制流动限制，使得以相对于受限输出
流的速率产生蒸汽以形成所需的蒸汽压力。管线可包括压力降低器。蒸汽产生器可包括冷
凝器以凝结水滴和低温蒸汽。凝结的水可回流至池中。蒸汽可流过管道起泡器5z且注射至
熔体(诸如注射至电极8中的熔融银)中。在另一实施方式(诸如其中通过本公开的气体注射
器将气态水注射至等离子体中的实施方式)中，压力可保持在较低，如约0.001托至760托、
0.01托至400托和0.1托至100托的至少一个范围。低热、制冷液体水、保温冰和冷却冰中的
至少一种可应用于储槽或罐(诸如5v)中的水，储槽或罐在减压下运行以形成低压气态水。
可使用诸如31和31a等制冷器保持制冷和冰。可通过真空泵13a提供减压。在一个实施方式
中，银中水的重量％对于分数氢反应可为最佳的，其中速率随着H2O重量％从纯金属等离子
体开始而增大，在最佳重量％处达到最大速率和分数氢收率，且可由于竞争过程(诸如HOH
的氢键键合降低新生HOH浓度和原子H的复合降低原子H浓度)而随着H2O等离子体含量增大
而减小。在一个实施方式中，包括导电基质(诸如金属，诸如银、银铜合金和铜)的点火等离
子体的H2O重量百分比(重量％)为约10-10至25、10-10至10、10-10至5、10-10至1、10-10至10-1、
10-10至10-2、10-10至10-3、10-10至10-4、10-10至10-5、10-10至10-6、10-10至10-7、10-10至10-8、10-10至10-9、10-9至10-1、10-8至10-2、10-7至10-2、10-6至10-2、10-5至10-2、10-4至10-1、10-4至10-2、10-4至10-3及10-3至10-1中的至少一个重量％范围。在其中注料仅包括铜或还具有诸如金属(诸
如银)等另一材料的实施方式中，电池气氛可包括氢以与可通过与电池中形成的氧反应而
形成的任何氧化铜反应。氢压可为约1毫托至1000托、10毫托至100托和100毫托至10托中的
至少一个范围。氢压可为以其形成的速率与氧化铜反应的压力，或高于及低于使来自燃料
点火的UV光显著衰减的压力。SF-CIHT产生器可还包括氢传感器和控制器以控制电池中来
自诸如5u等源的氢压。
器)中的熔体(诸如银熔体)。在一个实施方式中，蒸汽产生器包括毛细管芯吸系统，其具有
热梯度以在一端处产生蒸汽且从相反端将水芯吸出储槽。在一个实施方式中，蒸汽产生器
包括高表面积加热材料(诸如金属泡沫或垫，诸如包括镍或铜的金属泡沫或垫)，以提供用
于将来自H2O储槽的水转换为蒸汽以使注料水合的沸腾地点。其他示例性高表面积材料包
括诸如沸石、二氧化硅和氧化铝等陶瓷。蒸汽产生器可在压力下运行以升高蒸汽温度和热
含量。可通过控制蒸汽流出口的尺寸来获得压力，以控制流动限制，使得以相对于受限输出
流的速率产生蒸汽以形成所需的蒸汽压力。管线可包括压力降低器。蒸汽产生器可包括冷
凝器以凝结水滴和低温蒸汽。凝结的水可回流至池中。蒸汽可流过管道起泡器5z且注射至
熔体(诸如注射至电极8中的熔融银)中。在另一实施方式(诸如其中通过本公开的气体注射
器将气态水注射至等离子体中的实施方式)中，压力可保持在较低，如约0.001托至760托、
0.01托至400托和0.1托至100托的至少一个范围。低热、制冷液体水、保温冰和冷却冰中的
至少一种可应用于储槽或罐(诸如5v)中的水，储槽或罐在减压下运行以形成低压气态水。
可使用诸如31和31a等制冷器保持制冷和冰。可通过真空泵13a提供减压。在一个实施方式
中，银中水的重量％对于分数氢反应可为最佳的，其中速率随着H2O重量％从纯金属等离子
体开始而增大，在最佳重量％处达到最大速率和分数氢收率，且可由于竞争过程(诸如HOH
的氢键键合降低新生HOH浓度和原子H的复合降低原子H浓度)而随着H2O等离子体含量增大
而减小。在一个实施方式中，包括导电基质(诸如金属，诸如银、银铜合金和铜)的点火等离
子体的H2O重量百分比(重量％)为约10-10至25、10-10至10、10-10至5、10-10至1、10-10至10-1、
10-10至10-2、10-10至10-3、10-10至10-4、10-10至10-5、10-10至10-6、10-10至10-7、10-10至10-8、10-10至10-9、10-9至10-1、10-8至10-2、10-7至10-2、10-6至10-2、10-5至10-2、10-4至10-1、10-4至10-2、10-4至10-3及10-3至10-1中的至少一个重量％范围。在其中注料仅包括铜或还具有诸如金属(诸
如银)等另一材料的实施方式中，电池气氛可包括氢以与可通过与电池中形成的氧反应而
形成的任何氧化铜反应。氢压可为约1毫托至1000托、10毫托至100托和100毫托至10托中的
至少一个范围。氢压可为以其形成的速率与氧化铜反应的压力，或高于及低于使来自燃料
点火的UV光显著衰减的压力。SF-CIHT产生器可还包括氢传感器和控制器以控制电池中来
自诸如5u等源的氢压。
[0518] 图2I10至图2I23的固定电极8可被成形为使等离子体并由此使等离子体发出的光朝向PV转换器26a投射。电极可被成形为使得熔融燃料最初流过包括颈部或较窄间隙的第
一电极区段或区域8i(图2I12)至具有较宽间隙的第二电极区段或区域8j。点火优先发生在
第二区段8j中，使得等离子体自第二电极区段8j朝向PV转换器26a扩张。颈部区段可产生文
丘里效应以使熔融燃料快速流动至第二电极区段。在一个实施方式中，电极可具有使点火
事件远离注射方向朝向PV转换器突出的形状。合适的示例性形状为最小能量表面、伪球体、
锥形圆柱体、上片拋物线、上半片双曲线、上半片悬链曲面和具有截断为构成第一区段的合
适入口的顶点的上半片星状线。电极可包括呈三维且具有可在半区段之间填充有绝缘体8h
的裂缝的表面(图2I12)，以包括具有开路间隙8g的两个分隔电极8。通过熔体注料的注射而
闭合开路以形成具有包括间隙8g的几何形状的导电部件间的接触。在另一实施方式中，电
极可包括有裂缝的三维表面的矩形区段。在任一实施方式中，可通过机械加工除去材料而
形成裂缝8h，使得除包括裂缝8h的缺失材料以外的几何形状保留。在一个实施方式中，注料
的速度可被控制为足以使等离子体和发出的光在被引导至PV转换器26a的区域8l中。电磁
泵5k的动力和喷嘴孔口尺寸可被控制为对喷嘴5q处的压力和注料速度进行控制。
一电极区段或区域8i(图2I12)至具有较宽间隙的第二电极区段或区域8j。点火优先发生在
第二区段8j中，使得等离子体自第二电极区段8j朝向PV转换器26a扩张。颈部区段可产生文
丘里效应以使熔融燃料快速流动至第二电极区段。在一个实施方式中，电极可具有使点火
事件远离注射方向朝向PV转换器突出的形状。合适的示例性形状为最小能量表面、伪球体、
锥形圆柱体、上片拋物线、上半片双曲线、上半片悬链曲面和具有截断为构成第一区段的合
适入口的顶点的上半片星状线。电极可包括呈三维且具有可在半区段之间填充有绝缘体8h
的裂缝的表面(图2I12)，以包括具有开路间隙8g的两个分隔电极8。通过熔体注料的注射而
闭合开路以形成具有包括间隙8g的几何形状的导电部件间的接触。在另一实施方式中，电
极可包括有裂缝的三维表面的矩形区段。在任一实施方式中，可通过机械加工除去材料而
形成裂缝8h，使得除包括裂缝8h的缺失材料以外的几何形状保留。在一个实施方式中，注料
的速度可被控制为足以使等离子体和发出的光在被引导至PV转换器26a的区域8l中。电磁
泵5k的动力和喷嘴孔口尺寸可被控制为对喷嘴5q处的压力和注料速度进行控制。
[0519] 电极表面上的点火地点的控制可用于控制池中的区域以及等离子体扩张和光发射的方向。在一个实施方式中，电极8被成形为将熔体注料5t成型为具有较小电阻的聚焦区
域的几何形状以导致电流集中于聚焦区域中，从而选择性地导致聚焦区域中的集中点火。
在一个实施方式中，选择性集中点火导致等离子体扩张和光发射进入引导至PV转换器26a
的电池区域8l中的至少一种。在一个实施方式中，电极8可部分导电且部分电绝缘。绝缘区
段8i可将来自注射地点8k的燃料引导至导电区段8j中以进行点火，使得等离子体优先扩张
进入朝向PV转换器26a的区域8l中。在一个实施方式中，引起点火的高电流从熔融注料最初
完成电极之间的电连接的时间起被延迟。延迟可允许注料熔体行进至注射地点8i的相反侧
上电极8j的一部分。在相反侧8j上随后点火可朝向PV转换器26a引导等离子体和光。延迟电
路可包括电感器和延迟线中的至少一种。
域的几何形状以导致电流集中于聚焦区域中，从而选择性地导致聚焦区域中的集中点火。
在一个实施方式中，选择性集中点火导致等离子体扩张和光发射进入引导至PV转换器26a
的电池区域8l中的至少一种。在一个实施方式中，电极8可部分导电且部分电绝缘。绝缘区
段8i可将来自注射地点8k的燃料引导至导电区段8j中以进行点火，使得等离子体优先扩张
进入朝向PV转换器26a的区域8l中。在一个实施方式中，引起点火的高电流从熔融注料最初
完成电极之间的电连接的时间起被延迟。延迟可允许注料熔体行进至注射地点8i的相反侧
上电极8j的一部分。在相反侧8j上随后点火可朝向PV转换器26a引导等离子体和光。延迟电
路可包括电感器和延迟线中的至少一种。
[0520] 在一个实施方式中，电极可包括最小能量表面，如最小能量表面、伪球体、锥形圆柱体、上片拋物线、上半片双曲线、上半片悬链曲面及具有截断顶点的上半片星状线。不存
在氢和H2O以使其无法进行点火的“失效”熔体可注射至电极中。熔体可根据最小能量分布
于电极表面上。分布可复原原始电极表面以修复任何点火损害。系统可还包括在沉积熔体
之后将电极表面改造为原始形状的工具。工具可为本公开的工具，诸如机械工具(诸如磨或
研磨机)或电工具(诸如放电机械加工(EDM)工具)。可使用可通过控制器控制的电机移动的
机械工具(诸如擦拭器、刮板或刮刀)除去燃料金属。
在氢和H2O以使其无法进行点火的“失效”熔体可注射至电极中。熔体可根据最小能量分布
于电极表面上。分布可复原原始电极表面以修复任何点火损害。系统可还包括在沉积熔体
之后将电极表面改造为原始形状的工具。工具可为本公开的工具，诸如机械工具(诸如磨或
研磨机)或电工具(诸如放电机械加工(EDM)工具)。可使用可通过控制器控制的电机移动的
机械工具(诸如擦拭器、刮板或刮刀)除去燃料金属。
[0521] 在一个实施方式中，电极可包括不同于诸如银等燃料导电基质的诸如高导电金属等金属，如铜。可通过将电极加热至超过燃料金属的熔点但低于电极金属的熔点的温度而
除去诸如银等燃料金属对电极的多余附着。将温度保持在低于电极的熔点还可防止电极和
诸如Cu和Ag等燃料金属的合金形成。在此情况中，多余金属可流动离开电极以恢复原始形
式。多余金属可流动至造粒机中以回收。可通过使用热量来实现电极加热，所述热量来自使
用源于电源2的动力的点火过程和来自分数氢形成的动力中的至少一种。可通过减少使用
电极冷却系统进行的电极的任何冷却而实现加热。
除去诸如银等燃料金属对电极的多余附着。将温度保持在低于电极的熔点还可防止电极和
诸如Cu和Ag等燃料金属的合金形成。在此情况中，多余金属可流动离开电极以恢复原始形
式。多余金属可流动至造粒机中以回收。可通过使用热量来实现电极加热，所述热量来自使
用源于电源2的动力的点火过程和来自分数氢形成的动力中的至少一种。可通过减少使用
电极冷却系统进行的电极的任何冷却而实现加热。
[0522] 在一个实施方式中，电极可包括具有熔点高于注料熔点的导电材料。示例性材料是来自以下组的金属和合金中的至少一种：WC、TaW、CuNi、Hastelloy C、Hastelloy X、
Inconel、Incoloy、碳钢、不锈钢、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、Nd、Ac、Au、Sm、Cu、Pm、U、Mn、掺杂Be、Gd、Cm、Tb、掺杂Si、Dy、Ni、Ho、Co、Er、Y、Fe、Sc、Tm、Pd、Pa、Lu、Ti、Pt、Zr、Cr、V、Rh、Hf、Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C及合金。电极可在高于注料熔点的温度下运行，使得注料流出电极而非固化和堵塞间隙8g。在包括Ag注料的情
况中，电极运行温度可高于962℃。在一个实施方式中，电极可包括具有熔点高于注料沸点
的导电材料。示例性材料为WC、耐火金属、Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C。电极可在高于注料沸点的温度下运行，使得注料流动且沸腾出电极而非固化或润湿电极和堵塞间
隙8g。在包括Ag注料的情况中，电极运行温度可高于2162℃。高运行温度可通过传导和辐射
中的至少一种提供电极的热除去。
Inconel、Incoloy、碳钢、不锈钢、诸如改性9Cr-1Mo-V(P91)、21/4Cr-1Mo钢(P22)等铬钼钢、Nd、Ac、Au、Sm、Cu、Pm、U、Mn、掺杂Be、Gd、Cm、Tb、掺杂Si、Dy、Ni、Ho、Co、Er、Y、Fe、Sc、Tm、Pd、Pa、Lu、Ti、Pt、Zr、Cr、V、Rh、Hf、Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C及合金。电极可在高于注料熔点的温度下运行，使得注料流出电极而非固化和堵塞间隙8g。在包括Ag注料的情
况中，电极运行温度可高于962℃。在一个实施方式中，电极可包括具有熔点高于注料沸点
的导电材料。示例性材料为WC、耐火金属、Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C。电极可在高于注料沸点的温度下运行，使得注料流动且沸腾出电极而非固化或润湿电极和堵塞间
隙8g。在包括Ag注料的情况中，电极运行温度可高于2162℃。高运行温度可通过传导和辐射
中的至少一种提供电极的热除去。
[0523] 在一个实施方式中，电极8可包括启动电极加热器以升高电极的温度。电极可包括多个区域、部件或层，其任一种可通过至少一个加热器选择性加热或可包括加热器。加热可
减小注料的附着。加热器可包括电阻加热器或本公开的其他加热器。在用于启动的实施方
式中，电极包括对其加热以防止注料附着的启动加热器。电极加热器可包括电力源2和使电
极短路的手段(诸如电极之间的可移动导电桥)或移动电极使其接触而使其短路直至实现
加热的手段。可暂停任何电极冷却直至电极随着运行温度(诸如对于本公开的合适材料为
100℃至3000℃的范围)改变。电极温度可保持在低于电极的熔点。可在启动期间的电极升
温期间通过抽出冷却剂而暂停冷却。制冷器泵可抽出冷却剂。电极可在低于注料的熔点、高
于注料的熔点及高于注料的沸点中的至少一个温度范围中运行，其中电极包括适于此温度
运行的材料。
减小注料的附着。加热器可包括电阻加热器或本公开的其他加热器。在用于启动的实施方
式中，电极包括对其加热以防止注料附着的启动加热器。电极加热器可包括电力源2和使电
极短路的手段(诸如电极之间的可移动导电桥)或移动电极使其接触而使其短路直至实现
加热的手段。可暂停任何电极冷却直至电极随着运行温度(诸如对于本公开的合适材料为
100℃至3000℃的范围)改变。电极温度可保持在低于电极的熔点。可在启动期间的电极升
温期间通过抽出冷却剂而暂停冷却。制冷器泵可抽出冷却剂。电极可在低于注料的熔点、高
于注料的熔点及高于注料的沸点中的至少一个温度范围中运行，其中电极包括适于此温度
运行的材料。
[0524] 在一个实施方式中，电极可包括双层。一侧8k上的底层可包括诸如陶瓷等绝缘体，如碱土氧化物、氧化铝、阳极氧化铝或氧化锆，一侧8l上的顶层可包括导体，如铜、银、铜-银合金、钼、碳化钨(WC)、钨、Ta、TaW、Nb和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)。涂布石墨的W可形成可极为耐磨的金属-碳化物-碳(W-WC-C)结构。
[0525] 在一个实施方式中，电极8包括银对其具有低附着力或基本上并不润湿的金属，诸如铝、钼、钨、Ta、TaW、碳化钨(WC)和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)中的至少一
种。诸如铝电极等低熔点电极可冷却以防止熔融。非导电底层可包括绝缘体，诸如碱土氧化
物、氧化铝或阳极氧化铝。在一个实施方式中，底层可包括具有比电极的电导率低得多的导
体。底层可为导电性但电绝缘的。双层电极可还包括导电层之间的薄绝缘间隔件，其中仅诸
如顶层等高导电层连接至电源2。电导率相对于电极的点火部分(诸如银、铜、Mo、钨、Ta、
TaW、WC或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W部分))较低的示例性底层包括石墨。在一
个实施方式中，石墨用作诸如银注料等注料不附着的层。
种。诸如铝电极等低熔点电极可冷却以防止熔融。非导电底层可包括绝缘体，诸如碱土氧化
物、氧化铝或阳极氧化铝。在一个实施方式中，底层可包括具有比电极的电导率低得多的导
体。底层可为导电性但电绝缘的。双层电极可还包括导电层之间的薄绝缘间隔件，其中仅诸
如顶层等高导电层连接至电源2。电导率相对于电极的点火部分(诸如银、铜、Mo、钨、Ta、
TaW、WC或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W部分))较低的示例性底层包括石墨。在一
个实施方式中，石墨用作诸如银注料等注料不附着的层。
[0526] 在一个实施方式中，电极可保持在高温下以防止可导致不希望的电短路的熔体快速冷却和附着至电极。可通过点火事件和点火电流中的至少一种除去任何附着熔体。在一
个实施方式中，启动电力源可预热电极以防止冷却熔体附着至电极。在运行中，电极冷却系
统可被控制为保持电极温度以在电极上的所需位置实现点火，同时防止熔体以不希望的方
式附着。
个实施方式中，启动电力源可预热电极以防止冷却熔体附着至电极。在运行中，电极冷却系
统可被控制为保持电极温度以在电极上的所需位置实现点火，同时防止熔体以不希望的方
式附着。
[0527] 电极温度可保持在避免诸如银注料等熔融注料润湿或附着至电极的温度范围中。诸如W电极等电极可在诸如约300℃至3000℃和300℃至900℃中的至少一个高温范围内运
行，其中高Ag接触角是较佳的。作为另选，诸如WC电极等电极可在诸如约25℃至300℃的低
温下运行，其中高Ag接触角是较佳的。可通过使用电极冷却系统入口和出口31f和31g进行
冷却来实现低温(图2I13)。底层和顶层各自可包括连接的间隙8g。在一个实施方式中，诸如
W板电极等电极包括W板之间的间隙和诸如铜汇流条等汇流条，使得W电极在导致银蒸发的
温度下运行，诸如在约1700℃至2500℃的温度范围下运行。
行，其中高Ag接触角是较佳的。作为另选，诸如WC电极等电极可在诸如约25℃至300℃的低
温下运行，其中高Ag接触角是较佳的。可通过使用电极冷却系统入口和出口31f和31g进行
冷却来实现低温(图2I13)。底层和顶层各自可包括连接的间隙8g。在一个实施方式中，诸如
W板电极等电极包括W板之间的间隙和诸如铜汇流条等汇流条，使得W电极在导致银蒸发的
温度下运行，诸如在约1700℃至2500℃的温度范围下运行。
[0528] 在启动模式中，电极电磁(EM)泵的通道可通过EM泵5k注射有熔融固体燃料。固体燃料可包括可固化的银。来自电源2的电流可流过固体直至其温度高于熔点，且可通过电极
EM泵将银抽出通道。电极EM泵的通道中的材料的加热会加热电极。因此，电极EM泵的通道可
用作启动加热器。
EM泵将银抽出通道。电极EM泵的通道中的材料的加热会加热电极。因此，电极EM泵的通道可
用作启动加热器。
[0529] 双层电极可用于将点火事件远离一侧8k上的注射方向而朝向PV转换器突出。通过熔体注料的注射闭合开路以仅在顶层中导致间隙8g的导电部分间接触。非导电底层的间隙
8g可足够深，使得对来自燃料点火冲击的耐压性可优先迫使发光等离子体向上扩张以发射
在区域8l中。在示例性实施方式中，一组双层电极包括在陶瓷底层(诸如氧化铝、氧化锆、
MgO或耐火砖，具有至顶层的间隙8g的孔)上的铜、Mo、钨、Ta、TaW、碳化钨(WC)或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)上电极。顶层和底层可包括在两个层和间隙的界面处具有颈
部的相对的锥体或锥形区段。作为另选，该层可在截面中形成背对背的V。此种示例性双层
电极是下V状石墨或氧化锆底层和上V状W或WC上层。电极沿着横向轴恒定以形成具有间隙
的V状沟，所述V状沟用注料填充以导致电路闭合且发生点火。下V状层可具有低电导率且可
将注料引导至点火等离子体的高电导率第二层。顶层的上V状可将等离子体和光引导向PV
转换器。
8g可足够深，使得对来自燃料点火冲击的耐压性可优先迫使发光等离子体向上扩张以发射
在区域8l中。在示例性实施方式中，一组双层电极包括在陶瓷底层(诸如氧化铝、氧化锆、
MgO或耐火砖，具有至顶层的间隙8g的孔)上的铜、Mo、钨、Ta、TaW、碳化钨(WC)或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)上电极。顶层和底层可包括在两个层和间隙的界面处具有颈
部的相对的锥体或锥形区段。作为另选，该层可在截面中形成背对背的V。此种示例性双层
电极是下V状石墨或氧化锆底层和上V状W或WC上层。电极沿着横向轴恒定以形成具有间隙
的V状沟，所述V状沟用注料填充以导致电路闭合且发生点火。下V状层可具有低电导率且可
将注料引导至点火等离子体的高电导率第二层。顶层的上V状可将等离子体和光引导向PV
转换器。
[0530] 在一个实施方式中，电极可包括双层电极，诸如包括下V状层(诸如石墨或氧化锆底层)及具有朝向间隙8g的垂直壁或近垂直壁的顶层的双层电极。顶层的示例性材料为W、
WC和Mo。通过熔体注料的注射闭合开路，以仅在顶层中导致间隙8g的导电部分间接触。
WC和Mo。通过熔体注料的注射闭合开路，以仅在顶层中导致间隙8g的导电部分间接触。
[0531] 在一个实施方式中，电极可包括三层电极，诸如包括包含下V状的底层、中间电流递送层(诸如板边缘稍微延伸至间隙8g中的平板)和远离间隙8g凹下的上V状电极引线层的
三层电极。底层可包括耐受诸如银注料熔体等注料熔体的附着的材料。合适的示例性材料
为石墨和氧化锆。石墨可高度取向以将最佳耐受附着的面取向成接触注料。石墨可为热解
石墨。中间电流递送层可包括具有高熔点和高硬度的导体，诸如W、WC或Mo板。顶电极引线层可包括还可为高热传导性以协助热传递的高导体。合适的示例性材料为铜、银、铜-银合金
和铝。在一个实施方式中，顶引线电极层还包括耐受诸如银或Ag-Cu合金等注料熔体的附着
的材料。合适的示例性非附着引线电极为WC及W。作为另选，诸如铜电极等引线电极可涂布
有或包覆有耐受注料熔体的附着的表面。合适的涂层或覆层为WC、W、碳或石墨。涂层或覆层可施加于在点火期间暴露于注料熔体的表面区域上。可通过熔体注料的注射闭合开路，以
仅在中间层中导致间隙8g的导电部分间接触。顶引线层可冷却，诸如通过内部导管冷却。中
间层与顶冷却层之间的接触可散热且冷却中间层。底层与中间冷却层之间的接触可散热且
冷却底层。在测试实施方式中，注料注射速率为1000Hz，电极间的压降小于0.5V，且点火电
流为约100A至10kA的范围。
三层电极。底层可包括耐受诸如银注料熔体等注料熔体的附着的材料。合适的示例性材料
为石墨和氧化锆。石墨可高度取向以将最佳耐受附着的面取向成接触注料。石墨可为热解
石墨。中间电流递送层可包括具有高熔点和高硬度的导体，诸如W、WC或Mo板。顶电极引线层可包括还可为高热传导性以协助热传递的高导体。合适的示例性材料为铜、银、铜-银合金
和铝。在一个实施方式中，顶引线电极层还包括耐受诸如银或Ag-Cu合金等注料熔体的附着
的材料。合适的示例性非附着引线电极为WC及W。作为另选，诸如铜电极等引线电极可涂布
有或包覆有耐受注料熔体的附着的表面。合适的涂层或覆层为WC、W、碳或石墨。涂层或覆层可施加于在点火期间暴露于注料熔体的表面区域上。可通过熔体注料的注射闭合开路，以
仅在中间层中导致间隙8g的导电部分间接触。顶引线层可冷却，诸如通过内部导管冷却。中
间层与顶冷却层之间的接触可散热且冷却中间层。底层与中间冷却层之间的接触可散热且
冷却底层。在测试实施方式中，注料注射速率为1000Hz，电极间的压降小于0.5V，且点火电
流为约100A至10kA的范围。
[0532] 电极可包括多个层，诸如引线部分(诸如铜部分)上的Mo、钨、Ta、TaW、WC或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)，其中对Mo、W、Ta、TaW、WC或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W表面)点火，且电极可还包括非导电层以在PV转换器的方向上引导点火。W或Mo可
焊接至或电镀在引线部分上。可通过本领域中已知的沉积技术沉积WC，该沉积技术诸如焊
接、热喷雾、高速氧燃料(HVOF)沉积、等离子体气相沉积、电火花沉积和化学气相沉积。在另一实施方式中，在引线部分上包括石墨的双层电极的石墨层可包括点火电极。石墨点火电
极可较薄且包括与诸如铜或银板引线等高导电引线的大面积连接。然后，电阻可较低，且石
墨表面可防止粘连。在一个实施方式中，石墨电极可包括导电元件(诸如石墨电极中的铜
柱)以赋予石墨更大的导电性。柱可如下添加：在石墨中钻孔且机械地添加杆或通过将熔融
铜倒入孔中然后对面向点火的清洁石墨铜柱表面进行机加工。
焊接至或电镀在引线部分上。可通过本领域中已知的沉积技术沉积WC，该沉积技术诸如焊
接、热喷雾、高速氧燃料(HVOF)沉积、等离子体气相沉积、电火花沉积和化学气相沉积。在另一实施方式中，在引线部分上包括石墨的双层电极的石墨层可包括点火电极。石墨点火电
极可较薄且包括与诸如铜或银板引线等高导电引线的大面积连接。然后，电阻可较低，且石
墨表面可防止粘连。在一个实施方式中，石墨电极可包括导电元件(诸如石墨电极中的铜
柱)以赋予石墨更大的导电性。柱可如下添加：在石墨中钻孔且机械地添加杆或通过将熔融
铜倒入孔中然后对面向点火的清洁石墨铜柱表面进行机加工。
[0533] 分别在图2I14和2I17中示出SF-CIHT电池动力产生器的示意图，其示出了在第二容器中的将诸如H2和蒸汽等气体引入至熔体的管道起泡器、两个电磁泵及将注料注射于电
极的底部和顶部上的喷嘴的造粒机的截面。分别在图2I15和2I18中示出了对应的注射和点
火系统的细节。在图2I16中示出了电磁(EM)泵和管道起泡器容器穿透部的细节。电磁泵5k
可包括多级且可定位于沿着造粒机的多个位置处(图2I14)。在图2I28中示出了电磁(EM)泵
组件5ka。EM泵5k(图2I16和2I24至图2I28)可包括EM泵热交换器5k1、电磁泵冷却剂管线馈
通组件5kb、磁体5k4、磁轭和可选的热障5k5(其可包括具有可选的辐射屏蔽的气体或真空
间隙)、泵管5k6、汇流条5k2及具有可通过来自PV转换器的电流供应的馈通5k31的汇流条电
流源连接件5k3。泵管5k6可经涂布以减小腐蚀。示例性涂层为熔点高于诸如镍等燃料金属
的抗腐蚀金属和贵金属(诸如Ag或Ag-Cu合金熔体情况中的Pt或Ir)。磁体和磁路中的至少
一种可包括诸如面向间隙的端面等抛光表面以用作辐射屏蔽。可通过EM泵热交换器5k1(诸
如使用诸如水等冷却剂冷却的EM泵热交换器，其具有至制冷器31a的冷却剂入口管线31d和
冷却剂出口管线31e)冷却磁体5k4和磁路的磁轭5k5中的至少一种。EM泵5k的泵管5k6可通
过本公开的接头5b1连接至诸如第一容器5b、第二容器5c等容器和喷嘴5q的容器区段。在一
个实施方式中，EM泵5k可定位于第一容器5b的端部，且另一个可定位于第二容器5c的端部
的容器壁处。后者的泵管的延伸部可用作穿透电池壁且密封于池壁处的管线。泵管延伸部
可包括S状管以用于在电极8下方注射。在另一实施方式中，泵管延伸部可垂直进入池，在弯
头或弯管处水平平移，且喷嘴5q可包括具有端部出口的弯管。作为另选，喷嘴可包括在端部
封盖的管的侧壁中的孔，使得管中的压力将熔体喷射出侧壁孔且进入至电极8中。电池中的
管区段可为绝缘和加热的至少一种，以将熔体保持在所需温度。可使用穿透电池壁且包封
管的至少一部分的感应耦合加热器线圈进行加热。电池内部的管区段和电池中的任何其他
对象(诸如加热器线圈和汇流条)可涂布有耐受点火产物附着的材料。本公开的示例性材料
包括石墨、钨及碳化钨。
极的底部和顶部上的喷嘴的造粒机的截面。分别在图2I15和2I18中示出了对应的注射和点
火系统的细节。在图2I16中示出了电磁(EM)泵和管道起泡器容器穿透部的细节。电磁泵5k
可包括多级且可定位于沿着造粒机的多个位置处(图2I14)。在图2I28中示出了电磁(EM)泵
组件5ka。EM泵5k(图2I16和2I24至图2I28)可包括EM泵热交换器5k1、电磁泵冷却剂管线馈
通组件5kb、磁体5k4、磁轭和可选的热障5k5(其可包括具有可选的辐射屏蔽的气体或真空
间隙)、泵管5k6、汇流条5k2及具有可通过来自PV转换器的电流供应的馈通5k31的汇流条电
流源连接件5k3。泵管5k6可经涂布以减小腐蚀。示例性涂层为熔点高于诸如镍等燃料金属
的抗腐蚀金属和贵金属(诸如Ag或Ag-Cu合金熔体情况中的Pt或Ir)。磁体和磁路中的至少
一种可包括诸如面向间隙的端面等抛光表面以用作辐射屏蔽。可通过EM泵热交换器5k1(诸
如使用诸如水等冷却剂冷却的EM泵热交换器，其具有至制冷器31a的冷却剂入口管线31d和
冷却剂出口管线31e)冷却磁体5k4和磁路的磁轭5k5中的至少一种。EM泵5k的泵管5k6可通
过本公开的接头5b1连接至诸如第一容器5b、第二容器5c等容器和喷嘴5q的容器区段。在一
个实施方式中，EM泵5k可定位于第一容器5b的端部，且另一个可定位于第二容器5c的端部
的容器壁处。后者的泵管的延伸部可用作穿透电池壁且密封于池壁处的管线。泵管延伸部
可包括S状管以用于在电极8下方注射。在另一实施方式中，泵管延伸部可垂直进入池，在弯
头或弯管处水平平移，且喷嘴5q可包括具有端部出口的弯管。作为另选，喷嘴可包括在端部
封盖的管的侧壁中的孔，使得管中的压力将熔体喷射出侧壁孔且进入至电极8中。电池中的
管区段可为绝缘和加热的至少一种，以将熔体保持在所需温度。可使用穿透电池壁且包封
管的至少一部分的感应耦合加热器线圈进行加热。电池内部的管区段和电池中的任何其他
对象(诸如加热器线圈和汇流条)可涂布有耐受点火产物附着的材料。本公开的示例性材料
包括石墨、钨及碳化钨。
[0534] 在一个实施方式中，从电极喷出等离子体和附着的金属注料，且通过采用轨道枪(诸如注料和等离子体电枢类型，其可还包括在本文中被称为电极电磁泵的增强轨道枪类
型)的原理使用洛伦兹力实现燃料再循环。洛伦兹力可导致附着注料流动至电极的点火区
段中并导致点火等离子体引导且流动至诸如燃料再生系统(诸如造粒机)的入口等收集区
域中。
型)的原理使用洛伦兹力实现燃料再循环。洛伦兹力可导致附着注料流动至电极的点火区
段中并导致点火等离子体引导且流动至诸如燃料再生系统(诸如造粒机)的入口等收集区
域中。
[0535] 在图2I14和2I15中所示的实施方式中，电极可包括下(负z轴取向)V状，其在V的顶部的8g处具有间隙。可通过安装于支持体(形成在顶部具有间隙的V)的相对面上的平板电
极形成V。包括于高温下运行且耐受Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC和Mo。支持体可
水冷却。支持体可至少部分中空。中空部分可各自包括导管以使冷却剂流过导管且冷却电
极。在一个实施方式中，电极可还包括在间隙8g处具有垂直壁或近垂直壁的上区段。该壁可
形成通道。可通过熔体注料的注射闭合电极的点火开路，以在V顶部处导致间隙8g的导电部
分间的接触。
极形成V。包括于高温下运行且耐受Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC和Mo。支持体可
水冷却。支持体可至少部分中空。中空部分可各自包括导管以使冷却剂流过导管且冷却电
极。在一个实施方式中，电极可还包括在间隙8g处具有垂直壁或近垂直壁的上区段。该壁可
形成通道。可通过熔体注料的注射闭合电极的点火开路，以在V顶部处导致间隙8g的导电部
分间的接触。
[0536] 可暴露于点火产物的池表面可涂布有抗附着材料，诸如石墨或可阳极氧化的铝或本公开的其他此类材料。表面可涂布有氧化铝，诸如可溅射涂布于诸如高温金属等基板上
的α氧化铝。在另一实施方式中，表面可涂布有外壳，其包括或涂布有耐受熔体附着的材料，诸如本公开的材料。汇流条可经分离的共用法兰而穿透电池，其中各汇流条是电绝缘的。汇
流条、电极座和电极中的至少一种可成形为使点火产物粘着最小化的表面和拥有用于积累
诸如Ag或Ag-Cu熔体的返回熔体的低截面中的至少一种。在一个实施方式中，电极8可包括
在端部处倾斜的直棒汇流条9和10以形成电极8或电极座。各倾斜汇流条的表面可覆盖有紧
固电极板。汇流条可包括具有安装至内表面的电极的平坦铜汇流条。各汇流条可覆盖有诸
如钨板等板电极或其他耐久性导体。板可弯曲形成间隙8g。弯曲板可包括管或电连接至汇
流条的管的半圆截面中的至少一种。管电极还可连接至具有诸如棒等具有不同几何形状的
汇流条。管可与棒连接点同心。间隙8g间的示例性电极间距为约0.05mm至10mm和1mm至3mm
的至少一个范围。诸如包括板或管的电极等电极可以能够经受高温。电极可包括耐火金属，
诸如Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C及本公开的其他此类金属中的至少一种。高温电极可充当用于热光伏动力转换的黑体辐射器。电极可包括抗热脆化组合物。电极可包括
烧结材料，如烧结耐火金属。电极可为分段的和较厚的中的至少一种，以避免在热脆化时断
裂。电极可包括在耐火金属板与汇流条之间的绝热层或间隙以允许电极温度相对于汇流条
升高。弯曲板电极可形成绝热层或间隙。诸如MgO或Al2O3等绝热材料可包括可成型或机械加
工的陶瓷。汇流条和电极座的至少一个可冷却，诸如水冷或风冷。诸如熔融金属(诸如熔融
锂)等其他冷却剂在本公开的范围内。
的α氧化铝。在另一实施方式中，表面可涂布有外壳，其包括或涂布有耐受熔体附着的材料，诸如本公开的材料。汇流条可经分离的共用法兰而穿透电池，其中各汇流条是电绝缘的。汇
流条、电极座和电极中的至少一种可成形为使点火产物粘着最小化的表面和拥有用于积累
诸如Ag或Ag-Cu熔体的返回熔体的低截面中的至少一种。在一个实施方式中，电极8可包括
在端部处倾斜的直棒汇流条9和10以形成电极8或电极座。各倾斜汇流条的表面可覆盖有紧
固电极板。汇流条可包括具有安装至内表面的电极的平坦铜汇流条。各汇流条可覆盖有诸
如钨板等板电极或其他耐久性导体。板可弯曲形成间隙8g。弯曲板可包括管或电连接至汇
流条的管的半圆截面中的至少一种。管电极还可连接至具有诸如棒等具有不同几何形状的
汇流条。管可与棒连接点同心。间隙8g间的示例性电极间距为约0.05mm至10mm和1mm至3mm
的至少一个范围。诸如包括板或管的电极等电极可以能够经受高温。电极可包括耐火金属，
诸如Tc、Ru、掺杂B、Ir、Nb、Mo、Ta、Os、Re、W和C及本公开的其他此类金属中的至少一种。高温电极可充当用于热光伏动力转换的黑体辐射器。电极可包括抗热脆化组合物。电极可包括
烧结材料，如烧结耐火金属。电极可为分段的和较厚的中的至少一种，以避免在热脆化时断
裂。电极可包括在耐火金属板与汇流条之间的绝热层或间隙以允许电极温度相对于汇流条
升高。弯曲板电极可形成绝热层或间隙。诸如MgO或Al2O3等绝热材料可包括可成型或机械加
工的陶瓷。汇流条和电极座的至少一个可冷却，诸如水冷或风冷。诸如熔融金属(诸如熔融
锂)等其他冷却剂在本公开的范围内。
[0537] 在一个实施方式中，电极还包括磁场源，诸如在电极通道的相对端处的一组磁体，诸如图2I14和2I15的8c。磁体在汇流条9和10间安装时可通过电绝缘体(诸如可通过诸如喷
涂等手段施加于汇流条接触区域上的陶瓷或高温涂料或涂层，如氮化硼涂层)与汇流条9和
10电隔离。诸如陶瓷管等绝缘体套筒可电隔离诸如螺栓或螺钉等紧固件。其他此种部件可
通过本公开的电绝缘材料与另一带电系统电隔离。支持点火电流的磁体8c和通道8g可包括
电磁泵，其发挥喷出附着至电极和通道中的至少一个上的任何注料且喷出来自电极8和通
道8g中的点火粒子的功能。喷出可根据式(32)通过洛伦兹力进行，洛伦兹力通过交叉施加
磁场(诸如来自磁体8c的交叉施加磁场)及通过等离子体粒子和注料(诸如附着至电极表面
(诸如通道8g的电极表面)的银注料)中的至少一种的点火电流形成。运载电流的粒子可带
电。等离子体可另外包括电子和离子。点火电流可来自电力源2(图2I10)。可通过附着且使
底层的电极短路的金属运载电流。电流与所施加磁场交叉，使得产生洛伦兹力以从电极表
面推动附着金属。磁场和电流的方向可被选择为使注料和等离子体粒子(诸如来自注料点
火的等离子体粒子)被引导为在正方向或负方向上离开通道8g(图2I15和2I17)，其中可在
正z轴方向(图2I14和2I15)或负z轴方向(图2I17和2I18)上注射注料。磁体可产生沿着y轴
的磁场，y轴平行于电极或通道轴且垂直于沿x轴的点火电流。包括沿着正z轴引导的电磁
(EM)泵的具有交叉电流和磁场的通道可发挥以下功能：将注射的注料向上泵送至电极中以
点火、向上泵送附着注料以点火、将附着注料向上泵送出电极及通道和将点火粒子向上泵
送出电极和通道中的至少一个。作为另选，通过使电流或磁场方向之一反向，由于交叉点火
电流和磁场所致的洛伦兹力可发挥以下功能：向下泵送附着注料以点火、将附着注料向下
泵送出电极和通道、将点火粒子向下泵送出电极和通道、将点火离子向下泵送离开PV转换
器和朝向造粒机入口向下泵送点火粒子以回收点火产物中的至少一个。交叉电流和磁场的
强度以及通道的尺寸提供贯穿包括电磁泵管的通道的泵压力。泵管和任何展开物的宽度可
被选择为分配来自电力源2的电流以用于点火和泵送以实现二者的优化。电极EM泵可还包
括开关，其可使电流方向反向以使EM泵的方向反向。在通过EM泵5k和由于附着注料所致的
电极短路向上注射注料的示例性实施方式中，可激活电极EM泵开关以使电流反向并将注料
向上泵送至造粒机的入口。电极可还包括传感器和控制器。传感器可包括可探测电极短路
的电流传感器。传感器可将短路数据送至控制器中，控制器可停止EM泵5k以停止注料的进
一步注射且激活开关以使电极EM泵的电流反向直至短路消除。在本公开的其他实施方式
中，电极和磁体可被设计为以向上弓形引导等离子体以发挥以下至少一个功能：(i)喷出来
自电极和诸如8g等通道的注料和粒子；及(ii)将点火产物和未点火注料回收至造粒机，同
时避免将点火粒子引导至PV转换器26a。
涂等手段施加于汇流条接触区域上的陶瓷或高温涂料或涂层，如氮化硼涂层)与汇流条9和
10电隔离。诸如陶瓷管等绝缘体套筒可电隔离诸如螺栓或螺钉等紧固件。其他此种部件可
通过本公开的电绝缘材料与另一带电系统电隔离。支持点火电流的磁体8c和通道8g可包括
电磁泵，其发挥喷出附着至电极和通道中的至少一个上的任何注料且喷出来自电极8和通
道8g中的点火粒子的功能。喷出可根据式(32)通过洛伦兹力进行，洛伦兹力通过交叉施加
磁场(诸如来自磁体8c的交叉施加磁场)及通过等离子体粒子和注料(诸如附着至电极表面
(诸如通道8g的电极表面)的银注料)中的至少一种的点火电流形成。运载电流的粒子可带
电。等离子体可另外包括电子和离子。点火电流可来自电力源2(图2I10)。可通过附着且使
底层的电极短路的金属运载电流。电流与所施加磁场交叉，使得产生洛伦兹力以从电极表
面推动附着金属。磁场和电流的方向可被选择为使注料和等离子体粒子(诸如来自注料点
火的等离子体粒子)被引导为在正方向或负方向上离开通道8g(图2I15和2I17)，其中可在
正z轴方向(图2I14和2I15)或负z轴方向(图2I17和2I18)上注射注料。磁体可产生沿着y轴
的磁场，y轴平行于电极或通道轴且垂直于沿x轴的点火电流。包括沿着正z轴引导的电磁
(EM)泵的具有交叉电流和磁场的通道可发挥以下功能：将注射的注料向上泵送至电极中以
点火、向上泵送附着注料以点火、将附着注料向上泵送出电极及通道和将点火粒子向上泵
送出电极和通道中的至少一个。作为另选，通过使电流或磁场方向之一反向，由于交叉点火
电流和磁场所致的洛伦兹力可发挥以下功能：向下泵送附着注料以点火、将附着注料向下
泵送出电极和通道、将点火粒子向下泵送出电极和通道、将点火离子向下泵送离开PV转换
器和朝向造粒机入口向下泵送点火粒子以回收点火产物中的至少一个。交叉电流和磁场的
强度以及通道的尺寸提供贯穿包括电磁泵管的通道的泵压力。泵管和任何展开物的宽度可
被选择为分配来自电力源2的电流以用于点火和泵送以实现二者的优化。电极EM泵可还包
括开关，其可使电流方向反向以使EM泵的方向反向。在通过EM泵5k和由于附着注料所致的
电极短路向上注射注料的示例性实施方式中，可激活电极EM泵开关以使电流反向并将注料
向上泵送至造粒机的入口。电极可还包括传感器和控制器。传感器可包括可探测电极短路
的电流传感器。传感器可将短路数据送至控制器中，控制器可停止EM泵5k以停止注料的进
一步注射且激活开关以使电极EM泵的电流反向直至短路消除。在本公开的其他实施方式
中，电极和磁体可被设计为以向上弓形引导等离子体以发挥以下至少一个功能：(i)喷出来
自电极和诸如8g等通道的注料和粒子；及(ii)将点火产物和未点火注料回收至造粒机，同
时避免将点火粒子引导至PV转换器26a。
[0538] 在一个实施方式中，电极可包括下(z轴负方向)V状，其在V的顶部处具有间隙8g。可通过熔体注料的注射闭合开路以在V顶部处导致间隙8g的导电部分间的接触。可通过安
装于支持体的相对面(形成在顶部处具有间隙的V)上的平板电极形成V。包括在高温下运行
且耐受Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC和Mo。电极可还包括第一电极EM泵，其包括
高于间隙8g的电极顶部处的通道，其中磁场源8c与点火电流交叉。在示例性实施方式中，可
在z轴正方向上从下方注射熔融注料(图2I14和2I15)，且电极EM泵可发挥以下功能：促进注
料向上流动至间隙8g中以导致点火、将附着注料泵送出电极和通道以及将点火产物泵送出
电极和通道8g中的至少一个。在一个实施方式中，电极包括包含磁体8c1和第二电极通道
8g1的第二电极EM泵，第二电极通道8g1产生洛伦兹力以迫使粒子远离PV转换器和促进粒子
回收至造粒机中的至少一种。第二电极EM泵可高于第一电极EM泵以接收来自点火的等离子
体和粒子且将粒子泵送离开PV转换器26a。第二电极EM泵的磁体的极性可与第一电极EM泵
的磁体相反，而使用与电极和两个电极EM泵共用的一部分点火电流。电极EM泵可为增强类
型。第一EM泵和第二电极EM泵的至少一个可包括可与点火电流相同或不同的方向的独立电
流源。电流源可来自PV转换器。在第二电极EM泵的一个实施方式中，电流可在与点火电流方
向不同的方向上，其中交叉磁场取向为在点火粒子上产生远离PV转换器的力和至少部分促
进粒子输送至造粒机入口的力中的至少一种。例如，独立电流可为点火电流的相反方向，且
磁场可在与第一电极EM泵相同的方向上。在一个实施方式中，第二电极EM泵的磁体和电流
的至少一个可稍弱于第一电极EM泵的那些参数，使得点火粒子的速度减小。在一个实施方
式中，粒子方向可不完全反向。洛伦兹力和重力中的至少一个可实现防止粒子撞击PV转换
器和促进粒子回收中的至少一种。
装于支持体的相对面(形成在顶部处具有间隙的V)上的平板电极形成V。包括在高温下运行
且耐受Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC和Mo。电极可还包括第一电极EM泵，其包括
高于间隙8g的电极顶部处的通道，其中磁场源8c与点火电流交叉。在示例性实施方式中，可
在z轴正方向上从下方注射熔融注料(图2I14和2I15)，且电极EM泵可发挥以下功能：促进注
料向上流动至间隙8g中以导致点火、将附着注料泵送出电极和通道以及将点火产物泵送出
电极和通道8g中的至少一个。在一个实施方式中，电极包括包含磁体8c1和第二电极通道
8g1的第二电极EM泵，第二电极通道8g1产生洛伦兹力以迫使粒子远离PV转换器和促进粒子
回收至造粒机中的至少一种。第二电极EM泵可高于第一电极EM泵以接收来自点火的等离子
体和粒子且将粒子泵送离开PV转换器26a。第二电极EM泵的磁体的极性可与第一电极EM泵
的磁体相反，而使用与电极和两个电极EM泵共用的一部分点火电流。电极EM泵可为增强类
型。第一EM泵和第二电极EM泵的至少一个可包括可与点火电流相同或不同的方向的独立电
流源。电流源可来自PV转换器。在第二电极EM泵的一个实施方式中，电流可在与点火电流方
向不同的方向上，其中交叉磁场取向为在点火粒子上产生远离PV转换器的力和至少部分促
进粒子输送至造粒机入口的力中的至少一种。例如，独立电流可为点火电流的相反方向，且
磁场可在与第一电极EM泵相同的方向上。在一个实施方式中，第二电极EM泵的磁体和电流
的至少一个可稍弱于第一电极EM泵的那些参数，使得点火粒子的速度减小。在一个实施方
式中，粒子方向可不完全反向。洛伦兹力和重力中的至少一个可实现防止粒子撞击PV转换
器和促进粒子回收中的至少一种。
[0539] 在一个实施方式中，第一和第二电极泵的第一和第二组磁体各自被安装至汇流条9和10上，且通过隔热或冷却磁体中的至少一种方法防止磁体过热。各电极电磁泵的磁体可
包括热障或隔热手段(诸如绝缘体或绝热间隔件)和冷却手段(诸如冷板或水冷却管线或线
圈和制冷器)中的至少一种。冷却板或冷板可包括微通道板，诸如聚光光伏电池(诸如
Masimo制造的聚光光伏电池)的微通道板或本领域中已知的二极管激光冷板。
包括热障或隔热手段(诸如绝缘体或绝热间隔件)和冷却手段(诸如冷板或水冷却管线或线
圈和制冷器)中的至少一种。冷却板或冷板可包括微通道板，诸如聚光光伏电池(诸如
Masimo制造的聚光光伏电池)的微通道板或本领域中已知的二极管激光冷板。
[0540] 在另一实施方式中，第二电极EM泵包括通道、可包括电力源的一部分以导致点火的电流源和磁体，其中通道、电流和磁场中的至少一个的取向产生可沿着正或负z轴且具有
xy平面中的分量的洛伦兹力。第二电极EM泵的洛伦兹力可被取向为在点火粒子上产生远离
PV转换器的力和至少部分促进粒子输送至造粒机入口的力中的至少一种。在一个实施方式
中，洛伦兹力可在z正方向上且具有xy平面中的分量。本公开的电极EM泵的实施方式的交叉
电流和磁场可导致附着注料喷出且使等离子体粒子流动至诸如造粒机等再生系统。泵送的
点火粒子的轨迹可避免撞击PV转换器。粒子轨迹可进一步朝向池壁的所需部分，诸如不具
有诸如电极穿透部等穿透部的部分。
xy平面中的分量的洛伦兹力。第二电极EM泵的洛伦兹力可被取向为在点火粒子上产生远离
PV转换器的力和至少部分促进粒子输送至造粒机入口的力中的至少一种。在一个实施方式
中，洛伦兹力可在z正方向上且具有xy平面中的分量。本公开的电极EM泵的实施方式的交叉
电流和磁场可导致附着注料喷出且使等离子体粒子流动至诸如造粒机等再生系统。泵送的
点火粒子的轨迹可避免撞击PV转换器。粒子轨迹可进一步朝向池壁的所需部分，诸如不具
有诸如电极穿透部等穿透部的部分。
[0541] 在一个实施方式中，电极和点火等离子体中的至少一种具有沿着z轴的电流分量和xy平面中的分量，且诸如8c和8c1等磁体取向为提供与电流交叉的磁场。在一个实施方式
中，来自磁体的交叉施加磁场引起在横向xy平面中和z轴方向上具有分量的洛伦兹力。z方
向上的力可使等离子体和附着至电极的任何注料喷出。xy平面方向上的力可迫使点火粒子
至池壁以回收。在一个实施方式中，电极沿着z轴位移(有稍高于另一个的高度的电极)，使
得点火电流和等离子体电流的至少一个的分量系沿着z轴并在xy平面中。在一个实施方式
中，可在顺时针或逆时针方向上沿着弯曲轨迹迫使点火粒子，其中原点是电极的点火点。弯
曲路径可为以下至少一种：(i)将粒子引导至与汇流条9和10(图2I14)及电极8的穿透部的
位置相对的壁；和(ii)将粒子输送至造粒机入口。电极和围绕其的任何镜(诸如拋物面)可
将发出的光引导至PV转换器26a。
中，来自磁体的交叉施加磁场引起在横向xy平面中和z轴方向上具有分量的洛伦兹力。z方
向上的力可使等离子体和附着至电极的任何注料喷出。xy平面方向上的力可迫使点火粒子
至池壁以回收。在一个实施方式中，电极沿着z轴位移(有稍高于另一个的高度的电极)，使
得点火电流和等离子体电流的至少一个的分量系沿着z轴并在xy平面中。在一个实施方式
中，可在顺时针或逆时针方向上沿着弯曲轨迹迫使点火粒子，其中原点是电极的点火点。弯
曲路径可为以下至少一种：(i)将粒子引导至与汇流条9和10(图2I14)及电极8的穿透部的
位置相对的壁；和(ii)将粒子输送至造粒机入口。电极和围绕其的任何镜(诸如拋物面)可
将发出的光引导至PV转换器26a。
[0542] 在一个实施方式中，通过至少一个等离子体和粒子偏转器(诸如在通道出口中的中心锥体，其中锥体尖端面向点火电极的方向)防止粒子撞击并附着至PV转换器。偏转器可
包括在基座处连接的两个锥体以促进粒子返回至造粒机。等离子体可被引导至至少一个其
他等离子体偏转器，其选择性地将等离子体和光偏转至PV转换器。粒子可与多个偏转器碰
撞以损失速度且实现落入和流入造粒机入口中的至少一种。等离子体可沿S状轨迹经通过
中心和周边偏转器形成的通道，同时停止粒子，使得其可流动至造粒机入口。
包括在基座处连接的两个锥体以促进粒子返回至造粒机。等离子体可被引导至至少一个其
他等离子体偏转器，其选择性地将等离子体和光偏转至PV转换器。粒子可与多个偏转器碰
撞以损失速度且实现落入和流入造粒机入口中的至少一种。等离子体可沿S状轨迹经通过
中心和周边偏转器形成的通道，同时停止粒子，使得其可流动至造粒机入口。
[0543] 在一个实施方式中，通过至少一个物理障壁防止粒子撞击并附着至PV转换器，所述至少一个物理障壁在至少部分阻挡点火粒子的同时选择性地透过等离子体和光。物理障
壁可包括沿着z轴定位的多个元件，各自包括部分开放的物理障壁，其中穿过第n个元件的
开放部分的沿着z轴的位点线至少部分被一系列n个元件中的另一元件阻挡，其中，n为整
数。多个物理元件可包括多个水平交错的格栅，诸如沿着自点火点朝向PV转换器的方向定
位的网。元件可在阻挡粒子的同时允许等离子体和光的物理透过。等离子体气体可围绕交
错格栅流动，而粒子撞击阻挡部分，损失动量，从而促进粒子回收至造粒机入口中。
壁可包括沿着z轴定位的多个元件，各自包括部分开放的物理障壁，其中穿过第n个元件的
开放部分的沿着z轴的位点线至少部分被一系列n个元件中的另一元件阻挡，其中，n为整
数。多个物理元件可包括多个水平交错的格栅，诸如沿着自点火点朝向PV转换器的方向定
位的网。元件可在阻挡粒子的同时允许等离子体和光的物理透过。等离子体气体可围绕交
错格栅流动，而粒子撞击阻挡部分，损失动量，从而促进粒子回收至造粒机入口中。
[0544] 在一个实施方式中，电极组件可还包括磁场源，诸如永磁体或电磁体。使用磁场，等离子体可为限域、聚焦和引导至区域8l(图2I12)中的至少一种，使得来自等离子体的光
被引导至PV转换器。电极磁体可迫使来自间隙8g的等离子体至池区域8l中。磁体可进一步
提供对等离子体的限域以导致其在PV转换器的方向上发光。限域磁体可包括磁瓶。诸如图
2I10的8c等磁体可还包括本公开的点火产物回收系统。
被引导至PV转换器。电极磁体可迫使来自间隙8g的等离子体至池区域8l中。磁体可进一步
提供对等离子体的限域以导致其在PV转换器的方向上发光。限域磁体可包括磁瓶。诸如图
2I10的8c等磁体可还包括本公开的点火产物回收系统。
[0545] SF-CIHT电池可还包括诸如本公开的栅极电极等电极，其可在等离子体外周且主要在选定区域中容纳等离子体，使得等离子体在所需方向上(诸如在PV转换器26a的方向
上)发射。在一个实施方式中，来自点火的等离子体和粒子可相反带电且以不同速率迁移，
使得其在电池中的各自迁移在时间上分开。等离子体可由离子和电子组成。粒子可相对大
量。等离子体可因电子的高得多的迁移率而带负电。粒子可带正电。等离子体与粒子相比可
迁移得快得多，使得其在粒子之前从电极扩张出。诸如对粒子流动开放的栅极电极等电极
可用于选择性地引导和限域等离子体中的至少一种，使得光被引导至PV转换器26a，而洛伦
兹力将粒子引导至电池的所需区域(诸如远离PV转换器26a且返回至造粒机)。电极可为浮
动、接地和充电中的至少一种以实现将等离子体选择性地输送和限域至电池的所需区域
(诸如8l)中的至少一种。所施加电压和极性可被控制为实现将等离子体选择性地输送和限
域至电池的所需区域(诸如8l)中的至少一种。
上)发射。在一个实施方式中，来自点火的等离子体和粒子可相反带电且以不同速率迁移，
使得其在电池中的各自迁移在时间上分开。等离子体可由离子和电子组成。粒子可相对大
量。等离子体可因电子的高得多的迁移率而带负电。粒子可带正电。等离子体与粒子相比可
迁移得快得多，使得其在粒子之前从电极扩张出。诸如对粒子流动开放的栅极电极等电极
可用于选择性地引导和限域等离子体中的至少一种，使得光被引导至PV转换器26a，而洛伦
兹力将粒子引导至电池的所需区域(诸如远离PV转换器26a且返回至造粒机)。电极可为浮
动、接地和充电中的至少一种以实现将等离子体选择性地输送和限域至电池的所需区域
(诸如8l)中的至少一种。所施加电压和极性可被控制为实现将等离子体选择性地输送和限
域至电池的所需区域(诸如8l)中的至少一种。
[0546] 在一个实施方式中，注料可形成为具有小直径，使得保持大致球体形状的表面张力大于电极附着力；因此，注料并不附着至电极。注料尺寸可为约0.01mm至10mm、0.1mm至
5mm和0.5mm至1.5mm中的至少一个直径范围。可通过使用较小喷嘴5q、较高熔体流动速率、
较高熔体压力和较低熔体粘度中的至少一种使注料具有较小直径。
5mm和0.5mm至1.5mm中的至少一个直径范围。可通过使用较小喷嘴5q、较高熔体流动速率、
较高熔体压力和较低熔体粘度中的至少一种使注料具有较小直径。
[0547] 在有效防止注料附着至电极的另一实施方式中，电极包括注料分离器，诸如至少一条细线，诸如需要注料点火的间隙间的耐火线。示例性线包括铜、镍、具有铬酸银和锌镀
层以抗腐蚀的镍、铁、镍铁、铬、贵金属、钨、钼、钇、铱、钯、诸如SiC、TiC、WC等碳化物和诸如氮化钛等氮化物中的至少一种。所述至少一条线可将注料分割为散布于大于未分离注料的
面积上的多个片段。电极间隙可足够大(诸如大于注料)，使得注料在不存在分离器的情况
下通过间隙而不点火。分离器可散布注料且使电流流过散布的注料。注料的散布可导致点
火受限于宽间隙区域，使得通过避免注料与电极的其他区域(其中注料在其他情况下可附
着)接触而避免附着至电极。电极可倾斜以形成上V状，使得在朝向PV转换器引导的区域5l
中发光。注料分离器可移动且电极间隙可调整，使得可在启动期间进行散布且在长时间运
行期间升高电极温度以防止注料附着至电极。
层以抗腐蚀的镍、铁、镍铁、铬、贵金属、钨、钼、钇、铱、钯、诸如SiC、TiC、WC等碳化物和诸如氮化钛等氮化物中的至少一种。所述至少一条线可将注料分割为散布于大于未分离注料的
面积上的多个片段。电极间隙可足够大(诸如大于注料)，使得注料在不存在分离器的情况
下通过间隙而不点火。分离器可散布注料且使电流流过散布的注料。注料的散布可导致点
火受限于宽间隙区域，使得通过避免注料与电极的其他区域(其中注料在其他情况下可附
着)接触而避免附着至电极。电极可倾斜以形成上V状，使得在朝向PV转换器引导的区域5l
中发光。注料分离器可移动且电极间隙可调整，使得可在启动期间进行散布且在长时间运
行期间升高电极温度以防止注料附着至电极。
[0548] 在一个实施方式中，点火系统还包括对准机构，诸如机械或压电机构，其调整电极8和喷嘴5q中的至少一个的位置，使得注料5t从喷嘴行进至电极的所需位置(诸如中心孔或
间隙8g)。可通过诸如光学或电传感器等传感器和控制器及计算机感测并控制对准。对准机
构可进一步用于在启动期间使电极短路，其中短路用于加热电极。在一个实施方式中，喷嘴
5q可以一定角度偏离中心以防止熔体滴回且扰乱该物流，其中调整机构可保持注料5t从电
极8下方注射至间隙8g中。
间隙8g)。可通过诸如光学或电传感器等传感器和控制器及计算机感测并控制对准。对准机
构可进一步用于在启动期间使电极短路，其中短路用于加热电极。在一个实施方式中，喷嘴
5q可以一定角度偏离中心以防止熔体滴回且扰乱该物流，其中调整机构可保持注料5t从电
极8下方注射至间隙8g中。
[0549] 参考图2I14至2I31，电池可在抽气条件下运行。电池26可包括真空腔室，诸如可具有圆顶状端帽的圆柱形腔室或锥形圆柱形腔室。电池可包括具有至燃料回收和注射系统
(诸如造粒机)的锥形基座的直圆柱体。电极可穿透可以是真空气密件的阳极氧化馈通。作
为另选，如在图2I24至2I27中所示，电池26可容纳于腔室5b3中且电磁泵5k可容纳于能够处
于真空下的腔室5b5中。造粒机的入口和出口(诸如喷嘴)可穿过电池壁至电池的真空空间
中，使用用于各入口和出口馈通的密封件保持真空空间。电池26的内部可包括耐受银附着
的表面，诸如Al、W、WC、Mo和石墨表面中的至少一种。电池26的内部、汇流条9和10以及除直接接触熔体以供应点火电流的电极部件以外的电极部件中的至少一种可涂布有耐受熔体
附着的材料。示例性涂层包括诸如抛光阳极氧化铝等铝、W、Mo、WC、石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。在另一实施方式中，引
线和电极组件可覆盖有外壳，诸如可涂布有耐受熔体附着的本公开的材料的高温不锈钢外
壳。涂层可通过本公开的其他手段以及本领域中已知的其他方法进行喷涂、抛光或沉积。涂
层可在诸如耐火金属(诸如锆、铌、钛或钽)或高温不锈钢(诸如Hastelloy X)等支持体上。
真空池的内部可包括具有抗附着表面的锥形内衬。内衬可包括本公开的壁材料和涂层。造
粒机可至少包括从第一容器5b至第一泵5k的泵管的减压器、从泵管至第二容器5c的扩张器
和在第二容器5c与第二泵5k的泵管之间的立式减压器。在示例性实施方式中，泵管为约3/
8”OD且容器各为约1”ID。在一个实施方式中，造粒机入口在电池锥体26的底部处。包括第二容器5c和喷嘴5q的造粒机出口可在电极8下方(图2I14和2I15)或电极顶部(图2I17和2I18)
处注射。包括磁体8c和通道8g的第一电极EM泵和包括磁体8c1和第二电极通道8g1的第二电
极EM泵中的至少一个可进行以下至少一种：(i)促进将注料和粒子注射至间隙8g中以导致
点火；(ii)促进将点火产物和未点火注料回收至造粒机；(iii)促进管理和引导点火粒子远
离PV转换器26a中的至少一种以避免粒子撞击；和(iv)提供限域以增大分数氢收率。限域可
产生约1atm至10,000atm、2atm至1000atm和5atm至100atm中的至少一个范围的压力。多余
注射Ag注料和粒子可进行泵送、引导和促进至造粒机入口中的至少一种。系统可使用约
1000℃的底壁温度运行，使得银保持熔融。因此，即使并非所有注料参与点火，能量损耗大
部分仍可为可能十分低的泵能量。第一容器中的最小加热量是必要的，因为来自固体燃料
点火的部分能量可加热银。
(诸如造粒机)的锥形基座的直圆柱体。电极可穿透可以是真空气密件的阳极氧化馈通。作
为另选，如在图2I24至2I27中所示，电池26可容纳于腔室5b3中且电磁泵5k可容纳于能够处
于真空下的腔室5b5中。造粒机的入口和出口(诸如喷嘴)可穿过电池壁至电池的真空空间
中，使用用于各入口和出口馈通的密封件保持真空空间。电池26的内部可包括耐受银附着
的表面，诸如Al、W、WC、Mo和石墨表面中的至少一种。电池26的内部、汇流条9和10以及除直接接触熔体以供应点火电流的电极部件以外的电极部件中的至少一种可涂布有耐受熔体
附着的材料。示例性涂层包括诸如抛光阳极氧化铝等铝、W、Mo、WC、石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。在另一实施方式中，引
线和电极组件可覆盖有外壳，诸如可涂布有耐受熔体附着的本公开的材料的高温不锈钢外
壳。涂层可通过本公开的其他手段以及本领域中已知的其他方法进行喷涂、抛光或沉积。涂
层可在诸如耐火金属(诸如锆、铌、钛或钽)或高温不锈钢(诸如Hastelloy X)等支持体上。
真空池的内部可包括具有抗附着表面的锥形内衬。内衬可包括本公开的壁材料和涂层。造
粒机可至少包括从第一容器5b至第一泵5k的泵管的减压器、从泵管至第二容器5c的扩张器
和在第二容器5c与第二泵5k的泵管之间的立式减压器。在示例性实施方式中，泵管为约3/
8”OD且容器各为约1”ID。在一个实施方式中，造粒机入口在电池锥体26的底部处。包括第二容器5c和喷嘴5q的造粒机出口可在电极8下方(图2I14和2I15)或电极顶部(图2I17和2I18)
处注射。包括磁体8c和通道8g的第一电极EM泵和包括磁体8c1和第二电极通道8g1的第二电
极EM泵中的至少一个可进行以下至少一种：(i)促进将注料和粒子注射至间隙8g中以导致
点火；(ii)促进将点火产物和未点火注料回收至造粒机；(iii)促进管理和引导点火粒子远
离PV转换器26a中的至少一种以避免粒子撞击；和(iv)提供限域以增大分数氢收率。限域可
产生约1atm至10,000atm、2atm至1000atm和5atm至100atm中的至少一个范围的压力。多余
注射Ag注料和粒子可进行泵送、引导和促进至造粒机入口中的至少一种。系统可使用约
1000℃的底壁温度运行，使得银保持熔融。因此，即使并非所有注料参与点火，能量损耗大
部分仍可为可能十分低的泵能量。第一容器中的最小加热量是必要的，因为来自固体燃料
点火的部分能量可加热银。
[0550] 在一个实施方式中，可通过点火产物和点火过程中的至少一种来加热包括造粒机的入口的区域中的电池壁的电池底板。底板可在诸如高于燃料金属(诸如银)的熔点的高温
下运行。底板可加热回收产物的至少一部分。收集较热的回收产物和通过底板加热的回收
产物可流动至预加热的造粒机中以消耗较少能量。熔融的点火产物可作为液体从底板流动
至造粒机中。未在电极8处点火的注料5t落下至底板且也流动至造粒机中。流动可为液体或
固体。在大量动力在清除之前被点火产物吸收的情况中，点火产物可变得非常热，因此可降
低在造粒机中消散的能量。
下运行。底板可加热回收产物的至少一部分。收集较热的回收产物和通过底板加热的回收
产物可流动至预加热的造粒机中以消耗较少能量。熔融的点火产物可作为液体从底板流动
至造粒机中。未在电极8处点火的注料5t落下至底板且也流动至造粒机中。流动可为液体或
固体。在大量动力在清除之前被点火产物吸收的情况中，点火产物可变得非常热，因此可降
低在造粒机中消散的能量。
[0551] 在图2I19至2I21中示出的实施方式中，电池锥体的底部包括熔体储槽或锥体储槽5b。电池锥体可包括具有抗银附着、能够经受高温和非磁性的组中的至少一种性质的材料。
用于电池的至少一个部件(诸如包括电池壁的锥体储槽和上锥体的至少一种)的示例性材
料为石墨、钨、钼、碳化钨、氮化硼、碳化硼、碳化硅、涂布SiC的石墨和高温不锈钢。材料可经涂布。示例性实施方式为涂布SiC的石墨、莫来石及莫来石-YSZ涂布的不锈钢。电池26内部、汇流条9和10以及除直接接触熔体以供应点火电流的电极部件以外的电极部件(诸如磁体
8c和8c1、通道8g1、电极8至汇流条9和10的连接件、喷嘴5q和注射器5z1)中的至少一种可涂
布有耐受熔体附着的材料。示例性涂层包括诸如抛光阳极氧化铝等铝、W、Mo、WC、石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。在另一实
施方式中，引线和电极部件可覆盖有外壳，诸如可涂布有耐受熔体附着的本公开的材料的
高温不锈钢外壳。SF-CIHT电池可还包括监测涂层完整性和施加诸如石墨等更多涂层中的
至少一种的手段。为执行常规维护，SF-CIHT电池可还包括诸如喷涂器等石墨涂层施加器。
喷涂器可包括将包括石墨的喷雾引导至锥体表面上的至少一个喷嘴和石墨源(诸如本领域
中已知的干石墨润滑剂)。诸如石墨等材料可经抛光。可使用精细磨料(诸如至少包括氧化
铝、碳化硅及金刚石粉末的精细磨料)进行抛光。在一个实施方式中，可通过3D打印制造包
括石墨的锥体储槽。在一个实施方式中，通过切割机从石墨切割出电池锥体。切割机可包括
激光或水射流。切割机可包括机械锯。切割机可成一定角度且旋转。作为另选，可从倾斜且
旋转的石墨块切割出锥体。锥体可分多个区段制造，诸如上圆柱体、中间锥体(诸如具有45°
壁的中间锥体)和底部锥体储槽。
用于电池的至少一个部件(诸如包括电池壁的锥体储槽和上锥体的至少一种)的示例性材
料为石墨、钨、钼、碳化钨、氮化硼、碳化硼、碳化硅、涂布SiC的石墨和高温不锈钢。材料可经涂布。示例性实施方式为涂布SiC的石墨、莫来石及莫来石-YSZ涂布的不锈钢。电池26内部、汇流条9和10以及除直接接触熔体以供应点火电流的电极部件以外的电极部件(诸如磁体
8c和8c1、通道8g1、电极8至汇流条9和10的连接件、喷嘴5q和注射器5z1)中的至少一种可涂
布有耐受熔体附着的材料。示例性涂层包括诸如抛光阳极氧化铝等铝、W、Mo、WC、石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。在另一实
施方式中，引线和电极部件可覆盖有外壳，诸如可涂布有耐受熔体附着的本公开的材料的
高温不锈钢外壳。SF-CIHT电池可还包括监测涂层完整性和施加诸如石墨等更多涂层中的
至少一种的手段。为执行常规维护，SF-CIHT电池可还包括诸如喷涂器等石墨涂层施加器。
喷涂器可包括将包括石墨的喷雾引导至锥体表面上的至少一个喷嘴和石墨源(诸如本领域
中已知的干石墨润滑剂)。诸如石墨等材料可经抛光。可使用精细磨料(诸如至少包括氧化
铝、碳化硅及金刚石粉末的精细磨料)进行抛光。在一个实施方式中，可通过3D打印制造包
括石墨的锥体储槽。在一个实施方式中，通过切割机从石墨切割出电池锥体。切割机可包括
激光或水射流。切割机可包括机械锯。切割机可成一定角度且旋转。作为另选，可从倾斜且
旋转的石墨块切割出锥体。锥体可分多个区段制造，诸如上圆柱体、中间锥体(诸如具有45°
壁的中间锥体)和底部锥体储槽。
[0552] 在一个实施方式中，锥体包括分段件，诸如组装形成锥体的三角件。该工件可为片材。片材可切割为三角件且装配在一起以形成锥体。该工件可包括诸如不锈钢锥形框架或
锥体等支撑结构的覆层。可将组合机构中包括插入件的工件装配至包括母槽的顶环和底环
中以接纳插入件。顶环和底环可直接或间接紧固至框架(诸如真空腔室26)上，其中紧固使
该工件保持在一起。底环可还包括连接至锥体储槽5b的法兰。由石墨组成的锥体元件的连
接点可包括伸缩接头。
锥体等支撑结构的覆层。可将组合机构中包括插入件的工件装配至包括母槽的顶环和底环
中以接纳插入件。顶环和底环可直接或间接紧固至框架(诸如真空腔室26)上，其中紧固使
该工件保持在一起。底环可还包括连接至锥体储槽5b的法兰。由石墨组成的锥体元件的连
接点可包括伸缩接头。
[0553] 上锥体和锥体储槽中的至少一个的示例性实施方式为形成锥体的石墨和涂布SiC的石墨中的至少一种、衬砌支持体(诸如不锈钢锥体)的石墨和涂布SiC的石墨中的至少一
种、衬砌不锈钢锥体的片段石墨和涂布SiC的石墨板中的至少一种、机械方式保持在一起的
片段石墨和涂布SiC的石墨板中的至少一种、形成锥体的W箔、镀W的不锈钢锥体、衬砌支持
体(诸如不锈钢锥体)的W箔、衬砌不锈钢锥体的分段W板、机械方式保持在一起的分段W板、
具有诸如约60°的陡角且涂布莫来石或莫来石-YSZ的不锈钢、形成锥体的Mo箔、镀Mo的不锈
钢锥体、衬砌支持体(诸如不锈钢锥体)的Mo箔、衬砌不锈钢锥体的分段Mo板、机械地保持在
一起的分段Mo板、具有诸如约60°角度等陡角且涂布莫来石或莫来石-YSZ的不锈钢。诸如不
锈钢锥体等锥体加热至高于熔体(诸如Ag或Ag-Cu合金熔体)的熔点。可通过诸如感应耦合
加热器和电阻加热器等加热器和通过分数氢反应中的至少一种实现加热。用于上锥体、诸
如PV窗等窗和外壳中的至少一种以防止点火产物附着的其他材料包括蓝宝石、氧化铝、硼
硅玻璃、MgF2和陶瓷玻璃中的至少一种。
种、衬砌不锈钢锥体的片段石墨和涂布SiC的石墨板中的至少一种、机械方式保持在一起的
片段石墨和涂布SiC的石墨板中的至少一种、形成锥体的W箔、镀W的不锈钢锥体、衬砌支持
体(诸如不锈钢锥体)的W箔、衬砌不锈钢锥体的分段W板、机械方式保持在一起的分段W板、
具有诸如约60°的陡角且涂布莫来石或莫来石-YSZ的不锈钢、形成锥体的Mo箔、镀Mo的不锈
钢锥体、衬砌支持体(诸如不锈钢锥体)的Mo箔、衬砌不锈钢锥体的分段Mo板、机械地保持在
一起的分段Mo板、具有诸如约60°角度等陡角且涂布莫来石或莫来石-YSZ的不锈钢。诸如不
锈钢锥体等锥体加热至高于熔体(诸如Ag或Ag-Cu合金熔体)的熔点。可通过诸如感应耦合
加热器和电阻加热器等加热器和通过分数氢反应中的至少一种实现加热。用于上锥体、诸
如PV窗等窗和外壳中的至少一种以防止点火产物附着的其他材料包括蓝宝石、氧化铝、硼
硅玻璃、MgF2和陶瓷玻璃中的至少一种。
[0554] 在一个实施方式中，锥体储槽上方的电池壁可包括熔点低于锥体储槽的运行温度的诸如金属等材料，如铝。在此情况中，对应的上锥体(诸如包括分段铝件或板的上锥体)可
在锥体储槽之前结束且可进一步延伸于其他情况下与锥体储槽的连接边缘上方，使得返回
熔体可流过边缘进入锥体储槽中。上锥体可包括诸如厚板等辐射器和/或可冷却以防止熔
融。表面可包括诸如氧化铝等氧化物以防止熔体附着。
在锥体储槽之前结束且可进一步延伸于其他情况下与锥体储槽的连接边缘上方，使得返回
熔体可流过边缘进入锥体储槽中。上锥体可包括诸如厚板等辐射器和/或可冷却以防止熔
融。表面可包括诸如氧化铝等氧化物以防止熔体附着。
[0555] 锥形池26和锥体储槽5b中的至少一种可包括或涂布有云母、木材、纤维素、木质素、碳纤维及碳纤维强化碳中的至少一种，其中，至少部分表面可碳化为石墨。来自分数氢
过程的热量可导致锥体壁过热。木质锥体储槽或锥体池可包括可冷却的背衬散热器，诸如
金属散热器。冷却可包括可连接至锥体储槽或锥体池壁的热交换器。热交换器可包括可通
过制冷器31a冷却的冷却剂。热交换器可包括紧固至锥体壁的管道，其中通过诸如风扇等通
风机使诸如空气等气体流过管道。系统可以是开放的，使得壁通过风冷而冷却。
过程的热量可导致锥体壁过热。木质锥体储槽或锥体池可包括可冷却的背衬散热器，诸如
金属散热器。冷却可包括可连接至锥体储槽或锥体池壁的热交换器。热交换器可包括可通
过制冷器31a冷却的冷却剂。热交换器可包括紧固至锥体壁的管道，其中通过诸如风扇等通
风机使诸如空气等气体流过管道。系统可以是开放的，使得壁通过风冷而冷却。
[0556] 可通过加热使储槽中的金属熔融或保持在熔融状态。可通过加热储槽外部间接加热金属，或直接加热金属。可使用诸如电阻加热器和包括引线5p和线圈5f的外部或内部感
应耦合加热器5m中的至少一种等加热器加热储槽。由于银具有高热导率，故对于内部电阻
加热器而言，内部热应快速且均匀地转移。能够耐受高温的合适电阻加热器为包括镍铬合
金、石墨、钨、钼、钽、SiC或MoSi2、贵金属和耐火金属加热元件的电阻加热器。几何形状可以为使得在最小化空间的情况下具有快速热传递，诸如盘状加热器。可在与蒸汽和氢气中的
至少一种的界面处使用适当的保护涂层处理加热器。作为另选，可通过使用诸如银等熔体
润湿加热元件而保护其免于与水和氢气中的至少一种反应。来自燃料点火的光主要向上传
播至PV转换器26a；然而，向下传播的任何光和热可用于加热点火产物(诸如锥体储槽5b中
的点火产物)以限制所消耗的加热器功率。储槽可保持在通过能够处于真空的腔室5b5和真
空连接件5b6提供的池真空中，以通过诸如传导和对流等手段减小热损耗。储槽可还包括可
具有用于使诸如熔融银等点火产物返回的通路的辐射屏蔽体。如在燃料电池的示例性情况
中，储槽可包括保温瓶或真空套壁，使得热损耗最小。在SF-CIHT电池的空闲条件中，储槽可仅需周期性地加热以保持熔体，使得池处于准备运行的条件。作为示例性情况，已知在燃料
电池的技术中，需要按约每12小时至24小时的时段进行加热。
应耦合加热器5m中的至少一种等加热器加热储槽。由于银具有高热导率，故对于内部电阻
加热器而言，内部热应快速且均匀地转移。能够耐受高温的合适电阻加热器为包括镍铬合
金、石墨、钨、钼、钽、SiC或MoSi2、贵金属和耐火金属加热元件的电阻加热器。几何形状可以为使得在最小化空间的情况下具有快速热传递，诸如盘状加热器。可在与蒸汽和氢气中的
至少一种的界面处使用适当的保护涂层处理加热器。作为另选，可通过使用诸如银等熔体
润湿加热元件而保护其免于与水和氢气中的至少一种反应。来自燃料点火的光主要向上传
播至PV转换器26a；然而，向下传播的任何光和热可用于加热点火产物(诸如锥体储槽5b中
的点火产物)以限制所消耗的加热器功率。储槽可保持在通过能够处于真空的腔室5b5和真
空连接件5b6提供的池真空中，以通过诸如传导和对流等手段减小热损耗。储槽可还包括可
具有用于使诸如熔融银等点火产物返回的通路的辐射屏蔽体。如在燃料电池的示例性情况
中，储槽可包括保温瓶或真空套壁，使得热损耗最小。在SF-CIHT电池的空闲条件中，储槽可仅需周期性地加热以保持熔体，使得池处于准备运行的条件。作为示例性情况，已知在燃料
电池的技术中，需要按约每12小时至24小时的时段进行加热。
[0557] 储槽可包括至少一个起泡器管5z以将水和氢的至少一种供应并混入熔体中。起泡器管5z可包括蛇形气流场或扩散器，诸如燃料电池(诸如熔融燃料电池)领域中已知的扩散
器。起泡器管可包括倒转杯以捕集诸如H2O和H2等注射气体以进行溶解和混合至熔体中的至
少一种。气体可释放于倒转杯状扩散器内部。扩散器可浸没于熔体下方，且熔体可围绕扩散
器顶部流动至下侧以接收气体。捕集气体可提供压力以促进熔体流动至电磁泵5k中。诸如
流场等起泡器管5z可包括银不会润湿的材料，诸如石墨、W和WC中的至少一种。无润湿性可
防止银堵塞起泡器的气孔。管道起泡器5z可包括可渗透氢的薄膜，诸如包括以下材料的至
少一种薄膜：诸如木材、纤维素或木质素等碳(其中表面可碳化)和石墨、碳纤维强化碳以及
Pd-Ag合金、Ni、铌、Pd、Pt、Ir、贵金属和本领域中已知的其他可渗透氢的薄膜。薄膜可接收诸如来自源5u的氢气且促进其跨薄膜扩散至熔体，诸如Ag、Ag-Cu合金和Cu熔体中的至少一
种。管道起泡器5z可还包括可渗透水的薄膜或玻璃料，诸如多孔陶瓷薄膜或玻璃料。可渗透
H2O的玻璃料可包括不与H2O反应且不被熔体润湿的诸如氧化锆、莫来石、莫来石-YSZ或多孔
石墨等材料。薄膜可包括蜂窝结构。其他示例性薄膜和玻璃料包括氧化钇稳定的氧化锆、氧
化钪稳定的氧化锆、钆掺杂氧化铈，其可还包括金属陶瓷。替代薄膜包括纤维素、木材、碳化木材和碳纤维强化碳。来自诸如5u和5v等源的压力可控制H2和H2O供应至熔体的速率。
器。起泡器管可包括倒转杯以捕集诸如H2O和H2等注射气体以进行溶解和混合至熔体中的至
少一种。气体可释放于倒转杯状扩散器内部。扩散器可浸没于熔体下方，且熔体可围绕扩散
器顶部流动至下侧以接收气体。捕集气体可提供压力以促进熔体流动至电磁泵5k中。诸如
流场等起泡器管5z可包括银不会润湿的材料，诸如石墨、W和WC中的至少一种。无润湿性可
防止银堵塞起泡器的气孔。管道起泡器5z可包括可渗透氢的薄膜，诸如包括以下材料的至
少一种薄膜：诸如木材、纤维素或木质素等碳(其中表面可碳化)和石墨、碳纤维强化碳以及
Pd-Ag合金、Ni、铌、Pd、Pt、Ir、贵金属和本领域中已知的其他可渗透氢的薄膜。薄膜可接收诸如来自源5u的氢气且促进其跨薄膜扩散至熔体，诸如Ag、Ag-Cu合金和Cu熔体中的至少一
种。管道起泡器5z可还包括可渗透水的薄膜或玻璃料，诸如多孔陶瓷薄膜或玻璃料。可渗透
H2O的玻璃料可包括不与H2O反应且不被熔体润湿的诸如氧化锆、莫来石、莫来石-YSZ或多孔
石墨等材料。薄膜可包括蜂窝结构。其他示例性薄膜和玻璃料包括氧化钇稳定的氧化锆、氧
化钪稳定的氧化锆、钆掺杂氧化铈，其可还包括金属陶瓷。替代薄膜包括纤维素、木材、碳化木材和碳纤维强化碳。来自诸如5u和5v等源的压力可控制H2和H2O供应至熔体的速率。
[0558] H2O和H2中的至少一种可以按与对应施加的气体的分压相关的方式溶解于熔体中。在一个实施方式(如在图2I17中示出的实施方式)中，发电机可包括造粒机以形成喷射到电
极8中的注料。造粒机可包括熔融金属泵5k(用于向熔融金属中添加诸如蒸汽和H2中的至少
一种的气体的装置)，以及用于将注料喷射到电极8中的喷嘴。在一个实施方式中，包括熔融
金属燃料的造粒机5a还包括至少两个阀以选择性、择一地密封第二容器5c和来自歧管5y的
气体，使得诸如H2O和H2的至少一种等加压气体施加至第二容器5c中的熔体。首先，关闭第二容器5c的入口上的阀以防止回流至第一EM泵5k中，且打开歧管阀以使熔体由通过歧管5y供
应的加压气体处理。接着，第二泵5k和气体压力中的至少一种可迫使经气体处理的熔体离
开第二容器5c且通过喷嘴5q。接着，关闭至歧管5y的阀且打开至第二容器5c的入口的阀以
使第一EM泵5k将熔体泵送至第二容器5c中以重复加压气体处理及经处理熔体喷出的循环。
本领域者技术人员已知的替代性阀、泵和气体及熔体管线以及连接件在本公开的范围内。
造粒机可包括具有入口和歧管阀的多个第二腔室5c。可在腔室之间同步燃料水合以实现大
致连续的经处理熔体注射。
极8中的注料。造粒机可包括熔融金属泵5k(用于向熔融金属中添加诸如蒸汽和H2中的至少
一种的气体的装置)，以及用于将注料喷射到电极8中的喷嘴。在一个实施方式中，包括熔融
金属燃料的造粒机5a还包括至少两个阀以选择性、择一地密封第二容器5c和来自歧管5y的
气体，使得诸如H2O和H2的至少一种等加压气体施加至第二容器5c中的熔体。首先，关闭第二容器5c的入口上的阀以防止回流至第一EM泵5k中，且打开歧管阀以使熔体由通过歧管5y供
应的加压气体处理。接着，第二泵5k和气体压力中的至少一种可迫使经气体处理的熔体离
开第二容器5c且通过喷嘴5q。接着，关闭至歧管5y的阀且打开至第二容器5c的入口的阀以
使第一EM泵5k将熔体泵送至第二容器5c中以重复加压气体处理及经处理熔体喷出的循环。
本领域者技术人员已知的替代性阀、泵和气体及熔体管线以及连接件在本公开的范围内。
造粒机可包括具有入口和歧管阀的多个第二腔室5c。可在腔室之间同步燃料水合以实现大
致连续的经处理熔体注射。
[0559] 多个起泡器可由歧管5y进料。可通过诸如5u和5v等各气体源供应H2和H2O中的至少一种。在示例性实施方式中，由源5v提供水、水蒸气和蒸汽中的至少一种。可通过水蒸气产
生器和蒸汽产生器5v中的至少一种供应水蒸气和蒸汽中的至少一种。水蒸气产生器可包括
载体气体和水源，其中载体气体鼓泡穿过水，如水储槽5v。氢可包括鼓泡穿过H2O的载体气
体以还用作分数氢反应中的反应物。SF-CIHT产生器可还包括可循环任何未反应H2的回收
和再循环系统。回收系统可包括诸如金属等吸气剂，其选择性地结合氢以将其提供至诸如
泵等再循环系统。回收系统可包括用于H2的选择性过滤器或本领域技术人员已知的其他系
统。在另一实施方式中，载体气体可包括惰性气体，如稀有气体，如氩。SF-CIHT产生器可还包括可循环载体气体的回收和再循环系统。回收系统可包括用于载体气体的选择性过滤器
或本领域技术人员已知的其他系统。包括已吸收H2O和H2中的至少一种的熔体的燃料可输送
出储槽。储槽可输出至电磁(EM)泵5k。在图2I14至2I18中所示的实施方式中，EM泵可输出至
第二容器5c中，第二容器5c包括可使用诸如感应耦合加热器5o等加热器加热的注射管。管
路(诸如本公开的管路)可非常高效地吸收感应耦合加热器辐射。该管可具有低辐射率，诸
如可在真空腔室中延伸的抛光或电抛光的管路。作为另选，第二容器5c的诸如电阻加热器
等加热器可在第二容器内部，其中第二容器具有足够的直径或尺寸以容纳内部加热器。
生器和蒸汽产生器5v中的至少一种供应水蒸气和蒸汽中的至少一种。水蒸气产生器可包括
载体气体和水源，其中载体气体鼓泡穿过水，如水储槽5v。氢可包括鼓泡穿过H2O的载体气
体以还用作分数氢反应中的反应物。SF-CIHT产生器可还包括可循环任何未反应H2的回收
和再循环系统。回收系统可包括诸如金属等吸气剂，其选择性地结合氢以将其提供至诸如
泵等再循环系统。回收系统可包括用于H2的选择性过滤器或本领域技术人员已知的其他系
统。在另一实施方式中，载体气体可包括惰性气体，如稀有气体，如氩。SF-CIHT产生器可还包括可循环载体气体的回收和再循环系统。回收系统可包括用于载体气体的选择性过滤器
或本领域技术人员已知的其他系统。包括已吸收H2O和H2中的至少一种的熔体的燃料可输送
出储槽。储槽可输出至电磁(EM)泵5k。在图2I14至2I18中所示的实施方式中，EM泵可输出至
第二容器5c中，第二容器5c包括可使用诸如感应耦合加热器5o等加热器加热的注射管。管
路(诸如本公开的管路)可非常高效地吸收感应耦合加热器辐射。该管可具有低辐射率，诸
如可在真空腔室中延伸的抛光或电抛光的管路。作为另选，第二容器5c的诸如电阻加热器
等加热器可在第二容器内部，其中第二容器具有足够的直径或尺寸以容纳内部加热器。
[0560] 为了启动，泵管5k6可填充有诸如银或银铜合金等燃料金属以增大热传递截面积。面积可增大，以增大沿着从加热锥体储槽5b至泵5k入口的管路传导热的速率。作为另选，可
使用电阻伴随加热来加热泵管路，或管路可绝缘。在一个实施方式中，管路包括可变或可调
整的绝缘以控制绝缘体之间的热传递和热传递处的效果。在泵启动期间可使绝缘体处于高
绝缘性的状态，且在运行期间可使绝缘体处于提供高热传递的状态以防止泵过热。在一个
实施方式中，可变、可调整或可控制的绝缘包括围绕泵管路的真空套。真空套可在启动期间
抽气，且可添加气体至该套中以在泵运行后进行快速热传递。可使用水冷来冷却真空套的
歧管外部，以提供额外热除去能力以防止过热。作为另选，泵管路和汇流条可包括能够在超
过泵运行期间可达到温度的温度下运行的高温材料，诸如Ta。能够经受高温的泵管(诸如Ta
泵管)可涂布有高温抗氧化涂层。汇流条可包括与泵管金属相比更导电的金属。汇流条能够
在高温下运行。辐射热传递可限制最大运行温度。泵管可包括诸如增大表面积的散热片等
元件以增大热传递。能够经受高温的管可包括涂层以防止氧化。作为另选，泵管可包括冷却
系统(诸如与其表面接触的水线圈)，其中在启动期间首先将水抽空。一旦泵处于运行温度
下，可通过冷却系统泵送水或其他合适冷却剂，以受控方式视需要除去多余热。可通过控制
冷却剂泵速度、制冷器热排速率和冷却剂入口及出口温度而实现控制。在图2I19中所示的
另一实施方式中，电磁泵容纳于可填充有诸如惰性气体(诸如氩或氦)等热传递气体的下腔
室5b5中。惰性气体可还包括氢(诸如稀有气体-氢气混合物，诸如包括约1％至5％H2的稀有
气体-氢气混合物)，以便防止泵管氧化。可使用法兰和诸如石墨垫圈等垫圈将下腔室5b5密
封至池26。可调整压力以控制泵管温度。冷却系统可包括惰性气体罐、泵、压力计、压力控制器和温度记录器以控制来自泵管的热传递速率。
使用电阻伴随加热来加热泵管路，或管路可绝缘。在一个实施方式中，管路包括可变或可调
整的绝缘以控制绝缘体之间的热传递和热传递处的效果。在泵启动期间可使绝缘体处于高
绝缘性的状态，且在运行期间可使绝缘体处于提供高热传递的状态以防止泵过热。在一个
实施方式中，可变、可调整或可控制的绝缘包括围绕泵管路的真空套。真空套可在启动期间
抽气，且可添加气体至该套中以在泵运行后进行快速热传递。可使用水冷来冷却真空套的
歧管外部，以提供额外热除去能力以防止过热。作为另选，泵管路和汇流条可包括能够在超
过泵运行期间可达到温度的温度下运行的高温材料，诸如Ta。能够经受高温的泵管(诸如Ta
泵管)可涂布有高温抗氧化涂层。汇流条可包括与泵管金属相比更导电的金属。汇流条能够
在高温下运行。辐射热传递可限制最大运行温度。泵管可包括诸如增大表面积的散热片等
元件以增大热传递。能够经受高温的管可包括涂层以防止氧化。作为另选，泵管可包括冷却
系统(诸如与其表面接触的水线圈)，其中在启动期间首先将水抽空。一旦泵处于运行温度
下，可通过冷却系统泵送水或其他合适冷却剂，以受控方式视需要除去多余热。可通过控制
冷却剂泵速度、制冷器热排速率和冷却剂入口及出口温度而实现控制。在图2I19中所示的
另一实施方式中，电磁泵容纳于可填充有诸如惰性气体(诸如氩或氦)等热传递气体的下腔
室5b5中。惰性气体可还包括氢(诸如稀有气体-氢气混合物，诸如包括约1％至5％H2的稀有
气体-氢气混合物)，以便防止泵管氧化。可使用法兰和诸如石墨垫圈等垫圈将下腔室5b5密
封至池26。可调整压力以控制泵管温度。冷却系统可包括惰性气体罐、泵、压力计、压力控制器和温度记录器以控制来自泵管的热传递速率。
[0561] 在另一实施方式中，第二容器5c包括其入口端处的弯管和在喷嘴5q处结束的注射区段，其中注射区段接收来自泵5k的熔体且用作导管以将熔体输送至喷嘴5q以注射至电极
8中。电池锥体储槽可渐缩至泵管5k入口中。泵管可垂直取向。第二容器可弯曲成在约90°至
300°的范围内的弧形，使得第二容器的注射区段朝向电极8取向。第二容器5c可在路线上行
进返回通过锥体储槽以将熔体注射至电极中。诸如第二容器等造粒机部件的直径或尺寸可
被选择为使得对流动的拖曳并不过度。另外，可通过诸如电阻加热器或感应耦合加热器等
加热器加热(诸如伴随加热)第二容器。加热注射区段的诸如感应耦合加热器等加热器可包
括加热入口部分的线圈(诸如5f)且可还包括可穿透池26的壁且加热注射区段的线圈5o。第
二容器的入口部分可包括管状回路，其通过具有围绕管状回路的线圈5f的感应耦合加热器
来加热。
8中。电池锥体储槽可渐缩至泵管5k入口中。泵管可垂直取向。第二容器可弯曲成在约90°至
300°的范围内的弧形，使得第二容器的注射区段朝向电极8取向。第二容器5c可在路线上行
进返回通过锥体储槽以将熔体注射至电极中。诸如第二容器等造粒机部件的直径或尺寸可
被选择为使得对流动的拖曳并不过度。另外，可通过诸如电阻加热器或感应耦合加热器等
加热器加热(诸如伴随加热)第二容器。加热注射区段的诸如感应耦合加热器等加热器可包
括加热入口部分的线圈(诸如5f)且可还包括可穿透池26的壁且加热注射区段的线圈5o。第
二容器的入口部分可包括管状回路，其通过具有围绕管状回路的线圈5f的感应耦合加热器
来加热。
[0562] 在图2I19和2I20中所示的实施方式中，池壁26包括耐受银附着的材料，诸如石墨、涂布石墨的金属(诸如涂布石墨的高温不锈钢)、钨和碳化钨中的至少一种。池壁可渐缩至
锥形底部中。池底可包括法兰，其可连接至匹配法兰，该匹配法兰连接至锥体储槽5b，以含
有诸如银熔体等熔体。锥体储槽5b能够经受高温运行且可包括诸如石墨、钽、铌、钛、镍、钼、钨等材料或诸如高温不锈钢等其他高温或耐火材料或金属。锥体储槽可衬砌有耐受诸如银
熔体等熔体附着的材料。示例性锥体储槽和内衬包括石墨或衬砌有石墨的钽或铌。石墨衬
垫可连接至电池。可通过用诸如高温螺钉(诸如Mo、Ta或Nb螺钉)等紧固件紧固在一起的匹
配法兰进行连接。紧固件可包括锚固，其中配对螺栓或螺钉穿入锚中。在锥体储槽处于真空
或惰性气氛中的实施方式中，其还可包括不具有内衬的石墨。可通过能够处于真空的腔室
5b5提供真空或惰性气氛。锥体储槽可包括连接至电磁泵5k的泵管入口的匹配法兰的底法
兰。包括围绕线圈5f的感应耦合加热器可将锥体储槽5b和泵5k入口的至少一部分加热至高
于熔融金属(诸如银、银铜合金和铜金属的至少一种)的熔点的温度。将法兰连接件定义为
原点，该管可首先指向下且接着形成具有合适曲率半径的回路以在垂直方向上放置该管，
以横穿锥体储槽5b。入口可过渡至直泵管5k6中，其中泵送方向可垂直取向。泵的出口管可
垂直延伸以横穿锥体储槽壁。横穿可在锥体最大半径处以提供泵轭和磁体5k4和5k5(图
2I16)与锥体储槽5b的最大距离，以提供在低于锥体储槽的合适温度下运行这些泵部件。泵
磁路5k4和5k5可正切于锥体储槽取向，且汇流条5k2可较短且垂直于锥体储槽取向，其中至
电流源的引线5k3与汇流条5k2的方向成约90°。磁路5k4和5k5的取向可最大化与高温部件
的距离。诸如锥体储槽和入口管、泵管5k6和出口管等高运行温度部件需要高于熔体的熔
点，且诸如EM泵5k的磁路5k4和5k5等低运行温度部件需要处于低得多的温度(诸如小于约
300℃)下。为保持两种类型部件之间的温度分离，造粒机可在这些部件之间包括绝缘体。另
外，可通过冷却系统(诸如包括水冷却热传递板5k1和制冷器31a的冷却系统)冷却磁路。感
应耦合加热器5f的水冷却线圈也可用于冷却电磁泵5k的磁路，反之亦然。锥体储槽和泵入
口可包括第一容器5b。电磁(EM)泵5k可通过第二容器5c将诸如银熔体等熔体从锥体储槽泵
送至电极，第二容器5c可包括泵出口管(诸如直径为约3/8英寸的钽或铌管)和喷嘴5q。泵入
口和出口管的回路可包括至少约180°返回并穿过锥体储槽壁的弯管。管5c可在锥体储槽5b
内部行进(在诸如包含于锥体储槽中的银熔体水平面的下方区域中)，且突出在喷嘴5q中结
束的熔体水平面上方。喷嘴可稍高于熔体水平面，使得熔体在流动至管中时保持熔融而不
需要容器加热器。在喷嘴明显远离熔体水平面的其他实施方式中，通过诸如感应耦合加热
器等加热器将热施加于第二容器远端的注射区段。在诸如前一情况等实施方式中，电极可
被定位为非常接近于熔体水平面。在一个实施方式中，熔体与电极的分隔距离为约1mm至
100mm、1mm至50mm和1mm至10mm的至少一个范围。池可在池的底部处具有较大直径的真空外
壳法兰以容纳内锥体储槽法兰和至锥体储槽的入口。能够保持真空或惰性气氛的下腔室
5b5可连接至真空外壳法兰。真空外壳的内部真空可通过真空连接线5b6连接至电池的内部
真空。作为另选，真空连接线5b6可连接至电池真空泵13a的共用歧管。能够处于真空的下腔
室5b5可包括可具有圆顶状端帽的直圆柱体。能够处于真空的下腔室5b5可含有锥体储槽
5b、包括泵管5k6及其入口和出口的电磁泵5k的至少一部分、EM泵汇流条5k2和磁路5k4和
5k5的至少一部分以及加热线圈5f中的至少一种。EM泵的汇流条的电连接件5k3、感应耦合
加热器线圈的引线5p和任何传感器引线可穿透能够处于真空的下腔室5b5的壁。EM泵磁路
5k4和5k5的一部分可穿透或具有穿透能够处于真空的下腔室5b5的通量，其中磁体和可选
的磁路5k4和5k5的一部分可在能够处于真空的下腔室5b5的外部。真空可保护诸如石墨、Ta
和Nb等空气敏感材料免于氧化。在另一实施方式中，能够保持真空或密封于大气外的下腔
室5b5可不连接至池的真空。在此情况中，下腔室5b5可填充有诸如氮气等惰性气体或诸如
氩气等稀有气体。可通过使用诸如电镀或物理涂层(诸如陶瓷)等保护涂层涂布大气反应性
材料而实现进一步的保护。
锥形底部中。池底可包括法兰，其可连接至匹配法兰，该匹配法兰连接至锥体储槽5b，以含
有诸如银熔体等熔体。锥体储槽5b能够经受高温运行且可包括诸如石墨、钽、铌、钛、镍、钼、钨等材料或诸如高温不锈钢等其他高温或耐火材料或金属。锥体储槽可衬砌有耐受诸如银
熔体等熔体附着的材料。示例性锥体储槽和内衬包括石墨或衬砌有石墨的钽或铌。石墨衬
垫可连接至电池。可通过用诸如高温螺钉(诸如Mo、Ta或Nb螺钉)等紧固件紧固在一起的匹
配法兰进行连接。紧固件可包括锚固，其中配对螺栓或螺钉穿入锚中。在锥体储槽处于真空
或惰性气氛中的实施方式中，其还可包括不具有内衬的石墨。可通过能够处于真空的腔室
5b5提供真空或惰性气氛。锥体储槽可包括连接至电磁泵5k的泵管入口的匹配法兰的底法
兰。包括围绕线圈5f的感应耦合加热器可将锥体储槽5b和泵5k入口的至少一部分加热至高
于熔融金属(诸如银、银铜合金和铜金属的至少一种)的熔点的温度。将法兰连接件定义为
原点，该管可首先指向下且接着形成具有合适曲率半径的回路以在垂直方向上放置该管，
以横穿锥体储槽5b。入口可过渡至直泵管5k6中，其中泵送方向可垂直取向。泵的出口管可
垂直延伸以横穿锥体储槽壁。横穿可在锥体最大半径处以提供泵轭和磁体5k4和5k5(图
2I16)与锥体储槽5b的最大距离，以提供在低于锥体储槽的合适温度下运行这些泵部件。泵
磁路5k4和5k5可正切于锥体储槽取向，且汇流条5k2可较短且垂直于锥体储槽取向，其中至
电流源的引线5k3与汇流条5k2的方向成约90°。磁路5k4和5k5的取向可最大化与高温部件
的距离。诸如锥体储槽和入口管、泵管5k6和出口管等高运行温度部件需要高于熔体的熔
点，且诸如EM泵5k的磁路5k4和5k5等低运行温度部件需要处于低得多的温度(诸如小于约
300℃)下。为保持两种类型部件之间的温度分离，造粒机可在这些部件之间包括绝缘体。另
外，可通过冷却系统(诸如包括水冷却热传递板5k1和制冷器31a的冷却系统)冷却磁路。感
应耦合加热器5f的水冷却线圈也可用于冷却电磁泵5k的磁路，反之亦然。锥体储槽和泵入
口可包括第一容器5b。电磁(EM)泵5k可通过第二容器5c将诸如银熔体等熔体从锥体储槽泵
送至电极，第二容器5c可包括泵出口管(诸如直径为约3/8英寸的钽或铌管)和喷嘴5q。泵入
口和出口管的回路可包括至少约180°返回并穿过锥体储槽壁的弯管。管5c可在锥体储槽5b
内部行进(在诸如包含于锥体储槽中的银熔体水平面的下方区域中)，且突出在喷嘴5q中结
束的熔体水平面上方。喷嘴可稍高于熔体水平面，使得熔体在流动至管中时保持熔融而不
需要容器加热器。在喷嘴明显远离熔体水平面的其他实施方式中，通过诸如感应耦合加热
器等加热器将热施加于第二容器远端的注射区段。在诸如前一情况等实施方式中，电极可
被定位为非常接近于熔体水平面。在一个实施方式中，熔体与电极的分隔距离为约1mm至
100mm、1mm至50mm和1mm至10mm的至少一个范围。池可在池的底部处具有较大直径的真空外
壳法兰以容纳内锥体储槽法兰和至锥体储槽的入口。能够保持真空或惰性气氛的下腔室
5b5可连接至真空外壳法兰。真空外壳的内部真空可通过真空连接线5b6连接至电池的内部
真空。作为另选，真空连接线5b6可连接至电池真空泵13a的共用歧管。能够处于真空的下腔
室5b5可包括可具有圆顶状端帽的直圆柱体。能够处于真空的下腔室5b5可含有锥体储槽
5b、包括泵管5k6及其入口和出口的电磁泵5k的至少一部分、EM泵汇流条5k2和磁路5k4和
5k5的至少一部分以及加热线圈5f中的至少一种。EM泵的汇流条的电连接件5k3、感应耦合
加热器线圈的引线5p和任何传感器引线可穿透能够处于真空的下腔室5b5的壁。EM泵磁路
5k4和5k5的一部分可穿透或具有穿透能够处于真空的下腔室5b5的通量，其中磁体和可选
的磁路5k4和5k5的一部分可在能够处于真空的下腔室5b5的外部。真空可保护诸如石墨、Ta
和Nb等空气敏感材料免于氧化。在另一实施方式中，能够保持真空或密封于大气外的下腔
室5b5可不连接至池的真空。在此情况中，下腔室5b5可填充有诸如氮气等惰性气体或诸如
氩气等稀有气体。可通过使用诸如电镀或物理涂层(诸如陶瓷)等保护涂层涂布大气反应性
材料而实现进一步的保护。
[0563] 在一个实施方式中，感应耦合加热器线圈引线穿透至产生器的密封区段中，诸如池26或下腔室5b5的至少一种。对应壁(诸如池、腔室5b5和二者之间的分隔(诸如电磁泵法
兰板)中的至少一种)的引线5p穿透部可电绝缘，使得引线5p并未电短路。穿透可发生在壁
处或可发生在远离壁的位置处，以便提供其中温度低于壁的位置。壁可通过在不电接触的
情况下容纳引线的导管连接至远程位置。与密封的穿透部相对的导管端可被焊接至要穿透
的壁以在壁位置处形成密封。在引线穿透热传导元件的实施方式中(其中真空密封件在远
程位置处)，引线可穿过诸如电磁泵法兰板等元件中的孔而不与元件电接触。引线可抛光以
降低辐射率及至引线的热传递。导管可在导管与热传导元件(其中温度低得多)相对的端部
处使用电绝缘体围绕引线而进行真空密封。绝缘体可包括低温密封件，如特氟龙密封件，诸
如具有Kalrez O环的特氟龙Swagelok或Ultra-Torr。作为另选，真空气密引线穿透部可包
括市售的高温RF穿透部。
兰板)中的至少一种)的引线5p穿透部可电绝缘，使得引线5p并未电短路。穿透可发生在壁
处或可发生在远离壁的位置处，以便提供其中温度低于壁的位置。壁可通过在不电接触的
情况下容纳引线的导管连接至远程位置。与密封的穿透部相对的导管端可被焊接至要穿透
的壁以在壁位置处形成密封。在引线穿透热传导元件的实施方式中(其中真空密封件在远
程位置处)，引线可穿过诸如电磁泵法兰板等元件中的孔而不与元件电接触。引线可抛光以
降低辐射率及至引线的热传递。导管可在导管与热传导元件(其中温度低得多)相对的端部
处使用电绝缘体围绕引线而进行真空密封。绝缘体可包括低温密封件，如特氟龙密封件，诸
如具有Kalrez O环的特氟龙Swagelok或Ultra-Torr。作为另选，真空气密引线穿透部可包
括市售的高温RF穿透部。
[0564] 在一个实施方式中，锥体储槽和腔室5b在真空连接器中一起螺合且旋合至真空外壳的顶板。泵管可穿透顶板。容器5b可通过诸如焊接等手段连接至顶板。在一个实施方式
中，可通过诸如感应耦合加热器等加热器单独加热泵管5k6，该加热器可将该管保持在高于
熔体熔点的所需温度。在一个实施方式中，一个感应耦合加热器RF动力单元可复用至多个
感应耦合加热器线圈。泵管加热器可包括通过用于锥体储槽加热器的RF产生器按RF产生器
的工作周期间歇地驱动的加热器线圈，该RF产生器随时间在驱动锥体储槽加热器线圈与泵
管加热器线圈之间切换。工作周期可被控制为将锥体储槽和泵管保持在所需温度。示例性
工作周期范围约为10％至90％。作为另选，可通过从产生器的热区段转移的热来加热EM泵
管。热可来自加热器或来自分数氢反应。在一个实施方式中，热传递来自通过诸如铜等传导
介质转移的加热锥体储槽5b，传导介质可包括热传递块体5k7(图2I26)。块体可被机加工或
铸造为接触锥体储槽和泵管。为在泵管5k6与热传递块体5k7之间进行良好热接触，泵管可
涂布有诸如Thermon T-99等热传递化合物。在一个实施方式中，热量可以通过热传递块体
5k7并沿着泵管5k6从锥体储槽5b和储槽5c中的至少一个传递到泵管。管可以在入口区域扩
大，以增加通过金属熔体(例如AgCu合金熔体的银)的热传导。
中，可通过诸如感应耦合加热器等加热器单独加热泵管5k6，该加热器可将该管保持在高于
熔体熔点的所需温度。在一个实施方式中，一个感应耦合加热器RF动力单元可复用至多个
感应耦合加热器线圈。泵管加热器可包括通过用于锥体储槽加热器的RF产生器按RF产生器
的工作周期间歇地驱动的加热器线圈，该RF产生器随时间在驱动锥体储槽加热器线圈与泵
管加热器线圈之间切换。工作周期可被控制为将锥体储槽和泵管保持在所需温度。示例性
工作周期范围约为10％至90％。作为另选，可通过从产生器的热区段转移的热来加热EM泵
管。热可来自加热器或来自分数氢反应。在一个实施方式中，热传递来自通过诸如铜等传导
介质转移的加热锥体储槽5b，传导介质可包括热传递块体5k7(图2I26)。块体可被机加工或
铸造为接触锥体储槽和泵管。为在泵管5k6与热传递块体5k7之间进行良好热接触，泵管可
涂布有诸如Thermon T-99等热传递化合物。在一个实施方式中，热量可以通过热传递块体
5k7并沿着泵管5k6从锥体储槽5b和储槽5c中的至少一个传递到泵管。管可以在入口区域扩
大，以增加通过金属熔体(例如AgCu合金熔体的银)的热传导。
[0565] 各个汇流条9和10可包括与电容器组的连接件。电容器组可包括多个(例如，两个)并联组的两个串联电容器(其中一个连接至正汇流条且一个连接至负汇流条)，其中通过汇
流条连接对应的相反极性电容器终端。在一个示例性实施方式中，使用更高电压的电容器
(例如两个串联的具有高于5.7V的高压的定制3400F Maxwell电容器)，通过两组的一对并
联电容器实现更高的电流。可利用注料到达电极之间而完成电路。电容器可连接至电力源
以为电容器充电且在运行期间保持其电压，其中在电容器处感测电压。各个汇流条可垂直
穿透池壁且包括具有螺纹的诸如铜块等安装座以接纳对应电容器终端的螺纹。水平汇流条
可旋合至各垂直汇流条的螺纹端中，且电极可滑动至水平区段端部上。可通过诸如具有螺
栓或固定螺纹的夹具等紧固件固定电极。
流条连接对应的相反极性电容器终端。在一个示例性实施方式中，使用更高电压的电容器
(例如两个串联的具有高于5.7V的高压的定制3400F Maxwell电容器)，通过两组的一对并
联电容器实现更高的电流。可利用注料到达电极之间而完成电路。电容器可连接至电力源
以为电容器充电且在运行期间保持其电压，其中在电容器处感测电压。各个汇流条可垂直
穿透池壁且包括具有螺纹的诸如铜块等安装座以接纳对应电容器终端的螺纹。水平汇流条
可旋合至各垂直汇流条的螺纹端中，且电极可滑动至水平区段端部上。可通过诸如具有螺
栓或固定螺纹的夹具等紧固件固定电极。
[0566] 电极可包括本公开的电极(诸如在朝向PV转换器26a的间隙8处形成通道的下V状)且还包括电极EM泵(其包括通道8和磁体8c)，和可选的第二电极EM泵(其包括磁体8c1和通
道8g1)。为防止任一电极EM泵的磁体过度加热，诸如8c和8c1等磁体可定位于电池26外部。
可通过磁路8c(诸如可在高温下运行的铁磁性磁轭，诸如铁、钴及 50合金(49％Co、
49％Fe、2％V)磁轭中的至少一种)将磁场供应至诸如8g和8g1等通道(图2I29至2I31)。在另
一实施方式中，磁轭可在温度最大的间隙处包括一种材料(诸如Co或 50合金)且在
磁体界面的较低温部分处包括另一材料(诸如铁)。磁体可包括具有较高最大运行温度的材
料，诸如CoSm磁体。为进一步热隔离CoSm，磁路可包括可在较高温度下运行的内磁体，诸如
可在高达525℃(相较于CoSm的350℃)的最大温度下运行的AlNiCo磁体。电极EM泵磁路可包
括磁体和磁轭且其各自可穿透池壁26。作为另选，磁通量可从第一外部磁路区段穿透壁至
池内部的第二磁路区段。允许通量穿透的示例性壁材料为高温不锈钢。在另选实施方式中，
喷嘴5q可紧密接近于电极8定位，使得来自EM泵5k的压力通过电极间隙8g和可选的8g1泵送
熔体，其中第一和第二电极EM泵中的至少一个是可选的。喷嘴5q可包括诸如石英等非导体
或诸如石墨等低导体，使得其可接近于间隙8g或可与电极8接触以促进通过至少一个电极
间隙或通道8g和8g1直接泵送熔体。作为另选，喷嘴可以用涂布有诸如氮化硼等非导体的诸
如石英或陶瓷套筒等非导体为尖端，或包括诸如泵管的材料等导体，但可在喷嘴与电极8之
间保持最小间隙。池可电浮动而不接地以防止电流动通过喷嘴至池中的其他部件。池壁、汇
流条9和10以及池中的任何其他元件可覆盖有耐受诸如银或银铜合金(诸如Ag 72重量％-
Cu 28重量％)等熔体附着的护套。示例性护套材料为石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟
碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。通过电极点火的注料可包括熔融金属
(诸如熔融Ag)，其可还包括H2O和氢气的组中的至少一种气体。锥体储槽5b可包括至少一个
气体管线或水管线(诸如来自连接至H2O和H2的至少一种的源的歧管5y的管线5u和5v)和管
道起泡器或气体流场5z以将气体添加至熔体。管线可穿透锥体储槽5b壁以连接至管道起泡
器5z或气体流场。
道8g1)。为防止任一电极EM泵的磁体过度加热，诸如8c和8c1等磁体可定位于电池26外部。
可通过磁路8c(诸如可在高温下运行的铁磁性磁轭，诸如铁、钴及 50合金(49％Co、
49％Fe、2％V)磁轭中的至少一种)将磁场供应至诸如8g和8g1等通道(图2I29至2I31)。在另
一实施方式中，磁轭可在温度最大的间隙处包括一种材料(诸如Co或 50合金)且在
磁体界面的较低温部分处包括另一材料(诸如铁)。磁体可包括具有较高最大运行温度的材
料，诸如CoSm磁体。为进一步热隔离CoSm，磁路可包括可在较高温度下运行的内磁体，诸如
可在高达525℃(相较于CoSm的350℃)的最大温度下运行的AlNiCo磁体。电极EM泵磁路可包
括磁体和磁轭且其各自可穿透池壁26。作为另选，磁通量可从第一外部磁路区段穿透壁至
池内部的第二磁路区段。允许通量穿透的示例性壁材料为高温不锈钢。在另选实施方式中，
喷嘴5q可紧密接近于电极8定位，使得来自EM泵5k的压力通过电极间隙8g和可选的8g1泵送
熔体，其中第一和第二电极EM泵中的至少一个是可选的。喷嘴5q可包括诸如石英等非导体
或诸如石墨等低导体，使得其可接近于间隙8g或可与电极8接触以促进通过至少一个电极
间隙或通道8g和8g1直接泵送熔体。作为另选，喷嘴可以用涂布有诸如氮化硼等非导体的诸
如石英或陶瓷套筒等非导体为尖端，或包括诸如泵管的材料等导体，但可在喷嘴与电极8之
间保持最小间隙。池可电浮动而不接地以防止电流动通过喷嘴至池中的其他部件。池壁、汇
流条9和10以及池中的任何其他元件可覆盖有耐受诸如银或银铜合金(诸如Ag 72重量％-
Cu 28重量％)等熔体附着的护套。示例性护套材料为石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟
碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ。通过电极点火的注料可包括熔融金属
(诸如熔融Ag)，其可还包括H2O和氢气的组中的至少一种气体。锥体储槽5b可包括至少一个
气体管线或水管线(诸如来自连接至H2O和H2的至少一种的源的歧管5y的管线5u和5v)和管
道起泡器或气体流场5z以将气体添加至熔体。管线可穿透锥体储槽5b壁以连接至管道起泡
器5z或气体流场。
[0567] 作为另选，可通过使用电极8处的注射器调节器和阀5z2调节的注射器5z1的注射而添加H2O和H2中的至少一种。注射器5z1可将H2O和H2中的至少一种注射至点火等离子体的
部分、点火等离子体的中心的至少一种中，注射至熔体的一部分中且基本上注射至熔体流
的中间以最大化地将H2O和H2中的至少一种并入至熔体和等离子体的至少一种中。示例性注
射器5z1包括不锈钢管，其在端部处具有50μm孔以将H2O直接注射至等离子体中。注射器可
包括下述喷嘴，其包含至少一个针孔(诸如各自具有约0.001μm至5mm范围的直径)。气体可
自注射器5z1方向性地流动。气体可包括气体喷流或分子束，诸如H2O和H2喷流或射束中的至
少一种。喷嘴可接近于点火点定位(诸如在电极间隙8g的0.1mm至5mm内)以高效地将气体供
应至点火，同时避免电池泵送出过多气体。注射可在电极间隙8g上方或下方进行。注射器
5z1的尖端可包括耐受热损害的材料，诸如耐火材料，诸如本公开的耐火材料，如W或Mo。在
另一实施方式中，注射器5z1的喷嘴可包括多个针孔或针孔阵列(诸如沿着电极长度对准的
针孔)以将气体注射至熔融金属中。在示例性实施方式中，针孔的直径约为25μm。注射可处
于高速。高速可帮助气体对金属的浸渗，使得可以较大收率将气体引入至反应混合物。分子
束可促进HOH催化剂的形成。在一个实施方式中，注射器5z1的尖端可包括扩散器以形成注
射至要点火的等离子体或燃料中的细密水雾。
部分、点火等离子体的中心的至少一种中，注射至熔体的一部分中且基本上注射至熔体流
的中间以最大化地将H2O和H2中的至少一种并入至熔体和等离子体的至少一种中。示例性注
射器5z1包括不锈钢管，其在端部处具有50μm孔以将H2O直接注射至等离子体中。注射器可
包括下述喷嘴，其包含至少一个针孔(诸如各自具有约0.001μm至5mm范围的直径)。气体可
自注射器5z1方向性地流动。气体可包括气体喷流或分子束，诸如H2O和H2喷流或射束中的至
少一种。喷嘴可接近于点火点定位(诸如在电极间隙8g的0.1mm至5mm内)以高效地将气体供
应至点火，同时避免电池泵送出过多气体。注射可在电极间隙8g上方或下方进行。注射器
5z1的尖端可包括耐受热损害的材料，诸如耐火材料，诸如本公开的耐火材料，如W或Mo。在
另一实施方式中，注射器5z1的喷嘴可包括多个针孔或针孔阵列(诸如沿着电极长度对准的
针孔)以将气体注射至熔融金属中。在示例性实施方式中，针孔的直径约为25μm。注射可处
于高速。高速可帮助气体对金属的浸渗，使得可以较大收率将气体引入至反应混合物。分子
束可促进HOH催化剂的形成。在一个实施方式中，注射器5z1的尖端可包括扩散器以形成注
射至要点火的等离子体或燃料中的细密水雾。
[0568] 在一个实施方式中，注射器5z1被设计为限制从等离子体至注射器的热传递速率，使得处于保持来自分数氢过程的所需动力的流动速率的水在注射器内时不会沸腾。注射器
5z1可包括：i.)最小表面积，ii.)具有低热传递速率的材料，iii.)表面绝缘体和iv.)辐射
屏蔽以限制至流动水的热传递。在分数氢反应为H2O→H2(1/4)+1/2O2+50MJ的示例性实施方
式中，产生X瓦特动力的最小水流速率由以下得出：
5z1可包括：i.)最小表面积，ii.)具有低热传递速率的材料，iii.)表面绝缘体和iv.)辐射
屏蔽以限制至流动水的热传递。在分数氢反应为H2O→H2(1/4)+1/2O2+50MJ的示例性实施方
式中，产生X瓦特动力的最小水流速率由以下得出：
[0569] 流动速率＝(X瓦特/50MJ/摩尔H2O)×(1升H2O/55摩尔) (33)
[0570] 在X＝500kW的示例性情况中，流动速率为0.18ml/s。导致0.18ml/秒的水从0℃初始温度沸腾的动力为490W。因此，注射器5z1被设计为使其从池(诸如从等离子体)接受热的
最大速率对应于小于490W的动力。使用以下关系：
最大速率对应于小于490W的动力。使用以下关系：
[0571]
[0572] 其中，P是压力，ρ是水密度，且ν是速度，3atm的水注射压力对应于25m/s的喷嘴5q流动速率。以此流动速率递送0.18ml/s(0.18×10-6m3)的喷嘴5q的孔口尺寸为7.2×10-9m2(95μm直径圆盘)。假定具有此直径的两倍的管(其中3cm浸没于等离子体中)，则管的等离子
体接触面积为1×10-5m2，这需要热传递速率小于490W/1×10-5m2或4.9×107W/m2。具有低热
接受速率的示例性耐热喷嘴包括可使用氧化钙或氧化钇稳定的氧化铝或氧化锆。喷嘴5q
(诸如包括针孔的喷嘴)可具有导致水流散布至将水分散在整个等离子体的所需部分的体
积中的形状。散布可包括水在等离子体中的均匀分散。水源5v可包括水储槽和将水供应至
注射器5z1的泵。阀、流量计和调节器5z2可控制通过喷嘴5q注射的水流速率。
体接触面积为1×10-5m2，这需要热传递速率小于490W/1×10-5m2或4.9×107W/m2。具有低热
接受速率的示例性耐热喷嘴包括可使用氧化钙或氧化钇稳定的氧化铝或氧化锆。喷嘴5q
(诸如包括针孔的喷嘴)可具有导致水流散布至将水分散在整个等离子体的所需部分的体
积中的形状。散布可包括水在等离子体中的均匀分散。水源5v可包括水储槽和将水供应至
注射器5z1的泵。阀、流量计和调节器5z2可控制通过喷嘴5q注射的水流速率。
[0573] 注射器5z1可包括增湿器，其可保持电极区域中的所需的H2O分压，诸如在约0.01托至1000托、0.1托至100托、0.1托至50托和1托至25托中的至少一个范围中的分压。
[0574] 分子束可冷却形成可增大分数氢反应速率的冰晶。可通过制冷器31a提供冷却。可通过冷却诸如氢气或稀有气体等载体气体而实现冷却。水可冷却至结冰极限。可通过在水
中溶解诸如氢等载体气体而降低凝固点以形成超冷水。可通过使诸如氢等载体气体起泡而
使超冷水雾化。在一个实施方式中，可通过诸如超声波雾化器等雾化器形成诸如在0.1μm至
100μm直径范围中的微水滴。超声波频率可较高，诸如在约1kHz至100kHz的范围。雾化可导
致冰晶形成。水可注射至真空中。在真空中的扩张可冷却水形成冰。注射至真空中的水的蒸
发可形成冰。整发可冷却注射器5z1尖端，其可导致注射的水形成冰。可通过制冷器31a冷却
注射水和尖端的至少一个。冷却可为导致注射的水形成冰晶而防止尖端结冰阻塞的温度。
可通过使冷却的载体气体起泡而进一步促进冰晶形成。还可通过减小压力和消除水储槽
(诸如起泡器)中的成核地点中的至少一种实现超冷却。在一个实施方式中，可在水中加入
添加剂以降低凝固点。示例性添加剂为盐、无机化合物和有机化合物。在后一情况中，可在
电池的运行期间消耗和替换有机化合物。诸如氢气等气体可鼓泡通过水而形成冰晶，冰晶
可注射至熔体中以用作用于分数氢反应的H和HOH催化剂中的至少一种的源。在一个实施方
式中，冰可升华且引导至电极。气化的冰可流动通过歧管。冰可通过与合适表面的物理接触
而成核或沉积为较大晶体，其中较大粒子可流动至点火地点中。流动可通过具有多个针孔
的歧管。在一个实施方式中，注射器可定位于电极的壁中(诸如通道8g中)。在另一实施方式
中，注射器5z1位于喷嘴5q的相对侧上。在示例性实施方式中，喷嘴5q将熔体注射至电极8
中，且注射器5z1在电极的另一侧上(诸如在通道8g中)从顶部注射H2O和H2中的至少一种。水
可呈细冰晶、蒸气和液体水的至少一种形式。在一个实施方式中，来自诸如5u和5v等源的输
入气体注射至保持在真空下的池中。控制输入压力可小于大气压，则可控制气体通过注射
器5z1的流动速率。可通过阀、泵、流量控制器和压力监测器及控制器5z2控制用于注射的输
入气体压力和流动速率中的至少一种。可使用诸如制冷器、低温泵和真空泵13a中的至少一
种等水蒸气冷凝器保持池真空。可使用水阱及诸如真空泵(诸如涡旋泵)等泵保持池真空。
水冷凝器可包括制冷器和低温阱中的至少一种。在一个实施方式中，泵可包括高温泵，其在
泵送时将池气体保持在高温，使得水蒸气成分实质上表现为理想气体。任何注射或形成的
水可作为蒸汽被除，蒸汽可用作冷却池的手段。
中溶解诸如氢等载体气体而降低凝固点以形成超冷水。可通过使诸如氢等载体气体起泡而
使超冷水雾化。在一个实施方式中，可通过诸如超声波雾化器等雾化器形成诸如在0.1μm至
100μm直径范围中的微水滴。超声波频率可较高，诸如在约1kHz至100kHz的范围。雾化可导
致冰晶形成。水可注射至真空中。在真空中的扩张可冷却水形成冰。注射至真空中的水的蒸
发可形成冰。整发可冷却注射器5z1尖端，其可导致注射的水形成冰。可通过制冷器31a冷却
注射水和尖端的至少一个。冷却可为导致注射的水形成冰晶而防止尖端结冰阻塞的温度。
可通过使冷却的载体气体起泡而进一步促进冰晶形成。还可通过减小压力和消除水储槽
(诸如起泡器)中的成核地点中的至少一种实现超冷却。在一个实施方式中，可在水中加入
添加剂以降低凝固点。示例性添加剂为盐、无机化合物和有机化合物。在后一情况中，可在
电池的运行期间消耗和替换有机化合物。诸如氢气等气体可鼓泡通过水而形成冰晶，冰晶
可注射至熔体中以用作用于分数氢反应的H和HOH催化剂中的至少一种的源。在一个实施方
式中，冰可升华且引导至电极。气化的冰可流动通过歧管。冰可通过与合适表面的物理接触
而成核或沉积为较大晶体，其中较大粒子可流动至点火地点中。流动可通过具有多个针孔
的歧管。在一个实施方式中，注射器可定位于电极的壁中(诸如通道8g中)。在另一实施方式
中，注射器5z1位于喷嘴5q的相对侧上。在示例性实施方式中，喷嘴5q将熔体注射至电极8
中，且注射器5z1在电极的另一侧上(诸如在通道8g中)从顶部注射H2O和H2中的至少一种。水
可呈细冰晶、蒸气和液体水的至少一种形式。在一个实施方式中，来自诸如5u和5v等源的输
入气体注射至保持在真空下的池中。控制输入压力可小于大气压，则可控制气体通过注射
器5z1的流动速率。可通过阀、泵、流量控制器和压力监测器及控制器5z2控制用于注射的输
入气体压力和流动速率中的至少一种。可使用诸如制冷器、低温泵和真空泵13a中的至少一
种等水蒸气冷凝器保持池真空。可使用水阱及诸如真空泵(诸如涡旋泵)等泵保持池真空。
水冷凝器可包括制冷器和低温阱中的至少一种。在一个实施方式中，泵可包括高温泵，其在
泵送时将池气体保持在高温，使得水蒸气成分实质上表现为理想气体。任何注射或形成的
水可作为蒸汽被除，蒸汽可用作冷却池的手段。
[0575] 在另一实施方式中，池包括化学吸气剂以用于从池气体除去水蒸气以保持真空。吸气剂可包括与水反应的化合物，诸如可形成氧化物的金属。可通过加热使水反应产物可
逆。吸气剂可包括吸湿化合物，诸如干燥剂，诸如分子筛、硅胶、如蒙脱石粘土等粘土、如碱土氧化物(如CaO)等脱水碱、如包括氧离子的碱土化合物等脱水水合物化合物(如硫酸盐，
如CaSO4)和碱金属卤化物(其形成诸如LiBr等水合物以吸收池中的水蒸气)中的至少一种。
可通过加热再生化合物。热可来自池产生的余热。
逆。吸气剂可包括吸湿化合物，诸如干燥剂，诸如分子筛、硅胶、如蒙脱石粘土等粘土、如碱土氧化物(如CaO)等脱水碱、如包括氧离子的碱土化合物等脱水水合物化合物(如硫酸盐，
如CaSO4)和碱金属卤化物(其形成诸如LiBr等水合物以吸收池中的水蒸气)中的至少一种。
可通过加热再生化合物。热可来自池产生的余热。
[0576] 化合物可循环地与池气体接触而除去、再生及返回。化合物可在加热时保持于密封腔室中，由此产生高于大气压的蒸汽压力。可透过打开的阀排放处于初始高压的蒸汽。阀
可在相对于初始压力的减压(其仍大于大气压)下关闭，使得空气并不流动至腔室中。腔室
可冷却且化合物暴露于池气体以在重复循环中吸收水。在输送化合物以实现暴露于池气体
(从而在一个循环阶段中吸收水)且暴露于大气(以在另一循环阶段中释放吸收的水)的实
施方式中，可通过本公开的手段(诸如通过机械手段，如通过螺旋或通过使用泵)输送化合
物。作为另选，可通过使用气动手段(如本公开的气动手段)进行输送。在包括往复双阀干燥
剂腔室水除去系统(其中未输送化合物以实现暴露于电池气体以在一个循环阶段中吸收水
且暴露于大气以在另一循环阶段中释放吸收的水)的实施方式中，化合物在具有至少两个
阀的腔室中。第一吸收阀控制与池气体的连接且第二排放阀控制与诸如周围大气等排水区
域的连接。在吸水阶段期间，吸收阀打开且排放阀关闭。在排水阶段期间，吸收阀关闭且排
放阀打开。阀可交替地打开和关闭以实现吸水和排水。吸收阀可包括诸如门阀等大阀以增
大暴露于化合物的气流。排放阀可包括诸如吹洗阀等较小压力调节阀，其在所需压力下打
开且在较低所需压力下关闭。腔室可接近于电池，使得电池常规地对其加热。在吸收阶段期
间，诸如31a等制冷器可冷却腔室。冷却可暂停以允许电池在排放阶段期间加热。可通过停
止冷却剂流而实现中止。冷却剂可具有高于腔室的最高运行温度的沸点。在另一实施方式
中，可通过诸如热管道等热交换器将热除去或供应至腔室。在一个实施方式中，可通过多个
往复双阀干燥剂腔室水除去系统连续地除去水，其中至少一个系统在吸收阶段中运行而另
一个在排放阶段中运行。
可在相对于初始压力的减压(其仍大于大气压)下关闭，使得空气并不流动至腔室中。腔室
可冷却且化合物暴露于池气体以在重复循环中吸收水。在输送化合物以实现暴露于池气体
(从而在一个循环阶段中吸收水)且暴露于大气(以在另一循环阶段中释放吸收的水)的实
施方式中，可通过本公开的手段(诸如通过机械手段，如通过螺旋或通过使用泵)输送化合
物。作为另选，可通过使用气动手段(如本公开的气动手段)进行输送。在包括往复双阀干燥
剂腔室水除去系统(其中未输送化合物以实现暴露于电池气体以在一个循环阶段中吸收水
且暴露于大气以在另一循环阶段中释放吸收的水)的实施方式中，化合物在具有至少两个
阀的腔室中。第一吸收阀控制与池气体的连接且第二排放阀控制与诸如周围大气等排水区
域的连接。在吸水阶段期间，吸收阀打开且排放阀关闭。在排水阶段期间，吸收阀关闭且排
放阀打开。阀可交替地打开和关闭以实现吸水和排水。吸收阀可包括诸如门阀等大阀以增
大暴露于化合物的气流。排放阀可包括诸如吹洗阀等较小压力调节阀，其在所需压力下打
开且在较低所需压力下关闭。腔室可接近于电池，使得电池常规地对其加热。在吸收阶段期
间，诸如31a等制冷器可冷却腔室。冷却可暂停以允许电池在排放阶段期间加热。可通过停
止冷却剂流而实现中止。冷却剂可具有高于腔室的最高运行温度的沸点。在另一实施方式
中，可通过诸如热管道等热交换器将热除去或供应至腔室。在一个实施方式中，可通过多个
往复双阀干燥剂腔室水除去系统连续地除去水，其中至少一个系统在吸收阶段中运行而另
一个在排放阶段中运行。
[0577] 在一个实施方式中，来自分数氢反应的紫外和远紫外光导致池中的水蒸气解离为氢和氧。通过本公开的手段分离氢和氧以提供这些有价值的工业气体供应。可通过本领域
中已知的至少一种方法分离光子解离水的氢和氧产物混合物，诸如来自以下组中的一种或
多种：通过微孔薄膜分离H2；通过电扩散薄膜(诸如耐火氧化物，如CaO、CeO2、Y2O3和ZrO2)分离O2；通过无孔金属薄膜(诸如钯或Pd-Ag薄膜)分离H2；通过使用孔口和射束撇渣器产生高
速射流而分离气体；通过离心作用分离气体；和通过低温蒸馏分离气体。可通过将氢和氧供
应至燃料电池(诸如质子交换薄膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和本领域中已知的其他
燃料电池中的至少一种)而将气体转换为电。作为另选，氢和氧或大气氧可在热力发动机
(诸如内燃机、布雷顿循环发动机、气体涡轮机和本领域中已知的其他热力发动机中的至少
一种)中燃烧。
中已知的至少一种方法分离光子解离水的氢和氧产物混合物，诸如来自以下组中的一种或
多种：通过微孔薄膜分离H2；通过电扩散薄膜(诸如耐火氧化物，如CaO、CeO2、Y2O3和ZrO2)分离O2；通过无孔金属薄膜(诸如钯或Pd-Ag薄膜)分离H2；通过使用孔口和射束撇渣器产生高
速射流而分离气体；通过离心作用分离气体；和通过低温蒸馏分离气体。可通过将氢和氧供
应至燃料电池(诸如质子交换薄膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和本领域中已知的其他
燃料电池中的至少一种)而将气体转换为电。作为另选，氢和氧或大气氧可在热力发动机
(诸如内燃机、布雷顿循环发动机、气体涡轮机和本领域中已知的其他热力发动机中的至少
一种)中燃烧。
[0578] 在一个实施方式中，注射器5z1可包括具有多个针孔的歧管以递送H2和H2O的至少一种，其中H2O可包括冰晶。注射器还包括泵5z2。水储槽5v可至少冷却至水的冰点。储槽可
通过泵5z2而在小于大气压的压力下运行。低压可导致冰在超冷状态升华，其中蒸气具有低
于大气压下水的冰点的温度。冰的表面积可增大以增大升华速率。泵5z2可压缩超冷水蒸气
以导致其结冰。泵可改变压力以引起液体至固体的相变。泵可包括蠕动泵。气泡腔室使用压
力变化引起相变，其还在https://en.wikipedia.org/wiki/Bubble_chamber中给出。可应
用这一原理以导致细冰晶的形成，以用于注射至点火等离子体中，并通过点火分数氢反应
物而形成等离子体。可使用诸如31a等制冷器冷却接触超冷水蒸气及所形成的冰晶的泵部
件。可通过泵5z2将冰晶泵送至注射器5z1(诸如具有多个针孔的歧管)中，且晶体可注射至
燃料点火地点中。
通过泵5z2而在小于大气压的压力下运行。低压可导致冰在超冷状态升华，其中蒸气具有低
于大气压下水的冰点的温度。冰的表面积可增大以增大升华速率。泵5z2可压缩超冷水蒸气
以导致其结冰。泵可改变压力以引起液体至固体的相变。泵可包括蠕动泵。气泡腔室使用压
力变化引起相变，其还在https://en.wikipedia.org/wiki/Bubble_chamber中给出。可应
用这一原理以导致细冰晶的形成，以用于注射至点火等离子体中，并通过点火分数氢反应
物而形成等离子体。可使用诸如31a等制冷器冷却接触超冷水蒸气及所形成的冰晶的泵部
件。可通过泵5z2将冰晶泵送至注射器5z1(诸如具有多个针孔的歧管)中，且晶体可注射至
燃料点火地点中。
[0579] 在一个实施方式中，氢注射器5z1可包括可渗透氢的薄膜，诸如镍、石墨或钯银合金薄膜，其中氢渗透薄膜且递送至保持在低压下的熔体。可渗透氢的薄膜可将氢流动速率
减小至所需的速率，其中在电极处将氢注射至低压区域中(诸如电池中)。流动速率可为对
相应的大功率消耗没有贡献的流动速率。可针对真空泵13a管理流动速率以保持池压力。氢
流动速率可在以下至少一个范围内：每个产生约100kW的光的池为约0.1标准立方厘米/分
钟(sccm)至10标准升/分钟(slm)、1sccm至1slm和10sccm至100sccm。H2O的电解可包括氢源
5u。在一个实施方式中，诸如钯或Pd-Ag薄膜等薄膜可执行以下至少一个功能：将水电解气
体混合物的氢与氧分离；以受控方式将H2注射至分数氢等离子体中(诸如在电极处)；和将
分子氢解离为原子氢。可通过控制薄膜温度(诸如约100℃至500℃的范围)来控制渗透速率
和选择性地进行氢渗透。分数氢等离子体可提供薄膜加热。在其他实施方式中，可通过本领
域中已知的至少一种方法分离电解产物混合物的氢与氧，诸如来自以下组中的一种或多
种：通过微孔薄膜分离H2；通过电扩散薄膜(诸如耐火氧化物，诸如CaO、CeO2、Y2O3和ZrO2)分离O2；通过无孔金属薄膜(诸如钯或Pd-Ag薄膜)分离H2；通过使用孔口和射束撇渣器产生高
速射流而分离气体；通过离心作用分离气体；和通过低温蒸馏进行气体分离。
减小至所需的速率，其中在电极处将氢注射至低压区域中(诸如电池中)。流动速率可为对
相应的大功率消耗没有贡献的流动速率。可针对真空泵13a管理流动速率以保持池压力。氢
流动速率可在以下至少一个范围内：每个产生约100kW的光的池为约0.1标准立方厘米/分
钟(sccm)至10标准升/分钟(slm)、1sccm至1slm和10sccm至100sccm。H2O的电解可包括氢源
5u。在一个实施方式中，诸如钯或Pd-Ag薄膜等薄膜可执行以下至少一个功能：将水电解气
体混合物的氢与氧分离；以受控方式将H2注射至分数氢等离子体中(诸如在电极处)；和将
分子氢解离为原子氢。可通过控制薄膜温度(诸如约100℃至500℃的范围)来控制渗透速率
和选择性地进行氢渗透。分数氢等离子体可提供薄膜加热。在其他实施方式中，可通过本领
域中已知的至少一种方法分离电解产物混合物的氢与氧，诸如来自以下组中的一种或多
种：通过微孔薄膜分离H2；通过电扩散薄膜(诸如耐火氧化物，诸如CaO、CeO2、Y2O3和ZrO2)分离O2；通过无孔金属薄膜(诸如钯或Pd-Ag薄膜)分离H2；通过使用孔口和射束撇渣器产生高
速射流而分离气体；通过离心作用分离气体；和通过低温蒸馏进行气体分离。
[0580] 在一个实施方式中，注射器将冰晶射流供应至熔融金属中，其中冰晶可由于其高速度而浸渗至熔体中。在射流包括用于输送水蒸气的载体气体(诸如氢或稀有气体，如氩)
的情况中，使用冰晶替代水蒸气可显著增大每载体气体体积递送至点火的水的数量和浓
度。还可通过本领域中已知的手段(诸如通过冰刮刀或削片机)机械地形成冰晶。机械冰晶
机器可包括将固体冰破裂为具有所要尺寸的小冰粒的至少一个旋转刀片。可通过诸如高速
研磨机(诸如Dremel工具)或高速钻机或研磨机(诸如牙医钻机或研磨机)等至少一种机器
工具将冰供应至电极。工具或钻机可在冰表面上方扫描，冰表面可在其被消耗时前移。可通
过扫描机构产生扫描。可通过用来自基座处的结冰前端的补充物通过相应的机构前移在顶
部处具有表面的冰列。诸如31a等制冷器可用于实现结冰。机械频率可在约1000RPM至50,
000RPM的范围中。可通过诸如31a等制冷器冷冻诸如5u等储槽中的水而供应冰。在一个实施
方式中，低温可限制H2O蒸气压以有助于HOH形成。I型冰结构也可增强分数氢反应速率。在
一个实施方式中，形成分数氢的固体燃料反应混合物包括冰作为H和HOH中的至少一种的
源。冰可呈提供高表面积的物理形式，诸如可通过注射器5z1注射的冰晶。可在冰供应器5v
中形成冰，冰供应器5v可还包括形成细粉末冰或小冰晶的手段，诸如使水结冰的诸如31a等
制冷器和研磨器。作为另选，冰供应器可包括冰晶制造器，诸如包括冷冻膨胀或雾化H2O的
源的冰晶制造器。
的情况中，使用冰晶替代水蒸气可显著增大每载体气体体积递送至点火的水的数量和浓
度。还可通过本领域中已知的手段(诸如通过冰刮刀或削片机)机械地形成冰晶。机械冰晶
机器可包括将固体冰破裂为具有所要尺寸的小冰粒的至少一个旋转刀片。可通过诸如高速
研磨机(诸如Dremel工具)或高速钻机或研磨机(诸如牙医钻机或研磨机)等至少一种机器
工具将冰供应至电极。工具或钻机可在冰表面上方扫描，冰表面可在其被消耗时前移。可通
过扫描机构产生扫描。可通过用来自基座处的结冰前端的补充物通过相应的机构前移在顶
部处具有表面的冰列。诸如31a等制冷器可用于实现结冰。机械频率可在约1000RPM至50,
000RPM的范围中。可通过诸如31a等制冷器冷冻诸如5u等储槽中的水而供应冰。在一个实施
方式中，低温可限制H2O蒸气压以有助于HOH形成。I型冰结构也可增强分数氢反应速率。在
一个实施方式中，形成分数氢的固体燃料反应混合物包括冰作为H和HOH中的至少一种的
源。冰可呈提供高表面积的物理形式，诸如可通过注射器5z1注射的冰晶。可在冰供应器5v
中形成冰，冰供应器5v可还包括形成细粉末冰或小冰晶的手段，诸如使水结冰的诸如31a等
制冷器和研磨器。作为另选，冰供应器可包括冰晶制造器，诸如包括冷冻膨胀或雾化H2O的
源的冰晶制造器。
[0581] 在一个实施方式中，注射器5z1包括注射喷嘴。注射器的喷嘴可包括气体歧管，诸如与电极8的沟槽对准的气体歧管。喷嘴可还包括来自歧管的多个针孔，其递送H2O和H2中的
至少一种的多个气体射流。在一个实施方式中，在大于池的压力下通过诸如5v等H2O储槽使
H2起泡，且在H2载体气体中挟带H2O。高压气体混合物流过针孔至熔体中以保持气体射流。可通过压力控制器或流量控制器5z2调节流量，在大于池压力的高压下(诸如约1毫托至10,
000托、1毫托至1000托和1毫托至100托中的至少一个范围)供应流体。在电极处，可为混合
物的气体可与传导基质、金属熔体组合。在施加高电流的情况下，对应的燃料混合物可点火
以形成分数氢。
至少一种的多个气体射流。在一个实施方式中，在大于池的压力下通过诸如5v等H2O储槽使
H2起泡，且在H2载体气体中挟带H2O。高压气体混合物流过针孔至熔体中以保持气体射流。可通过压力控制器或流量控制器5z2调节流量，在大于池压力的高压下(诸如约1毫托至10,
000托、1毫托至1000托和1毫托至100托中的至少一个范围)供应流体。在电极处，可为混合
物的气体可与传导基质、金属熔体组合。在施加高电流的情况下，对应的燃料混合物可点火
以形成分数氢。
[0582] 针孔可为激光、水射流或机械钻孔。注射器中的气体可加压以促进多个高速气体注射射流或分子束的形成。未在分数氢的形成中消耗的气体可由诸如泵13a等手段收集且
再循环。水可凝结并再循环。可使用低压泵实现凝结。氢可再循环，其中其可在再循环之前
与其他气体分离。可使用选择性过滤器实现分离。
再循环。水可凝结并再循环。可使用低压泵实现凝结。氢可再循环，其中其可在再循环之前
与其他气体分离。可使用选择性过滤器实现分离。
[0583] 注射时机可以使注料中等离子体的产生和气体同时。注射可为大致连续的。连续气体流动速率可被调整至点火频率和燃料流动速率中的至少一种。燃料注射可为间歇的且
与注料点火同步。该定时可通过以下因素进行：注射器中的机械谐振和第n次点火延迟和压
缩用于第n+1次点火的注射气体的压力波，其中n为整数。作为另选，诸如注射器5z1的电磁
阀5z2等阀可控制注射。可通过点火电流启动阀5z2。示例性阀是机械回馈伺服阀。阀可包括
压力控制阀，诸如注射器出口处的压力控制阀，其中可在阀的供应侧中保持超压。水可为作
为液体或气体中的至少一种供应和注射的至少一种。气体供应可来自源5u和5v。
与注料点火同步。该定时可通过以下因素进行：注射器中的机械谐振和第n次点火延迟和压
缩用于第n+1次点火的注射气体的压力波，其中n为整数。作为另选，诸如注射器5z1的电磁
阀5z2等阀可控制注射。可通过点火电流启动阀5z2。示例性阀是机械回馈伺服阀。阀可包括
压力控制阀，诸如注射器出口处的压力控制阀，其中可在阀的供应侧中保持超压。水可为作
为液体或气体中的至少一种供应和注射的至少一种。气体供应可来自源5u和5v。
[0584] 在一个实施方式中，可通过氢在本文中被称为歧化(如在Mills GUT Chp.5中给出，其以引用的方式并入)的过程中向式(18)中具有高p值的分数氢跃迁，而实现极高的动
力和能量的至少一种。氢原子H(1/p)p＝1,2,3,...137可进一步跃迁至式(10)和(12)给出
的较低能态，其中一个原子的跃迁由以谐振和非辐射方式接受m·27.2eV且伴随其势能的
相反改变的第二原子催化。由式(35)给出的通过m·27.2eV谐振转移至H(1/p')所诱导的H
(1/p)跃迁至H(1/(p+m))的一般总方程式表示为：
力和能量的至少一种。氢原子H(1/p)p＝1,2,3,...137可进一步跃迁至式(10)和(12)给出
的较低能态，其中一个原子的跃迁由以谐振和非辐射方式接受m·27.2eV且伴随其势能的
相反改变的第二原子催化。由式(35)给出的通过m·27.2eV谐振转移至H(1/p')所诱导的H
(1/p)跃迁至H(1/(p+m))的一般总方程式表示为：
[0585] H(1/p')+H(1/p)→H+H(1/(p+m))+[2pm+m2-p'2+1]·13.6eV (35)
[0586] 来自分数氢过程的EUV光可解离二分数氢分子且所得分数氢原子可用作跃迁至较低能态的催化剂。示例性反应包括通过H(1/4)将H催化至H(1/17)，其中H(1/4)可为通过HOH
催化另一H的反应产物。可预测，分数氢的歧化反应引起X射线区域中的特征。如式(5-8)所
示，HOH催化剂的反应产物为 考虑包含H2O气体的氢云中的类似跃迁反应，其中第一
氢型原子 为H原子且用作催化剂的第二受体氢型原子 为 由于
的势能为42·27.2eV＝16·27.2eV＝435.2eV，故跃迁反应表示为
催化另一H的反应产物。可预测，分数氢的歧化反应引起X射线区域中的特征。如式(5-8)所
示，HOH催化剂的反应产物为 考虑包含H2O气体的氢云中的类似跃迁反应，其中第一
氢型原子 为H原子且用作催化剂的第二受体氢型原子 为 由于
的势能为42·27.2eV＝16·27.2eV＝435.2eV，故跃迁反应表示为
[0587]
[0588]
[0589]
[0590] 总反应为：
[0591]
[0592] 可预测，由于 中间体(例如，式(16)和式(37))所致的远紫外线连续辐射谱带具有由下式给出的短波长截止值和能量
[0593]
[0594] 其延伸至比对应的截止值更长的波长。此处，可预测，由于 中间体衰变所致的远紫外线连续辐射谱带具有处于E＝3481.6eV；0.35625nm且延伸至更长波长的短波长
截止值。最近在通过NASA的Chandra X-ray Observatory和XMM-牛顿卫星在英仙座星系团
中观测到截止值为3.48keV的宽X射线峰[E.Bulbul,M.Markevitch,A.Foster,R.K.Smith,
M.Loewenstein,S.W.Randall，“Detection of an unidentified emission line in the
stacked X-Ray spectrum of galaxy clusters”，The Astrophysical Journal，第789卷，第1期(2014)；A.Boyarsky,O.Ruchayskiy,D.Iakubovskyi,J.Franse，“An unidentified
line in X-ray spectra of the Andromeda galaxy and Perseus galaxy cluster”
(2014)，arXiv：1402.4119[astro-ph.CO]]，其并不匹配至任何已知的原子跃迁。BulBul等
将3.48keV特征指派为未知身份的暗物质，这与 跃迁匹配，并进
一步将分数氢确认为暗物质身份。
截止值。最近在通过NASA的Chandra X-ray Observatory和XMM-牛顿卫星在英仙座星系团
中观测到截止值为3.48keV的宽X射线峰[E.Bulbul,M.Markevitch,A.Foster,R.K.Smith,
M.Loewenstein,S.W.Randall，“Detection of an unidentified emission line in the
stacked X-Ray spectrum of galaxy clusters”，The Astrophysical Journal，第789卷，第1期(2014)；A.Boyarsky,O.Ruchayskiy,D.Iakubovskyi,J.Franse，“An unidentified
line in X-ray spectra of the Andromeda galaxy and Perseus galaxy cluster”
(2014)，arXiv：1402.4119[astro-ph.CO]]，其并不匹配至任何已知的原子跃迁。BulBul等
将3.48keV特征指派为未知身份的暗物质，这与 跃迁匹配，并进
一步将分数氢确认为暗物质身份。
[0595] 在一个实施方式中，产生器可使用低压H2O产生高动力和能量。水蒸气压力可约0.001托至100托、0.1毫托至50毫托、1毫托至5托、10毫托至1托和100毫托至800托中的至少
一个范围。可通过水蒸气源和控制流动速率和压力中的至少一种的手段来供应和/或保持
低H2O蒸气压力。水供应器可足以保持所需的点火速率。可通过稳态或动态控制和平衡控制
中的至少一种控制水蒸气压力。可通过增湿点火区域(诸如电极间和电极EM泵通道区域8g)
中的气氛而将低压水添加至等离子体。产生器可包括保持所需区域(诸如电极区域外部的
区域)中的较低水蒸气压力的泵13a。可通过微分泵送来除去水，使得电极区域外部的池区
域可具有较低压力，诸如较低的水分压。可保持较低压力以减小可入射至PV转换器26a的诸
如EUV光等光的衰减。
一个范围。可通过水蒸气源和控制流动速率和压力中的至少一种的手段来供应和/或保持
低H2O蒸气压力。水供应器可足以保持所需的点火速率。可通过稳态或动态控制和平衡控制
中的至少一种控制水蒸气压力。可通过增湿点火区域(诸如电极间和电极EM泵通道区域8g)
中的气氛而将低压水添加至等离子体。产生器可包括保持所需区域(诸如电极区域外部的
区域)中的较低水蒸气压力的泵13a。可通过微分泵送来除去水，使得电极区域外部的池区
域可具有较低压力，诸如较低的水分压。可保持较低压力以减小可入射至PV转换器26a的诸
如EUV光等光的衰减。
[0596] 可通过与电池连接的水储槽/阱保持池水蒸气压。池水蒸气压可为稳态或与水储槽/阱的水表面上方的水蒸气压平衡中的至少一种。水储槽/阱可包括降低蒸气压的手段，
诸如保持降低温度(诸如低温)的制冷器、H2O吸收材料(如活性炭或干燥剂)和溶质中的至
少一种。水蒸气压可为使用冰(其可为超冷态)在平衡或稳态构建的低压。冷却可包括低温
制冷器或浴，诸如二氧化碳、液氮或液氦浴。溶质可添加至水储槽/阱以降低水蒸气压。可根据拉乌尔定律降低蒸气压。溶质可高度溶解且呈高浓度。示例性溶质为糖和离子化合物，诸
如碱金属、碱土和铵卤化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、重铬酸盐、碳酸盐和醋酸盐中至少一种，如K2SO4、KNO3、KCl、NH4SO4、NaCl、NaNO2、Na2Cr2O7、Mg(NO3)2、K2CO3、MgCl2、KC2H3O2、LiCl和KOH。阱干燥剂可包括分子筛，诸如示例性分子筛13X、4-8筛孔颗粒。
诸如保持降低温度(诸如低温)的制冷器、H2O吸收材料(如活性炭或干燥剂)和溶质中的至
少一种。水蒸气压可为使用冰(其可为超冷态)在平衡或稳态构建的低压。冷却可包括低温
制冷器或浴，诸如二氧化碳、液氮或液氦浴。溶质可添加至水储槽/阱以降低水蒸气压。可根据拉乌尔定律降低蒸气压。溶质可高度溶解且呈高浓度。示例性溶质为糖和离子化合物，诸
如碱金属、碱土和铵卤化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、重铬酸盐、碳酸盐和醋酸盐中至少一种，如K2SO4、KNO3、KCl、NH4SO4、NaCl、NaNO2、Na2Cr2O7、Mg(NO3)2、K2CO3、MgCl2、KC2H3O2、LiCl和KOH。阱干燥剂可包括分子筛，诸如示例性分子筛13X、4-8筛孔颗粒。
[0597] 在除去多余水的实施方式中，阱可密封及加热；接着，液体水可抽出或其可排出为蒸汽。阱可再冷却及再运行。在一个实施方式中，H2添加至池26(诸如在电极处的区域中)以
与O2反应产物反应，以将其转换为使用水储槽/阱控制的水。可通过可渗透氢的阴极(诸如
PdAg阴极)处的电解提供H2。可使用传感器监测氢压，传感器将回馈信号提供至诸如电解控
制器等氢供应控制器。
与O2反应产物反应，以将其转换为使用水储槽/阱控制的水。可通过可渗透氢的阴极(诸如
PdAg阴极)处的电解提供H2。可使用传感器监测氢压，传感器将回馈信号提供至诸如电解控
制器等氢供应控制器。
[0598] 在示例性实施例中，通过诸如13X等水合分子筛将水分压保持在所需压力，诸如在约50毫托至500毫托的范围中的压力。分子筛释放的任何水可由水供应置换，诸如来自通过
歧管和管线5x供应的罐5v的水供应。分子筛的面积可足以至少按保持所需分压需要的速率
供应水。分子筛的排气速率可匹配分数氢过程的消耗速率与泵出速率的总和。可通过控制
分子筛的温度来控制释放速率和分压中的至少一种。池可包括连接至池26的分子筛的控制
器。容器可还包括保持分子筛温度的手段，诸如加热器和制冷器及温度控制器。
歧管和管线5x供应的罐5v的水供应。分子筛的面积可足以至少按保持所需分压需要的速率
供应水。分子筛的排气速率可匹配分数氢过程的消耗速率与泵出速率的总和。可通过控制
分子筛的温度来控制释放速率和分压中的至少一种。池可包括连接至池26的分子筛的控制
器。容器可还包括保持分子筛温度的手段，诸如加热器和制冷器及温度控制器。
[0599] 在另选的稳态实施方式中，通过流量控制器(诸如控制池中的质量流量和水蒸气压的至少一种的流量控制器)保持水蒸气压。水供应速率可调整为匹配在分数氢和任何其
他电池反应中消耗且通过诸如泵送等手段除去的速率。泵可包括水储槽/阱、低温泵、真空
泵、机械真空泵、涡旋泵和涡轮泵中的至少一种。供应速率和除去速率中的至少一种可调整
为实现所需的池水蒸气压。另外，可添加所需分压的氢。可通过传感器和控制器(诸如压力
计，诸如Baratron计和质量流量控制器)感测并控制H2O和H2压力中的至少一种。可通过注射
器泵供应气体。作为质量流量控制器的替代方案，可通过高精度可电子控制阀(诸如针阀、
比例电子阀和步进电机阀中的至少一种)保持水蒸气压。可通过水蒸气压传感器和计算机
控制阀以保持池水蒸气压处于所需值，诸如约0.5托至2托的范围，其中控制可达诸如20％
内的较小容差。阀可具有快速响应以随着池中的水蒸气压的快速改变而保持容差。可通过
改变阀的供应侧上的水蒸气压而调整通过阀的流量的动态范围以适应不同的最小和最大
范围。可分别通过增大或减小水储槽5v的温度来增大或减小供应侧压力。
他电池反应中消耗且通过诸如泵送等手段除去的速率。泵可包括水储槽/阱、低温泵、真空
泵、机械真空泵、涡旋泵和涡轮泵中的至少一种。供应速率和除去速率中的至少一种可调整
为实现所需的池水蒸气压。另外，可添加所需分压的氢。可通过传感器和控制器(诸如压力
计，诸如Baratron计和质量流量控制器)感测并控制H2O和H2压力中的至少一种。可通过注射
器泵供应气体。作为质量流量控制器的替代方案，可通过高精度可电子控制阀(诸如针阀、
比例电子阀和步进电机阀中的至少一种)保持水蒸气压。可通过水蒸气压传感器和计算机
控制阀以保持池水蒸气压处于所需值，诸如约0.5托至2托的范围，其中控制可达诸如20％
内的较小容差。阀可具有快速响应以随着池中的水蒸气压的快速改变而保持容差。可通过
改变阀的供应侧上的水蒸气压而调整通过阀的流量的动态范围以适应不同的最小和最大
范围。可分别通过增大或减小水储槽5v的温度来增大或减小供应侧压力。
[0600] 在另一实施方式中，泵5k包括潜水泵，诸如浸没在容纳于锥体储槽中的熔体中且透过导管或容器(诸如连接至泵5k出口的管)将熔体垂直泵送至电极的电磁泵。含有单相电
磁绕组的示例性泵在1994年1月11日的美国专利5,277,551号中给出。泵材料能够经受高
温。在一个实施方式中，潜水电磁泵可包括垂直(z轴)取向的泵管，其入口浸没在熔体中。泵可包括DC电磁泵，其可被取向为电流沿着x轴且磁场沿着y轴施加。施加洛伦兹力的磁场的
EM泵的y轴对准磁路可包括：可选的外周磁体冷却系统(诸如水冷却辐射器)的镜像组；磁
路，其包括诸如钕磁体等外周磁体；磁轭，其可还包括与热泵管接触的热障或绝缘体；及可
选的冷板，其毗邻泵管。在一个实施方式中，热障包括气隙或真空间隙的至少一种。热障可
还包括减小间隙间的热辐射的手段(诸如辐射反射器或屏蔽的至少一种)和泵的热部件(诸
如磁路部件，诸如磁轭、汇流条和泵管)的减小辐射率。可通过诸如形成光滑表面(诸如抛
光、电镀或电抛光表面)等手段降低辐射率。在示例性实施方式中，使用诸如铬等材料电镀
Fe或Co磁轭以使其具有低辐射率。可首先施加铜层，然后施加铬。示例性EM泵设计包括连接
至矩形泵管的短侧壁的高传导宽汇流条，且垂直磁路具有以下布局：诸如钕或SmCo磁体等
磁体(冷却)/诸如铁氧体、铁或钴等磁轭(冷却)/真空或气隙/泵管/真空或气隙/诸如铁氧
体、铁或钴等磁轭(冷却)/钕或SmCo磁体(冷却)。y轴对准的镜面电流汇流条对可在外周端
处连接至高电流源且在相对端上毗邻至泵管侧。包括磁路和电流汇流条的泵的xy平面可升
高至熔体和锥体储槽最热区域中的至少一个的外侧。作为另选，泵可放置于在熔体水平面
以下的保护外壳中以保持熔体至泵的重力供给，或泵可保持在启动状态，其中金属在泵电
流运载区段中。汇流条和磁路中的至少一个可至少部分定位于电池外部，其中穿透部穿过
电池壁。磁路可包括电池外部的磁体，其提供穿过非磁性壁(诸如不锈钢壁)的通量，其中磁
通量集中于磁路的内轭中且引导跨过泵管。汇流条穿透部可各自包括法兰(具有穿过法兰
的陶瓷绝缘导体)或本领域技术人员已知的其他可经受高温的电馈通。EM泵的材料(诸如泵
管、磁体和磁轭)能够在高温下运行。作为另选，EM泵可包括绝缘体、冷板、热交换器和本领域中已知的其他热除去系统以冷却材料。具有适合于磁体和磁路的高居里温度的示例性铁
磁材料为Co(1400K)、Fe(1043K)、钕磁体(583-673K)和AlNiCo(973-1133K)。在一个实施方
式中，诸如钕、AlNiCo、SmCo和铁磁体等磁体具有较高的最大运行温度。在对去磁敏感的磁
体(诸如AlNiCo磁体)的情况中，磁体包括封套，诸如将屏蔽DC场的mu金属和将掩蔽RF场的
金属网(法拉第笼)。这些方面应用于本公开的EM泵的其他实施方式。泵的部件(诸如磁路和
汇流条)各自可覆盖有外壳，其能够返回点火产物以在外壳上方流动且流动至锥体储槽中。
外壳可包括或可涂布有耐受点火产物附着的材料。用于银的示例性非附着材料为石墨、WC、
W和Al。泵管出口可连接至造粒机的注射区段，注射区段包括导管或容器(诸如至喷嘴5q的
管)，其将熔融燃料(诸如包括H2O和H2中的至少一种的熔融银)注射至电极8中。诸如加热注
射区段的感应耦合加热器等加热器可包括诸如5o等线圈，其可穿透池26的壁且加热注射区
段。
磁绕组的示例性泵在1994年1月11日的美国专利5,277,551号中给出。泵材料能够经受高
温。在一个实施方式中，潜水电磁泵可包括垂直(z轴)取向的泵管，其入口浸没在熔体中。泵可包括DC电磁泵，其可被取向为电流沿着x轴且磁场沿着y轴施加。施加洛伦兹力的磁场的
EM泵的y轴对准磁路可包括：可选的外周磁体冷却系统(诸如水冷却辐射器)的镜像组；磁
路，其包括诸如钕磁体等外周磁体；磁轭，其可还包括与热泵管接触的热障或绝缘体；及可
选的冷板，其毗邻泵管。在一个实施方式中，热障包括气隙或真空间隙的至少一种。热障可
还包括减小间隙间的热辐射的手段(诸如辐射反射器或屏蔽的至少一种)和泵的热部件(诸
如磁路部件，诸如磁轭、汇流条和泵管)的减小辐射率。可通过诸如形成光滑表面(诸如抛
光、电镀或电抛光表面)等手段降低辐射率。在示例性实施方式中，使用诸如铬等材料电镀
Fe或Co磁轭以使其具有低辐射率。可首先施加铜层，然后施加铬。示例性EM泵设计包括连接
至矩形泵管的短侧壁的高传导宽汇流条，且垂直磁路具有以下布局：诸如钕或SmCo磁体等
磁体(冷却)/诸如铁氧体、铁或钴等磁轭(冷却)/真空或气隙/泵管/真空或气隙/诸如铁氧
体、铁或钴等磁轭(冷却)/钕或SmCo磁体(冷却)。y轴对准的镜面电流汇流条对可在外周端
处连接至高电流源且在相对端上毗邻至泵管侧。包括磁路和电流汇流条的泵的xy平面可升
高至熔体和锥体储槽最热区域中的至少一个的外侧。作为另选，泵可放置于在熔体水平面
以下的保护外壳中以保持熔体至泵的重力供给，或泵可保持在启动状态，其中金属在泵电
流运载区段中。汇流条和磁路中的至少一个可至少部分定位于电池外部，其中穿透部穿过
电池壁。磁路可包括电池外部的磁体，其提供穿过非磁性壁(诸如不锈钢壁)的通量，其中磁
通量集中于磁路的内轭中且引导跨过泵管。汇流条穿透部可各自包括法兰(具有穿过法兰
的陶瓷绝缘导体)或本领域技术人员已知的其他可经受高温的电馈通。EM泵的材料(诸如泵
管、磁体和磁轭)能够在高温下运行。作为另选，EM泵可包括绝缘体、冷板、热交换器和本领域中已知的其他热除去系统以冷却材料。具有适合于磁体和磁路的高居里温度的示例性铁
磁材料为Co(1400K)、Fe(1043K)、钕磁体(583-673K)和AlNiCo(973-1133K)。在一个实施方
式中，诸如钕、AlNiCo、SmCo和铁磁体等磁体具有较高的最大运行温度。在对去磁敏感的磁
体(诸如AlNiCo磁体)的情况中，磁体包括封套，诸如将屏蔽DC场的mu金属和将掩蔽RF场的
金属网(法拉第笼)。这些方面应用于本公开的EM泵的其他实施方式。泵的部件(诸如磁路和
汇流条)各自可覆盖有外壳，其能够返回点火产物以在外壳上方流动且流动至锥体储槽中。
外壳可包括或可涂布有耐受点火产物附着的材料。用于银的示例性非附着材料为石墨、WC、
W和Al。泵管出口可连接至造粒机的注射区段，注射区段包括导管或容器(诸如至喷嘴5q的
管)，其将熔融燃料(诸如包括H2O和H2中的至少一种的熔融银)注射至电极8中。诸如加热注
射区段的感应耦合加热器等加热器可包括诸如5o等线圈，其可穿透池26的壁且加热注射区
段。
[0601] 在一个实施方式中，池锥体储槽可用于储存金属，通过EM泵利用反向泵电流而向后泵送金属，从而排空容器和EM泵。可使金属通过除去加热功率而固化。接着，在启动期间，可首先激活加热器且接着激活EM泵以用正向泵作用使SF-CIHT产生器恢复运行。
[0602] 在一个实施方式中，可使用喷雾器将水喷雾至等离子体中，其中压力可保持在较低以避免因水蒸气所致而使诸如UV光等短波长光衰减。水蒸气压可保持在小于10托。在另
一实施方式中，水(诸如蒸汽)和氢的至少一种可与诸如银注料等熔融金属注料同时注射。
水、蒸汽和氢注射器中的至少一种可包括在快速电磁阀中终止的递送管。电磁阀可以串联
和并联中的至少一种电连接至电极，使得在电流流过电极时电流流过阀。在此情况中，水
(诸如蒸汽)和氢的至少一种可与诸如银注料等熔融金属注料同时注射。在另一实施方式
中，注射器系统包括光学传感器和控制器以引起注射。控制器可在感测到注料时打开和关
闭诸如电磁阀等快速阀。在一个实施方式中，用于注射熔体(诸如银熔体)、水(诸如蒸汽)和
氢中的至少两种的管线可同步。同步可为通过共用管线。在一个实施方式中，注射器包括注
射喷嘴。注射器的喷嘴可包括气体歧管，诸如与电极8的沟槽对准的气体歧管。喷嘴可还包
括来自递送H2O和H2中的至少一种的多个气体射流的歧管的多个针孔。在一个实施方式中，
H2在大于池压力的压力下鼓泡通过H2O储槽，且在H2载体气体中挟带H2O。高压气体混合物流
过针孔至熔体中以保持气体射流。在电极处，可为混合物的气体可与导电基质、金属熔体组
合。在施加高电流的情况下，对应的燃料混合物可点火形成分数氢。
一实施方式中，水(诸如蒸汽)和氢的至少一种可与诸如银注料等熔融金属注料同时注射。
水、蒸汽和氢注射器中的至少一种可包括在快速电磁阀中终止的递送管。电磁阀可以串联
和并联中的至少一种电连接至电极，使得在电流流过电极时电流流过阀。在此情况中，水
(诸如蒸汽)和氢的至少一种可与诸如银注料等熔融金属注料同时注射。在另一实施方式
中，注射器系统包括光学传感器和控制器以引起注射。控制器可在感测到注料时打开和关
闭诸如电磁阀等快速阀。在一个实施方式中，用于注射熔体(诸如银熔体)、水(诸如蒸汽)和
氢中的至少两种的管线可同步。同步可为通过共用管线。在一个实施方式中，注射器包括注
射喷嘴。注射器的喷嘴可包括气体歧管，诸如与电极8的沟槽对准的气体歧管。喷嘴可还包
括来自递送H2O和H2中的至少一种的多个气体射流的歧管的多个针孔。在一个实施方式中，
H2在大于池压力的压力下鼓泡通过H2O储槽，且在H2载体气体中挟带H2O。高压气体混合物流
过针孔至熔体中以保持气体射流。在电极处，可为混合物的气体可与导电基质、金属熔体组
合。在施加高电流的情况下，对应的燃料混合物可点火形成分数氢。
[0603] 图2I17中示出了下述造粒机的截面图，其在第二容器中具有管道起泡器(将诸如H2和蒸汽等气体引入至熔体)、两个电磁泵和将注料注射在电极顶部上的喷嘴，电极的细节
在图2I18中示出。在图2I17中所示的实施方式中，第一容器5b处的造粒机5a入口可单独定
位于电池26底部处。电池可被定型为锥体或漏斗以使点火产物流动至造粒机入口中。第一
容器5b、第二容器5c和喷嘴5q可形成回路的至少一部分，其中第一容器5b在电池26底部处
以接收点火产物且第二容器5c和喷嘴5q在分开的位置中以将注料递送至电极8。第二容器
5c可穿透电池26侧面。在一个实施方式中，第二容器5c和喷嘴5q可将燃料的喷出点升高至
电极8上方。喷嘴可将燃料递送至第二电极区段8j(图2I12和2I18)，使得点火扩张和光发射
在第二电池区域8l中发生。可通过重力和来自泵的压力中的至少一种促进喷射。在一个实
施方式中，第一电极区段可仅包括电极间隙或可被绝缘体闭合，使得等离子体仅在光伏转
换器26a的方向上扩张。
在图2I18中示出。在图2I17中所示的实施方式中，第一容器5b处的造粒机5a入口可单独定
位于电池26底部处。电池可被定型为锥体或漏斗以使点火产物流动至造粒机入口中。第一
容器5b、第二容器5c和喷嘴5q可形成回路的至少一部分，其中第一容器5b在电池26底部处
以接收点火产物且第二容器5c和喷嘴5q在分开的位置中以将注料递送至电极8。第二容器
5c可穿透电池26侧面。在一个实施方式中，第二容器5c和喷嘴5q可将燃料的喷出点升高至
电极8上方。喷嘴可将燃料递送至第二电极区段8j(图2I12和2I18)，使得点火扩张和光发射
在第二电池区域8l中发生。可通过重力和来自泵的压力中的至少一种促进喷射。在一个实
施方式中，第一电极区段可仅包括电极间隙或可被绝缘体闭合，使得等离子体仅在光伏转
换器26a的方向上扩张。
[0604] 在一个实施方式中，电极可包括一组双层电极，其包括顶导电层(其上发生点火)和具有绝缘体的底板(其形成间隙8g中的底板)。导电顶层可包括铜、Mo、Ta、TaW、钨、碳化钨(WC)或涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W)中的至少一种，且非导电底层可包括陶瓷，
诸如氧化铝、氧化锆、MgO和耐火砖。顶导电层可包括或可覆盖有银不粘着的材料，诸如可冷却的铝、钼、钨、Ta、TaW、碳化钨(WC)和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W电极8)。被银润湿的材料(诸如铜、银和CuAg合金)各自可覆盖有诸如银注料等注料不附着的材料。
诸如氧化铝、氧化锆、MgO和耐火砖。顶导电层可包括或可覆盖有银不粘着的材料，诸如可冷却的铝、钼、钨、Ta、TaW、碳化钨(WC)和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W电极8)。被银润湿的材料(诸如铜、银和CuAg合金)各自可覆盖有诸如银注料等注料不附着的材料。
[0605] 电极可包括多个层，诸如覆盖层、点火层和非导电底板。非附着覆盖层可包括绝缘体、电导率相比于导致燃料点火的电极部分较低的导体和导体中的至少一种。在非附着层
具有导电性的情况中，其可与电极的点火部分电绝缘。电极可包括顶注料非附着层、薄绝缘
间隔层和仅连接至电力源2的高导电点火部分层。电导率相比于电极部分较低的导体部分
(诸如银或铜部分)较低的示例性顶层包括石墨。在示例性实施方式中，石墨或氧化锆用作
诸如银等注料不附着的层。可通过诸如陶瓷层等绝缘层使非附着层与诸如铜部分等点火部
分电绝缘。非附着层可包括漏斗以将注料引导至电极点火部分的间隙8g中。
具有导电性的情况中，其可与电极的点火部分电绝缘。电极可包括顶注料非附着层、薄绝缘
间隔层和仅连接至电力源2的高导电点火部分层。电导率相比于电极部分较低的导体部分
(诸如银或铜部分)较低的示例性顶层包括石墨。在示例性实施方式中，石墨或氧化锆用作
诸如银等注料不附着的层。可通过诸如陶瓷层等绝缘层使非附着层与诸如铜部分等点火部
分电绝缘。非附着层可包括漏斗以将注料引导至电极点火部分的间隙8g中。
[0606] 在一个实施方式中，电极可包括双层电极，诸如包括上V状顶层(诸如石墨或氧化锆顶层)的双层电极。顶层可将注料引导至点火底层。包括导体的底层可具有朝向间隙8g的
垂直壁或近垂直壁。底层或点火层的示例性材料为W、WC和Mo。通过熔体注料的注射闭合开
路以仅在底层中导致间隙8g的导电部分间的接触。在一个实施方式中，可沿着y轴递送注
料。喷嘴5q可将注料沿着y轴水平递送至电极的顶部(图2I17和2I18)。光可因电极设计所致
而被约束为主要向上传播，该电极设计使来自经点火的顶装载注料的等离子体主要在正z
方向上沿z轴朝向PV转换器26a扩张。
垂直壁或近垂直壁。底层或点火层的示例性材料为W、WC和Mo。通过熔体注料的注射闭合开
路以仅在底层中导致间隙8g的导电部分间的接触。在一个实施方式中，可沿着y轴递送注
料。喷嘴5q可将注料沿着y轴水平递送至电极的顶部(图2I17和2I18)。光可因电极设计所致
而被约束为主要向上传播，该电极设计使来自经点火的顶装载注料的等离子体主要在正z
方向上沿z轴朝向PV转换器26a扩张。
[0607] 在一个实施方式中，电极可包括三层电极，诸如包括包含上V状的顶层、中间电流递送层(诸如板边缘稍微延伸至间隙8g中的平板)和远离间隙8g凹下的下V状电极层的三层
电极。顶层可包括耐受诸如银注料熔体等注料熔体附着的材料。合适的示例性材料为非导
体或不良导体(诸如阳极氧化铝、石墨和氧化锆)或导体(诸如铝、钼、钨、Ta、TaW、碳化钨
(WC)和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W))中的至少一种。诸如铝电极等低熔点电极
可进行冷却以防止熔融。顶层可与中间层电绝缘。中间电流递送层可包括具有高熔点和高
硬度的导体，诸如W、WC或Mo板。在一个实施方式中，电力源2可连接至中间层和可用作引线
层的底层中的至少一个。电极引线底层可包括还可为高热导性的高导体以有助于热传递。
合适的示例性材料为铜、银、铜银合金和铝。在一个实施方式中，引线电极底层还包括耐受
诸如银等注料熔体附着的材料。合适的示例性非附着引线电极为WC和W。作为另选，诸如铜
电极等引线电极可涂布有或包覆有耐受注料熔体附着的表面。合适的涂层或覆层为WC、W、
碳或石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石、莫来石-YSZ和氧化锆。涂层或覆层可施加于在点火期间暴露于注料熔体的表面区域上方。通过熔体
注料的注射使开路闭合，以仅在中间层中导致间隙8g的导电部分间的接触。可通过冷却剂
流动系统(诸如包括电极内部导管的冷却剂流动系统)冷却底层。中间层与冷却底层之间的
接触可散热并冷却中间层。顶层与中间冷却层之间的接触可散热并冷却顶层。在测试实施
方式中，注料注射速率为1000Hz，电极间的压降小于0.5V，且点火电流为约100A至10kA的范
围。
电极。顶层可包括耐受诸如银注料熔体等注料熔体附着的材料。合适的示例性材料为非导
体或不良导体(诸如阳极氧化铝、石墨和氧化锆)或导体(诸如铝、钼、钨、Ta、TaW、碳化钨
(WC)和涂布石墨的导体(诸如涂布石墨的Cu或W))中的至少一种。诸如铝电极等低熔点电极
可进行冷却以防止熔融。顶层可与中间层电绝缘。中间电流递送层可包括具有高熔点和高
硬度的导体，诸如W、WC或Mo板。在一个实施方式中，电力源2可连接至中间层和可用作引线
层的底层中的至少一个。电极引线底层可包括还可为高热导性的高导体以有助于热传递。
合适的示例性材料为铜、银、铜银合金和铝。在一个实施方式中，引线电极底层还包括耐受
诸如银等注料熔体附着的材料。合适的示例性非附着引线电极为WC和W。作为另选，诸如铜
电极等引线电极可涂布有或包覆有耐受注料熔体附着的表面。合适的涂层或覆层为WC、W、
碳或石墨、碳化硼、诸如特氟龙(PTFE)等氟碳聚合物、氧化锆+8％氧化钇、莫来石、莫来石-YSZ和氧化锆。涂层或覆层可施加于在点火期间暴露于注料熔体的表面区域上方。通过熔体
注料的注射使开路闭合，以仅在中间层中导致间隙8g的导电部分间的接触。可通过冷却剂
流动系统(诸如包括电极内部导管的冷却剂流动系统)冷却底层。中间层与冷却底层之间的
接触可散热并冷却中间层。顶层与中间冷却层之间的接触可散热并冷却顶层。在测试实施
方式中，注料注射速率为1000Hz，电极间的压降小于0.5V，且点火电流为约100A至10kA的范
围。
[0608] 诸如图2I17和2I18的8c等磁体可导致等离子体粒子(诸如来自注料点火的等离子体粒子)被引导远离区域8k(图2I12)。在负z轴方向上引导洛伦兹力的示例性实施方式中，
磁体和通道8g包括执行以下至少一个功能的电磁泵：(i)将区域8j中的注料注射至间隙8g
中以进行点火；(ii)将已附着至电极上部(诸如在区域8j处)的注料泵送至间隙8g中以进行
点火；(iii)喷出来自区域8i和间隙8g的未点火注料和粒子；和(iv)将点火产物和未点火注
料回收至造粒机。可通过由交叉施加磁场(诸如来自磁体8c的交叉施加磁场)和通过等离子
体粒子和注料(诸如附着至诸如8i、8g和8j等电极表面的银注料)中的至少一种的点火电流
形成的洛伦兹力进行喷出和回收。点火电流可来自电力源2(图2I10)。
磁体和通道8g包括执行以下至少一个功能的电磁泵：(i)将区域8j中的注料注射至间隙8g
中以进行点火；(ii)将已附着至电极上部(诸如在区域8j处)的注料泵送至间隙8g中以进行
点火；(iii)喷出来自区域8i和间隙8g的未点火注料和粒子；和(iv)将点火产物和未点火注
料回收至造粒机。可通过由交叉施加磁场(诸如来自磁体8c的交叉施加磁场)和通过等离子
体粒子和注料(诸如附着至诸如8i、8g和8j等电极表面的银注料)中的至少一种的点火电流
形成的洛伦兹力进行喷出和回收。点火电流可来自电力源2(图2I10)。
[0609] 考虑具有来自图2I12的区域8k至8l的z轴的笛卡儿坐标。在一个实施方式中，电极可包括上(正z轴取向)V状，在V(图2I17和2I18)的底部的8g处具有间隙。可通过从喷嘴5q注
射熔体注料5t而闭合开路以在V底部处导致间隙8g的导电部分间的接触。可通过安装于支
持体的相对面(在底部处形成具有间隙的V)上的平板电极形成V。包括在高温下运行且耐受
Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC及Mo。支持体可进行水冷却。支持体可为至少部分
中空。中空部分可各自包括导管以使冷却剂流过导管且冷却电极。
射熔体注料5t而闭合开路以在V底部处导致间隙8g的导电部分间的接触。可通过安装于支
持体的相对面(在底部处形成具有间隙的V)上的平板电极形成V。包括在高温下运行且耐受
Ag附着的导体的示例性电极材料为W、WC及Mo。支持体可进行水冷却。支持体可为至少部分
中空。中空部分可各自包括导管以使冷却剂流过导管且冷却电极。
[0610] 在一个实施方式中，电极可还包括在间隙8g处具有垂直壁或近垂直壁的下区段。壁可形成通道。在一个实施方式中，电极还包括磁场源，诸如在电极通道的相对端处的一组
磁体。磁体可产生平行于电极或通道轴且垂直于点火电流的磁场。具有交叉电流和磁场的
通道可包括电磁(EM)泵。EM泵可将附着的注料泵送至电极中以进行点火。在一个实施方式
中，由交叉磁场和点火电流所致的洛伦兹力可进行向下泵送附着至电极上部壁的注料以进
行点火和将点火粒子向下泵送出PV转换器以回收在造粒机入口中的至少一种。
磁体。磁体可产生平行于电极或通道轴且垂直于点火电流的磁场。具有交叉电流和磁场的
通道可包括电磁(EM)泵。EM泵可将附着的注料泵送至电极中以进行点火。在一个实施方式
中，由交叉磁场和点火电流所致的洛伦兹力可进行向下泵送附着至电极上部壁的注料以进
行点火和将点火粒子向下泵送出PV转换器以回收在造粒机入口中的至少一种。
[0611] 在示例性实施例中，可在V状电极8(图2I17和2I18)顶部上沿着y轴水平注射注料5t。在一个实施方式中，磁体8c被定位为沿着V状电极8的沟槽施加沿y轴的磁场。电路闭合
且x轴导向的点火电流流过注料，以提供间隙8g间的电流路径，其中磁场横向于电流。交叉
电流和磁场根据式(32)产生洛伦兹力，以将附着至电极的任何金属注料推出。洛伦兹力可
进一步向下推动点火粒子至区域8k(图2I12)，以回收未点火注料且回收点火粒子。洛伦兹
力导致附着注料流动至电极在间隙8g处的点火区段中且导致点火等离子体引导且流动至
诸如燃料再生系统(诸如造粒机)的入口等收集区域中。在本公开的其他实施方式中，电极
和磁体可被设计为引导等离子体为上弓形，以执行以下至少一个功能：(i)将区域8i中的注
料注射至间隙8g中以进行点火；(ii)将已附着至电极上部(诸如在区域8j处)的注料喷出；
(iii)将来自区域8i、8j和间隙8g的未点火注料和粒子喷出；和(iv)将点火产物和未点火注
料回收至造粒机，同时避免将点火粒子引导至PV转换器26a。
且x轴导向的点火电流流过注料，以提供间隙8g间的电流路径，其中磁场横向于电流。交叉
电流和磁场根据式(32)产生洛伦兹力，以将附着至电极的任何金属注料推出。洛伦兹力可
进一步向下推动点火粒子至区域8k(图2I12)，以回收未点火注料且回收点火粒子。洛伦兹
力导致附着注料流动至电极在间隙8g处的点火区段中且导致点火等离子体引导且流动至
诸如燃料再生系统(诸如造粒机)的入口等收集区域中。在本公开的其他实施方式中，电极
和磁体可被设计为引导等离子体为上弓形，以执行以下至少一个功能：(i)将区域8i中的注
料注射至间隙8g中以进行点火；(ii)将已附着至电极上部(诸如在区域8j处)的注料喷出；
(iii)将来自区域8i、8j和间隙8g的未点火注料和粒子喷出；和(iv)将点火产物和未点火注
料回收至造粒机，同时避免将点火粒子引导至PV转换器26a。
[0612] 在一个实施方式中，沿着y轴递送注料(图2I17和2I18)。喷嘴5q可将注料沿着y轴水平递送至电极顶部。固体燃料可递送为注料流、连续流或注料和流的组合。光可由于电极
设计所致而被约束为主要向上传播，该电极设计使来自点火的顶装载注料的等离子体主要
在正z方向上沿着z轴向PV转换器26a扩张。电极可还包括至少一个磁体(诸如在电极的相对
端处分开的一组磁体8c)以在垂直于点火电流的方向上产生磁场。由交叉电流和磁场所致
的洛伦兹力可导致将附着注料喷出且等离子体粒子流动至诸如造粒机等再生系统。洛伦兹
力可在负z方向上。在洛伦兹力在负z方向上的情况中，区域、区段或层(诸如电极8的点火
层)可包括通道，其可用作用于喷出未作为粒子和等离子体喷出的点火粒子和注料的电磁
泵。通道的尺寸可被选择为提供对高压扩张点火等离子体的流量限制以迫使等离子体和光
向电极的区域8l扩张(图2I12)。电极的点火部分可形成包括短电磁泵管的浅通道，使得粒
子和附着注料填充泵管且将发出光的路径限制为仅沿着正z轴。交叉电流和磁场的强度以
及通道的尺寸提供贯穿包括电磁泵管的通道的泵压力。泵管和任何展开物的宽度被选择为
分配来自电力源2的电流以用于点火和泵送，从而实现二者的优化。
设计所致而被约束为主要向上传播，该电极设计使来自点火的顶装载注料的等离子体主要
在正z方向上沿着z轴向PV转换器26a扩张。电极可还包括至少一个磁体(诸如在电极的相对
端处分开的一组磁体8c)以在垂直于点火电流的方向上产生磁场。由交叉电流和磁场所致
的洛伦兹力可导致将附着注料喷出且等离子体粒子流动至诸如造粒机等再生系统。洛伦兹
力可在负z方向上。在洛伦兹力在负z方向上的情况中，区域、区段或层(诸如电极8的点火
层)可包括通道，其可用作用于喷出未作为粒子和等离子体喷出的点火粒子和注料的电磁
泵。通道的尺寸可被选择为提供对高压扩张点火等离子体的流量限制以迫使等离子体和光
向电极的区域8l扩张(图2I12)。电极的点火部分可形成包括短电磁泵管的浅通道，使得粒
子和附着注料填充泵管且将发出光的路径限制为仅沿着正z轴。交叉电流和磁场的强度以
及通道的尺寸提供贯穿包括电磁泵管的通道的泵压力。泵管和任何展开物的宽度被选择为
分配来自电力源2的电流以用于点火和泵送，从而实现二者的优化。
[0613] 在希望进行等离子体扩张的相同侧(诸如侧8l)上注射注料的情况中，电力源可在不具有实质时间延迟的情况下递送点火电流。注射可进行定时，以避免第n+1次注射被来自
第n次注射的点火冲击的压力波中断，其中n为整数。可使用冲击和注射传感器(诸如光学、
电流、电压和压力传感器中的至少一种)和控制器实现定时。控制器可控制电磁泵压力、喷
嘴阀和点火电流中的至少一种。
第n次注射的点火冲击的压力波中断，其中n为整数。可使用冲击和注射传感器(诸如光学、
电流、电压和压力传感器中的至少一种)和控制器实现定时。控制器可控制电磁泵压力、喷
嘴阀和点火电流中的至少一种。
[0614] 在一个实施方式中，SF-CIHT产生器可包括多个电极，其中各组可利用以下的至少一种：(i)共用或分开的专用注射系统；(ii)导致点火的共用或分开的专用电力源；和(iii)
共用或分开的专用PV转换系统。点火系统可还包括如图2I22中所示的点火系统的冷却系
统。在一个实施方式中，冷却系统可包括穿过汇流条9和10(图2I14)和电极8的导管或入口
31f和出口冷却剂管线31g以及冷却剂泵和制冷器31a，以冷却通过导管或管线泵送的冷却
剂。电极冷却剂系统可包括适用于两个电极的一对冷却剂管线31f和31g(图2I23)，或各电
极可具有单独入口管线31f和出口管线31g(图2I22)。在共享管线的情况中，可取决于平均
局部冷却剂温度调整管线与电极的接触面积以实现从电极至冷却剂的高效热传递。在图
2I23示出的另一实施方式中，可通过被动式冷却系统31h冷却点火系统的电极和汇流条，该
被动式冷却系统31h包括热交换器，诸如包括空气散热片和可选的至空气散热片的热管道
的热交换器。在图2I23示出的实施方式中，还可通过被动式冷却系统31i冷却光伏转换系
统，该被动式冷却系统31i包括热交换器，诸如包括空气散热片和可选的至空气散热片的热
管道的热交换器。在图2I22示出的实施方式中，使用热交换器87冷却光伏(PV)转换器26a的
光伏电池或面板15，其中热冷却剂通过入口31b流动至光伏转换器冷却系统31中且冷冻冷
却剂通过出口31c离开。PV电池可在诸如30℃至450℃的高温下运行且可在减小的电池压力
下运行以防止水蒸气凝结在PV电池上。
共用或分开的专用PV转换系统。点火系统可还包括如图2I22中所示的点火系统的冷却系
统。在一个实施方式中，冷却系统可包括穿过汇流条9和10(图2I14)和电极8的导管或入口
31f和出口冷却剂管线31g以及冷却剂泵和制冷器31a，以冷却通过导管或管线泵送的冷却
剂。电极冷却剂系统可包括适用于两个电极的一对冷却剂管线31f和31g(图2I23)，或各电
极可具有单独入口管线31f和出口管线31g(图2I22)。在共享管线的情况中，可取决于平均
局部冷却剂温度调整管线与电极的接触面积以实现从电极至冷却剂的高效热传递。在图
2I23示出的另一实施方式中，可通过被动式冷却系统31h冷却点火系统的电极和汇流条，该
被动式冷却系统31h包括热交换器，诸如包括空气散热片和可选的至空气散热片的热管道
的热交换器。在图2I23示出的实施方式中，还可通过被动式冷却系统31i冷却光伏转换系
统，该被动式冷却系统31i包括热交换器，诸如包括空气散热片和可选的至空气散热片的热
管道的热交换器。在图2I22示出的实施方式中，使用热交换器87冷却光伏(PV)转换器26a的
光伏电池或面板15，其中热冷却剂通过入口31b流动至光伏转换器冷却系统31中且冷冻冷
却剂通过出口31c离开。PV电池可在诸如30℃至450℃的高温下运行且可在减小的电池压力
下运行以防止水蒸气凝结在PV电池上。
[0615] 在改进产生器的能量平衡的实施方式中，可通过热动力(可包括经池产生的热)驱动诸如31和31a中的至少一种等制冷器。热动力可来自内部消散且来自分数氢反应。制冷器
可包括本领域技术人员已知的吸收制冷器。在一个实施方式中，通过冷却剂或制冷剂(诸如
可气化的水)吸收排除的热。吸收制冷器可使用热来凝结制冷剂。在一个实施方式中，水蒸
气吸收于诸如硅胶、沸石或纳米结构材料(诸如Pacific Northwest Laboratory的
P.McGrail等)等吸收材料(吸收剂)中。可加热吸收的水以导致其释放在腔室中，其中压力
充分增大以导致水凝结。
可包括本领域技术人员已知的吸收制冷器。在一个实施方式中，通过冷却剂或制冷剂(诸如
可气化的水)吸收排除的热。吸收制冷器可使用热来凝结制冷剂。在一个实施方式中，水蒸
气吸收于诸如硅胶、沸石或纳米结构材料(诸如Pacific Northwest Laboratory的
P.McGrail等)等吸收材料(吸收剂)中。可加热吸收的水以导致其释放在腔室中，其中压力
充分增大以导致水凝结。
[0616] 在一个实施方式中，燃料速度、注料尺寸、熔体注料粘度、电极之间的间隙8g宽度和电极8形状中的至少一种被选择为使点火主要发生在电极8l相对于注射侧或区域8k的相
对侧上的区域中。在一个实施方式中，电极8j的第二区段用作电池8l的第二区域入口，其中
等离子体和光优先朝向PV转换器26a(图2I2)引导。诸如熔融燃料等燃料的速度可为约
0.01m/s至1000m/s、0.1m/s至100m/s和0.1m/s至10m/s中的至少一个范围。喷嘴5q处的压力
和燃料粘度中的至少一种可用于控制燃料速度。喷嘴孔口尺寸、熔体压力、熔体流动速率、
熔体粘度和熔体温度可用于控制熔体注料尺寸。可以控制热平衡来控制熔体温度，其继而
控制熔体粘度。可以控制电磁泵5k的动力和喷嘴孔口尺寸以控制喷嘴5q处的压力。加热功
率、绝缘、冷却和熔体流动速率中的至少一种可用于控制热平衡。电磁泵功率可用于控制熔
体流动速率。熔体温度可用于控制熔体表面张力。可手动选择电极间隙5g。作为另选，可通
过诸如机械、水力或压电等手段调整可调整或可变形的电极间隙。可手动选择电极形状。作
为另选，可通过诸如机械、水力或压电等手段调整可调整或可变形的电极。在一个实施方式
中，诸如计算机等控制系统、电磁泵、喷嘴阀和加热器控制诸如压力、喷嘴尺寸和熔体温度
和粘度等参数以控制喷出速度以及喷出率。喷出速度可被控制为补偿重力加速度以保持所
需的注射速率。喷嘴5q的高度可被调整为支持最大注射速率。最大高度可基于燃料熔体流
形成隔离球体或熔体注料的速率。在一个实施方式中，SF-CIHT产生器包括用户界面(诸如
计算机的触控屏幕显示器)以控制产生器，产生器还包括具有注射系统、点火系统、燃料回
收系统、燃料再生系统(诸如造粒机)和转换器系统(诸如光伏和光电子转换器系统中的至
少一种)的传感器和控制系统的计算机。具有传感器和控制系统的计算机可感测并控制电
磁泵、感应耦合加热器、注射器流、喷嘴、点火系统电流和脉冲速率、产物回收系统(诸如所施加的磁体和电流)和静电沉淀器(ESP)、光伏(PV)转换器系统、冷却系统、功率调节和本领
域技术人员已知的监测和控制运行产生器的其他系统。传感器可将输入提供至控制器保护
系统(诸如针对加热容器区段中的熔体流和体积以及输入至EM泵的熔体流和体积的控制器
保护系统)，其中控制器在流或体积低于容许限制时关闭加热器和EM泵。控制系统可还包括
可编程逻辑控制器和本领域技术人员已知的其他此类装置，以便实现控制。
对侧上的区域中。在一个实施方式中，电极8j的第二区段用作电池8l的第二区域入口，其中
等离子体和光优先朝向PV转换器26a(图2I2)引导。诸如熔融燃料等燃料的速度可为约
0.01m/s至1000m/s、0.1m/s至100m/s和0.1m/s至10m/s中的至少一个范围。喷嘴5q处的压力
和燃料粘度中的至少一种可用于控制燃料速度。喷嘴孔口尺寸、熔体压力、熔体流动速率、
熔体粘度和熔体温度可用于控制熔体注料尺寸。可以控制热平衡来控制熔体温度，其继而
控制熔体粘度。可以控制电磁泵5k的动力和喷嘴孔口尺寸以控制喷嘴5q处的压力。加热功
率、绝缘、冷却和熔体流动速率中的至少一种可用于控制热平衡。电磁泵功率可用于控制熔
体流动速率。熔体温度可用于控制熔体表面张力。可手动选择电极间隙5g。作为另选，可通
过诸如机械、水力或压电等手段调整可调整或可变形的电极间隙。可手动选择电极形状。作
为另选，可通过诸如机械、水力或压电等手段调整可调整或可变形的电极。在一个实施方式
中，诸如计算机等控制系统、电磁泵、喷嘴阀和加热器控制诸如压力、喷嘴尺寸和熔体温度
和粘度等参数以控制喷出速度以及喷出率。喷出速度可被控制为补偿重力加速度以保持所
需的注射速率。喷嘴5q的高度可被调整为支持最大注射速率。最大高度可基于燃料熔体流
形成隔离球体或熔体注料的速率。在一个实施方式中，SF-CIHT产生器包括用户界面(诸如
计算机的触控屏幕显示器)以控制产生器，产生器还包括具有注射系统、点火系统、燃料回
收系统、燃料再生系统(诸如造粒机)和转换器系统(诸如光伏和光电子转换器系统中的至
少一种)的传感器和控制系统的计算机。具有传感器和控制系统的计算机可感测并控制电
磁泵、感应耦合加热器、注射器流、喷嘴、点火系统电流和脉冲速率、产物回收系统(诸如所施加的磁体和电流)和静电沉淀器(ESP)、光伏(PV)转换器系统、冷却系统、功率调节和本领
域技术人员已知的监测和控制运行产生器的其他系统。传感器可将输入提供至控制器保护
系统(诸如针对加热容器区段中的熔体流和体积以及输入至EM泵的熔体流和体积的控制器
保护系统)，其中控制器在流或体积低于容许限制时关闭加热器和EM泵。控制系统可还包括
可编程逻辑控制器和本领域技术人员已知的其他此类装置，以便实现控制。
[0617] SF-CIHT产生器包括具有进行感测和控制的参数(诸如本公开的那些参数)的部件。在一些实施方式中，具有传感器和控制系统的计算机可感测并控制：(i)各个冷却系统
(诸如PV转换器、电极、感应耦合加热器和喷嘴制冷器中的至少一种)的各个制冷器的入口
和出口温度、冷却剂压力和流动速率；(ii)点火系统电压、电流、功率、频率和工作周期；
(iii)使用诸如光学传感器等传感器和控制器的注料轨迹和使用诸如光学、多普勒或电极
电阻传感器等传感器和控制器的EM泵注射流动速率；(iv)感应耦合加热器、增强等离子体
轨道枪、电磁泵5k、电极电磁泵和静电沉淀器回收系统的电压、电流和功率；(v)电池中的压力；(vi)电池的壁温度；(vii)任何吸气剂的消耗状态；(viii)各区段中的加热器功率；(ix)电磁泵的电流和磁通量；(x)容器中和诸如歧管和喷嘴等关键位置处的银熔体温度、流动速
率和压力；(xi)各注射气体(诸如H2和H2O及在共用气体注射歧管的情况中通过调节器形成
的混合物)的压力、温度和流动速率；(xii)PV转换器的入射光的强度；(xiii)PV转换器的电
压、电流和功率输出；(xiv)任何功率调节设备的电压、电流、功率和其他参数；(xv)至附加负载和外部负载中的至少一种的SF-CIHT产生器输出电压、电流和功率；(xvi)输入至任何
附加负载(诸如感应耦合加热器、电磁泵、制冷器和传感器和控制器中的至少一种)的电压、
电流和功率；和(xii)具有能量储存的启动器电路的电压、电流和电荷状态。在一个实施方
式中，待测量的参数可与具有高温(其将在传感器测量期间损害传感器)的系统区域分隔。
例如，可通过使用诸如冷却塔等连接气体管线测量诸如H2和H2O中的至少一种等气体的压
力，冷却塔连接至诸如5b或5c等电池且在气体进入诸如Baratron电容压力计等压力变换器
之前冷却气体。
(诸如PV转换器、电极、感应耦合加热器和喷嘴制冷器中的至少一种)的各个制冷器的入口
和出口温度、冷却剂压力和流动速率；(ii)点火系统电压、电流、功率、频率和工作周期；
(iii)使用诸如光学传感器等传感器和控制器的注料轨迹和使用诸如光学、多普勒或电极
电阻传感器等传感器和控制器的EM泵注射流动速率；(iv)感应耦合加热器、增强等离子体
轨道枪、电磁泵5k、电极电磁泵和静电沉淀器回收系统的电压、电流和功率；(v)电池中的压力；(vi)电池的壁温度；(vii)任何吸气剂的消耗状态；(viii)各区段中的加热器功率；(ix)电磁泵的电流和磁通量；(x)容器中和诸如歧管和喷嘴等关键位置处的银熔体温度、流动速
率和压力；(xi)各注射气体(诸如H2和H2O及在共用气体注射歧管的情况中通过调节器形成
的混合物)的压力、温度和流动速率；(xii)PV转换器的入射光的强度；(xiii)PV转换器的电
压、电流和功率输出；(xiv)任何功率调节设备的电压、电流、功率和其他参数；(xv)至附加负载和外部负载中的至少一种的SF-CIHT产生器输出电压、电流和功率；(xvi)输入至任何
附加负载(诸如感应耦合加热器、电磁泵、制冷器和传感器和控制器中的至少一种)的电压、
电流和功率；和(xii)具有能量储存的启动器电路的电压、电流和电荷状态。在一个实施方
式中，待测量的参数可与具有高温(其将在传感器测量期间损害传感器)的系统区域分隔。
例如，可通过使用诸如冷却塔等连接气体管线测量诸如H2和H2O中的至少一种等气体的压
力，冷却塔连接至诸如5b或5c等电池且在气体进入诸如Baratron电容压力计等压力变换器
之前冷却气体。
[0618] 电池可包括少量或不包括移动部件。在一个实施方式中，冷却可包括至空气冷却热交换器的热排斥。图2I23中示出了用于电极31h和PV转换系统31i的示例性空气冷却系
统。在此情况中，电池可不包括或几乎不包括移动部件。唯一的移动部件可包括循环冷却剂
的机械泵，且其可由不具有移动部件的机械泵替代。在冷却剂为诸如碱金属(诸如钠)等液
体金属的情况中，泵可包括可不具有移动部件的电磁泵。在一个实施方式中，电磁泵冷却剂
可以是不可燃的。作为另选，热管道和空气散热片或帕耳帖制冷器可用于作为非机械排热
手段而除去热。示例性热管道为具有焊接纵向铜散热片(使用水或丙酮作为工作流体)的铜
热管道和具有焊接纵向铝散热片(使用氨作为工作流体)的铝热管道。热源可为点火电极，
其中可通过大截面热汇流条9和10使热快速传导出电极表面至冷却系统，大截面热汇流条9
和10包括高热传导材料，诸如铜、银或银铜合金。热源还可包括PV转换器。
统。在此情况中，电池可不包括或几乎不包括移动部件。唯一的移动部件可包括循环冷却剂
的机械泵，且其可由不具有移动部件的机械泵替代。在冷却剂为诸如碱金属(诸如钠)等液
体金属的情况中，泵可包括可不具有移动部件的电磁泵。在一个实施方式中，电磁泵冷却剂
可以是不可燃的。作为另选，热管道和空气散热片或帕耳帖制冷器可用于作为非机械排热
手段而除去热。示例性热管道为具有焊接纵向铜散热片(使用水或丙酮作为工作流体)的铜
热管道和具有焊接纵向铝散热片(使用氨作为工作流体)的铝热管道。热源可为点火电极，
其中可通过大截面热汇流条9和10使热快速传导出电极表面至冷却系统，大截面热汇流条9
和10包括高热传导材料，诸如铜、银或银铜合金。热源还可包括PV转换器。
[0619] 还可替换机械真空泵以将其作为具有移动部件的系统而消除。在一个实施方式中，可通过至少一种吸气剂13b(诸如氧、氢和水中的至少一种)保持池中的真空(图2I23)。
诸如氧反应材料(诸如可精细分离的碳或金属)等氧吸气剂可清除形成于池中的任何氧。在
碳的情况中，可使用可逆的CO2洗气剂抽离产物二氧化碳。二氧化碳洗气剂在本领域中是已
知的，诸如有机化合物(如胺类(如单乙醇胺))、矿物和沸石、氢氧化钠、氢氧化锂和基于金
属氧化物的系统。精细分离的碳吸气剂还可用于清除氧的目的以保护电池中的氧敏感性材
料(诸如包括Mo、W、石墨和Ta等氧敏感性材料的容器或泵管)。在此情况中，二氧化碳可使用CO2洗气剂除去或可使用真空泵泵除，其中精细分离的碳仅用于部件保护。
诸如氧反应材料(诸如可精细分离的碳或金属)等氧吸气剂可清除形成于池中的任何氧。在
碳的情况中，可使用可逆的CO2洗气剂抽离产物二氧化碳。二氧化碳洗气剂在本领域中是已
知的，诸如有机化合物(如胺类(如单乙醇胺))、矿物和沸石、氢氧化钠、氢氧化锂和基于金
属氧化物的系统。精细分离的碳吸气剂还可用于清除氧的目的以保护电池中的氧敏感性材
料(诸如包括Mo、W、石墨和Ta等氧敏感性材料的容器或泵管)。在此情况中，二氧化碳可使用CO2洗气剂除去或可使用真空泵泵除，其中精细分离的碳仅用于部件保护。
[0620] 金属吸气剂可选择性地经H2O与氧反应，使得其可使用氢再生。具有低水反应性的示例性金属包括Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn组中的金属。吸气剂或氧洗气剂可从SF-CIHT电池中除去且再生。除去可为周期性或间歇性的。可通过氢还原实现再生。再生可原位发生。原位再生可为间歇或连续
的。本领域技术人员已知其他氧吸气剂及其再生，诸如形成包括氧的可逆配体键的沸石和
化合物，如盐，如2-氨基对苯二甲酸根连接的脱氧体系、[{(bpbp)CO2II(NO3)}2(NH2bdc)]
(NO3)2.2H2O(bpbp-＝2,6-双(N,N-双(2-吡啶基甲基)氨甲基)-4-叔丁基苯酚基、NH2bdc2-＝
2-氨基-1,4-苯二甲酸根)的硝酸盐。高可燃性金属也可用作氧吸气剂，诸如示例性金属：碱
金属、碱土、铝和稀土金属。高可燃性金属还可用作水清除剂。氢储存材料可用于清除氢。示例性氢储存材料包括金属氢化物、混合稀土(诸如富含Ml:La的混合稀土，如
MlNi3.65Al0.3Mn0.3或Ml(NiCoMnCu)5)、Ni、R-Ni、R-Ni+约8重量％Vulcan XC-72、LaNi5、Cu或Ni-Al、Ni-Cr(诸如约10％的Cr)、Ce-Ni-Cr(诸如约3/90/7重量％)、Cu-Al或Cu-Ni-Al合金、M-N-H体系物种(诸如LiNH2、Li2NH或Li3N)和还包括硼(诸如硼氢化物)或铝(诸如铝氢化物)
的碱金属氢化物。进一步合适的氢储存材料为金属氢化物(诸如碱土金属氢化物，如MgH2)、
金属合金氢化物(如BaReH9、LaNi5H6、FeTiH1.7和MgNiH4)、金属硼氢化物(如Be(BH4)2、Mg
(BH4)2、Ca(BH4)2、Zn(BH4)2、Sc(BH4)3、Ti(BH4)3、Mn(BH4)2、Zr(BH4)4、NaBH4、LiBH4、KBH4和Al(BH4)3)、AlH3、NaAlH4、Na3AlH6、LiAlH4、Li3AlH6、LiH、LaNi5H6、La2Co1Ni9H6和TiFeH2、NH3BH3)、聚胺基硼烷、胺硼烷配合物(诸如胺硼烷)、硼氢化物氨合物、肼-硼烷配合物、二硼烷二氨合物、环硼氮烷和八氢三硼酸铵或四氢硼酸铵、咪唑离子液体(诸如烷基(芳基)-3-甲基咪唑
鎓N-双(三氟甲磺酰基)酰亚胺盐)、硼酸鏻和天然焦物质。其他示例性化合物为氨硼烷、碱
金属氨硼烷(诸如锂氨硼烷)和硼烷烷基胺配合物(诸如硼烷二甲胺配合物、硼烷三甲胺配
合物)和氨基硼烷和硼烷胺(诸如胺基二硼烷、n-二甲基氨基二硼烷、三(二甲基氨基)硼烷、
二正丁基硼胺、二甲基氨基硼烷、三甲基氨基硼烷、氨-三甲基硼烷和三乙基氨基硼烷)。其
他合适的储氢材料为具有吸收氢的有机液体，诸如咔唑及衍生物，诸如9-(2-乙基己基)咔
唑、9-乙基咔唑、9-苯基咔唑、9-甲基咔唑和4,4,-双(N-咔唑基)-1,1,-联苯。吸气剂可包括能够储氢的合金，诸如AB5(LaCePrNdNiCoMnAl)或AB2(VTiZrNiCrCoMnAlSn)型中的一种，其
中“ABx”名称指A类元素(LaCePrNd或TiZr)与B类元素(VNiCrCoMnAlSn)之比。另外合适的氢
吸气剂为本领域技术人员已知的在金属氢化物电池(诸如镍金属氢化物电池)中使用的氢
吸气剂。氢化物阳极的示例性合适的吸气剂材料包括R-Ni、LaNi5H6、La2CO1Ni9H6、ZrCr2H3.8、LaNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75、ZrMn0.5Cr0.2V0.1Ni1.2的组中的氢化物和能够储氢的其他合金，诸如AB5(LaCePrNdNiCoMnAl)或AB2(VTiZrNiCrCoMnAlSn)型中的一种，其中“ABx”名称指A类元素(LaCePrNd或TiZr)与B类元素(VNiCrCoMnAlSn)之比。在其他实施方式中，氢化物阳极吸气
剂材料包括以下的至少一种：MmNi5(Mm＝混合稀土)(诸如MmNi3.5Co0.7Al0.8、AB5型：
MmNi3.2Co1.0Mn0.6Al0.11Mo0.09(Mm＝混合稀土：25重量％La、50重量％Ce、7重量％Pr、18重量％Nd))、La1-yRyNi5-xMx、AB2型：Ti0.51Zr0.49V0.70Ni1.18Cr0.12合金、镁基合金(诸如
Mg1.9Al0.1Ni0.8Co0.1Mn0.1合金、Mg0.72Sc0.28(Pd0.012+Rh0.012)和Mg80Ti20、Mg80V20)、La0.8Nd0.2Ni2.4C02.5Si0.1、LaNi5-xMx(M＝Mn、Al)、(M＝Al、Si、Cu)、(M＝Sn)、(M＝Al、Mn、Cu)和LaNi4Co、MmNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、LaNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、MgCu2、MgZn2、MgNi2、AB化合物(诸如TiFe、TiCo和TiNi)、ABn化合物(n＝5、2或1)、AB3-4化合物和ABX(A＝La、Ce、Mn、Mg；B＝Ni、Mn、Co、Al)。其他合适的氢化物吸气剂为ZrFe2、Zr0.5Cs0.5Fe2、Zr0.8Sc0.2Fe2、YNi5、LaNi5、LaNi4.5Co0.5、(Ce、La、Nd、Pr)Ni5、混合稀土-镍合金、Ti0.98Zr0.02V0.43Fe0.09Cr0.05Mn1.5、La2Co1Ni9、FeNi和TiMn2。本公开的吸气剂及本领域技术人员已知的其他吸气剂可包括具有
多于一种的池气体的吸气剂。其他的吸气剂可为本领域技术人员已知的吸气剂。示例性多
气体吸气剂包括碱金属或碱土金属，诸如可吸收O2、H2O和H2中的至少两种的锂。可通过本领域中已知的方法(诸如通过还原、分解和电解)再生吸气剂。在一个实施方式中，吸气剂可包
括低温阱，其进行凝结诸如蒸汽、氧和氢中的至少一种等气体和将气体捕集于冷却状态的
吸收材料中的至少一种。可在较高温度下从吸收材料释放气体，使得在加热和泵送废气的
情况下可再生吸气剂。吸收水蒸气、氧和氢中的至少一种的可通过加热和泵送再生的示例
性材料为碳，诸如活性炭和沸石。氧、氢和水洗气剂再生的时机可在对应气体水平增大至对
应池气体含量传感器感测的非容许水平时判定。在一个实施方式中，可通过本领域技术人
员已知的系统和方法将电池产生的氢和氧中的至少一种收集并作为商业气体出售。作为另
选，收集的氢气可用于SunCell中。
的。本领域技术人员已知其他氧吸气剂及其再生，诸如形成包括氧的可逆配体键的沸石和
化合物，如盐，如2-氨基对苯二甲酸根连接的脱氧体系、[{(bpbp)CO2II(NO3)}2(NH2bdc)]
(NO3)2.2H2O(bpbp-＝2,6-双(N,N-双(2-吡啶基甲基)氨甲基)-4-叔丁基苯酚基、NH2bdc2-＝
2-氨基-1,4-苯二甲酸根)的硝酸盐。高可燃性金属也可用作氧吸气剂，诸如示例性金属：碱
金属、碱土、铝和稀土金属。高可燃性金属还可用作水清除剂。氢储存材料可用于清除氢。示例性氢储存材料包括金属氢化物、混合稀土(诸如富含Ml:La的混合稀土，如
MlNi3.65Al0.3Mn0.3或Ml(NiCoMnCu)5)、Ni、R-Ni、R-Ni+约8重量％Vulcan XC-72、LaNi5、Cu或Ni-Al、Ni-Cr(诸如约10％的Cr)、Ce-Ni-Cr(诸如约3/90/7重量％)、Cu-Al或Cu-Ni-Al合金、M-N-H体系物种(诸如LiNH2、Li2NH或Li3N)和还包括硼(诸如硼氢化物)或铝(诸如铝氢化物)
的碱金属氢化物。进一步合适的氢储存材料为金属氢化物(诸如碱土金属氢化物，如MgH2)、
金属合金氢化物(如BaReH9、LaNi5H6、FeTiH1.7和MgNiH4)、金属硼氢化物(如Be(BH4)2、Mg
(BH4)2、Ca(BH4)2、Zn(BH4)2、Sc(BH4)3、Ti(BH4)3、Mn(BH4)2、Zr(BH4)4、NaBH4、LiBH4、KBH4和Al(BH4)3)、AlH3、NaAlH4、Na3AlH6、LiAlH4、Li3AlH6、LiH、LaNi5H6、La2Co1Ni9H6和TiFeH2、NH3BH3)、聚胺基硼烷、胺硼烷配合物(诸如胺硼烷)、硼氢化物氨合物、肼-硼烷配合物、二硼烷二氨合物、环硼氮烷和八氢三硼酸铵或四氢硼酸铵、咪唑离子液体(诸如烷基(芳基)-3-甲基咪唑
鎓N-双(三氟甲磺酰基)酰亚胺盐)、硼酸鏻和天然焦物质。其他示例性化合物为氨硼烷、碱
金属氨硼烷(诸如锂氨硼烷)和硼烷烷基胺配合物(诸如硼烷二甲胺配合物、硼烷三甲胺配
合物)和氨基硼烷和硼烷胺(诸如胺基二硼烷、n-二甲基氨基二硼烷、三(二甲基氨基)硼烷、
二正丁基硼胺、二甲基氨基硼烷、三甲基氨基硼烷、氨-三甲基硼烷和三乙基氨基硼烷)。其
他合适的储氢材料为具有吸收氢的有机液体，诸如咔唑及衍生物，诸如9-(2-乙基己基)咔
唑、9-乙基咔唑、9-苯基咔唑、9-甲基咔唑和4,4,-双(N-咔唑基)-1,1,-联苯。吸气剂可包括能够储氢的合金，诸如AB5(LaCePrNdNiCoMnAl)或AB2(VTiZrNiCrCoMnAlSn)型中的一种，其
中“ABx”名称指A类元素(LaCePrNd或TiZr)与B类元素(VNiCrCoMnAlSn)之比。另外合适的氢
吸气剂为本领域技术人员已知的在金属氢化物电池(诸如镍金属氢化物电池)中使用的氢
吸气剂。氢化物阳极的示例性合适的吸气剂材料包括R-Ni、LaNi5H6、La2CO1Ni9H6、ZrCr2H3.8、LaNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75、ZrMn0.5Cr0.2V0.1Ni1.2的组中的氢化物和能够储氢的其他合金，诸如AB5(LaCePrNdNiCoMnAl)或AB2(VTiZrNiCrCoMnAlSn)型中的一种，其中“ABx”名称指A类元素(LaCePrNd或TiZr)与B类元素(VNiCrCoMnAlSn)之比。在其他实施方式中，氢化物阳极吸气
剂材料包括以下的至少一种：MmNi5(Mm＝混合稀土)(诸如MmNi3.5Co0.7Al0.8、AB5型：
MmNi3.2Co1.0Mn0.6Al0.11Mo0.09(Mm＝混合稀土：25重量％La、50重量％Ce、7重量％Pr、18重量％Nd))、La1-yRyNi5-xMx、AB2型：Ti0.51Zr0.49V0.70Ni1.18Cr0.12合金、镁基合金(诸如
Mg1.9Al0.1Ni0.8Co0.1Mn0.1合金、Mg0.72Sc0.28(Pd0.012+Rh0.012)和Mg80Ti20、Mg80V20)、La0.8Nd0.2Ni2.4C02.5Si0.1、LaNi5-xMx(M＝Mn、Al)、(M＝Al、Si、Cu)、(M＝Sn)、(M＝Al、Mn、Cu)和LaNi4Co、MmNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、LaNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、MgCu2、MgZn2、MgNi2、AB化合物(诸如TiFe、TiCo和TiNi)、ABn化合物(n＝5、2或1)、AB3-4化合物和ABX(A＝La、Ce、Mn、Mg；B＝Ni、Mn、Co、Al)。其他合适的氢化物吸气剂为ZrFe2、Zr0.5Cs0.5Fe2、Zr0.8Sc0.2Fe2、YNi5、LaNi5、LaNi4.5Co0.5、(Ce、La、Nd、Pr)Ni5、混合稀土-镍合金、Ti0.98Zr0.02V0.43Fe0.09Cr0.05Mn1.5、La2Co1Ni9、FeNi和TiMn2。本公开的吸气剂及本领域技术人员已知的其他吸气剂可包括具有
多于一种的池气体的吸气剂。其他的吸气剂可为本领域技术人员已知的吸气剂。示例性多
气体吸气剂包括碱金属或碱土金属，诸如可吸收O2、H2O和H2中的至少两种的锂。可通过本领域中已知的方法(诸如通过还原、分解和电解)再生吸气剂。在一个实施方式中，吸气剂可包
括低温阱，其进行凝结诸如蒸汽、氧和氢中的至少一种等气体和将气体捕集于冷却状态的
吸收材料中的至少一种。可在较高温度下从吸收材料释放气体，使得在加热和泵送废气的
情况下可再生吸气剂。吸收水蒸气、氧和氢中的至少一种的可通过加热和泵送再生的示例
性材料为碳，诸如活性炭和沸石。氧、氢和水洗气剂再生的时机可在对应气体水平增大至对
应池气体含量传感器感测的非容许水平时判定。在一个实施方式中，可通过本领域技术人
员已知的系统和方法将电池产生的氢和氧中的至少一种收集并作为商业气体出售。作为另
选，收集的氢气可用于SunCell中。
[0621] 混入熔体中的氢和水可在通过对应泵(诸如机械泵)产生的压力下从罐5u和5v流过歧管和给料管线5w和5x。作为另选，可由通过加热水罐产生蒸汽压力而替代水泵，且可由
通过电解产生压力以使氢流动而替代氢泵。作为另选，通过H2O罐、蒸汽产生器和蒸汽管线
5v将H2O提供为蒸汽。氢可渗透通过与经电解加压的氢罐连接的中空阴极。这些替代系统可
消除具有移动部件的对应系统。
通过电解产生压力以使氢流动而替代氢泵。作为另选，通过H2O罐、蒸汽产生器和蒸汽管线
5v将H2O提供为蒸汽。氢可渗透通过与经电解加压的氢罐连接的中空阴极。这些替代系统可
消除具有移动部件的对应系统。
[0622] 在一个实施方式中，SF-CIHT产生器可包括阀和储槽及可选的储槽泵，诸如本公开的储槽泵，如机械泵。可至少通过电磁泵5k将诸如银等燃料金属泵送至储槽中以储存。金属
的转移可用于停机。储槽可包括诸如感应耦合加热器等加热器以熔融诸如银等燃料金属以
重启产生器。可通过重力和泵送中的至少一种使金属流回至第一容器5b、第二容器5c和电
磁泵5k中的至少一个。泵送可通过储槽泵进行。可通过本公开的能量储存(诸如通过电池或
电容器)供应用于加热和流动(诸如通过泵送)中的至少一种的动力。在另一实施方式中，电
磁泵5k可包括电磁泵加热器，诸如电阻加热器或感应耦合加热器。电阻加热器可至少部分
包括产生洛伦兹力的泵的电流源。在一个实施方式中，可停止电磁泵和加热器以停机。通过
使用感应耦合加热器(诸如5f和5o等)和电磁泵加热器熔融诸如银等燃料金属而实现启动。
动力可来自本公开的能量储存。在另一实施方式中，产生器不停机，但在最小功率水平下保
持运行以保持燃料金属流动。
的转移可用于停机。储槽可包括诸如感应耦合加热器等加热器以熔融诸如银等燃料金属以
重启产生器。可通过重力和泵送中的至少一种使金属流回至第一容器5b、第二容器5c和电
磁泵5k中的至少一个。泵送可通过储槽泵进行。可通过本公开的能量储存(诸如通过电池或
电容器)供应用于加热和流动(诸如通过泵送)中的至少一种的动力。在另一实施方式中，电
磁泵5k可包括电磁泵加热器，诸如电阻加热器或感应耦合加热器。电阻加热器可至少部分
包括产生洛伦兹力的泵的电流源。在一个实施方式中，可停止电磁泵和加热器以停机。通过
使用感应耦合加热器(诸如5f和5o等)和电磁泵加热器熔融诸如银等燃料金属而实现启动。
动力可来自本公开的能量储存。在另一实施方式中，产生器不停机，但在最小功率水平下保
持运行以保持燃料金属流动。
[0623] 在一个实施方式中，SF-CIHT包括电磁泵的至少一种(诸如5k)的开关，其使泵电流的极性反向以使洛伦兹力和泵送方向反向。在包括包含电磁体的电磁(EM)泵的另一实施方
式中，磁场方向可反向以使泵送方向反向。熔体的泵送方向可反向以将金属输送至储存器。
储存器可包括电池基座处的电池的一部分(诸如第一容器5b入口处的基座锥体)、第一容器
5b和第一EM泵5k入口中的至少一种。可通过除去加热动力而使熔体在储存器中固化。可通
过使用第一感应耦合加热器5f将热施加至第一容器5b且通过EM泵加热器将热施加至EM泵
5k而实现启动，其中流过泵管中的金属的泵电流可用作泵加热器。所得熔体可泵送至造粒
机的其他区段(诸如第二容器5c和喷嘴5q)中以由其他加热器(诸如加热第二容器5c的感应
耦合加热器5o)加热。可通过本公开的能量储存(诸如通过电池或电容器)供应用于加热和
流动(诸如通过泵送)中的至少一种的动力。
式中，磁场方向可反向以使泵送方向反向。熔体的泵送方向可反向以将金属输送至储存器。
储存器可包括电池基座处的电池的一部分(诸如第一容器5b入口处的基座锥体)、第一容器
5b和第一EM泵5k入口中的至少一种。可通过除去加热动力而使熔体在储存器中固化。可通
过使用第一感应耦合加热器5f将热施加至第一容器5b且通过EM泵加热器将热施加至EM泵
5k而实现启动，其中流过泵管中的金属的泵电流可用作泵加热器。所得熔体可泵送至造粒
机的其他区段(诸如第二容器5c和喷嘴5q)中以由其他加热器(诸如加热第二容器5c的感应
耦合加热器5o)加热。可通过本公开的能量储存(诸如通过电池或电容器)供应用于加热和
流动(诸如通过泵送)中的至少一种的动力。
[0624] 在一个实施方式中，SF-CIHT电池部件和系统进行组合、小型化和其他方式优化中的至少一种以减小重量和尺寸、降低成本和减少维护中的至少一种。在一个实施方式中，
SF-CIHT电池包括用于制冷器和电池真空泵的共用压缩器。用于排热的制冷器还可用作低
温泵以保持电池中的真空。可通过低温泵凝结H2O和O2以保持所需真空水平。在一个实施方
式中，通过使用数目减小的电容器(诸如尽可能接近电极的示例性单个2.75V、3400F
Maxwell超级电容器)使包括电容器组的点火系统小型化。在一个实施方式中，至少一个电
容器可使其正终端直接连接至正汇流条或正电极且至少一个电容器可使其负终端直接连
接至负汇流条或负电极，其中可通过汇流条连接具有相反极性的电容器的其他终端，从而
在注料通过桥接电极而闭合包括电容器的电路时，使电流流过该电路。在一个实施方式中，
螺纹电容器终端可直接旋合至螺纹电极、电极座或汇流条中。电极间串联连接的电容器组
可成整数倍复制，以在需要时提供约大整数倍的电流。在一个实施方式中，可通过使用来自
PV转换器的动力充电而将电容器的电压保持在所需范围内。由于充电汇流条上的压降根据
可变充电电流变化，故可在电容器处感测控制充电电流的电压。可通过诸如计算机等控制
器使用远程感测的电压控制充电电流。电容器和一个或多个连接汇流条可被定位为使喷嘴
5q可具有用于注料注射的无阻碍路径且点火等离子体未被过度阻碍而发射光至PV转换器。
SF-CIHT电池包括用于制冷器和电池真空泵的共用压缩器。用于排热的制冷器还可用作低
温泵以保持电池中的真空。可通过低温泵凝结H2O和O2以保持所需真空水平。在一个实施方
式中，通过使用数目减小的电容器(诸如尽可能接近电极的示例性单个2.75V、3400F
Maxwell超级电容器)使包括电容器组的点火系统小型化。在一个实施方式中，至少一个电
容器可使其正终端直接连接至正汇流条或正电极且至少一个电容器可使其负终端直接连
接至负汇流条或负电极，其中可通过汇流条连接具有相反极性的电容器的其他终端，从而
在注料通过桥接电极而闭合包括电容器的电路时，使电流流过该电路。在一个实施方式中，
螺纹电容器终端可直接旋合至螺纹电极、电极座或汇流条中。电极间串联连接的电容器组
可成整数倍复制，以在需要时提供约大整数倍的电流。在一个实施方式中，可通过使用来自
PV转换器的动力充电而将电容器的电压保持在所需范围内。由于充电汇流条上的压降根据
可变充电电流变化，故可在电容器处感测控制充电电流的电压。可通过诸如计算机等控制
器使用远程感测的电压控制充电电流。电容器和一个或多个连接汇流条可被定位为使喷嘴
5q可具有用于注料注射的无阻碍路径且点火等离子体未被过度阻碍而发射光至PV转换器。
[0625] 电力源2附近消除了通过广延汇流条驱动高峰值点火电流所需的额外电压。减小的电容点火系统可安装在电极处且使用稳定电流持续充电，稳定电流可显著小于高脉冲点
火电流(诸如通过峰值脉冲电流乘以工作周期所得出的电流)。将高电流运载至电极的电路
可包括具有诸如电感、电容和电阻等所需特性的电路元件以实现电容器与点火负载的阻抗
匹配。
火电流(诸如通过峰值脉冲电流乘以工作周期所得出的电流)。将高电流运载至电极的电路
可包括具有诸如电感、电容和电阻等所需特性的电路元件以实现电容器与点火负载的阻抗
匹配。
[0626] 可通过对固有负载都使用DC动力简化SF-CIHT产生器的动力调节，其中通过PV转换器供应DC动力。在一个实施方式中，来自PV转换器的DC动力可供应以下的至少一种：(i)
包括连接电极8的电力源2的点火系统的电容器的DC充电动力；(ii)至少一个电磁泵的DC电
流；(iii)电阻或感应耦合加热器的DC动力；(iv)包括DC电机的制冷器的DC动力；(v)包括DC
电机的真空泵的DC动力；及(vi)至计算机和传感器的DC动力。输出动力调节可包括来自PV
转换器的DC动力或AC动力(来自使用反相器将来自PV转换器的DC动力转换)。
包括连接电极8的电力源2的点火系统的电容器的DC充电动力；(ii)至少一个电磁泵的DC电
流；(iii)电阻或感应耦合加热器的DC动力；(iv)包括DC电机的制冷器的DC动力；(v)包括DC
电机的真空泵的DC动力；及(vi)至计算机和传感器的DC动力。输出动力调节可包括来自PV
转换器的DC动力或AC动力(来自使用反相器将来自PV转换器的DC动力转换)。
[0627] 在一个实施方式中，光-电转换器包括本公开的光伏转换器(包括光伏(PV)电池)，该光伏电池响应于从电池发出的光的实质波长区域(诸如对应于光功率输出的至少10％的
波长区域)。在一个实施方式中，PV电池为可接受高强度光(大于太阳光的强度，诸如约
1.5sun至75,000sun、10sun至10,000sun和100sun至2000sun中的至少一个强度范围)的聚
光电池。聚光PV电池可包括可在约1sun至1000sun的范围中运行的c-Si。PV电池可包括多个
结，诸如三结。聚光PV电池可包括多个层，诸如III/V族半导体的层，诸如以下组中的至少一种：InGaP/InGaAs/Ge；InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge；GaInP/GaAsP/SiGe；GaInP/GaAsP/
Si；GaInP/GaAsP/Ge；GaInP/GaAsP/Si/SiGe；GaInP/GaAs/InGaAs；GaInP/GaAs/GaInNAs；
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs；GaInP/Ga(In)As/InGaAs；GaInP-GaAs-晶片-InGaAs；GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge。诸如三结或双结等多个结可串联连接。在另一实施方式
中，结可并联连接。结可以机械堆叠。结可以晶片键合。在一个实施方式中，可由晶片键合替代结之间的隧道二极管。晶片键合可电绝缘且对由随后或更深的结转换的波长区域透明。
各个结可连接至独立电连接件或汇流条。独立汇流条可串联或并联连接。用于各个电独立
结的电接触可包括网格线。可因电流在多个并联电路或用于独立结或结组的互连上方的分
布所致，而使线阴影区域最小化。可横向除去电流。晶片键合层可包括透明导电层。示例性
透明导体为透明导电氧化物(TCO)(诸如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)和掺杂的氧
化锌)和导电聚合物、石墨烯和碳纳米管及本领域技术人员已知的其他导体。苯并环丁烯
(BCB)可构成中间结合层。结合可在诸如玻璃(诸如硼硅玻璃)等透明材料与PV半导体材料
之间。示例性双结电池是包括结合至GaAs底层的GaInP晶片顶层的电池(GaInP//GaAs)。示
例性四结电池包括InP基板上的GaInP/GaAs/GaInAsP/GaInAs，其中各个结由被隧道二极管
(/)或隔离透明晶片键合层(//)单独隔开，诸如给出为InP上GaInP//GaAs//GaInAsP//
GaInAs的电池。二极管和晶片键合的所有组合均在本公开的范围内。通过法国SOITEC制造
在AM1.5d光谱的297倍浓度处具有44.7％转换功效的示例性四结电池。PV电池可包括单结。
示例性单结PV电池可包括单晶硅电池，诸如Sater等(B.L.Sater、N.D.Sater，“High
voltage silicon VMJ solar cells for up to 1000suns intensities”,Photovoltaic
Specialists Conference,2002.Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE，2002年
5月19至24日，1019–1022页)(其全部内容以引用的方式并入本文中)给出的单晶硅电池中
的一种。作为另选，单结电池可包括GaAs或掺杂有其他元素(诸如来自III和V族的元素)的
GaAs。在示例性实施方式中，PV电池包括在约1000sun下运行的三结聚光PV电池或GaAs PV
电池。在另一示例性实施方式中，PV电池包括在250sun下运行的c-Si。在一个示例性实施方
式中，PV可包括可选择性地响应小于900nm波长的GaAs和在InP、GaAs和Ge的至少一种上的
可选择性地响应900nm至1800nm的区域中的波长的InGaAs。包括InP上的GaAs和InGaAs的两
类PV电池可组合使用于增大效率。可使用两个此种单结型电池以具有双结电池的效应。可
通过使用分色镜、分色滤光片和电池本身或与镜组合的电池架构中的至少一种实施上述组
合以实现如本公开中给出的多种光弹射或反射。在一个实施方式中，各个PV电池包括将入
射光分离并分类、将其重新引导以撞击多结电池中的特定层的多色层。在一个示例性实施
方式中，电池包括引导对应光的用于可见光的磷化铟镓层和用于红外光的砷化镓层。
波长区域)。在一个实施方式中，PV电池为可接受高强度光(大于太阳光的强度，诸如约
1.5sun至75,000sun、10sun至10,000sun和100sun至2000sun中的至少一个强度范围)的聚
光电池。聚光PV电池可包括可在约1sun至1000sun的范围中运行的c-Si。PV电池可包括多个
结，诸如三结。聚光PV电池可包括多个层，诸如III/V族半导体的层，诸如以下组中的至少一种：InGaP/InGaAs/Ge；InAlGaP/AlGaAs/GaInNAsSb/Ge；GaInP/GaAsP/SiGe；GaInP/GaAsP/
Si；GaInP/GaAsP/Ge；GaInP/GaAsP/Si/SiGe；GaInP/GaAs/InGaAs；GaInP/GaAs/GaInNAs；
GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs；GaInP/Ga(In)As/InGaAs；GaInP-GaAs-晶片-InGaAs；GaInP-
Ga(In)As-Ge和GaInP-GaInAs-Ge。诸如三结或双结等多个结可串联连接。在另一实施方式
中，结可并联连接。结可以机械堆叠。结可以晶片键合。在一个实施方式中，可由晶片键合替代结之间的隧道二极管。晶片键合可电绝缘且对由随后或更深的结转换的波长区域透明。
各个结可连接至独立电连接件或汇流条。独立汇流条可串联或并联连接。用于各个电独立
结的电接触可包括网格线。可因电流在多个并联电路或用于独立结或结组的互连上方的分
布所致，而使线阴影区域最小化。可横向除去电流。晶片键合层可包括透明导电层。示例性
透明导体为透明导电氧化物(TCO)(诸如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)和掺杂的氧
化锌)和导电聚合物、石墨烯和碳纳米管及本领域技术人员已知的其他导体。苯并环丁烯
(BCB)可构成中间结合层。结合可在诸如玻璃(诸如硼硅玻璃)等透明材料与PV半导体材料
之间。示例性双结电池是包括结合至GaAs底层的GaInP晶片顶层的电池(GaInP//GaAs)。示
例性四结电池包括InP基板上的GaInP/GaAs/GaInAsP/GaInAs，其中各个结由被隧道二极管
(/)或隔离透明晶片键合层(//)单独隔开，诸如给出为InP上GaInP//GaAs//GaInAsP//
GaInAs的电池。二极管和晶片键合的所有组合均在本公开的范围内。通过法国SOITEC制造
在AM1.5d光谱的297倍浓度处具有44.7％转换功效的示例性四结电池。PV电池可包括单结。
示例性单结PV电池可包括单晶硅电池，诸如Sater等(B.L.Sater、N.D.Sater，“High
voltage silicon VMJ solar cells for up to 1000suns intensities”,Photovoltaic
Specialists Conference,2002.Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE，2002年
5月19至24日，1019–1022页)(其全部内容以引用的方式并入本文中)给出的单晶硅电池中
的一种。作为另选，单结电池可包括GaAs或掺杂有其他元素(诸如来自III和V族的元素)的
GaAs。在示例性实施方式中，PV电池包括在约1000sun下运行的三结聚光PV电池或GaAs PV
电池。在另一示例性实施方式中，PV电池包括在250sun下运行的c-Si。在一个示例性实施方
式中，PV可包括可选择性地响应小于900nm波长的GaAs和在InP、GaAs和Ge的至少一种上的
可选择性地响应900nm至1800nm的区域中的波长的InGaAs。包括InP上的GaAs和InGaAs的两
类PV电池可组合使用于增大效率。可使用两个此种单结型电池以具有双结电池的效应。可
通过使用分色镜、分色滤光片和电池本身或与镜组合的电池架构中的至少一种实施上述组
合以实现如本公开中给出的多种光弹射或反射。在一个实施方式中，各个PV电池包括将入
射光分离并分类、将其重新引导以撞击多结电池中的特定层的多色层。在一个示例性实施
方式中，电池包括引导对应光的用于可见光的磷化铟镓层和用于红外光的砷化镓层。
[0628] PV电池可包括钙钛矿电池。示例性钙钛矿电池包括Au、Ni、Al、Ti、GaN、CH3NH3SnI3、单层h-BN、CH3NH3PbI3-xBrx、HTM/GA、底部接触(Au)的从顶部到底部的层。
[0629] 电池可包括多p-n结电池，诸如包括分别转换EUV和UV的AlN顶层和GaN底层的电池。在一个实施方式中，光伏电池可包括在表面附近具有重p掺杂以避免诸如UV和EUV等短
波长光过度衰减的GaN p层电池。n型底层可包括AlGaN或AlN。在一个实施方式中，PV电池包
括在p-n结顶层中具有重p掺杂的GaN和AlxGa1-xN，其中p掺杂层包括二维空穴气。在一个实
施方式中，PV电池可包括具有半导体结的GaN、AlGaN和AlN中的至少一种。在一个实施方式
中，PV电池可包括具有金属结的n型AlGaN或AlN。在一个实施方式中，PV电池响应于高于具
有多个电子空穴对的PV材料的能隙的高能光。光强度可足以使重组机构饱和以改善效率。
波长光过度衰减的GaN p层电池。n型底层可包括AlGaN或AlN。在一个实施方式中，PV电池包
括在p-n结顶层中具有重p掺杂的GaN和AlxGa1-xN，其中p掺杂层包括二维空穴气。在一个实
施方式中，PV电池可包括具有半导体结的GaN、AlGaN和AlN中的至少一种。在一个实施方式
中，PV电池可包括具有金属结的n型AlGaN或AlN。在一个实施方式中，PV电池响应于高于具
有多个电子空穴对的PV材料的能隙的高能光。光强度可足以使重组机构饱和以改善效率。
[0630] 转换器可包括多个的以下的至少一种：(i)GaN；(ii)AlGaN或AlN p-n结；和(iii)浅超薄p-n异质结光伏电池，其在n型AlGaN或AlN基底区域中各包括p型二维空穴气。各自可
包括至金属薄膜层(诸如Al薄膜层)的引线、n型层、耗尽层、p型层和至金属薄膜层(诸如Al
薄膜，由于短波长光和真空运行而不具有钝化层)的引线。在包括AlGaN或AlN n型层的光伏
电池的实施方式中，具有适当功函数的金属可替代p层以包括Schottky整流障壁以包括
Schottky障壁金属/半导体光伏电池。
包括至金属薄膜层(诸如Al薄膜层)的引线、n型层、耗尽层、p型层和至金属薄膜层(诸如Al
薄膜，由于短波长光和真空运行而不具有钝化层)的引线。在包括AlGaN或AlN n型层的光伏
电池的实施方式中，具有适当功函数的金属可替代p层以包括Schottky整流障壁以包括
Schottky障壁金属/半导体光伏电池。
[0631] 在另一实施方式中，转换器可包括光伏(PV)电池、光电(PE)电池和PV电池与PE电池的混合体中的至少一种。PE电池可包括固态电池，诸如GaN PE电池。PE电池各自可包括光
阴极、间隙层和阳极。示例性PE电池包括GaN(阴极)cessiated/AlN(分隔物或间隙)/可
cessiated的Al、Yb或Eu(阳极)。PV电池各自可包括本公开的GaN、AlGaN和AlN PV电池中的
至少一种。PE电池可为混合体的顶层且PV电池可为底层。PE电池可转换最短波长光。在一个
实施方式中，PE电池的阴极和阳极层以及PV电池的p层和n层中的至少一种可上下颠倒。可
改变结构以改善电流收集。在一个实施方式中，将来自燃料点火的光发射偏振且将转换器
优化为使用光偏振选择材料优化光在电池活性层中的穿透。可通过使用对应的电极或磁体
(诸如磁体8c)施加诸如电场或磁场等场而使光偏振。
阴极、间隙层和阳极。示例性PE电池包括GaN(阴极)cessiated/AlN(分隔物或间隙)/可
cessiated的Al、Yb或Eu(阳极)。PV电池各自可包括本公开的GaN、AlGaN和AlN PV电池中的
至少一种。PE电池可为混合体的顶层且PV电池可为底层。PE电池可转换最短波长光。在一个
实施方式中，PE电池的阴极和阳极层以及PV电池的p层和n层中的至少一种可上下颠倒。可
改变结构以改善电流收集。在一个实施方式中，将来自燃料点火的光发射偏振且将转换器
优化为使用光偏振选择材料优化光在电池活性层中的穿透。可通过使用对应的电极或磁体
(诸如磁体8c)施加诸如电场或磁场等场而使光偏振。
[0632] 在一个实施方式中，燃料可包括银、铜或Ag-Cu合金注料或具有捕集氢和捕集H2O中的至少一种的熔体。光发射可主要包括紫外光和远紫外光，诸如在约10nm至300nm的波长
区域中的光。PV电池可响应于约10nm至300nm的波长区域的至少一部分。PV电池可包括聚光
UV电池。入射光强度可在约2sun至100,000sun和10sun至10,000sun中的至少一个范围中。
电池可在本领域中已知的温度范围中运行，诸如约小于300℃和小于150℃中的至少一个温
度范围。PV电池可包括III族氮化物，诸如InGaN、GaN及AlGaN中的至少一种。在一个实施方
式中，PV电池可包括多个结。结可串联分层。在另一实施方式中，结为独立的或电并联的。独立结可进行机械堆叠或晶片键合。示例性多结PV电池包括至少两个结，其包括n-p掺杂半导
体，诸如来自InGaN、GaN和AlGaN的组中的多种。GaN的n掺杂剂可包括氧，且p掺杂剂可包括
Mg。示例性三结电池可包括InGaN//GaN//AlGaN，其中//可指隔离透明晶片键合层或机械堆
叠。PV可在处于聚光光伏装置(CPV)的光强度的高光强度下运行。基板可为蓝宝石、Si、SiC
和GaN中的至少一种，其中后两者提供用于CPV应用的最佳晶格匹配。可使用本领域中已知
的金属有机气相外延(MOVPE)法来沉积层。可通过冷板(诸如在CPV或二极管激光器(诸如商
业GaN二极管激光器)中使用的冷板)冷却电池。如在CPV电池的情况中那样，栅极接触件可
安装于电池的前表面和后表面上。在一个实施方式中，可对PV电池的表面(诸如包括GaN、
AlN和GaAlN中的至少一种的表面)封端。封端层可包括H和F中的至少一种。封端可减小缺陷
的载体重组效应。可使用诸如AlN等窗对表面封端。
区域中的光。PV电池可响应于约10nm至300nm的波长区域的至少一部分。PV电池可包括聚光
UV电池。入射光强度可在约2sun至100,000sun和10sun至10,000sun中的至少一个范围中。
电池可在本领域中已知的温度范围中运行，诸如约小于300℃和小于150℃中的至少一个温
度范围。PV电池可包括III族氮化物，诸如InGaN、GaN及AlGaN中的至少一种。在一个实施方
式中，PV电池可包括多个结。结可串联分层。在另一实施方式中，结为独立的或电并联的。独立结可进行机械堆叠或晶片键合。示例性多结PV电池包括至少两个结，其包括n-p掺杂半导
体，诸如来自InGaN、GaN和AlGaN的组中的多种。GaN的n掺杂剂可包括氧，且p掺杂剂可包括
Mg。示例性三结电池可包括InGaN//GaN//AlGaN，其中//可指隔离透明晶片键合层或机械堆
叠。PV可在处于聚光光伏装置(CPV)的光强度的高光强度下运行。基板可为蓝宝石、Si、SiC
和GaN中的至少一种，其中后两者提供用于CPV应用的最佳晶格匹配。可使用本领域中已知
的金属有机气相外延(MOVPE)法来沉积层。可通过冷板(诸如在CPV或二极管激光器(诸如商
业GaN二极管激光器)中使用的冷板)冷却电池。如在CPV电池的情况中那样，栅极接触件可
安装于电池的前表面和后表面上。在一个实施方式中，可对PV电池的表面(诸如包括GaN、
AlN和GaAlN中的至少一种的表面)封端。封端层可包括H和F中的至少一种。封端可减小缺陷
的载体重组效应。可使用诸如AlN等窗对表面封端。
[0633] 在一个实施方式中，光伏(PV)和光电(PE)转换器中的至少一种可具有基本上对其响应的光透明的保护窗。窗可对响应光至少10％透明。窗可对UV光透明。窗可在PV或PE电池
上包括涂层，诸如UV透明涂层。可通过诸如气相沉积等沉积来施加涂层。涂层可包括本公开
的UV窗的材料，诸如蓝宝石或MgF2窗。其他合适的窗包括LiF和CaF2。诸如MgF2窗等任何窗可制造得较薄，以限制EUV衰减。在一个实施方式中，PV或PE材料(诸如硬玻璃状材料，诸如
GaN)用作可清洁表面。诸如GaN等PV材料可用作窗。在一个实施方式中，PV或PE电池的表面
电极可包括窗。电极和窗可包括铝。窗可包括铝、碳、石墨、氧化锆、石墨烯、MgF2、碱土氟化物、碱土卤化物、Al2O3和蓝宝石中的至少一种。窗可十分薄(诸如约 至 厚)，使得其对
来自电池的UV和EUV发射透明。示例性透明薄膜为Al、Yb和Eu薄膜。可通过MOCVD、气相沉积、溅射和本领域中已知的其他方法施加薄膜。在一个实施方式中，重力回收系统、等离子体限
域系统、增强等离子体轨道枪回收系统和静电沉淀回收系统中的至少一种可改善点火产物
与PV或其窗的接触和撞击。SF-CIHT产生器可包括从表面除去点火产物的手段，诸如机械刮
刀或离子溅射束。刮刀可包括未被银润湿且仍未研磨的碳。
上包括涂层，诸如UV透明涂层。可通过诸如气相沉积等沉积来施加涂层。涂层可包括本公开
的UV窗的材料，诸如蓝宝石或MgF2窗。其他合适的窗包括LiF和CaF2。诸如MgF2窗等任何窗可制造得较薄，以限制EUV衰减。在一个实施方式中，PV或PE材料(诸如硬玻璃状材料，诸如
GaN)用作可清洁表面。诸如GaN等PV材料可用作窗。在一个实施方式中，PV或PE电池的表面
电极可包括窗。电极和窗可包括铝。窗可包括铝、碳、石墨、氧化锆、石墨烯、MgF2、碱土氟化物、碱土卤化物、Al2O3和蓝宝石中的至少一种。窗可十分薄(诸如约 至 厚)，使得其对
来自电池的UV和EUV发射透明。示例性透明薄膜为Al、Yb和Eu薄膜。可通过MOCVD、气相沉积、溅射和本领域中已知的其他方法施加薄膜。在一个实施方式中，重力回收系统、等离子体限
域系统、增强等离子体轨道枪回收系统和静电沉淀回收系统中的至少一种可改善点火产物
与PV或其窗的接触和撞击。SF-CIHT产生器可包括从表面除去点火产物的手段，诸如机械刮
刀或离子溅射束。刮刀可包括未被银润湿且仍未研磨的碳。
[0634] 在一个实施方式中，电池可通过至少一种机理(诸如来自光伏效应、光电效应、热离子效应和热电效应的组中的至少一种机理)将入射光转换为电。转换器可包括各自在光
伏层顶部上具有光电层的双层电池。可通过顶层选择性地吸收且转换诸如远紫外光等较高
能光。多个层的一个可包括UV窗，诸如MgF2窗。UV窗可保护紫外线(UV)PV以保护其免受电离
辐射损害(诸如受软X射线辐射损害)。在一个实施方式中，可添加低压电池气体以选择性地
衰减将损害UV PV的辐射。作为另选，可通过光电子转换器顶层将此辐射至少部分转换为电
且至少部分与UV PV隔开。在另一实施方式中，诸如GaN等UV PV材料也可使用光伏效应和光
电效应中的至少一种将来自电池的远紫外线发射的至少一部分转换为电。
伏层顶部上具有光电层的双层电池。可通过顶层选择性地吸收且转换诸如远紫外光等较高
能光。多个层的一个可包括UV窗，诸如MgF2窗。UV窗可保护紫外线(UV)PV以保护其免受电离
辐射损害(诸如受软X射线辐射损害)。在一个实施方式中，可添加低压电池气体以选择性地
衰减将损害UV PV的辐射。作为另选，可通过光电子转换器顶层将此辐射至少部分转换为电
且至少部分与UV PV隔开。在另一实施方式中，诸如GaN等UV PV材料也可使用光伏效应和光
电效应中的至少一种将来自电池的远紫外线发射的至少一部分转换为电。
[0635] 光伏转换器可包括将紫外光转换为电的PV电池。示例性紫外PV电池包括沉积于掺杂Nb的氧化钛(SrTiO3：Nb)上的p型半导电聚合物PEDOT-PSS：聚(4-苯乙烯磺酸酯)掺杂的
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)薄膜(PEDOT-PSS/SrTiO3：Nb异质结构)、GaN、用诸如锰等过渡金属
掺杂的GaN、SiC、金刚石、Si和TiO2中的至少一种。其他示例性PV光伏电池包括n-ZnO/p-GaN异质结电池。
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)薄膜(PEDOT-PSS/SrTiO3：Nb异质结构)、GaN、用诸如锰等过渡金属
掺杂的GaN、SiC、金刚石、Si和TiO2中的至少一种。其他示例性PV光伏电池包括n-ZnO/p-GaN异质结电池。
[0636] 为了将高强度光转换为电，产生器可包括光分布系统和光伏转换器26a，诸如在图2I55中示出的那种。光分布系统可以包括多个半透明反射镜，这些反射镜沿着从电池发射
的光的传播轴布置在百叶窗式堆叠中，其中在堆叠的每个镜部件23处，光至少部分地反射
到PC电池15上，例如与光传播方向平行排列的PC电池，以接收横向反射的光。光-电板15可
包括PE、PV和热离子电池中的至少一种。转换器的窗可对电池发射的光(诸如短波长光)透
明。PV转换器的窗可包括蓝宝石、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，诸如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐和Infrasil(Thorlabs)中的至少一种。半透明镜
23可对短波长光透明。材料可与部分覆盖有反射材料(诸如镜，诸如UV镜)的PV转换器窗的
材料相同。半透明镜23可包括反射材料的方格图案，诸如UV镜，诸如涂布MgF2的Al和氟化物
薄膜(诸如MgF2或LiF薄膜)或铝上SiC薄膜中的至少一种。
的光的传播轴布置在百叶窗式堆叠中，其中在堆叠的每个镜部件23处，光至少部分地反射
到PC电池15上，例如与光传播方向平行排列的PC电池，以接收横向反射的光。光-电板15可
包括PE、PV和热离子电池中的至少一种。转换器的窗可对电池发射的光(诸如短波长光)透
明。PV转换器的窗可包括蓝宝石、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，诸如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐和Infrasil(Thorlabs)中的至少一种。半透明镜
23可对短波长光透明。材料可与部分覆盖有反射材料(诸如镜，诸如UV镜)的PV转换器窗的
材料相同。半透明镜23可包括反射材料的方格图案，诸如UV镜，诸如涂布MgF2的Al和氟化物
薄膜(诸如MgF2或LiF薄膜)或铝上SiC薄膜中的至少一种。
[0637] 在一个实施方式中，分数氢动力转换器可包括热光伏(TPV)动力转换器。诸如Mo或W电极等电极可保持在高温以产生辐射，诸如可使用光伏电池转换为电的黑体辐射。在一个
实施方式中，诸如Ag或AgCu熔体等熔体通过热电极加热并气化，使得围绕电极的区域对诸
如EUV和UV等短波长光变得光学上较厚。气化金属可参与点火等离子体。来自形成分数氢的
燃料的点火的动力可将等离子体加热至高黑体温度。可通过利用诸如控制燃料流动速率、
点火速率、水蒸气压和本公开的其他手段等手段控制分数氢反应的速率而控制黑体温度。
在一个实施方式中，电极间隔或间隙8和电流被调整为实现主要发射在UV和EUV发射内的黑
体辐射的等离子体。可通过本公开的手段调整电极间隙8。在一个实施方式中，可使用叠加
脉冲使电流恒定。恒定电流可为约50A至30,000A、100A至10,000A和200A至2000A中的至少
一个范围。峰值电流脉冲可为约50A至30,000A、500A至10,000A和1000A至5000A中的至少一
个范围。电流脉冲的频率可为约1Hz至20,000Hz、100Hz至10,000Hz及500Hz至5000Hz中的至
少一个范围。
实施方式中，诸如Ag或AgCu熔体等熔体通过热电极加热并气化，使得围绕电极的区域对诸
如EUV和UV等短波长光变得光学上较厚。气化金属可参与点火等离子体。来自形成分数氢的
燃料的点火的动力可将等离子体加热至高黑体温度。可通过利用诸如控制燃料流动速率、
点火速率、水蒸气压和本公开的其他手段等手段控制分数氢反应的速率而控制黑体温度。
在一个实施方式中，电极间隔或间隙8和电流被调整为实现主要发射在UV和EUV发射内的黑
体辐射的等离子体。可通过本公开的手段调整电极间隙8。在一个实施方式中，可使用叠加
脉冲使电流恒定。恒定电流可为约50A至30,000A、100A至10,000A和200A至2000A中的至少
一个范围。峰值电流脉冲可为约50A至30,000A、500A至10,000A和1000A至5000A中的至少一
个范围。电流脉冲的频率可为约1Hz至20,000Hz、100Hz至10,000Hz及500Hz至5000Hz中的至
少一个范围。
[0638] 在一个实施方式中，产生器还包括开关(诸如IGBT或本公开的或本领域中已知的另一开关)以在分数氢反应经热解自身传播的事件中关闭点火电流。反应可自身保持升高
的电池和等离子体温度中的至少一种(诸如以足够的速率支持热解的温度)以保持温度和
分数氢反应速率。等离子体可包括光学上较厚的等离子体。等离子体可包括黑体。可通过保
持高气体压力实现光学上较厚的等离子体。在示例性实施方式中，随着在钨电极处注射各
种熔融银和熔融银铜(28重量％)合金而发生热解，其中连续点火电流在100A至1000A的范
围中，叠加脉冲在约2kA至10kA的范围中，等离子体黑体温度为5000K且电极温度在约3000K
至3700K的范围中。热解可在等离子体和与等离子体接触的电池部件中的至少一个的高温
下发生。温度可在约500K至10,000K、1000K至7000K和1000K至5000K中的至少一个范围中。
电池部件可为电极8、锥体储槽5b、锥体5b2和顶盖5b4中的至少一种。在另一实施方式中，电池部件的至少一种(诸如锥体储槽5b2)可用作冷却剂以冷却热解H以防止其转化回H2O。可
冷却汇流条和锥体储槽中的至少一种以用作冷却剂。
的电池和等离子体温度中的至少一种(诸如以足够的速率支持热解的温度)以保持温度和
分数氢反应速率。等离子体可包括光学上较厚的等离子体。等离子体可包括黑体。可通过保
持高气体压力实现光学上较厚的等离子体。在示例性实施方式中，随着在钨电极处注射各
种熔融银和熔融银铜(28重量％)合金而发生热解，其中连续点火电流在100A至1000A的范
围中，叠加脉冲在约2kA至10kA的范围中，等离子体黑体温度为5000K且电极温度在约3000K
至3700K的范围中。热解可在等离子体和与等离子体接触的电池部件中的至少一个的高温
下发生。温度可在约500K至10,000K、1000K至7000K和1000K至5000K中的至少一个范围中。
电池部件可为电极8、锥体储槽5b、锥体5b2和顶盖5b4中的至少一种。在另一实施方式中，电池部件的至少一种(诸如锥体储槽5b2)可用作冷却剂以冷却热解H以防止其转化回H2O。可
冷却汇流条和锥体储槽中的至少一种以用作冷却剂。
[0639] 所保持的黑体温度可为发射可使用光伏电池转换为电的辐射的温度。在示例性实施方式中，黑体温度可保持在约1000K至3690K中的至少一个范围中。光伏电池可包括热光
伏(TPV)电池。用于热光伏转换的示例性光伏电池包括多晶硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)电池。转换器
可包括镜以进行将辐射引导和重新引导至热光伏转换器上中的至少一种。在一个实施方式
中，后镜将未转换辐射反射回到源以贡献重新辐射至转换器的动力。示例性镜包括至少一
种锥体材料，诸如铝和阳极氧化铝、涂布MgF2的Al和氟化物薄膜(诸如MgF2或LiF薄膜)或铝
和蓝宝石上SiC薄膜、可溅射涂布于诸如不锈钢等基板上的氧化铝(诸如α氧化铝)、涂布
MgF2的蓝宝石、硼硅玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃(诸如大猩猩玻璃)、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐、Infrasil
(ThorLabs)和在透明时可在外表面上呈镜子的陶瓷玻璃。诸如阳极氧化铝镜等镜可漫射光
以均匀地照射PV转换器。透明材料(诸如蓝宝石、氧化铝、硼硅玻璃、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，诸如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐、Infrasil
(ThorLabs)和陶瓷玻璃中的至少一种)可用作用于TPV转换器的窗。TPV转换器的另一实施
方式包括黑体发射器滤光片以使与PV的带隙匹配的波长通过且将未匹配波长反射回至发
射器，其中发射器可包括诸如电极等热电池部件。选择电池的带隙以优化给定黑体工作温
度和相应光谱的电输出效率。在以约3000K或3500K运行的示例性实施方式中，TPV电池结的
带隙在表1中给出。
伏(TPV)电池。用于热光伏转换的示例性光伏电池包括多晶硅、锗、砷化镓(GaAs)、锑化镓
(GaSb)、砷化铟镓(InGaAs)、锑砷化铟镓(InGaAsSb)和锑砷磷化铟(InPAsSb)电池。转换器
可包括镜以进行将辐射引导和重新引导至热光伏转换器上中的至少一种。在一个实施方式
中，后镜将未转换辐射反射回到源以贡献重新辐射至转换器的动力。示例性镜包括至少一
种锥体材料，诸如铝和阳极氧化铝、涂布MgF2的Al和氟化物薄膜(诸如MgF2或LiF薄膜)或铝
和蓝宝石上SiC薄膜、可溅射涂布于诸如不锈钢等基板上的氧化铝(诸如α氧化铝)、涂布
MgF2的蓝宝石、硼硅玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃(诸如大猩猩玻璃)、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐、Infrasil
(ThorLabs)和在透明时可在外表面上呈镜子的陶瓷玻璃。诸如阳极氧化铝镜等镜可漫射光
以均匀地照射PV转换器。透明材料(诸如蓝宝石、氧化铝、硼硅玻璃、LiF、MgF2和CaF2、其他碱土卤化物(诸如氟化物，诸如BaF2、CdF2)、石英、熔融石英、UV玻璃、硼硅酸盐、Infrasil
(ThorLabs)和陶瓷玻璃中的至少一种)可用作用于TPV转换器的窗。TPV转换器的另一实施
方式包括黑体发射器滤光片以使与PV的带隙匹配的波长通过且将未匹配波长反射回至发
射器，其中发射器可包括诸如电极等热电池部件。选择电池的带隙以优化给定黑体工作温
度和相应光谱的电输出效率。在以约3000K或3500K运行的示例性实施方式中，TPV电池结的
带隙在表1中给出。
[0640] 表1.具有n＝1、2、3或4个结(J)的最佳带隙组合。
[0641]
[0642] 为优化包括多结电池的热光伏转换器的性能，从电池发出的光的黑体温度可保持大致恒定，诸如在10％内。接着，可使用功率调节设备控制动力输出，其中多余动力储存于
诸如电池或电容器等装置中或排出(诸如作为热排出)。在另一实施方式中，可通过使用本
公开的手段(诸如通过改变点火频率和电流、金属注射速率及H2O和H2的至少一种的注射速
率)减小反应速率而保持来自等离子体的动力，其中可通过控制等离子体的辐射率而保持
黑体温度。可通过添加诸如稀有气体等电池气体改变电池气氛(诸如最初包括金属蒸气的
电池气氛)而改变等离子体的辐射率。
诸如电池或电容器等装置中或排出(诸如作为热排出)。在另一实施方式中，可通过使用本
公开的手段(诸如通过改变点火频率和电流、金属注射速率及H2O和H2的至少一种的注射速
率)减小反应速率而保持来自等离子体的动力，其中可通过控制等离子体的辐射率而保持
黑体温度。可通过添加诸如稀有气体等电池气体改变电池气氛(诸如最初包括金属蒸气的
电池气氛)而改变等离子体的辐射率。
[0643] 在一个实施方式中，使用对应的传感器或计量器感测电池气体，诸如水蒸气、氢和氧的压力和总压力。在一个实施方式中，至少一种气体压力(诸如水压和氢压中的至少一
种)通过监测响应于这些电池气体中至少一种的压力的变化而变化的至少一个电池参数来
感测。可通过改变一个或多个压力的同时使用气体供应器监测改变的影响而实现合意的水
压和氢压中的至少一种。通过气体改变的示例性监测参数包括点火电路的电行为和电池的
光输出。可在氢压和水蒸气压力中的至少一种的所需压力下使点火电流和光输出中的至少
一种最大化。光探测器(诸如二极管)和PV转换器的输出中的至少一种可测量电池的光输
出。电压计和电流计中的至少一种可监测点火电路的电行为。产生器可包括压力控制系统
(诸如包括软件的压力控制系统)、处理器(诸如计算机)和控制器，其从参数监测接收输入
数据且调整气体压力以实现产生器所需动力输出的优化。在包括包含铜的燃料金属的实施
方式中，氢可保持在实现来自铜与氧(来自H2O至分数氢的反应)的反应的氧化铜减少的压
力下，其中通过监测参数调整水蒸气压力以优化产生器输出。在一个实施方式中，可通过电
解供应H2而将氢压控制在大致恒定的压力下。电解电流可保持在大致恒定的电流下。氢可
以以与大致所有分数氢反应氧产物反应的速率供应。多余氢可扩散穿过电池壁以保持高于
分数氢反应和与氧产物反应的消耗的恒定压力下。氢可渗透穿过中空阴极至反应池腔室
5b31。在一个实施方式中，压力控制系统响应于点火电流和频率及光输出而控制H2和H2O压
力以优化至少一种。可使用二极管、功率计或光谱仪监测光。可使用万用表或数字示波器监
测点火电流。电磁泵5k的熔融金属的注射器速率还可被控制为优化点火电路的电行为和电
池的光输出中的至少一种。
种)通过监测响应于这些电池气体中至少一种的压力的变化而变化的至少一个电池参数来
感测。可通过改变一个或多个压力的同时使用气体供应器监测改变的影响而实现合意的水
压和氢压中的至少一种。通过气体改变的示例性监测参数包括点火电路的电行为和电池的
光输出。可在氢压和水蒸气压力中的至少一种的所需压力下使点火电流和光输出中的至少
一种最大化。光探测器(诸如二极管)和PV转换器的输出中的至少一种可测量电池的光输
出。电压计和电流计中的至少一种可监测点火电路的电行为。产生器可包括压力控制系统
(诸如包括软件的压力控制系统)、处理器(诸如计算机)和控制器，其从参数监测接收输入
数据且调整气体压力以实现产生器所需动力输出的优化。在包括包含铜的燃料金属的实施
方式中，氢可保持在实现来自铜与氧(来自H2O至分数氢的反应)的反应的氧化铜减少的压
力下，其中通过监测参数调整水蒸气压力以优化产生器输出。在一个实施方式中，可通过电
解供应H2而将氢压控制在大致恒定的压力下。电解电流可保持在大致恒定的电流下。氢可
以以与大致所有分数氢反应氧产物反应的速率供应。多余氢可扩散穿过电池壁以保持高于
分数氢反应和与氧产物反应的消耗的恒定压力下。氢可渗透穿过中空阴极至反应池腔室
5b31。在一个实施方式中，压力控制系统响应于点火电流和频率及光输出而控制H2和H2O压
力以优化至少一种。可使用二极管、功率计或光谱仪监测光。可使用万用表或数字示波器监
测点火电流。电磁泵5k的熔融金属的注射器速率还可被控制为优化点火电路的电行为和电
池的光输出中的至少一种。
[0644] 在另一实施方式中，传感器可测量多种成分。在示例性实施方式中，使用质谱仪(诸如四极质谱仪，如残余气体分析仪)测量电池气体和总压力。质谱仪可分批感测或按趋
势模式感测。水或湿度传感器可包括绝对、电容和电阻湿度传感器中的至少一种。能够分析
多种气体的传感器包括等离子体源，诸如微波腔室和产生器，其中等离子体激发电池气体
发射诸如可见光和红外光等光。通过光谱发射(诸如气体成分的特征线和强度)判定气体和
浓度。可在取样之前冷却气体。在分析电池气体的气体组成之前可从电池除去金属蒸气。电
池中的金属蒸气(诸如包括银和铜的至少一种的金属蒸气)可冷却以凝结金属蒸气，使得电
池气体可在不存在金属蒸气的情况下流动至传感器。SF-CIHT电池在本文中还被称为SF-
CIHT产生器或产生器，其可包括用于来自电池的气体流动的诸如管等通道，其中该管包括
来自电池的入口及用于凝结金属蒸气流动的出口和不可凝气体到至少一个气体传感器的
出口。该管可冷却。可通过传导实现冷却，其中该管散热至冷却的电池部件，诸如锥体储槽
及其金属内容物、电极、汇流条和电极电磁泵(诸如8c)的磁体中的至少一种。可通过诸如水
冷却等方法主动地冷却该管，并通过诸如热管道等被动式手段冷却该管。包括金属蒸气的
电池气体可进入该管，其中金属蒸气由于管的较低温度而凝结。凝结金属可通过如重力流
动和泵送的至少一种等手段流动至锥体储槽，使得待感测气体在不存在金属蒸气的情况下
流动至传感器中。
势模式感测。水或湿度传感器可包括绝对、电容和电阻湿度传感器中的至少一种。能够分析
多种气体的传感器包括等离子体源，诸如微波腔室和产生器，其中等离子体激发电池气体
发射诸如可见光和红外光等光。通过光谱发射(诸如气体成分的特征线和强度)判定气体和
浓度。可在取样之前冷却气体。在分析电池气体的气体组成之前可从电池除去金属蒸气。电
池中的金属蒸气(诸如包括银和铜的至少一种的金属蒸气)可冷却以凝结金属蒸气，使得电
池气体可在不存在金属蒸气的情况下流动至传感器。SF-CIHT电池在本文中还被称为SF-
CIHT产生器或产生器，其可包括用于来自电池的气体流动的诸如管等通道，其中该管包括
来自电池的入口及用于凝结金属蒸气流动的出口和不可凝气体到至少一个气体传感器的
出口。该管可冷却。可通过传导实现冷却，其中该管散热至冷却的电池部件，诸如锥体储槽
及其金属内容物、电极、汇流条和电极电磁泵(诸如8c)的磁体中的至少一种。可通过诸如水
冷却等方法主动地冷却该管，并通过诸如热管道等被动式手段冷却该管。包括金属蒸气的
电池气体可进入该管，其中金属蒸气由于管的较低温度而凝结。凝结金属可通过如重力流
动和泵送的至少一种等手段流动至锥体储槽，使得待感测气体在不存在金属蒸气的情况下
流动至传感器中。
[0645] 在一个实施方式中，产生器包括黑体辐射器，其可用作包括反应池腔室5b31的容器。在一个实施方式中，PV转换器26a包括位于金属外壳内部的PV电池15，该金属外壳包括
含有黑体辐射器5b4的电池腔室5b3。PV冷却板可以位于电池腔室的外侧。腔室5b3和5b31中
的至少一个能够保持低于大气压、大气压和高于大气压中的至少一种的压力。PV转换器还
可包括至少一组电馈通，以将来自电池腔室的内表面内的PV电池的电力输送到电池腔室的
外部。馈通可以是气密和能够承受真空中的至少一种。
含有黑体辐射器5b4的电池腔室5b3。PV冷却板可以位于电池腔室的外侧。腔室5b3和5b31中
的至少一个能够保持低于大气压、大气压和高于大气压中的至少一种的压力。PV转换器还
可包括至少一组电馈通，以将来自电池腔室的内表面内的PV电池的电力输送到电池腔室的
外部。馈通可以是气密和能够承受真空中的至少一种。
[0646] 在一个实施方式中，可通过诸如通过测量氧化产物或由氧化产物所致的参数等手段间接感测氧。在示例性实施方式中，产生器可包括熔体电导率传感器。锥体储槽中的Ag-
Cu合金熔体由于合金熔体顶部上的CuO而电导率减小，这可用作对增加更高H2流动速率的
指征。在另一示例性实施方式中，产生器包括基于氧浓度或存在而可逆地吸收氧的标度和
材料。氧传感器可包括具有H2可还原金属氧化物的可氧化金属，其中通过重量改变判定氧
的存在。在一个实施方式中，通过将高渗透性气体(诸如反应池腔室5b31中的氢气)供应至
电池腔室5b3来控制气体的压力。可使用电池腔室5b3中的对应气体传感器测量气体压力。
电池腔室气体压力可用于控制氢流动至电池腔室5b3中，其随后流动或渗透至反应池腔室
5b31中。在一个实施方式中，诸如氢等气体通过电池26的至少一个壁(诸如锥体5b2或顶盖
5b4的壁)从电池腔室5b3流动或渗透至反应池腔室5b31。在一个实施方式中，反应腔室5b31
中的H2保持在将反应腔室5b31中的氧消耗至所需压力的压力下。在一个示例性实施方式
中，氢压保持在足够浓度下以消耗反应池腔室5b31中形成的氧。在图2I24至2I43中示出的
实施方式中，下腔室5b5与电池腔室5b3连续，其中储槽5c基座处的板直径提供腔室之间的
间隙。两个腔室均可填充有相同气体，诸如也可渗透至反应池腔室5b31中的氢。在一个实施
方式中，非渗透性气体可以使金属蒸气并不流出供应出口的方式直接供应至反应腔室
5b31。在一个实施方式中，水供应注射器5z1包括足够小直径的喷嘴，使得水蒸气流动速率
足以防止金属蒸气流动至注射器中(诸如至注射器5z1的喷嘴和H2O蒸气注射管中)。
Cu合金熔体由于合金熔体顶部上的CuO而电导率减小，这可用作对增加更高H2流动速率的
指征。在另一示例性实施方式中，产生器包括基于氧浓度或存在而可逆地吸收氧的标度和
材料。氧传感器可包括具有H2可还原金属氧化物的可氧化金属，其中通过重量改变判定氧
的存在。在一个实施方式中，通过将高渗透性气体(诸如反应池腔室5b31中的氢气)供应至
电池腔室5b3来控制气体的压力。可使用电池腔室5b3中的对应气体传感器测量气体压力。
电池腔室气体压力可用于控制氢流动至电池腔室5b3中，其随后流动或渗透至反应池腔室
5b31中。在一个实施方式中，诸如氢等气体通过电池26的至少一个壁(诸如锥体5b2或顶盖
5b4的壁)从电池腔室5b3流动或渗透至反应池腔室5b31。在一个实施方式中，反应腔室5b31
中的H2保持在将反应腔室5b31中的氧消耗至所需压力的压力下。在一个示例性实施方式
中，氢压保持在足够浓度下以消耗反应池腔室5b31中形成的氧。在图2I24至2I43中示出的
实施方式中，下腔室5b5与电池腔室5b3连续，其中储槽5c基座处的板直径提供腔室之间的
间隙。两个腔室均可填充有相同气体，诸如也可渗透至反应池腔室5b31中的氢。在一个实施
方式中，非渗透性气体可以使金属蒸气并不流出供应出口的方式直接供应至反应腔室
5b31。在一个实施方式中，水供应注射器5z1包括足够小直径的喷嘴，使得水蒸气流动速率
足以防止金属蒸气流动至注射器中(诸如至注射器5z1的喷嘴和H2O蒸气注射管中)。
[0647] 在图2I24至2I28中示出的实施方式中，锥体5b可包括可在不同温度下运行的多种材料。举例而言，底部区段可包括具有氧化物涂层的耐热金属，诸如高温不锈钢，如
Hastelloy，且顶部可包括阳极氧化铝。阳极氧化铝可涂布于诸如不锈钢等另一材料上。可
通过控制反应池腔室5b31中的温度和气氛(诸如氧和水中至少一种的分压)而保持材料的
氧化物涂层。在一个实施方式中，电池26的壁(诸如锥体5b2的壁)可包括蓝宝石。蓝宝石可
包括片段或面板。各个面板可依靠诸如银片等反射器以将来自电池的入射光反射回电池中
且朝向PV转换器反射。反射器可通过间隙与蓝宝石分离，间隙可保持在诸如真空等减压下
以将反射器保持在低于蓝宝石嵌板的温度下。可通过使间隙与抽气电池连续而实现低压条
件。电池可还包括至PV转换器26a的蓝宝石窗。
Hastelloy，且顶部可包括阳极氧化铝。阳极氧化铝可涂布于诸如不锈钢等另一材料上。可
通过控制反应池腔室5b31中的温度和气氛(诸如氧和水中至少一种的分压)而保持材料的
氧化物涂层。在一个实施方式中，电池26的壁(诸如锥体5b2的壁)可包括蓝宝石。蓝宝石可
包括片段或面板。各个面板可依靠诸如银片等反射器以将来自电池的入射光反射回电池中
且朝向PV转换器反射。反射器可通过间隙与蓝宝石分离，间隙可保持在诸如真空等减压下
以将反射器保持在低于蓝宝石嵌板的温度下。可通过使间隙与抽气电池连续而实现低压条
件。电池可还包括至PV转换器26a的蓝宝石窗。
[0648] 在一个实施方式中，电池26壁可包括锥体5b2和顶盖5b4，其形成可包括圆顶的反应池腔室5b31。圆顶可耐受诸如Ag或Ag-Cu合金熔体等燃料熔体的润湿。圆顶可保持在高温
下以防止被熔体润湿。温度可保持在约100℃至1800℃的范围中。圆顶可为透明的。透明圆
顶可包括蓝宝石、石英、MgF2和碱金属铝硅酸盐玻璃(诸如大猩猩玻璃)中的至少一种。圆顶
可颠倒，使得打开的1/2球体朝向PV转换器26a取向。倒圆顶的底部可被分区为形成至圆形
锥体储槽5b的圆形连接。倒圆顶可包括穿透部、断流器或汇流条9和10中的至少一种的馈
通、电极8和诸如水注射器5z1等气体注射器。倒圆顶可包括顶边缘处的金属环和外金属镜
涂层(诸如耐火金属涂层，诸如W或Mo镜)中的至少一种。可通过气相沉积(诸如通过有机金
属化学气相沉积(MOCVD))施加镜面。用于沉积的示例性化学品为六羰钼或六羰钨。作为另
选，倒圆顶可包括匹配的外圆周、可具有分离间隙的镜面圆顶反射器。反射器部分圆顶可通
过间隙而与蓝宝石圆顶分离，间隙可保持在诸如真空等减压下以将反射器保持在低于蓝宝
石圆顶的温度下。可通过使间隙与抽气电池连续而实现低压条件。电池可还包括至PV转换
器26a的窗5b4，诸如蓝宝石窗。倒圆顶可包括锥体5b2且锥体5b2的开放顶部可被包括蓝宝
石的窗5b4覆盖。窗可具有用于将光透射至PV转换器的所需形状。形状可与PV转换器的几何
形状匹配，诸如平面或圆顶状。锥体储槽5b、窗5b4、汇流条9和10或电极8中的至少一种可接合至锥体5b2，其包括具有垫圈(诸如石墨垫圈，如Graphoil垫圈)的倒圆顶。在其他实施方
式中，倒圆顶可包括其他几何构型或形状。倒圆顶的示例性替代形状包括盖的一部分，诸如
对应的球体、拋物面、梯形或立方体的表面的90％至10％范围中的覆盖物的一部分。
下以防止被熔体润湿。温度可保持在约100℃至1800℃的范围中。圆顶可为透明的。透明圆
顶可包括蓝宝石、石英、MgF2和碱金属铝硅酸盐玻璃(诸如大猩猩玻璃)中的至少一种。圆顶
可颠倒，使得打开的1/2球体朝向PV转换器26a取向。倒圆顶的底部可被分区为形成至圆形
锥体储槽5b的圆形连接。倒圆顶可包括穿透部、断流器或汇流条9和10中的至少一种的馈
通、电极8和诸如水注射器5z1等气体注射器。倒圆顶可包括顶边缘处的金属环和外金属镜
涂层(诸如耐火金属涂层，诸如W或Mo镜)中的至少一种。可通过气相沉积(诸如通过有机金
属化学气相沉积(MOCVD))施加镜面。用于沉积的示例性化学品为六羰钼或六羰钨。作为另
选，倒圆顶可包括匹配的外圆周、可具有分离间隙的镜面圆顶反射器。反射器部分圆顶可通
过间隙而与蓝宝石圆顶分离，间隙可保持在诸如真空等减压下以将反射器保持在低于蓝宝
石圆顶的温度下。可通过使间隙与抽气电池连续而实现低压条件。电池可还包括至PV转换
器26a的窗5b4，诸如蓝宝石窗。倒圆顶可包括锥体5b2且锥体5b2的开放顶部可被包括蓝宝
石的窗5b4覆盖。窗可具有用于将光透射至PV转换器的所需形状。形状可与PV转换器的几何
形状匹配，诸如平面或圆顶状。锥体储槽5b、窗5b4、汇流条9和10或电极8中的至少一种可接合至锥体5b2，其包括具有垫圈(诸如石墨垫圈，如Graphoil垫圈)的倒圆顶。在其他实施方
式中，倒圆顶可包括其他几何构型或形状。倒圆顶的示例性替代形状包括盖的一部分，诸如
对应的球体、拋物面、梯形或立方体的表面的90％至10％范围中的覆盖物的一部分。
[0649] 在一个实施方式中，圆顶可用作锥体5b2和窗5b4。圆顶可包括具有开放部分的球体的圆形区段。圆顶可不颠倒，其中开放部分与锥体储槽5b连接。在其他实施方式中，未颠
倒圆顶可包括其他几何构型或形状。未颠倒圆顶的示例性替代形状包括锥体储槽的盖的一
部分，诸如在对应的球体、拋物面、梯形、立方体或锥体储槽的其他壳体的表面的90％至
10％范围中的覆盖物的一部分。最接近于锥体储槽5b的圆顶下部可镜面化或包括圆周反射
器以包括锥体5b2，且顶部可透明以包括至PV转换器26a的窗5b4。
倒圆顶可包括其他几何构型或形状。未颠倒圆顶的示例性替代形状包括锥体储槽的盖的一
部分，诸如在对应的球体、拋物面、梯形、立方体或锥体储槽的其他壳体的表面的90％至
10％范围中的覆盖物的一部分。最接近于锥体储槽5b的圆顶下部可镜面化或包括圆周反射
器以包括锥体5b2，且顶部可透明以包括至PV转换器26a的窗5b4。
[0650] 锥体5b2可包括单圆顶或分段网格圆顶结构，且窗5b4可分开或为圆顶的一部分。锥体5b2和窗5b4的至少一种可保持在高于防止诸如Ag或Ag-Cu熔体等燃料熔体附着的温度
下。温度可保持在约200℃至2000℃、300℃至1500℃和400℃至1100℃中的至少一个范围
中。诸如可在启动期间通过如感应耦合加热器等加热器保持温度。锥体5b2(诸如蓝宝石圆
顶)与窗5b4的组合可包括主要透过窗5b4发射的高温黑体光源，窗5b4可足够小以在启动模
式中通过感应耦合加热器方便地加热。可通过紧固件(诸如可包括诸如Mo等耐火金属的夹
具或托架)将锥体片段保持在原位。可通过框架支撑托架。还可使用夹具或托架将诸如银面
板等后反射器面板紧固至框架。作为另选，面板可经螺合、旋合或焊接至框架。片段和任何
馈通(诸如用于电极的馈通)可与接头材料(诸如适应膨胀和收缩且耐热的接头材料)接合
或连接。示例性接头材料包括诸如Graphoil等石墨。诸如汇流条(诸如至电极及电磁泵的汇
流条)的部件可在接触点(诸如电池腔室5b3或下真空腔室5b5的馈通处的接触点)处通过电
绝缘手段(诸如绝缘涂层，诸如接触点处的莫来石或氮化硼)而绝缘。
下。温度可保持在约200℃至2000℃、300℃至1500℃和400℃至1100℃中的至少一个范围
中。诸如可在启动期间通过如感应耦合加热器等加热器保持温度。锥体5b2(诸如蓝宝石圆
顶)与窗5b4的组合可包括主要透过窗5b4发射的高温黑体光源，窗5b4可足够小以在启动模
式中通过感应耦合加热器方便地加热。可通过紧固件(诸如可包括诸如Mo等耐火金属的夹
具或托架)将锥体片段保持在原位。可通过框架支撑托架。还可使用夹具或托架将诸如银面
板等后反射器面板紧固至框架。作为另选，面板可经螺合、旋合或焊接至框架。片段和任何
馈通(诸如用于电极的馈通)可与接头材料(诸如适应膨胀和收缩且耐热的接头材料)接合
或连接。示例性接头材料包括诸如Graphoil等石墨。诸如汇流条(诸如至电极及电磁泵的汇
流条)的部件可在接触点(诸如电池腔室5b3或下真空腔室5b5的馈通处的接触点)处通过电
绝缘手段(诸如绝缘涂层，诸如接触点处的莫来石或氮化硼)而绝缘。
[0651] 在一个实施方式中，电极8包括多个部件，其可包括不同材料。电极可包括在高温下运行的等离子体接触层。合适的等离子体接触层材料为耐火金属，诸如W、Ta或Mo。等离子体接触层可安装于可包括汇流条9和10的另一安装层上。安装层可凹陷，使得仅一部分(诸
如等离子体接触层的端部部分)接触安装层以提供电连接性。凹陷可在等离子体接触层与
安装层之间产生间隙以允许等离子体接触层在高于安装层的温度下运行。可通过焊接、托
架、夹钳或诸如可凹陷的螺钉或螺栓(诸如钻孔螺钉或内六角螺栓，诸如帽头螺栓)等紧固
件制成接触区域处的连接。旋合在一起的任何部件可涂布有诸如石墨等润滑剂以防止银粘
着至螺纹。电极可包括叶片(图2I29至2I43)，其可通过诸如在叶片等汇流条端处的紧固件
而连接至汇流条9和10。叶片可被取向为形成V以将注射金属接受至V的最宽部分中。在一个
实施方式中，电极仅包括诸如W或Mo等耐火金属。电极的电截面可按比例调整以补偿比铜低
约3.5倍的电导率，其中示例性汇流条包括铜。耐火金属电极可通过焊接或通过诸如螺栓或
螺钉等紧固件连接至汇流条。可选择电极辐射率、表面积、传导散热以及被动式和主动式冷
却中的至少一种以将电极保持在所需运行温度内，诸如在使诸如Ag或Ag-Cu合金等熔体金
属气化且低于电极的耐火金属熔点的范围中。可主要通过黑体辐射造成损耗。电极可保持
在约1000℃至3400℃的温度范围中。
如等离子体接触层的端部部分)接触安装层以提供电连接性。凹陷可在等离子体接触层与
安装层之间产生间隙以允许等离子体接触层在高于安装层的温度下运行。可通过焊接、托
架、夹钳或诸如可凹陷的螺钉或螺栓(诸如钻孔螺钉或内六角螺栓，诸如帽头螺栓)等紧固
件制成接触区域处的连接。旋合在一起的任何部件可涂布有诸如石墨等润滑剂以防止银粘
着至螺纹。电极可包括叶片(图2I29至2I43)，其可通过诸如在叶片等汇流条端处的紧固件
而连接至汇流条9和10。叶片可被取向为形成V以将注射金属接受至V的最宽部分中。在一个
实施方式中，电极仅包括诸如W或Mo等耐火金属。电极的电截面可按比例调整以补偿比铜低
约3.5倍的电导率，其中示例性汇流条包括铜。耐火金属电极可通过焊接或通过诸如螺栓或
螺钉等紧固件连接至汇流条。可选择电极辐射率、表面积、传导散热以及被动式和主动式冷
却中的至少一种以将电极保持在所需运行温度内，诸如在使诸如Ag或Ag-Cu合金等熔体金
属气化且低于电极的耐火金属熔点的范围中。可主要通过黑体辐射造成损耗。电极可保持
在约1000℃至3400℃的温度范围中。
[0652] 为能够调整电极间隙8g，电极和汇流条组件可包括至电极连接器的铰接连接汇流条。铰接臂可沿着汇流条偏移，使得电极(诸如钨叶片电极)的端部上的任何紧固件交错以
实现电极的紧密间隔而不使任何突出紧固件紧密接触。为实现进一步的紧密接近，电极可
朝向端部连接件弯曲且在点火区域中变直。为支持高温运行，馈通(诸如至点火系统10a(图
2I24)的汇流条的馈通和至EM泵的汇流条的馈通中的至少一种)可包括电绝缘陶瓷馈通，诸
如本领域中已知的那些。可通过诸如空冷或水冷等手段冷却陶瓷馈通。馈通可包括微操纵
系统以控制诸如叶片电极等连接电极的间隔和倾角中的至少一种。馈通可包括波纹管馈通
以允许汇流条的移动，以通过微操纵系统(诸如本领域技术人员已知的微操纵系统)影响电
极的定位。在另一实施方式中，电极间隙8g的调整机构包括连接至汇流条9和10的螺纹螺
栓，其中可通过移动汇流条而影响电极8的移动。可通过推挤汇流条9和10以使用所施加的
压力使其偏转的螺纹螺栓调整电极间隙8g，且汇流条在螺栓松开时进行弹簧复原。在另一
实施方式中，螺纹螺栓可在汇流条上拉动。
实现电极的紧密间隔而不使任何突出紧固件紧密接触。为实现进一步的紧密接近，电极可
朝向端部连接件弯曲且在点火区域中变直。为支持高温运行，馈通(诸如至点火系统10a(图
2I24)的汇流条的馈通和至EM泵的汇流条的馈通中的至少一种)可包括电绝缘陶瓷馈通，诸
如本领域中已知的那些。可通过诸如空冷或水冷等手段冷却陶瓷馈通。馈通可包括微操纵
系统以控制诸如叶片电极等连接电极的间隔和倾角中的至少一种。馈通可包括波纹管馈通
以允许汇流条的移动，以通过微操纵系统(诸如本领域技术人员已知的微操纵系统)影响电
极的定位。在另一实施方式中，电极间隙8g的调整机构包括连接至汇流条9和10的螺纹螺
栓，其中可通过移动汇流条而影响电极8的移动。可通过推挤汇流条9和10以使用所施加的
压力使其偏转的螺纹螺栓调整电极间隙8g，且汇流条在螺栓松开时进行弹簧复原。在另一
实施方式中，螺纹螺栓可在汇流条上拉动。
[0653] 在一个实施方式中，产生器可包括调整电极间隙8g的自动控制系统，诸如本公开的自动控制系统或本领域技术人员已知的其他自动控制系统。自动间隙控制系统可包括计
算机、至少一个传感器和机械机构(诸如伺服机构和电机)和螺线管、电磁定位器和压电定
位器或微操纵器中的至少一种，其可使用来自诸如位置传感器或电流传感器中的至少一个
传感器的输入通过计算机控制。包括间隙的电极分离可影响电流密度和反应限域，其中两
者均可随着更小的间隙而增大。分数氢反应速率可通过增大电流密度而增大。在一个实施
方式中，熔融金属注射速率可被控制为使金属局域化以增大电流密度。电极宽度可增大以
增大限域，其中电极长度可减小以保持高电流密度。缩短长度还可提高运行温度，该运行温
度可优化以增大分数氢反应速率。在一个实施方式中，注射被控制为引起点火电流脉冲以
通过集肤效应增大电流密度。在一个实施方式中，反应限域可增大分数氢反应速率。在一个
实施方式中，电极振动以提高分数氢反应速率。可通过电极和汇流条的至少一种中的电流
引起的洛伦兹力导致振动。作为另选，产生器可包括使电极振动的振动器。示例性振动器为
本公开的振动器，诸如电磁振动器或压电振动器。振动速率可在约1Hz至100MHz、100Hz至
10MHz和100Hz至1MHz中的至少一个范围。电极电流、质量、弹性常数、长度和阻尼卡具中的
至少一种可被选择为实现所需的振动频率和振幅中的至少一种。振动可进一步用于泵送熔
体通过电极。
算机、至少一个传感器和机械机构(诸如伺服机构和电机)和螺线管、电磁定位器和压电定
位器或微操纵器中的至少一种，其可使用来自诸如位置传感器或电流传感器中的至少一个
传感器的输入通过计算机控制。包括间隙的电极分离可影响电流密度和反应限域，其中两
者均可随着更小的间隙而增大。分数氢反应速率可通过增大电流密度而增大。在一个实施
方式中，熔融金属注射速率可被控制为使金属局域化以增大电流密度。电极宽度可增大以
增大限域，其中电极长度可减小以保持高电流密度。缩短长度还可提高运行温度，该运行温
度可优化以增大分数氢反应速率。在一个实施方式中，注射被控制为引起点火电流脉冲以
通过集肤效应增大电流密度。在一个实施方式中，反应限域可增大分数氢反应速率。在一个
实施方式中，电极振动以提高分数氢反应速率。可通过电极和汇流条的至少一种中的电流
引起的洛伦兹力导致振动。作为另选，产生器可包括使电极振动的振动器。示例性振动器为
本公开的振动器，诸如电磁振动器或压电振动器。振动速率可在约1Hz至100MHz、100Hz至
10MHz和100Hz至1MHz中的至少一个范围。电极电流、质量、弹性常数、长度和阻尼卡具中的
至少一种可被选择为实现所需的振动频率和振幅中的至少一种。振动可进一步用于泵送熔
体通过电极。
[0654] 在图2I24至2I28中所示的实施方式中，电极8可通过安装于分开或单独的真空法兰中的馈通10a电连接至电力源2。锥体5b2的壁可包括用于使电极8通过的单孔隙。孔隙可
包括围绕汇流条9和10以及电极的至少一种的盖板以密封锥体5b2或圆顶，以防止诸如Ag或
Ag-Cu熔体等熔体的损失。在一个实施方式中，蓝宝石盖板覆盖使电极通过锥体或圆顶(诸
如蓝宝石圆顶)的穿透部或孔隙。电池26可容纳于真空腔室5b3中。腔室可以能够保持小于、
等于或大于大气的压力。电池壁可包括锥体5b2或圆顶。汇流条和电极可通过贯穿电池腔室
壁和圆顶壁的圆形导管。具有电极馈通的法兰可密封腔室，且具有汇流条断流器的一个或
多个蓝宝石盖板可密封圆顶。
包括围绕汇流条9和10以及电极的至少一种的盖板以密封锥体5b2或圆顶，以防止诸如Ag或
Ag-Cu熔体等熔体的损失。在一个实施方式中，蓝宝石盖板覆盖使电极通过锥体或圆顶(诸
如蓝宝石圆顶)的穿透部或孔隙。电池26可容纳于真空腔室5b3中。腔室可以能够保持小于、
等于或大于大气的压力。电池壁可包括锥体5b2或圆顶。汇流条和电极可通过贯穿电池腔室
壁和圆顶壁的圆形导管。具有电极馈通的法兰可密封腔室，且具有汇流条断流器的一个或
多个蓝宝石盖板可密封圆顶。
[0655] 在图2I24至2I28中示出的实施方式中，锥体5b2、内锥体表面和外锥体表面中的至少一种可由诸如具有低水反应性的金属等材料组成。具有低水反应性的示例性金属包括
Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn的组中的那些。在一个实施方式中，锥体5b2、内锥体表面和外锥体表面中的至少一个可由
诸如熔点高于Ag(M.P.＝962℃)或Ag-Cu合金(M.P.＝779℃)等燃料熔体的金属等材料组成
且可进一步具有低辐射率。示例性锥体和锥体表面材料包括抛光金属表面，诸如包括钢、
PH-15-7MO型钢、Ni、Fe、Mo、Ta、镀锌金属(诸如钢或铁)和Pt或Au镀覆或包层金属(诸如Ni或Ti)的抛光金属表面。诸如锥体储槽5b和锥体5b2等电池部件可包括在内壁和外壁中的至少
一个上的高熔点、高辐射率材料以将高动力辐射回至电池中，其中可通过使用电池部件(诸
如锥体5b2)的圆周辐射屏蔽优先将热力辐射至电池中。
Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn的组中的那些。在一个实施方式中，锥体5b2、内锥体表面和外锥体表面中的至少一个可由
诸如熔点高于Ag(M.P.＝962℃)或Ag-Cu合金(M.P.＝779℃)等燃料熔体的金属等材料组成
且可进一步具有低辐射率。示例性锥体和锥体表面材料包括抛光金属表面，诸如包括钢、
PH-15-7MO型钢、Ni、Fe、Mo、Ta、镀锌金属(诸如钢或铁)和Pt或Au镀覆或包层金属(诸如Ni或Ti)的抛光金属表面。诸如锥体储槽5b和锥体5b2等电池部件可包括在内壁和外壁中的至少
一个上的高熔点、高辐射率材料以将高动力辐射回至电池中，其中可通过使用电池部件(诸
如锥体5b2)的圆周辐射屏蔽优先将热力辐射至电池中。
[0656] 在图2I24至2I28中示出的实施方式中，锥体5b2包括在内表面上具有低辐射率的高熔点金属以将黑体辐射反射至PV转换器26a。在示例性实施方式中，锥体5b2包括在约处
于燃料熔体的熔点的温度下运行的Mo或W，诸如在Ag或Ag-Cu合金燃料熔体的情况中约为
1000℃至1100℃。可通过防止反射表面的氧化而保持高反射率。可在反应池腔室5b31中保
持部分氢气氛以将任何金属氧化物还原为金属或与所产生的任何氧反应形成H2O。作为另
选，电池26可包括与电池气氛接触的对电极和保持内锥体表面上的负电位的电源，内锥体
表面用作具有所施加电压的阴极以防止反射阴极表面的氧化。锥体金属(诸如本公开的锥
体金属)可被选择为具有低水反应性。可通过真空泵13a和氢供应器5u和5w中的至少一个将
电池氧保持在低分压下，其中H2消耗氧。
于燃料熔体的熔点的温度下运行的Mo或W，诸如在Ag或Ag-Cu合金燃料熔体的情况中约为
1000℃至1100℃。可通过防止反射表面的氧化而保持高反射率。可在反应池腔室5b31中保
持部分氢气氛以将任何金属氧化物还原为金属或与所产生的任何氧反应形成H2O。作为另
选，电池26可包括与电池气氛接触的对电极和保持内锥体表面上的负电位的电源，内锥体
表面用作具有所施加电压的阴极以防止反射阴极表面的氧化。锥体金属(诸如本公开的锥
体金属)可被选择为具有低水反应性。可通过真空泵13a和氢供应器5u和5w中的至少一个将
电池氧保持在低分压下，其中H2消耗氧。
[0657] 辐射率为1的1300K的黑体辐射功率为162kW/m2。为在启动期间以此功率的一部分将锥体加热至诸如1000℃等温度，辐射率可保持为较低。外锥体表面可包括具有低辐射率
的材料。在示例性实施方式中，外锥体表面包括抛光Mo或电解Ni，其中1000℃辐射率分别为
0.18和0.16。抛光W的室温辐射率为0.04。抛光银(M.P.＝962℃)的1093℃辐射率为0.03，其
中较低温熔融Ag-Cu合金(M.P.28％Cu＝779℃)可用作燃料金属。可在启动期间使用诸如感
应耦合加热器等加热器加热表面。可在启动期间使用诸如感应耦合加热器等加热器加热
窗。在包括封闭反应池腔室5b31(其包括图2I24至2I27中示出的绝缘锥体5b2的足够厚内壁
以沿着壁传导热)的实施方式中，单个感应耦合加热器线圈5f和感应耦合加热器5m在启动
期间可足以将整个反应池腔室5b31加热至所需温度，诸如防止燃料熔体固化且附着至腔室
表面的温度。示例性壁厚度约为1/4英寸。电池中产生的黑体辐射可引导至PV转换器的窗，
其中可通过将窗温度(诸如顶盖5b4的温度)保持在高于燃料熔体的熔点而防止点火产物的
金属附着。
的材料。在示例性实施方式中，外锥体表面包括抛光Mo或电解Ni，其中1000℃辐射率分别为
0.18和0.16。抛光W的室温辐射率为0.04。抛光银(M.P.＝962℃)的1093℃辐射率为0.03，其
中较低温熔融Ag-Cu合金(M.P.28％Cu＝779℃)可用作燃料金属。可在启动期间使用诸如感
应耦合加热器等加热器加热表面。可在启动期间使用诸如感应耦合加热器等加热器加热
窗。在包括封闭反应池腔室5b31(其包括图2I24至2I27中示出的绝缘锥体5b2的足够厚内壁
以沿着壁传导热)的实施方式中，单个感应耦合加热器线圈5f和感应耦合加热器5m在启动
期间可足以将整个反应池腔室5b31加热至所需温度，诸如防止燃料熔体固化且附着至腔室
表面的温度。示例性壁厚度约为1/4英寸。电池中产生的黑体辐射可引导至PV转换器的窗，
其中可通过将窗温度(诸如顶盖5b4的温度)保持在高于燃料熔体的熔点而防止点火产物的
金属附着。
[0658] 在等离子体由于燃料(诸如包括Ag或Ag-Cu合金的燃料)气化而可选地变厚的实施方式中，蒸气包含于电池26中。在图2I24至2I28中示出的电池部件的至少一种(诸如泵管
5k6、泵汇流条5k2、热传递块体5k7、锥体储槽5b、储槽5c和锥体5b2)可由耐火材料(诸如Mo、Ta和W的至少一种)组成。在一个实施方式中，至少一个电池部件包括坩埚材料，诸如SiC、石墨、MgO或本领域技术人员已知的其他陶瓷型材料。
5k6、泵汇流条5k2、热传递块体5k7、锥体储槽5b、储槽5c和锥体5b2)可由耐火材料(诸如Mo、Ta和W的至少一种)组成。在一个实施方式中，至少一个电池部件包括坩埚材料，诸如SiC、石墨、MgO或本领域技术人员已知的其他陶瓷型材料。
[0659] 在一个实施方式中，可以使用具有耐火金属作为产物的铝热反应来焊接诸如由耐火金属构成的如锥体等电池部件。例如，可以使用包含WO+Al铝热剂的铝热反应物来焊接
钨。在包含MgO锥体的实施方式中，氧化铝或铝酸钙可以用作MgO的粘合剂。
钨。在包含MgO锥体的实施方式中，氧化铝或铝酸钙可以用作MgO的粘合剂。
[0660] 可通过辐射屏蔽围绕诸如锥体5b2等电池部件。锥体5b2和屏蔽的至少一种可包括倒金属圆顶(开放端向上朝向PV转换器26a)。可通过金属旋转制造圆顶。在一个实施方式
中，电池26的锥体5b2包括诸如热屏蔽等多个辐射屏蔽。屏蔽可包括耐火金属，诸如本公开
的耐火金属，诸如Mo、Ta或W。屏蔽可包括诸如高温真空炉等设计，诸如本领域中已知的高温真空炉。热屏蔽可包括可经滚轧且紧固的片或箔。片或箔可在端部处与凸起端弯管或榫槽
重叠。屏蔽可为锥形且同心的，以将等离子体动力引导至PV转换器26a。锥体可包括至PV转
换器26a的大发射孔隙或视角。锥体5b2可包括在锥体5b2基座处提供外部密封的外热屏蔽。
作为另选，锥体5b2可包括密封容器，诸如包括内热屏蔽的反应池腔室5b31。锥体5b2(诸如
包括热屏蔽的锥体)可密封至锥体储槽5b以含有电池气体或蒸气(诸如水蒸气、氢和燃料金
属蒸气中的至少一种)。密封可包括湿封，诸如熔融燃料金属的湿封。在一个实施方式中，锥体5b2的壁的基座和内热屏蔽或外热屏蔽的基座中的至少一种浸没在诸如熔融Ag或Ag-Cu
合金等燃料金属的熔融储槽中以形成湿封。在另一实施方式中，湿封可包括沟槽，诸如在含
有熔融燃料金属的锥体储槽5b外周的沟槽，且锥体5b2的壁的基座和至少一个热屏蔽的基
座中的至少一种浸没在熔融金属中。作为另选，湿封可包括锥体5b2壁的基座和至少一个热
屏蔽的基座中的至少一种以及锥体储槽5b的再循环熔融金属，其中前者浸没在后者中。热
屏蔽可包括设定在锥体储槽5b底部的浸没脚架以在保持湿封时允许熔体在屏蔽下方流动。
在基座处密封的锥体5b2的壁和热屏蔽中的至少一个可朝向PV转换器26a具有足够的垂直
高度，使得金属蒸气并不超过通过如图2I25中示出的电池部件形成的反应池腔室5b31的高
度。反应池腔室5b31可在真空下运行。等离子体的温度可判定反应池腔室5b31中的蒸气对
抗重力的高度。控制由SF-CIHT产生器产生的功率可控制等离子体的温度。在一个实施方式
中，控制来自分数氢过程的动力，以控制反应池腔室5b31中的金属蒸气的高度。可通过本公
开的控制手段控制电池动力。示例性方法包括通过控制泵电流和水蒸气压力而控制诸如频
率、电流和电压等点火参数和泵速率。
中，电池26的锥体5b2包括诸如热屏蔽等多个辐射屏蔽。屏蔽可包括耐火金属，诸如本公开
的耐火金属，诸如Mo、Ta或W。屏蔽可包括诸如高温真空炉等设计，诸如本领域中已知的高温真空炉。热屏蔽可包括可经滚轧且紧固的片或箔。片或箔可在端部处与凸起端弯管或榫槽
重叠。屏蔽可为锥形且同心的，以将等离子体动力引导至PV转换器26a。锥体可包括至PV转
换器26a的大发射孔隙或视角。锥体5b2可包括在锥体5b2基座处提供外部密封的外热屏蔽。
作为另选，锥体5b2可包括密封容器，诸如包括内热屏蔽的反应池腔室5b31。锥体5b2(诸如
包括热屏蔽的锥体)可密封至锥体储槽5b以含有电池气体或蒸气(诸如水蒸气、氢和燃料金
属蒸气中的至少一种)。密封可包括湿封，诸如熔融燃料金属的湿封。在一个实施方式中，锥体5b2的壁的基座和内热屏蔽或外热屏蔽的基座中的至少一种浸没在诸如熔融Ag或Ag-Cu
合金等燃料金属的熔融储槽中以形成湿封。在另一实施方式中，湿封可包括沟槽，诸如在含
有熔融燃料金属的锥体储槽5b外周的沟槽，且锥体5b2的壁的基座和至少一个热屏蔽的基
座中的至少一种浸没在熔融金属中。作为另选，湿封可包括锥体5b2壁的基座和至少一个热
屏蔽的基座中的至少一种以及锥体储槽5b的再循环熔融金属，其中前者浸没在后者中。热
屏蔽可包括设定在锥体储槽5b底部的浸没脚架以在保持湿封时允许熔体在屏蔽下方流动。
在基座处密封的锥体5b2的壁和热屏蔽中的至少一个可朝向PV转换器26a具有足够的垂直
高度，使得金属蒸气并不超过通过如图2I25中示出的电池部件形成的反应池腔室5b31的高
度。反应池腔室5b31可在真空下运行。等离子体的温度可判定反应池腔室5b31中的蒸气对
抗重力的高度。控制由SF-CIHT产生器产生的功率可控制等离子体的温度。在一个实施方式
中，控制来自分数氢过程的动力，以控制反应池腔室5b31中的金属蒸气的高度。可通过本公
开的控制手段控制电池动力。示例性方法包括通过控制泵电流和水蒸气压力而控制诸如频
率、电流和电压等点火参数和泵速率。
[0661] 在一个实施方式中，金属蒸气可在运行期间变得带电。带电可减小或抑制分数氢反应速率直至粒子放电。可通过电池26壁上的自发放电而使粒子放电。产生器可包括促进
带电粒子放电的手段。产生器可包括使金属蒸气粒子上的静电荷放电的手段。产生器可包
括一组电极。电极的一种可包括电池26的导电壁。一个电极可浸没在可包括等离子体的金
属蒸气气体中。可通过使用电压源在电极88与26(图2I23)之间施加诸如电场等场而使电荷
放电。产生器可包括电极和电场源中的至少一种以使带电金属蒸气放电，以传播并保持分
数氢反应。产生器可包括静电沉淀器(ESP)(图2I23)，诸如本公开的静电沉淀器。在一个实
施方式中，ESP系统可被安装为使金属蒸气粒子放电以保持恒定的分数氢反应速率。
带电粒子放电的手段。产生器可包括使金属蒸气粒子上的静电荷放电的手段。产生器可包
括一组电极。电极的一种可包括电池26的导电壁。一个电极可浸没在可包括等离子体的金
属蒸气气体中。可通过使用电压源在电极88与26(图2I23)之间施加诸如电场等场而使电荷
放电。产生器可包括电极和电场源中的至少一种以使带电金属蒸气放电，以传播并保持分
数氢反应。产生器可包括静电沉淀器(ESP)(图2I23)，诸如本公开的静电沉淀器。在一个实
施方式中，ESP系统可被安装为使金属蒸气粒子放电以保持恒定的分数氢反应速率。
[0662] 在一个实施方式中，等离子体直接照射PV转换器26a。在一个实施方式中，金属蒸气被限域在反应池腔室5b31中以避免PV转换器窗上的金属气相沉积。金属蒸气可以通过静
电沉淀来限制，其中电极可以包括耐火金属。在另一实施方式中，金属蒸气可以由射频场限
域。在压力下的高蒸气密度下，银蒸气的RF限域可能是有效的。在一个实施方式中，反应池
腔室可包括诸如氦等气体，以使银沉降到电池的底部。在一个实施方式中，电池可包括挡板
(如耐火金属网)以避免由于湍流引起的气体混合。反应池腔室气体可包含成核剂，使得形
成较大的金属蒸气颗粒，其将由于重力而沉降到电池的底部。金属蒸气压可以保持在升高
的压力下，以使银成核为在重力作用下沉降到电池底部的较大颗粒。
电沉淀来限制，其中电极可以包括耐火金属。在另一实施方式中，金属蒸气可以由射频场限
域。在压力下的高蒸气密度下，银蒸气的RF限域可能是有效的。在一个实施方式中，反应池
腔室可包括诸如氦等气体，以使银沉降到电池的底部。在一个实施方式中，电池可包括挡板
(如耐火金属网)以避免由于湍流引起的气体混合。反应池腔室气体可包含成核剂，使得形
成较大的金属蒸气颗粒，其将由于重力而沉降到电池的底部。金属蒸气压可以保持在升高
的压力下，以使银成核为在重力作用下沉降到电池底部的较大颗粒。
[0663] 在一个实施方式中，产生器可运行为在电池26中(诸如在反应腔室5b31中)产生至少部分金属蒸气气氛。可通过在电极处的蒸发形成包括诸如银或银铜合金蒸气等金属蒸气
的电池气氛。可通过点火动力和分数氢反应动力中的至少一种供应蒸发动力。可通过本公
开的手段控制分数氢反应速率和对应的动力以实现合适或合意的分数氢动力贡献，以实现
合适或合意的金属蒸气压力。可通过使用诸如本公开的手段等手段(诸如控制泵送速率和
加热速率或除热速率)控制熔融金属注射速率和熔融金属温度中的至少一种而控制金属蒸
气压力。在一个实施方式中，泵送速率和随后的金属蒸发可控制从电极除去热的速率以将
电极保持在所需温度下。金属蒸气压力可为约0.01托至100atm、0.1托至20atm和1托至
10atm中的至少一个范围。金属蒸气可增强分数氢反应速率。等离子体可在还包括水蒸气和
氢的至少一种的金属蒸气气氛中形成。等离子体可支持H和催化剂形成中的至少一种。温度
可较高，使得热解可支持H和催化剂形成中的至少一种。催化剂可包括新生水(HOH)。金属蒸
气可用作导电基质。导电基质可用作高电流的替代物，以除去通过催化剂电离形成的电子。
电离的电子的除去可防止可抑制分数氢反应速率的空间电荷积累。施加至电极的点火电流
和脉冲频率可在本公开的范围内。在一个实施方式中，电流可具有在约100A至15,000A的范
围中的脉冲和恒定电流分量中的至少一种。在分数氢反应产生黑体辐射的示例性模式中，
电流恒定且为约100A至20kA、1kA至1 0kA和1kA至5kA中的至少一个范围。黑体条件可取决
于金属蒸气气氛。气氛对于分数氢反应的高能发射而言可为光学上较厚的。
的电池气氛。可通过点火动力和分数氢反应动力中的至少一种供应蒸发动力。可通过本公
开的手段控制分数氢反应速率和对应的动力以实现合适或合意的分数氢动力贡献，以实现
合适或合意的金属蒸气压力。可通过使用诸如本公开的手段等手段(诸如控制泵送速率和
加热速率或除热速率)控制熔融金属注射速率和熔融金属温度中的至少一种而控制金属蒸
气压力。在一个实施方式中，泵送速率和随后的金属蒸发可控制从电极除去热的速率以将
电极保持在所需温度下。金属蒸气压力可为约0.01托至100atm、0.1托至20atm和1托至
10atm中的至少一个范围。金属蒸气可增强分数氢反应速率。等离子体可在还包括水蒸气和
氢的至少一种的金属蒸气气氛中形成。等离子体可支持H和催化剂形成中的至少一种。温度
可较高，使得热解可支持H和催化剂形成中的至少一种。催化剂可包括新生水(HOH)。金属蒸
气可用作导电基质。导电基质可用作高电流的替代物，以除去通过催化剂电离形成的电子。
电离的电子的除去可防止可抑制分数氢反应速率的空间电荷积累。施加至电极的点火电流
和脉冲频率可在本公开的范围内。在一个实施方式中，电流可具有在约100A至15,000A的范
围中的脉冲和恒定电流分量中的至少一种。在分数氢反应产生黑体辐射的示例性模式中，
电流恒定且为约100A至20kA、1kA至1 0kA和1kA至5kA中的至少一个范围。黑体条件可取决
于金属蒸气气氛。气氛对于分数氢反应的高能发射而言可为光学上较厚的。
[0664] 注射器喷嘴5q可在诸如叶片电极等电极8端部处(图2I29至2I34)，其中叶片电极可在相对端处紧固至汇流条9和10。喷嘴泵管可为端帽式，且喷嘴5q可在管侧壁中以在其端
部处将注料注射至电极侧。作为另选，可从如图2I17和2I18中示出的电极的顶部上注射注
料。在泵管和喷嘴5q进一步出自锥体储槽的熔融金属的情况中，热可从锥体储槽5b中的熔
融金属转移至喷嘴5q端部以在启动期间加热喷嘴5q。泵管的喷嘴端可包括热传递套筒或块
体(诸如包括诸如Mo或W等耐火金属的套筒或块体)以导致热传递。作为另选，喷嘴启动加热
器可包括用于形成高电流连接的连接器(诸如喷嘴5q与一个电极8之间的螺线管驱动连接
器)以用作电阻加热器。连接器可包括高熔点材料，诸如Mo或W。
部处将注料注射至电极侧。作为另选，可从如图2I17和2I18中示出的电极的顶部上注射注
料。在泵管和喷嘴5q进一步出自锥体储槽的熔融金属的情况中，热可从锥体储槽5b中的熔
融金属转移至喷嘴5q端部以在启动期间加热喷嘴5q。泵管的喷嘴端可包括热传递套筒或块
体(诸如包括诸如Mo或W等耐火金属的套筒或块体)以导致热传递。作为另选，喷嘴启动加热
器可包括用于形成高电流连接的连接器(诸如喷嘴5q与一个电极8之间的螺线管驱动连接
器)以用作电阻加热器。连接器可包括高熔点材料，诸如Mo或W。
[0665] 在另一实施方式中，窗可与电极相距足够的垂直距离，使得点火产物由于重力而不到达该窗。还可通过电极EM泵防止粒子入射至窗。EM泵可进一步减少喷出至锥体壁的上
区段上和锥体壁上的点火产物数量的至少一种。在一个实施方式中，诸如2I19和2I20中所
示的实施方式中，注料垂直注射且包括磁体8c的EM泵向下泵送点火产物。喷嘴5q可被定位
和取向为导致注料具有其注射轨迹的横向分量和垂直分量。导致注料轨迹沿着具有相对于
垂直成一定角度的轴行进的喷嘴位置和偏移可被选择为减少或防止向下泵送的点火产物
与注射注料碰撞。
区段上和锥体壁上的点火产物数量的至少一种。在一个实施方式中，诸如2I19和2I20中所
示的实施方式中，注料垂直注射且包括磁体8c的EM泵向下泵送点火产物。喷嘴5q可被定位
和取向为导致注料具有其注射轨迹的横向分量和垂直分量。导致注料轨迹沿着具有相对于
垂直成一定角度的轴行进的喷嘴位置和偏移可被选择为减少或防止向下泵送的点火产物
与注射注料碰撞。
[0666] 可通过电极上的电磁泵防止点火产物到达PV转换器。电极EM泵可迫使点火产物向下。在图2I24和2I27中所示的实施方式中，可通过诸如钨或绝热铜汇流条等汇流条8和9冷
却磁体。可通过诸如汇流条电池穿透侧上的磁体等单个磁体提供电极EM泵磁场，其中可通
过汇流条提供冷却。可通过流过汇流条的冷却剂(诸如可处于大气压或高压下的水)冷却汇
流条、电极8和电极EM泵磁体(诸如8c和8c1)中的至少一个。诸如水冷却系统等汇流条冷却
系统可包括穿过各汇流条的中心孔通道的入口管道，其中在中心管道与通道之间的环带中
具有返回流。作为另选，冷却系统可包括在一个汇流条中的入口中心孔冷却剂通道和在另
一汇流条中的返回中心孔冷却剂通道。汇流条之间的冷却剂管线连接可包括电绝缘体。汇
流条9和10在电极紧固端处的端部可包括中空区段以用作至汇流条主区段的热障。磁体可
包括绝缘体，诸如本公开的高温绝缘体，诸如AETB、Zicar、ZAL-45或SiC-碳气凝胶(AFSiC)。
绝缘体可在诸如8和9等汇流条与诸如8c和8c1等磁体之间，并覆盖磁体，同时实现贯穿汇流
条的冷却系统(诸如具有磁体的冷却剂回路)的充分热接触。磁体能够在高温下运行，诸如
CoSm(350℃)或AlNiCo(525℃)。
却磁体。可通过诸如汇流条电池穿透侧上的磁体等单个磁体提供电极EM泵磁场，其中可通
过汇流条提供冷却。可通过流过汇流条的冷却剂(诸如可处于大气压或高压下的水)冷却汇
流条、电极8和电极EM泵磁体(诸如8c和8c1)中的至少一个。诸如水冷却系统等汇流条冷却
系统可包括穿过各汇流条的中心孔通道的入口管道，其中在中心管道与通道之间的环带中
具有返回流。作为另选，冷却系统可包括在一个汇流条中的入口中心孔冷却剂通道和在另
一汇流条中的返回中心孔冷却剂通道。汇流条之间的冷却剂管线连接可包括电绝缘体。汇
流条9和10在电极紧固端处的端部可包括中空区段以用作至汇流条主区段的热障。磁体可
包括绝缘体，诸如本公开的高温绝缘体，诸如AETB、Zicar、ZAL-45或SiC-碳气凝胶(AFSiC)。
绝缘体可在诸如8和9等汇流条与诸如8c和8c1等磁体之间，并覆盖磁体，同时实现贯穿汇流
条的冷却系统(诸如具有磁体的冷却剂回路)的充分热接触。磁体能够在高温下运行，诸如
CoSm(350℃)或AlNiCo(525℃)。
[0667] 还可通过从诸如8c和8c1等磁体在圆周上延伸至电池外侧的冷却回路(诸如在本公开中给出的EM泵冷却系统的冷却回路)供应磁体冷却。作为另选，电极EM泵磁体可在电池
26外部以防止其过热。外部电极电磁泵磁体可定位于电池外侧，其中在磁体与电池壁之间
具有间隙以将磁体的温度保持在低于其居里点。磁体可包括提供电极轴间的通量的单独隔
离磁体。磁体可包括单个磁体或包括至少一个磁体的磁路(图2I29至2I34)，其中各磁体可
在圆周上延伸至锥体或锥体储槽，且从电极一端的区域延伸至另一端。磁路可包括至少一
个磁体和具有高渗透性的磁轭材料(包括电路的其余部分)。磁体可包括单个磁体或磁路，
其在磁体或磁路中的间隙处提供沿着电极轴的通量。电极可包括具有单个磁体或磁路的叶
片电极，磁路从一端跨越半个回路或半圆至另一端且提供沿着电极轴且电极间隙间的通
量。磁路可为C形状。电极之间的磁体或磁路区段可被设计为避免电极短路。可使用电绝缘
体或通过避免电极之间的电接触而避免短路。在示例性实施方式中，磁体包括各自在C状磁
路中具有约10cm2至30cm2截面的CoSm或钕磁体，C状磁路具有包括钴和高纯度铁中的至少一
种的磁轭，其中间隙为约6cm至10cm。可通过本公开的手段冷却磁体。磁体可在电池壁外侧
的位置处放置于电池的腔室外壳的底板上。磁体可为散热至腔室底板和通过本公开的手段
冷却中的至少一种。例如，磁体包括具有循环冷却剂的至少一个冷却线圈，循环冷却剂将热
传递至诸如31或31a等制冷器，制冷器排热且冷却磁体和磁路中的至少一种。
26外部以防止其过热。外部电极电磁泵磁体可定位于电池外侧，其中在磁体与电池壁之间
具有间隙以将磁体的温度保持在低于其居里点。磁体可包括提供电极轴间的通量的单独隔
离磁体。磁体可包括单个磁体或包括至少一个磁体的磁路(图2I29至2I34)，其中各磁体可
在圆周上延伸至锥体或锥体储槽，且从电极一端的区域延伸至另一端。磁路可包括至少一
个磁体和具有高渗透性的磁轭材料(包括电路的其余部分)。磁体可包括单个磁体或磁路，
其在磁体或磁路中的间隙处提供沿着电极轴的通量。电极可包括具有单个磁体或磁路的叶
片电极，磁路从一端跨越半个回路或半圆至另一端且提供沿着电极轴且电极间隙间的通
量。磁路可为C形状。电极之间的磁体或磁路区段可被设计为避免电极短路。可使用电绝缘
体或通过避免电极之间的电接触而避免短路。在示例性实施方式中，磁体包括各自在C状磁
路中具有约10cm2至30cm2截面的CoSm或钕磁体，C状磁路具有包括钴和高纯度铁中的至少一
种的磁轭，其中间隙为约6cm至10cm。可通过本公开的手段冷却磁体。磁体可在电池壁外侧
的位置处放置于电池的腔室外壳的底板上。磁体可为散热至腔室底板和通过本公开的手段
冷却中的至少一种。例如，磁体包括具有循环冷却剂的至少一个冷却线圈，循环冷却剂将热
传递至诸如31或31a等制冷器，制冷器排热且冷却磁体和磁路中的至少一种。
[0668] 在一个实施方式中，磁体可容纳于与电池腔室分开的腔室中。可在电极磁体腔室中冷却电极电磁(EM)泵的磁体。电极电磁(EM)泵组件可包括图2I28中示出的EM泵5ka的组
件。电极电磁(EM)泵冷却系统组件可包括EM泵(图2I28)的冷却系统5k1的一种。电极EM可包
括电磁泵冷却剂管线馈通组件5kb、磁体5k4、磁轭和可选的热障5k5(其可包括具有可选的
辐射屏蔽的气体或真空间隙)、泵管5k6、汇流条5k2和可通过来自PV转换器的电流供应的汇
流条电流源连接件5k3。磁体可产生平行于汇流条的场。在汇流条端部处的磁体可包括使汇
流条和电极中的至少一个通过的缺口。电极EM泵可包括具有产生主要平行于汇流条的场的
几何构造的单个磁体。单个磁体可定位成接近于点火地点，诸如靠近电极的端部。至少一个
EM泵磁体可包括可在启动中激活的电磁体。一旦电池壁较热以使得点火产物流动至锥体储
槽，可停止磁场。在另一实施方式中，可通过除去或收回诸如永磁体等磁体而停止磁场。可
通过诸如机械系统或电磁系统等移动手段收回磁体。示例性磁体收回系统包括伺服电机和
导轨上的螺杆驱动台或导轨上的螺线管驱动台。本领域技术人员已知其他移动手段。作为
另选，可通过在磁体与电极之间插入诸如mu金属屏蔽等磁屏蔽而除去磁场。可使用诸如机
械系统或电磁系统(诸如磁体收回系统的那些)等移动手段施加屏蔽。在一个实施方式中，
一旦电池处于一定温度下，磁场方向或点火电流的极性可切换为使洛伦兹力和泵送方向反
向以向上而非向下泵送注射金属，以增大通过电极的流动速率并因此增大动力输出。可使
用开关(诸如IGBT或本公开或本领域中已知的其他开关)使DC点火电流的极性反向。使电磁
体的电流反向或通过机械地使永磁体的取向反向可使磁场极性反向。诸如锥体5b2等电池
26部件可包括陶瓷(诸如MgO、ZrB2、BN或本公开的其他陶瓷)，其是绝热的以使内壁温度快
速升高。
件。电极电磁(EM)泵冷却系统组件可包括EM泵(图2I28)的冷却系统5k1的一种。电极EM可包
括电磁泵冷却剂管线馈通组件5kb、磁体5k4、磁轭和可选的热障5k5(其可包括具有可选的
辐射屏蔽的气体或真空间隙)、泵管5k6、汇流条5k2和可通过来自PV转换器的电流供应的汇
流条电流源连接件5k3。磁体可产生平行于汇流条的场。在汇流条端部处的磁体可包括使汇
流条和电极中的至少一个通过的缺口。电极EM泵可包括具有产生主要平行于汇流条的场的
几何构造的单个磁体。单个磁体可定位成接近于点火地点，诸如靠近电极的端部。至少一个
EM泵磁体可包括可在启动中激活的电磁体。一旦电池壁较热以使得点火产物流动至锥体储
槽，可停止磁场。在另一实施方式中，可通过除去或收回诸如永磁体等磁体而停止磁场。可
通过诸如机械系统或电磁系统等移动手段收回磁体。示例性磁体收回系统包括伺服电机和
导轨上的螺杆驱动台或导轨上的螺线管驱动台。本领域技术人员已知其他移动手段。作为
另选，可通过在磁体与电极之间插入诸如mu金属屏蔽等磁屏蔽而除去磁场。可使用诸如机
械系统或电磁系统(诸如磁体收回系统的那些)等移动手段施加屏蔽。在一个实施方式中，
一旦电池处于一定温度下，磁场方向或点火电流的极性可切换为使洛伦兹力和泵送方向反
向以向上而非向下泵送注射金属，以增大通过电极的流动速率并因此增大动力输出。可使
用开关(诸如IGBT或本公开或本领域中已知的其他开关)使DC点火电流的极性反向。使电磁
体的电流反向或通过机械地使永磁体的取向反向可使磁场极性反向。诸如锥体5b2等电池
26部件可包括陶瓷(诸如MgO、ZrB2、BN或本公开的其他陶瓷)，其是绝热的以使内壁温度快
速升高。
[0669] 在一个实施方式中，电池高度可足以使点火产物并不抵抗重力到达PV转换器或受诸如蓝宝石窗等窗阻挡。窗可保持为足够热以防止点火产物附着。在另一实施方式中，导致
点火产物上向下的洛伦兹力的来自诸如永磁体或电磁体等磁体的磁场可未被停止。在另一
实施方式中，电池可包括挡板8d以延迟或阻止点火粒子入射至PV窗。挡板可不透明且能够
再次发射黑体辐射。挡板可包括可包含诸如W或Mo等耐火材料的格栅或板。作为另选，挡板
可对黑体光透明。示例性透明挡板包括蓝宝石、石英以及碱金属和碱土晶体(诸如LiF和
MgF2)中的至少一种。
点火产物上向下的洛伦兹力的来自诸如永磁体或电磁体等磁体的磁场可未被停止。在另一
实施方式中，电池可包括挡板8d以延迟或阻止点火粒子入射至PV窗。挡板可不透明且能够
再次发射黑体辐射。挡板可包括可包含诸如W或Mo等耐火材料的格栅或板。作为另选，挡板
可对黑体光透明。示例性透明挡板包括蓝宝石、石英以及碱金属和碱土晶体(诸如LiF和
MgF2)中的至少一种。
[0670] 在图2I24至2I43中为包括热光伏、光伏、光电、热离子和热电SF-CIHT电池动力产生器中的至少一种的实施方式，其示出了电容器组点火系统2。在一个实施方式中，电池26
包括锥体5b2(其包括反应容器壁)、锥体储槽5b和储槽5c(其形成反应池腔室5b31的底板且
用作用于燃料熔体的储槽)和顶盖5b4(其包括反应池腔室5b31的顶部)。在一个实施方式
中，电池包含在电池腔室5b3中。可通过泵13a经真空连接件13b抽空电池腔室5b3和反应池
腔室5b31。可选择性地打开和关闭电池腔室真空泵管线阀13e和反应池真空泵管线阀13f中
的至少一个，而使用反应池真空泵管线和法兰13c以及电池腔室真空泵管线和法兰13d中的
至少一种或两种选择性地抽空腔室。
包括锥体5b2(其包括反应容器壁)、锥体储槽5b和储槽5c(其形成反应池腔室5b31的底板且
用作用于燃料熔体的储槽)和顶盖5b4(其包括反应池腔室5b31的顶部)。在一个实施方式
中，电池包含在电池腔室5b3中。可通过泵13a经真空连接件13b抽空电池腔室5b3和反应池
腔室5b31。可选择性地打开和关闭电池腔室真空泵管线阀13e和反应池真空泵管线阀13f中
的至少一个，而使用反应池真空泵管线和法兰13c以及电池腔室真空泵管线和法兰13d中的
至少一种或两种选择性地抽空腔室。
[0671] 在一个实施方式中，锥体5b2包括具有围绕电极8的一个或多个热屏蔽的拋物面反射器盘。应理解，热屏蔽还可包括其他形式的热绝缘体5e，诸如陶瓷绝缘材料(诸如MgO)、耐火砖、Al2O3、氧化锆(诸如Zicar)、氧化铝增强热障(AETB)(诸如AETB 12绝缘体)、ZAL-45和SiC-碳气凝胶(AFSiC)。示例性AETB 12绝缘体厚度约为0.5cm至5cm。绝缘体可封装于诸如
可包括反射器(诸如锥体5b2的反射器)的内耐火金属壁和可包括相同或不同金属(诸如不
锈钢)的外绝缘壁等两个层之间。包括锥体5b2、绝缘体和外绝缘封装壁的反射器组件可冷
却。外绝缘封装壁可包括冷却系统，诸如将热传递至诸如31或31a等制冷器的冷却系统。
可包括反射器(诸如锥体5b2的反射器)的内耐火金属壁和可包括相同或不同金属(诸如不
锈钢)的外绝缘壁等两个层之间。包括锥体5b2、绝缘体和外绝缘封装壁的反射器组件可冷
却。外绝缘封装壁可包括冷却系统，诸如将热传递至诸如31或31a等制冷器的冷却系统。
[0672] 在一个实施方式中，制冷器可包括辐射器31且可还包括至少一个风扇31j及一个冷却剂泵31k以冷却辐射器且循环冷却剂。辐射器可风冷。示例性辐射器包括汽车或卡车辐
射器。制冷器可还包括冷却剂储槽或罐311。罐311可用作流动缓冲器。冷却系统可包括旁通
阀31n，以使来自罐的流动返回到辐射器。在一个实施方式中，冷却系统包括以下中的至少
一个：当辐射器入口管路压力由于冷却管路中的泵送降低或停止而降低时在罐和辐射器之
间再循环冷却液的旁路回路，以及辐射器和罐之间的辐射器超压或溢流管线。冷却系统可
还包括旁路回路中的至少一个止回阀(31n和31s)。冷却系统可还包括辐射器溢流阀31o(例
如止回阀)和从辐射器到溢流罐31l的溢流管线31p(图2I32-2I34)。辐射器可用作该罐。诸
如辐射器31和风扇31j等制冷器可具有进出罐311的流动。冷却系统可包括从辐射器到罐
31l的罐入口管线31q，以输送冷却的冷却剂。冷却剂可以从罐31l泵送到共用罐出口歧管
31r，其可以将冷的冷却剂供应到待冷却的各部件。辐射器31可以用作罐，其中辐射器出口
31r提供冷的冷却剂。作为另选，待冷却的各部件(诸如感应耦合加热器、电极、电池26和PV
转换器26a)可具有与通过诸如辐射器和风扇等制冷器冷却的罐分开的冷却剂流动回路。各
回路可包括多个泵31k的分离的泵(图2I32-2I34)或一个泵和多个阀31m中的一个阀。各回
路可以从分离的泵31k接收流动，该泵31k调节回路中的流动。作为另选，(图2I35-2I43)各
回路可以接收来自泵31k的流动，泵31k向多个回路提供流动，其中每个回路包括阀31m，例
如调节回路中的流动的电磁阀。经过各回路的流动可通过其控制器(诸如热传感器，如热电
偶、流量计、可控制阀、泵控制器和计算机中的至少一种)单独控制。
射器。制冷器可还包括冷却剂储槽或罐311。罐311可用作流动缓冲器。冷却系统可包括旁通
阀31n，以使来自罐的流动返回到辐射器。在一个实施方式中，冷却系统包括以下中的至少
一个：当辐射器入口管路压力由于冷却管路中的泵送降低或停止而降低时在罐和辐射器之
间再循环冷却液的旁路回路，以及辐射器和罐之间的辐射器超压或溢流管线。冷却系统可
还包括旁路回路中的至少一个止回阀(31n和31s)。冷却系统可还包括辐射器溢流阀31o(例
如止回阀)和从辐射器到溢流罐31l的溢流管线31p(图2I32-2I34)。辐射器可用作该罐。诸
如辐射器31和风扇31j等制冷器可具有进出罐311的流动。冷却系统可包括从辐射器到罐
31l的罐入口管线31q，以输送冷却的冷却剂。冷却剂可以从罐31l泵送到共用罐出口歧管
31r，其可以将冷的冷却剂供应到待冷却的各部件。辐射器31可以用作罐，其中辐射器出口
31r提供冷的冷却剂。作为另选，待冷却的各部件(诸如感应耦合加热器、电极、电池26和PV
转换器26a)可具有与通过诸如辐射器和风扇等制冷器冷却的罐分开的冷却剂流动回路。各
回路可包括多个泵31k的分离的泵(图2I32-2I34)或一个泵和多个阀31m中的一个阀。各回
路可以从分离的泵31k接收流动，该泵31k调节回路中的流动。作为另选，(图2I35-2I43)各
回路可以接收来自泵31k的流动，泵31k向多个回路提供流动，其中每个回路包括阀31m，例
如调节回路中的流动的电磁阀。经过各回路的流动可通过其控制器(诸如热传感器，如热电
偶、流量计、可控制阀、泵控制器和计算机中的至少一种)单独控制。
[0673] 在另一实施方式中，多个冷却电池部件的冷却剂回路可组合。诸如热传递块体或热管道等热交换器或热导体可自锥体5b2外壁或外绝缘封装壁冷却。在一个实施方式中，石
墨为可用作沿径向路径的高温绝缘体和沿平行于锥体壁的轴向路径的热导体的方向热导
体。还应理解，诸如锥体5b2等反射器可包括拋物面盘以外的其他几何结构形式，以将来自
分数氢反应的光(诸如黑体辐射)反射至PV转换器26a。示例性其他形式为三棱柱、球形盘、
双曲线盘及拋物面沟槽。拋物面反射器盘和热屏蔽中的至少一种可包括诸如Mo、Ta或W等耐
火金属。在示例性实施例中，锥体储槽5b可包括诸如Mo、Ta或W等高温材料，储槽5c和EM泵管
5k6可包括高温不锈钢，且EM泵汇流条5k2可包括镍或不锈钢。诸如具有一个或多个热屏蔽
或绝缘体5e的锥体5b2等拋物面反射器盘可密封至锥体储槽。包括锥体5b2和锥体储槽5b的
电池可容纳于可密封的真空腔室5b3中。拋物面反射器盘和热屏蔽或绝缘体中的至少一种
可密封至锥体储槽5b。密封可包括湿封、焊接、螺接及包括紧固件的密封中的至少一种。拋
物面反射器盘和热屏蔽或绝缘体中的至少一种可包括用于电极的穿透部。穿透部可密封。
密封可包括高温电绝缘体，诸如陶瓷。
墨为可用作沿径向路径的高温绝缘体和沿平行于锥体壁的轴向路径的热导体的方向热导
体。还应理解，诸如锥体5b2等反射器可包括拋物面盘以外的其他几何结构形式，以将来自
分数氢反应的光(诸如黑体辐射)反射至PV转换器26a。示例性其他形式为三棱柱、球形盘、
双曲线盘及拋物面沟槽。拋物面反射器盘和热屏蔽中的至少一种可包括诸如Mo、Ta或W等耐
火金属。在示例性实施例中，锥体储槽5b可包括诸如Mo、Ta或W等高温材料，储槽5c和EM泵管
5k6可包括高温不锈钢，且EM泵汇流条5k2可包括镍或不锈钢。诸如具有一个或多个热屏蔽
或绝缘体5e的锥体5b2等拋物面反射器盘可密封至锥体储槽。包括锥体5b2和锥体储槽5b的
电池可容纳于可密封的真空腔室5b3中。拋物面反射器盘和热屏蔽或绝缘体中的至少一种
可密封至锥体储槽5b。密封可包括湿封、焊接、螺接及包括紧固件的密封中的至少一种。拋
物面反射器盘和热屏蔽或绝缘体中的至少一种可包括用于电极的穿透部。穿透部可密封。
密封可包括高温电绝缘体，诸如陶瓷。
[0674] 在一个实施方式(诸如热光伏实施方式)中，分数氢反应加热燃料熔体以导致其蒸发。蒸气导致电池气体对通过分数氢反应产生的辐射变得光学上较厚。吸收的辐射产生强
高温黑体发射。包括具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物面反射器盘的锥体5b2可将黑
体发射反射至PV转换器26a。通过等离子体加热的具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物
面反射器盘的至少一种可在低于等离子体的温度且高于锥体5b2、锥体储槽5b、熔体(诸如
熔融Ag或Ag-Cu)储槽5c和EM泵中的至少一个部件的温度下运行。等离子体的黑体温度的示
例性范围约为1000℃至8000℃。具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物面反射器盘可在低
于其熔点下运行，诸如在Mo的情况中低于约2623℃，在W的情况中低于约3422℃。电池26的
至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体(诸如熔融Ag或Ag-Cu)储槽5c和EM泵(诸如
5k4))可冷却。电池26的至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体储槽5c和EM泵)可在
低于其材料的失效温度下运行，诸如在高温不锈钢电池部件的情况中低于约1100℃。在一
个实施方式中，电池26的至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体储槽5c和EM泵)可
在低于燃料熔体的沸点的温度下运行。蒸发的燃料熔体的蒸气可由于其温度低于沸点而在
锥体储槽5b中凝结。银燃料熔体的示例性温度范围约为962℃至2162℃。在一个实施方式
中，产生器可包括从锥体储槽处的凝结蒸气至注射金属和点火等离子体中的至少一种的热
逆流再循环器。产生器可包括注射系统预加热器或后加热器，其中在金属蒸气凝结中释放
的热可加热融化金属以增大其温度。预加热器可包括可将热传递至喷嘴5q的热交换器。预
加热器可包括热屏蔽。可使通过凝结释放的热入射于顶盖5b4上且转移至PV转换器26a。在
一个实施方式中，PV转换器26a的窗5b4(诸如石英、碱金属铝硅酸盐玻璃或蓝宝石窗)可在
高于点火产物的熔点且低于包括窗材料的失效温度的温度范围中运行，诸如在Ag-Cu(28重
量％)作为点火产物且蓝宝石作为窗材料的情况中在约800℃至2000℃的范围中。在一个实
施方式中，产生器包括诸如热电偶等至少一个传感器以感测系统部件(诸如温度)。所感测
参数可输入至计算机以将参数控制在所需范围内。在参数超过所需范围(诸如过高温度)的
事件中，产生器可包括安全关闭机构，诸如本领域中已知的安全关闭机构。关闭机构可包括
计算机和将动力提供至产生器中至少一个部件的开关(其可打开以导致关机)。在图2I24和
2I43中示出了示例性热电偶及其馈通5k8(诸如陶瓷馈通)。
高温黑体发射。包括具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物面反射器盘的锥体5b2可将黑
体发射反射至PV转换器26a。通过等离子体加热的具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物
面反射器盘的至少一种可在低于等离子体的温度且高于锥体5b2、锥体储槽5b、熔体(诸如
熔融Ag或Ag-Cu)储槽5c和EM泵中的至少一个部件的温度下运行。等离子体的黑体温度的示
例性范围约为1000℃至8000℃。具有一个或多个热屏蔽或绝缘体的拋物面反射器盘可在低
于其熔点下运行，诸如在Mo的情况中低于约2623℃，在W的情况中低于约3422℃。电池26的
至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体(诸如熔融Ag或Ag-Cu)储槽5c和EM泵(诸如
5k4))可冷却。电池26的至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体储槽5c和EM泵)可在
低于其材料的失效温度下运行，诸如在高温不锈钢电池部件的情况中低于约1100℃。在一
个实施方式中，电池26的至少一个部件(诸如锥体5b2、锥体储槽5b、熔体储槽5c和EM泵)可
在低于燃料熔体的沸点的温度下运行。蒸发的燃料熔体的蒸气可由于其温度低于沸点而在
锥体储槽5b中凝结。银燃料熔体的示例性温度范围约为962℃至2162℃。在一个实施方式
中，产生器可包括从锥体储槽处的凝结蒸气至注射金属和点火等离子体中的至少一种的热
逆流再循环器。产生器可包括注射系统预加热器或后加热器，其中在金属蒸气凝结中释放
的热可加热融化金属以增大其温度。预加热器可包括可将热传递至喷嘴5q的热交换器。预
加热器可包括热屏蔽。可使通过凝结释放的热入射于顶盖5b4上且转移至PV转换器26a。在
一个实施方式中，PV转换器26a的窗5b4(诸如石英、碱金属铝硅酸盐玻璃或蓝宝石窗)可在
高于点火产物的熔点且低于包括窗材料的失效温度的温度范围中运行，诸如在Ag-Cu(28重
量％)作为点火产物且蓝宝石作为窗材料的情况中在约800℃至2000℃的范围中。在一个实
施方式中，产生器包括诸如热电偶等至少一个传感器以感测系统部件(诸如温度)。所感测
参数可输入至计算机以将参数控制在所需范围内。在参数超过所需范围(诸如过高温度)的
事件中，产生器可包括安全关闭机构，诸如本领域中已知的安全关闭机构。关闭机构可包括
计算机和将动力提供至产生器中至少一个部件的开关(其可打开以导致关机)。在图2I24和
2I43中示出了示例性热电偶及其馈通5k8(诸如陶瓷馈通)。
[0675] 在一个实施方式中，电池部件的至少一种(诸如锥体5b2、内锥体表面和外锥体表面)可包括诸如具有低水反应性、高熔点和高辐射率中的至少一种的金属等材料。在辐射率
较高的情况中，电池部件可因来自分数氢反应的热力变得升高温度且将黑体辐射二次辐射
至PV转换器26a以转换为电。合适的材料为耐火金属(诸如本公开的耐火金属，诸如Mo、Ta和
W)和石墨。诸如金属等材料的表面可进行氧化和粗糙化的至少一种以增大辐射率。电池部
件可包括至PV转换器26a的大发射孔隙或视角。
较高的情况中，电池部件可因来自分数氢反应的热力变得升高温度且将黑体辐射二次辐射
至PV转换器26a以转换为电。合适的材料为耐火金属(诸如本公开的耐火金属，诸如Mo、Ta和
W)和石墨。诸如金属等材料的表面可进行氧化和粗糙化的至少一种以增大辐射率。电池部
件可包括至PV转换器26a的大发射孔隙或视角。
[0676] 在一个实施方式中，包括锥体5b2、锥体储槽5b、熔体储槽5c和EM泵的电池26包括由替代透明窗的不透明顶盖5b4封闭的容器。可通过焊接或使用垫圈在连接或接头处密封
电池部件，其中通过紧固件保持接头。示例性垫圈材料为石墨，如Graphoil。反应池腔室被
密封以限域燃料气体(诸如水蒸气和氢中的至少一种)和燃料熔体的金属蒸气(诸如Ag或
Ag-Cu合金蒸气)中的至少一种。顶盖5b4可包括能够在极高温下(诸如约1000℃至4000℃的
范围)运行的材料，其可用作黑体。在一个实施方式中，顶盖5b4不对辐射透明，使得其加热
至变为高温黑体辐射器。顶盖可包括诸如Mo、Ta或W等耐火金属。作为另选，顶盖可包括石墨或陶瓷(诸如SiC、MgO、氧化铝、Hf-Ta-C)或本领域中已知的可用作黑体的其他高温材料。顶盖吸收来自等离子体的黑体辐射及来自锥体和电池的其他部件的二次黑体辐射以加热至
其高运行温度。顶盖可具有高辐射率，诸如接近1的数值。在一个实施方式中，辐射率可调整为导致匹配PV转换器的能力的黑体功率。在示例性实施方式中，可通过本公开的手段增大
或减小辐射率。在金属顶盖5b4的示例性情况中，表面可进行氧化和粗糙化中的至少一种以
增大辐射率。顶盖的辐射率可与波长呈非线性(诸如与波长成反比)，使得从外表面有利于
短波长发射。在热光伏实施方式中，顶盖5b4包括提供入射至PV转换器26a的光的黑体辐射
器。顶盖黑体辐射器5b4与PV转换器26a之间的间隙中的透镜和镜中的至少一种可以是选择
性的，以使短波长光通过至PV转换器，同时使红外线光返回至辐射器5b4。在示例性实施方
式中，W顶盖5b4的运行温度为W白炽灯泡的运行温度，诸如高达3700K。根据Stefan
2
Boltzmann方程，在辐射率为1的情况下，黑体辐射器功率高达10.6MW/m 。在一个实施方式
中，使黑体辐射入射至包括聚光光伏电池15(诸如本公开的响应于对应辐射的聚光光伏电
池，诸如响应于可见光及近红外光的聚光光伏电池)的PV转换器26a。电池可包括多结电池，
诸如包括III/V半导体(诸如本公开的那些)的双结或三结电池。SF-CIHT产生器可还包括黑
体温度传感器和黑体温度控制器。顶盖5b4的黑体温度可保持并调整为优化黑体光至电的
转换。可使用传感器(诸如光谱仪、光学高温计、PV转换器26a和使用辐射率确定黑体温度的
功率计中的至少一种)感测顶盖5b4的黑体温度。控制器(诸如包括计算机的控制器)和分数
氢反应参数传感器及控制器可通过本公开的手段控制来自分数氢反应的动力。在控制温度
和黑体温度的稳定性的示例性实施方式中，通过控制水蒸气压力、燃料注射速率、点火频率
和点火电流中的至少一种来控制分数氢反应速率。对于来自加热顶盖5b4的反应池腔室
5b31的给定分数氢反应动力，可通过选择和控制顶盖5b4的内表面和外表面中的至少一个
的辐射率中的至少一种来实现包括黑体辐射器的顶盖5b4的所需运行黑体温度。在一个实
施方式中，来自顶盖5b4的辐射动力大致为与PV转换器26a匹配的光谱和动力。在一个实施
方式中，外表面的辐射率被选择(诸如在约0.1至1的范围中)为使顶盖5b4将动力辐射至PV
转换器，其并不超过在所需黑体温度下的最大可接受入射动力。黑体温度可被选择为更好
地匹配PV电池的光伏转换响应性，使得转换效率可最大化。可通过修改顶盖5b4外表面来改
变辐射率。可通过施加具有增大或减小的辐射率的涂层而增大或减小辐射率。在示例性实
施方式中，SiC涂层可施加至顶盖5b4以增大其辐射率。还可通过氧化和粗糙化表面中的至
少一种增大辐射率，且可通过还原氧化表面和抛光粗糙表面中的至少一种减小辐射率。产
生器可包括氧化气体源(诸如氧和H2O中的至少一种)和还原气体源(诸如氢)及控制电池腔
室中的气氛组成和压力的手段。产生器可包括气体传感器(诸如压力计)、泵、气体供应器和
气体供应控制器，以控制气体组成和压力从而控制顶盖5b4的辐射率。
电池部件，其中通过紧固件保持接头。示例性垫圈材料为石墨，如Graphoil。反应池腔室被
密封以限域燃料气体(诸如水蒸气和氢中的至少一种)和燃料熔体的金属蒸气(诸如Ag或
Ag-Cu合金蒸气)中的至少一种。顶盖5b4可包括能够在极高温下(诸如约1000℃至4000℃的
范围)运行的材料，其可用作黑体。在一个实施方式中，顶盖5b4不对辐射透明，使得其加热
至变为高温黑体辐射器。顶盖可包括诸如Mo、Ta或W等耐火金属。作为另选，顶盖可包括石墨或陶瓷(诸如SiC、MgO、氧化铝、Hf-Ta-C)或本领域中已知的可用作黑体的其他高温材料。顶盖吸收来自等离子体的黑体辐射及来自锥体和电池的其他部件的二次黑体辐射以加热至
其高运行温度。顶盖可具有高辐射率，诸如接近1的数值。在一个实施方式中，辐射率可调整为导致匹配PV转换器的能力的黑体功率。在示例性实施方式中，可通过本公开的手段增大
或减小辐射率。在金属顶盖5b4的示例性情况中，表面可进行氧化和粗糙化中的至少一种以
增大辐射率。顶盖的辐射率可与波长呈非线性(诸如与波长成反比)，使得从外表面有利于
短波长发射。在热光伏实施方式中，顶盖5b4包括提供入射至PV转换器26a的光的黑体辐射
器。顶盖黑体辐射器5b4与PV转换器26a之间的间隙中的透镜和镜中的至少一种可以是选择
性的，以使短波长光通过至PV转换器，同时使红外线光返回至辐射器5b4。在示例性实施方
式中，W顶盖5b4的运行温度为W白炽灯泡的运行温度，诸如高达3700K。根据Stefan
2
Boltzmann方程，在辐射率为1的情况下，黑体辐射器功率高达10.6MW/m 。在一个实施方式
中，使黑体辐射入射至包括聚光光伏电池15(诸如本公开的响应于对应辐射的聚光光伏电
池，诸如响应于可见光及近红外光的聚光光伏电池)的PV转换器26a。电池可包括多结电池，
诸如包括III/V半导体(诸如本公开的那些)的双结或三结电池。SF-CIHT产生器可还包括黑
体温度传感器和黑体温度控制器。顶盖5b4的黑体温度可保持并调整为优化黑体光至电的
转换。可使用传感器(诸如光谱仪、光学高温计、PV转换器26a和使用辐射率确定黑体温度的
功率计中的至少一种)感测顶盖5b4的黑体温度。控制器(诸如包括计算机的控制器)和分数
氢反应参数传感器及控制器可通过本公开的手段控制来自分数氢反应的动力。在控制温度
和黑体温度的稳定性的示例性实施方式中，通过控制水蒸气压力、燃料注射速率、点火频率
和点火电流中的至少一种来控制分数氢反应速率。对于来自加热顶盖5b4的反应池腔室
5b31的给定分数氢反应动力，可通过选择和控制顶盖5b4的内表面和外表面中的至少一个
的辐射率中的至少一种来实现包括黑体辐射器的顶盖5b4的所需运行黑体温度。在一个实
施方式中，来自顶盖5b4的辐射动力大致为与PV转换器26a匹配的光谱和动力。在一个实施
方式中，外表面的辐射率被选择(诸如在约0.1至1的范围中)为使顶盖5b4将动力辐射至PV
转换器，其并不超过在所需黑体温度下的最大可接受入射动力。黑体温度可被选择为更好
地匹配PV电池的光伏转换响应性，使得转换效率可最大化。可通过修改顶盖5b4外表面来改
变辐射率。可通过施加具有增大或减小的辐射率的涂层而增大或减小辐射率。在示例性实
施方式中，SiC涂层可施加至顶盖5b4以增大其辐射率。还可通过氧化和粗糙化表面中的至
少一种增大辐射率，且可通过还原氧化表面和抛光粗糙表面中的至少一种减小辐射率。产
生器可包括氧化气体源(诸如氧和H2O中的至少一种)和还原气体源(诸如氢)及控制电池腔
室中的气氛组成和压力的手段。产生器可包括气体传感器(诸如压力计)、泵、气体供应器和
气体供应控制器，以控制气体组成和压力从而控制顶盖5b4的辐射率。
[0677] 可通过诸如气隙或真空间隙等间隙分隔顶盖5b4与PV转换器26a以防止由于至PV转换器的热传导而使PV转换器过热。顶盖5b4可包括多个合适的形状，诸如平板或圆顶。可
针对结构完整性和优化光透射至PV区域中的至少一种选择形状。为增强电池的电输出和效
率，黑体发射器5b4和接收PV转换器26a的面积可最大化以限制并不发射光的锥体5b2的面
积。在一个实施方式中，其他电池部件可包括诸如耐火金属(诸如W)等材料以用作至PV转换
器的黑体辐射器，PV转换器可配置在部件外周以接收黑体辐射。诸如顶盖54b和锥体5b2等
电池26部件的至少一种可包括优化PV电池15的堆叠的几何形状以接受来自部件的光。在示
例性实施方式中，电池部件可包括与PV电池15的几何形状匹配的多面化表面，诸如多边形，
诸如三角形、五边形、六边形、正方形和矩形中的至少一种。电池可配置成具有匹配几何形
状的阵列。
针对结构完整性和优化光透射至PV区域中的至少一种选择形状。为增强电池的电输出和效
率，黑体发射器5b4和接收PV转换器26a的面积可最大化以限制并不发射光的锥体5b2的面
积。在一个实施方式中，其他电池部件可包括诸如耐火金属(诸如W)等材料以用作至PV转换
器的黑体辐射器，PV转换器可配置在部件外周以接收黑体辐射。诸如顶盖54b和锥体5b2等
电池26部件的至少一种可包括优化PV电池15的堆叠的几何形状以接受来自部件的光。在示
例性实施方式中，电池部件可包括与PV电池15的几何形状匹配的多面化表面，诸如多边形，
诸如三角形、五边形、六边形、正方形和矩形中的至少一种。电池可配置成具有匹配几何形
状的阵列。
[0678] 在一个实施方式中，黑体辐射器包括球形圆顶5b4(也包括锥体5b2)，其可以连接到锥体储槽5b。在一个实施方式中，在一个实施方式中，通过沉积于内电池26壁(诸如包括
锥体的壁)上的金属蒸气确定壁的辐射率。在此情况中，锥体可包括针对所需辐射率以外的
参数(诸如制造简易性、成本、耐久性和高温运行中的至少一种)选择的材料。至少一个锥体
部件(如锥体5b2、锥体储槽5b和顶盖或圆顶5b4中的至少一个)可包括以下材料中的至少一
种：石墨(升华点＝3642℃)、如钨(熔点＝3422℃)或钽(熔点＝3020℃)等耐火金属、陶瓷、
超高温陶瓷和陶瓷基质复合物(诸如前过渡金属的硼化物、碳化物、氮化物和氧化物中的至
少一种，诸如硼化铪(HfB2)、二硼化锆(ZrB2)、氮化铪(HfN)、氮化锆(ZrN)、碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、二氧化钍(ThO2)、硼化铌(NbB2)和碳化钽(TaC)及其相关复合物)。具有所需高熔点的示例性陶瓷为氧化镁(MgO)(M.P.＝2852℃)、氧化锆(ZrO)(M.P.＝2715℃)、氮化硼
(BN)(M.P.＝2973℃)、二氧化锆(ZrO2)(M.P.＝2715℃)、硼化铪(HfB2)(M.P.＝3380℃)、碳
化铪(HfC)(M.P.＝3900℃)、氮化铪(HfN)(M.P.＝3385℃)、二硼化锆(ZrB2)(M.P.＝3246
℃)、碳化锆(ZrC)(M.P.＝3400℃)、氮化锆(ZrN)(M.P.＝2950℃)、硼化钛(TiB2)(M.P.＝
3225℃)、碳化钛(TiC)(M.P.＝3100℃)、氮化钛(TiN)(M.P.＝2950℃)、碳化硅(SiC)(M.P.
＝2820℃)、硼化钽(TaB2)(M.P.＝3040℃)、碳化钽(TaC)(M.P.＝3800℃)、氮化钽(TaN)
(M.P.＝2700℃)、碳化铌(NbC)(M.P.＝3490℃)、氮化铌(NbN)(M.P.＝2573℃)、碳化钒(VC)
(M.P.＝2810℃)及氮化钒(VN)(M.P.＝2050℃)和涡轮机叶片材料(诸如来自超合金、包括
铬、钴和铼的镍基超合金、包括陶瓷基质复合物的材料、U-500、Rene 77、Rene N5、Rene N6、PWA1484、CMSX-4、CMSX-10、Inconel、IN-738、GTD-111、EPM-102和PWA1497的组中的一种或多种)。诸如MgO和ZrO等陶瓷可耐受与H2的反应。诸如锥体5b2等示例性电池部件包括MgO、
ZrO、ZrB2或BN。诸如石墨等锥体材料可涂布有其他高温或耐火材料，诸如耐火金属(诸如
钨)或陶瓷(诸如ZrB2)或本公开或本领域中已知的其他材料。其他石墨表面涂层包括可通
过锥体的等离子体处理形成于表面上的类金刚石碳。处理方法可包括本领域中已知的用于
将类金刚石碳沉积于基板上的方法。在一个实施方式中，可通过预涂布或在运行期间将银
蒸气沉积于表面上以保护锥体表面免于腐蚀。在一个实施方式中，反应池腔室5b31可包括
碳与电池气体(诸如H2O、H2和O2中的至少一种)的反应产物以抑制碳的进一步反应。在一个
实施方式中，至少一个部件，如锥体储槽5b、储槽5c和泵管5k6，可包括高温钢，例如Haynes
230。在一个实施方式中，通过分数氢反应保持的稀有气体-H2等离子体(如氩-H2(3至5％))
可以将石墨形式的碳转化为类金刚石形式或金刚石中的至少一种。
锥体的壁)上的金属蒸气确定壁的辐射率。在此情况中，锥体可包括针对所需辐射率以外的
参数(诸如制造简易性、成本、耐久性和高温运行中的至少一种)选择的材料。至少一个锥体
部件(如锥体5b2、锥体储槽5b和顶盖或圆顶5b4中的至少一个)可包括以下材料中的至少一
种：石墨(升华点＝3642℃)、如钨(熔点＝3422℃)或钽(熔点＝3020℃)等耐火金属、陶瓷、
超高温陶瓷和陶瓷基质复合物(诸如前过渡金属的硼化物、碳化物、氮化物和氧化物中的至
少一种，诸如硼化铪(HfB2)、二硼化锆(ZrB2)、氮化铪(HfN)、氮化锆(ZrN)、碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、二氧化钍(ThO2)、硼化铌(NbB2)和碳化钽(TaC)及其相关复合物)。具有所需高熔点的示例性陶瓷为氧化镁(MgO)(M.P.＝2852℃)、氧化锆(ZrO)(M.P.＝2715℃)、氮化硼
(BN)(M.P.＝2973℃)、二氧化锆(ZrO2)(M.P.＝2715℃)、硼化铪(HfB2)(M.P.＝3380℃)、碳
化铪(HfC)(M.P.＝3900℃)、氮化铪(HfN)(M.P.＝3385℃)、二硼化锆(ZrB2)(M.P.＝3246
℃)、碳化锆(ZrC)(M.P.＝3400℃)、氮化锆(ZrN)(M.P.＝2950℃)、硼化钛(TiB2)(M.P.＝
3225℃)、碳化钛(TiC)(M.P.＝3100℃)、氮化钛(TiN)(M.P.＝2950℃)、碳化硅(SiC)(M.P.
＝2820℃)、硼化钽(TaB2)(M.P.＝3040℃)、碳化钽(TaC)(M.P.＝3800℃)、氮化钽(TaN)
(M.P.＝2700℃)、碳化铌(NbC)(M.P.＝3490℃)、氮化铌(NbN)(M.P.＝2573℃)、碳化钒(VC)
(M.P.＝2810℃)及氮化钒(VN)(M.P.＝2050℃)和涡轮机叶片材料(诸如来自超合金、包括
铬、钴和铼的镍基超合金、包括陶瓷基质复合物的材料、U-500、Rene 77、Rene N5、Rene N6、PWA1484、CMSX-4、CMSX-10、Inconel、IN-738、GTD-111、EPM-102和PWA1497的组中的一种或多种)。诸如MgO和ZrO等陶瓷可耐受与H2的反应。诸如锥体5b2等示例性电池部件包括MgO、
ZrO、ZrB2或BN。诸如石墨等锥体材料可涂布有其他高温或耐火材料，诸如耐火金属(诸如
钨)或陶瓷(诸如ZrB2)或本公开或本领域中已知的其他材料。其他石墨表面涂层包括可通
过锥体的等离子体处理形成于表面上的类金刚石碳。处理方法可包括本领域中已知的用于
将类金刚石碳沉积于基板上的方法。在一个实施方式中，可通过预涂布或在运行期间将银
蒸气沉积于表面上以保护锥体表面免于腐蚀。在一个实施方式中，反应池腔室5b31可包括
碳与电池气体(诸如H2O、H2和O2中的至少一种)的反应产物以抑制碳的进一步反应。在一个
实施方式中，至少一个部件，如锥体储槽5b、储槽5c和泵管5k6，可包括高温钢，例如Haynes
230。在一个实施方式中，通过分数氢反应保持的稀有气体-H2等离子体(如氩-H2(3至5％))
可以将石墨形式的碳转化为类金刚石形式或金刚石中的至少一种。
[0679] 电池部件(如锥体5b2或圆顶5b4)可经铸造、研磨、热压、烧结、等离子体烧结、浸润、火花等离子体烧结、通过粉末床激光熔化进行3D打印和通过本领域中已知的其他方法
形成。诸如W锥体等耐火金属锥体可形成为绕线或编织物。锥体5b2可包括法兰以与锥体储
槽5b和顶盖5b4配接，其中法兰永久地接合至锥体且可在锥体制造期间并入。作为另选，可
通过使用诸如夹具、托架或弹簧等对应机构压缩而将锥体邻接电池部件(诸如顶盖5b4和锥
体储槽5b)紧固。顶盖5b4和锥体储槽5b可夹持至锥体5b2。接头可各自使用诸如Graphoil垫
圈等垫圈密封。配接部件可形成沟槽或具有刻面以闩锁在一起，形成能够容纳金属蒸气的
密封。锥体的内表面可为平滑的且可在运行期间覆盖有诸如银等燃料熔体。锥体可在运行
之前预涂布有燃料熔体的金属以降低启动期间的辐射率。在一个实施方式中，锥体储槽、储
槽、EM泵管、EM泵汇流条和热传递块体中的至少一种可包括Mo。在燃料熔体为银的另一实施
方式中，热传递块体可包括熔点高于燃料熔体的金属熔点的诸如铁、氮化铝、钛或碳化硅等
材料。在块体具有磁性的情况中，其可在高于其居里温度下运行。在一个实施方式中，可以
通过冲压或压印诸如金属等部件材料来制造至少一个部件，例如下腔室和配合件。
形成。诸如W锥体等耐火金属锥体可形成为绕线或编织物。锥体5b2可包括法兰以与锥体储
槽5b和顶盖5b4配接，其中法兰永久地接合至锥体且可在锥体制造期间并入。作为另选，可
通过使用诸如夹具、托架或弹簧等对应机构压缩而将锥体邻接电池部件(诸如顶盖5b4和锥
体储槽5b)紧固。顶盖5b4和锥体储槽5b可夹持至锥体5b2。接头可各自使用诸如Graphoil垫
圈等垫圈密封。配接部件可形成沟槽或具有刻面以闩锁在一起，形成能够容纳金属蒸气的
密封。锥体的内表面可为平滑的且可在运行期间覆盖有诸如银等燃料熔体。锥体可在运行
之前预涂布有燃料熔体的金属以降低启动期间的辐射率。在一个实施方式中，锥体储槽、储
槽、EM泵管、EM泵汇流条和热传递块体中的至少一种可包括Mo。在燃料熔体为银的另一实施
方式中，热传递块体可包括熔点高于燃料熔体的金属熔点的诸如铁、氮化铝、钛或碳化硅等
材料。在块体具有磁性的情况中，其可在高于其居里温度下运行。在一个实施方式中，可以
通过冲压或压印诸如金属等部件材料来制造至少一个部件，例如下腔室和配合件。
[0680] 在一个实施方式中，反应池腔室5b31的气氛可包括密度上具有足够差异的稀有气体气氛(诸如氦气氛)以导致诸如Ag或Ag-Cu金属蒸气等沉降至锥体5b和锥体储槽5b的底
部。在一个实施方式中，可通过控制池气体和压力来控制密度差异以导致等离子体更接近
拋物面锥体5b2焦点聚焦。聚焦可导致顶盖5b4的更直接照明以在随后照射热光伏转换器
26a。在其他实施方式中，热光伏转换器由光伏、光电、热离子和热电转换器中的至少一种替代，以接收来自包括黑体辐射器的顶盖5b4的发射或热流。在热离子和热电实施方式的情况
中，热离子或热电转换器可与热顶盖5b4直接接触。热顶盖5b4还可将热传递至可用作热-电
转换器的热力发动机(诸如兰金、布雷顿或斯特林热力发动机)或加热器。在一个实施方式
中，诸如水或空气等标准介质以外的介质可用作热力发动机的工作介质。在示例性实施方
式中，碳氢化合物可替代涡轮机产生器的兰金循环中的水，且超临界二氧化碳可用作涡轮
机产生器的布雷顿循环的工作介质。作为另选，热盖5b4可用作热源或加热器或光源。流至
热力发动机或加热器的热流可为直接或间接的，其中SF-CIHT产生器可还包括热交换器或
热传递手段，诸如本公开的热传递手段。
部。在一个实施方式中，可通过控制池气体和压力来控制密度差异以导致等离子体更接近
拋物面锥体5b2焦点聚焦。聚焦可导致顶盖5b4的更直接照明以在随后照射热光伏转换器
26a。在其他实施方式中，热光伏转换器由光伏、光电、热离子和热电转换器中的至少一种替代，以接收来自包括黑体辐射器的顶盖5b4的发射或热流。在热离子和热电实施方式的情况
中，热离子或热电转换器可与热顶盖5b4直接接触。热顶盖5b4还可将热传递至可用作热-电
转换器的热力发动机(诸如兰金、布雷顿或斯特林热力发动机)或加热器。在一个实施方式
中，诸如水或空气等标准介质以外的介质可用作热力发动机的工作介质。在示例性实施方
式中，碳氢化合物可替代涡轮机产生器的兰金循环中的水，且超临界二氧化碳可用作涡轮
机产生器的布雷顿循环的工作介质。作为另选，热盖5b4可用作热源或加热器或光源。流至
热力发动机或加热器的热流可为直接或间接的，其中SF-CIHT产生器可还包括热交换器或
热传递手段，诸如本公开的热传递手段。
[0681] 可使用泵13a分别透过泵管线13b和13c抽空电池腔室5b3和包括通过锥体5b2和顶盖5b4形成的腔室的反应池腔室中的至少一种。对应的泵管线阀13d和13e可用于选择泵送
容器。电池可还包括用于氧、氢、水蒸气、金属蒸气和总压力中的至少一种的能够经受高温
的一个或多个传感器。可通过本公开的手段将水压和氢压控制至所需压力，诸如本公开的
压力，如在0.1托至1托的范围中的水蒸气压力。在示例性实施方式中，通过阀和气体供应器
保持所需气体压力，其中使用测量的气体压力的回馈控制阀开口以供应流体保持所需的气
体压力。可通过以下部件供应H2O和H2：氢罐和管线5u(可包括电解系统以提供H2)、H2O/蒸汽罐和管线5v、氢歧管和进料管线5w、H2O/蒸汽歧管和进料管线5x、H2/蒸汽歧管5y、直接H2O/H2注射器5z1和直接H2O/H2注射器阀5z2。在电池中产生的氧可与供应的氢反应以形成水，作
为泵出或吸收氧的替代方案。分数氢气体可扩散穿过电池壁和接头或流出选择气体阀。
容器。电池可还包括用于氧、氢、水蒸气、金属蒸气和总压力中的至少一种的能够经受高温
的一个或多个传感器。可通过本公开的手段将水压和氢压控制至所需压力，诸如本公开的
压力，如在0.1托至1托的范围中的水蒸气压力。在示例性实施方式中，通过阀和气体供应器
保持所需气体压力，其中使用测量的气体压力的回馈控制阀开口以供应流体保持所需的气
体压力。可通过以下部件供应H2O和H2：氢罐和管线5u(可包括电解系统以提供H2)、H2O/蒸汽罐和管线5v、氢歧管和进料管线5w、H2O/蒸汽歧管和进料管线5x、H2/蒸汽歧管5y、直接H2O/H2注射器5z1和直接H2O/H2注射器阀5z2。在电池中产生的氧可与供应的氢反应以形成水，作
为泵出或吸收氧的替代方案。分数氢气体可扩散穿过电池壁和接头或流出选择气体阀。
[0682] 密封的反应池腔室5b31中的金属蒸气可涂布电池壁以抑制壁材料的气化和迁移。在一个实施方式中，诸如内电池表面等表面最初可涂布有诸如本公开的涂层、金属或蒸气
压低于表面材料的其他金属等材料。例如，Mo锥体可在内部涂布有W以降低内部Mo蒸气压
力。涂层可进一步保护表面以防止表面材料的氧化和蒸发的至少一种。诸如气体等物质的
组合物可添加至反应池腔室5b31气氛以稳定或再生电池中的至少一个表面。例如，在锥体
5b2和顶盖5b4中的至少一个包括钨的情况下，卤素源气体(如碘或溴气)或烃溴化合物(如
HBr、CH3Br和CH2Br2中的至少一种)以及可选的痕量氧可添加至反应池腔室5b31气氛以使W
重新沉积在W锥体5b2和W顶盖5b4表面中的至少一个上。电池腔室中的气氛可包括卤素型白
炽灯泡的气体。PV转换器26a的PV电池15上的窗涂层可包括卤素灯、卤钨灯、石英卤素或石
英碘灯(例如石英、熔融石英或玻璃，如铝硅酸盐玻璃)的材料。可类似地再生锥体5b2和顶
盖5b4的外表面。锥体储槽5b可在低于顶盖5b4和锥体5b2的至少一个的温度下运行以导致
燃料熔体的金属蒸气凝结在锥体储槽5b中以提供燃料(诸如包括注射的熔融燃料金属和
H2O及H2中的至少一种的燃料)的再生。反应池腔室5b31和容纳电池26的电池腔室5b3中的至
少一个可在真空下运行以防止诸如锥体5b2和顶盖5b4等电池部件氧化。作为另选，反应池
腔室5b31和电池腔室5b3的至少一个可填充有惰性气体以防止锥体5b2和顶盖5b4的氧化和
蒸发中的至少一种。在一个实施方式中，来自燃料熔体的金属蒸气涂布反应池腔室5b31的
内表面且保护其免于被H2O燃料氧化。如在本公开中给出的，添加H2气体或施加负电压至诸
如锥体5b2和顶盖5b4等电池部件可减少或避免其氧化。顶盖5b4可包括白炽灯泡的材料，诸
如钨或钨铼合金。惰性气体可为本领域技术人员已知的用于白炽灯泡中的气体。惰性气体
可包括诸如氩、氪或氙等稀有气体和氮及氢中的至少一种。惰性气体可处于诸如白炽灯泡
中的压力等减压下。惰性气体压力可在约0.01atm至0.95atm的范围中。在通过蒸发和沉积
将顶盖5b4的金属(诸如Mo或W)转移至另一电池部件(诸如锥体5b2的外壁、容纳电池的电池
腔室和PV转换器26a的部件)的实施方式中，可通过将涂层暴露于氧中且收集金属氧化物来
除去和再循环诸如金属涂层等金属。氧暴露可在高温下进行。可通过将面板表面暴露于氧
且清除金属氧化物来清洁PV面板15上的金属涂层。在一个实施方式中，黑体辐射器5b4可再
生或翻新。可通过黑体辐射器材料的沉积实现翻新。例如，可通过诸如化学沉积(例如使用
六羰基钨，冷喷涂)或气相沉积等沉积以及本公开的其他方法翻新钨圆顶5b4。在一个实施
方式中，可通过电镀(例如由本领域技术人员熟知的熔融盐电解质)施加诸如耐火金属(例
如W、Mo、Ta或Nb)等涂层。
压低于表面材料的其他金属等材料。例如，Mo锥体可在内部涂布有W以降低内部Mo蒸气压
力。涂层可进一步保护表面以防止表面材料的氧化和蒸发的至少一种。诸如气体等物质的
组合物可添加至反应池腔室5b31气氛以稳定或再生电池中的至少一个表面。例如，在锥体
5b2和顶盖5b4中的至少一个包括钨的情况下，卤素源气体(如碘或溴气)或烃溴化合物(如
HBr、CH3Br和CH2Br2中的至少一种)以及可选的痕量氧可添加至反应池腔室5b31气氛以使W
重新沉积在W锥体5b2和W顶盖5b4表面中的至少一个上。电池腔室中的气氛可包括卤素型白
炽灯泡的气体。PV转换器26a的PV电池15上的窗涂层可包括卤素灯、卤钨灯、石英卤素或石
英碘灯(例如石英、熔融石英或玻璃，如铝硅酸盐玻璃)的材料。可类似地再生锥体5b2和顶
盖5b4的外表面。锥体储槽5b可在低于顶盖5b4和锥体5b2的至少一个的温度下运行以导致
燃料熔体的金属蒸气凝结在锥体储槽5b中以提供燃料(诸如包括注射的熔融燃料金属和
H2O及H2中的至少一种的燃料)的再生。反应池腔室5b31和容纳电池26的电池腔室5b3中的至
少一个可在真空下运行以防止诸如锥体5b2和顶盖5b4等电池部件氧化。作为另选，反应池
腔室5b31和电池腔室5b3的至少一个可填充有惰性气体以防止锥体5b2和顶盖5b4的氧化和
蒸发中的至少一种。在一个实施方式中，来自燃料熔体的金属蒸气涂布反应池腔室5b31的
内表面且保护其免于被H2O燃料氧化。如在本公开中给出的，添加H2气体或施加负电压至诸
如锥体5b2和顶盖5b4等电池部件可减少或避免其氧化。顶盖5b4可包括白炽灯泡的材料，诸
如钨或钨铼合金。惰性气体可为本领域技术人员已知的用于白炽灯泡中的气体。惰性气体
可包括诸如氩、氪或氙等稀有气体和氮及氢中的至少一种。惰性气体可处于诸如白炽灯泡
中的压力等减压下。惰性气体压力可在约0.01atm至0.95atm的范围中。在通过蒸发和沉积
将顶盖5b4的金属(诸如Mo或W)转移至另一电池部件(诸如锥体5b2的外壁、容纳电池的电池
腔室和PV转换器26a的部件)的实施方式中，可通过将涂层暴露于氧中且收集金属氧化物来
除去和再循环诸如金属涂层等金属。氧暴露可在高温下进行。可通过将面板表面暴露于氧
且清除金属氧化物来清洁PV面板15上的金属涂层。在一个实施方式中，黑体辐射器5b4可再
生或翻新。可通过黑体辐射器材料的沉积实现翻新。例如，可通过诸如化学沉积(例如使用
六羰基钨，冷喷涂)或气相沉积等沉积以及本公开的其他方法翻新钨圆顶5b4。在一个实施
方式中，可通过电镀(例如由本领域技术人员熟知的熔融盐电解质)施加诸如耐火金属(例
如W、Mo、Ta或Nb)等涂层。
[0683] 与尺寸和密度无关，所有粒子经历相同重力加速度。在一个实施方式中，反应池腔室5b31在真空或不存在燃料(诸如水蒸气)以外的电池气体的情况下运行，使得金属蒸气粒
子可通过重力效应而被限域至反应池腔室5b31的所需区域。该区域可包括电极区域。在另
一实施方式中，反应池腔室5b31在存在热传递气体的部分真空下运行以导致金属蒸气形成
粒子，该粒子在重力下落下以导致金属蒸气的限域。限域可为至电极区域。热传递气体可包
括包含高传热剂的氢或诸如稀有气体(如氦)等惰性气体。热传递气体的压力可被调整为实
现所需的限域。所需的限域条件可包括由气体和重力所致的雾化效应的平衡。
子可通过重力效应而被限域至反应池腔室5b31的所需区域。该区域可包括电极区域。在另
一实施方式中，反应池腔室5b31在存在热传递气体的部分真空下运行以导致金属蒸气形成
粒子，该粒子在重力下落下以导致金属蒸气的限域。限域可为至电极区域。热传递气体可包
括包含高传热剂的氢或诸如稀有气体(如氦)等惰性气体。热传递气体的压力可被调整为实
现所需的限域。所需的限域条件可包括由气体和重力所致的雾化效应的平衡。
[0684] 在另一实施方式中，反应池腔室5b31在惰性气氛下运行。惰性气体的密度可低于固体燃料熔体的金属蒸气(诸如熔融Ag或Ag-Cu的蒸气)的密度。示例性低密度惰性气体为
氢和稀有气体中的至少一种，如氦或氩的至少一种。金属蒸气可由于更轻的惰性气体的存
在而被限域至拋物面反射器盘5b2的电极区域。可利用金属蒸气与惰性气体的密度差异控
制限域程度，诸如金属蒸气的体积置换。可以控制基于密度的惰性气体选择和惰性气体压
力中的至少一种来控制金属蒸气的限域。SF-CIHT产生器可包括惰性气体源(诸如罐)和压
力计、压力调节器、流量调节器、至少一个阀、泵和计算机中的至少一种以读取压力和控制
压力。惰性气体压力可为约1托至10atm的范围。在一个实施方式中，由于反应池腔室5b31的
气氛中温度梯度所致的任何气氛对流可形成为有利于金属蒸气的所需限域。锥体储槽5b可
比金属蒸气和与金属蒸气接触的其他邻近电池部件(诸如拋物面反射器盘5b2)更冷。气体
对流可由于其较低运行温度而朝向锥体储槽5b运动。金属蒸气可凝结在锥体储槽5b中以增
强朝向锥体储槽5b的蒸气流动方向且增大金属蒸气限域。锥体储槽5b2可冷却。包括感应耦
合加热器5f的天线的冷却剂线圈可用于冷却锥体储槽5b，或其可通过分开的冷却线圈或热
交换器冷却。在通过储槽5c除去热的情况中，可通过控制沿储槽5c和其截面区域的热梯度
来控制对应的热力。在图2I24至2I26中示出了感应耦合加热器馈通组件5mc的示意图。感应
耦合加热器包括引线5p，其还用作通过感应耦合加热器冷却剂系统入口5ma和感应耦合加
热器冷却剂系统出口5mb连接至制冷器31的冷却剂管线。在一个实施方式中，感应耦合加热
器线圈引线穿透进入产生器的密封区段(诸如电池26或下腔室5b5的至少一个)。被加热的
电池部件壁的引线5p穿透部(诸如感应耦合加热器馈通组件5mc的法兰的穿透部和下真空
腔室5b5的穿透部中的至少一种)可电绝缘，使得引线5p不会电短路。
氢和稀有气体中的至少一种，如氦或氩的至少一种。金属蒸气可由于更轻的惰性气体的存
在而被限域至拋物面反射器盘5b2的电极区域。可利用金属蒸气与惰性气体的密度差异控
制限域程度，诸如金属蒸气的体积置换。可以控制基于密度的惰性气体选择和惰性气体压
力中的至少一种来控制金属蒸气的限域。SF-CIHT产生器可包括惰性气体源(诸如罐)和压
力计、压力调节器、流量调节器、至少一个阀、泵和计算机中的至少一种以读取压力和控制
压力。惰性气体压力可为约1托至10atm的范围。在一个实施方式中，由于反应池腔室5b31的
气氛中温度梯度所致的任何气氛对流可形成为有利于金属蒸气的所需限域。锥体储槽5b可
比金属蒸气和与金属蒸气接触的其他邻近电池部件(诸如拋物面反射器盘5b2)更冷。气体
对流可由于其较低运行温度而朝向锥体储槽5b运动。金属蒸气可凝结在锥体储槽5b中以增
强朝向锥体储槽5b的蒸气流动方向且增大金属蒸气限域。锥体储槽5b2可冷却。包括感应耦
合加热器5f的天线的冷却剂线圈可用于冷却锥体储槽5b，或其可通过分开的冷却线圈或热
交换器冷却。在通过储槽5c除去热的情况中，可通过控制沿储槽5c和其截面区域的热梯度
来控制对应的热力。在图2I24至2I26中示出了感应耦合加热器馈通组件5mc的示意图。感应
耦合加热器包括引线5p，其还用作通过感应耦合加热器冷却剂系统入口5ma和感应耦合加
热器冷却剂系统出口5mb连接至制冷器31的冷却剂管线。在一个实施方式中，感应耦合加热
器线圈引线穿透进入产生器的密封区段(诸如电池26或下腔室5b5的至少一个)。被加热的
电池部件壁的引线5p穿透部(诸如感应耦合加热器馈通组件5mc的法兰的穿透部和下真空
腔室5b5的穿透部中的至少一种)可电绝缘，使得引线5p不会电短路。
[0685] 在一个实施方式中，可通过使用本公开中针对金属粉末给出的至少一个鼓风机的强制气流控制金属蒸气的限域。在另一实施方式中，可通过使用电流源使电流流过蒸气且
通过施加磁通量引起朝向锥体储槽5b的洛伦兹力(如本公开中给出的那样)而限域金属蒸
气。在另一实施方式中，可使用本公开中给出的静电沉淀器限域金属蒸气。
通过施加磁通量引起朝向锥体储槽5b的洛伦兹力(如本公开中给出的那样)而限域金属蒸
气。在另一实施方式中，可使用本公开中给出的静电沉淀器限域金属蒸气。
[0686] 在一个实施方式中，在启动后，加热器可脱离，且可接入冷却以将诸如锥体储槽5b、EM泵、电极8、锥体5b2、窗5b4和PV转换器26a等电池部件保持在其运行温度(诸如本公开中给出的运行温度)下。
[0687] 在实施方式中，SF-CIHT电池或产生器也被称为 (如图2I10至2I103所示)，其包括六个基本的低维护系统，其中一些没有活动部件，能够长时间运行：(i)启动感应耦
合加热器，其包括电力源5m、引线5p和天线线圈5f和5o，以首先熔化银或银铜合金，以包括
熔融金属或熔体，以及可选的包括磁体8c的电极电磁泵，用于最初引导点火等离子体流；
(ii)燃料注射器，例如包括氢气供应的燃料注射器，例如通过黑体辐射器的氢气渗透供应，
其中氢气可以通过电解从水中获得，以及注射系统，其包括电磁泵5k以注射熔融银或熔融
银铜合金和氧源(如氧化物，如LiVO3或本公开的其他氧化物)，以及另选的用于注射水蒸气
和氢气中的至少一种的气体注射器5z1；(iii)点火系统，其用于在一对电极8间产生低电压
高电流，熔融金属、氢气和氧化物或熔融金属以及H2O和氢气中的至少一种注入其中以形成
明亮的发光等离子体；(iv)被等离子体加热到白炽灯温度的黑体辐射器；(v)光-电转换器
26a，其包括所谓的聚光光伏电池15，它接收来自黑体辐射器的光并在高光强度(例如超过
一千Sun)下工作；和(vi)燃料回收和热管理系统31，其使熔融金属在点火之后返回到注射
系统。在另一实施方式中，来自点火等离子体的光可以直接照射PV转换器26a以转换成电。
合加热器，其包括电力源5m、引线5p和天线线圈5f和5o，以首先熔化银或银铜合金，以包括
熔融金属或熔体，以及可选的包括磁体8c的电极电磁泵，用于最初引导点火等离子体流；
(ii)燃料注射器，例如包括氢气供应的燃料注射器，例如通过黑体辐射器的氢气渗透供应，
其中氢气可以通过电解从水中获得，以及注射系统，其包括电磁泵5k以注射熔融银或熔融
银铜合金和氧源(如氧化物，如LiVO3或本公开的其他氧化物)，以及另选的用于注射水蒸气
和氢气中的至少一种的气体注射器5z1；(iii)点火系统，其用于在一对电极8间产生低电压
高电流，熔融金属、氢气和氧化物或熔融金属以及H2O和氢气中的至少一种注入其中以形成
明亮的发光等离子体；(iv)被等离子体加热到白炽灯温度的黑体辐射器；(v)光-电转换器
26a，其包括所谓的聚光光伏电池15，它接收来自黑体辐射器的光并在高光强度(例如超过
一千Sun)下工作；和(vi)燃料回收和热管理系统31，其使熔融金属在点火之后返回到注射
系统。在另一实施方式中，来自点火等离子体的光可以直接照射PV转换器26a以转换成电。
[0688] 在一个实施方式中，PV转换器26a的黑体辐射器可包括锥体5b2和顶盖5b4。两者都可包括高温材料，例如碳、耐火金属(例如W、Re)或陶瓷(例如铪、锆、钽和钛等过渡元素的硼化物、碳化物和氮化物)、Ta4HfC5(熔点＝4000℃)、TaB2、HfC、BN、HfB2、HfN、ZrC、TaC、ZrB2、TiC、TaN、NbC、ThO2、氧化物(例如MgO)、MoSi2、W-Re-Hf-C合金以及本公开的其他材料。黑体辐射器可包括将光高效地传递到PV并且优化PV电池包装的几何形状，其中光的功率从反应
池腔室5b31流动。黑体辐射器可包括扁平顶盖或半球形圆顶顶盖5b4(图2I10-2I43所示)以
及可为锥形的锥体5b2。在此情况下，锥体5b2也可通过气体或真空间隙与PV转换器26a分
离，其中PV电池位置从外锥体表面以及外顶盖表面接收黑体光。作为另选，黑体辐射器可为
球形。产生器可进一步包括外周腔室，其能够与大气密封，且进一步能够维持小于、等于和
大于大气压中的至少一种。产生器可包括球形压力或真空容器，其在包括电池腔室5b3的圆
顶周边。电池腔室可由本领域技术人员熟知的提供结构强度、密封和传热的合适材料组成。
在一个示例性实施方式中，电池腔室包括不锈钢和铜中的至少一种。PV电池可覆盖电池腔
室的内部，诸如热交换器87等PV冷却系统可覆盖电池腔室的外表面。在一个热光伏实施方
式中，PV转换器26a可包括用于至PV转换器26a的可见光波长的选择性滤光片，例如光子晶
体。圆顶5b4可通过接头5b1连接至锥体储槽5b。接头可将圆顶与锥体储槽5b至少部分热绝
缘。接头可包括热绝缘垫圈，例如包含本公开的绝缘体(例如SiC)的垫圈。
池腔室5b31流动。黑体辐射器可包括扁平顶盖或半球形圆顶顶盖5b4(图2I10-2I43所示)以
及可为锥形的锥体5b2。在此情况下，锥体5b2也可通过气体或真空间隙与PV转换器26a分
离，其中PV电池位置从外锥体表面以及外顶盖表面接收黑体光。作为另选，黑体辐射器可为
球形。产生器可进一步包括外周腔室，其能够与大气密封，且进一步能够维持小于、等于和
大于大气压中的至少一种。产生器可包括球形压力或真空容器，其在包括电池腔室5b3的圆
顶周边。电池腔室可由本领域技术人员熟知的提供结构强度、密封和传热的合适材料组成。
在一个示例性实施方式中，电池腔室包括不锈钢和铜中的至少一种。PV电池可覆盖电池腔
室的内部，诸如热交换器87等PV冷却系统可覆盖电池腔室的外表面。在一个热光伏实施方
式中，PV转换器26a可包括用于至PV转换器26a的可见光波长的选择性滤光片，例如光子晶
体。圆顶5b4可通过接头5b1连接至锥体储槽5b。接头可将圆顶与锥体储槽5b至少部分热绝
缘。接头可包括热绝缘垫圈，例如包含本公开的绝缘体(例如SiC)的垫圈。
[0689] 在一个实施方式中，黑体辐射器包括可与锥体储槽5b连接的球形圆顶5b4(也包括锥体5b2)。连接可通过压缩接合，其中密封件可包括垫圈，例如碳垫圈(例如Graphoil垫
圈)。在一个实施方式中，石墨锥体或球体的内表面涂有耐高温碳化物，例如Ta4HfC5(熔点＝
4000℃)、碳化钨、碳化铌、碳化钽、碳化锆、碳化钛或碳化铪。相应的金属可以与石墨表面的碳反应以形成相应的金属碳化物表面。圆顶5b4可以通过气体或真空间隙与PV转换器26a分
离。在一个降低入射在PV电池上的光强度的实施方式中，PV电池可以远离黑体辐射器定位。
例如，可以增加周边球形腔室的半径以减小从内部球形黑体辐射器发射的光的强度，其中
PV电池安装在外围球形腔室的内表面上。PV转换器可包括由多个PV电池组成的密集接收器
阵列(DRA)。DRA可包括镶嵌地板形状。个别PV电池可包括三角形、五边形、六边形及其他多
边形中的至少一种。形成圆顶或球形形状的电池可以网格圆顶图案组织(图2I35-2I43)。在
以诸如3500K的高温下运行的次级黑体辐射器的一个示例性实施方式中，辐射的辐射率为
约8.5MW/m2乘以辐射率，其大于PV电池可接受的最大值。在此情况下，通过施加碳化钨涂
层，具有约1的辐射率的碳圆顶5b4的辐射率可以降低到约0.35。在另一实施方式中，PV电池
(例如包括外部网格圆顶的PV电池)可以是成角度和包括反射涂层中的至少一种，以将PV电
池吸收的光减少到PV电池的强度容量内的水平。至少一个PV电路元件(例如PV电池电极、互
连和汇流条的组中的至少一种)可包括具有高辐射率的材料，例如抛光导体，例如抛光铝、
银、金和铜。PV电路元件可以将来自黑体辐射器5b4的辐射反射回黑体辐射器5b4，使得PV电
路元件不会显著地影响PV功率转换损耗。
圈)。在一个实施方式中，石墨锥体或球体的内表面涂有耐高温碳化物，例如Ta4HfC5(熔点＝
4000℃)、碳化钨、碳化铌、碳化钽、碳化锆、碳化钛或碳化铪。相应的金属可以与石墨表面的碳反应以形成相应的金属碳化物表面。圆顶5b4可以通过气体或真空间隙与PV转换器26a分
离。在一个降低入射在PV电池上的光强度的实施方式中，PV电池可以远离黑体辐射器定位。
例如，可以增加周边球形腔室的半径以减小从内部球形黑体辐射器发射的光的强度，其中
PV电池安装在外围球形腔室的内表面上。PV转换器可包括由多个PV电池组成的密集接收器
阵列(DRA)。DRA可包括镶嵌地板形状。个别PV电池可包括三角形、五边形、六边形及其他多
边形中的至少一种。形成圆顶或球形形状的电池可以网格圆顶图案组织(图2I35-2I43)。在
以诸如3500K的高温下运行的次级黑体辐射器的一个示例性实施方式中，辐射的辐射率为
约8.5MW/m2乘以辐射率，其大于PV电池可接受的最大值。在此情况下，通过施加碳化钨涂
层，具有约1的辐射率的碳圆顶5b4的辐射率可以降低到约0.35。在另一实施方式中，PV电池
(例如包括外部网格圆顶的PV电池)可以是成角度和包括反射涂层中的至少一种，以将PV电
池吸收的光减少到PV电池的强度容量内的水平。至少一个PV电路元件(例如PV电池电极、互
连和汇流条的组中的至少一种)可包括具有高辐射率的材料，例如抛光导体，例如抛光铝、
银、金和铜。PV电路元件可以将来自黑体辐射器5b4的辐射反射回黑体辐射器5b4，使得PV电
路元件不会显著地影响PV功率转换损耗。
[0690] 在一个实施方式中，圆顶5b4可包括可分离的多个区段，例如可分离的顶半球和底半球。两个半球可在法兰处接合。W圆顶可通过本领域熟知的技术制造，例如烧结W粉末、火
花等离子体烧结、铸造以及通过粉末层激光熔融进行3D打印。下腔室5b5可在半球法兰处接
合。电池腔室可通过能够承受真空、大气压及高于真空的压力中的至少一种的法兰连接至
下腔室。下腔室可经密封而与电池腔室和反应池腔室中的至少一个阻隔。气体可在电池腔
室与反应池腔室之间渗透。气体交换可平衡两个腔室中的压力。诸如氢和稀有气体(例如
氩)中的至少一种的气体可添加至电池腔室以使气体通过渗透或流动供应至反应池腔室。
可针对诸如氩-H2等所需气体选择渗透及流动。诸如银金属蒸气等金属蒸气不可渗透或流
动可受限制，使得其选择性地仅保留于反应池腔室中。可通过将锥体储槽维持在凝结金属
蒸气且将其蒸气压力维持在所需水平的温度下而控制金属蒸气压力。产生器可以低于运行
压力(例如大气压)的气体压力(例如氩-H2气体压力)启动，使得超压并不随着电池加热和
气体膨胀而产生。可使用控制器(例如计算机、压力传感器、阀、流量计和本公开的真空泵)
控制气体压力。
花等离子体烧结、铸造以及通过粉末层激光熔融进行3D打印。下腔室5b5可在半球法兰处接
合。电池腔室可通过能够承受真空、大气压及高于真空的压力中的至少一种的法兰连接至
下腔室。下腔室可经密封而与电池腔室和反应池腔室中的至少一个阻隔。气体可在电池腔
室与反应池腔室之间渗透。气体交换可平衡两个腔室中的压力。诸如氢和稀有气体(例如
氩)中的至少一种的气体可添加至电池腔室以使气体通过渗透或流动供应至反应池腔室。
可针对诸如氩-H2等所需气体选择渗透及流动。诸如银金属蒸气等金属蒸气不可渗透或流
动可受限制，使得其选择性地仅保留于反应池腔室中。可通过将锥体储槽维持在凝结金属
蒸气且将其蒸气压力维持在所需水平的温度下而控制金属蒸气压力。产生器可以低于运行
压力(例如大气压)的气体压力(例如氩-H2气体压力)启动，使得超压并不随着电池加热和
气体膨胀而产生。可使用控制器(例如计算机、压力传感器、阀、流量计和本公开的真空泵)
控制气体压力。
[0691] 在一个实施方式中，通过用作导电基质的银蒸气维持分数氢反应。来自储槽的银的连续喷射(其中至少一部分变为蒸气)和直接沸腾中的至少一种可提供银蒸气。电极可提
供高电流至反应以除去电子且引发分数氢反应。来自分数氢反应的热可协助将诸如银金属
蒸气等金属蒸气提供至反应池腔室。在一个实施方式中，通过电极的电流可至少部分转向
至与等离子体接触的替代或补充电极。电流转向可在银蒸气的压力变得足够高以使银蒸气
至少部分用作导电基质之后发生。与等离子体接触的替代或补充电极可包括一个或多个中
心电极和反应池腔室的外周周围的对电极。电池壁可用作电极。
供高电流至反应以除去电子且引发分数氢反应。来自分数氢反应的热可协助将诸如银金属
蒸气等金属蒸气提供至反应池腔室。在一个实施方式中，通过电极的电流可至少部分转向
至与等离子体接触的替代或补充电极。电流转向可在银蒸气的压力变得足够高以使银蒸气
至少部分用作导电基质之后发生。与等离子体接触的替代或补充电极可包括一个或多个中
心电极和反应池腔室的外周周围的对电极。电池壁可用作电极。
[0692] 在一个实施方式中，通过电池的可移动部件上的压缩来测量银蒸气压力。在一个实施方式中，通过压缩将汇流条保持在电池壁穿透部处的适当位置中，其中使用应变计记
录归因于银压力的位移。电池可包括应变计以测量归因于内部压力的汇流条上的向外压缩
力而作为测量银蒸气压力的方法。在一个实施方式中，与反应池腔室接触的电池的可移动
或可变形部件可机械连接至应变计以测量反应池腔室压力。在一个实施方式中，由电池部
件的温度(例如反应池腔室5b31温度和圆顶5b4温度中的至少一个)测量银蒸气压力，其中
可由黑体辐射光谱确定电池部件温度且可知道部件温度与银蒸气压力之间的关系。在另一
个实施方式中，可通过与银蒸气接触的两个电极测量银蒸气压力，该两个电极能够测量银
蒸气的导电性并且由导电性与压力的测定的关系测定银蒸气压力。用于压力感测电极的电
连接可沿着汇流条穿过导管。
录归因于银压力的位移。电池可包括应变计以测量归因于内部压力的汇流条上的向外压缩
力而作为测量银蒸气压力的方法。在一个实施方式中，与反应池腔室接触的电池的可移动
或可变形部件可机械连接至应变计以测量反应池腔室压力。在一个实施方式中，由电池部
件的温度(例如反应池腔室5b31温度和圆顶5b4温度中的至少一个)测量银蒸气压力，其中
可由黑体辐射光谱确定电池部件温度且可知道部件温度与银蒸气压力之间的关系。在另一
个实施方式中，可通过与银蒸气接触的两个电极测量银蒸气压力，该两个电极能够测量银
蒸气的导电性并且由导电性与压力的测定的关系测定银蒸气压力。用于压力感测电极的电
连接可沿着汇流条穿过导管。
[0693] 在一个实施方式中，PV转换器的至少一部分(例如网格圆顶PV转换器中的至少一个半球)封闭于能够承受小于、等于或大于大气压的压力中的至少一个的外腔室中。在一个
实施方式中，下腔室5b5可在可分离法兰处接合至网格圆顶PV转换器和圆顶中的至少一个。
底半球可包括底部处的颈部。储槽5c可连接至颈部。连接件可包括螺纹。颈部可连接至具有
所需大小和形状的储槽以容纳所需体积的熔体、在启动期间促进加热和在运行期间促进加
热器转移的所需速率中的至少一个。汇流条9和10和电极8中的至少一个可穿透诸如锥体储
槽5b或储槽5c等颈部(图38-43)。在一个实施方式中，汇流条和电极可平行，且颈部宽度可
最小化，使得从放置于颈部的壁外部中的至少一个磁体至点火点的距离最小化。最小化的
距离可优化点火点处的磁场强度，从而优化电极EM泵的性能。
实施方式中，下腔室5b5可在可分离法兰处接合至网格圆顶PV转换器和圆顶中的至少一个。
底半球可包括底部处的颈部。储槽5c可连接至颈部。连接件可包括螺纹。颈部可连接至具有
所需大小和形状的储槽以容纳所需体积的熔体、在启动期间促进加热和在运行期间促进加
热器转移的所需速率中的至少一个。汇流条9和10和电极8中的至少一个可穿透诸如锥体储
槽5b或储槽5c等颈部(图38-43)。在一个实施方式中，汇流条和电极可平行，且颈部宽度可
最小化，使得从放置于颈部的壁外部中的至少一个磁体至点火点的距离最小化。最小化的
距离可优化点火点处的磁场强度，从而优化电极EM泵的性能。
[0694] 颈部穿透部可包括电馈通。馈通10a可包括紧密穿透诸如储槽壁等壁的电极上的绝缘层。该层可包括钨电极上的氧化钨层。馈通可包括诸如陶瓷(例如电极上的莫来石或
SiC)等高温绝缘材料的涂层。在一个实施方式中，例如汇流条或电极等点火部件可电镀有
诸如可氧化形成绝缘层的金属等材料。金属可包括可通过阳极氧化而氧化的铝。在示例性
实施方式中，将铝电镀至汇流条和电极中的至少一个上并且使其阳极氧化以制成铝层非导
电氧化铝。可制成储槽壁中的穿孔以形成用于穿透部件(例如非导电区段的位置处的汇流
条和电极中的一个)的紧密配合。
SiC)等高温绝缘材料的涂层。在一个实施方式中，例如汇流条或电极等点火部件可电镀有
诸如可氧化形成绝缘层的金属等材料。金属可包括可通过阳极氧化而氧化的铝。在示例性
实施方式中，将铝电镀至汇流条和电极中的至少一个上并且使其阳极氧化以制成铝层非导
电氧化铝。可制成储槽壁中的穿孔以形成用于穿透部件(例如非导电区段的位置处的汇流
条和电极中的一个)的紧密配合。
[0695] 在一个实施方式中，汇流条可包括电极端部处的弯管以使所连接电极升高而更接近于圆顶或锥体。在一个实施方式中，电极包括凸轮以使点火点在反应池腔室5b31中升高。
凸轮电极可通过诸如螺纹、螺钉或焊接等紧固件连接至汇流条。汇流条与所连接凸轮电极
的旋转可导致电极间隙8g改变。颈部可进一步包括用于电极电磁泵的磁体中的至少一个穿
透部。在一个实施方式中，例如电极电磁泵的电磁泵的磁体包括电磁体，其进一步包括铁磁
芯，例如铁或钴芯。磁场可与电极同轴。
凸轮电极可通过诸如螺纹、螺钉或焊接等紧固件连接至汇流条。汇流条与所连接凸轮电极
的旋转可导致电极间隙8g改变。颈部可进一步包括用于电极电磁泵的磁体中的至少一个穿
透部。在一个实施方式中，例如电极电磁泵的电磁泵的磁体包括电磁体，其进一步包括铁磁
芯，例如铁或钴芯。磁场可与电极同轴。
[0696] 汇流条和电极可相对于彼此倾斜以容纳磁体8c(图41-43)。可通过至电极2的电力源和替代电源中的至少一个提供用于电磁体8c的电流。在前者情况中，至电磁体的电流可
平行于点火电流。铁磁芯可紧密接近电极并且可进一步冷却。在另一个实施方式中，汇流条
9和10以及所连接电极8可具有相对于彼此的任何所需取向。取向可促进电极磁体8c放置成
接近于点火点以优化交叉磁场和电流的位置处的磁场强度并且由此最大化EM泵的洛伦兹
力。在图2I44-2I47中示出的示例性实施方式中，汇流条和电极中的至少一个可相对于彼此
取向成约180°。电极端部可形成间隙8g，或电极可侧对侧重叠以形成间隙8g。用于汇流条和
电极中的至少一个的馈通可在颈部的相对壁上。馈通可包括本公开的耐火绝缘体，例如包
括槽(电极穿透通过该槽)的陶瓷板。磁体可放置成横向于电极间轴。相对于一对汇流条-电
极组的另一个插入或抽出各汇流条-电极组可调整电极间间隙8g。用于电极EM泵的磁场源
可包括永久磁体、电磁体和磁轭中的至少一个。电极可定位于锥体储槽5b的顶部处圆顶5b4
的外周水平处，使得发射的光进入圆顶，如在图2I48-2I54中示出。各电极8可包括自汇流条
9或10的延伸部以将点火点定位于圆顶的入口水平处。示例性延伸部可包括L状电极，例如
在图2I48-2I54中示出。在一个实施方式中，可通过可使冷却剂在磁体8c与冷冻器(例如辐
射器31)之间循环的电极电磁泵冷却管线8c2(图2I54)冷却磁体。在一个实施方式中，可通
过诸如PV转换器热交换器87等散热器冷却磁体。PV热交换器的冷板可接触各磁体以使其冷
却。各磁体8c可包括来自较大主体的延伸部，例如从定位于下腔室5b5中的下部的磁体主体
延伸的马蹄形状。或者，磁体可定位于圆顶与电池腔室5b3的壳体之间。圆顶可包括凹痕以
容纳磁体。在另一个实施方式中，可通过至少一个挡板8d(例如耐火挡板，例如W挡板)将喷
出的点火产物至少部分包含于点火位点附近的反应池腔室区域。在一个实施方式中，电极
电磁泵自喷嘴喷射向上泵送诸如银等熔融金属以增大流动速率并且防止背压或喷射流的
回流。未形成等离子体的向上材料流可撞击反应池腔室的顶部或下挡板8d以导致熔体返回
至储槽5c。在一个实施方式中，点火电路可包括至少一个有抗电路元件(例如电容器和电感
器中的至少一种)以包括有抗电路。电极之间的熔体可用作电阻负载。可选择电抗以维持所
需点火频率，例如在约1Hz至10,000Hz的范围内的点火频率。点火电路可包括LRC电路。电力
源2可包括电容器和电感器中的至少一种。点火电路可包括变压器。变压器可输出高电流。
产生器可包括自PV转换器接收DC功率并且输出AC的换流器。产生器可包括DC至DC电压和电
流调节器以改变来自PV转换器的可输入至换流器的电压和电流。至变压器的AC输入可来自
换流器。换流器可在所需频率(例如在约1Hz至10,000Hz的范围内的频率)下运行。在一个实
施方式中，PV转换器26a输出DC功率，其可直接输送至换流器或可在输入至换流器之前进行
调节。经反相的功率(例如60Hz AC)可直接供电给电极或可输入至变压器以增大电流。在一
个实施方式中，电力源2提供连续DC或AC电流至电极。电极和电磁泵可支持诸如包括氧源的
熔融Ag等注射熔体的连续点火。
平行于点火电流。铁磁芯可紧密接近电极并且可进一步冷却。在另一个实施方式中，汇流条
9和10以及所连接电极8可具有相对于彼此的任何所需取向。取向可促进电极磁体8c放置成
接近于点火点以优化交叉磁场和电流的位置处的磁场强度并且由此最大化EM泵的洛伦兹
力。在图2I44-2I47中示出的示例性实施方式中，汇流条和电极中的至少一个可相对于彼此
取向成约180°。电极端部可形成间隙8g，或电极可侧对侧重叠以形成间隙8g。用于汇流条和
电极中的至少一个的馈通可在颈部的相对壁上。馈通可包括本公开的耐火绝缘体，例如包
括槽(电极穿透通过该槽)的陶瓷板。磁体可放置成横向于电极间轴。相对于一对汇流条-电
极组的另一个插入或抽出各汇流条-电极组可调整电极间间隙8g。用于电极EM泵的磁场源
可包括永久磁体、电磁体和磁轭中的至少一个。电极可定位于锥体储槽5b的顶部处圆顶5b4
的外周水平处，使得发射的光进入圆顶，如在图2I48-2I54中示出。各电极8可包括自汇流条
9或10的延伸部以将点火点定位于圆顶的入口水平处。示例性延伸部可包括L状电极，例如
在图2I48-2I54中示出。在一个实施方式中，可通过可使冷却剂在磁体8c与冷冻器(例如辐
射器31)之间循环的电极电磁泵冷却管线8c2(图2I54)冷却磁体。在一个实施方式中，可通
过诸如PV转换器热交换器87等散热器冷却磁体。PV热交换器的冷板可接触各磁体以使其冷
却。各磁体8c可包括来自较大主体的延伸部，例如从定位于下腔室5b5中的下部的磁体主体
延伸的马蹄形状。或者，磁体可定位于圆顶与电池腔室5b3的壳体之间。圆顶可包括凹痕以
容纳磁体。在另一个实施方式中，可通过至少一个挡板8d(例如耐火挡板，例如W挡板)将喷
出的点火产物至少部分包含于点火位点附近的反应池腔室区域。在一个实施方式中，电极
电磁泵自喷嘴喷射向上泵送诸如银等熔融金属以增大流动速率并且防止背压或喷射流的
回流。未形成等离子体的向上材料流可撞击反应池腔室的顶部或下挡板8d以导致熔体返回
至储槽5c。在一个实施方式中，点火电路可包括至少一个有抗电路元件(例如电容器和电感
器中的至少一种)以包括有抗电路。电极之间的熔体可用作电阻负载。可选择电抗以维持所
需点火频率，例如在约1Hz至10,000Hz的范围内的点火频率。点火电路可包括LRC电路。电力
源2可包括电容器和电感器中的至少一种。点火电路可包括变压器。变压器可输出高电流。
产生器可包括自PV转换器接收DC功率并且输出AC的换流器。产生器可包括DC至DC电压和电
流调节器以改变来自PV转换器的可输入至换流器的电压和电流。至变压器的AC输入可来自
换流器。换流器可在所需频率(例如在约1Hz至10,000Hz的范围内的频率)下运行。在一个实
施方式中，PV转换器26a输出DC功率，其可直接输送至换流器或可在输入至换流器之前进行
调节。经反相的功率(例如60Hz AC)可直接供电给电极或可输入至变压器以增大电流。在一
个实施方式中，电力源2提供连续DC或AC电流至电极。电极和电磁泵可支持诸如包括氧源的
熔融Ag等注射熔体的连续点火。
[0697] 诸如L状电极等电极可具有任何合适形状(例如条或棒)或可连接至条或棒馈通。在一个实施方式中，棒汇流条或电极穿透诸如储槽或锥体储槽等电池部件。穿透部可电绝
缘。绝缘部分可包括陶瓷轴环，例如MgO、莫来石、氧化锆、碳化硅或氧化铝轴环。轴环可压配至电池部件中。可通过以下步骤实现压配：加热并且膨胀部件；插入具有覆盖轴环的汇流条
或电极；和使部件冷却以导致紧密配合。可通过诸如金属O形环(例如耐火金属O形环)等至
少一个O形环将轴环密封至汇流条或电极和电池部件中的至少一个。穿透部可包括导管，其
中O形环密封在导管的内壁与轴环的外表面之间。O形环也可密封汇流条或电极轴环套节。
汇流条可包括棒，其中可连接诸如钨电极等电极。电极可包括棒区段和平面区段。棒区段可
邻接棒汇流条。棒汇流条的终端部分可切除以形成用于对应电极的基座。棒电极可使终端
部分切除以形成平面。汇流条和电极可取向于电池的相对侧上(例如锥体储槽的相对侧
上)。各电极的平面部分可在与汇流条的连接件相对的端部处。各电极的平面区段的至少一
部分可在并排取向上重叠。电极可在运行期间以诸如在约1Hz至10,000Hz的范围内的频率
振动。该频率可为通过反应压力和电极系统的质量和弹簧常数维持的固有频率，或振动可
在外部以该频率驱动。机械振动频率可导致注射熔融金属和分数氢反应物以该频率点火。
缘。绝缘部分可包括陶瓷轴环，例如MgO、莫来石、氧化锆、碳化硅或氧化铝轴环。轴环可压配至电池部件中。可通过以下步骤实现压配：加热并且膨胀部件；插入具有覆盖轴环的汇流条
或电极；和使部件冷却以导致紧密配合。可通过诸如金属O形环(例如耐火金属O形环)等至
少一个O形环将轴环密封至汇流条或电极和电池部件中的至少一个。穿透部可包括导管，其
中O形环密封在导管的内壁与轴环的外表面之间。O形环也可密封汇流条或电极轴环套节。
汇流条可包括棒，其中可连接诸如钨电极等电极。电极可包括棒区段和平面区段。棒区段可
邻接棒汇流条。棒汇流条的终端部分可切除以形成用于对应电极的基座。棒电极可使终端
部分切除以形成平面。汇流条和电极可取向于电池的相对侧上(例如锥体储槽的相对侧
上)。各电极的平面部分可在与汇流条的连接件相对的端部处。各电极的平面区段的至少一
部分可在并排取向上重叠。电极可在运行期间以诸如在约1Hz至10,000Hz的范围内的频率
振动。该频率可为通过反应压力和电极系统的质量和弹簧常数维持的固有频率，或振动可
在外部以该频率驱动。机械振动频率可导致注射熔融金属和分数氢反应物以该频率点火。
[0698] 可通过本公开的方法实现负载跟踪。在一个实施方式中，包括至PV转换器26a的黑体辐射器的顶盖或圆顶5b4可在向下调整来自反应池腔室5b31的动力时十分快速地辐射出
其储存能量。在一个实施方式中，辐射器表现为具有类似光中止时间的白炽灯丝，其中中断
从反应池腔室5b31至辐射器5b4的功率流。在另一个实施方式中，可通过在对应于约恒定运
行温度的约恒定功率流下运行辐射器而实现电负载跟踪，其中至负载的非所需功率经消散
或倾卸至诸如电阻器(例如SiC电阻器或本公开的其他加热部件)等电阻元件中。
其储存能量。在一个实施方式中，辐射器表现为具有类似光中止时间的白炽灯丝，其中中断
从反应池腔室5b31至辐射器5b4的功率流。在另一个实施方式中，可通过在对应于约恒定运
行温度的约恒定功率流下运行辐射器而实现电负载跟踪，其中至负载的非所需功率经消散
或倾卸至诸如电阻器(例如SiC电阻器或本公开的其他加热部件)等电阻元件中。
[0699] 在一个实施方式中，产生器可包括智能型控制系统，其智能地启动和撤销多个负载的加载以控制峰值累积负载。产生器可包括多个产生器，其等可联合以用于可靠性和提
供峰值功率中的至少一个。可通过遥测术(例如通过使用具有WiFi的手机或个人计算机)实
现智能型计量和控制中的至少一种。
供峰值功率中的至少一个。可通过遥测术(例如通过使用具有WiFi的手机或个人计算机)实
现智能型计量和控制中的至少一种。
[0700] 在一个实施方式中，可通过本领域已知的方法(例如气相沉积或化学沉积)施加碳化物涂层。在示例性实施方式中，羰基分解用作金属和金属碳化物涂布碳锥体或圆顶中的
至少一个的方法。当用作通过化学沉积形成钨或碳化钨的方法时，W(CO)6在170℃分解为W。
至少一个的方法。当用作通过化学沉积形成钨或碳化钨的方法时，W(CO)6在170℃分解为W。
[0701] 在一个实施方式中，随机引导来自圆顶或顶盖5b4的黑体光。该光可为反射、吸收和在辐射器圆顶5b4与PV电池15之间来回再辐射中的至少一种。PV电池可最佳地倾斜以实
现所需PV吸收和光至电转换。PV盖玻璃的反射率可依据位置而变化。可使用具有空间可变
反射率的PV窗实现反射率的变化。可使用涂层实现可变性。示例性涂层是MgF2-ZnS抗反射
涂层。PV电池可几何配置以实现所需PV电池吸收和反射，此涉及圆顶与PV电池的至少两者
之间、多个PV电池之间和多个PV电池与圆顶之间的功率流相互作用。在一个实施方式中，PC
电池可配置成具有依据表面角度而变化的可变半径的表面，例如起皱表面，例如起皱网格
圆顶。在一个实施方式中，顶盖或圆顶5b4可具有相对于彼此成角度的元件以定向发射、吸
收和反射辐射至PV电池或自PV电池定向发射、吸收和反射辐射中的至少一种。在一个实施
方式中，圆顶或顶盖可包括黑体辐射器表面上的元件发射器板以匹配PV取向以实现至PV电
池的所需功率转移。黑体辐射器、反射器或吸收器表面中的至少一个可具有被选择为实现
至涉及辐射器和PV电池的PV转换器的所需功率流的辐射率、反射率、吸收系数和表面积中
的至少一种。功率流可涉及PV电池与圆顶之间的辐射反弹。在一个实施方式中，黑体辐射器
圆顶或顶盖5b4的内表面对外表面的辐射率和表面积中的至少一个被选择为实现至PV电池
的所需功率流对返回至反应池腔室5b31中的功率流。在一个实施方式中，分数氢过程发射
的光具有短于圆顶或顶盖的黑体辐射的波长。圆顶或顶盖的内表面可吸收和热化高能光。
圆顶或顶盖5b4的内表面可包括与外表面相比的相对低辐射率和表面积中的至少一种，使
得黑体辐射主要从外表面流动至PV电池而非从内表面流动至反应池腔室5b31中。
现所需PV吸收和光至电转换。PV盖玻璃的反射率可依据位置而变化。可使用具有空间可变
反射率的PV窗实现反射率的变化。可使用涂层实现可变性。示例性涂层是MgF2-ZnS抗反射
涂层。PV电池可几何配置以实现所需PV电池吸收和反射，此涉及圆顶与PV电池的至少两者
之间、多个PV电池之间和多个PV电池与圆顶之间的功率流相互作用。在一个实施方式中，PC
电池可配置成具有依据表面角度而变化的可变半径的表面，例如起皱表面，例如起皱网格
圆顶。在一个实施方式中，顶盖或圆顶5b4可具有相对于彼此成角度的元件以定向发射、吸
收和反射辐射至PV电池或自PV电池定向发射、吸收和反射辐射中的至少一种。在一个实施
方式中，圆顶或顶盖可包括黑体辐射器表面上的元件发射器板以匹配PV取向以实现至PV电
池的所需功率转移。黑体辐射器、反射器或吸收器表面中的至少一个可具有被选择为实现
至涉及辐射器和PV电池的PV转换器的所需功率流的辐射率、反射率、吸收系数和表面积中
的至少一种。功率流可涉及PV电池与圆顶之间的辐射反弹。在一个实施方式中，黑体辐射器
圆顶或顶盖5b4的内表面对外表面的辐射率和表面积中的至少一个被选择为实现至PV电池
的所需功率流对返回至反应池腔室5b31中的功率流。在一个实施方式中，分数氢过程发射
的光具有短于圆顶或顶盖的黑体辐射的波长。圆顶或顶盖的内表面可吸收和热化高能光。
圆顶或顶盖5b4的内表面可包括与外表面相比的相对低辐射率和表面积中的至少一种，使
得黑体辐射主要从外表面流动至PV电池而非从内表面流动至反应池腔室5b31中。
[0702] 在一个实施方式中，产生器可在其中金属蒸气的蒸气压力低并且通过诸如UV和EUV光等点火等离子体光至少部分直接照射顶盖5b4的条件下运行。可通过具有合适几何结
构和辐射率的锥体将顶盖的一次电极发射和二次发射的至少一部分反射至顶盖。顶盖5b4
的内表面可具有高辐射率；然而，锥体可包括低辐射率以优先地将顶盖5b4加热至高于锥体
的温度。在锥体-顶盖温度差的情况下，锥体可包括具有低于顶盖材料的熔点的材料。在一
个实施方式中，来自分数氢反应的光直接照射顶盖以选择性地加热顶盖以用作至PV转换器
26a的黑体辐射器。来自黑体辐射器5b4的内部发射可由诸如锥体5b2等电池部件反射至顶
盖5b4。诸如锥体等电池部件可呈几何形式以促进反射至盖黑体辐射器5b4。
构和辐射率的锥体将顶盖的一次电极发射和二次发射的至少一部分反射至顶盖。顶盖5b4
的内表面可具有高辐射率；然而，锥体可包括低辐射率以优先地将顶盖5b4加热至高于锥体
的温度。在锥体-顶盖温度差的情况下，锥体可包括具有低于顶盖材料的熔点的材料。在一
个实施方式中，来自分数氢反应的光直接照射顶盖以选择性地加热顶盖以用作至PV转换器
26a的黑体辐射器。来自黑体辐射器5b4的内部发射可由诸如锥体5b2等电池部件反射至顶
盖5b4。诸如锥体等电池部件可呈几何形式以促进反射至盖黑体辐射器5b4。
[0703] 在一个实施方式中，例如UV和EUV中的至少一种等高能光可在反应池腔室5b31中解离H2O和H2中的至少一种以增大分数氢反应的速率。解离可为热解效应的替代品。在一个
实施方式中，温度维持较低以避免诸如银等熔融金属的气化。在一个实施方式中，电极冷却
以降低银气化量。在此情况中，锥体储槽中的金属蒸气凝结可降低以减少热损耗和热冷却
负载。在一个实施方式中，在通过减小电极电阻来减小点火功率时可将电极维持在较低温
度下。可通过焊接、合金化、形成混合物、熔融和将汇流条金属紧密紧固至电极金属中的至
少一种来降低电极电阻。在示例性实施方式中，连接包括Mo-Cu或W-Cu合金、混合物或焊接
中的至少一种。在一个实施方式中，UV解离可用作产生气相或等离子体相分数氢反应的方
法。在此情况中，可最小化诸如银等熔融金属的气化。可通过冷却电极抑制气化。减小电极
电阻也可降低电极温度。较低电阻可降低点火功率并且用于降低电极电阻加热。熔融汇流
条和电极连接处的金属可降低电极电阻。在一个实施方式中，可降低点火电路的电阻。可通
过使用从电力源2至汇流条9和10的电缆连接(例如编织电缆，例如Litz电缆)降低用于诸如
在脉冲期间发生的快速电瞬态的电阻。在一个实施方式中，电极组件包括与内汇流条接触
的外电极。汇流条可冷却。电极与汇流条的接触可冷却电极的至少一部分。电极沿着其整个
长度的汇流条接触可冷却整个电极。各电极可包括与其汇流条(其可冷却)同心的管。外电
极管可包括耐火金属，例如W、Ta或Mo。汇流条可包括高导体，例如铜。外电极管可包括所需形状，例如圆形管状、方形管状、矩形管状和三角形管状中的一种。内汇流条可具有相同形
状。汇流条可包括具有用于冷却剂回流的同心外通道的中心线入口冷却剂管。冷却剂可包
括水。可使用诸如辐射器等制冷器冷却水。
实施方式中，温度维持较低以避免诸如银等熔融金属的气化。在一个实施方式中，电极冷却
以降低银气化量。在此情况中，锥体储槽中的金属蒸气凝结可降低以减少热损耗和热冷却
负载。在一个实施方式中，在通过减小电极电阻来减小点火功率时可将电极维持在较低温
度下。可通过焊接、合金化、形成混合物、熔融和将汇流条金属紧密紧固至电极金属中的至
少一种来降低电极电阻。在示例性实施方式中，连接包括Mo-Cu或W-Cu合金、混合物或焊接
中的至少一种。在一个实施方式中，UV解离可用作产生气相或等离子体相分数氢反应的方
法。在此情况中，可最小化诸如银等熔融金属的气化。可通过冷却电极抑制气化。减小电极
电阻也可降低电极温度。较低电阻可降低点火功率并且用于降低电极电阻加热。熔融汇流
条和电极连接处的金属可降低电极电阻。在一个实施方式中，可降低点火电路的电阻。可通
过使用从电力源2至汇流条9和10的电缆连接(例如编织电缆，例如Litz电缆)降低用于诸如
在脉冲期间发生的快速电瞬态的电阻。在一个实施方式中，电极组件包括与内汇流条接触
的外电极。汇流条可冷却。电极与汇流条的接触可冷却电极的至少一部分。电极沿着其整个
长度的汇流条接触可冷却整个电极。各电极可包括与其汇流条(其可冷却)同心的管。外电
极管可包括耐火金属，例如W、Ta或Mo。汇流条可包括高导体，例如铜。外电极管可包括所需形状，例如圆形管状、方形管状、矩形管状和三角形管状中的一种。内汇流条可具有相同形
状。汇流条可包括具有用于冷却剂回流的同心外通道的中心线入口冷却剂管。冷却剂可包
括水。可使用诸如辐射器等制冷器冷却水。
[0704] 在一个实施方式中，例如W管等同心管可包括半圆以最小化用于熔融、金属固化和附着的表面积。在一个实施方式中，汇流条和至电极的电连接(例如同心管)可仅冷却至汇
流条连接端部。电极可为固体以改良较高运行温度下的导电性。运行温度可大于诸如银熔
体等熔体的熔点。在一个实施方式中，汇流条冷却至恰在W管电极之前。在示例性实施方式
中，电极包括汇流条的端部上的尖端，其包括具有大于同心管的横截面以便降低由于较高
运行温度所致的电阻的W棒电极。在一个实施方式中，冷却汇流条覆盖有屏蔽以防止金属熔
体附着。屏蔽可包括不附着金属的材料，例如石墨。屏蔽可在其与冷却汇流条之间具有间隙
并且可维持在高于金属熔体的熔点的温度下以防止熔融金属附着。在一个实施方式中，电
极可穿透锥体储槽5b，使得仅电极曝露至熔融金属以避免熔体附着至电极所连接的冷却汇
流条。
流条连接端部。电极可为固体以改良较高运行温度下的导电性。运行温度可大于诸如银熔
体等熔体的熔点。在一个实施方式中，汇流条冷却至恰在W管电极之前。在示例性实施方式
中，电极包括汇流条的端部上的尖端，其包括具有大于同心管的横截面以便降低由于较高
运行温度所致的电阻的W棒电极。在一个实施方式中，冷却汇流条覆盖有屏蔽以防止金属熔
体附着。屏蔽可包括不附着金属的材料，例如石墨。屏蔽可在其与冷却汇流条之间具有间隙
并且可维持在高于金属熔体的熔点的温度下以防止熔融金属附着。在一个实施方式中，电
极可穿透锥体储槽5b，使得仅电极曝露至熔融金属以避免熔体附着至电极所连接的冷却汇
流条。
[0705] 在另一个实施方式中，产生器运行以维持反应池腔室5b31中的高金属蒸气压力。高金属蒸气压力可产生光学上较厚的等离子体以将来自分数氢反应的UV和EUV发射转换为
黑体辐射和用作诸如用于分数氢反应的导电基质的反应物以增大其反应速率中的至少一
种。分数氢反应可在通过水的热解支持的反应池腔室中传播。金属蒸气和黑体温度中的至
少一个可较高(例如在1000K至10,000K的范围内)以支持水的热解以增大分数氢反应速率。
分数氢反应可以气相和等离子体相中的至少一种发生。金属可通过电磁泵注射至电极中并
且通过点火电流和来自分数氢反应的热中的至少一种气化。反应条件、电流和电极间隔可
调整以实现所需金属蒸气压力。在一个实施方式中，电极经机械搅拌(例如振动)以使金属
蒸气雾化。机械搅拌可包括本公开的装置，例如用于使诸如银等金属雾化的压电、气动或电
磁振动器。电极电磁泵也可取向为将形成于点火中的超热金属蒸气从电极间隙泵送至反应
池腔室中以增大金属蒸气压力。在一个实施方式中，注射系统进一步包括喷嘴的操纵器以
调整其相对于电极的位置。操纵器可包括伺服电机、机械(例如螺钉机构)、电磁、气动和本
领域技术人员已知的其他操纵器中的至少一种。螺钉机构可比较相对于彼此成180°的两个
螺纹螺栓，它们旋合至储槽的圆形外周中并且在相对侧上接触喷嘴，其中一个螺栓相对于
另一螺栓的相反旋转通过使喷嘴偏转而移动喷嘴。
黑体辐射和用作诸如用于分数氢反应的导电基质的反应物以增大其反应速率中的至少一
种。分数氢反应可在通过水的热解支持的反应池腔室中传播。金属蒸气和黑体温度中的至
少一个可较高(例如在1000K至10,000K的范围内)以支持水的热解以增大分数氢反应速率。
分数氢反应可以气相和等离子体相中的至少一种发生。金属可通过电磁泵注射至电极中并
且通过点火电流和来自分数氢反应的热中的至少一种气化。反应条件、电流和电极间隔可
调整以实现所需金属蒸气压力。在一个实施方式中，电极经机械搅拌(例如振动)以使金属
蒸气雾化。机械搅拌可包括本公开的装置，例如用于使诸如银等金属雾化的压电、气动或电
磁振动器。电极电磁泵也可取向为将形成于点火中的超热金属蒸气从电极间隙泵送至反应
池腔室中以增大金属蒸气压力。在一个实施方式中，注射系统进一步包括喷嘴的操纵器以
调整其相对于电极的位置。操纵器可包括伺服电机、机械(例如螺钉机构)、电磁、气动和本
领域技术人员已知的其他操纵器中的至少一种。螺钉机构可比较相对于彼此成180°的两个
螺纹螺栓，它们旋合至储槽的圆形外周中并且在相对侧上接触喷嘴，其中一个螺栓相对于
另一螺栓的相反旋转通过使喷嘴偏转而移动喷嘴。
[0706] 产生器在高于金属蒸气的金属来源的沸点的温度下运行可导致大于大气压的反应池腔室压力。在高于对应金属沸点的运行温度下，可通过控制反应池腔室中的金属蒸气
压力而避免从电池密封件(例如顶盖和锥体接头处的密封件)的金属蒸气泄漏和电池部件
(例如锥体)的结构故障中的至少一种。可通过控制由电磁(EM)泵供应至腔室的金属蒸气量
和通过控制诸如电池储槽等电池部件的温度中的至少一种控制金属蒸气压力。可控制EM泵
以在实现所需金属蒸气压力时停止泵送。在一个实施方式中，金属蒸气的凝结被减小或最
小化以避免过量热传递至除PV转换器26a的黑体辐射器以外的电池部件(例如顶盖5b4)。可
施加主动冷却以控制电池部件的温度。可通过水冷却实现冷却。在实例中，可使用感应耦合
加热器线圈实现水冷却。作为另选，电池腔室的压力可匹配至反应池腔室的压力，使得不存
在腔室间的压力梯度。可通过从通过阀、调节器、控制器和压力传感器控制的气体供应器添
加诸如稀有气体等气体至电池腔室而使腔室压力相等或平衡。在一个实施方式中，电池部
件接头、诸如锥体5b2等至少一个电池部件和阀中的至少一个可在电池腔室5b3与反应池腔
室5b31之间渗透或泄漏气体。腔室气体(但非金属蒸气)可移动和平衡两个腔室的压力。可
使用诸如稀有气体等气体将两个腔室加压至高压。压力可高于金属蒸气的最高运行分压。
最高金属蒸气分压可对应于最高运行温度。在运行期间，金属蒸气压力可增大反应池压力，
使得气体选择性地从反应池腔室5b31流动至电池腔室5b3直至压力平衡，反之亦然。在一个
实施方式中，两个腔室之间的气体压力自动平衡。可通过气体在腔室之间的选择性迁移实
现平衡。在一个实施方式中，避免压力偏离，使得避免较大压力差。
压力而避免从电池密封件(例如顶盖和锥体接头处的密封件)的金属蒸气泄漏和电池部件
(例如锥体)的结构故障中的至少一种。可通过控制由电磁(EM)泵供应至腔室的金属蒸气量
和通过控制诸如电池储槽等电池部件的温度中的至少一种控制金属蒸气压力。可控制EM泵
以在实现所需金属蒸气压力时停止泵送。在一个实施方式中，金属蒸气的凝结被减小或最
小化以避免过量热传递至除PV转换器26a的黑体辐射器以外的电池部件(例如顶盖5b4)。可
施加主动冷却以控制电池部件的温度。可通过水冷却实现冷却。在实例中，可使用感应耦合
加热器线圈实现水冷却。作为另选，电池腔室的压力可匹配至反应池腔室的压力，使得不存
在腔室间的压力梯度。可通过从通过阀、调节器、控制器和压力传感器控制的气体供应器添
加诸如稀有气体等气体至电池腔室而使腔室压力相等或平衡。在一个实施方式中，电池部
件接头、诸如锥体5b2等至少一个电池部件和阀中的至少一个可在电池腔室5b3与反应池腔
室5b31之间渗透或泄漏气体。腔室气体(但非金属蒸气)可移动和平衡两个腔室的压力。可
使用诸如稀有气体等气体将两个腔室加压至高压。压力可高于金属蒸气的最高运行分压。
最高金属蒸气分压可对应于最高运行温度。在运行期间，金属蒸气压力可增大反应池压力，
使得气体选择性地从反应池腔室5b31流动至电池腔室5b3直至压力平衡，反之亦然。在一个
实施方式中，两个腔室之间的气体压力自动平衡。可通过气体在腔室之间的选择性迁移实
现平衡。在一个实施方式中，避免压力偏离，使得避免较大压力差。
[0707] 电池腔室中的压力可维持大于反应池腔室中的压力。外电池腔室中的较大压力可用于将诸如顶盖、锥体和锥体储槽等电池部件机械地保持在一起。
[0708] 在一个实施方式中，金属蒸气维持在稳态压力下，其中蒸气凝结最小化。可在所需金属蒸气压力下停止电磁泵。EM泵可间歇启动泵送以维持所需稳态压力。金属蒸气压力可
维持在0.01托至200atm、0.1托至100atm和1托至50atm中的至少一个范围内。
维持在0.01托至200atm、0.1托至100atm和1托至50atm中的至少一个范围内。
[0709] 在实现高分数氢功率的一个实施方式中，控制电极电磁泵送行为以控制诸如波形、峰值电流、峰值电压、恒定电流和恒定电压等点火电流参数。在一个实施方式中，波形可为优化所需功率输出和效率的任何所需波形。波形可为恒定电流、恒定电压、恒定功率、锯
齿、方形波、正弦、梯形、三角形、具有截止点的斜升、斜升-斜降和本领域已知的其他波形。
在其中波形具有约零电压或电流的部分的情况中，工作周期可在约1％至99％的范围内。频
率可为任何所需频率，例如在约0.001Hz至1MHz、0.01Hz至100kHz和0.1Hz至10kHz中的至少
一个范围内。波形的峰值电流可在约10A至1MA、100A至100kA和1kA to 20kA中的至少一个
范围内。可通过电阻与电流的乘积给出电压。在示例性实施方式中，波形是具有1Hz与2Hz之
间的频率、2kA与3kA之间的峰值电流和通过电极处的注射熔融金属的电流与电阻的乘积给
出的电压的锯齿，其中在熔融金属作为等离子体点火和喷出之后的开路条件期间的电压可
更高，例如在约2V至15V的范围内。替代示例性波形可包括锯齿与高频率电流脉冲(例如1Hz
至2Hz锯齿与0.1kHz至2kHz脉冲)之间的交替，其中锯齿对脉冲工作周期为约20％至60％。
在一个实施方式中，间歇地将电力施加至点火系统，其中断开期间允许电极冷却。工作周期
的断开期间可调整至任何所需者以优化产生器的反应和性能。在一个实施方式中，电力源2
可包括电容器组。在一个实施方式中，电容器电流从较低电流斜升至较高电流以为连续电
流和点火模式供电。电流斜坡可在脉冲电流模式内维持恒定电流以消除脉冲模式的无功电
压尖峰。在一个实施方式中，如电容器组等电力源2可冷却。冷却系统可包括本公开的冷却
系统，例如辐射器。
齿、方形波、正弦、梯形、三角形、具有截止点的斜升、斜升-斜降和本领域已知的其他波形。
在其中波形具有约零电压或电流的部分的情况中，工作周期可在约1％至99％的范围内。频
率可为任何所需频率，例如在约0.001Hz至1MHz、0.01Hz至100kHz和0.1Hz至10kHz中的至少
一个范围内。波形的峰值电流可在约10A至1MA、100A至100kA和1kA to 20kA中的至少一个
范围内。可通过电阻与电流的乘积给出电压。在示例性实施方式中，波形是具有1Hz与2Hz之
间的频率、2kA与3kA之间的峰值电流和通过电极处的注射熔融金属的电流与电阻的乘积给
出的电压的锯齿，其中在熔融金属作为等离子体点火和喷出之后的开路条件期间的电压可
更高，例如在约2V至15V的范围内。替代示例性波形可包括锯齿与高频率电流脉冲(例如1Hz
至2Hz锯齿与0.1kHz至2kHz脉冲)之间的交替，其中锯齿对脉冲工作周期为约20％至60％。
在一个实施方式中，间歇地将电力施加至点火系统，其中断开期间允许电极冷却。工作周期
的断开期间可调整至任何所需者以优化产生器的反应和性能。在一个实施方式中，电力源2
可包括电容器组。在一个实施方式中，电容器电流从较低电流斜升至较高电流以为连续电
流和点火模式供电。电流斜坡可在脉冲电流模式内维持恒定电流以消除脉冲模式的无功电
压尖峰。在一个实施方式中，如电容器组等电力源2可冷却。冷却系统可包括本公开的冷却
系统，例如辐射器。
[0710] 在一个实施方式中，电力源2包括具有不同数量串联和并联电容器的电容器组以提供最佳电极电压和电流。PV转换器可将电容器组充电至所需最佳电压并且维持最佳电
流。可通过增大电极间的电阻来增大点火电压。可通过在更高温度下(例如在约1000K至
3700K的温度范围内)运行电极而增大电极电阻。可通过控制点火过程和电极冷却来控制电
极温度以维持所需温度。电压可在约1V至500V、1V至100V、1V至50V和1V至20V中的至少一个
范围内。电流可在约10A至100kA、100A至10kA和100A至5kA中的至少一个范围内。在示例性
实施方式中，电压在150A与250A之间的恒定电流下为约16V。在一个实施方式中，归因于分
数氢反应的功率在正电极处由于更高分数氢反应速率而更高。更高速率可能归因于通过正
电极自反应等离子体更有效地除去电子。在一个实施方式中，分数氢反应取决于在更高施
加电极电压下有利的电子除去。也可通过使与反应等离子体接触的电池部件接地而增强电
子除去。产生器可包括其他接地或正偏压电极。电容器可容纳于电容器外壳90(图2I66)中。
流。可通过增大电极间的电阻来增大点火电压。可通过在更高温度下(例如在约1000K至
3700K的温度范围内)运行电极而增大电极电阻。可通过控制点火过程和电极冷却来控制电
极温度以维持所需温度。电压可在约1V至500V、1V至100V、1V至50V和1V至20V中的至少一个
范围内。电流可在约10A至100kA、100A至10kA和100A至5kA中的至少一个范围内。在示例性
实施方式中，电压在150A与250A之间的恒定电流下为约16V。在一个实施方式中，归因于分
数氢反应的功率在正电极处由于更高分数氢反应速率而更高。更高速率可能归因于通过正
电极自反应等离子体更有效地除去电子。在一个实施方式中，分数氢反应取决于在更高施
加电极电压下有利的电子除去。也可通过使与反应等离子体接触的电池部件接地而增强电
子除去。产生器可包括其他接地或正偏压电极。电容器可容纳于电容器外壳90(图2I66)中。
[0711] 在一个实施方式中，保持升高的电极温度以使诸如熔融银等注射熔融金属气化。电极温度可在高于注射熔融金属的气化温度并且低于电极的熔点的温度范围内。电极温度
可比熔体的气化温度高约10℃至1000℃、10℃至700℃和10℃至500℃中的至少一个范围。
电极温度可比电极的熔点温度低约10℃至1000℃、10℃至700℃和10℃至500℃中的至少一
个范围。可通过本公开的电极冷却系统维持电极温度，例如电极可散热至其的汇流条水冷
却系统。可通过诸如水等冷却剂中心冷却电极。诸如银等熔体的气化可增大电极压降。电压
可升高，例如在约1V至100V、1V至50V和1V至25V中的至少一个范围内。电流可脉冲或连续。
电流可在约50A至100kA、100A至10kA和300A至5kA中的至少一个范围内。气化熔体可提供导
电路径以从分数氢催化反应除去电子以增大反应速率。在示例性实施方式中，银蒸气压力
由于钨电极在约2162℃至3422℃的温度范围内气化而升高，例如在约0.5atm至100atm的范
围内，电压可约为10V至16V，并且电流可在约200A至500A处连续。一些电流脉冲可叠加于连
续电流上。
可比熔体的气化温度高约10℃至1000℃、10℃至700℃和10℃至500℃中的至少一个范围。
电极温度可比电极的熔点温度低约10℃至1000℃、10℃至700℃和10℃至500℃中的至少一
个范围。可通过本公开的电极冷却系统维持电极温度，例如电极可散热至其的汇流条水冷
却系统。可通过诸如水等冷却剂中心冷却电极。诸如银等熔体的气化可增大电极压降。电压
可升高，例如在约1V至100V、1V至50V和1V至25V中的至少一个范围内。电流可脉冲或连续。
电流可在约50A至100kA、100A至10kA和300A至5kA中的至少一个范围内。气化熔体可提供导
电路径以从分数氢催化反应除去电子以增大反应速率。在示例性实施方式中，银蒸气压力
由于钨电极在约2162℃至3422℃的温度范围内气化而升高，例如在约0.5atm至100atm的范
围内，电压可约为10V至16V，并且电流可在约200A至500A处连续。一些电流脉冲可叠加于连
续电流上。
[0712] 如在图2I72中示出，电极组件可包括用于入口冷却剂流的内插管91a(其中冷却剂可包括水)、电极冷却剂入口91b、电极冷却剂出口91c、汇流条9和10、至电力源2的汇流条连接器9a、压力腔室的电极馈通10a、至汇流条连接器91a的双螺纹电极、可各自螺合至储槽5c
中的一组螺纹电极8和将各电极紧固于储槽壁外部上的锁定O形环8a和锁定螺帽8a1。
中的一组螺纹电极8和将各电极紧固于储槽壁外部上的锁定O形环8a和锁定螺帽8a1。
[0713] 在一个实施方式中，点火系统包括电极8间的电力源2和通过点火等离子体的电力源2。点火系统可包括具有独立电压和电流(例如本公开中给出的电压和电流范围)的多个
电力源2。电力源2可以串联和并联中的至少一种提供电力至电极和等离子体。单个电力源2
可使用对应于导致注射熔体的击穿的电压的电压斜坡使电流斜升通过注射熔体的电流以
形成等离子体。电力源2接着可输出增大电压以导致电流流动通过注射熔体和等离子体两
者。电流可流过诸如在电极之间和在与等离子体接触中的至少一个其他电极之间等多个路
径。至少一个其他电极可在反应腔室中处于与电极8相距所需距离(诸如在0.001m至1m的范
围内)处。距离可使得电压在约0.1V至1000kV的范围内并且对应电流在约100A至10,000A的
范围内。
电力源2。电力源2可以串联和并联中的至少一种提供电力至电极和等离子体。单个电力源2
可使用对应于导致注射熔体的击穿的电压的电压斜坡使电流斜升通过注射熔体的电流以
形成等离子体。电力源2接着可输出增大电压以导致电流流动通过注射熔体和等离子体两
者。电流可流过诸如在电极之间和在与等离子体接触中的至少一个其他电极之间等多个路
径。至少一个其他电极可在反应腔室中处于与电极8相距所需距离(诸如在0.001m至1m的范
围内)处。距离可使得电压在约0.1V至1000kV的范围内并且对应电流在约100A至10,000A的
范围内。
[0714] 在一个实施方式中，通过至少一个电力源施加的电压相对于通过电流乘以诸如熔融银等注射熔体的典型电阻给出的电压较高。在一个实施方式中，熔体的电阻在约100微欧
姆至600微欧姆的范围内。在一个实施方式中，高电压中断通过EM泵注射熔体以增大电阻。
阻抗可增大。可通过来自点火等离子体的压力中断注射。高电压可增大分数氢反应速率。可
通过产生HOH催化剂和原子H中的至少一种的较高浓度而增大分数氢反应速率。示例性电压
为约16V，并且示例性对应电流为约1kA。
姆至600微欧姆的范围内。在一个实施方式中，高电压中断通过EM泵注射熔体以增大电阻。
阻抗可增大。可通过来自点火等离子体的压力中断注射。高电压可增大分数氢反应速率。可
通过产生HOH催化剂和原子H中的至少一种的较高浓度而增大分数氢反应速率。示例性电压
为约16V，并且示例性对应电流为约1kA。
[0716] 在一个实施方式中，SunCell可包括液体电极。电极可包括液体金属。液体金属可包括燃料的熔融金属。注射系统可包括至少两个储槽5c和基本上可彼此电绝缘的至少两个
电磁泵。多个注射系统各自的喷嘴5q可取向为导致多个熔融金属流交叉。各流可具有至电
源2的终端的连接件以提供电压和电流至交叉物流。电流可由一个喷嘴5q流动通过其熔融
金属流而至其他流和喷嘴5q并且返回至电源2的对应终端。电池包括熔融金属返回系统以
促进注射熔融金属返回至多个储槽。在一个实施方式中，熔融金属返回系统使通过熔融金
属的点火电流和注射电流中的至少一个的短路最小化。反应池腔室5b31可包括底板，其引
导注射熔融金属回流至分离储槽5c中，使得银在分离储槽5c中基本上隔离以使经过连接储
槽的银的电短缺最小化。透过银在储槽之间的回流的电传导的电阻可基本上高于透过交叉
银的电传导的电阻，使得大部分电流流过交叉物流。电池可包括储槽电绝缘器或分离器，其
可包括电绝缘器，例如具有低导电性的陶瓷或耐火材料，例如石墨。
电磁泵。多个注射系统各自的喷嘴5q可取向为导致多个熔融金属流交叉。各流可具有至电
源2的终端的连接件以提供电压和电流至交叉物流。电流可由一个喷嘴5q流动通过其熔融
金属流而至其他流和喷嘴5q并且返回至电源2的对应终端。电池包括熔融金属返回系统以
促进注射熔融金属返回至多个储槽。在一个实施方式中，熔融金属返回系统使通过熔融金
属的点火电流和注射电流中的至少一个的短路最小化。反应池腔室5b31可包括底板，其引
导注射熔融金属回流至分离储槽5c中，使得银在分离储槽5c中基本上隔离以使经过连接储
槽的银的电短缺最小化。透过银在储槽之间的回流的电传导的电阻可基本上高于透过交叉
银的电传导的电阻，使得大部分电流流过交叉物流。电池可包括储槽电绝缘器或分离器，其
可包括电绝缘器，例如具有低导电性的陶瓷或耐火材料，例如石墨。
[0717] 分数氢反应可导致产生高电子浓度，其可减慢进一步的分数氢产生并且由此抑制分数氢反应速率。点火电极8处的电流可除去电子。在一个实施方式中，例如固体耐火金属
电极等固体电极在其是正电极或阳极时易于熔融，这是由于电子优先在阳极处除去，导致
高分数氢反应速率和局部加热。在一个实施方式中，电极包括液体电极和固体电极的混合
体。阳极可包括液体金属电极并且阴极可包括固体电极(例如W电极)，反之亦然。液体金属
阳极可包括至少一个EM泵和喷嘴，其中注射液体金属以与阴极接触从而完成点火电路。
电极等固体电极在其是正电极或阳极时易于熔融，这是由于电子优先在阳极处除去，导致
高分数氢反应速率和局部加热。在一个实施方式中，电极包括液体电极和固体电极的混合
体。阳极可包括液体金属电极并且阴极可包括固体电极(例如W电极)，反之亦然。液体金属
阳极可包括至少一个EM泵和喷嘴，其中注射液体金属以与阴极接触从而完成点火电路。
[0718] 可调整熔融金属泵送以实现点火电流脉冲。调整可包括时变泵压力和速率中的至少一种。脉冲可维持叠加于连续电流上。在等离子体发射是可见光和UV区域中的黑体发射
和等离子体发射是UV和EUV发射中的至少一种情况中，可维持电流脉冲。在一个实施方式
中，电极EM泵从电极间隙泵送过量熔融金属以间歇地产生开路。可在点火事件之后实现开
路以使用来自点火的各电流脉冲间歇地产生开路。在改善电力平衡的一个实施方式中，电
极电磁泵的磁体8c和对应于泵送点火产物的电流形成交叉电流和磁场，其中电流经历沿着
电极间轴的洛伦兹力。电流上的洛伦兹力产生电极间的电压。电压可导致电流流过点火电
路以对诸如电容器等电力源2再充电。点火系统可包括磁流体动力(MHD)产生器，其包括电
极电磁泵磁体、移动点火产物和点火电极8。MHD电力可对诸如电容器组等电力源2再充电。
和等离子体发射是UV和EUV发射中的至少一种情况中，可维持电流脉冲。在一个实施方式
中，电极EM泵从电极间隙泵送过量熔融金属以间歇地产生开路。可在点火事件之后实现开
路以使用来自点火的各电流脉冲间歇地产生开路。在改善电力平衡的一个实施方式中，电
极电磁泵的磁体8c和对应于泵送点火产物的电流形成交叉电流和磁场，其中电流经历沿着
电极间轴的洛伦兹力。电流上的洛伦兹力产生电极间的电压。电压可导致电流流过点火电
路以对诸如电容器等电力源2再充电。点火系统可包括磁流体动力(MHD)产生器，其包括电
极电磁泵磁体、移动点火产物和点火电极8。MHD电力可对诸如电容器组等电力源2再充电。
[0719] 在一个实施方式中，在分数氢反应在无电力输入的情况下传播时终止点火功率。分数氢反应可在通过水的热解支持的反应池腔室中传播。独立于点火功率的反应可在合适
反应条件下自传播。反应条件可包括高温和合适反应物浓度中的至少一种。可控制分数氢
反应条件和电流中的至少一个以实现电极的至少一部分上的高温以实现热解。反应温度和
电极的一部分的温度中的至少一个可较高，例如在约1000℃至20,000℃、1000℃至15,000
℃和1000℃至10,000℃中的至少一个范围内。合适反应浓度可包括在约0.1托至10,000托、
0.2托至1000托、0.5托至100托和0.5托至10托中的至少一个范围内的水蒸气压力。合适反
应浓度可包括在约0.1托至10,000托、0.2托至1000托、0.5托至100托和0.5托至10托中的至
少一个范围内的氢压。合适反应浓度可包括在约1托至100,000托、10托至10,000托和1托至
760托中的至少一个范围内的金属蒸气压力。反应池腔室可维持在维持优化分数氢反应速
率的金属蒸气压力的温度。
反应条件下自传播。反应条件可包括高温和合适反应物浓度中的至少一种。可控制分数氢
反应条件和电流中的至少一个以实现电极的至少一部分上的高温以实现热解。反应温度和
电极的一部分的温度中的至少一个可较高，例如在约1000℃至20,000℃、1000℃至15,000
℃和1000℃至10,000℃中的至少一个范围内。合适反应浓度可包括在约0.1托至10,000托、
0.2托至1000托、0.5托至100托和0.5托至10托中的至少一个范围内的水蒸气压力。合适反
应浓度可包括在约0.1托至10,000托、0.2托至1000托、0.5托至100托和0.5托至10托中的至
少一个范围内的氢压。合适反应浓度可包括在约1托至100,000托、10托至10,000托和1托至
760托中的至少一个范围内的金属蒸气压力。反应池腔室可维持在维持优化分数氢反应速
率的金属蒸气压力的温度。
[0720] 在一个实施方式中，固体燃料传播分数氢反应。可在固体燃料的反应物的反应中形成HOH催化剂和H。来自反应的热可足以通过热解产生H。示例性固体燃料包括Ag+CuO+Al+
冰、Cu+CuO+Al+冰、氧化钨+Al+冰、氢氧化钨+Al+冰、氢氧化钨+Al、水合氧化钨+Al+冰以及水合氧化钨+Al。
冰、Cu+CuO+Al+冰、氧化钨+Al+冰、氢氧化钨+Al+冰、氢氧化钨+Al、水合氧化钨+Al+冰以及水合氧化钨+Al。
[0721] 在一个实施方式中，HOH催化剂来源和H来源包括注射至电极中的水。汇流条和电极中的至少一个可包括水注射器。水注射可穿过可延伸至电极的水冷却汇流条。注射器可
包括插管。可使用细插管(其限制流动以控制递送至熔融金属流的水蒸气量)将水从EM泵直
接注射至熔融金属流中。插管可水冷却。可通过使插管散热至水冷却电池部件而实现水冷
却。插管可通过散热至水冷却汇流条而水冷却。作为另选，汇流条和电极中的至少一个可包
括来自水冷却系统的小插管延伸部以注射水。在一个实施方式中，防止银固化于插管的端
部上。插管可与点火等离子体相距一定距离并且在等离子体区域间的高压下注射。在一个
实施方式中，电极电磁泵可从插管区域清除过量熔融金属以防止金属固化于插管上。插管
可插入至点火等离子体和诸如熔融银等熔融金属中的至少一种。插管可进入泵管。插管可
穿透泵管。插管可通过合适路径(例如通过储槽)经由泵管入口进入泵管。插管可在蒸汽压
力下以防止银进入。作为另选，插管可包括电磁泵。在一个实施方式中，蒸汽注射可泵送诸
如熔融银或AgCu合金等熔融金属。可使用诸如稀有气体(例如氩)等载体气体递送蒸汽。载
体气体可流过蒸汽来源，例如起泡器或蒸汽产生器。可通过本公开的再循环器再循环载体
气体。可使用水注射速率和熔融金属的气动泵送速率中的至少一个的控制器控制注射气体
的压力和流动速率。可通过本公开的手段(例如通过本公开的起泡器温度控制器)控制气流
中的水蒸气的分压。
包括插管。可使用细插管(其限制流动以控制递送至熔融金属流的水蒸气量)将水从EM泵直
接注射至熔融金属流中。插管可水冷却。可通过使插管散热至水冷却电池部件而实现水冷
却。插管可通过散热至水冷却汇流条而水冷却。作为另选，汇流条和电极中的至少一个可包
括来自水冷却系统的小插管延伸部以注射水。在一个实施方式中，防止银固化于插管的端
部上。插管可与点火等离子体相距一定距离并且在等离子体区域间的高压下注射。在一个
实施方式中，电极电磁泵可从插管区域清除过量熔融金属以防止金属固化于插管上。插管
可插入至点火等离子体和诸如熔融银等熔融金属中的至少一种。插管可进入泵管。插管可
穿透泵管。插管可通过合适路径(例如通过储槽)经由泵管入口进入泵管。插管可在蒸汽压
力下以防止银进入。作为另选，插管可包括电磁泵。在一个实施方式中，蒸汽注射可泵送诸
如熔融银或AgCu合金等熔融金属。可使用诸如稀有气体(例如氩)等载体气体递送蒸汽。载
体气体可流过蒸汽来源，例如起泡器或蒸汽产生器。可通过本公开的再循环器再循环载体
气体。可使用水注射速率和熔融金属的气动泵送速率中的至少一个的控制器控制注射气体
的压力和流动速率。可通过本公开的手段(例如通过本公开的起泡器温度控制器)控制气流
中的水蒸气的分压。
[0722] 在一个实施方式中，注射器包括用于将水注射至熔融金属中的混合器。混合器可容纳于泵管和泵管的腔室中的至少一个中。混合器可包括泵管中的涡流来源。当施加水时，
熔体可进行混合、搅动和搅拌中的至少一种以增大水混入熔体中的效率、速率和程度中的
至少一个。可使用蒸汽-水分离器(例如旋风或离心分离器、机械聚结分离器和挡板或叶轮
类型分离器中的至少一种)除去蒸汽中的水滴。在一个实施方式中，水蒸气注射器包括由可
逆水合晶体组成的闭管，例如可渗透水的三羟铝石或三水铝石管。在一个实施方式中，通过
使氢在包括氧源的复合剂(例如CuO复合剂)上方流动而注射水。来自氢燃烧的水蒸气可流
动至熔融金属中，诸如在泵管的出口或喷嘴部分处。可通过与氧的反应再生诸如CuO等复合
剂。可由空气供应氧。
熔体可进行混合、搅动和搅拌中的至少一种以增大水混入熔体中的效率、速率和程度中的
至少一个。可使用蒸汽-水分离器(例如旋风或离心分离器、机械聚结分离器和挡板或叶轮
类型分离器中的至少一种)除去蒸汽中的水滴。在一个实施方式中，水蒸气注射器包括由可
逆水合晶体组成的闭管，例如可渗透水的三羟铝石或三水铝石管。在一个实施方式中，通过
使氢在包括氧源的复合剂(例如CuO复合剂)上方流动而注射水。来自氢燃烧的水蒸气可流
动至熔融金属中，诸如在泵管的出口或喷嘴部分处。可通过与氧的反应再生诸如CuO等复合
剂。可由空气供应氧。
[0723] 在一个实施方式中，可将化合物添加至诸如熔融Ag或AgCu合金等熔融金属以降低其熔点和粘度中的至少一个。化合物可包括诸如硼砂等助熔剂。在一个实施方式中，可将诸
如本公开的固体燃料等固体燃料添加至熔融金属。在一个实施方式中，例如熔融银、铜或
AgCu合金等熔融金属包括物质的组合物以结合或分散熔体(诸如可水合的助熔剂，如硼砂)
中的水，硼砂可水合至各种程度，例如硼砂脱水物、五水合物和十水合物。熔体可包括助熔
剂以从泵管内部除去氧化物。除去可在电磁泵汇流条5k2的区域处维持熔融金属与泵管5k6
之间的良好电接触。
如本公开的固体燃料等固体燃料添加至熔融金属。在一个实施方式中，例如熔融银、铜或
AgCu合金等熔融金属包括物质的组合物以结合或分散熔体(诸如可水合的助熔剂，如硼砂)
中的水，硼砂可水合至各种程度，例如硼砂脱水物、五水合物和十水合物。熔体可包括助熔
剂以从泵管内部除去氧化物。除去可在电磁泵汇流条5k2的区域处维持熔融金属与泵管5k6
之间的良好电接触。
[0724] 在一个实施方式中，可将包括氧源的化合物添加至诸如熔融银、铜或AgCu合金等熔融金属。在一个实施方式中，金属熔体包括并不附着至诸如锥体储槽和锥体或圆顶等电
池部件的金属。金属可包括诸如Ag-Cu等合金，例如AgCu(28重量％)或Ag-Cu-Ni合金。化合
物可在储槽5c和电磁泵的运行温度下熔融，使得其进行溶解熔融金属和与熔融金属混合中
的至少一种。化合物可在低于其熔点的温度下进行溶解和与熔融金属混合中的至少一种。
包括氧源的示例性化合物包括氧化物，例如金属氧化物或13族、14族、15族、16族或17族氧
化物。金属氧化物的示例性金属是具有低水反应性的金属中的至少一种，例如下组的金属：
Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn。对应氧化物可热力学上有利地与氢反应以形成HOH催化剂。示例性金属氧化物和其对应
熔点为十水四硼酸钠(熔点＝743℃，无水物)、CuO(熔点＝1326℃)、NiO(熔点＝1955℃)、
PbO(熔点＝888℃)、Sb2O3(熔点＝656℃)、Bi2O3(熔点＝817℃)、Co2O3(熔点＝1900℃)、CdO(熔点＝900-1000℃)、GeO2(熔点＝1115℃)、Fe2O3(熔点＝1539-1565℃)、MoO3(熔点＝795
℃)、TeO2(熔点＝732℃)、SnO2(熔点＝1630℃)、WO3(熔点＝1473℃)、WO2(熔点＝1700℃)、ZnO(熔点＝1975℃)、TiO2(熔点＝1843℃)、Al2O3(熔点＝2072℃)、碱土金属氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、内过渡金属氧化物、碱金属氧化物(例如Li2O(熔点＝1438℃)、Na2O(熔点＝1132℃))、K2O(熔点＝740℃)、Rb2O(熔点＝＞500℃)、Cs2O(熔点＝490℃)、氧化硼(例如B2O3(熔点＝450℃))、V2O5(熔点＝690℃)、VO(熔点＝1789℃)、Nb2O5(熔点＝1512℃)、NbO2(熔点＝1915℃)、SiO2(熔点＝1713℃)、Ga2O3(熔点＝1900℃)、In2O5(熔点＝1910℃)、Li2WO4(熔点＝740℃)、Li2B4O7(熔点＝917℃)、Na2MoO4(熔点＝687℃)、LiVO3(熔点＝
605℃)、Li2VO3、Mn2O5(熔点＝1567℃)和Ag2WO4(熔点＝620℃)。进一步的示例性氧化物包括氧化物的混合物，例如包括诸如Li2O和Na2O等碱金属氧化物和Al2O3、B2O3和VO2中的至少两
种的混合物。混合物可导致更理想的物理性质，例如更低熔点或更高沸点。可使氧化物干
燥。在诸如Bi2O3或Li2WO4等氧源的示例性实施方式中，氧源的氢还原反应是热力学上有利
的，并且还原产物与水反应形成氧源可在诸如赤热条件等运行条件下发生。在示例性实施
方式中，在赤热下，铋与水反应以形成三氧化二铋(III)氧化物(2Bi(s)+3H2O(g)→Bi2O3(s)
+3H2(g))。在一个实施方式中，氧化物气化为气相或等离子体。反应池腔室5b31中的氧化物
的摩尔数可限制其蒸气压力。在一个实施方式中，形成HOH催化剂的氧源可包括多种氧化
物。多种氧化物各自可在特定温度范围内挥发以用作HOH催化剂来源。例如，LiVO3可在高于
其熔点并且低于诸如第二氧化物等第二氧源的熔点时用作主要氧源。第二氧化物可在较高
温度(诸如高于其熔点)下用作氧源。示例性第二氧化物是Al2O3、ZrO、MgO、碱土金属氧化物和稀土金属氧化物。氧化物在诸如3000K等运行温度下基本上皆可为气态。可通过添加至反
应池腔室5b31的摩尔数调整压力。可调整氧化物和银蒸气压力的比以优化分数氢反应条件
和速率。
池部件的金属。金属可包括诸如Ag-Cu等合金，例如AgCu(28重量％)或Ag-Cu-Ni合金。化合
物可在储槽5c和电磁泵的运行温度下熔融，使得其进行溶解熔融金属和与熔融金属混合中
的至少一种。化合物可在低于其熔点的温度下进行溶解和与熔融金属混合中的至少一种。
包括氧源的示例性化合物包括氧化物，例如金属氧化物或13族、14族、15族、16族或17族氧
化物。金属氧化物的示例性金属是具有低水反应性的金属中的至少一种，例如下组的金属：
Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn。对应氧化物可热力学上有利地与氢反应以形成HOH催化剂。示例性金属氧化物和其对应
熔点为十水四硼酸钠(熔点＝743℃，无水物)、CuO(熔点＝1326℃)、NiO(熔点＝1955℃)、
PbO(熔点＝888℃)、Sb2O3(熔点＝656℃)、Bi2O3(熔点＝817℃)、Co2O3(熔点＝1900℃)、CdO(熔点＝900-1000℃)、GeO2(熔点＝1115℃)、Fe2O3(熔点＝1539-1565℃)、MoO3(熔点＝795
℃)、TeO2(熔点＝732℃)、SnO2(熔点＝1630℃)、WO3(熔点＝1473℃)、WO2(熔点＝1700℃)、ZnO(熔点＝1975℃)、TiO2(熔点＝1843℃)、Al2O3(熔点＝2072℃)、碱土金属氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、内过渡金属氧化物、碱金属氧化物(例如Li2O(熔点＝1438℃)、Na2O(熔点＝1132℃))、K2O(熔点＝740℃)、Rb2O(熔点＝＞500℃)、Cs2O(熔点＝490℃)、氧化硼(例如B2O3(熔点＝450℃))、V2O5(熔点＝690℃)、VO(熔点＝1789℃)、Nb2O5(熔点＝1512℃)、NbO2(熔点＝1915℃)、SiO2(熔点＝1713℃)、Ga2O3(熔点＝1900℃)、In2O5(熔点＝1910℃)、Li2WO4(熔点＝740℃)、Li2B4O7(熔点＝917℃)、Na2MoO4(熔点＝687℃)、LiVO3(熔点＝
605℃)、Li2VO3、Mn2O5(熔点＝1567℃)和Ag2WO4(熔点＝620℃)。进一步的示例性氧化物包括氧化物的混合物，例如包括诸如Li2O和Na2O等碱金属氧化物和Al2O3、B2O3和VO2中的至少两
种的混合物。混合物可导致更理想的物理性质，例如更低熔点或更高沸点。可使氧化物干
燥。在诸如Bi2O3或Li2WO4等氧源的示例性实施方式中，氧源的氢还原反应是热力学上有利
的，并且还原产物与水反应形成氧源可在诸如赤热条件等运行条件下发生。在示例性实施
方式中，在赤热下，铋与水反应以形成三氧化二铋(III)氧化物(2Bi(s)+3H2O(g)→Bi2O3(s)
+3H2(g))。在一个实施方式中，氧化物气化为气相或等离子体。反应池腔室5b31中的氧化物
的摩尔数可限制其蒸气压力。在一个实施方式中，形成HOH催化剂的氧源可包括多种氧化
物。多种氧化物各自可在特定温度范围内挥发以用作HOH催化剂来源。例如，LiVO3可在高于
其熔点并且低于诸如第二氧化物等第二氧源的熔点时用作主要氧源。第二氧化物可在较高
温度(诸如高于其熔点)下用作氧源。示例性第二氧化物是Al2O3、ZrO、MgO、碱土金属氧化物和稀土金属氧化物。氧化物在诸如3000K等运行温度下基本上皆可为气态。可通过添加至反
应池腔室5b31的摩尔数调整压力。可调整氧化物和银蒸气压力的比以优化分数氢反应条件
和速率。
[0725] 在一个实施方式中，氧源可包括无机化合物，例如CO、CO2、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、SO、SO2、SO3、PO、PO2、P2O3、P2O5。诸如CO2等氧源在室温下可为气体。诸如气体等氧源可在外压力容器腔室5b31a中。氧源可包括气体。气体可从外压力容器腔室5b31a扩散或渗透至反应池腔室5b31。可通过控制外压力容器腔室5b31a中的氧源气体压力来控制反应池腔
室5b31内部的氧源气体浓度。可通过供应管线将氧源气体添加至反应池腔室以作为反应池
腔室内部的气体。供应管线可进入更冷区域中，例如进入储槽的底部处的EM泵中。可通过诸
如冻结CO2、碳酸盐或碳酸等固体或液体的分解或气化来供应氧源气体。可使用压力计(例
如本公开的压力计)测量外压力容器腔室5b31a和反应池腔室5b31中的至少一个中的压力。
可使用控制器和气体源控制气体压力。
室5b31内部的氧源气体浓度。可通过供应管线将氧源气体添加至反应池腔室以作为反应池
腔室内部的气体。供应管线可进入更冷区域中，例如进入储槽的底部处的EM泵中。可通过诸
如冻结CO2、碳酸盐或碳酸等固体或液体的分解或气化来供应氧源气体。可使用压力计(例
如本公开的压力计)测量外压力容器腔室5b31a和反应池腔室5b31中的至少一个中的压力。
可使用控制器和气体源控制气体压力。
[0726] 氧源可包括含有含氧阴离子的化合物。该化合物可包括金属。该化合物可选自下述的一种：氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、硝酸盐、亚硝酸盐、高锰酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、亚氯酸盐、过亚氯酸盐
(perchlorite)、次氯酸盐、溴酸盐、高溴酸盐、亚溴酸盐、过亚溴酸盐(perbromite)、碘酸盐、高碘酸盐、亚碘酸盐、过亚碘酸盐(periodite)、铬酸盐、重铬酸盐、碲酸盐、硒酸盐、砷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化钴、氧化碲，以及其他含氧阴离子，如卤素、P、B、Si、N、As、S、Te、Sb、C、S、P、Mn、Cr、Co和Te的那些，其中金属可包括碱金属、碱土、过渡、内过渡或稀土、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Se和Te中的一种或多种。氧源可包括MNO3、MClO4、MOx、MxO和MxOy中的至少一种，其中M是金属，如过渡金属、内过渡金属、稀土金属、Sn、Ga、In、铅、锗、碱金属或碱土金属，并且x和y是整数。氧源可包括下述的至少一种：SO2，SO3，S2O5Cl2，F5SOF，M2S2O8，SOxXy(如SOCl2、SOF2、SO2F2或SOBr2)，XxX’yOz，其中X和X’是卤素，例如ClO2F、ClO2F2、ClOF3、ClO3F和ClO2F3，碲氧化物(如TeOx，例如TeO2或TeO3)，Te(OH)6，SeOx(如SeO2或SeO3)，硒氧化物(如SeO2、SeO3、SeOBr2、SeOCl2、SeOF2或SeO2F2)，P2O5，POxXy(其中X是卤素，例如POBr3、POI3、POCl3或POF3)，砷氧化物(如As2O3或As2O5)，锑氧化物(如Sb2O3、Sb2O4、或Sb2O5或SbOCl)、Sb2
(SO4)3，铋氧化物，其他铋化合物(如BiAsO4、Bi(OH)3、Bi2O3、BiOBr、BiOCl、BiOI、Bi2O4)，金属氧化物或氢氧化物，如Y2O3、GeO、FeO、Fe2O3、or NbO、NiO、Ni2O3、SnO、SnO2、Ag2O、AgO、Ga2O、As2O3、SeO2、TeO2、In(OH)3、Sn(OH)2、In(OH)3、Ga(OH)3或Bi(OH)3，CO2，高锰酸盐(如KMnO4和NaMnO4)，P2O5，硝酸盐(如LiNO3、NaNO3和KNO3)，过渡金属氧化物或氢氧化物(具有至少一个O和OH的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn)，羟基氧化物(如FeOOH)，第二或第三过渡系氧化物或氢氧化物(如Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Os的那些)，贵金属氧化物(如PdO或PtO)，金属和含氧阴离子(如Na2TeO4或Na2TeO3)，CoO，含有选自由氧和不同卤原子组成的组中的至少两种原子的化合物(如F2O、Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7、ClOF3、ClO2F、ClO2F3、ClO3F、I2O5)，可在还原后形成金属的化合物。氧源可包括含氧气体，例如O2、N2O和NO2中的至少一种。
(perchlorite)、次氯酸盐、溴酸盐、高溴酸盐、亚溴酸盐、过亚溴酸盐(perbromite)、碘酸盐、高碘酸盐、亚碘酸盐、过亚碘酸盐(periodite)、铬酸盐、重铬酸盐、碲酸盐、硒酸盐、砷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化钴、氧化碲，以及其他含氧阴离子，如卤素、P、B、Si、N、As、S、Te、Sb、C、S、P、Mn、Cr、Co和Te的那些，其中金属可包括碱金属、碱土、过渡、内过渡或稀土、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Se和Te中的一种或多种。氧源可包括MNO3、MClO4、MOx、MxO和MxOy中的至少一种，其中M是金属，如过渡金属、内过渡金属、稀土金属、Sn、Ga、In、铅、锗、碱金属或碱土金属，并且x和y是整数。氧源可包括下述的至少一种：SO2，SO3，S2O5Cl2，F5SOF，M2S2O8，SOxXy(如SOCl2、SOF2、SO2F2或SOBr2)，XxX’yOz，其中X和X’是卤素，例如ClO2F、ClO2F2、ClOF3、ClO3F和ClO2F3，碲氧化物(如TeOx，例如TeO2或TeO3)，Te(OH)6，SeOx(如SeO2或SeO3)，硒氧化物(如SeO2、SeO3、SeOBr2、SeOCl2、SeOF2或SeO2F2)，P2O5，POxXy(其中X是卤素，例如POBr3、POI3、POCl3或POF3)，砷氧化物(如As2O3或As2O5)，锑氧化物(如Sb2O3、Sb2O4、或Sb2O5或SbOCl)、Sb2
(SO4)3，铋氧化物，其他铋化合物(如BiAsO4、Bi(OH)3、Bi2O3、BiOBr、BiOCl、BiOI、Bi2O4)，金属氧化物或氢氧化物，如Y2O3、GeO、FeO、Fe2O3、or NbO、NiO、Ni2O3、SnO、SnO2、Ag2O、AgO、Ga2O、As2O3、SeO2、TeO2、In(OH)3、Sn(OH)2、In(OH)3、Ga(OH)3或Bi(OH)3，CO2，高锰酸盐(如KMnO4和NaMnO4)，P2O5，硝酸盐(如LiNO3、NaNO3和KNO3)，过渡金属氧化物或氢氧化物(具有至少一个O和OH的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn)，羟基氧化物(如FeOOH)，第二或第三过渡系氧化物或氢氧化物(如Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Os的那些)，贵金属氧化物(如PdO或PtO)，金属和含氧阴离子(如Na2TeO4或Na2TeO3)，CoO，含有选自由氧和不同卤原子组成的组中的至少两种原子的化合物(如F2O、Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7、ClOF3、ClO2F、ClO2F3、ClO3F、I2O5)，可在还原后形成金属的化合物。氧源可包括含氧气体，例如O2、N2O和NO2中的至少一种。
[0727] 在一个实施方式中，熔体包括至少一种添加剂。该添加剂可包括氧源和氢源中的一种。氧源和氢源中的至少一种可包括下组中的一种或多种：
[0728] H2、NH3、MNH2、M2NH、MOH、MAlH4、M3AlH6和MBH4、MH、MNO3、MNO、MNO2、M2NH、MNH2、NH3、MBH4、MAlH4、M3AlH6、MHS、M2CO3、MHCO3、M2SO4、MHSO4、M3PO4、M2HPO4、MH2PO4、M2MoO4、M2MoO3、MNbO3、M2B4O7、MBO2、M2WO4、M2CrO4、M2Cr2O7、M2TiO3、MZrO3、MAlO2、M2Al2O2、MCoO2、MGaO2、M2GeO3、MMnO4、M2MnO4、M4SiO4、M2SiO3、MTaO3、MVO3、MIO3、MFeO2、MIO4、MOCl、MClO2、MClO3、MClO4、MClO4、MScO3、MScOn、MTiOn、MVOn、MCrOn、MCr2On、MMn2On、MFeOn、MxCoOn(x是整数或分数)、MNiOn、MNi2On、MCuOn、MznOn(其中n＝1、2、3或4，M是金属，如碱金属)、Mg3(BO3)2和M2S2O8；
[0729] 混合金属氧化物或诸如锂离子电池嵌入化合物等嵌入氧化物，例如下组中的至少一种：LiCoO2、LiFePO4、LiNixMnyCozO2、LiMn2O4、LiFeO2、Li2MnO3、Li2MnO4、LiNiO2、LiFeO2、LiTaO3、LiVO3、Li2VO3、Li2NbO3、Li2SeO3、Li2SeO4、Li2TeO3、Li2TeO4、Li2WO4、Li2CrO4、Li2Cr2O7、Li2HfO3、Li2MoO3或Li2MoO4、Li2TiO3、Li2ZrO3和LiAlO2；
[0730] 助熔剂，例如四硼酸钠(熔点＝743℃；无水物)、K2SO4(熔点＝1069℃)、Na2CO3(熔点＝851℃)、K2CO3(熔点＝891℃)、KOH(熔点＝360℃)、MgO(熔点＝2852℃)、CaO(熔点＝
2613℃)、SrO(熔点＝2531℃)、BaO(熔点＝1923℃)、CaCO3(熔点＝1339℃)；
2613℃)、SrO(熔点＝2531℃)、BaO(熔点＝1923℃)、CaCO3(熔点＝1339℃)；
[0731] 可包括气体的分子氧化剂，例如CO2、SO2、SO3、S2O5Cl2、F5SOF、SOxXy(例如SOCl2、SOF2、SO2F2、SOBr2)、PO2、P2O3、P2O5、POxXy(例如POBr3、POI3、POCl3或POF3)、I2O5、Re2O7、I2O4、I2O5、I2O9、SO2、CO2、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、Cl2O、ClO2、Cl2O3、Cl2O6、Cl2O7、NH4X(其中X是硝酸根或本领域技术人员已知的其他合适阴离子，例如包括下组的一种：NO3-、NO2-、SO42-、HSO4-、CoO2-、IO3-、IO4-、TiO3-、CrO4-、FeO2-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、VO3-、ClO4-和Cr2O72；
[0732] 氧阴离子，例如下组中的一种：NO3-、NO2-、SO42-、HSO4-、CoO2-、IO3-、IO4-、TiO3-、CrO4-、FeO2-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、VO3-、ClO4-和Cr2O72-；
[0733] 强酸、氧化剂、分子氧化剂的氧阴离子，例如下组中的一种：V2O3、I2O5、MnO2、Re2O7、CrO3、RuO2、AgO、PdO、PdO2、PtO、PtO2和NH4X，其中X是硝酸根或本领域技术人员已知的其他合适阴离子；
[0734] 氢氧化物，例如下组中的一种：Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、Sn、In、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl和W、MOH、MOH、M’(OH)2(其中M是碱金属并且M’是碱土金属)、过渡金属氢氧化物、Co(OH)2、Zn(OH)2、Ni(OH)2、其他过渡金属氢氧化物、稀土金属氢氧化物、Al(OH)3、Cd(OH)2、Sn(OH)2、Pb(OH)、In(OH)3、Ga(OH)3、Bi(OH)3、包括和 的化合物、配位离子氢氧化物(例如Li2Zn(OH)4、Na2Zn
(OH)4、Li2Sn(OH)4、Na2Sn(OH)4、Li2Pb(OH)4、Na2Pb(OH)4、LiSb(OH)4、NaSb(OH)4、LiAl(OH)4、NaAl(OH)4、LiCr(OH)4、NaCr(OH)4、Li2Sn(OH)6和Na2Sn(OH)6)；
(OH)4、Li2Sn(OH)4、Na2Sn(OH)4、Li2Pb(OH)4、Na2Pb(OH)4、LiSb(OH)4、NaSb(OH)4、LiAl(OH)4、NaAl(OH)4、LiCr(OH)4、NaCr(OH)4、Li2Sn(OH)6和Na2Sn(OH)6)；
[0735] 酸，例如H2SO3、H2SO4、H3PO3、H3PO4、HClO4、HNO3、HNO、HNO2、H2CO3、H2Mo O4、HNbO3、H2B4O7、HBO2、H2WO4、H2CrO4、H2Cr2O7、H2TiO3、HZrO3、MAlO2、HMn2O4、HIO3、HIO4、HClO4或诸如无水酸等酸源(如SO2、SO3、CO2、NO2、N2O3、N2O5、Cl2O7、PO2、P2O3和P2O5的组中的至少一种)；
[0736] 固体酸，例如MHSO4、MHCO3、M2HPO4和MH2PO4的组中的一种，其中M是诸如碱金属等金属；
[0737] 氢氧化合物，例如下组中的一种：WO2(OH)、WO2(OH)2、VO(OH)、VO(OH)2、VO(OH)3、V2O2(OH)2、V2O2(OH)4、V2O2(OH)6、V2O3(OH)2、V2O3(OH)4、V2O4(OH)2、FeO(OH)、(α-MnO(OH)锰榍石和γ-MnO(OH)水锰矿)、MnO(OH)、MnO(OH)2、Mn2O3(OH)、Mn2O2(OH)3、Mn2O(OH)5、MnO3(OH)、MnO2(OH)3、MnO(OH)5、Mn2O2(OH)2、Mn2O6(OH)2、Mn2O4(OH)6、NiO(OH)、TiO(OH)、TiO(OH)2、Ti2O3(OH)、Ti2O3(OH)2、Ti2O2(OH)3、Ti2O2(OH)4和NiO(OH)、羟铬矿(CrO(OH))、水铝石(AlO(OH))、ScO(OH)、YO(OH)、VO(OH)、针铁矿(α-Fe3+O(OH))、锰榍石(Mn3+O(OH))、圭羟铬矿(CrO(OH))、黑铁钒矿((V,Fe)O(OH))、CoO(OH)、NiO(OH)、Ni1/2Co1/2O(OH)和Ni1/3Co1/3Mn1/3O(OH)、RhO(OH)、InO(OH)、镓矿(GaO(OH)))、水锰矿(Mn3+O(OH))、钇钨华-(Y)YW2O6(OH)3、钇钨华-(Ce)((Ce、Nd、Y)W2O6(OH)3)、未命名(钇钨华-(Ce)的Nd类似物)((Nd、Ce、La)W2O6(OH)3)、铜碲矿(Cu2[(OH)2[TeO4])、碲铅铜石(Pb2+Cu32+(TeO6)(OH)2)、副碲铅铜矿(Pb2+Cu32+(TeO6)(OH)2)和MxOyHz(其中x、y和z是整数并且M是诸如过渡、内过渡或稀土金属等金属，例如金属氢氧化合物)；
[0738] 氧化物，例如下组中的一种：氧阴离子化合物；铝酸盐；钨酸盐；锆酸盐；钛酸盐；硫酸盐；磷酸盐；碳酸盐；硝酸盐；铬酸盐和锰酸盐；氧化物；亚硝酸盐；硼酸盐；氧化硼(例如B2O3)；金属氧化物；非金属氧化物；以下各自的氧化物：碱金属、碱土金属、过渡金属、内过渡金属和稀土金属和Al、Ga、In、Sn、Pb、S、Te、Se、N、P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge和B以及形成氧化物或氧阴离子的其他元素；包括来自下组中的至少一种阳离子的氧化物：碱金属、碱土金属、过渡金属、内过渡金属和稀土金属和Al、Ga、In、Sn和Pb阳离子、金属氧化物阴离子和阳离子(例如碱金属、碱土金属、过渡金属、内过渡金属和稀土金属阳离子)和其他金属和类金属的
阳离子(例如Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和Te的阳离子)(例如MM’2xO3x+1或MM’2xO4(M＝碱土金属，M’＝诸如Fe或Ni或Mn等过渡金属，x＝整数)和M2M’2xO3x+1或M2M’2xO4(M＝碱金属，M’＝诸如Fe或Ni或Mn等过渡金属，x＝整数))；M2O和MO(其中M是金属，例如碱金属(例如Li2O、Na2O和K2O)和碱土金属(例如MgO、CaO、SrO和BaO))；MCoO2(其中M是金属，例如碱金属(例如Na2O和K2O)和碱土金属(例如MgO、CaO、SrO和BaO))；MCoO2(其中M是诸如碱金属等金
属)；CoO2；MnO2；Mn2O3；Mn3O4；PbO2；Ag2O2；AgO；RuO2；包括银和氧的化合物；过渡金属的氧化物(例如NiO和CoO、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、Sn、In、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl和W过渡金属和Sn的氧化物(例如SnO))；碱金属的氧化物(例如Li2O、Na2O和K2O)和碱土金属的氧化物(例如MgO、CaO、SrO和BaO)；MoO2；TiO2；
ZrO2；SiO2；Al2O3；NiO；Ni2O3；FeO；Fe2O3；TaO2；Ta2O5；VO；VO2；V2O3；V2O5；B2O3；NbO；NbO2；Nb2O5；
SeO2；SeO3；TeO2；TeO3；WO2；WO3；Cr3O4；Cr2O3；CrO2；CrO3；MnO；Mn2O7；HfO2；Co2O3；CoO；Co3O4；
PdO；PtO2；BaZrO3；Ce2O3；LiCoO2；Sb2O3；BaWO4；BaCrO4；BaSi2O5；Ba(BO2)2；Ba(PO3)2；BaSiO3；
BaMoO4；Ba(NbO3)2；BaTiO3；BaTi2O5；BaWO4；CoMoO4；Co2SiO4；CoSO4；CoTiO3；CoWO4；Co2TiO4；
Nb2O5；Li2MoO4；LiNbO3；LiSiO4；Li3PO4；Li2SO4；LiTaO3；Li2B4O7；Li2TiO3；Li2WO4；LiVO3；
Li2VO3；Li2ZrO3；LiFeO2；LiMnO4；LiMn2O4；LiGaO2；Li2GeO3；LiGaO2；
阳离子(例如Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和Te的阳离子)(例如MM’2xO3x+1或MM’2xO4(M＝碱土金属，M’＝诸如Fe或Ni或Mn等过渡金属，x＝整数)和M2M’2xO3x+1或M2M’2xO4(M＝碱金属，M’＝诸如Fe或Ni或Mn等过渡金属，x＝整数))；M2O和MO(其中M是金属，例如碱金属(例如Li2O、Na2O和K2O)和碱土金属(例如MgO、CaO、SrO和BaO))；MCoO2(其中M是金属，例如碱金属(例如Na2O和K2O)和碱土金属(例如MgO、CaO、SrO和BaO))；MCoO2(其中M是诸如碱金属等金
属)；CoO2；MnO2；Mn2O3；Mn3O4；PbO2；Ag2O2；AgO；RuO2；包括银和氧的化合物；过渡金属的氧化物(例如NiO和CoO、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、Sn、In、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl和W过渡金属和Sn的氧化物(例如SnO))；碱金属的氧化物(例如Li2O、Na2O和K2O)和碱土金属的氧化物(例如MgO、CaO、SrO和BaO)；MoO2；TiO2；
ZrO2；SiO2；Al2O3；NiO；Ni2O3；FeO；Fe2O3；TaO2；Ta2O5；VO；VO2；V2O3；V2O5；B2O3；NbO；NbO2；Nb2O5；
SeO2；SeO3；TeO2；TeO3；WO2；WO3；Cr3O4；Cr2O3；CrO2；CrO3；MnO；Mn2O7；HfO2；Co2O3；CoO；Co3O4；
PdO；PtO2；BaZrO3；Ce2O3；LiCoO2；Sb2O3；BaWO4；BaCrO4；BaSi2O5；Ba(BO2)2；Ba(PO3)2；BaSiO3；
BaMoO4；Ba(NbO3)2；BaTiO3；BaTi2O5；BaWO4；CoMoO4；Co2SiO4；CoSO4；CoTiO3；CoWO4；Co2TiO4；
Nb2O5；Li2MoO4；LiNbO3；LiSiO4；Li3PO4；Li2SO4；LiTaO3；Li2B4O7；Li2TiO3；Li2WO4；LiVO3；
Li2VO3；Li2ZrO3；LiFeO2；LiMnO4；LiMn2O4；LiGaO2；Li2GeO3；LiGaO2；
[0739] 水合物，例如本公开的水合物，例如硼砂或六水合四硼酸钠；
[0740] 过氧化物，例如H2O2、M2O2(其中M是碱金属，例如Li2O2、Na2O2、K2O2)或其他离子过氧化物，例如碱土金属过氧化物(例如Ca、Sr或Ba过氧化物)、其他正电性金属的过氧化物(例如镧系元素的过氧化物)和共价金属过氧化物(例如Zn、Cd和Hg的过氧化物)；
[0741] 超氧化物，例如MO2(其中M是碱金属，例如NaO2、KO2、RbO2和CsO2)和碱土金属超氧化物；
[0742] 包括氧物种(例如O2、O3、 O、O+、H2O、H3O+、OH、OH+、OH-、HOOH、OOH-、O-、O2-、O2-和O22-中的至少一种)和H物种(例如H2、H、H+、H2O、H3O+、OH、OH+、OH-、HOOH和OOH-中的至少一种)中的至少一种的化合物；
[0743] 能够进行水合反应的酸酐或氧化物，其包括元素、金属、合金或混合物，例如来自下组中的一种：Mo、Ti、Zr、Si、Al、Ni、Fe、Ta、V、B、Nb、Se、Te、W、Cr、Mn、Hf、Co和Mg、Li2MoO3、Li2MoO4、Li2TiO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、LiAlO2、LiNiO2、LiFeO2、LiTaO3、LiVO3、Li2VO3、Li2B4O7、Li2NbO3、Li2SeO3、Li2SeO4、Li2TeO3、Li2TeO4、Li2WO4、Li2CrO4、Li2Cr2O7、Li2MnO4、Li2HfO3、LiCoO2和MO(其中M是诸如碱土金属等金属，例如MgO的Mg)、As2O3、As2O5、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、Bi2O3、SO2、SO3、CO2、NO2、N2O3、N2O5、Cl2O7、PO2、P2O3和P2O5；
[0744] 氢化物，例如来自下组中的一种：R-Ni、La2Co1Ni9H6、La2Co1Ni9H6、ZrCr2H3.8、LaNi3.55Mn0.4Al0.3Co0.75、ZrMn0.5Cr0.2V0.1Ni1.2和能够储存氢的其他合金，例如选自以下的一种：MmNi5(Mm＝混合稀土金属)(例如MmNi3.5Co0.7Al0.8)、AB5(LaCePrNdNiCoMnAl)或AB2
(VTiZrNiCrCoMnAlSn)类型(其中“ABx”符号是指A类型元素(LaCePrNd或TiZr)与B类型元素
(VNiCrCoMnAlSn)的比率)、AB5类型：MmNi3.2Co1.0Mn0.6Al0.11Mo0.09(Mm＝混合稀土金属：25重量％La、50重量％Ce、7重量％Pr、18重量％Nd)、La1-yRyNi5-xMx、AB2类型：
Ti0.51Zr0.49V0.70Ni1.18Cr0.12合金、基于镁的合金、Mg1.9Al0.1Ni0.8Co0.1Mn0.1合金、Mg0.72Sc0.28(Pd0.012+Rh0.012)和Mg80Ti20、Mg80V20、La0.8Nd0.2Ni2.4Co2.5Si0.1、LaNi5-xMx(M＝Mn、Al)、(M＝Al、Si、Cu)、(M＝Sn)、(M＝Al、Mn、Cu)和LaNi4Co、MmNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、
LaNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、MgCu2、MgZn2、MgNi2、AB化合物、TiFe、TiCo和TiNi、ABn化合物(n＝
5、2或1)、AB3-4化合物、ABx(A＝La、Ce、Mn、Mg；B＝Ni、Mn、Co、Al)、ZrFe2、Zr0.5Cs0.5Fe2、Zr0.8Sc0.2Fe2、YNi5、LaNi5、LaNi4.5Co0.5、(Ce、La、Nd、Pr)Ni5、混合稀土金属-镍合金、Ti0.98Zr0.02V0.43Fe0.09Cr0.05Mn1.5、La2Co1Ni9、FeNi、TiMn2、TiFeH2、M-N-H系统的物质(例如LiNH2、Li2NH或Li3N)和进一步包括硼(例如硼氢化物)或铝(例如铝氢化物)的碱金属氢化物、碱土
金属氢化物(例如MgH2)、金属合金氢化物(例如BaReH9、LaNi5H6、FeTiH1.7和MgNiH4)、金属硼氢化物(例如Be(BH4)2、Mg(BH4)2、Ca(BH4)2、Zn(BH4)2、Sc(BH4)3、Ti(BH4)3、Mn(BH4)2、Zr(BH4)4、NaBH4、LiBH4、KBH4和Al(BH4)3)、AlH3、NaAlH4、Na3AlH6、LiAlH4、Li3AlH6、LiH、LaNi5H6、La2Co1Ni9H6和TiFeH2、NH3BH3、包括碱金属(Na、K、Rb、Cs)、碱土金属(Mg、Ca、Ba、Sr)、来自IIIA族的元素(例如B、Al、Ga、Sb)、来自IVA族的元素(例如C、Si、Ge、Sn)和来自VA族的元素(例如N、P、As)的氢化物金属或半金属、过渡金属合金和金属间化合物ABn(其中A表示能够
形成稳定氢化物的一种或多种元素并且B是形成不稳定氢化物的元素)、表2中给出的金属
间化合物、金属间化合物(其中位点A和/或位点B的部分由另一元素取代(例如M表示
LaNi5)，金属间合金可由LaNi5-xAx表示，例如，其中A是Al、Cu、Fe、Mn和/或Co并且La可由混合稀土金属取代、含有30％至70％的铈、钕和来自相同系列的极少量元素的稀土金属的混合
物(其余为镧))、合金(例如Li3Mg、K3Mg、Na3Mg，其形成诸如MMgH3(M＝碱金属)的混合氢化
物)、聚胺基硼烷、胺硼烷配合物(例如胺硼烷、氢化硼氨合物、肼-硼烷配合物、二硼烷二氨合物、硼氮炔和八氢三硼酸铵或四氢硼酸铵)、咪唑离子液体(例如烷基(芳基)-3-甲基咪唑
N-双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺盐)、硼酸鏻和天然焦物质。进一步的示例性化合物是氨硼
烷、碱金属氨硼烷(例如锂氨硼烷)和硼烷烷基胺配合物(例如硼烷二甲胺配合物、硼烷三甲
胺配合物)和胺基硼烷和硼烷胺(例如氨基二硼烷、n-二甲基氨基二硼烷、三(二甲基氨基)
硼烷、二正丁基硼胺、二甲基氨基硼烷、三甲基氨基硼烷、氨-三甲基硼烷和三乙基氨基硼
烷)。其他合适的氢储存材料是具有吸收氢的有机液体，例如咔唑和衍生物，例如9-(2-乙基
己基)咔唑、9-乙基咔唑、9-苯基咔唑、9-甲基咔唑和4,4’-双(N-咔唑基)-l,l’-联苯)；
(VTiZrNiCrCoMnAlSn)类型(其中“ABx”符号是指A类型元素(LaCePrNd或TiZr)与B类型元素
(VNiCrCoMnAlSn)的比率)、AB5类型：MmNi3.2Co1.0Mn0.6Al0.11Mo0.09(Mm＝混合稀土金属：25重量％La、50重量％Ce、7重量％Pr、18重量％Nd)、La1-yRyNi5-xMx、AB2类型：
Ti0.51Zr0.49V0.70Ni1.18Cr0.12合金、基于镁的合金、Mg1.9Al0.1Ni0.8Co0.1Mn0.1合金、Mg0.72Sc0.28(Pd0.012+Rh0.012)和Mg80Ti20、Mg80V20、La0.8Nd0.2Ni2.4Co2.5Si0.1、LaNi5-xMx(M＝Mn、Al)、(M＝Al、Si、Cu)、(M＝Sn)、(M＝Al、Mn、Cu)和LaNi4Co、MmNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、
LaNi3.55Mn0.44Al0.3Co0.75、MgCu2、MgZn2、MgNi2、AB化合物、TiFe、TiCo和TiNi、ABn化合物(n＝
5、2或1)、AB3-4化合物、ABx(A＝La、Ce、Mn、Mg；B＝Ni、Mn、Co、Al)、ZrFe2、Zr0.5Cs0.5Fe2、Zr0.8Sc0.2Fe2、YNi5、LaNi5、LaNi4.5Co0.5、(Ce、La、Nd、Pr)Ni5、混合稀土金属-镍合金、Ti0.98Zr0.02V0.43Fe0.09Cr0.05Mn1.5、La2Co1Ni9、FeNi、TiMn2、TiFeH2、M-N-H系统的物质(例如LiNH2、Li2NH或Li3N)和进一步包括硼(例如硼氢化物)或铝(例如铝氢化物)的碱金属氢化物、碱土
金属氢化物(例如MgH2)、金属合金氢化物(例如BaReH9、LaNi5H6、FeTiH1.7和MgNiH4)、金属硼氢化物(例如Be(BH4)2、Mg(BH4)2、Ca(BH4)2、Zn(BH4)2、Sc(BH4)3、Ti(BH4)3、Mn(BH4)2、Zr(BH4)4、NaBH4、LiBH4、KBH4和Al(BH4)3)、AlH3、NaAlH4、Na3AlH6、LiAlH4、Li3AlH6、LiH、LaNi5H6、La2Co1Ni9H6和TiFeH2、NH3BH3、包括碱金属(Na、K、Rb、Cs)、碱土金属(Mg、Ca、Ba、Sr)、来自IIIA族的元素(例如B、Al、Ga、Sb)、来自IVA族的元素(例如C、Si、Ge、Sn)和来自VA族的元素(例如N、P、As)的氢化物金属或半金属、过渡金属合金和金属间化合物ABn(其中A表示能够
形成稳定氢化物的一种或多种元素并且B是形成不稳定氢化物的元素)、表2中给出的金属
间化合物、金属间化合物(其中位点A和/或位点B的部分由另一元素取代(例如M表示
LaNi5)，金属间合金可由LaNi5-xAx表示，例如，其中A是Al、Cu、Fe、Mn和/或Co并且La可由混合稀土金属取代、含有30％至70％的铈、钕和来自相同系列的极少量元素的稀土金属的混合
物(其余为镧))、合金(例如Li3Mg、K3Mg、Na3Mg，其形成诸如MMgH3(M＝碱金属)的混合氢化
物)、聚胺基硼烷、胺硼烷配合物(例如胺硼烷、氢化硼氨合物、肼-硼烷配合物、二硼烷二氨合物、硼氮炔和八氢三硼酸铵或四氢硼酸铵)、咪唑离子液体(例如烷基(芳基)-3-甲基咪唑
N-双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺盐)、硼酸鏻和天然焦物质。进一步的示例性化合物是氨硼
烷、碱金属氨硼烷(例如锂氨硼烷)和硼烷烷基胺配合物(例如硼烷二甲胺配合物、硼烷三甲
胺配合物)和胺基硼烷和硼烷胺(例如氨基二硼烷、n-二甲基氨基二硼烷、三(二甲基氨基)
硼烷、二正丁基硼胺、二甲基氨基硼烷、三甲基氨基硼烷、氨-三甲基硼烷和三乙基氨基硼
烷)。其他合适的氢储存材料是具有吸收氢的有机液体，例如咔唑和衍生物，例如9-(2-乙基
己基)咔唑、9-乙基咔唑、9-苯基咔唑、9-甲基咔唑和4,4’-双(N-咔唑基)-l,l’-联苯)；
[0745] 表2.形成氢化物的元素和组合
[0746]
[0747] 可渗透氢的薄膜，例如Ni(H2)、V(H2)、Ti(H2)、Fe(H2)或Nb(H2)；
[0748] 包括氧和氢(例如本公开的氧和氢)中的至少一种的化合物，其中其他金属可取代本公开的金属，M也可为其他阳离子，例如碱土金属、过渡金属、内过渡金属或稀土金属阳离子或13族至16族阳离子(例如Al、Ga、In、Sn、Pb、Bi和Te)，并且金属可为熔融金属的一种，诸如银和铜中的至少一种，
[0749] 以及氢和氧中的至少一种的其他这种源，例如本领域技术人员已知的源。在一个实施方式中，通过分数氢反应释放的能量和电极间施加的电压中的至少一个足以破坏氧源
的氧键以释放氧。电压可在约0.1V至8V、0.5V至4V和0.5V至2V中的至少一个范围内。在一个
实施方式中，氧源比氢还原产物(诸如水和包括较少氧的氧源)更稳定。氢还原产物可与水
反应以形成氧源。还原的氧源可与水和氧中的至少一种反应以维持这些氧化剂在反应池腔
室5b31中的低浓度。还原的氧源可维持圆顶5b4。在包括W圆顶和高度稳定氧化物(例如
Na2O)的示例性实施方式中，还原的氧源是与H2O和O2两者反应以从反应池腔室清除这些气
体的Na金属蒸气。Na也可将圆顶上的W氧化物还原为W以维持其不受腐蚀。
的氧键以释放氧。电压可在约0.1V至8V、0.5V至4V和0.5V至2V中的至少一个范围内。在一个
实施方式中，氧源比氢还原产物(诸如水和包括较少氧的氧源)更稳定。氢还原产物可与水
反应以形成氧源。还原的氧源可与水和氧中的至少一种反应以维持这些氧化剂在反应池腔
室5b31中的低浓度。还原的氧源可维持圆顶5b4。在包括W圆顶和高度稳定氧化物(例如
Na2O)的示例性实施方式中，还原的氧源是与H2O和O2两者反应以从反应池腔室清除这些气
体的Na金属蒸气。Na也可将圆顶上的W氧化物还原为W以维持其不受腐蚀。
[0750] 示例性氧源(例如具有合适熔点和沸点并且能够溶解或混合至诸如熔融银等熔体中的氧源)是选自下组中的至少一种：NaReO4、NaOH、NaBrO3、B2O3、PtO2、MnO2、Na5P3O10、NaVO3、Sb2O3、Na2MoO4、V2O5、Na2WO4、Li2MoO4、Li2CO3、TeO2、Li2WO4、Na2B4O7、Na2CrO4、Bi2O3、LiBO2、Li2SO4、Na2CO3、Na2SO4、K2CO3、K2MoO4、K2WO4、Li2B4O7、KBO2、NaBO2、Na4P2O7、CoMoO4、SrMoO4、Bi4Ge3012、K2SO4、Mn2O3、GeO2、Na2SiO3、Na2O、Li3PO4、SrNb2O6、Cu2O、LiSiO4、LiNbO3、CuO、Co2SiO4、BaCrO4、BaSi2O5、NaNbO3、Li2O、BaMoO4、BaNbO3、WO3、BaWO4、SrCO3、CoTiO3、CoWO4、LiVO3、Li2VO3、Li2ZrO3、LiMn2O4、LiGaO2、Mn3O4、Ba(BO2)2*H2O、Na3VO4、LiMnO4、K2B4O7*4H2O和NaO2。
[0751] 在一个实施方式中，例如过氧化物(例如Na2O2)等氧源、诸如氢化物或氢气(例如氩/H2(3％至5％))等氢源和诸如熔融银等导电基质可用作固体燃料以形成分数氢。反应可
在诸如碱土金属氧化物容器(例如MgO容器)等惰性容器中进行。
在诸如碱土金属氧化物容器(例如MgO容器)等惰性容器中进行。
[0752] 添加剂可进一步包括通过氧源的氢还原形成的化合物或元素。还原的氧源可通过与反应池腔室5b31中的过量氧和水中的至少一种反应而形成诸如氧化物等氧源。氧源和还
原的氧源中的至少一种可包括包含熔融金属(例如银)、氧源(例如硼砂)和还原的氧源(其
最大化分数氢反应速率)的至少两种的注射熔体的重量百分比。氧源和还原的氧源中的至
少一种的重量百分比可在约0.01重量％至50重量％、0.1重量％至40重量％、0.1重量％至
30重量％、0.1重量％至20重量％、0.1重量％至10重量％、1重量％至10重量％和1重量％至
5重量％中的至少一个重量百分比范围内。反应池腔室气体可包括气体的混合物。混合物可
包括稀有气体，例如氩和氢。反应池腔室5b31可维持在包括氢的分压的气氛下。氢压可在约
0.01托至10,000托、0.1托至1000托、1托至100托和1托至10托中的至少一个范围内。稀有气
体(如氩)压力可在约0.1托至100,000托、1托至10,00托和10托至1000托中的至少一个范围
内。氧源可经历与氢的反应以形成H2O。H2O可用作HOH催化剂以形成分数氢。氧源可在热力学上不利于氢还原。HOH可在点火期间(例如在等离子体中)形成。还原产物可与形成于点火期
间的水反应。水反应可使反应池腔室5b31中的水维持在低水平。低水位可在约小于40托、小
于30托、小于20托、小于10托、小于5托和小于1托中的至少一个范围内。反应池腔室中的低
水蒸气压力可保护至少一个电池部件(诸如圆顶5b4，如W或石墨圆顶)免于经历腐蚀。作为
氧源的氧化钨可参与钨循环以维持钨圆顶5b4抵抗腐蚀。氧和钨储备量的平衡可保持几乎
恒定。通过来自氧化钨的氧与钨金属反应的任何氧化钨腐蚀产物可由来自经还原以提供氧
反应物的氧化钨的钨金属取代。
原的氧源中的至少一种可包括包含熔融金属(例如银)、氧源(例如硼砂)和还原的氧源(其
最大化分数氢反应速率)的至少两种的注射熔体的重量百分比。氧源和还原的氧源中的至
少一种的重量百分比可在约0.01重量％至50重量％、0.1重量％至40重量％、0.1重量％至
30重量％、0.1重量％至20重量％、0.1重量％至10重量％、1重量％至10重量％和1重量％至
5重量％中的至少一个重量百分比范围内。反应池腔室气体可包括气体的混合物。混合物可
包括稀有气体，例如氩和氢。反应池腔室5b31可维持在包括氢的分压的气氛下。氢压可在约
0.01托至10,000托、0.1托至1000托、1托至100托和1托至10托中的至少一个范围内。稀有气
体(如氩)压力可在约0.1托至100,000托、1托至10,00托和10托至1000托中的至少一个范围
内。氧源可经历与氢的反应以形成H2O。H2O可用作HOH催化剂以形成分数氢。氧源可在热力学上不利于氢还原。HOH可在点火期间(例如在等离子体中)形成。还原产物可与形成于点火期
间的水反应。水反应可使反应池腔室5b31中的水维持在低水平。低水位可在约小于40托、小
于30托、小于20托、小于10托、小于5托和小于1托中的至少一个范围内。反应池腔室中的低
水蒸气压力可保护至少一个电池部件(诸如圆顶5b4，如W或石墨圆顶)免于经历腐蚀。作为
氧源的氧化钨可参与钨循环以维持钨圆顶5b4抵抗腐蚀。氧和钨储备量的平衡可保持几乎
恒定。通过来自氧化钨的氧与钨金属反应的任何氧化钨腐蚀产物可由来自经还原以提供氧
反应物的氧化钨的钨金属取代。
[0753] 添加剂可包括化合物以增强诸如氧源等其他添加剂的溶解度。化合物可包括分散剂。化合物可包括助熔剂。产生器可进一步包括搅拌器以混合诸如银等熔融金属与诸如氧
源等添加剂。搅拌器可包括机械搅拌器、气动搅拌器、磁性搅拌器、电磁搅拌器(例如使用洛伦兹力、压电的搅拌器)和本领域已知的其他搅拌器中的至少一种。搅拌器可包括声波振动
器，例如超声波振动器。搅拌器可包括电磁泵。搅拌器可包括电极电磁泵和注射电磁泵5k中
的至少一种。搅动可发生在保持熔体的电池部件(例如锥体储槽、储槽和EM泵中的至少一
个)中。可调整熔体组成以增大添加剂的溶解度。熔体可包括银、银铜合金和铜中的至少一
种，其中可调整熔体组成以增大添加剂的溶解度。增大溶解度的化合物可包括气体。气体与
诸如氧源等添加剂可具有可逆反应。可逆反应可增强氧源的溶解度。在示例性实施方式中，
气体包括CO2。示例性可逆反应是CO2与诸如碱金属氧化物(例如Li2O)等氧化物反应以形成
碳酸盐。在另一个实施方式中，反应包括氧源的还原产物(例如金属氧化物(例如碱金属氧
化物(例如Li2O或Na2O)、过渡金属氧化物(例如CuO)和氧化铋)的金属和水)的反应。
源等添加剂。搅拌器可包括机械搅拌器、气动搅拌器、磁性搅拌器、电磁搅拌器(例如使用洛伦兹力、压电的搅拌器)和本领域已知的其他搅拌器中的至少一种。搅拌器可包括声波振动
器，例如超声波振动器。搅拌器可包括电磁泵。搅拌器可包括电极电磁泵和注射电磁泵5k中
的至少一种。搅动可发生在保持熔体的电池部件(例如锥体储槽、储槽和EM泵中的至少一
个)中。可调整熔体组成以增大添加剂的溶解度。熔体可包括银、银铜合金和铜中的至少一
种，其中可调整熔体组成以增大添加剂的溶解度。增大溶解度的化合物可包括气体。气体与
诸如氧源等添加剂可具有可逆反应。可逆反应可增强氧源的溶解度。在示例性实施方式中，
气体包括CO2。示例性可逆反应是CO2与诸如碱金属氧化物(例如Li2O)等氧化物反应以形成
碳酸盐。在另一个实施方式中，反应包括氧源的还原产物(例如金属氧化物(例如碱金属氧
化物(例如Li2O或Na2O)、过渡金属氧化物(例如CuO)和氧化铋)的金属和水)的反应。
[0754] 在示例性实施方式中，注料包括在约0.1摩尔％至5摩尔％、1摩尔％至3摩尔％和1.5摩尔％至2.5摩尔％中的至少一个浓度范围内的银和LiVO3和M2O(M＝Li或Na)中的至少
一种。反应池腔室5b31气体包括惰性气体，例如氩，其中氢气维持在约1％至10％、2％至5％和3％至5％中的至少一个范围内。可通过在监测诸如电池腔室中的氢分压和总压力中的至
少一个时将氢供应至电池腔室5b3而取代消耗的氢，其中可由于氩气储备量的惰性性质和
恒定性而从总压力推断氢压。氢回添速率可在约0.00001摩尔/秒至0.01摩尔/秒、0.00005
摩尔/秒至0.001摩尔/秒和0.0001摩尔/秒至0.001摩尔/秒中的至少一个范围内。电池圆顶
5b4可包括W或碳。圆顶5b4可包括布或织物，例如包括包含细钨丝的钨的布或织物，其中织
物密度可渗透气体但防止银蒸气从反应池腔室内部渗透至电池腔室。锥体储槽5b、储槽5c
和EM泵部件(例如泵管5k6)中的至少一个可包括铌、钼、钽、钨、铼、钛、钒、铬、锆、铪、钌、铑、锇和铱中的至少一种。可通过下组中的至少一种接合或制造技术来接合部件：烧结粉末焊
接、激光焊接、电子束焊接、放电机械加工、铸造、使用螺纹接头、使用包括耐火材料的
Swagelok、针对Mo使用诸如铼、钛和锆(TZM)等合金化剂和电镀接合。在包括耐火金属的一
个实施方式中，可由实心件机械加工或通过诸如粉末烧结铸造等手段铸造EM泵汇流条5k2
处的泵管5k6的区段。区段可包括入口管和出口管以用于邻接泵管的对应入口和喷嘴部分。
接合可通过本公开的手段。邻接的管道区段可电子束焊接为笔直区段并且接着弯曲以形成
泵回路。来自储槽的泵管入口部分和喷嘴部分可毗邻储槽的底部并且分别穿过底部。可通
过电子束焊接在储槽底部的各穿透部处焊接该管。
一种。反应池腔室5b31气体包括惰性气体，例如氩，其中氢气维持在约1％至10％、2％至5％和3％至5％中的至少一个范围内。可通过在监测诸如电池腔室中的氢分压和总压力中的至
少一个时将氢供应至电池腔室5b3而取代消耗的氢，其中可由于氩气储备量的惰性性质和
恒定性而从总压力推断氢压。氢回添速率可在约0.00001摩尔/秒至0.01摩尔/秒、0.00005
摩尔/秒至0.001摩尔/秒和0.0001摩尔/秒至0.001摩尔/秒中的至少一个范围内。电池圆顶
5b4可包括W或碳。圆顶5b4可包括布或织物，例如包括包含细钨丝的钨的布或织物，其中织
物密度可渗透气体但防止银蒸气从反应池腔室内部渗透至电池腔室。锥体储槽5b、储槽5c
和EM泵部件(例如泵管5k6)中的至少一个可包括铌、钼、钽、钨、铼、钛、钒、铬、锆、铪、钌、铑、锇和铱中的至少一种。可通过下组中的至少一种接合或制造技术来接合部件：烧结粉末焊
接、激光焊接、电子束焊接、放电机械加工、铸造、使用螺纹接头、使用包括耐火材料的
Swagelok、针对Mo使用诸如铼、钛和锆(TZM)等合金化剂和电镀接合。在包括耐火金属的一
个实施方式中，可由实心件机械加工或通过诸如粉末烧结铸造等手段铸造EM泵汇流条5k2
处的泵管5k6的区段。区段可包括入口管和出口管以用于邻接泵管的对应入口和喷嘴部分。
接合可通过本公开的手段。邻接的管道区段可电子束焊接为笔直区段并且接着弯曲以形成
泵回路。来自储槽的泵管入口部分和喷嘴部分可毗邻储槽的底部并且分别穿过底部。可通
过电子束焊接在储槽底部的各穿透部处焊接该管。
[0755] 在一个实施方式中，使用诸如耐火金属或材料O形环的O形环将螺纹耐火金属电池部件块密封在一起(图2I56-2I64)。螺纹连接件可在平坦并且刀缘对处接合，其中刀缘压缩
O形环。示例性耐火金属或材料是本公开的金属或材料，例如W、Ta、Nb、Mo和WC。在一个实施方式中，例如EM泵的部件(例如泵管喷嘴5q、储槽5c的泵管5k6入口和出口中的至少一个)和
储槽5c、锥体储槽5b和圆顶5b4等电池部件可通过螺纹、O形环、VCR型管接头、扩口压缩管接头和Swagelok管接头或Swagelok型管接头中的至少一种连接至连续部件。管接头和O形环
中的至少一个可包括诸如W等耐火材料。O形环、VCR型管接头的压缩环、Swagelok管接头或
Swagelok型管接头中的至少一个可包括诸如Ta或石墨等更软的耐火材料。电池部件和管接
头中的至少一个可包括Ta、W、Mo、W-La2O3合金、Mo、TZM和铌(Nb)中的至少一种。可由固体W或W-镧氧化物合金机械加工诸如圆顶5b4等部件。可通过选择性激光熔融(SLM)形成诸如圆顶
5b4(例如W圆顶)等部件。
O形环。示例性耐火金属或材料是本公开的金属或材料，例如W、Ta、Nb、Mo和WC。在一个实施方式中，例如EM泵的部件(例如泵管喷嘴5q、储槽5c的泵管5k6入口和出口中的至少一个)和
储槽5c、锥体储槽5b和圆顶5b4等电池部件可通过螺纹、O形环、VCR型管接头、扩口压缩管接头和Swagelok管接头或Swagelok型管接头中的至少一种连接至连续部件。管接头和O形环
中的至少一个可包括诸如W等耐火材料。O形环、VCR型管接头的压缩环、Swagelok管接头或
Swagelok型管接头中的至少一个可包括诸如Ta或石墨等更软的耐火材料。电池部件和管接
头中的至少一个可包括Ta、W、Mo、W-La2O3合金、Mo、TZM和铌(Nb)中的至少一种。可由固体W或W-镧氧化物合金机械加工诸如圆顶5b4等部件。可通过选择性激光熔融(SLM)形成诸如圆顶
5b4(例如W圆顶)等部件。
[0756] 在一个实施方式中，例如锥体5b2、锥体储槽5b、储槽5c和圆顶5b4中的至少一种等电池部件包括诸如碳等高温基板材料，例如涂布有耐火材料的石墨。耐火材料可包括耐火
金属和碳化物(例如耐火金属碳化物)中的至少一种。涂层可包括用于减小石墨的蒸气压
力、防止碳升华和减少石墨表面的磨损中的至少一个功能的涂层。涂层可包括多个涂层。涂
层可实现诸如W等所需外涂层的结合。多个涂层可包括第一石墨结合层、过渡层和外层。第
一层可包括碳化物，例如WC、TaC和HfC中的至少一种。过渡层可包括耐火金属，例如Ta和Hf
中的至少一种。外层可包括诸如耐火金属等耐火材料，例如W。在示例性实施方式中，具有类似于Hf或Ta的热膨胀系数的热膨胀系数的石墨可涂布有Ta或Hf，并且此层可涂布有W。在一
个实施方式中，例如铼(Re)或钨(W)表面等顶表面涂层可图案化或纹理化以增大辐射率。可
通过气相沉积实现图案化或纹理化。作为另选，表面可抛光以减小辐射率。
金属和碳化物(例如耐火金属碳化物)中的至少一种。涂层可包括用于减小石墨的蒸气压
力、防止碳升华和减少石墨表面的磨损中的至少一个功能的涂层。涂层可包括多个涂层。涂
层可实现诸如W等所需外涂层的结合。多个涂层可包括第一石墨结合层、过渡层和外层。第
一层可包括碳化物，例如WC、TaC和HfC中的至少一种。过渡层可包括耐火金属，例如Ta和Hf
中的至少一种。外层可包括诸如耐火金属等耐火材料，例如W。在示例性实施方式中，具有类似于Hf或Ta的热膨胀系数的热膨胀系数的石墨可涂布有Ta或Hf，并且此层可涂布有W。在一
个实施方式中，例如铼(Re)或钨(W)表面等顶表面涂层可图案化或纹理化以增大辐射率。可
通过气相沉积实现图案化或纹理化。作为另选，表面可抛光以减小辐射率。
[0757] 在一个实施方式中，例如锥体5b2、锥体储槽5b、储槽5c和圆顶5b4中的至少一个的电池部件包括诸如碳等高温基板材料，例如包覆有耐火材料的石墨。耐火材料可包括耐火
金属和碳化物(例如耐火金属碳化物)中的至少一种。包覆层可包括用于减小石墨的蒸气压
力、防止碳升华和减少石墨表面的磨损中的至少一个功能的包覆层。包覆层可包括多个包
覆层。诸如锥体5b2、锥体储槽5b、储槽5c和圆顶5b4中的至少一个等电池主体部件可包括任
何所需形状。包括一个或多个电池部件的电池主体的形状可闭合以形成封闭反应池腔室
5b31并且可具有执行照射周围PV转换器26a的功能的外表面。电池主体可包括圆柱体或刻
面圆柱体。主体可由诸如在至少一个表面上衬垫的石墨等结构材料组成。主体可包括内主
体表面和外主体表面衬垫或覆盖物中的至少一种，例如耐火衬垫或覆盖物，例如包括钨的
衬垫或覆盖物。在一个实施方式中，可通过诸如螺栓、铆钉或螺钉等紧固件经中间层连接内
和外包覆层、衬垫或表面覆盖物。一个或多个电池主体部件可包括密封反应池腔室5b31。密
封可含有燃料熔体(例如包括熔融银的燃料熔体)的蒸气。密封件可包括焊接、螺纹、VCR型
管接头、扩口压缩型管接头和Swagelok型密封件中的至少一种。在一个实施方式中，外主体
表面衬垫或覆盖物可被密封以在3500K下容纳约43托的石墨升华蒸气压力。电池运行温度
可低于避免导致电池故障的金属蒸气压力的温度。在示例性实施方式中，电池主体包括具
有内W衬垫的厚石墨圆柱体和外W盖圆柱体，其中石墨、内W和外W圆柱体中的至少一个被密
封至通过诸如螺纹等手段连接至EM泵的部件。运行温度可约为3000K或更低以将压力维持
在处于或低于10atm Ag蒸气压力。在另一个实施方式中，Ag可凝结在冷却表面上以将金属
蒸气压力维持在低于电池故障限制，其中电池可在高于没有通过冷却凝结的温度下运行。
示例性更高温度是3500K。
金属和碳化物(例如耐火金属碳化物)中的至少一种。包覆层可包括用于减小石墨的蒸气压
力、防止碳升华和减少石墨表面的磨损中的至少一个功能的包覆层。包覆层可包括多个包
覆层。诸如锥体5b2、锥体储槽5b、储槽5c和圆顶5b4中的至少一个等电池主体部件可包括任
何所需形状。包括一个或多个电池部件的电池主体的形状可闭合以形成封闭反应池腔室
5b31并且可具有执行照射周围PV转换器26a的功能的外表面。电池主体可包括圆柱体或刻
面圆柱体。主体可由诸如在至少一个表面上衬垫的石墨等结构材料组成。主体可包括内主
体表面和外主体表面衬垫或覆盖物中的至少一种，例如耐火衬垫或覆盖物，例如包括钨的
衬垫或覆盖物。在一个实施方式中，可通过诸如螺栓、铆钉或螺钉等紧固件经中间层连接内
和外包覆层、衬垫或表面覆盖物。一个或多个电池主体部件可包括密封反应池腔室5b31。密
封可含有燃料熔体(例如包括熔融银的燃料熔体)的蒸气。密封件可包括焊接、螺纹、VCR型
管接头、扩口压缩型管接头和Swagelok型密封件中的至少一种。在一个实施方式中，外主体
表面衬垫或覆盖物可被密封以在3500K下容纳约43托的石墨升华蒸气压力。电池运行温度
可低于避免导致电池故障的金属蒸气压力的温度。在示例性实施方式中，电池主体包括具
有内W衬垫的厚石墨圆柱体和外W盖圆柱体，其中石墨、内W和外W圆柱体中的至少一个被密
封至通过诸如螺纹等手段连接至EM泵的部件。运行温度可约为3000K或更低以将压力维持
在处于或低于10atm Ag蒸气压力。在另一个实施方式中，Ag可凝结在冷却表面上以将金属
蒸气压力维持在低于电池故障限制，其中电池可在高于没有通过冷却凝结的温度下运行。
示例性更高温度是3500K。
[0758] 在一个实施方式中，可使用诸如可水冷却的微通道冷板等冷板冷却电池。可使用冷板冷却诸如锥体5b2、锥体储槽5b、储槽5c、PV转换器26a、电极8、汇流条9和10和EM泵中的至少一个电池部件。可通过感应耦合加热器的冷却线圈5o水冷却电池和至少一个电池部件
中的至少一个。
中的至少一个。
[0759] 在示例性实施方式中(图2I56-2I79)，电池包括(i)圆顶5b4，例如钨圆顶5b4，其包括球体(其中螺纹颈部在顶部处连接至球体)并且包括底部处的刀缘；圆顶5b4颈部可包括
相对于彼此取向成180°以连接匹配旋入电极的两个螺纹穿透部；可使用O形环(例如Ta O形
环)和螺合于电极上的锁定螺帽8a1而相对于圆顶轴环的外部密封各电极；对应汇流条可在
反应池腔室5b31外部的端部上螺合至电极上；各电极可包括圆柱体和板放电端部，电极螺
纹可具有相反旋向性，使得电极皆可同时旋转以旋入；(ii)圆顶隔板5b81，其可包括用于圆
顶颈部的螺纹穿透部，该螺纹穿透部具有匹配螺纹以与板形成密封；作为另选，圆顶隔板可
机械加工或铸造为圆顶颈部和圆顶及圆顶颈部中的至少一种的一部分；热绝缘体5b82(例
如包括耐火砖的圆盘)可插入圆顶隔板5b81中，例如在图2I76中示出的；(iii)钨正圆柱形
储槽5c，其具有包括至螺纹圆顶颈部的配合螺纹的开放顶部、O形环5b7(例如Ta O形环)和
用于O形环的底座，使得颈部刀缘在螺纹拧紧时使用O形环密封；储槽5c进一步包括底板5b8
(例如可制造为圆柱形储槽5c的部分的钨底板，如在图2I56-2I64中示出的)并且底板进一
步包括用于钨电磁泵管5k6的入口和出口的穿透部；作为另选，包括EM泵穿透部的底板可进
一步包括接头的凹入螺纹母部分、用于O形环的底座和O形环(例如Ta或石墨O形环)；正圆柱
形储槽5c可进一步包括底部处的刀缘和包括接头的公部分的外底部区段上的配对螺纹；并
且公部分和母部分可旋合在一起并且抵靠底板5b8上的O形环密封在圆柱体上的刀缘处；
(iv)钨Swagelok型或VCR型管接头5k9(图2I58-2I62)，其可包括至少一个O形环5k10以将泵
管穿透部密封于储槽底板5b8处；(v)钨泵管5k6并且包括钨喷嘴5q，其中管和喷嘴可包括单
件或可包括可通过诸如VCR管接头5k9(例如储槽基底板的穿透部处的管接头)等管接头接
合的两个件；(vi)钨电磁泵汇流条5k2，其可永久或动态地机械加压至泵管壁上，泵管壁可
包括凹痕以促进泵管壁的相对侧处的各汇流条之间的良好电接触；和(vii)钨热传递块
5k7。电磁泵可安装于可包括绝缘体(例如由碳化硅组成的绝缘体)的块或EM泵基座5kc(图
2I75)上。
相对于彼此取向成180°以连接匹配旋入电极的两个螺纹穿透部；可使用O形环(例如Ta O形
环)和螺合于电极上的锁定螺帽8a1而相对于圆顶轴环的外部密封各电极；对应汇流条可在
反应池腔室5b31外部的端部上螺合至电极上；各电极可包括圆柱体和板放电端部，电极螺
纹可具有相反旋向性，使得电极皆可同时旋转以旋入；(ii)圆顶隔板5b81，其可包括用于圆
顶颈部的螺纹穿透部，该螺纹穿透部具有匹配螺纹以与板形成密封；作为另选，圆顶隔板可
机械加工或铸造为圆顶颈部和圆顶及圆顶颈部中的至少一种的一部分；热绝缘体5b82(例
如包括耐火砖的圆盘)可插入圆顶隔板5b81中，例如在图2I76中示出的；(iii)钨正圆柱形
储槽5c，其具有包括至螺纹圆顶颈部的配合螺纹的开放顶部、O形环5b7(例如Ta O形环)和
用于O形环的底座，使得颈部刀缘在螺纹拧紧时使用O形环密封；储槽5c进一步包括底板5b8
(例如可制造为圆柱形储槽5c的部分的钨底板，如在图2I56-2I64中示出的)并且底板进一
步包括用于钨电磁泵管5k6的入口和出口的穿透部；作为另选，包括EM泵穿透部的底板可进
一步包括接头的凹入螺纹母部分、用于O形环的底座和O形环(例如Ta或石墨O形环)；正圆柱
形储槽5c可进一步包括底部处的刀缘和包括接头的公部分的外底部区段上的配对螺纹；并
且公部分和母部分可旋合在一起并且抵靠底板5b8上的O形环密封在圆柱体上的刀缘处；
(iv)钨Swagelok型或VCR型管接头5k9(图2I58-2I62)，其可包括至少一个O形环5k10以将泵
管穿透部密封于储槽底板5b8处；(v)钨泵管5k6并且包括钨喷嘴5q，其中管和喷嘴可包括单
件或可包括可通过诸如VCR管接头5k9(例如储槽基底板的穿透部处的管接头)等管接头接
合的两个件；(vi)钨电磁泵汇流条5k2，其可永久或动态地机械加压至泵管壁上，泵管壁可
包括凹痕以促进泵管壁的相对侧处的各汇流条之间的良好电接触；和(vii)钨热传递块
5k7。电磁泵可安装于可包括绝缘体(例如由碳化硅组成的绝缘体)的块或EM泵基座5kc(图
2I75)上。
[0760] 在一个实施方式中，EM泵管可包括至少三件、入口、出口、汇流条和喷嘴区段5k61。另外，分离喷嘴可螺合至泵管的喷嘴区段上。喷嘴可包括至少两个平坦外表面以促进使用
扳手或类似工具拧紧。入口、出口和喷嘴区段中的至少一个可通过螺纹接头连接至储槽5c
的底板。螺纹底板与螺纹管区段之间的套节可进一步包括O形环，例如可将区段进一步密封
至底板的Ta O形环。在示例性实施方式中，管区段可包括升高轴环，其随着螺纹拧紧而将O
形环压缩至底板外部。汇流条区段可通过螺纹连接至入口和出口管区段中的至少一个。至
少一个接头的螺纹可超过接合所需的螺纹或过度螺合，使得汇流条区段可过度地旋合至入
口或出口区段的一个中，使得汇流条区段的相对端部可分别装配至包括出口或入口区段的
相对件的开始螺纹。接着，汇流条区段可旋合至相对件中，使得入口和出口区段两者旋合至
汇流条区段中。在另一个实施方式中，通过扩口压缩式管接头接合汇流条、入口和出口中的
至少一个与喷嘴区段。可使用诸如石墨等螺纹密封剂密封接头。可使用诸如电子束焊接等
焊接密封至少一个接头。除扩口压缩、螺合、VCR型管接头、焊接、O形环、刀端和Swagelok型以外，也可使用本领域已知的其他接头来接合EM泵管区段和储槽的至少两件。
扳手或类似工具拧紧。入口、出口和喷嘴区段中的至少一个可通过螺纹接头连接至储槽5c
的底板。螺纹底板与螺纹管区段之间的套节可进一步包括O形环，例如可将区段进一步密封
至底板的Ta O形环。在示例性实施方式中，管区段可包括升高轴环，其随着螺纹拧紧而将O
形环压缩至底板外部。汇流条区段可通过螺纹连接至入口和出口管区段中的至少一个。至
少一个接头的螺纹可超过接合所需的螺纹或过度螺合，使得汇流条区段可过度地旋合至入
口或出口区段的一个中，使得汇流条区段的相对端部可分别装配至包括出口或入口区段的
相对件的开始螺纹。接着，汇流条区段可旋合至相对件中，使得入口和出口区段两者旋合至
汇流条区段中。在另一个实施方式中，通过扩口压缩式管接头接合汇流条、入口和出口中的
至少一个与喷嘴区段。可使用诸如石墨等螺纹密封剂密封接头。可使用诸如电子束焊接等
焊接密封至少一个接头。除扩口压缩、螺合、VCR型管接头、焊接、O形环、刀端和Swagelok型以外，也可使用本领域已知的其他接头来接合EM泵管区段和储槽的至少两件。
[0761] 在一个实施方式中，圆顶、锥体储槽或储槽可包括密封电极穿透部。可使用本公开的手段(例如耐火O形环)将电极穿透部密封至绝缘馈通。作为另选，密封可包括诸如汇流条
上的阳极氧化表面等非导电表面，例如阳极氧化铝、阳极氧化钛或阳极氧化锆，其中密封可
包括压缩密封。密封可通过差异热膨胀。可通过冷却密封使密封维持低于失效温度。可通过
诸如水冷却汇流条等冷却汇流条至少部分除去密封处的热。可通过以下步骤形成密封：将
诸如包括电极穿透部的储槽或锥体储槽等电池部件加热至高温；插入具有诸如阳极氧化涂
层等绝缘涂层的冷汇流条或电极；和接着使部件冷却以形成密封。作为另选，可冷却汇流条
和电极中的至少一个以使部件在插入至穿透部中之前收缩。可使部件升温以形成收缩或压
缩密封。可使用液氮或其他致冷剂进行冷却。绝缘表面可包括涂层，例如本公开的涂层，例
如氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ、碳化硅中的至少一种。密封可维持在高温电池
运行条件下，因为与冷却汇流条或电极接触的穿透部保持在低于部件在插入汇流条或电极
之前最初加热的温度的温度。包括密封的部件(例如储槽和汇流条)可具有法兰、沟槽、O形
环、配对件和其他几何结构的紧固件以改善本领域技术人员已知的热压缩密封的强度。产
生器的其他馈通(例如电磁泵汇流条的馈通)可包括热压缩密封，其中穿透部件的表面可包
括电绝缘材料。绝缘表面可包括阳极氧化金属，例如铝、钛和锆中的至少一种。绝缘表面可
包括涂层，例如本公开的涂层，例如氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ、碳化硅中的
至少一种。在一个实施方式中，外壳壁和穿透部中的至少一个可通过诸如阳极氧化等手段
电绝缘以对感应耦合加热器天线线圈引线提供热压缩密封。绝缘层至少可为诸如RF频率等
感应耦合加热器频率的集肤深度。
上的阳极氧化表面等非导电表面，例如阳极氧化铝、阳极氧化钛或阳极氧化锆，其中密封可
包括压缩密封。密封可通过差异热膨胀。可通过冷却密封使密封维持低于失效温度。可通过
诸如水冷却汇流条等冷却汇流条至少部分除去密封处的热。可通过以下步骤形成密封：将
诸如包括电极穿透部的储槽或锥体储槽等电池部件加热至高温；插入具有诸如阳极氧化涂
层等绝缘涂层的冷汇流条或电极；和接着使部件冷却以形成密封。作为另选，可冷却汇流条
和电极中的至少一个以使部件在插入至穿透部中之前收缩。可使部件升温以形成收缩或压
缩密封。可使用液氮或其他致冷剂进行冷却。绝缘表面可包括涂层，例如本公开的涂层，例
如氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ、碳化硅中的至少一种。密封可维持在高温电池
运行条件下，因为与冷却汇流条或电极接触的穿透部保持在低于部件在插入汇流条或电极
之前最初加热的温度的温度。包括密封的部件(例如储槽和汇流条)可具有法兰、沟槽、O形
环、配对件和其他几何结构的紧固件以改善本领域技术人员已知的热压缩密封的强度。产
生器的其他馈通(例如电磁泵汇流条的馈通)可包括热压缩密封，其中穿透部件的表面可包
括电绝缘材料。绝缘表面可包括阳极氧化金属，例如铝、钛和锆中的至少一种。绝缘表面可
包括涂层，例如本公开的涂层，例如氧化锆+8％氧化钇、莫来石或莫来石-YSZ、碳化硅中的
至少一种。在一个实施方式中，外壳壁和穿透部中的至少一个可通过诸如阳极氧化等手段
电绝缘以对感应耦合加热器天线线圈引线提供热压缩密封。绝缘层至少可为诸如RF频率等
感应耦合加热器频率的集肤深度。
[0762] 在一个实施方式中，电极汇流条可包括水冷却外壳内部的带电导体。内带电导体可包括本公开的汇流条插管，其在中空管的中心，其中水在插管中流动以冷却连接于端部
处的电极并且沿着插管外部流动回外壳内部。带电插管可电连接至在连接至电极的汇流条
的端部处的板。端板可与外壳电绝缘。在另一个实施方式中，端板与电池壁电连接，其中通
过电池壁的寄生电流低于通过电极的电流。内带电导体可经由与电极连接端部相对的端部
处的电绝缘穿透部进入汇流条。由于温度在穿透端部处较低，穿透部可为Swagelok型，其可
包括聚合物绝缘体(例如特氟龙)或本领域已知的其他合适电绝缘体。
处的电极并且沿着插管外部流动回外壳内部。带电插管可电连接至在连接至电极的汇流条
的端部处的板。端板可与外壳电绝缘。在另一个实施方式中，端板与电池壁电连接，其中通
过电池壁的寄生电流低于通过电极的电流。内带电导体可经由与电极连接端部相对的端部
处的电绝缘穿透部进入汇流条。由于温度在穿透端部处较低，穿透部可为Swagelok型，其可
包括聚合物绝缘体(例如特氟龙)或本领域已知的其他合适电绝缘体。
[0763] 在一个实施方式中(图2I56-2I64)，电极8可包括棒，例如在穿透部处与电池壁(例如具有匹配螺纹的储槽5c或锥体储槽电池壁5b)螺合的钨棒。各螺纹钨棒电极可旋合至匹
配螺纹W电池壁中。各电极可包括用于水冷却的中心通道。与点火间隙8g相对的电极端部可
紧固至水冷却汇流条9和10，汇流条9和10可进一步连接汇流条电流连接器9a。紧固可包括
诸如银焊料等焊料。可通过螺纹上的覆盖物(例如绝缘包装材料或带，例如特氟龙、Kalre或
氟化橡胶带)在螺纹穿透部处使电极与电池壁电绝缘。覆盖物可进一步提供将电池密封至
一定压力(诸如在约1atm至50atm的范围内的压力)和提供来自电极和电池壁的差异膨胀的
应力消除中的至少一种功能。在一个实施方式中，穿透电池壁的汇流条或电极包括具有与
电池壁的热膨胀匹配的热膨胀材料以防止由于在运行期间的差异热膨胀所致的过度壁应
力。在一个实施方式中，电极螺纹和电极中的至少一个可通过诸如氧化钇等涂层与电池电
绝缘。
配螺纹W电池壁中。各电极可包括用于水冷却的中心通道。与点火间隙8g相对的电极端部可
紧固至水冷却汇流条9和10，汇流条9和10可进一步连接汇流条电流连接器9a。紧固可包括
诸如银焊料等焊料。可通过螺纹上的覆盖物(例如绝缘包装材料或带，例如特氟龙、Kalre或
氟化橡胶带)在螺纹穿透部处使电极与电池壁电绝缘。覆盖物可进一步提供将电池密封至
一定压力(诸如在约1atm至50atm的范围内的压力)和提供来自电极和电池壁的差异膨胀的
应力消除中的至少一种功能。在一个实施方式中，穿透电池壁的汇流条或电极包括具有与
电池壁的热膨胀匹配的热膨胀材料以防止由于在运行期间的差异热膨胀所致的过度壁应
力。在一个实施方式中，电极螺纹和电极中的至少一个可通过诸如氧化钇等涂层与电池电
绝缘。
[0764] 在另一个实施方式中(图2I56-2I64)，电极8穿透电池壁(例如储槽5c或锥体储槽5b壁)并且紧固在穿透部处。紧固可包括焊接或螺纹接头。在示例性实施方式中，电极可包
括棒，例如在穿透部处与电池壁(例如具有匹配螺纹的储槽或锥体储槽电池壁)螺合的钨棒
或轴件。各螺纹钨棒电极可旋合至匹配螺纹W电池壁中。螺纹壁与螺纹电极之间的套节可进
一步包括O形环8a，例如可进一步密封电极和壁的Ta O形环。在示例性实施方式中，电极可
包括升高轴环，其随着螺纹拧紧而将O形环8a压缩至壁外部。作为另选，各电极可包括螺合
于轴件上并且可抵靠O形环和壁拧紧的锁定螺帽8a1。在一个实施方式中，螺帽8a1可包括复
合螺纹紧固件。紧固可提供电极与电池壁之间的电连接，其中相对于在注射诸如银等熔融
金属时在电极之间流动的电流使流过电池壁的电流的电阻最小化。流过电池壁的寄生电流
可低于通过电极的电流。可通过降低电极电流的电阻并且增大寄生电流的电阻而相对于寄
生壁电流增大电极电流。可通过以下至少一种减小电极电流的电阻：增大电极横截面(例如
通过增大棒电极的直径)、减小电极长度、减小电极间间隙8g、增大熔体的导电性和冷却电
极，其中温度可维持在高于诸如银熔体等注射熔体的熔点。可通过以下至少一种增大寄生
壁电流的电阻：增大壁圆周路径、使用电阻更大的壁材料、使壁氧化(例如在电接触点处)、
减小壁的厚度和增大壁的温度。在一个实施方式中，螺纹可通过曝露于氧源而至少部分氧
化或可阳极氧化以减少电极与壁之间的电接触以降低寄生电流。在一个实施方式中，电极
与壁之间的电接触点可涂布有诸如MnIWO3(0青铜，其中n可小于约0.3，使得青铜
是半导体而非导体。可通过使WO3涂层与碱金属反应或通过在赤热下使钨酸钠涂层进行氢
还原而形成青铜。作为另选，可通过本领域已知的方法使用氮化硼或氮化钨、硼化物、硅化
物或碳化物涂布W表面。螺纹和电极周围的接近区域中的至少一个可涂布，其中邻近区域可
为熔体可将电极短接至壁的区域。邻近区域可被冷却，使得涂层并不快速热降解。在一个实
施方式中，例如Ta O形环等电极O形环、锁定螺帽和锁定螺帽处的螺纹可被涂布以降低电极
轴件与电极穿透的壁(例如圆顶轴环壁)之间的导电性。
括棒，例如在穿透部处与电池壁(例如具有匹配螺纹的储槽或锥体储槽电池壁)螺合的钨棒
或轴件。各螺纹钨棒电极可旋合至匹配螺纹W电池壁中。螺纹壁与螺纹电极之间的套节可进
一步包括O形环8a，例如可进一步密封电极和壁的Ta O形环。在示例性实施方式中，电极可
包括升高轴环，其随着螺纹拧紧而将O形环8a压缩至壁外部。作为另选，各电极可包括螺合
于轴件上并且可抵靠O形环和壁拧紧的锁定螺帽8a1。在一个实施方式中，螺帽8a1可包括复
合螺纹紧固件。紧固可提供电极与电池壁之间的电连接，其中相对于在注射诸如银等熔融
金属时在电极之间流动的电流使流过电池壁的电流的电阻最小化。流过电池壁的寄生电流
可低于通过电极的电流。可通过降低电极电流的电阻并且增大寄生电流的电阻而相对于寄
生壁电流增大电极电流。可通过以下至少一种减小电极电流的电阻：增大电极横截面(例如
通过增大棒电极的直径)、减小电极长度、减小电极间间隙8g、增大熔体的导电性和冷却电
极，其中温度可维持在高于诸如银熔体等注射熔体的熔点。可通过以下至少一种增大寄生
壁电流的电阻：增大壁圆周路径、使用电阻更大的壁材料、使壁氧化(例如在电接触点处)、
减小壁的厚度和增大壁的温度。在一个实施方式中，螺纹可通过曝露于氧源而至少部分氧
化或可阳极氧化以减少电极与壁之间的电接触以降低寄生电流。在一个实施方式中，电极
与壁之间的电接触点可涂布有诸如MnIWO3(0
是半导体而非导体。可通过使WO3涂层与碱金属反应或通过在赤热下使钨酸钠涂层进行氢
还原而形成青铜。作为另选，可通过本领域已知的方法使用氮化硼或氮化钨、硼化物、硅化
物或碳化物涂布W表面。螺纹和电极周围的接近区域中的至少一个可涂布，其中邻近区域可
为熔体可将电极短接至壁的区域。邻近区域可被冷却，使得涂层并不快速热降解。在一个实
施方式中，例如Ta O形环等电极O形环、锁定螺帽和锁定螺帽处的螺纹可被涂布以降低电极
轴件与电极穿透的壁(例如圆顶轴环壁)之间的导电性。
[0765] 各电极可包括用于水冷却的中心通道。与点火间隙8g相对的电极端部可紧固至水冷却汇流条9和10。紧固可包括螺纹或诸如银焊料等焊料。对应汇流条可螺合至反应池腔室
5b31外部的端部上的电极上。冷却可降低相对于壁电阻的电极电阻以降低寄生壁电流。
5b31外部的端部上的电极上。冷却可降低相对于壁电阻的电极电阻以降低寄生壁电流。
[0766] 在一个实施方式中，例如钨电极等耐火材料电极包括冷却通道或插管。冷却通道可为中心线。冷却通道可电镀或涂布有不与水反应的材料(例如银、镍或铜)或本公开的涂
层。通道可包覆有诸如金属、石墨等材料或不与水反应的涂层。
层。通道可包覆有诸如金属、石墨等材料或不与水反应的涂层。
[0767] 在一个实施方式中，平行板电极连接至相对汇流条。电极可包括螺合至诸如储槽5c壁等电池壁中的匹配螺纹中的圆柱形螺纹区段。可使用可包括诸如Ta O形环等O形环的
电池壁外部上的螺帽拧紧螺纹。诸如W电极等电极可各自制造为包括圆柱形螺纹部分和板
区段的单件，其中该板可由圆柱形区段的中心偏移以允许两个相对电极平行重叠。这些电
极可通过在相同方向上同时旋转而旋入，其中相对电极和壁具有反旋螺纹。作为另选，各电
极可包括圆柱形件和板。可独立旋入各圆柱形件，并且可通过诸如焊接、铆钉或螺钉等紧固
件接合板和圆柱形区段。
电池壁外部上的螺帽拧紧螺纹。诸如W电极等电极可各自制造为包括圆柱形螺纹部分和板
区段的单件，其中该板可由圆柱形区段的中心偏移以允许两个相对电极平行重叠。这些电
极可通过在相同方向上同时旋转而旋入，其中相对电极和壁具有反旋螺纹。作为另选，各电
极可包括圆柱形件和板。可独立旋入各圆柱形件，并且可通过诸如焊接、铆钉或螺钉等紧固
件接合板和圆柱形区段。
[0768] 在防止电容器在产生器(包括储存电力源2或点火源(例如电容器组或电池)并且进一步包括具有寄生电流的电极)未运行时放电的一个实施方式中，产生器可包括开关以
在通过EM泵启动将熔体递送至电极间隙8g的情况下使电极带电。电流可为恒定或脉冲。恒
定电流可由较低水平斜升至较高水平。在一个实施方式中，电压可升高以引发击穿并且接
着减小。
在通过EM泵启动将熔体递送至电极间隙8g的情况下使电极带电。电流可为恒定或脉冲。恒
定电流可由较低水平斜升至较高水平。在一个实施方式中，电压可升高以引发击穿并且接
着减小。
[0769] 在一个实施方式中，产生器进一步包括能够承受低于大气压的压力、大气压和高于大气压的压力的电池腔室，其容纳圆顶5b4和对应反应池腔室5b31。电池腔室5b3外壳和
下腔室5b5外壳可连续。作为另选，下腔室5b5可分开以使其自身的压力控制系统可在不同
于电池腔室的压力(例如大气压或真空)下运行。电池腔室5b3和下腔室5b5的分离器可包括
储槽5c的顶部处的板5b81或底部处的板5b8。可通过板5b81或5b8与储槽5c之间的螺纹将板
5b8紧固至储槽。螺纹圆顶和颈部和具有底板的储槽中的至少一个可由锻钨机械加工为单
件。可通过在运行期间在高温下施加形成烧结焊接的钨粉末而将冲压钨电磁泵汇流条5k2
烧结焊接至泵管壁凹痕。针对电池部件使用诸如钨等耐火材料可避免在圆顶与储槽之间或
锥体储槽与储槽之间具有诸如热绝缘体(例如SiC)等热障的必要性。
下腔室5b5外壳可连续。作为另选，下腔室5b5可分开以使其自身的压力控制系统可在不同
于电池腔室的压力(例如大气压或真空)下运行。电池腔室5b3和下腔室5b5的分离器可包括
储槽5c的顶部处的板5b81或底部处的板5b8。可通过板5b81或5b8与储槽5c之间的螺纹将板
5b8紧固至储槽。螺纹圆顶和颈部和具有底板的储槽中的至少一个可由锻钨机械加工为单
件。可通过在运行期间在高温下施加形成烧结焊接的钨粉末而将冲压钨电磁泵汇流条5k2
烧结焊接至泵管壁凹痕。针对电池部件使用诸如钨等耐火材料可避免在圆顶与储槽之间或
锥体储槽与储槽之间具有诸如热绝缘体(例如SiC)等热障的必要性。
[0770] 在一个实施方式中，反应池腔室5b31可包括银锅炉。在一个实施方式中，允许诸如银等熔融金属的蒸气压力在运行温度下大约达到平衡，使得金属蒸发的过程大约中止并且
银气化和伴随排热的凝结的功率损耗大约被消除。在3000K和3500K的运行温度下的示例性
银蒸气压力分别为10atm和46atm。在电池运行温度下维持平衡银蒸气压力包括在电池动力
产生运行期间使用回流液体银维持电池压力的稳定手段。在一个实施方式中，由于圆顶5b4
可能在高压和高温下破裂，故电池腔室5b3中的压力匹配至反应池腔室5b31中的压力，使得
圆顶5b4上本质上不存在净压力差。在一个实施方式中，可在反应池腔室5b31中维持诸如在
约1毫托至100托的范围内的轻微过量压力以防止钨圆顶5b4的蠕变(例如相对于重力的蠕
变)。在一个实施方式中，可通过添加稳定化添加剂至黑体辐射器5b4的金属来抑制蠕变。在
一个实施方式中，钨被掺杂有添加剂(例如少量K、Re、CeO2、HfC、Y2O3、HfO2、La2O3、ZrO2、Al2O3、SiO2,和K2O中的至少一种)以减少蠕变。添加剂可为任何所需量，例如在1ppm至10重
量％的范围内。
银气化和伴随排热的凝结的功率损耗大约被消除。在3000K和3500K的运行温度下的示例性
银蒸气压力分别为10atm和46atm。在电池运行温度下维持平衡银蒸气压力包括在电池动力
产生运行期间使用回流液体银维持电池压力的稳定手段。在一个实施方式中，由于圆顶5b4
可能在高压和高温下破裂，故电池腔室5b3中的压力匹配至反应池腔室5b31中的压力，使得
圆顶5b4上本质上不存在净压力差。在一个实施方式中，可在反应池腔室5b31中维持诸如在
约1毫托至100托的范围内的轻微过量压力以防止钨圆顶5b4的蠕变(例如相对于重力的蠕
变)。在一个实施方式中，可通过添加稳定化添加剂至黑体辐射器5b4的金属来抑制蠕变。在
一个实施方式中，钨被掺杂有添加剂(例如少量K、Re、CeO2、HfC、Y2O3、HfO2、La2O3、ZrO2、Al2O3、SiO2,和K2O中的至少一种)以减少蠕变。添加剂可为任何所需量，例如在1ppm至10重
量％的范围内。
[0771] 在作为银锅炉运行的反应池腔室5b31的一个实施方式中，例如圆顶5b4和储槽5c等电池部件包括诸如钨等耐火材料。在启动模式中，可使用诸如感应耦合加热器5m和5o等
加热器将储槽5c加热至足够温度以导致诸如银金属蒸气压力等金属蒸气压力以加热圆顶
5b4。在EM泵和电极启动以导致泵送和点火时，温度可高于银的熔点。在一个实施方式中，例如氧化物(例如LiVO3)等氧源可涂布于圆顶5b4壁上以随着金属蒸气在启动期间升温的过
程中回流而混入熔体。
加热器将储槽5c加热至足够温度以导致诸如银金属蒸气压力等金属蒸气压力以加热圆顶
5b4。在EM泵和电极启动以导致泵送和点火时，温度可高于银的熔点。在一个实施方式中，例如氧化物(例如LiVO3)等氧源可涂布于圆顶5b4壁上以随着金属蒸气在启动期间升温的过
程中回流而混入熔体。
[0772] 在一个实施方式中，通过用作导电基质的银蒸气维持分数氢反应。来自储槽的银的连续注射(其中至少一部分变为蒸气)和直接沸腾中的至少一种可提供银蒸气。电极可提
供高电流至反应以除去电子并且启动分数氢反应。来自分数氢反应的热可协助将诸如银金
属蒸气等金属蒸气提供至反应池腔室。在一个实施方式中，通过电极的电流可至少部分转
向至与等离子体接触的替代或补充电极。电流转向可在银蒸气的压力变得足够高以使银蒸
气至少部分用作导电基质之后发生。与等离子体接触的替代或补充电极可包括一个或多个
中心电极和反应池腔室的外周周围的对电极。电池壁可用作电极。
供高电流至反应以除去电子并且启动分数氢反应。来自分数氢反应的热可协助将诸如银金
属蒸气等金属蒸气提供至反应池腔室。在一个实施方式中，通过电极的电流可至少部分转
向至与等离子体接触的替代或补充电极。电流转向可在银蒸气的压力变得足够高以使银蒸
气至少部分用作导电基质之后发生。与等离子体接触的替代或补充电极可包括一个或多个
中心电极和反应池腔室的外周周围的对电极。电池壁可用作电极。
[0773] 在一个实施方式中，PV转换器26a容纳于具有外腔室5b3a1(图2I65)的外压力容器5b3a中。外压力容器可具有容纳PV转换器和内电池部件(其包括光源以照明PV转换器)的任
何所需几何形状。外腔室可包括具有至少一个圆顶状端帽的圆柱体。外压力容器可包括圆
顶或球形几何结构或能够含有PV转换器和圆顶5b4并且能够维持小于、等于或大于真空中
的至少一种的压力的其他合适几何结构。在一个实施方式中，包括PV电池、冷板和冷却系统
的PV转换器26a定位于外压力容器内部，其中电气和冷却剂管线穿过密封穿透部和馈通(例
如本公开的穿透部和馈通的一种)穿透容器。在一个实施方式中，外压力容器可包括可包含
至少一个圆顶的圆柱体。在一个实施方式中，产生器可包括圆柱形腔室，其可具有圆顶帽以
容纳黑体辐射器5b4和PV转换器26a。产生器可包括容纳PV转换器的顶腔室和容纳电磁泵的
底腔室。腔室可在相同或不同压力下运行。
何所需几何形状。外腔室可包括具有至少一个圆顶状端帽的圆柱体。外压力容器可包括圆
顶或球形几何结构或能够含有PV转换器和圆顶5b4并且能够维持小于、等于或大于真空中
的至少一种的压力的其他合适几何结构。在一个实施方式中，包括PV电池、冷板和冷却系统
的PV转换器26a定位于外压力容器内部，其中电气和冷却剂管线穿过密封穿透部和馈通(例
如本公开的穿透部和馈通的一种)穿透容器。在一个实施方式中，外压力容器可包括可包含
至少一个圆顶的圆柱体。在一个实施方式中，产生器可包括圆柱形腔室，其可具有圆顶帽以
容纳黑体辐射器5b4和PV转换器26a。产生器可包括容纳PV转换器的顶腔室和容纳电磁泵的
底腔室。腔室可在相同或不同压力下运行。
[0774] 在一个实施方式中，外压力容器包括PV转换器支持体，例如形成含有包封反应池腔室5b3的圆顶5b4的电池腔室5b3的PV圆顶。外压力容器可包括圆顶或球形几何结构或能
够含有圆顶5b4并且能够维持小于、等于或大于真空中的至少一种的压力的其他合适几何
结构。在一个实施方式中，PV电池15在诸如球形圆顶壁等外压力容器壁的内部上，并且冷板
和冷却系统在壁的外部上。电连接可穿过密封穿透部和馈通(例如本公开的穿透部和馈通
的一种)穿透容器。热传递可在可热传导的壁上发生。合适壁材料包括金属，例如铜、不锈钢或铝。PV电池的内部上的PV窗可包括透明区段，其可通过诸如硅胶粘剂等胶粘剂接合以形
成气密透明窗。该窗可保护PV电池以隔绝将从圆顶5b4气化的金属再沉积回圆顶的气体。气
体可包括卤素循环的气体。可通过ConFlat或其他此类法兰密封件将诸如圆顶状容器等压
力容器PV容器密封至上腔室与下腔室或其他腔室之间的隔板5b81或5b8。上腔室可含有黑
体辐射器5b4和PV电池15，并且下腔室可含有EM泵。下腔室可进一步包括下腔室冷板或冷却
管线5b6a(图2I66和2I67)。
够含有圆顶5b4并且能够维持小于、等于或大于真空中的至少一种的压力的其他合适几何
结构。在一个实施方式中，PV电池15在诸如球形圆顶壁等外压力容器壁的内部上，并且冷板
和冷却系统在壁的外部上。电连接可穿过密封穿透部和馈通(例如本公开的穿透部和馈通
的一种)穿透容器。热传递可在可热传导的壁上发生。合适壁材料包括金属，例如铜、不锈钢或铝。PV电池的内部上的PV窗可包括透明区段，其可通过诸如硅胶粘剂等胶粘剂接合以形
成气密透明窗。该窗可保护PV电池以隔绝将从圆顶5b4气化的金属再沉积回圆顶的气体。气
体可包括卤素循环的气体。可通过ConFlat或其他此类法兰密封件将诸如圆顶状容器等压
力容器PV容器密封至上腔室与下腔室或其他腔室之间的隔板5b81或5b8。上腔室可含有黑
体辐射器5b4和PV电池15，并且下腔室可含有EM泵。下腔室可进一步包括下腔室冷板或冷却
管线5b6a(图2I66和2I67)。
[0775] 如图2I65-2I76所示，产生器可包括透明容器或透明壁容器5b4a，其包括容纳黑体辐射器5b4的腔室。透明容器可含有痕量氧和卤素(例如烃溴化合物(例如HBr、CH3Br和
CH2Br2中的至少一种)和碘中的至少一种)中的至少一种的源，其执行将从黑体辐射器5b4的
表面气化的钨运输回辐射器5b4和再沉积钨的功能。运输系统和条件(例如壁温度和卤素和
钨-卤素配合物或卤化物或卤氧化物蒸气压力)可约相同于本领域技术人员已知的钨-卤素
灯泡的运输系统和条件。透明容器的壁温度可高于约250℃。卤素循环可在200℃至250℃范
围内启动。透明容器可包括可包围圆顶5b4的灯泡或圆顶。包围黑体辐射器5b4的透明灯泡
或圆顶5b4a(例如包括石英或熔融硅石英玻璃的灯泡或圆顶)可在约400℃至1000℃的温度
范围内运行。可通过本领域技术人员已知的卤素循环再沉积从圆顶5b4气化的钨。透明容器
的壁可包括钨卤素灯泡的壁材料，例如熔融硅、石英和高熔点玻璃(例如硅酸盐玻璃)中的
至少一种。透明容器可包括包含惰性气体、氢气和卤素气体源(例如烃溴化合物或碘)中的
至少一种的气氛。壁可维持在适合于使钨卤素配合物气化的温度。从圆顶5b4蒸发的钨可形
成钨-卤素配合物，其在热透明壁上气化，扩散至圆顶5b4并且分解以在圆顶5b4上再沉积W。
CH2Br2中的至少一种)和碘中的至少一种)中的至少一种的源，其执行将从黑体辐射器5b4的
表面气化的钨运输回辐射器5b4和再沉积钨的功能。运输系统和条件(例如壁温度和卤素和
钨-卤素配合物或卤化物或卤氧化物蒸气压力)可约相同于本领域技术人员已知的钨-卤素
灯泡的运输系统和条件。透明容器的壁温度可高于约250℃。卤素循环可在200℃至250℃范
围内启动。透明容器可包括可包围圆顶5b4的灯泡或圆顶。包围黑体辐射器5b4的透明灯泡
或圆顶5b4a(例如包括石英或熔融硅石英玻璃的灯泡或圆顶)可在约400℃至1000℃的温度
范围内运行。可通过本领域技术人员已知的卤素循环再沉积从圆顶5b4气化的钨。透明容器
的壁可包括钨卤素灯泡的壁材料，例如熔融硅、石英和高熔点玻璃(例如硅酸盐玻璃)中的
至少一种。透明容器可包括包含惰性气体、氢气和卤素气体源(例如烃溴化合物或碘)中的
至少一种的气氛。壁可维持在适合于使钨卤素配合物气化的温度。从圆顶5b4蒸发的钨可形
成钨-卤素配合物，其在热透明壁上气化，扩散至圆顶5b4并且分解以在圆顶5b4上再沉积W。
[0776] 透明容器5b4a可以能够承受超过大气压的压力。透明容器可在运行期间加压至约等于反应池腔室的压力的压力，例如在约1atm至50atm的压力范围内的压力。透明容器可维
持大于支持卤素循环所需的温度的温度。透明容器可包括至底板的密封以能够维持透明容
器内部的高压。可通过气体系统(例如本公开的罐、阀、泵、压力传感器和控制器)使用诸如
惰性气体(例如氙)等气体使透明容器加压。可通过使用泵和阀(例如气体螺线管阀31ma(图
2I67))的系统加强泵送以控制泵送或加压腔室。氢也可添加至透明容器气体。可透过选择
性薄膜或阀供应用于均衡压力的气体。选择性薄膜或阀可阻挡卤素源气体的运输。氢气可
扩散通过反应池腔室壁以将氢供应至分数氢反应。PV转换器26a可在透明容器周边。
持大于支持卤素循环所需的温度的温度。透明容器可包括至底板的密封以能够维持透明容
器内部的高压。可通过气体系统(例如本公开的罐、阀、泵、压力传感器和控制器)使用诸如
惰性气体(例如氙)等气体使透明容器加压。可通过使用泵和阀(例如气体螺线管阀31ma(图
2I67))的系统加强泵送以控制泵送或加压腔室。氢也可添加至透明容器气体。可透过选择
性薄膜或阀供应用于均衡压力的气体。选择性薄膜或阀可阻挡卤素源气体的运输。氢气可
扩散通过反应池腔室壁以将氢供应至分数氢反应。PV转换器26a可在透明容器周边。
[0777] 3422℃的钨熔点在所有金属中是最高的并且仅次于元素中的碳(3550℃)。耐火陶瓷和合金具有更高熔点，尤其是Ta4HfC5TaX4HfCX5具有4215℃的熔点，碳化铪具有3900℃的
熔点并且碳化钽具有3800℃的熔点。在实施方式中，例如黑体辐射器5b4和储槽5c等电池部
件可包括耐火材料，例如W、C和耐火陶瓷或合金中的至少一种。在其中黑体辐射器包括石墨
的一个实施方式中，电池腔室5b3含有高压气体，例如抑制石墨升华的高压惰性气氛。在一
个实施方式中，透明圆顶5b4a面向黑体辐射器5b4的内壁包括具有朝向碳的防粘性质的材
料、涂层或表面。表面可包括基本上并不衰减通过PV转换器26a转换为电的光的薄层。在其
中黑体辐射器包括石墨的一个实施方式中，可通过分别维持PV压力容器或透明容器中的高
压来抑制石墨升华至PV电池或透明容器壁。
熔点并且碳化钽具有3800℃的熔点。在实施方式中，例如黑体辐射器5b4和储槽5c等电池部
件可包括耐火材料，例如W、C和耐火陶瓷或合金中的至少一种。在其中黑体辐射器包括石墨
的一个实施方式中，电池腔室5b3含有高压气体，例如抑制石墨升华的高压惰性气氛。在一
个实施方式中，透明圆顶5b4a面向黑体辐射器5b4的内壁包括具有朝向碳的防粘性质的材
料、涂层或表面。表面可包括基本上并不衰减通过PV转换器26a转换为电的光的薄层。在其
中黑体辐射器包括石墨的一个实施方式中，可通过分别维持PV压力容器或透明容器中的高
压来抑制石墨升华至PV电池或透明容器壁。
[0778] 在一个实施方式中，黑体辐射器可包括碳。可通过静电沉淀(ESP)从电池腔室5b3除去从石墨黑体辐射器(例如球形石墨黑体辐射器)升华的碳。ESP系统可包括阳极、阴极、
电源和控制器。粒子可通过一个电极充电并且由另一个对电极收集。收集的烟灰可从收集
电极脱落并且导致下落至收集仓中。可通过机械系统实现脱落。在一个实施方式中，可使用
施加电压源使透明容器的内壁带负电并且可以使圆顶带正电。从石墨圆顶5b4升华的带负
电碳粒子可在壁与圆顶5b4之间的场影响下迁移回至圆顶。在一个实施方式中，可通过主动
运输(例如通过使气体通过电池腔室5b3和接着碳粒子过滤器)除去碳。
电源和控制器。粒子可通过一个电极充电并且由另一个对电极收集。收集的烟灰可从收集
电极脱落并且导致下落至收集仓中。可通过机械系统实现脱落。在一个实施方式中，可使用
施加电压源使透明容器的内壁带负电并且可以使圆顶带正电。从石墨圆顶5b4升华的带负
电碳粒子可在壁与圆顶5b4之间的场影响下迁移回至圆顶。在一个实施方式中，可通过主动
运输(例如通过使气体通过电池腔室5b3和接着碳粒子过滤器)除去碳。
[0779] 在一个实施方式中，黑体辐射器包括将不与氢反应的涂层。电池可包括用于反应池腔室和储槽的衬垫以减少等离子体氢与诸如碳壁等电池壁的反应。反应池腔室气体可包
括氢与碳反应的烃产物。烃可抑制氢与包括碳的电池壁反应。
括氢与碳反应的烃产物。烃可抑制氢与包括碳的电池壁反应。
[0780] 在一个实施方式中，圆顶5b4可包括石墨，并且储槽可包括诸如钨等耐火材料。石墨可包括各向同性石墨。储槽可包括用于顶部区段处的电极的穿透部。石墨圆顶可螺合至
储槽上。在一个实施方式中，例如球形圆顶等石墨黑体辐射器可包括衬垫以防止反应池腔
室5b31内部的熔融金属侵蚀石墨。衬垫可包括形成至石墨圆顶内部的网或片。衬垫可防止
流动熔融金属的剪切力侵蚀反应池腔室的内表面。
储槽上。在一个实施方式中，例如球形圆顶等石墨黑体辐射器可包括衬垫以防止反应池腔
室5b31内部的熔融金属侵蚀石墨。衬垫可包括形成至石墨圆顶内部的网或片。衬垫可防止
流动熔融金属的剪切力侵蚀反应池腔室的内表面。
[0781] 在一个实施方式中，外压力容器可含有PV转换器26a和与黑体辐射器同心的透明容器或透明壁容器5b4a，其中黑体辐射器容纳于透明壁容器的内部。外压力容器、透明壁腔
室和反应池腔室5b31的至少两种的压力可大约相等。在一个实施方式中，包括PV电池的密
集接收器阵列的PV转换器包括包含透明容器的窗。透明容器可包括密集接收器阵列的衬
垫。PV转换器和透明容器中的至少一个可包括多个区段，例如在具有通向储槽5c的开口的
球体的赤道处接合的两个半球形圆顶。密封可包括法兰和垫圈中的至少一种，例如O形环。
在一个实施方式中，黑体辐射器5b4可包括多个区段，例如在具有通向储槽5c的开口的球体
的赤道处接合的两个半球形圆顶。密封件可包括法兰和垫圈中的至少一种，例如O形环。产
生器的组装顺序可为(i)将储槽5c组装至隔板5b8；(ii)将电磁泵组装至储槽5c中；(iii)将
透明容器和PV转换器的底半球组装至圆顶隔板5b81上；(iv)将黑体辐射器5b4螺合至储槽
5c中；(v)将透明容器和PV转换器的顶半球组装至透明容器和PV转换器的底半球上；(vi)将
电极螺合至黑体辐射器的颈部中，其中，可通过使用精度机器实现后者以实现适当电极对
准。另外或作为另选，可使用X射线成像观察电极位置以进行调整。在另一个实施方式中，透明容器可成型于黑体辐射器球体上方以消除透明半球和半球之间的相关接头。在此情况
中，黑体辐射器可螺合至储槽中。可通过使用储槽的螺纹电极开口实现施加扭矩以拧紧的
机械连接。
室和反应池腔室5b31的至少两种的压力可大约相等。在一个实施方式中，包括PV电池的密
集接收器阵列的PV转换器包括包含透明容器的窗。透明容器可包括密集接收器阵列的衬
垫。PV转换器和透明容器中的至少一个可包括多个区段，例如在具有通向储槽5c的开口的
球体的赤道处接合的两个半球形圆顶。密封可包括法兰和垫圈中的至少一种，例如O形环。
在一个实施方式中，黑体辐射器5b4可包括多个区段，例如在具有通向储槽5c的开口的球体
的赤道处接合的两个半球形圆顶。密封件可包括法兰和垫圈中的至少一种，例如O形环。产
生器的组装顺序可为(i)将储槽5c组装至隔板5b8；(ii)将电磁泵组装至储槽5c中；(iii)将
透明容器和PV转换器的底半球组装至圆顶隔板5b81上；(iv)将黑体辐射器5b4螺合至储槽
5c中；(v)将透明容器和PV转换器的顶半球组装至透明容器和PV转换器的底半球上；(vi)将
电极螺合至黑体辐射器的颈部中，其中，可通过使用精度机器实现后者以实现适当电极对
准。另外或作为另选，可使用X射线成像观察电极位置以进行调整。在另一个实施方式中，透明容器可成型于黑体辐射器球体上方以消除透明半球和半球之间的相关接头。在此情况
中，黑体辐射器可螺合至储槽中。可通过使用储槽的螺纹电极开口实现施加扭矩以拧紧的
机械连接。
[0782] 作为另选，例如PV圆顶等PV转换器支持体结构可包括包含与透明壁容器同心的电池腔室5b3的外压力容器，透明壁容器与黑体辐射器同心。电池腔室5b3、透明壁腔室和反应
池腔室5b31的至少两种的压力可大约相等。可通过添加诸如惰性气体和氢中的至少一种等
气体均衡压力。可通过传感器、控制器、阀、泵、气体源和用于气体再循环的罐(例如本公开的罐)维持气体压力。可透过选择性薄膜或阀供应用于均衡压力的气体。选择性薄膜或阀可
阻挡卤素源气体的运输。氢气可扩散通过运输腔室壁和反应池腔室壁中的至少一个。
池腔室5b31的至少两种的压力可大约相等。可通过添加诸如惰性气体和氢中的至少一种等
气体均衡压力。可通过传感器、控制器、阀、泵、气体源和用于气体再循环的罐(例如本公开的罐)维持气体压力。可透过选择性薄膜或阀供应用于均衡压力的气体。选择性薄膜或阀可
阻挡卤素源气体的运输。氢气可扩散通过运输腔室壁和反应池腔室壁中的至少一个。
[0783] 透明容器的透明壁的外表面可包括至少一个热光伏滤光片，例如红外滤光片。滤光片可优先反射具有未通过PV转换器转换为电的波长的光。PV转换器的池在背侧镜面化以
将通过电池的光反射回至黑体辐射器。对于未通过PV电池转换为电的红外光，镜可具选择
性。红外镜可包括金属。电池背部可金属化。金属可包括诸如金等红外线反射器。金属可通
过接触点连接至PV电池的半导体基板。接触点可分布于电池背部上。该点可包括粘合材料，
例如Ti-Au合金或Cr-Au合金。PV电池可包括至少一个结。在3500K下运行的代表性电池包括
作为单结电池的GaAs上GaAs基板或InP或GaAs上InAlGaAs基板和作为双结电池的InP或
GaAs上InAlGaAs基板。在3000K下运行的代表性电池包括作为单结电池的GaAs上GaAs基板
或InP或GaAs上InAlGaAs基板和作为双结电池的InP或GaAs上InAlGaAs基板。
将通过电池的光反射回至黑体辐射器。对于未通过PV电池转换为电的红外光，镜可具选择
性。红外镜可包括金属。电池背部可金属化。金属可包括诸如金等红外线反射器。金属可通
过接触点连接至PV电池的半导体基板。接触点可分布于电池背部上。该点可包括粘合材料，
例如Ti-Au合金或Cr-Au合金。PV电池可包括至少一个结。在3500K下运行的代表性电池包括
作为单结电池的GaAs上GaAs基板或InP或GaAs上InAlGaAs基板和作为双结电池的InP或
GaAs上InAlGaAs基板。在3000K下运行的代表性电池包括作为单结电池的GaAs上GaAs基板
或InP或GaAs上InAlGaAs基板和作为双结电池的InP或GaAs上InAlGaAs基板。
[0784] 在一个实施方式中，透明容器的壁包括PV电池的窗，使得消除透明容器。PV转换器的窗可较厚以提供最靠近于黑体辐射器5b4的表面与通过诸如水冷却系统等冷却系统(例
如冷板和热交换器87)冷却的PV电池15之间的热绝缘。在代表性实施方式中，最靠近于黑体
辐射器的PV窗的内表面维持在高于支持卤素循环的温度的温度(例如高于250℃)，并且形
成PV电池界面的外表面可维持在可期望并且适合于运行PV电池的温度(例如在25℃至150
℃的范围内)。窗可包括未通过PV电池15转换为电的光的至少一个反射器，例如红外线反射
器。在一个实施方式中，反射器可嵌入窗中或涂布窗的背部。PV窗可包括多个层，其中滤光
片或红外线反射器可涂布于层之间的至少一个表面上。对应电池腔室与反应池腔室的压力
可大约平衡。
如冷板和热交换器87)冷却的PV电池15之间的热绝缘。在代表性实施方式中，最靠近于黑体
辐射器的PV窗的内表面维持在高于支持卤素循环的温度的温度(例如高于250℃)，并且形
成PV电池界面的外表面可维持在可期望并且适合于运行PV电池的温度(例如在25℃至150
℃的范围内)。窗可包括未通过PV电池15转换为电的光的至少一个反射器，例如红外线反射
器。在一个实施方式中，反射器可嵌入窗中或涂布窗的背部。PV窗可包括多个层，其中滤光
片或红外线反射器可涂布于层之间的至少一个表面上。对应电池腔室与反应池腔室的压力
可大约平衡。
[0785] 在一个实施方式中，包括支持卤素循环的气氛的腔室与诸如EM泵等至少一个卤素循环反应部件接触。可与卤素源反应的电池部件可涂布有抗化学涂层，例如本公开的涂层，
例如莫来石。
例如莫来石。
[0786] 在一个实施方式中，黑体辐射器5b4的网格圆顶PV转换器26a可包括光分布系统23，例如本公开的光分布系统(图2I55)。光分布系统23可将光分裂至不同波长区域中。可通
过镜和滤光片(例如本公开的镜和滤光片)中的至少一种实现分裂。分裂光可入射至对分裂
光和入射光具选择性的对应PV电池15。光分布系统23可配置成从包围球形黑体辐射器5b4
的网格圆顶球体向外突出的柱。
过镜和滤光片(例如本公开的镜和滤光片)中的至少一种实现分裂。分裂光可入射至对分裂
光和入射光具选择性的对应PV电池15。光分布系统23可配置成从包围球形黑体辐射器5b4
的网格圆顶球体向外突出的柱。
[0787] 在一个实施方式中，产生器可包括上电池腔室和下电池腔室。下腔室壁或隔板5b81或5b8可隔开上腔室与下腔室。该壁可包括从储槽或锥体储槽延伸至PV转换器的板，例
如钨板或SiC板。该板可通过螺纹接头连接至储槽。电池腔室可包括PV转换器处的密封件以
将PV窗密封至诸如5b81等隔板。密封可包括O形环密封。在密封处于窗的低温部分处的情况
中，O形环可包括聚合物，例如特氟龙或氟化橡胶O形环或石墨。在密封处于窗的高温部分处
的情况中，密封件可包括可压缩金属O形环，其中连接部件可包括刀缘和座板。窗可用作压
力容器。窗压力容器和透明容器中的至少一个可包括包含多个透明窗元件的分段窗或容
器。窗元件可在诸如金属或石墨框架等框架中接合在一起。框架可包括网格圆顶框架或其
他合适几何结构。遮蔽PV电池的框架结构部件可包括高辐射率以将黑体辐射反射回至黑体
辐射器。部件可为镀银和抛光中的至少一种。窗元件可包括三角形或其他合适几何形状元
件，例如方形或矩形元件。透明窗元件可包括蓝宝石、石英、熔融硅、玻璃、MgF2和本领域已知的其他窗材料。窗材料可支持面向黑体辐射器的表面上的卤素循环。分段的窗或容器可
冷却。冷却可在朝向PV电池的背侧上。合适的冷却系统是包括窗或容器壁与PV电池之间的
水流的冷却系统。可通过本领域已知的密封件(例如ConFlat或本领域已知的其他法兰密封
件)将分段的窗或容器密封至框架处的隔板(例如5b81)。上电池腔室、下腔室和反应池腔室
的至少两种中的压力可大约平衡。
如钨板或SiC板。该板可通过螺纹接头连接至储槽。电池腔室可包括PV转换器处的密封件以
将PV窗密封至诸如5b81等隔板。密封可包括O形环密封。在密封处于窗的低温部分处的情况
中，O形环可包括聚合物，例如特氟龙或氟化橡胶O形环或石墨。在密封处于窗的高温部分处
的情况中，密封件可包括可压缩金属O形环，其中连接部件可包括刀缘和座板。窗可用作压
力容器。窗压力容器和透明容器中的至少一个可包括包含多个透明窗元件的分段窗或容
器。窗元件可在诸如金属或石墨框架等框架中接合在一起。框架可包括网格圆顶框架或其
他合适几何结构。遮蔽PV电池的框架结构部件可包括高辐射率以将黑体辐射反射回至黑体
辐射器。部件可为镀银和抛光中的至少一种。窗元件可包括三角形或其他合适几何形状元
件，例如方形或矩形元件。透明窗元件可包括蓝宝石、石英、熔融硅、玻璃、MgF2和本领域已知的其他窗材料。窗材料可支持面向黑体辐射器的表面上的卤素循环。分段的窗或容器可
冷却。冷却可在朝向PV电池的背侧上。合适的冷却系统是包括窗或容器壁与PV电池之间的
水流的冷却系统。可通过本领域已知的密封件(例如ConFlat或本领域已知的其他法兰密封
件)将分段的窗或容器密封至框架处的隔板(例如5b81)。上电池腔室、下腔室和反应池腔室
的至少两种中的压力可大约平衡。
[0788] 产生器可包括用于电池腔室和反应池腔室压力中的至少一个的精确气体压力感测和控制系统。本公开的系统可包括气罐和管线，例如稀有气体和氢罐和管线(例如5u和
5v)中的至少一种。气体系统可进一步包括压力传感器、歧管(例如5y)、入口管线(例如5g和
5h)、馈通(例如5g1和5h1)、注射器(例如5z1)、注射器阀(例如5z2)、真空泵(例如13a)、真空泵管线(例如13b)、控制阀(例如13e和13f)以及管线和馈通(例如13d和13c)。诸如氩或氙等
稀有气体可添加至电池腔室5b3以匹配反应池腔室5b31中的压力。在一个实施方式中，通过
对可移动电池部件(如在本公开中给出的)的压缩来测量反应池腔室和电池腔室压力中的
至少一个。在一个实施方式中，由电池部件的温度(例如反应池腔室5b31温度和圆顶5b4温
度中的至少一个)测量银蒸气压力，其中可已知由黑体辐射光谱和部件温度与银蒸气压力
之间的关系测定电池部件温度。在另一个实施方式中，通过气体导电性测量压力(例如反应
池腔室的压力)。导电性可由诸如银蒸气压力等金属蒸气压力主导，使得可通过导电性测量
银蒸气压力。可在与反应池腔室内部的气体接触的电极间测量导电性。汇流条9和10中的导
管可提供通路以将电极连接至反应池腔室外部的导电性测量仪器。可使用光电池测量圆顶
的温度。光电池可包括PV转换器26a中的至少一个电池。可使用圆顶的黑体光谱发射测量圆
顶的温度。可使用光学高温计测量温度，该光学高温计可使用光纤收集和传输光至传感器。
可通过多个二极管测量温度，该多个二极管可具有对黑体曲线的样本部分具有选择性的滤
光片以测定温度。
5v)中的至少一种。气体系统可进一步包括压力传感器、歧管(例如5y)、入口管线(例如5g和
5h)、馈通(例如5g1和5h1)、注射器(例如5z1)、注射器阀(例如5z2)、真空泵(例如13a)、真空泵管线(例如13b)、控制阀(例如13e和13f)以及管线和馈通(例如13d和13c)。诸如氩或氙等
稀有气体可添加至电池腔室5b3以匹配反应池腔室5b31中的压力。在一个实施方式中，通过
对可移动电池部件(如在本公开中给出的)的压缩来测量反应池腔室和电池腔室压力中的
至少一个。在一个实施方式中，由电池部件的温度(例如反应池腔室5b31温度和圆顶5b4温
度中的至少一个)测量银蒸气压力，其中可已知由黑体辐射光谱和部件温度与银蒸气压力
之间的关系测定电池部件温度。在另一个实施方式中，通过气体导电性测量压力(例如反应
池腔室的压力)。导电性可由诸如银蒸气压力等金属蒸气压力主导，使得可通过导电性测量
银蒸气压力。可在与反应池腔室内部的气体接触的电极间测量导电性。汇流条9和10中的导
管可提供通路以将电极连接至反应池腔室外部的导电性测量仪器。可使用光电池测量圆顶
的温度。光电池可包括PV转换器26a中的至少一个电池。可使用圆顶的黑体光谱发射测量圆
顶的温度。可使用光学高温计测量温度，该光学高温计可使用光纤收集和传输光至传感器。
可通过多个二极管测量温度，该多个二极管可具有对黑体曲线的样本部分具有选择性的滤
光片以测定温度。
[0789] 除稀有气体以外，外压力容器腔室、电池腔室5b3和透明容器腔室中的至少一个中的气体也可包括氢。通过罐、管线、阀和注射器供应到至少一个腔室的氢可在电池运行温度
下扩散通过可渗透氢的电池部件以取代形成分数氢所消耗的氢。氢可渗透圆顶5b4。分数氢
气体产物可扩散出诸如5b3和5b31等腔室至周围气氛或至收集系统。作为另选，分数氢气体
产物可选择性地被泵送出至少一个腔室。在另一个实施方式中，分数氢气体可收集于可周
期性地替换或再生的吸收剂中。包封黑体辐射器的腔室的气体可进一步包括卤素源，例如
I2或Br2或与升华钨形成配合物的烃溴化合物。配合物可在热钨圆顶表面上分解以将钨再沉
积于圆顶5b4上。诸如W等某些圆顶耐火金属可添加至诸如银等熔融金属以气化和沉积于内
圆顶表面上从而取代蒸发或升华的金属。
下扩散通过可渗透氢的电池部件以取代形成分数氢所消耗的氢。氢可渗透圆顶5b4。分数氢
气体产物可扩散出诸如5b3和5b31等腔室至周围气氛或至收集系统。作为另选，分数氢气体
产物可选择性地被泵送出至少一个腔室。在另一个实施方式中，分数氢气体可收集于可周
期性地替换或再生的吸收剂中。包封黑体辐射器的腔室的气体可进一步包括卤素源，例如
I2或Br2或与升华钨形成配合物的烃溴化合物。配合物可在热钨圆顶表面上分解以将钨再沉
积于圆顶5b4上。诸如W等某些圆顶耐火金属可添加至诸如银等熔融金属以气化和沉积于内
圆顶表面上从而取代蒸发或升华的金属。
[0790] 在一个实施方式中，电池进一步包括至反应池腔室的氢供应器。供应器可穿过EM泵管、储槽和黑体辐射器中的至少一个穿透电池。供应器可包括耐火材料，例如W和Ta中的
至少一种。供应器可包括可渗透氢的薄膜，例如包括耐火材料的薄膜。氢供应器可穿透温度
低于黑体辐射器的温度的电池区域。供应器可在EM泵管或储槽处穿透电池。供应器可包括
可渗透氢的薄膜，该薄膜在EM泵管或储槽中的熔融银的运行温度下是稳定的。可渗透氢的
薄膜可包括Ta、Pt、Ir、Pd、Nb、Ni、Ti或具有本领域技术人员已知的合适熔点的其他合适的可渗透氢的金属。
至少一种。供应器可包括可渗透氢的薄膜，例如包括耐火材料的薄膜。氢供应器可穿透温度
低于黑体辐射器的温度的电池区域。供应器可在EM泵管或储槽处穿透电池。供应器可包括
可渗透氢的薄膜，该薄膜在EM泵管或储槽中的熔融银的运行温度下是稳定的。可渗透氢的
薄膜可包括Ta、Pt、Ir、Pd、Nb、Ni、Ti或具有本领域技术人员已知的合适熔点的其他合适的可渗透氢的金属。
[0791] 在一个实施方式中，至少一个外腔室或在反应池腔室5b31外部的腔室被加压至大约为反应池腔室和黑体辐射器的运行温度下的反应池腔室的内部压力的外部压力。外部压
力可匹配内部压力至约±0.01％至±500％的范围内。在示例性实施方式中，在黑体辐射器
外部的一个容器和反应池腔室中的至少一个腔室的外部压力为约10atm以匹配在约3000K
的运行温度下反应池腔室的10atm银蒸气压力。在诸如10atm等高压下预加压的示例性腔室
是含有PV转换器的外压力容器和透明压力容器。黑体辐射器能够在黑体辐射器温度增大至
运行温度时支持外部压力差减小。
力可匹配内部压力至约±0.01％至±500％的范围内。在示例性实施方式中，在黑体辐射器
外部的一个容器和反应池腔室中的至少一个腔室的外部压力为约10atm以匹配在约3000K
的运行温度下反应池腔室的10atm银蒸气压力。在诸如10atm等高压下预加压的示例性腔室
是含有PV转换器的外压力容器和透明压力容器。黑体辐射器能够在黑体辐射器温度增大至
运行温度时支持外部压力差减小。
[0792] 在图2I77-2I103中示出的一个实施方式中，SunCell包括外压力容器5b3a，其具有含有PV转换器26a、黑体辐射器5b4、储槽5c和EM泵的腔室5b3a1。可通过冷却剂管线、冷板或热交换器5b6a水冷却外压力容器5b3a的壁。SunCell部件(例如外压力容器5b3a的壁)可包
括热或辐射屏蔽以协助冷却。屏蔽可具有低辐射率以反射热。外压力容器5b3a可包括外部
上的热交换器散热片。散热片可包括高热导体，例如铜或铝。产生器可进一步包括从散热片
提供强制对流热传递的手段。该手段可包括风扇或鼓风机，其可定位于外壳中压力容器下
方。风扇或鼓风机可迫使空气向上流过散热片。外压力容器可包括区段，例如含有并且安装
诸如PV转换器26a、黑体辐射器5b4、储槽5c和EM泵组件5ka等电池部件的圆柱形区段。安装
并且支持电池部件的连接件包括承受部件与基座和支持体之间的不同热膨胀率或量的手
段，使得避免膨胀损伤。基座和支持体可包括膨胀接头和可膨胀连接器或紧固件中的至少
一种，例如垫片和衬套。连接器和紧固件可包括可压缩碳，例如Graphoil或Perma-Foil
(Toyo Tanso)。在一个实施方式中，电、气体、传感器、控制和冷却管线可穿透外压力容器
5b3a的底部。外压力容器可包括圆柱形和圆顶状外壳和底板5b3b(外壳密封至底板)。外壳
可包括经涂布的碳纤维或不锈钢或钢。涂层可包括镍镀层。外壳可除去以容易地接近内部
SunCell部件。底板5b3b可包括电、气体、传感器、控制和冷却管线中的至少一个的馈通。馈通在管线可电短接至外壳的情况中可为耐压并且电绝缘的。在一个实施方式中，PV转换器
冷却系统包括歧管，歧管具有至诸如密集接收器阵列的三角形元件等元件的冷板的分支。
底板馈通可包括：(i)点火汇流条连接器10a2，其连接至电力源2(例如包括外壳90中的电容
器组的电力源，其可进一步包括通过PV转换器26a输出供电的DC-DC转换器)，并且10a2进一
步连接至用于点火汇流条9和10的馈通10a，馈通10a在点火汇流条馈通组件10a1处穿透底
板(示例性点火电压和电流为约50V DC和50A至100A)；(ii)EM泵汇流条连接器5k33，其连接
至EM电力源供应器5k13并且进一步连接至EM泵馈通5k31(其在EM泵汇流条馈通法兰5k33处
穿透底板)；电源5k13可包括通过PV转换器26a输出供电的DC-DC转换器(示例性EM泵电压和
电流为约0.5V DC至1V DC和100A至500A)；(iii)感应耦合加热器天线馈通组件5mc，其中通
过感应耦合加热器电源5m供电给天线，该感应耦合加热器电源5m可包括通过PV转换器26a
输出供电的DC-DC转换器、变压器、至少一个IGBT和射频传输器(示例性感应耦合加热器频
率、电压和电流为约15kHz、250V AC或DC等效物和100A至300A)；(iv)用于氢气管线5ua和氩
气管线5ua1的穿透部5h1和5h3，氢气管线5ua和氩气管线5ua1分别连接至氢罐5u和氩罐
5u1；(v)用于连接至热交换器冷却剂管线5k11的EM泵冷却剂管线31d和31e的穿透部，其中
EM泵热交换器5k1的冷却剂管线5k11和EM泵冷板5k12可各自包括跨越两个热交换器5k1的
单件；(vi)用于PV冷却剂管线31b和31c的穿透部；和(vii)用于从PV转换器26a至功率调节
器110的功率流的穿透部。诸如31e等入口冷却剂管线连接至辐射器入口管线31t并且诸如
31d等出口冷却剂管线连接至水泵出口31u。除辐射器31以外，也可通过空气风扇31j1冷却
产生器。
括热或辐射屏蔽以协助冷却。屏蔽可具有低辐射率以反射热。外压力容器5b3a可包括外部
上的热交换器散热片。散热片可包括高热导体，例如铜或铝。产生器可进一步包括从散热片
提供强制对流热传递的手段。该手段可包括风扇或鼓风机，其可定位于外壳中压力容器下
方。风扇或鼓风机可迫使空气向上流过散热片。外压力容器可包括区段，例如含有并且安装
诸如PV转换器26a、黑体辐射器5b4、储槽5c和EM泵组件5ka等电池部件的圆柱形区段。安装
并且支持电池部件的连接件包括承受部件与基座和支持体之间的不同热膨胀率或量的手
段，使得避免膨胀损伤。基座和支持体可包括膨胀接头和可膨胀连接器或紧固件中的至少
一种，例如垫片和衬套。连接器和紧固件可包括可压缩碳，例如Graphoil或Perma-Foil
(Toyo Tanso)。在一个实施方式中，电、气体、传感器、控制和冷却管线可穿透外压力容器
5b3a的底部。外压力容器可包括圆柱形和圆顶状外壳和底板5b3b(外壳密封至底板)。外壳
可包括经涂布的碳纤维或不锈钢或钢。涂层可包括镍镀层。外壳可除去以容易地接近内部
SunCell部件。底板5b3b可包括电、气体、传感器、控制和冷却管线中的至少一个的馈通。馈通在管线可电短接至外壳的情况中可为耐压并且电绝缘的。在一个实施方式中，PV转换器
冷却系统包括歧管，歧管具有至诸如密集接收器阵列的三角形元件等元件的冷板的分支。
底板馈通可包括：(i)点火汇流条连接器10a2，其连接至电力源2(例如包括外壳90中的电容
器组的电力源，其可进一步包括通过PV转换器26a输出供电的DC-DC转换器)，并且10a2进一
步连接至用于点火汇流条9和10的馈通10a，馈通10a在点火汇流条馈通组件10a1处穿透底
板(示例性点火电压和电流为约50V DC和50A至100A)；(ii)EM泵汇流条连接器5k33，其连接
至EM电力源供应器5k13并且进一步连接至EM泵馈通5k31(其在EM泵汇流条馈通法兰5k33处
穿透底板)；电源5k13可包括通过PV转换器26a输出供电的DC-DC转换器(示例性EM泵电压和
电流为约0.5V DC至1V DC和100A至500A)；(iii)感应耦合加热器天线馈通组件5mc，其中通
过感应耦合加热器电源5m供电给天线，该感应耦合加热器电源5m可包括通过PV转换器26a
输出供电的DC-DC转换器、变压器、至少一个IGBT和射频传输器(示例性感应耦合加热器频
率、电压和电流为约15kHz、250V AC或DC等效物和100A至300A)；(iv)用于氢气管线5ua和氩
气管线5ua1的穿透部5h1和5h3，氢气管线5ua和氩气管线5ua1分别连接至氢罐5u和氩罐
5u1；(v)用于连接至热交换器冷却剂管线5k11的EM泵冷却剂管线31d和31e的穿透部，其中
EM泵热交换器5k1的冷却剂管线5k11和EM泵冷板5k12可各自包括跨越两个热交换器5k1的
单件；(vi)用于PV冷却剂管线31b和31c的穿透部；和(vii)用于从PV转换器26a至功率调节
器110的功率流的穿透部。诸如31e等入口冷却剂管线连接至辐射器入口管线31t并且诸如
31d等出口冷却剂管线连接至水泵出口31u。除辐射器31以外，也可通过空气风扇31j1冷却
产生器。
[0793] 在一个实施方式中，PV转换器26a包括紧固在一起以装配在黑体辐射器5b4周围的下半球件26a1和上半球件26a2。PV电池可各自包括PV电池上的窗。PV转换器可搁置于PV转
换器支撑板5b81上。支撑板可悬浮以避免与黑体辐射器或储槽接触并且可穿孔以允许整个
外压力容器之间的气体交换。诸如下半球26a1等半球可包括诸如底部等区域部分周围的镜
以将光反射至PV转换器的PV电池。镜可适应从黑体辐射器接收光的理想网格圆顶与由PV元
件形成的圆顶之间的任何失配。非理想性可能是由于PV元件装配在黑体辐射器周围的空间
限制，其由于包括网格圆顶的PV元件的几何结构所致。
换器支撑板5b81上。支撑板可悬浮以避免与黑体辐射器或储槽接触并且可穿孔以允许整个
外压力容器之间的气体交换。诸如下半球26a1等半球可包括诸如底部等区域部分周围的镜
以将光反射至PV转换器的PV电池。镜可适应从黑体辐射器接收光的理想网格圆顶与由PV元
件形成的圆顶之间的任何失配。非理想性可能是由于PV元件装配在黑体辐射器周围的空间
限制，其由于包括网格圆顶的PV元件的几何结构所致。
[0794] 示例性PV转换器可包括由阵列模块化三角形元件组成的网格圆顶，该阵列模块化三角形元件各自包括多个聚光器PC电池和背衬冷板。该元件可按扣在一起。示例性阵列可
包括五角十二面体。示例性阵列可包括6个五边形和16个三角形。在一个实施方式中，PV转
换器26a的基底可包括其中未装配网格圆顶PV转换器阵列的三角形PV元件的位置中的反射
器。反射器可将入射光反射至PV转换器的另一部分和反射回黑体辐射器中的至少一种。在
一个实施方式中，将来自下半球5b41的基底的电力至少部分回收为光和热中的至少一种。
在一个实施方式中，PV转换器26a包括包围下半球5b41的基底的PV电池的轴环。在一个实施
方式中，通过诸如热管道等热交换器将电力收集为热。热可用于冷却。可将热供应至本领域
技术人员已知的吸收冷冻器以实现冷却。在一个实施方式中，可通过使诸如水(例如池过滤
的水)等冷却剂经历相变而减小诸如制冷器和辐射器中的至少一种等冷却系统的占据面
积。相变可包括液体至气体。相变可发生在从PV电池除去热的冷板内。液体至气体的相变可
发生在微通道冷板的微通道中。冷却剂系统可包括真空泵以减小冷却系统中的至少一个位
置中的压力。可通过维持冷却剂系统中的减压来协助相变。可在冷却系统的冷凝器区段中
维持减压。PV转换器、冷板和PV电池中的至少一个可浸没于经历诸如沸腾等相变的冷却剂
中以增大除热。冷却剂可包括本领域已知的冷却剂，例如惰性冷却剂，例如3M Fluorinert。
包括五角十二面体。示例性阵列可包括6个五边形和16个三角形。在一个实施方式中，PV转
换器26a的基底可包括其中未装配网格圆顶PV转换器阵列的三角形PV元件的位置中的反射
器。反射器可将入射光反射至PV转换器的另一部分和反射回黑体辐射器中的至少一种。在
一个实施方式中，将来自下半球5b41的基底的电力至少部分回收为光和热中的至少一种。
在一个实施方式中，PV转换器26a包括包围下半球5b41的基底的PV电池的轴环。在一个实施
方式中，通过诸如热管道等热交换器将电力收集为热。热可用于冷却。可将热供应至本领域
技术人员已知的吸收冷冻器以实现冷却。在一个实施方式中，可通过使诸如水(例如池过滤
的水)等冷却剂经历相变而减小诸如制冷器和辐射器中的至少一种等冷却系统的占据面
积。相变可包括液体至气体。相变可发生在从PV电池除去热的冷板内。液体至气体的相变可
发生在微通道冷板的微通道中。冷却剂系统可包括真空泵以减小冷却系统中的至少一个位
置中的压力。可通过维持冷却剂系统中的减压来协助相变。可在冷却系统的冷凝器区段中
维持减压。PV转换器、冷板和PV电池中的至少一个可浸没于经历诸如沸腾等相变的冷却剂
中以增大除热。冷却剂可包括本领域已知的冷却剂，例如惰性冷却剂，例如3M Fluorinert。
[0795] PV电池可安装至冷板。可通过冷却剂导管或冷却剂管道将热从冷板除去至冷却歧管。歧管可包括在包围PV转换器的周边的多个环形管道(其可沿着PV转换器的垂直或z轴间
隔开)并且包括脱离其的冷却剂导管或冷却剂管道。
隔开)并且包括脱离其的冷却剂导管或冷却剂管道。
[0796] 外压力容器可进一步包括帽，例如密封至诸如安装电池部件的圆柱形区段等区段的圆顶。密封件可包括法兰、至少一个垫圈和诸如夹钳和螺栓等紧固件中的至少一种。圆柱
形区段可包括用于穿过电池壁的管线和电缆(例如冷却剂管线和电传感器和控制电缆)的
穿透部或馈通，例如电磁泵和感应耦合加热器冷却剂管线馈通部件5kb1和电磁泵和压力容
器壁冷却剂管线馈通部件5kb2。压力容器腔室5b3a1内部的连接件可包括可挠性连接件，例
如导线和可挠性管路或管道。黑体辐射器可包括密封在一起以构成反应池腔室5b31的多个
件。多个件可包括下半球5b41和上半球5b42。其他形状在本公开的范围内。两个半球可在密
封件5b71处紧固在一起。密封件可包括法兰、至少一个垫圈5b71和诸如夹钳和螺栓等紧固
件中的至少一种。密封件可包括石墨垫圈(例如Perma-Foil(Toyo Tanso))和耐火螺栓(例
如石墨或W螺栓和螺帽)，其中诸如W螺栓和螺帽等金属螺栓和螺帽可进一步包括石墨或
Perma-Foil垫圈或垫片以补偿碳与螺栓和螺帽金属(例如W)之间的不同热膨胀系数。黑体
辐射器的下半球5b41和储槽5c可接合。接合可包括密封法兰、螺纹接头、焊接接头、胶合接
头或其他接头，例如本公开或本领域技术人员已知的接头。在一个实施方式中，下半球5b41
和储槽5c可包括单件。储槽可包括通过接头(例如本公开或本领域技术人员已知的接头)连
接的底板。作为另选，底板和储槽主体可包括单件，其可进一步包括具有下半球的单件。储
槽底板可连接至储槽支撑板5b8(其提供至外压力容器5b3a壁的连接以支撑储槽5c)。EM泵
管5k6和喷嘴5q可穿透并且使用诸如机械管接头(例如Swagelok型和VCR型管接头5k9和
Swagelok型接头O形环5k10中的至少一种)等接头连接至储槽5c底板。在一个实施方式中，
顶半球5b42、底半球5b42、储槽5c、储槽5c的底板和EM泵管5k6、喷嘴5q和连接器5k9中的至
少一个包括W、Mo和碳中的至少一种。可通过铸造形成碳管部件(例如具有弯头的碳管部件，
例如碳立管或注射器管和喷嘴)。在一个实施方式中，顶半球5b42、底半球5b41、储槽5c和储槽5c的底板包括碳。在一个实施方式中，例如储槽和黑体辐射器等碳电池部件可包括衬垫
5b4b。衬垫可防止诸如碳表面等下伏表面受到侵蚀。衬垫可包括耐火材料片或网中的至少
一种。衬垫可包括W箔或网或WC片。箔可退火。在一个实施方式中，石墨电池部件的衬垫(例
如黑体辐射器、储槽和VCR型管接头的内部)可包括涂层，例如热解石墨、碳化硅或本公开或
本领域已知的防止碳侵蚀的其他涂层。可通过施加并且维持涂层上的高气体压力而使涂层
稳定在高温下。
形区段可包括用于穿过电池壁的管线和电缆(例如冷却剂管线和电传感器和控制电缆)的
穿透部或馈通，例如电磁泵和感应耦合加热器冷却剂管线馈通部件5kb1和电磁泵和压力容
器壁冷却剂管线馈通部件5kb2。压力容器腔室5b3a1内部的连接件可包括可挠性连接件，例
如导线和可挠性管路或管道。黑体辐射器可包括密封在一起以构成反应池腔室5b31的多个
件。多个件可包括下半球5b41和上半球5b42。其他形状在本公开的范围内。两个半球可在密
封件5b71处紧固在一起。密封件可包括法兰、至少一个垫圈5b71和诸如夹钳和螺栓等紧固
件中的至少一种。密封件可包括石墨垫圈(例如Perma-Foil(Toyo Tanso))和耐火螺栓(例
如石墨或W螺栓和螺帽)，其中诸如W螺栓和螺帽等金属螺栓和螺帽可进一步包括石墨或
Perma-Foil垫圈或垫片以补偿碳与螺栓和螺帽金属(例如W)之间的不同热膨胀系数。黑体
辐射器的下半球5b41和储槽5c可接合。接合可包括密封法兰、螺纹接头、焊接接头、胶合接
头或其他接头，例如本公开或本领域技术人员已知的接头。在一个实施方式中，下半球5b41
和储槽5c可包括单件。储槽可包括通过接头(例如本公开或本领域技术人员已知的接头)连
接的底板。作为另选，底板和储槽主体可包括单件，其可进一步包括具有下半球的单件。储
槽底板可连接至储槽支撑板5b8(其提供至外压力容器5b3a壁的连接以支撑储槽5c)。EM泵
管5k6和喷嘴5q可穿透并且使用诸如机械管接头(例如Swagelok型和VCR型管接头5k9和
Swagelok型接头O形环5k10中的至少一种)等接头连接至储槽5c底板。在一个实施方式中，
顶半球5b42、底半球5b42、储槽5c、储槽5c的底板和EM泵管5k6、喷嘴5q和连接器5k9中的至
少一个包括W、Mo和碳中的至少一种。可通过铸造形成碳管部件(例如具有弯头的碳管部件，
例如碳立管或注射器管和喷嘴)。在一个实施方式中，顶半球5b42、底半球5b41、储槽5c和储槽5c的底板包括碳。在一个实施方式中，例如储槽和黑体辐射器等碳电池部件可包括衬垫
5b4b。衬垫可防止诸如碳表面等下伏表面受到侵蚀。衬垫可包括耐火材料片或网中的至少
一种。衬垫可包括W箔或网或WC片。箔可退火。在一个实施方式中，石墨电池部件的衬垫(例
如黑体辐射器、储槽和VCR型管接头的内部)可包括涂层，例如热解石墨、碳化硅或本公开或
本领域已知的防止碳侵蚀的其他涂层。可通过施加并且维持涂层上的高气体压力而使涂层
稳定在高温下。
[0797] 在包括电池部件涂层的实施方式中，可选择涂层和基板(例如碳)中的至少一种，使得热膨胀系数匹配。
[0798] 在一个实施方式中，液体电极取代固体电极8。电极可包括液体电极和固体电极。液体电极可包括电磁泵注射器的熔融金属流。点火系统可包括电磁泵，其将熔融金属注射
至固体电极上以完成电路。点火电路的完成可导致由于来自电力源2的电流而点火。固体电
极可与熔融电极电绝缘。可通过固体电极在其的穿透部处(例如在储槽5c侧壁处)的电绝缘
涂层提供电绝缘。固体电极可包括负电极，并且液体电极可包括正电极。液体正电极可消除
正电极由于来自正电极处的高动力学的高热而熔融的可能性。固体电极可包括锻W。电极可
包括导电陶瓷，例如WC、HfC、ZrC和TaC中的至少一种。导电陶瓷电极可包括涂层或覆盖物，例如套筒或轴环。
至固体电极上以完成电路。点火电路的完成可导致由于来自电力源2的电流而点火。固体电
极可与熔融电极电绝缘。可通过固体电极在其的穿透部处(例如在储槽5c侧壁处)的电绝缘
涂层提供电绝缘。固体电极可包括负电极，并且液体电极可包括正电极。液体正电极可消除
正电极由于来自正电极处的高动力学的高热而熔融的可能性。固体电极可包括锻W。电极可
包括导电陶瓷，例如WC、HfC、ZrC和TaC中的至少一种。导电陶瓷电极可包括涂层或覆盖物，例如套筒或轴环。
[0799] 在一个实施方式中，液体电极取代固体电极8。电极可包括液体电极和固体电极。液体电极可包括电磁泵注射器的熔融金属流。点火系统可包括电磁泵，其将熔融金属注射
至固体电极上以完成电路。固体电极可包括耐火材料，例如本公开的耐火材料，例如W或碳。
固体电极可包括棒。固体电极可与至电池中的穿透部(例如穿过储槽5c的顶部的穿透部)电
绝缘。电绝缘可包括诸如绝缘盖或涂层等绝缘体，例如本公开的绝缘体。绝缘体可包括SiC。
电极可包括螺合至碳化硅轴环(其螺合至电池壁中以包括电池穿透部)中的W或碳棒。螺纹
接头可进一步包括诸如碳垫圈等垫圈以进一步密封接头。可通过至少一个螺纹螺帽将垫圈
紧密保持在包括棒电极和轴环的电极部件上的轴件上。在一个实施方式中，固体电极可在
较低温位置处穿透电池，例如穿过反应池腔室5b31的底部。穿透部可包括电池轴环以将电
极穿透部移动至更冷区域。电池轴环可为反应池腔室5b31的壁的延伸部。电极可由穿透部
延伸至反应池腔室的所需区域以在该区域中导致点火。电极可包括电绝缘套筒或轴环以使
电极(在所需点火的端部处除外)电绝缘。
至固体电极上以完成电路。固体电极可包括耐火材料，例如本公开的耐火材料，例如W或碳。
固体电极可包括棒。固体电极可与至电池中的穿透部(例如穿过储槽5c的顶部的穿透部)电
绝缘。电绝缘可包括诸如绝缘盖或涂层等绝缘体，例如本公开的绝缘体。绝缘体可包括SiC。
电极可包括螺合至碳化硅轴环(其螺合至电池壁中以包括电池穿透部)中的W或碳棒。螺纹
接头可进一步包括诸如碳垫圈等垫圈以进一步密封接头。可通过至少一个螺纹螺帽将垫圈
紧密保持在包括棒电极和轴环的电极部件上的轴件上。在一个实施方式中，固体电极可在
较低温位置处穿透电池，例如穿过反应池腔室5b31的底部。穿透部可包括电池轴环以将电
极穿透部移动至更冷区域。电池轴环可为反应池腔室5b31的壁的延伸部。电极可由穿透部
延伸至反应池腔室的所需区域以在该区域中导致点火。电极可包括电绝缘套筒或轴环以使
电极(在所需点火的端部处除外)电绝缘。
[0800] 在一个实施方式中，SunCell包括至少两个EM泵注射器，其产生交叉的至少两个熔融金属流以至少包括双液体电极。EM泵的对应储槽可垂直并且具有从垂直偏离的喷嘴，使
得喷出的熔融金属流交叉。各EM泵注射器可连接至具有相反极性的电力源，使得电流在交
叉点处流过金属流。电力源2的正端可连接至一个EM泵注射器并且负端可连接至另一EM泵
注射器。点火电连接可包括点火电磁泵汇流条5k2a。电力源2可将电压和电流供应至点火过
程，同时避免与EM泵电源的实质电干扰。电力源2可包括浮动电压电源和开关电源中的至少
一种。电连接可在EM泵的导电部件(例如EM泵管5k6、热传递块5k7和EM泵汇流条5k2中的至
少一个)处。各热传递块5k7可通过诸如金属粉末(例如W或Mo粉末)等导电糊热连接至泵管
5k6。点火功率可连接至各组热传递块5k7，使得在电力源2与各组热传递块5k7之间建立相
反极性的良好电连接。热传递块可沿着热传递块分布来自点火功率的热。
得喷出的熔融金属流交叉。各EM泵注射器可连接至具有相反极性的电力源，使得电流在交
叉点处流过金属流。电力源2的正端可连接至一个EM泵注射器并且负端可连接至另一EM泵
注射器。点火电连接可包括点火电磁泵汇流条5k2a。电力源2可将电压和电流供应至点火过
程，同时避免与EM泵电源的实质电干扰。电力源2可包括浮动电压电源和开关电源中的至少
一种。电连接可在EM泵的导电部件(例如EM泵管5k6、热传递块5k7和EM泵汇流条5k2中的至
少一个)处。各热传递块5k7可通过诸如金属粉末(例如W或Mo粉末)等导电糊热连接至泵管
5k6。点火功率可连接至各组热传递块5k7，使得在电力源2与各组热传递块5k7之间建立相
反极性的良好电连接。热传递块可沿着热传递块分布来自点火功率的热。
[0801] 在一个实施方式中，注射管5k61可弯曲以将喷嘴5q放置在储槽5c的顶部中心周围。在一个实施方式中，注射管5k61可由垂直倾斜以使喷嘴5q在储槽5c的顶部处居中。角度
可固定在储槽5k9的底部处的连接器处。连接器可构建该角度。连接器可包括Swagelok5k9，
其具有至储槽基底的锁定螺帽并且进一步包括至螺纹端注射管5k61的倾斜母连接器。母连
接器可包括具有母连接器或倾斜螺帽的弯曲轴环，使得母螺纹的角度倾斜。作为另选，储槽
基底可倾斜以构建注射器管的角度。
可固定在储槽5k9的底部处的连接器处。连接器可构建该角度。连接器可包括Swagelok5k9，
其具有至储槽基底的锁定螺帽并且进一步包括至螺纹端注射管5k61的倾斜母连接器。母连
接器可包括具有母连接器或倾斜螺帽的弯曲轴环，使得母螺纹的角度倾斜。作为另选，储槽
基底可倾斜以构建注射器管的角度。
[0802] 储槽支撑板5b8可包括电绝缘体，例如SiC。作为另选，支撑板可为能够在局部温度下运行的金属，例如钛，其中通过绝缘体在板与安装夹具之间并且也在储槽与板之间提供
电绝缘。绝缘体可包括绝缘体垫片或衬套，例如SiC或陶瓷垫片或衬套。双储槽的支撑板可
为单件或分开的支撑板。储槽支撑板可包括纵向分裂板，其具有诸如SiC等绝缘体轴环或衬
套以使储槽电绝缘。储槽支撑板可包括具有用于SiC垫圈的槽的纵向分裂两件式底板(储槽
坐落于底板上)。
电绝缘。绝缘体可包括绝缘体垫片或衬套，例如SiC或陶瓷垫片或衬套。双储槽的支撑板可
为单件或分开的支撑板。储槽支撑板可包括纵向分裂板，其具有诸如SiC等绝缘体轴环或衬
套以使储槽电绝缘。储槽支撑板可包括具有用于SiC垫圈的槽的纵向分裂两件式底板(储槽
坐落于底板上)。
[0803] 交叉点可为任何所需交叉点，例如在从储槽至反应池腔室5b31的顶部处的区域的区域范围内。交叉点可大约在反应池腔室的中心。可通过泵压力和喷嘴自垂直的相对弯曲
或倾斜中的至少一种控制交叉点。储槽可分开并且电绝缘。诸如熔融银的熔融金属可由反
应池腔室流动回至各储槽以待再循环。可通过金属流断续器或分裂器中断在其他情况下将
桥接两个储槽并且提供导电路径的银连续性而防止返回的银在两个储槽间电短路。分裂器
可包括由导致银形成珠状以中断储槽之间的电连接的材料组成的不规则表面。分裂器可包
括短接区域处的各储槽壁的回切，使得银滴落于回切或滴落边缘上方，使得连续性被破坏。
分裂器可包括覆盖两个储槽的交叉的圆顶或半球，其中圆顶或半球的基底包括用于各储槽
的回切。在一个实施方式中，两个储槽5c和其底部或底板和黑体辐射器的下半球5b41可包
括单件。黑体辐射器的下半球5b41可包括底部中的升高圆顶或横向脊，储槽设定至其中。在
一个实施方式中，各储槽的顶部可包括用作唇缘(返回的银在唇缘上流动)的环板或垫片。
唇缘可导致流动至各储槽中的金属流的中断以破坏原本可流过返回的银的储槽之间的任
何电流路径。各储槽的顶部可包括机械加工圆周沟槽，垫片坐落至该沟槽中以形成唇缘或
滴落边缘5ca，如在图2I83中示出的。诸如分裂器(例如圆顶或半球分裂器)、储槽5c、黑体辐射器的下半球5b41、黑体辐射器的下半球5b41的升高或圆顶状底部和各储槽上的唇缘中等
至少一个电池部件可包括碳。在一个实施方式中，产生器包括传感器和点火控制器以减小
点火电压和电流中的至少一个，从而防止经过诸如下半球5b41等电池部件的短路导致对部
件的损害。电短路传感器可包括电流或电压传感器，其将信号送至控制点火电流和电压中
的至少一个的点火控制器。
或倾斜中的至少一种控制交叉点。储槽可分开并且电绝缘。诸如熔融银的熔融金属可由反
应池腔室流动回至各储槽以待再循环。可通过金属流断续器或分裂器中断在其他情况下将
桥接两个储槽并且提供导电路径的银连续性而防止返回的银在两个储槽间电短路。分裂器
可包括由导致银形成珠状以中断储槽之间的电连接的材料组成的不规则表面。分裂器可包
括短接区域处的各储槽壁的回切，使得银滴落于回切或滴落边缘上方，使得连续性被破坏。
分裂器可包括覆盖两个储槽的交叉的圆顶或半球，其中圆顶或半球的基底包括用于各储槽
的回切。在一个实施方式中，两个储槽5c和其底部或底板和黑体辐射器的下半球5b41可包
括单件。黑体辐射器的下半球5b41可包括底部中的升高圆顶或横向脊，储槽设定至其中。在
一个实施方式中，各储槽的顶部可包括用作唇缘(返回的银在唇缘上流动)的环板或垫片。
唇缘可导致流动至各储槽中的金属流的中断以破坏原本可流过返回的银的储槽之间的任
何电流路径。各储槽的顶部可包括机械加工圆周沟槽，垫片坐落至该沟槽中以形成唇缘或
滴落边缘5ca，如在图2I83中示出的。诸如分裂器(例如圆顶或半球分裂器)、储槽5c、黑体辐射器的下半球5b41、黑体辐射器的下半球5b41的升高或圆顶状底部和各储槽上的唇缘中等
至少一个电池部件可包括碳。在一个实施方式中，产生器包括传感器和点火控制器以减小
点火电压和电流中的至少一个，从而防止经过诸如下半球5b41等电池部件的短路导致对部
件的损害。电短路传感器可包括电流或电压传感器，其将信号送至控制点火电流和电压中
的至少一个的点火控制器。
[0804] 在一个实施方式中，SunCell包括储槽银水平均衡系统，其包括银水平传感器、EM泵电流控制器和诸如可编程逻辑控制器(PLC)或计算机100等控制器(其从水平传感器接收
输入并且驱动电流控制器以维持储槽5c中的大约相等金属水平)。在一个实施方式中，
SunCell包括熔融金属均衡器以维持各储槽5c中的大约相等水平(例如银水平)。均衡器可
包括各储槽上的储槽水平传感器和EM泵速率控制器和用于启动各EM泵以维持大约相等水
平的控制器。传感器可包括基于至少一个物理参数(例如放射性、不透明性、电阻或电容、热发射、温度梯度，例如超声波频率、水平相关声波共振频率等声音、阻抗或速度、诸如红外发射等光学)的传感器或本领域已知的适合于通过指示储槽熔融金属水平的参数由于水平改
变或水平接口间的改变所致的改变而检测该参数的其他传感器。水平传感器可指示EM泵的
启动水平并且由此指示熔融金属流。可通过监测点火电流和电压中的至少一种来监测点火
状态。
输入并且驱动电流控制器以维持储槽5c中的大约相等金属水平)。在一个实施方式中，
SunCell包括熔融金属均衡器以维持各储槽5c中的大约相等水平(例如银水平)。均衡器可
包括各储槽上的储槽水平传感器和EM泵速率控制器和用于启动各EM泵以维持大约相等水
平的控制器。传感器可包括基于至少一个物理参数(例如放射性、不透明性、电阻或电容、热发射、温度梯度，例如超声波频率、水平相关声波共振频率等声音、阻抗或速度、诸如红外发射等光学)的传感器或本领域已知的适合于通过指示储槽熔融金属水平的参数由于水平改
变或水平接口间的改变所致的改变而检测该参数的其他传感器。水平传感器可指示EM泵的
启动水平并且由此指示熔融金属流。可通过监测点火电流和电压中的至少一种来监测点火
状态。
[0805] 传感器可包括诸如放射性核素等放射性源5s1，例如镅(例如发射60keV伽玛射线的241Am)、133Ba、14C、109Cd、137Cs、57Co、60Co、152Eu、55Fe、54Mn、22Na、210Pb、210Po、90Sr、204Tl或65Zn中的至少一种。放射性核素辐射可准直。源5s1可包括诸如Bremsstrahlung X射线源等X射
线或伽玛射线产生器，例如http://www.source1xray.com/index-1.html的源。传感器可进
一步包括在储槽相对于放射性源的相对侧上的至少一个辐射检测器5s2。传感器可进一步
包括位置扫描仪或诸如机械手段等手段以在维持源与检测器之间的对准的同时沿着垂直
储槽轴移动辐射源和辐射检测器中的至少一个。可在熔融金属水平面上进行移动。准直辐
射穿越水平面时的穿透辐射计数的改变可识别水平。作为另选，扫描仪可循环地改变源与
检测器的相对取向以在金属水平面上方和下方扫描以便检测。在另一个实施方式中，传感
器可包括沿着各储槽的垂直轴配置的多个源5s1。传感器可包括在储槽相对于对应源的相
反侧上的多个辐射检测器5s2。在一个实施方式中，辐射检测器可与辐射源成对，使得辐射
沿着从源通过储槽至检测器的轴向路径行进。可通过储槽金属(当存在时)衰减辐射源，使
得辐射检测器在水平升高至高于辐射路径时将记录较低信号并且在水平下降至低于路径
时将记录较高信号。源可包括宽射束或具有宽辐射角度范围的射束，其横跨储槽至空间延
伸检测器或延伸检测器阵列(例如X射线敏感的线性二极管阵列)以在辐射路径中提供储槽
的金属含量的纵向或深度分布的测量。示例性X射线敏感的线性二极管阵列(LDA)是X扫描
成像公司XI8800LDA。通过金属水平的计数衰减可指示水平。示例性源可包括来自放射性或
X射线管源的扩散射束，并且检测器可包括延伸闪烁或盖氏(Geiger)计数器检测器。检测器
可包括盖氏计数器、CMOS检测器、闪烁器检测器和闪烁器(例如具有光电二极管检测器的碘
化钠或碘化铯)中的至少一种。检测器可包括诸如MOSFET检测器等电离检测器，例如烟雾检
测器中的检测器。电离腔室电极可包括辐射传入侧上的至少一个薄箔或线网和对电极(如
烟雾检测器电路中常见的)。
线或伽玛射线产生器，例如http://www.source1xray.com/index-1.html的源。传感器可进
一步包括在储槽相对于放射性源的相对侧上的至少一个辐射检测器5s2。传感器可进一步
包括位置扫描仪或诸如机械手段等手段以在维持源与检测器之间的对准的同时沿着垂直
储槽轴移动辐射源和辐射检测器中的至少一个。可在熔融金属水平面上进行移动。准直辐
射穿越水平面时的穿透辐射计数的改变可识别水平。作为另选，扫描仪可循环地改变源与
检测器的相对取向以在金属水平面上方和下方扫描以便检测。在另一个实施方式中，传感
器可包括沿着各储槽的垂直轴配置的多个源5s1。传感器可包括在储槽相对于对应源的相
反侧上的多个辐射检测器5s2。在一个实施方式中，辐射检测器可与辐射源成对，使得辐射
沿着从源通过储槽至检测器的轴向路径行进。可通过储槽金属(当存在时)衰减辐射源，使
得辐射检测器在水平升高至高于辐射路径时将记录较低信号并且在水平下降至低于路径
时将记录较高信号。源可包括宽射束或具有宽辐射角度范围的射束，其横跨储槽至空间延
伸检测器或延伸检测器阵列(例如X射线敏感的线性二极管阵列)以在辐射路径中提供储槽
的金属含量的纵向或深度分布的测量。示例性X射线敏感的线性二极管阵列(LDA)是X扫描
成像公司XI8800LDA。通过金属水平的计数衰减可指示水平。示例性源可包括来自放射性或
X射线管源的扩散射束，并且检测器可包括延伸闪烁或盖氏(Geiger)计数器检测器。检测器
可包括盖氏计数器、CMOS检测器、闪烁器检测器和闪烁器(例如具有光电二极管检测器的碘
化钠或碘化铯)中的至少一种。检测器可包括诸如MOSFET检测器等电离检测器，例如烟雾检
测器中的检测器。电离腔室电极可包括辐射传入侧上的至少一个薄箔或线网和对电极(如
烟雾检测器电路中常见的)。
[0806] 在一个实施方式中，包括诸如X射线等穿透辐射源、检测器和控制器的传感器进一步包括用于将在检测器处从源接收的信号的强度处理为储槽熔融金属水平读数的算法。传
感器可包括单一广角发射器和单一广角检测器。X射线或伽玛射线可以相对于储槽横向平
面的角度穿透储槽内部以增大通过含有熔融金属的区域飞行至检测器的路径长度。该角度
可取样熔融金属的较大深度以增大测定储槽中的熔融金属深度的鉴别。可针对已知储槽熔
融金属水平校准检测器信号强度。随着水平升高，检测器强度信号减小，其中可由校准测定
水平。示例性源是诸如镅241等放射性同位素和诸如Bremsstrahlung器件等X射线源。示例
性检测器是盖氏计数器和闪烁器和光电二极管。X射线源可包括诸如Mini-X等AmeTek源并
且检测器可包括NaI或YSO晶体检测器。诸如X射线源等辐射源和检测器中的至少一个可扫
描以获得X射线衰减的纵向分布并且由此获得金属水平。扫描仪可包括机械扫描仪，例如凸
轮驱动扫描仪。可通过可由电动电机驱动的旋转轴使凸轮转向。扫描仪可包括机械、气动、
液压、压电、电磁、伺服电机驱动或本领域技术人员已知的其他此类扫描仪或手段以将X射
线源和检测器中的至少一个可逆地平移或重新取向至金属水平的深度分布。诸如镅等放射
性同位素可包封于耐火材料(例如W、Mo、Ta、Nb、氧化铝、ZrO、MgO或其他耐火材料，例如本公开的耐火材料)中以允许其放置成紧密接近于温度较高的储槽。X射线源和发射器和检测器
中的至少一个可安装于可具有受控压力和温度中的至少一个的外壳中。外壳可安装至外压
力容器5b3a。外壳可除去以允许容易地除去外压力容器5b3a。外壳可水平除去以允许外压
力容器5b3a的垂直除去。外壳可具有内窗以在维持跨窗的压力梯度的同时使X射线通过。窗
可包括碳纤维。外壳的外端可对大气开放或闭合。
感器可包括单一广角发射器和单一广角检测器。X射线或伽玛射线可以相对于储槽横向平
面的角度穿透储槽内部以增大通过含有熔融金属的区域飞行至检测器的路径长度。该角度
可取样熔融金属的较大深度以增大测定储槽中的熔融金属深度的鉴别。可针对已知储槽熔
融金属水平校准检测器信号强度。随着水平升高，检测器强度信号减小，其中可由校准测定
水平。示例性源是诸如镅241等放射性同位素和诸如Bremsstrahlung器件等X射线源。示例
性检测器是盖氏计数器和闪烁器和光电二极管。X射线源可包括诸如Mini-X等AmeTek源并
且检测器可包括NaI或YSO晶体检测器。诸如X射线源等辐射源和检测器中的至少一个可扫
描以获得X射线衰减的纵向分布并且由此获得金属水平。扫描仪可包括机械扫描仪，例如凸
轮驱动扫描仪。可通过可由电动电机驱动的旋转轴使凸轮转向。扫描仪可包括机械、气动、
液压、压电、电磁、伺服电机驱动或本领域技术人员已知的其他此类扫描仪或手段以将X射
线源和检测器中的至少一个可逆地平移或重新取向至金属水平的深度分布。诸如镅等放射
性同位素可包封于耐火材料(例如W、Mo、Ta、Nb、氧化铝、ZrO、MgO或其他耐火材料，例如本公开的耐火材料)中以允许其放置成紧密接近于温度较高的储槽。X射线源和发射器和检测器
中的至少一个可安装于可具有受控压力和温度中的至少一个的外壳中。外壳可安装至外压
力容器5b3a。外壳可除去以允许容易地除去外压力容器5b3a。外壳可水平除去以允许外压
力容器5b3a的垂直除去。外壳可具有内窗以在维持跨窗的压力梯度的同时使X射线通过。窗
可包括碳纤维。外壳的外端可对大气开放或闭合。
[0807] 传感器可包括沿着储槽的垂直轴隔开的一系列电接触件和用于测量电接触件之间的电导率和电容中的至少一种的电导率计和电容计中的至少一种，其中电导率和电容中
的至少一个在储槽内部的熔融金属水平间可测量地变化。电接触件可各自包括导电环。电
导率计可包括欧姆计。
的至少一个在储槽内部的熔融金属水平间可测量地变化。电接触件可各自包括导电环。电
导率计可包括欧姆计。
[0808] 传感器可包括一系列温度测量器件(例如沿着储槽的垂直轴隔开的热阻器或热电偶)以测量温度测量器件之间的温度，其中温度在储槽内部的熔融金属水平间可测量地变
化。
化。
[0809] 传感器可包括红外摄影机。红外线温度符号可在银水平间变化。
[0810] 传感器可包括水平相关声波共振频率传感器。储槽可包括腔。一般而言，例如乐器(例如部分填充的水瓶)的腔各自具有共振频率，例如取决于水填充水平的基本音符。在一
个实施方式中，储槽腔具有取决于熔融金属填充水平的共振声频。该频率可随着熔融金属
水平改变和储槽腔的气体填充部分对金属填充部分的体积改变而位移。可使用取决于填充
水平的频率在储槽中支持至少一种共振声波。可使用给定运行条件(例如储槽和电池温度)
下的填充水平和对应频率校准传感器。
个实施方式中，储槽腔具有取决于熔融金属填充水平的共振声频。该频率可随着熔融金属
水平改变和储槽腔的气体填充部分对金属填充部分的体积改变而位移。可使用取决于填充
水平的频率在储槽中支持至少一种共振声波。可使用给定运行条件(例如储槽和电池温度)
下的填充水平和对应频率校准传感器。
[0811] 共振声波传感器可包括用于激发诸如驻声波等声波的手段和用于检测水平相关声波的频率的声频分析器。用于激发储槽腔中的声音的手段可包括机械、气动、液压、压电、电磁、伺服电机驱动源手段以使储槽壁可逆地变形。用于激发和接收储槽腔中的声音中的
至少一种的手段可包括驱动隔膜。隔膜可导致声音传播至储槽中。隔膜可包括电池部件，例
如EM泵、上半球和下半球中的至少一个。声波激发源与声波激发部件之间的接触可以经由
探针，例如对与部件的接触点的温度稳定的耐火材料探针。用于激发储槽腔中的声音的手
段可包括发讯器，例如声纳发讯器。频率分析器可为麦克风，其可在声音穿过包围部件的气
体时接收储槽的共振频率响应。用于接收并且分析声音的手段可包括麦克风、传感器、压力
传感器、可通过声音变形并且可具有残余电荷的电容器板并且可包括本领域已知的其他声
音分析器。在一个实施方式中，引起储槽的声波激发和接收共振声频的手段中的至少一种
可包括麦克风。麦克风可包括频率分析器以测定填充水平。激发源和接收器中的至少一个
可定位于外压力容器5b3a外部。
至少一种的手段可包括驱动隔膜。隔膜可导致声音传播至储槽中。隔膜可包括电池部件，例
如EM泵、上半球和下半球中的至少一个。声波激发源与声波激发部件之间的接触可以经由
探针，例如对与部件的接触点的温度稳定的耐火材料探针。用于激发储槽腔中的声音的手
段可包括发讯器，例如声纳发讯器。频率分析器可为麦克风，其可在声音穿过包围部件的气
体时接收储槽的共振频率响应。用于接收并且分析声音的手段可包括麦克风、传感器、压力
传感器、可通过声音变形并且可具有残余电荷的电容器板并且可包括本领域已知的其他声
音分析器。在一个实施方式中，引起储槽的声波激发和接收共振声频的手段中的至少一种
可包括麦克风。麦克风可包括频率分析器以测定填充水平。激发源和接收器中的至少一个
可定位于外压力容器5b3a外部。
[0812] 在一个实施方式中，声波传感器包括声频的压电传感器。传感器可透过诸如中空导管或实心导管等声导接收声音。可使用储槽发讯器激发声音。压电传感器可包括汽车爆
震传感器。爆震传感器可匹配至具有处于所需水平的银的储槽的声波共振特性。可使用加
速度计测定共振特性。声音导管导体可直接连接至储槽和传感器。声音导体可包括诸如钨
或碳等耐火材料。传感器可定位于热区域外部(例如外压力容器5b3a外部)。在示例性实施
方式中，爆震传感器螺合至外容器5b3a的底板5b3b(其连接至与相对端部上的储槽接触的
声音导体)中的孔中。导管可沿着垂直轴行进以避免干扰线圈5f的运动。凹口滤光片可选择
性地使适合于感测储槽中的银水平的频率通过。控制器可调整EM泵电流以将银水平改变为
由频率(其作为水平的函数)测定的所需水平。
震传感器。爆震传感器可匹配至具有处于所需水平的银的储槽的声波共振特性。可使用加
速度计测定共振特性。声音导管导体可直接连接至储槽和传感器。声音导体可包括诸如钨
或碳等耐火材料。传感器可定位于热区域外部(例如外压力容器5b3a外部)。在示例性实施
方式中，爆震传感器螺合至外容器5b3a的底板5b3b(其连接至与相对端部上的储槽接触的
声音导体)中的孔中。导管可沿着垂直轴行进以避免干扰线圈5f的运动。凹口滤光片可选择
性地使适合于感测储槽中的银水平的频率通过。控制器可调整EM泵电流以将银水平改变为
由频率(其作为水平的函数)测定的所需水平。
[0813] 传感器可包括响应于储槽银水平的阻抗计。阻抗计可包括响应于电感(其是金属水平的函数)的线圈。线圈可包括感应耦合加热器线圈。线圈可包括高温或耐火金属线，例
如涂布有高温绝缘件的W或Mo。线圈的线节距可以为使得非绝缘线并不电短路。熔融银可包
括诸如铁磁或顺磁金属或化合物等添加剂(例如本领域已知的添加剂)以增大电感响应。可
通过在交流波形驱动线圈上测量的电流与电压之间的相位移测量电感。频率可为射频，例
如在约5kHz至1MHz的范围内。
如涂布有高温绝缘件的W或Mo。线圈的线节距可以为使得非绝缘线并不电短路。熔融银可包
括诸如铁磁或顺磁金属或化合物等添加剂(例如本领域已知的添加剂)以增大电感响应。可
通过在交流波形驱动线圈上测量的电流与电压之间的相位移测量电感。频率可为射频，例
如在约5kHz至1MHz的范围内。
[0814] 在一个实施方式中，传感器包括压力传感器，其中压力随着水平增大而增大。压力增大可以归因于头压力由于储槽5c中的熔融金属柱的额外重量所致而增大。
[0815] 在一个实施方式中，传感器包括重量传感器以检测至少一个储槽的重量改变或储槽之间的重心改变，其中重量随着储槽熔融金属水平增大而增大。储槽之间的差异重量分
布使测量的重心位移。重量传感器可定位于对应储槽的支持体上。
布使测量的重心位移。重量传感器可定位于对应储槽的支持体上。
[0816] 通过EM泵的熔融金属流动速率的自发增大可能由于熔融金属水平在对应储槽中升高时的增大头压力而发生。头压力可贡献于泵压力并且产生流动速率的对应贡献。在一
个实施方式中，储槽高度足以引起极端值(包括最低和最高所需熔融金属水平)之间的充分
头压力差以为至少一个EM泵提供控制信号以维持大约相等熔融金属水平。EM泵传感器可包
括流量传感器，例如洛伦兹力传感器或本领域已知的其他EM泵流量传感器。流动速率可由
于头压力的改变(其归因于水平的改变)而改变。至少一个流动速率参数(例如个体EM泵流
动速率、组合流动速率、个体流动速率差、组合流动速率差、相对流动速率、个体流动速率的变化率、组合流动速率的变化率、相对流动速率的变化率和其他流动速率测量)可用于感测
至少一个储槽中的熔融金属水平。可比较感测的流动速率参数与至少一个EM泵电流以测定
至少一个EM泵电流的控制调整以维持大约相等储槽熔融金属水平。
个实施方式中，储槽高度足以引起极端值(包括最低和最高所需熔融金属水平)之间的充分
头压力差以为至少一个EM泵提供控制信号以维持大约相等熔融金属水平。EM泵传感器可包
括流量传感器，例如洛伦兹力传感器或本领域已知的其他EM泵流量传感器。流动速率可由
于头压力的改变(其归因于水平的改变)而改变。至少一个流动速率参数(例如个体EM泵流
动速率、组合流动速率、个体流动速率差、组合流动速率差、相对流动速率、个体流动速率的变化率、组合流动速率的变化率、相对流动速率的变化率和其他流动速率测量)可用于感测
至少一个储槽中的熔融金属水平。可比较感测的流动速率参数与至少一个EM泵电流以测定
至少一个EM泵电流的控制调整以维持大约相等储槽熔融金属水平。
[0817] 在一个实施方式中，产生器包括电路控制系统，其感测各储槽中的熔融银水平并且调整EM泵电流以维持储槽中的大约匹配水平。控制系统可大约连续地维持各EM泵上的最
小注射压力，使得相对的熔融银物流交叉以导致点火。在一个实施方式中，注射系统包括相
同平面中的两个金属流，其中该物流以非匹配EM泵速度撞击，使得速度可以可变地控制以
维持匹配的储槽银水平。在一个实施方式中，产生器可包括一个储槽上的水平传感器而非
包括两个水平传感器(各储槽具有一个传感器)。诸如银等熔融金属的总量在封闭反应池腔
室5b31中是恒定的。因此，通过一个储槽中的水平测量，可测定其他储槽中的水平。产生器
可包括用于一个储槽的EM泵的电路控制系统而非包括两个电路控制系统(各储槽的EM泵具
有一个电路控制系统)。不具有水平传感器的储槽的EM泵的电流可以是固定的。作为另选，
不具有水平传感器的储槽的EM泵可包括响应于使用水平传感器在储槽中感测的水平的电
路控制系统。
小注射压力，使得相对的熔融银物流交叉以导致点火。在一个实施方式中，注射系统包括相
同平面中的两个金属流，其中该物流以非匹配EM泵速度撞击，使得速度可以可变地控制以
维持匹配的储槽银水平。在一个实施方式中，产生器可包括一个储槽上的水平传感器而非
包括两个水平传感器(各储槽具有一个传感器)。诸如银等熔融金属的总量在封闭反应池腔
室5b31中是恒定的。因此，通过一个储槽中的水平测量，可测定其他储槽中的水平。产生器
可包括用于一个储槽的EM泵的电路控制系统而非包括两个电路控制系统(各储槽的EM泵具
有一个电路控制系统)。不具有水平传感器的储槽的EM泵的电流可以是固定的。作为另选，
不具有水平传感器的储槽的EM泵可包括响应于使用水平传感器在储槽中感测的水平的电
路控制系统。
[0818] 在一个实施方式中，下半球5b41可包括镜像高度梯度通道以将溢流从一个储槽5c引导至其他储槽并且进一步促进诸如银等熔融金属返回至储槽。在另一个实施方式中，通
过连接两个储槽的导管均衡水平，导管的各端部处具有滴落边缘以防止两个储槽之间的短
路。过度填充储槽中的银透过导管流动回至其他储槽以更均衡水平。
过连接两个储槽的导管均衡水平，导管的各端部处具有滴落边缘以防止两个储槽之间的短
路。过度填充储槽中的银透过导管流动回至其他储槽以更均衡水平。
[0819] 在一个实施方式中，通过主动式机构和被动式机构中的至少一种使储槽5c之间的水平保持本质上相同。主动式机构可包括响应于通过传感器测量的水平而调整EM泵速率。
被动式机构可包括由于熔融金属水平在对应储槽中升高时的增大头压力所致的通过EM泵
的熔融金属速率的自发增大。头压力可促成固定或可变EM泵压力以维持大约相等储槽水
平。在一个实施方式中，储槽高度足以引起极端值(包括最低和最高所需熔融金属水平)之
间的充分头压力差以在运行期间使储槽水平维持大约相同。可由于流动速率差(其归因于
对应于储槽之间的熔融金属水平差的头压力差)而实现该维持。
被动式机构可包括由于熔融金属水平在对应储槽中升高时的增大头压力所致的通过EM泵
的熔融金属速率的自发增大。头压力可促成固定或可变EM泵压力以维持大约相等储槽水
平。在一个实施方式中，储槽高度足以引起极端值(包括最低和最高所需熔融金属水平)之
间的充分头压力差以在运行期间使储槽水平维持大约相同。可由于流动速率差(其归因于
对应于储槽之间的熔融金属水平差的头压力差)而实现该维持。
[0820] 可通过独立电源供电给各EM泵。作为另选，可通过共用电源经由并联电连接供电给多个EM泵(例如两个EM泵)。可通过各并联电路的电流调节器控制各泵的电流。各并联电
路可包括隔离二极管以使各电路电绝缘。电绝缘可防止EM泵注射器之间的点火功率的短
路。在一个实施方式中，EM泵冷却剂管线5k11可为两个EM泵组件5ka所共有。在一个实施方
式中，至少一个EM泵注射器的喷嘴5q可浸没在熔融银中。浸没可至少部分防止喷嘴被等离
子体降解。
路可包括隔离二极管以使各电路电绝缘。电绝缘可防止EM泵注射器之间的点火功率的短
路。在一个实施方式中，EM泵冷却剂管线5k11可为两个EM泵组件5ka所共有。在一个实施方
式中，至少一个EM泵注射器的喷嘴5q可浸没在熔融银中。浸没可至少部分防止喷嘴被等离
子体降解。
[0821] 喷嘴5q可在熔融金属水平下方以防止等离子体损害喷嘴。作为另选，泵管的喷嘴区段5k61可升高，并且喷嘴可包括侧孔以导致朝向相对匹配喷嘴的侧向注射，使得物流交
叉。喷嘴可倾斜以导致两个物流的交叉点在所需位置处。喷嘴可包括球形管端部，在球体上
的角位置处具有孔以将熔融金属引导至反应池腔室5b31中的所需位置。诸如耐火喷嘴管区
段(例如包括W或Mo的喷嘴管区段)等喷嘴管区段可垂直。其可包括至泵管的另一区段的螺
纹连接。其可包括至Swagelok或VCR管接头(例如储槽穿透部处的管接头5k9)的螺纹连接。
诸如耐火喷嘴(例如W或Mo喷嘴)的喷嘴5q可具有倾斜出口。喷嘴可通过螺纹接头接合泵管
的喷嘴区段5k61。可通过紧固件(例如固定螺钉或锁定螺帽)或通过焊接将旋入喷嘴保持在
导致熔融金属流交叉的所需位置处。焊接可包括激光焊接。
叉。喷嘴可倾斜以导致两个物流的交叉点在所需位置处。喷嘴可包括球形管端部，在球体上
的角位置处具有孔以将熔融金属引导至反应池腔室5b31中的所需位置。诸如耐火喷嘴管区
段(例如包括W或Mo的喷嘴管区段)等喷嘴管区段可垂直。其可包括至泵管的另一区段的螺
纹连接。其可包括至Swagelok或VCR管接头(例如储槽穿透部处的管接头5k9)的螺纹连接。
诸如耐火喷嘴(例如W或Mo喷嘴)的喷嘴5q可具有倾斜出口。喷嘴可通过螺纹接头接合泵管
的喷嘴区段5k61。可通过紧固件(例如固定螺钉或锁定螺帽)或通过焊接将旋入喷嘴保持在
导致熔融金属流交叉的所需位置处。焊接可包括激光焊接。
[0822] 在一个实施方式中，包括两个储槽和用作双液体电极的两个EM泵的黑体辐射器的下半球5b41被分为通过电绝缘密封件连接的至少两个区段。密封件可包括法兰、垫圈和紧
固件。垫圈可包括电绝缘体。密封件可使两个液体电极电绝缘。在一个实施方式中，可通过
使上半球5b42和下半球5b41的法兰和垫圈垂直而非水平取向使得黑体辐射器5b4包括在垂
直法兰处接合的左半部分和右半部分而实现两个储槽之间的电绝缘边界。各半部可包括黑
体辐射器5b4的垂直区段半部和一个储槽5c。
固件。垫圈可包括电绝缘体。密封件可使两个液体电极电绝缘。在一个实施方式中，可通过
使上半球5b42和下半球5b41的法兰和垫圈垂直而非水平取向使得黑体辐射器5b4包括在垂
直法兰处接合的左半部分和右半部分而实现两个储槽之间的电绝缘边界。各半部可包括黑
体辐射器5b4的垂直区段半部和一个储槽5c。
[0823] 在一个实施方式中，黑体辐射器的下半球5b41包括具有紧固或与其相接的两个储槽5c的分离件。连接件可各自包括螺纹套节或接头。各储槽5c可包括顶部处的外表面上与
下半球5b41的螺纹配合的螺纹。螺纹可涂布有糊剂或涂层以使各储槽与下半球至少部分电
绝缘以使两个储槽彼此进一步电绝缘。涂层可包括本公开的涂层，例如ZrO。在一个实施方
式中，电绝缘表面涂层可包括本公开的涂层或高温材料，例如ZrO、SiC和官能化石墨中的至
少一种。绝缘表面涂层可包括陶瓷，例如锆基陶瓷。示例性氧化锆涂层包括氧化钇稳定氧化
锆，例如3重量％氧化钇。另一可能的锆陶瓷涂层是二硼化锆(ZrB2)。可通过热喷涂或本领
域已知的其他技术施加表面涂层。涂层可包括浸渗石墨涂层。涂层可为多层。示例性多层涂
层包括氧化锆和氧化铝的交替层。官能化石墨可包括封端石墨。封端石墨可包括H、F和O封
端的石墨中的至少一种。在一个实施方式中，至少一个储槽可电绝缘并且至少一个其他储
槽可与黑体辐射器的下半球5b41电接触，使得下半球可包括电极。下半球可包括负电极。在
一个实施方式中，各储槽5c与黑体辐射器的下半球5b41之间的连接件远离反应池腔室
5b31，使得连接件的电绝缘涂层维持在低于诸如SiC或ZrO等涂层的熔融或降解温度的温度
下。
下半球5b41的螺纹配合的螺纹。螺纹可涂布有糊剂或涂层以使各储槽与下半球至少部分电
绝缘以使两个储槽彼此进一步电绝缘。涂层可包括本公开的涂层，例如ZrO。在一个实施方
式中，电绝缘表面涂层可包括本公开的涂层或高温材料，例如ZrO、SiC和官能化石墨中的至
少一种。绝缘表面涂层可包括陶瓷，例如锆基陶瓷。示例性氧化锆涂层包括氧化钇稳定氧化
锆，例如3重量％氧化钇。另一可能的锆陶瓷涂层是二硼化锆(ZrB2)。可通过热喷涂或本领
域已知的其他技术施加表面涂层。涂层可包括浸渗石墨涂层。涂层可为多层。示例性多层涂
层包括氧化锆和氧化铝的交替层。官能化石墨可包括封端石墨。封端石墨可包括H、F和O封
端的石墨中的至少一种。在一个实施方式中，至少一个储槽可电绝缘并且至少一个其他储
槽可与黑体辐射器的下半球5b41电接触，使得下半球可包括电极。下半球可包括负电极。在
一个实施方式中，各储槽5c与黑体辐射器的下半球5b41之间的连接件远离反应池腔室
5b31，使得连接件的电绝缘涂层维持在低于诸如SiC或ZrO等涂层的熔融或降解温度的温度
下。
[0824] 可通过间隔件实现储槽之间的电绝缘，该间隔件包括诸如碳化硅间隔件等电绝缘体。下半球5b41可包括至间隔件的延伸连接件，其从下储槽的主体充分延伸使得连接件处
的温度适当低于间隔件的温度。间隔件可通过螺纹在延伸连接件处连接并且可连接至储槽
5c。至储槽5c的连接件可包括螺纹。间隔件可包括碳化硅圆柱体，其通过螺纹连接至下储槽
5b41的延伸部并且在SiC圆柱体的相对端部处通过螺纹连接至储槽5c。套节可通过螺纹直
接密封并且可进一步包括密封剂和垫圈(诸如在间隔件与下半球之间的连接件处和在间隔
件与储槽之间的连接件处)中的至少一种。垫圈可包括石墨，例如Perma-Foil(Toyo Tanso)
或Graphoil。SiC间隔件可包括反应键合的SiC。包括螺纹的间隔件最初可包括Si，其经碳化
以形成螺纹SiC间隔件。间隔件可结合至下半球和对应储槽的上部。结合可包括化学键合。
结合可包括SiC。SiC间隔件可熔融至碳部件，例如对应下半球和储槽。熔融可发生在高温
下。作为另选，结合可包括胶粘剂。间隔件可包括滴落边缘以防止熔融金属的回流使储槽电
短路。滴落边缘可机械加工或铸造为诸如SiC间隔件等间隔件。作为另选，间隔件可包括凹
槽以用于插入诸如环形圆盘滴落边缘的滴落边缘。间隔件可包括本公开的其他耐火电绝缘
材料，例如氧化锆、氧化钇稳定氧化锆和MgO。在一个实施方式中，点火系统包括安全断流开关以感测两个储槽注射器之间的电短路并且终止点火功率以防止对诸如喷嘴5q等注射器
的损害。传感器可包括通过下半球5b41的储槽电路之间的电流的电流传感器。
的温度适当低于间隔件的温度。间隔件可通过螺纹在延伸连接件处连接并且可连接至储槽
5c。至储槽5c的连接件可包括螺纹。间隔件可包括碳化硅圆柱体，其通过螺纹连接至下储槽
5b41的延伸部并且在SiC圆柱体的相对端部处通过螺纹连接至储槽5c。套节可通过螺纹直
接密封并且可进一步包括密封剂和垫圈(诸如在间隔件与下半球之间的连接件处和在间隔
件与储槽之间的连接件处)中的至少一种。垫圈可包括石墨，例如Perma-Foil(Toyo Tanso)
或Graphoil。SiC间隔件可包括反应键合的SiC。包括螺纹的间隔件最初可包括Si，其经碳化
以形成螺纹SiC间隔件。间隔件可结合至下半球和对应储槽的上部。结合可包括化学键合。
结合可包括SiC。SiC间隔件可熔融至碳部件，例如对应下半球和储槽。熔融可发生在高温
下。作为另选，结合可包括胶粘剂。间隔件可包括滴落边缘以防止熔融金属的回流使储槽电
短路。滴落边缘可机械加工或铸造为诸如SiC间隔件等间隔件。作为另选，间隔件可包括凹
槽以用于插入诸如环形圆盘滴落边缘的滴落边缘。间隔件可包括本公开的其他耐火电绝缘
材料，例如氧化锆、氧化钇稳定氧化锆和MgO。在一个实施方式中，点火系统包括安全断流开关以感测两个储槽注射器之间的电短路并且终止点火功率以防止对诸如喷嘴5q等注射器
的损害。传感器可包括通过下半球5b41的储槽电路之间的电流的电流传感器。
[0825] 在图2I95-2I103中示出的一个实施方式中，电池接头数目减少以避免故障风险。在一个实施方式中，消除以下位置的至少一个接头：(i)下半球5b41与上半球5b42之间；
(ii)下半球与非导电间隔件之间；和(iii)非导电间隔件与储槽之间。可通过形成单件而非
接合件来实现接头消除。例如，下半球和上半球可形成为包括单一圆顶5b4。可通过形成单
件消除(i)下半球与非导电间隔件和(ii)非导电间隔件与储槽之间的至少一个接头。下半
球和上半球可包括单件或两件，其中可通过形成单件消除(i)下半球与非导电间隔件和
(ii)非导电间隔件与储槽之间的至少一个接头。可通过以下中的至少一种方法形成单件：
铸造、成型、烧结、冲压、3D印刷、放电机械加工、激光消融机械加工、使用化学蚀刻的激光消融(例如在包括氧的气氛中的碳氧燃烧的激光点火)、气动或液体机械加工(例如水刀机械
加工)、化学或热刻蚀、工具机械加工和本领域已知的其他方法。
(ii)下半球与非导电间隔件之间；和(iii)非导电间隔件与储槽之间。可通过形成单件而非
接合件来实现接头消除。例如，下半球和上半球可形成为包括单一圆顶5b4。可通过形成单
件消除(i)下半球与非导电间隔件和(ii)非导电间隔件与储槽之间的至少一个接头。下半
球和上半球可包括单件或两件，其中可通过形成单件消除(i)下半球与非导电间隔件和
(ii)非导电间隔件与储槽之间的至少一个接头。可通过以下中的至少一种方法形成单件：
铸造、成型、烧结、冲压、3D印刷、放电机械加工、激光消融机械加工、使用化学蚀刻的激光消融(例如在包括氧的气氛中的碳氧燃烧的激光点火)、气动或液体机械加工(例如水刀机械
加工)、化学或热刻蚀、工具机械加工和本领域已知的其他方法。
[0826] 在一个实施方式中，如黑体辐射器5b4(如圆顶黑体辐射器)和至少一个储槽5c等电池部件的至少一个部分是非导电的。储槽5c和黑体辐射器(包括圆顶5b4或下半球5b41和
上半球5b42)中的至少一个的圆周部分可为非导电的或包括非导体。黑体辐射器的非导电
部分可包括横向于双液体注射器实施方式的两个喷嘴之间的管线的平面。可通过将部件的
部分的材料转换为非导电而形成非导体。非导体可包括SiC或诸如B4C等碳化硼。可通过使
碳电池部件分别与硅源或硼源反应而形成电池部件的SiC或B4C部分。例如，碳储槽可与液
体硅或硅聚合物(例如聚(甲基硅烷))中的至少一种反应以形成碳化硅部分。聚合物可形成
在部件的所需部分处。电池部件可加热。电流可通过部件以引起反应而形成非导电部分。可
通过本领域技术人员已知的其他方法形成非导电部分。储槽5c的外部表面可包括升高圆周
带以在碳转换为碳化硅或碳化硼期间将熔融硅或硼保持在所需部分中。可通过反应键合形
成碳化硅。由硼和碳形成碳化硼的示例性方法提供在https://www.google.com/patents/
US3914371，其以引用的方式并入本文中。可通过燃烧合成形成碳化硅或碳化硼部分，如在
https://www3.nd.edu/～amoukasi/combustion_synthesis_of_silicon_carbide.pdf和
Jesse C.Margiotta的Study Of Silicon Carbide Formation By Liquid Silicon
Infiltration By Porous Carbon Structures中给出的，其以引用的方式并入本文中。
上半球5b42)中的至少一个的圆周部分可为非导电的或包括非导体。黑体辐射器的非导电
部分可包括横向于双液体注射器实施方式的两个喷嘴之间的管线的平面。可通过将部件的
部分的材料转换为非导电而形成非导体。非导体可包括SiC或诸如B4C等碳化硼。可通过使
碳电池部件分别与硅源或硼源反应而形成电池部件的SiC或B4C部分。例如，碳储槽可与液
体硅或硅聚合物(例如聚(甲基硅烷))中的至少一种反应以形成碳化硅部分。聚合物可形成
在部件的所需部分处。电池部件可加热。电流可通过部件以引起反应而形成非导电部分。可
通过本领域技术人员已知的其他方法形成非导电部分。储槽5c的外部表面可包括升高圆周
带以在碳转换为碳化硅或碳化硼期间将熔融硅或硼保持在所需部分中。可通过反应键合形
成碳化硅。由硼和碳形成碳化硼的示例性方法提供在https://www.google.com/patents/
US3914371，其以引用的方式并入本文中。可通过燃烧合成形成碳化硅或碳化硼部分，如在
https://www3.nd.edu/～amoukasi/combustion_synthesis_of_silicon_carbide.pdf和
Jesse C.Margiotta的Study Of Silicon Carbide Formation By Liquid Silicon
Infiltration By Porous Carbon Structures中给出的，其以引用的方式并入本文中。
[0827] 如在图2I95-2I103中示出的，圆顶54b和储槽5c可包括单件。储槽可包括靠近圆顶的顶部附近的非导电部分。储槽可连接至底板。储槽可坐落至母轴环中。轴环的外表面和储
槽正好远离轴环顶部的端部中的至少一个可螺纹化。拧紧于螺纹上的螺帽可接合储槽与底
板。螺纹可具有间距，使得螺帽的旋转将储槽和底板牵引在一起。螺纹在具有配合螺帽螺纹
的相对件上可具有相反间距。储槽可包括底板5b8端部处的滑动螺帽5k14，其中滑动螺帽拧
紧于外螺纹底板轴环5k15上以形成紧密接合。外螺纹底板轴环可进一步渐缩以接纳储槽。
滑动螺帽5k14紧固件可进一步包括垫圈5k14a或O形环(例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo
Tanso)垫圈或陶瓷绳O形环)以将储槽密封至底板。轴环可包括接纳储槽的内锥形以随着滑
动螺帽的拧紧压缩垫圈。储槽可包括由轴环接纳的外锥形以随着滑动螺帽的拧紧压缩垫
圈。轴环可包括外锥形以随着滑动螺帽的拧紧将张力施加至O形环。底板可包括碳。底板可
包括至EM泵管的紧固件，例如具有垫圈(例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo Tanso)垫圈)的
Swagelok。作为另选，底板可包括金属，例如不锈钢或耐火金属。EM泵管可通过焊接紧固至
金属底板。可选择底板金属以匹配储槽和接头部件的热膨胀。滑动螺帽和垫圈可适应底板
和储槽部件的膨胀差。在一个实施方式中，储槽可包括通过套节接合在圆顶5b4处的绝缘
体，例如陶瓷，例如SiC或氧化铝。套节可包括滑动螺帽套节，例如和储槽与底板之间的套节的类型相同的滑动螺帽套节。滑动螺帽可包括耐火材料中的至少一种，例如碳、SiC、W、Ta或其他耐火金属。可通过诸如金刚石工具研磨等方法研磨陶瓷储槽以形成适合于实现滑动螺
帽密封的精密表面。
槽正好远离轴环顶部的端部中的至少一个可螺纹化。拧紧于螺纹上的螺帽可接合储槽与底
板。螺纹可具有间距，使得螺帽的旋转将储槽和底板牵引在一起。螺纹在具有配合螺帽螺纹
的相对件上可具有相反间距。储槽可包括底板5b8端部处的滑动螺帽5k14，其中滑动螺帽拧
紧于外螺纹底板轴环5k15上以形成紧密接合。外螺纹底板轴环可进一步渐缩以接纳储槽。
滑动螺帽5k14紧固件可进一步包括垫圈5k14a或O形环(例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo
Tanso)垫圈或陶瓷绳O形环)以将储槽密封至底板。轴环可包括接纳储槽的内锥形以随着滑
动螺帽的拧紧压缩垫圈。储槽可包括由轴环接纳的外锥形以随着滑动螺帽的拧紧压缩垫
圈。轴环可包括外锥形以随着滑动螺帽的拧紧将张力施加至O形环。底板可包括碳。底板可
包括至EM泵管的紧固件，例如具有垫圈(例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo Tanso)垫圈)的
Swagelok。作为另选，底板可包括金属，例如不锈钢或耐火金属。EM泵管可通过焊接紧固至
金属底板。可选择底板金属以匹配储槽和接头部件的热膨胀。滑动螺帽和垫圈可适应底板
和储槽部件的膨胀差。在一个实施方式中，储槽可包括通过套节接合在圆顶5b4处的绝缘
体，例如陶瓷，例如SiC或氧化铝。套节可包括滑动螺帽套节，例如和储槽与底板之间的套节的类型相同的滑动螺帽套节。滑动螺帽可包括耐火材料中的至少一种，例如碳、SiC、W、Ta或其他耐火金属。可通过诸如金刚石工具研磨等方法研磨陶瓷储槽以形成适合于实现滑动螺
帽密封的精密表面。
[0828] 接合垫圈或O形环的接合表面可粗糙化或沟槽化以形成能够承受高压的密封。可使用密封剂进一步密封垫圈或O形环。诸如硅粉或液体硅等硅可添加至包括碳的垫圈或O形
环，其中形成SiC的反应可在高温下发生以形成化学键作为密封剂。除产生垫圈或O形环密
封件的滑动螺帽以外，连接的部件也可包括配合螺纹以防止部件由于高反应池腔室压力而
分离。套节可进一步包括黑体辐射器5b4与储槽5c的底部或底板之间的结构支持体以防止
套节在内部压力下分离。结构支持体可包括将部件保持在一起的至少一个夹子。作为另选，
结构支持体可包括具有将黑体辐射器和储槽的底部或底板拴在一起的端部螺帽的端部螺
纹棒，其中黑体辐射器和储槽的底部或底板包括用于棒的结构锚。棒和螺帽可包括碳。
环，其中形成SiC的反应可在高温下发生以形成化学键作为密封剂。除产生垫圈或O形环密
封件的滑动螺帽以外，连接的部件也可包括配合螺纹以防止部件由于高反应池腔室压力而
分离。套节可进一步包括黑体辐射器5b4与储槽5c的底部或底板之间的结构支持体以防止
套节在内部压力下分离。结构支持体可包括将部件保持在一起的至少一个夹子。作为另选，
结构支持体可包括具有将黑体辐射器和储槽的底部或底板拴在一起的端部螺帽的端部螺
纹棒，其中黑体辐射器和储槽的底部或底板包括用于棒的结构锚。棒和螺帽可包括碳。
[0829] 在一个实施方式中，套节可包括至少一个端部法兰和O形环或垫圈密封件。套节可包括滑动螺帽或夹子。可在形成法兰之前将滑动螺帽放置于接合件上。作为另选，滑动螺帽
可包括金属，例如由包围储槽和轴环中的至少一个的至少两个件焊接在一起的不锈钢或耐
火金属。
可包括金属，例如由包围储槽和轴环中的至少一个的至少两个件焊接在一起的不锈钢或耐
火金属。
[0830] 可组装底板和EM泵部件以构成底板EM泵注射器部件5kk(图2I98)。在双熔融金属注射器实施方式的情况中，产生器包括两个电绝缘底板EM泵注射器部件。可通过两个部件
的实体分离实现电绝缘。作为另选，两个部件通过部件之间的电绝缘而电绝缘。双液体注射
器实施方式的喷嘴可对准。储槽可颠倒放置或放置在倒转位置中，并且可经由至少一个储
槽的开放端将用作熔融金属的金属添加至反应池腔室。接着，底板EM泵注射器部件可连接
至储槽。可使用滑动螺帽轴环连接器实现连接。喷嘴可延伸而浸没于液体金属中以防止电
弧和加热损害。
的实体分离实现电绝缘。作为另选，两个部件通过部件之间的电绝缘而电绝缘。双液体注射
器实施方式的喷嘴可对准。储槽可颠倒放置或放置在倒转位置中，并且可经由至少一个储
槽的开放端将用作熔融金属的金属添加至反应池腔室。接着，底板EM泵注射器部件可连接
至储槽。可使用滑动螺帽轴环连接器实现连接。喷嘴可延伸而浸没于液体金属中以防止电
弧和加热损害。
[0831] 在一个实施方式中，较不导电或绝缘的储槽(例如SiC或B4C储槽)可取代碳储槽。绝缘储槽可包括以下的至少一种：(i)顶部处的螺纹，其连接至下半球5b41或单件式黑体辐
射器5b4和(ii)储槽底部，其中储槽和储槽底部是单件。SiC储槽可通过包括硅的垫圈和密
封剂中的至少一种接合至碳下半球，其中硅酮可与碳反应以形成SiC。也可使用本领域已知
的其他密封剂。储槽底部可包括用于诸如Swagelok紧固件等EM泵管紧固件的螺纹穿透部。
储槽底部可为分离件，例如可包括金属的底板。金属底板可包括至穿透部处的EM泵管的焊
接接头。底板可包括螺纹轴环，其连接至储槽的配合紧固件(例如滑动螺帽)。轴环可渐缩以
接纳储槽。轴环锥形可在内部。储槽端部可渐缩。储槽锥形可在外部以被接纳于轴环内部。
紧固件可包括垫圈，例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo Tanso)垫圈。滑动螺帽的拧紧可施
加压缩至垫圈。
射器5b4和(ii)储槽底部，其中储槽和储槽底部是单件。SiC储槽可通过包括硅的垫圈和密
封剂中的至少一种接合至碳下半球，其中硅酮可与碳反应以形成SiC。也可使用本领域已知
的其他密封剂。储槽底部可包括用于诸如Swagelok紧固件等EM泵管紧固件的螺纹穿透部。
储槽底部可为分离件，例如可包括金属的底板。金属底板可包括至穿透部处的EM泵管的焊
接接头。底板可包括螺纹轴环，其连接至储槽的配合紧固件(例如滑动螺帽)。轴环可渐缩以
接纳储槽。轴环锥形可在内部。储槽端部可渐缩。储槽锥形可在外部以被接纳于轴环内部。
紧固件可包括垫圈，例如Graphoil或Perma-Foil(Toyo Tanso)垫圈。滑动螺帽的拧紧可施
加压缩至垫圈。
[0832] 在一个实施方式中，黑体辐射器5b4可包括诸如圆顶等单件或可包括上半球5b42和下半球5b41。圆顶5b4或下半球5b41可包括基底处的至少一个螺纹轴环。螺纹可配合至储
槽5c。轴环和储槽的套节可包括旋合至轴环的内螺纹中的储槽上的外螺纹或反之亦然。套
节可进一步包括垫圈。作为另选，套节可包括旋合至轴环上的外螺纹上的储槽上的滑动螺
帽。轴环可包括端部处的内锥形以接纳储槽。套节可包括垫圈，例如Graphoil或Perma-Foil
(Toyo Tanso)垫圈、陶瓷绳或本领域技术人员已知的其他高温垫圈材料。垫圈可在储槽与
轴环之间的套节处。储槽可包括非导体，例如SiC、B4C或氧化铝。储槽可铸造或机械加工。圆顶或下半球可包括碳。滑动螺帽可包括耐火材料，例如碳、SiC、W、Ta或其他耐火金属或材料(例如本公开的耐火金属或材料)。储槽可进一步连接至在EM泵端部处的底板组件。套节可
包括与黑体辐射器端部处相同的类型。底板组件可包括(i)套节轴环，其可为内螺纹或外螺
纹以与匹配螺纹储槽配合；(ii)套节轴环，其在端部处可呈内锥形以接纳储槽并且为外螺
纹以与滑动螺帽配合；(iii)储槽底部；和(iv)EM泵管部件，其中可通过焊接接合穿透部。底板组件和滑动螺帽可包括不锈钢。在一个实施方式中，滑动螺帽可在法兰或沟槽处连接至
储槽。沟槽可铸造或机械加工为圆柱形储槽壁。储槽和轴环均可包括至少一个端部上的法
兰，其中套节包括接合件的配合法兰之间的O形环或垫圈和在法兰上方并且在拧紧时将其
牵引在一起的夹子。在感应耦合加热器低效地加热诸如陶瓷储槽(例如SiC储槽)等储槽的
情况中，储槽可包括能够高效地吸收感应耦合加热器辐射的耐火盖或套筒。示例性RF吸收
套筒包括碳。
槽5c。轴环和储槽的套节可包括旋合至轴环的内螺纹中的储槽上的外螺纹或反之亦然。套
节可进一步包括垫圈。作为另选，套节可包括旋合至轴环上的外螺纹上的储槽上的滑动螺
帽。轴环可包括端部处的内锥形以接纳储槽。套节可包括垫圈，例如Graphoil或Perma-Foil
(Toyo Tanso)垫圈、陶瓷绳或本领域技术人员已知的其他高温垫圈材料。垫圈可在储槽与
轴环之间的套节处。储槽可包括非导体，例如SiC、B4C或氧化铝。储槽可铸造或机械加工。圆顶或下半球可包括碳。滑动螺帽可包括耐火材料，例如碳、SiC、W、Ta或其他耐火金属或材料(例如本公开的耐火金属或材料)。储槽可进一步连接至在EM泵端部处的底板组件。套节可
包括与黑体辐射器端部处相同的类型。底板组件可包括(i)套节轴环，其可为内螺纹或外螺
纹以与匹配螺纹储槽配合；(ii)套节轴环，其在端部处可呈内锥形以接纳储槽并且为外螺
纹以与滑动螺帽配合；(iii)储槽底部；和(iv)EM泵管部件，其中可通过焊接接合穿透部。底板组件和滑动螺帽可包括不锈钢。在一个实施方式中，滑动螺帽可在法兰或沟槽处连接至
储槽。沟槽可铸造或机械加工为圆柱形储槽壁。储槽和轴环均可包括至少一个端部上的法
兰，其中套节包括接合件的配合法兰之间的O形环或垫圈和在法兰上方并且在拧紧时将其
牵引在一起的夹子。在感应耦合加热器低效地加热诸如陶瓷储槽(例如SiC储槽)等储槽的
情况中，储槽可包括能够高效地吸收感应耦合加热器辐射的耐火盖或套筒。示例性RF吸收
套筒包括碳。
[0833] 在一个实施方式中，各储槽可包括诸如感应耦合加热器等加热器以至少针对启动将诸如银等储槽金属维持在熔融状态。产生器可进一步包括包围黑体辐射器的加热器以至
少在启动期间防止诸如银等熔融金属附着。在其中不需要黑体辐射器5b4加热器的一个实
施方式中，例如5b41和5b42等黑体辐射器可包括诸如银等熔融金属不附着的材料。不附着
可在通过来自储槽5c加热器的热传递实现的温度下发生。黑体辐射器可包括碳，并且可在
EM泵启动之前加热至处于或高于诸如银等熔融金属不附着的温度的温度。在一个实施方式
中，在启动期间通过储槽加热器加热黑体辐射器。黑体辐射器5b4壁可足够厚以允许从储槽
至黑体辐射器的热传递以使黑体辐射器实现高于熔融金属附着至黑体辐射器的温度和大
于熔融金属的熔点的温度的至少一个的温度。在一个实施方式中，接近加热的电池部件(例
如包围储槽5c的线圈)的感应耦合加热器(ICH)天线与电池部件良好绝热，其中来自ICH的
RF辐射穿透绝缘件。绝热件可将从电池部件至ICH天线的冷却剂的热流减小至所需流动速
率。
少在启动期间防止诸如银等熔融金属附着。在其中不需要黑体辐射器5b4加热器的一个实
施方式中，例如5b41和5b42等黑体辐射器可包括诸如银等熔融金属不附着的材料。不附着
可在通过来自储槽5c加热器的热传递实现的温度下发生。黑体辐射器可包括碳，并且可在
EM泵启动之前加热至处于或高于诸如银等熔融金属不附着的温度的温度。在一个实施方式
中，在启动期间通过储槽加热器加热黑体辐射器。黑体辐射器5b4壁可足够厚以允许从储槽
至黑体辐射器的热传递以使黑体辐射器实现高于熔融金属附着至黑体辐射器的温度和大
于熔融金属的熔点的温度的至少一个的温度。在一个实施方式中，接近加热的电池部件(例
如包围储槽5c的线圈)的感应耦合加热器(ICH)天线与电池部件良好绝热，其中来自ICH的
RF辐射穿透绝缘件。绝热件可将从电池部件至ICH天线的冷却剂的热流减小至所需流动速
率。
[0835] 在一个实施方式中，在启动期间可通过诸如至少一个热灯等外部辐射加热器加热黑体辐射器。热灯可在PV转换器26a外部并且可透过PV转换器中的除去面板提供辐射。作为
另选，可在启动期间加热黑体辐射器，并且可在电池连续运行并且产生足够电力以将反应
池腔室5b31维持在足以维持分数氢反应的温度下之后除去加热器。感应耦合加热器天线5f
可包括可移动部分。感应耦合加热器可包括用于各储槽的至少一个线圈5f，其可伸缩(图
2I84-2I103)。线圈可包括高效地施加电力至储槽的形状或几何结构。示例性形状是用于圆
柱形储槽的摇架或可调节抓斗。摇架可在加热期间施加RF功率至对应储槽并且可在此后收
回。产生器可包括诸如机械(例如齿条与小齿轮、螺钉、线性齿轮和本领域已知的其他)、气
动、液压和电磁系统的至少一种的致动器5f1以施加和缩回加热器线圈。电磁致动器可包括
扬声器机构。气动和液压可包括活塞。加热器天线可包括可挠性部分以允许伸缩。示例性可
挠性天线是线编织特氟龙管路，例如铜编织的。在一个实施方式中，外压力容器5b3a可包括
凹入腔室以容纳缩回的天线。
另选，可在启动期间加热黑体辐射器，并且可在电池连续运行并且产生足够电力以将反应
池腔室5b31维持在足以维持分数氢反应的温度下之后除去加热器。感应耦合加热器天线5f
可包括可移动部分。感应耦合加热器可包括用于各储槽的至少一个线圈5f，其可伸缩(图
2I84-2I103)。线圈可包括高效地施加电力至储槽的形状或几何结构。示例性形状是用于圆
柱形储槽的摇架或可调节抓斗。摇架可在加热期间施加RF功率至对应储槽并且可在此后收
回。产生器可包括诸如机械(例如齿条与小齿轮、螺钉、线性齿轮和本领域已知的其他)、气
动、液压和电磁系统的至少一种的致动器5f1以施加和缩回加热器线圈。电磁致动器可包括
扬声器机构。气动和液压可包括活塞。加热器天线可包括可挠性部分以允许伸缩。示例性可
挠性天线是线编织特氟龙管路，例如铜编织的。在一个实施方式中，外压力容器5b3a可包括
凹入腔室以容纳缩回的天线。
[0836] 在一个实施方式中，例如感应耦合加热器等加热器包括单一可伸缩线圈5f(图2I93-2I94)。线圈可在储槽5c的至少一个的周边。加热器可包括围绕两个储槽5c的单一多
匝线圈。加热器可包括低频加热器，例如15kHz加热器。加热器的频率可在约1kHz至100kHz、
1kHz至25kHz和1kHz至20kHz的至少一个范围内。单一线圈可沿着储槽的垂直轴伸缩。可通
过致动器(例如本公开的致动器，例如气动、液压、电磁、机械或伺服电机驱动致动器、齿轮电机驱动致动器)使线圈5f沿着垂直轴移动。可使用本领域技术人员已知的机械器件(例如
螺钉、齿条与小齿轮和活塞)移动线圈。线圈可在允许所需运动同时不使致动器因重量而过
载的一个或多个侧或端部位置或其他方便位置处安装至致动器。天线可经由可挠性天线部
分连接至电源以允许运动。在一个实施方式中，感应耦合加热器包括具有与加热器的其余
部分分离的传输器部件的分裂单元。分离的传输器部件可包括电容器/RF传输器。电容器/
RF传输器可安装于致动器上。电容器/RF传输器可通过外压力容器腔室5b3a1中的可挠性电
线和冷却管线连接至加热器的其余部分。这种管线可穿透外压力容器5b3a的壁。电容器/RF
传输器可安装于连接至RF天线的致动器上，其中天线也安装于致动器上。电容器可安装于
可冷却的壳体盒中。盒可包括热反射涂层。壳体盒可用作安装夹具。盒可包括安装托架以引
导轨道和其他驱动机构。感应耦合加热器可包括使用长加热器(例如6米至12米长的加热
器)的并联共振模型加热器。诸如冷却板等热交换器可安装于电容器/RF传输器上，其中通
过天线冷却管线提供冷却。可通过由控制器控制的电动伺服电机或齿轮电机驱动致动器，
该控制器可响应于温度分布输入以实现产生器部件(例如储槽5c、EM泵、下半球5b41和上半
球5b42)的所需温度分布。
匝线圈。加热器可包括低频加热器，例如15kHz加热器。加热器的频率可在约1kHz至100kHz、
1kHz至25kHz和1kHz至20kHz的至少一个范围内。单一线圈可沿着储槽的垂直轴伸缩。可通
过致动器(例如本公开的致动器，例如气动、液压、电磁、机械或伺服电机驱动致动器、齿轮电机驱动致动器)使线圈5f沿着垂直轴移动。可使用本领域技术人员已知的机械器件(例如
螺钉、齿条与小齿轮和活塞)移动线圈。线圈可在允许所需运动同时不使致动器因重量而过
载的一个或多个侧或端部位置或其他方便位置处安装至致动器。天线可经由可挠性天线部
分连接至电源以允许运动。在一个实施方式中，感应耦合加热器包括具有与加热器的其余
部分分离的传输器部件的分裂单元。分离的传输器部件可包括电容器/RF传输器。电容器/
RF传输器可安装于致动器上。电容器/RF传输器可通过外压力容器腔室5b3a1中的可挠性电
线和冷却管线连接至加热器的其余部分。这种管线可穿透外压力容器5b3a的壁。电容器/RF
传输器可安装于连接至RF天线的致动器上，其中天线也安装于致动器上。电容器可安装于
可冷却的壳体盒中。盒可包括热反射涂层。壳体盒可用作安装夹具。盒可包括安装托架以引
导轨道和其他驱动机构。感应耦合加热器可包括使用长加热器(例如6米至12米长的加热
器)的并联共振模型加热器。诸如冷却板等热交换器可安装于电容器/RF传输器上，其中通
过天线冷却管线提供冷却。可通过由控制器控制的电动伺服电机或齿轮电机驱动致动器，
该控制器可响应于温度分布输入以实现产生器部件(例如储槽5c、EM泵、下半球5b41和上半
球5b42)的所需温度分布。
[0837] 在一个实施方式中，致动器可包括驱动机构，例如安装于凹下腔室中的伺服电机，例如在外压力容器的基底5b3b中的电机。伺服电机或齿轮电机可驱动诸如螺钉、活塞或齿
条与小齿轮等机械移动器件。可通过移动器件移动用于感应耦合加热器的线圈5f和电容器
中的至少一个，其中可通过移动该移动部件所连接的引导基座实现运动。在一个实施方式
中，致动器可至少部分定位于外压力容器5b3a外部。致动器可至少部分定位于外压力容器
的基底5b3b外部。提升机构可包括气动、液压、电磁、机械或伺服电机驱动机构中的至少一
种。可使用本领域技术人员已知的机械器件(例如螺钉、齿条与小齿轮和活塞)移动线圈。致
动器可包括具有可密封于风箱中的活塞穿透部的至少一个提升活塞，其中垂直移动活塞的
机构可在压力容器5b3a外部，例如在外压力容器的基底5b3b外部。此类型的示例性致动器
包括MBE/MOCVD系统(例如包括示例性快门叶片风箱的Veeco系统)的致动器。在一个实施方
式中，致动器可包括磁性耦合机构，其中外部磁场可导致外压力容器5b3a内部的机械移动。
磁性耦合机构可包括外部电机、外部永久磁体或电磁体、内部永久磁体或电磁体和机械移
动器件。外部电机可导致外部磁体的旋转。旋转外部磁体可耦合至内部磁体以导致其旋转。
内部磁体可连接至诸如齿条与小齿轮或螺钉等机械移动器件，其中旋转导致器件移动线圈
5f和电容器中的至少一个。致动器可包括旋转磁场的电子外部源和内部磁性耦合器。在一
个实施方式中，可以电子方式实现耦合至内部磁体的外部旋转磁场。可通过定子产生旋转
外场，并且耦合可至内部转子(例如电动电机的转子)。定子可为电子整流型。
条与小齿轮等机械移动器件。可通过移动器件移动用于感应耦合加热器的线圈5f和电容器
中的至少一个，其中可通过移动该移动部件所连接的引导基座实现运动。在一个实施方式
中，致动器可至少部分定位于外压力容器5b3a外部。致动器可至少部分定位于外压力容器
的基底5b3b外部。提升机构可包括气动、液压、电磁、机械或伺服电机驱动机构中的至少一
种。可使用本领域技术人员已知的机械器件(例如螺钉、齿条与小齿轮和活塞)移动线圈。致
动器可包括具有可密封于风箱中的活塞穿透部的至少一个提升活塞，其中垂直移动活塞的
机构可在压力容器5b3a外部，例如在外压力容器的基底5b3b外部。此类型的示例性致动器
包括MBE/MOCVD系统(例如包括示例性快门叶片风箱的Veeco系统)的致动器。在一个实施方
式中，致动器可包括磁性耦合机构，其中外部磁场可导致外压力容器5b3a内部的机械移动。
磁性耦合机构可包括外部电机、外部永久磁体或电磁体、内部永久磁体或电磁体和机械移
动器件。外部电机可导致外部磁体的旋转。旋转外部磁体可耦合至内部磁体以导致其旋转。
内部磁体可连接至诸如齿条与小齿轮或螺钉等机械移动器件，其中旋转导致器件移动线圈
5f和电容器中的至少一个。致动器可包括旋转磁场的电子外部源和内部磁性耦合器。在一
个实施方式中，可以电子方式实现耦合至内部磁体的外部旋转磁场。可通过定子产生旋转
外场，并且耦合可至内部转子(例如电动电机的转子)。定子可为电子整流型。
[0838] 在一个实施方式(诸如在图2I95-2I103中示出的)中，例如伺服电机或齿轮电机等电机93可使用轴承94a、活塞或齿条与小齿轮驱动诸如滚珠螺钉94等机械移动器件。电机93
与诸如滚珠螺钉机构94等机械移动器件之间的驱动连接可包括齿轮箱92。诸如齿轮电机等
电机和诸如齿条与小齿轮或滚珠和螺钉94等机械移动器件和引导轨道92a可在外压力容器
5b3a内部或外部(例如在外压力容器的底板5b3b外部)并且可进一步包括可以能够承受高
温和高压中的至少一个的线性轴承95和轴承轴件。线性轴承95可包括诸如Glyon等滑移材
料。轴承轴件可穿透外压力容器腔室5b3a1(例如通过外压力容器的底板5b3b)并且连接至
加热器线圈5f和加热器线圈电容器盒中的至少一个以在通过机械移动器件在向上或向下
方向上垂直驱动轴件时导致其的垂直移动。线性轴承可安装于凹下腔室中，例如外压力容
器的基底5b3b中。轴承轴件可经由孔穿透外压力容器的底板5b3b。可通过移动器件移动用
于感应耦合加热器的线圈5f和电容器90中的至少一个，其中可通过移动该移动部件所连接
的引导基座实现运动。
与诸如滚珠螺钉机构94等机械移动器件之间的驱动连接可包括齿轮箱92。诸如齿轮电机等
电机和诸如齿条与小齿轮或滚珠和螺钉94等机械移动器件和引导轨道92a可在外压力容器
5b3a内部或外部(例如在外压力容器的底板5b3b外部)并且可进一步包括可以能够承受高
温和高压中的至少一个的线性轴承95和轴承轴件。线性轴承95可包括诸如Glyon等滑移材
料。轴承轴件可穿透外压力容器腔室5b3a1(例如通过外压力容器的底板5b3b)并且连接至
加热器线圈5f和加热器线圈电容器盒中的至少一个以在通过机械移动器件在向上或向下
方向上垂直驱动轴件时导致其的垂直移动。线性轴承可安装于凹下腔室中，例如外压力容
器的基底5b3b中。轴承轴件可经由孔穿透外压力容器的底板5b3b。可通过移动器件移动用
于感应耦合加热器的线圈5f和电容器90中的至少一个，其中可通过移动该移动部件所连接
的引导基座实现运动。
[0839] 在一个实施方式中，例如下半球5b41、上半球5b42、储槽5c和连接器等电池部件可以能够在黑体辐射器的运行温度(例如3000K)下加压至对应于10atm的银蒸气压力的压力。
黑体辐射器可覆盖有碳纤维的网瓶以维持高压。外压力容器腔室5b3a1可未加压以平衡反
应池腔室5b31中的压力。外压力容器可以能够承受大气压或小于大气压。外压力容器腔室
5b3a1可维持在真空下以避免热传递至腔室壁。致动器可包括外容器5b3a的底板5b3b处的
密封轴承以用于穿透通过由诸如计算机等控制器控制的外部电机(例如伺服或步进器电
机)驱动的转向或驱动轴。驱动系统可包括步进式电机、正时皮带、拧紧滑轮、驱动滑轮或用于增大扭矩的齿轮箱、编码器和控制器中的至少一种。驱动轴可使齿轮(例如蜗轮、斜齿轮、齿条与小齿轮、滚珠螺钉和螺帽、旋转盘或其他机械手段)转向以移动加热器线圈5f。用于
驱动轴穿透部的轴承可以能够抵抗真空、大气压和高压中的至少一种而密封。轴承可以能
够在高温下运行。在一个实施方式中，可通过轴环或管和法兰管接头使轴承从底板5b3b位
移以将轴承定位于较低运行温度环境中。
黑体辐射器可覆盖有碳纤维的网瓶以维持高压。外压力容器腔室5b3a1可未加压以平衡反
应池腔室5b31中的压力。外压力容器可以能够承受大气压或小于大气压。外压力容器腔室
5b3a1可维持在真空下以避免热传递至腔室壁。致动器可包括外容器5b3a的底板5b3b处的
密封轴承以用于穿透通过由诸如计算机等控制器控制的外部电机(例如伺服或步进器电
机)驱动的转向或驱动轴。驱动系统可包括步进式电机、正时皮带、拧紧滑轮、驱动滑轮或用于增大扭矩的齿轮箱、编码器和控制器中的至少一种。驱动轴可使齿轮(例如蜗轮、斜齿轮、齿条与小齿轮、滚珠螺钉和螺帽、旋转盘或其他机械手段)转向以移动加热器线圈5f。用于
驱动轴穿透部的轴承可以能够抵抗真空、大气压和高压中的至少一种而密封。轴承可以能
够在高温下运行。在一个实施方式中，可通过轴环或管和法兰管接头使轴承从底板5b3b位
移以将轴承定位于较低运行温度环境中。
[0840] 产生器可包括加热器系统。加热器系统可包括可移动加热器、致动器、诸如热电偶等温度传感器和控制器以接收诸如电池部件的温度(例如上半球、下半球、储槽和EM泵部件
的温度)等传感器输入。热电偶可包括提供存取电池内部中的温度(例如EM泵管内部的温度
和储槽内部的温度中的至少一个)的热电偶套管中的热电偶。热电偶可经由EM泵管的壁穿
透至EM泵管和储槽中的至少一个。热电偶可测量EM泵管和储槽的连接器温度，例如可在EM
泵管内部测量的Swagelok温度。可通过诸如键合手段等手段或诸如热糊剂等热导体使用具
有对Swagelok表面的良好热接触的外部热电偶测量Swagelok温度。控制器可驱动致动器以
移动加热器线圈和控制加热器功率以将电池部件的温度控制在所需范围内的至少一个。范
围可各自高于熔融金属的熔点并且低于电池部件的熔点或故障点。热电偶可以能够承受高
温运行，例如由硒化铅、钽和本领域已知的其他材料组成的热电偶。热电偶可电绝缘或偏压
以防止诸如感应耦合加热器等外部电力源的干扰。可使用电绝缘、能够承受高温的护套(例
如陶瓷护套)实现电绝缘。热电偶可由红外线温度传感器取代。光学传感器可包括光纤温度
传感器。
的温度)等传感器输入。热电偶可包括提供存取电池内部中的温度(例如EM泵管内部的温度
和储槽内部的温度中的至少一个)的热电偶套管中的热电偶。热电偶可经由EM泵管的壁穿
透至EM泵管和储槽中的至少一个。热电偶可测量EM泵管和储槽的连接器温度，例如可在EM
泵管内部测量的Swagelok温度。可通过诸如键合手段等手段或诸如热糊剂等热导体使用具
有对Swagelok表面的良好热接触的外部热电偶测量Swagelok温度。控制器可驱动致动器以
移动加热器线圈和控制加热器功率以将电池部件的温度控制在所需范围内的至少一个。范
围可各自高于熔融金属的熔点并且低于电池部件的熔点或故障点。热电偶可以能够承受高
温运行，例如由硒化铅、钽和本领域已知的其他材料组成的热电偶。热电偶可电绝缘或偏压
以防止诸如感应耦合加热器等外部电力源的干扰。可使用电绝缘、能够承受高温的护套(例
如陶瓷护套)实现电绝缘。热电偶可由红外线温度传感器取代。光学传感器可包括光纤温度
传感器。
[0841] 测量下半球温度和上半球温度中的至少一个的热电偶可以是可伸缩的。反应可在测量温度达到其运行的上限时发生。收缩器可包括机械、气动、液压、压电、电磁、伺服电机驱动或本领域技术人员已知的其他此类伸缩器。伸缩可在冷却的PV转换器内或更远离PV转
换器。可通过光学传感器(例如高温计或光谱仪)的至少一种和通过PV转换器响应测量高于
热电偶的运行温度的下半球和上半球中的至少一个的温度。
换器。可通过光学传感器(例如高温计或光谱仪)的至少一种和通过PV转换器响应测量高于
热电偶的运行温度的下半球和上半球中的至少一个的温度。
[0842] 在电池启动之后可降低线圈。底板5b3b可具有用于安装于致动器上的线圈5f和对应电容器组中的至少一个的凹入外壳。线圈可包括水冷却射频(RF)天线。线圈可进一步用
作热交换器以提供冷却水冷却。线圈可用于在电磁泵的运行温度由于来自反应池腔室5b31
中的分数氢反应的热而变得过高时水冷却电磁泵，其中沿着储槽5c将热传导至EM泵。诸如
EM泵和储槽等电池部件可绝缘以凭借降低或终止加热功率而维持部件的所需温度，其中天
线也可提供冷却至非绝缘部件。示例性所需温度是高于通过EM泵注射的熔融金属的熔点。
作热交换器以提供冷却水冷却。线圈可用于在电磁泵的运行温度由于来自反应池腔室5b31
中的分数氢反应的热而变得过高时水冷却电磁泵，其中沿着储槽5c将热传导至EM泵。诸如
EM泵和储槽等电池部件可绝缘以凭借降低或终止加热功率而维持部件的所需温度，其中天
线也可提供冷却至非绝缘部件。示例性所需温度是高于通过EM泵注射的熔融金属的熔点。
[0843] 在一个实施方式中，感应耦合加热器可延伸至EM泵区域以加热EM泵管以在需要时(例如在启动期间)维持熔融金属。磁体可包括电磁辐射屏蔽以反射来自感应耦合加热器的
大部分的加热功率。屏蔽可包括高导电盖，例如包括铝或铜的盖。可使用RF反射器屏蔽EM泵
磁体以使线圈5f处于磁体水平处。可通过使用凹口线圈设计至少部分实现避免加热EM泵磁
体，其中凹口处在磁体位置。感应耦合加热器功率可随着EM泵功率减小而增大并且反之亦
然，以维持稳定温度从而避免导致EM泵和储槽连接器螺纹故障的快速变化。
大部分的加热功率。屏蔽可包括高导电盖，例如包括铝或铜的盖。可使用RF反射器屏蔽EM泵
磁体以使线圈5f处于磁体水平处。可通过使用凹口线圈设计至少部分实现避免加热EM泵磁
体，其中凹口处在磁体位置。感应耦合加热器功率可随着EM泵功率减小而增大并且反之亦
然，以维持稳定温度从而避免导致EM泵和储槽连接器螺纹故障的快速变化。
[0844] EM磁体5k4可包括用于内部冷却的导管。内部冷却系统可包括两个同心水管线。水管线可包括内部插管，其将水递送至磁体的EM泵管端部和外部返回水管线。水管线可包括
弯头或弯管以允许外压力容器5b3a的垂直出口穿过基底5b3b。各磁体的两个同心内部水管
线可在磁体的中心纵轴上。水管线可按压至磁体中的通道中。内部冷却系统可进一步包括
热传递糊剂以增大冷却管线与磁体之间的热接触。内部水冷却管线可减小磁体冷却系统的
大小以允许加热器线圈5f在EM泵的区域中垂直移动。磁体可包括非线性几何结构以跨泵管
提供轴向磁场，同时进一步提供紧凑设计。设计可允许线圈5f在磁体上方通过。磁体可包括
L形状，其中L取向使得可在所需方向上引导冷却管线以提供紧凑设计。可朝向外压力容器
的基底5b3b向下或水平(例如朝向两个储槽之间的中心)引导水管线。考虑后一种情况的顺
时针圆形路径，其遵循两个储槽的四个EM泵磁体的轴。磁极可取向为S-N-S-N//S-N-S-N，其
中//指两组EM泵磁体，并且一个EM泵相对于另一EM泵的电流取向可反转。其他紧凑磁体冷
却设计在本公开的范围内，例如装配有磁体的冷却剂夹套和线圈。
弯头或弯管以允许外压力容器5b3a的垂直出口穿过基底5b3b。各磁体的两个同心内部水管
线可在磁体的中心纵轴上。水管线可按压至磁体中的通道中。内部冷却系统可进一步包括
热传递糊剂以增大冷却管线与磁体之间的热接触。内部水冷却管线可减小磁体冷却系统的
大小以允许加热器线圈5f在EM泵的区域中垂直移动。磁体可包括非线性几何结构以跨泵管
提供轴向磁场，同时进一步提供紧凑设计。设计可允许线圈5f在磁体上方通过。磁体可包括
L形状，其中L取向使得可在所需方向上引导冷却管线以提供紧凑设计。可朝向外压力容器
的基底5b3b向下或水平(例如朝向两个储槽之间的中心)引导水管线。考虑后一种情况的顺
时针圆形路径，其遵循两个储槽的四个EM泵磁体的轴。磁极可取向为S-N-S-N//S-N-S-N，其
中//指两组EM泵磁体，并且一个EM泵相对于另一EM泵的电流取向可反转。其他紧凑磁体冷
却设计在本公开的范围内，例如装配有磁体的冷却剂夹套和线圈。
[0845] EM泵可包括EM泵磁体5k4处的RF屏蔽以防止磁体被感应耦合加热器线圈5f加热。屏蔽随后可在RF线圈5f在感应耦合加热器的RF关闭的冷却模式中接触其时用作热传递板。
在另一个实施方式中，冷却剂管线可经由冷却剂回路中的磁体穿透各磁体的侧。可使用有
利于从磁体除去热同时允许加热器线圈在垂直移动时避开磁体的其他冷却剂几何结构。
在另一个实施方式中，冷却剂管线可经由冷却剂回路中的磁体穿透各磁体的侧。可使用有
利于从磁体除去热同时允许加热器线圈在垂直移动时避开磁体的其他冷却剂几何结构。
[0846] 在一个实施方式中，加热器通过加热储槽5c和储槽中含有的熔融金属而间接加热泵管5k6。热转移至泵管(例如具有穿过诸如银等熔融金属、储槽壁和热传递块5k7中的至少
一个的施加磁场的部分)。EM泵可进一步包括温度传感器，例如热电偶或热阻器。温度读数
可输入至控制系统(例如可编程逻辑控制器和加热器功率控制器)，其读取泵管温度并且控
制加热器以将温度维持在所需范围内，例如高于金属的熔点并且低于泵管的熔点(例如在
熔融金属的熔点的100℃内，例如在熔融银的情况中，在1000℃至1050℃的范围内)。
一个的施加磁场的部分)。EM泵可进一步包括温度传感器，例如热电偶或热阻器。温度读数
可输入至控制系统(例如可编程逻辑控制器和加热器功率控制器)，其读取泵管温度并且控
制加热器以将温度维持在所需范围内，例如高于金属的熔点并且低于泵管的熔点(例如在
熔融金属的熔点的100℃内，例如在熔融银的情况中，在1000℃至1050℃的范围内)。
[0847] 可使诸如下半球5b41、上半球5b42、储槽5c、热传递块5k7和EM泵管5k6中的至少一个等电池部件绝缘。可在启动之后除去绝缘件。可再利用绝缘件。绝缘件可包括粒子、珠、颗粒和小片中的至少一种，例如包括MgO、CaO、二氧化硅、氧化铝、硅酸盐(例如云母)和铝硅酸盐(例如沸石)中的至少一种的绝缘件。绝缘件可包括砂。绝缘件可干燥以除去水。绝缘件可
保持在可对来自感应耦合加热器的辐射透明的容器5e1(图2I102和2I103)中。容器可配置
为允许加热器线圈5f沿着垂直轴移动。在示例性实施方式中，包括砂的绝缘件容纳于纤维
玻璃或陶瓷容器5e1中，其中加热器线圈可沿着线圈5f内部的容器垂直移动。微粒绝缘容器
5e1可包括入口5e2和出口5e3。绝缘件可排出或加回以改变绝缘。可通过重力从容器排出绝
缘件。除去可以是使得从储槽的顶部至EM泵管的底部依次除去绝缘件。可从最接近于产生
动力的分数氢反应至最远离产生动力的分数氢反应依次除去绝缘件。除去的绝缘件可储存
于绝缘储槽中。可通过使绝缘件返回至容器而使绝缘件再循环。可通过机械和气动手段中
的至少一种使绝缘体返回。可通过螺旋钻或传送带机械地移动绝缘件。可使用鼓风机或吸
取泵气动地移动绝缘件。可通过本领域技术人员已知的其他手段移动绝缘件。在一个实施
方式中，例如砂等微粒绝缘件可由诸如铜注料等热传递介质取代，其可在产生器启动之后
从储存容器添加以从储槽和EM泵的至少一个除去热。热可转移至感应耦合加热器的水冷却
天线。
保持在可对来自感应耦合加热器的辐射透明的容器5e1(图2I102和2I103)中。容器可配置
为允许加热器线圈5f沿着垂直轴移动。在示例性实施方式中，包括砂的绝缘件容纳于纤维
玻璃或陶瓷容器5e1中，其中加热器线圈可沿着线圈5f内部的容器垂直移动。微粒绝缘容器
5e1可包括入口5e2和出口5e3。绝缘件可排出或加回以改变绝缘。可通过重力从容器排出绝
缘件。除去可以是使得从储槽的顶部至EM泵管的底部依次除去绝缘件。可从最接近于产生
动力的分数氢反应至最远离产生动力的分数氢反应依次除去绝缘件。除去的绝缘件可储存
于绝缘储槽中。可通过使绝缘件返回至容器而使绝缘件再循环。可通过机械和气动手段中
的至少一种使绝缘体返回。可通过螺旋钻或传送带机械地移动绝缘件。可使用鼓风机或吸
取泵气动地移动绝缘件。可通过本领域技术人员已知的其他手段移动绝缘件。在一个实施
方式中，例如砂等微粒绝缘件可由诸如铜注料等热传递介质取代，其可在产生器启动之后
从储存容器添加以从储槽和EM泵的至少一个除去热。热可转移至感应耦合加热器的水冷却
天线。
[0848] 反应可自维持在有利反应条件下，例如升高的电池温度和等离子体温度中的至少一种。反应条件可支持以足够速率热解以维持温度和分数氢反应速率。在其中分数氢反应
变得自维持的一个实施方式中，至少一个启动电源可终止，例如加热器功率、点火功率和熔
融金属泵送功率的至少一种。在一个实施方式中，可在电池温度足够高以维持熔融金属的
充分高蒸气压力使得无需金属泵送来维持所需分数氢反应速率时终止电磁泵。高温可高于
熔融金属的沸点。在示例性实施方式中，包括黑体辐射器5b4的反应池腔室的壁的温度在约
2900K至3600K的范围内并且熔融银蒸气压力在约5atm至50atm的范围内，其中反应池腔室
5b31用作使熔融银回流以消除EM泵功率的锅炉。在一个实施方式中，熔融金属蒸气压力足
够高，使得金属蒸气用作导电基质以消除对于电弧等离子体的需求和由此对于点火电流的
需求。在一个实施方式中，分数氢反应提供热以将诸如储槽5c、下半球5b41和上半球5b42等
电池部件维持在所需高温下，使得可除去加热器功率。所需温度可高于熔融金属的熔点。在
一个实施方式中，可使用至少一个可除去电源(例如可除去加热器、点火和EM泵电源中的至
少一个)实现电池启动。电池在启动时可以连续运行模式运行。在一个实施方式中，可使用
诸如电池和电容器(例如超级电容器器件)中的至少一种等能量储存器件实现启动。可通过
产生器的电力输出或通过独立电源对器件充电。在一个实施方式中，可在工厂中使用独立
启动电源启动产生器并且在没有诸如加热器、点火和泵送电源中的至少一个等启动电源的
情况下在连续运行中运送产生器。
变得自维持的一个实施方式中，至少一个启动电源可终止，例如加热器功率、点火功率和熔
融金属泵送功率的至少一种。在一个实施方式中，可在电池温度足够高以维持熔融金属的
充分高蒸气压力使得无需金属泵送来维持所需分数氢反应速率时终止电磁泵。高温可高于
熔融金属的沸点。在示例性实施方式中，包括黑体辐射器5b4的反应池腔室的壁的温度在约
2900K至3600K的范围内并且熔融银蒸气压力在约5atm至50atm的范围内，其中反应池腔室
5b31用作使熔融银回流以消除EM泵功率的锅炉。在一个实施方式中，熔融金属蒸气压力足
够高，使得金属蒸气用作导电基质以消除对于电弧等离子体的需求和由此对于点火电流的
需求。在一个实施方式中，分数氢反应提供热以将诸如储槽5c、下半球5b41和上半球5b42等
电池部件维持在所需高温下，使得可除去加热器功率。所需温度可高于熔融金属的熔点。在
一个实施方式中，可使用至少一个可除去电源(例如可除去加热器、点火和EM泵电源中的至
少一个)实现电池启动。电池在启动时可以连续运行模式运行。在一个实施方式中，可使用
诸如电池和电容器(例如超级电容器器件)中的至少一种等能量储存器件实现启动。可通过
产生器的电力输出或通过独立电源对器件充电。在一个实施方式中，可在工厂中使用独立
启动电源启动产生器并且在没有诸如加热器、点火和泵送电源中的至少一个等启动电源的
情况下在连续运行中运送产生器。
[0849] 在一个实施方式中，SunCell包括碳储槽中的熔融铝(熔点＝660℃，沸点＝2470℃)或熔融银(熔点＝962℃，沸点＝2162℃)，通过双EM泵将熔融铝或熔融银注射至包括碳
下半球5b41和碳上半球5b42的反应池腔室5b31中，双EM泵包括不锈钢(例如Hayes 230)、
Ti、Nb、W、V和Zr紧固件(例如Swagelok5k9)中的至少一种和不锈钢(Haynes 230或SS 316)、Ti、Nb、W、V和Zr EM泵管中的至少一种、碳或铁热传递块5k7、喷嘴泵管的不锈钢、Ti、Nb、W、V和Zr初始部分中的至少一种(具有泵管的点焊W端部喷嘴部分5k61和W喷嘴)。各EM泵管可进
一步包括用于连接至电力源2的终端的点火源汇流条，该点火源汇流条包括与EM泵管相同
的金属。在一个实施方式中，点火系统可进一步包括包含开关的电路，该开关在闭合时使点
火源EM泵管汇流条短路以在启动期间加热泵管。在电池运行期间处于断开位置中的开关使
电流流过交叉熔融金属流。碳热传递块可包括热传递碳粉末以衬垫EM泵管的凹痕。储槽可
制成更长以减小诸如紧固件5k9和EM泵管5k6等EM泵部件处的温度。具有添加氢源(例如氩-
H2(3％))的HOH催化剂的氧源可包括LiVO3、Al2O3和NaAlO2中的至少一种。HOH可在点火等离
子体中形成。在一个实施方式中，与熔融铝接触的电池部件可包括诸如SiC等陶瓷或碳。储
槽和EM泵管和喷嘴可包括碳。部件可包括金属，例如涂布有诸如陶瓷等保护涂层的不锈钢。
示例性陶瓷涂层是本公开的涂层，例如石墨、铝硅酸盐耐火材料、AlN、Al2O3、Si3N4和硅铝氮氧化物。在一个实施方式中，与熔融铝接触的电池部件可包括至少一种抗腐蚀材料，例如
Nb-30Ti-20W合金、Ti、Nb、W、V、Zr和陶瓷(例如石墨、铝硅酸盐耐火材料、AlN、Al2O3、Si3N4和硅铝氮氧化物)。
下半球5b41和碳上半球5b42的反应池腔室5b31中，双EM泵包括不锈钢(例如Hayes 230)、
Ti、Nb、W、V和Zr紧固件(例如Swagelok5k9)中的至少一种和不锈钢(Haynes 230或SS 316)、Ti、Nb、W、V和Zr EM泵管中的至少一种、碳或铁热传递块5k7、喷嘴泵管的不锈钢、Ti、Nb、W、V和Zr初始部分中的至少一种(具有泵管的点焊W端部喷嘴部分5k61和W喷嘴)。各EM泵管可进
一步包括用于连接至电力源2的终端的点火源汇流条，该点火源汇流条包括与EM泵管相同
的金属。在一个实施方式中，点火系统可进一步包括包含开关的电路，该开关在闭合时使点
火源EM泵管汇流条短路以在启动期间加热泵管。在电池运行期间处于断开位置中的开关使
电流流过交叉熔融金属流。碳热传递块可包括热传递碳粉末以衬垫EM泵管的凹痕。储槽可
制成更长以减小诸如紧固件5k9和EM泵管5k6等EM泵部件处的温度。具有添加氢源(例如氩-
H2(3％))的HOH催化剂的氧源可包括LiVO3、Al2O3和NaAlO2中的至少一种。HOH可在点火等离
子体中形成。在一个实施方式中，与熔融铝接触的电池部件可包括诸如SiC等陶瓷或碳。储
槽和EM泵管和喷嘴可包括碳。部件可包括金属，例如涂布有诸如陶瓷等保护涂层的不锈钢。
示例性陶瓷涂层是本公开的涂层，例如石墨、铝硅酸盐耐火材料、AlN、Al2O3、Si3N4和硅铝氮氧化物。在一个实施方式中，与熔融铝接触的电池部件可包括至少一种抗腐蚀材料，例如
Nb-30Ti-20W合金、Ti、Nb、W、V、Zr和陶瓷(例如石墨、铝硅酸盐耐火材料、AlN、Al2O3、Si3N4和硅铝氮氧化物)。
[0850] 在一个实施方式中，分裂器包括EM泵，其可定位于两个储槽的连接区域处。EM泵可包括电磁体和永久磁体中的至少一种。EM泵汇流条上的电流和电磁体电极中的至少一个的
极性可周期性地反转以将返回的银引导至一个储槽、然后另一储槽以避免储槽之间的电短
路。在一个实施方式中，点火电路包括电二极管以迫使电流在一个方向上通过双EM泵注射
器液体电极。
极性可周期性地反转以将返回的银引导至一个储槽、然后另一储槽以避免储槽之间的电短
路。在一个实施方式中，点火电路包括电二极管以迫使电流在一个方向上通过双EM泵注射
器液体电极。
[0851] 在一个实施方式中，连接至喷嘴5q、喷嘴部分5k61的电磁泵管部分可包括诸如钨等耐火材料。喷嘴部分可延伸，例如伸缩式。伸缩式部分可凭借通过EM泵施加的内部熔融金
属的压力而延伸。伸缩式喷嘴可具有轨道以防止其在延伸时旋转。轨道可包括折痕。通过熔
融金属的管延伸部用于允许在熔融金属流过此管部分之前加热喷嘴部分。预加热可避免喷
嘴部分的固化和阻塞。在一个实施方式中，通过来自由感应耦合加热器加热的部件(例如储
槽和包含于其中的金属(例如银))的传导、对流、辐射和金属蒸气中的至少一种加热喷嘴部
分5k61。喷嘴部分的厚度可足以将来自加热部件的充足热传递提供至喷嘴部分以在EM泵启
动之前将喷嘴部分的温度升高至高于诸如银等金属的熔点以防止喷嘴部分的固化和阻塞。
在一个实施方式中，各储槽5c可包括独立感应耦合加热器线圈5f和射频(RF)电源。作为另
选，感应耦合加热器线圈5f可包括用于各储槽5c的部分并且可通过单一射频电源5m供电。
属的压力而延伸。伸缩式喷嘴可具有轨道以防止其在延伸时旋转。轨道可包括折痕。通过熔
融金属的管延伸部用于允许在熔融金属流过此管部分之前加热喷嘴部分。预加热可避免喷
嘴部分的固化和阻塞。在一个实施方式中，通过来自由感应耦合加热器加热的部件(例如储
槽和包含于其中的金属(例如银))的传导、对流、辐射和金属蒸气中的至少一种加热喷嘴部
分5k61。喷嘴部分的厚度可足以将来自加热部件的充足热传递提供至喷嘴部分以在EM泵启
动之前将喷嘴部分的温度升高至高于诸如银等金属的熔点以防止喷嘴部分的固化和阻塞。
在一个实施方式中，各储槽5c可包括独立感应耦合加热器线圈5f和射频(RF)电源。作为另
选，感应耦合加热器线圈5f可包括用于各储槽5c的部分并且可通过单一射频电源5m供电。
[0852] 在一个实施方式中，由碳组成的电池部件涂布有涂层，例如能够在电池部件的运行温度下维持约零蒸气压力的碳涂层。黑体辐射器的示例性运行温度是3000K。在一个实施
方式中，施加至诸如碳电池部件(例如黑体辐射器5b4或储槽5c)的外部表面等表面的用于
抑制升华的涂层包括热解石墨、Pyrograph涂层(Toyo Tanso)、石墨化涂层(Poco/
Entegris)、碳化硅、TaC或本公开或本领域已知的抑制升华的其他涂层。可通过施加并且维
持涂层上的高气体压力而使涂层在高温下稳定。在一个实施方式中，EM泵管5k6、电流汇流
条5k2、热传递块5k7、喷嘴5q和管接头5k9可包括Mo和W中的至少一种。在一个实施方式中，
Swagelok型和VCR型管接头5k9可包括碳，其中储槽可包括碳。碳管接头可包括诸如耐火金
属网或箔(例如W网或箔)等衬垫。在一个实施方式中，电极穿透馈通10a处的压力容器壁和
黑体辐射器5b4的下半球5b41和储槽5c中的至少一个。可使用电极O形环锁定螺帽8a1将电
极8锁定在适当位置中。电极汇流条9和10可透过汇流条电流收集器9a连接至电力源。电极
穿透部可涂布有诸如ZrO等电绝缘体。由于C具有低导电性，故可使用诸如石墨糊剂等密封
剂将电极直接密封在穿透部(例如储槽壁处的穿透部)处。作为另选，可使用VCR或Swagelok
馈通将电极密封在穿透部处。具有不同热膨胀系数的部件(例如EM泵管与储槽5c的基底和
电极与储槽壁之间的VCR型或Swagelok型管接头中的至少一个)的机械接合可包括诸如碳
垫圈或垫片(例如Perma-Foil或Graphoil垫圈或垫片)等可压缩密封件。
方式中，施加至诸如碳电池部件(例如黑体辐射器5b4或储槽5c)的外部表面等表面的用于
抑制升华的涂层包括热解石墨、Pyrograph涂层(Toyo Tanso)、石墨化涂层(Poco/
Entegris)、碳化硅、TaC或本公开或本领域已知的抑制升华的其他涂层。可通过施加并且维
持涂层上的高气体压力而使涂层在高温下稳定。在一个实施方式中，EM泵管5k6、电流汇流
条5k2、热传递块5k7、喷嘴5q和管接头5k9可包括Mo和W中的至少一种。在一个实施方式中，
Swagelok型和VCR型管接头5k9可包括碳，其中储槽可包括碳。碳管接头可包括诸如耐火金
属网或箔(例如W网或箔)等衬垫。在一个实施方式中，电极穿透馈通10a处的压力容器壁和
黑体辐射器5b4的下半球5b41和储槽5c中的至少一个。可使用电极O形环锁定螺帽8a1将电
极8锁定在适当位置中。电极汇流条9和10可透过汇流条电流收集器9a连接至电力源。电极
穿透部可涂布有诸如ZrO等电绝缘体。由于C具有低导电性，故可使用诸如石墨糊剂等密封
剂将电极直接密封在穿透部(例如储槽壁处的穿透部)处。作为另选，可使用VCR或Swagelok
馈通将电极密封在穿透部处。具有不同热膨胀系数的部件(例如EM泵管与储槽5c的基底和
电极与储槽壁之间的VCR型或Swagelok型管接头中的至少一个)的机械接合可包括诸如碳
垫圈或垫片(例如Perma-Foil或Graphoil垫圈或垫片)等可压缩密封件。
[0853] 在示例性实施方式中，反应池腔室功率是400kW，具有6英寸直径的碳黑体辐射器的运行温度是3000K，EM泵的泵送速率为约10cc/s，熔融银的感应耦合加热器功率为约3kW，
点火功率为约3kW，EM泵功率为约500W，反应池气体包括Ag蒸气和氩/H2(3％)，外腔室气体
包括氩/H2(3％)，并且反应池和外腔室压力各为约10atm。
点火功率为约3kW，EM泵功率为约500W，反应池气体包括Ag蒸气和氩/H2(3％)，外腔室气体
包括氩/H2(3％)，并且反应池和外腔室压力各为约10atm。
[0854] 外压力容器可加压以平衡反应池腔室5b31的压力，其中后述压力由于诸如银等基质金属的气化而随着温度增大。压力容器可首先被加压，或压力可随着反应池腔室温度增
大而增大。氢可添加至压力容器以渗透至反应池腔室中。在其中黑体辐射是各向同性碳的
一个实施方式中，圆顶可至少部分渗透诸如氢和惰性气体(例如氩)中的至少一种等气体以
平衡压力并且供应氢至反应。在一个实施方式中，可通过控制流动至反应池腔室5b31中的
分数氢反应的氢而控制电力。可通过除去或抽空氢而停止分数氢反应。可通过使诸如氩气
等惰性气体流动实现去除。SunCell可包括高压水电解槽，例如包括使水处于高压下以提供
高压氢的质子交换薄膜(PEM)电解槽。PEM可用作阳极和阴极隔室的隔板和盐桥中的至少一
个以允许在阴极处产生氢并且在阳极处产生氧作为单独气体。氢可在高压下产生并且可直
接或通过渗透(例如渗透通过黑体辐射器)供应至反应池腔室5b31。SunCell可包括从阴极
隔室至氢气递送点至电池的氢气管线。SunCell可包括从阳极隔室至氧气递送点至储存容
器或排气孔的氧气管线。
大而增大。氢可添加至压力容器以渗透至反应池腔室中。在其中黑体辐射是各向同性碳的
一个实施方式中，圆顶可至少部分渗透诸如氢和惰性气体(例如氩)中的至少一种等气体以
平衡压力并且供应氢至反应。在一个实施方式中，可通过控制流动至反应池腔室5b31中的
分数氢反应的氢而控制电力。可通过除去或抽空氢而停止分数氢反应。可通过使诸如氩气
等惰性气体流动实现去除。SunCell可包括高压水电解槽，例如包括使水处于高压下以提供
高压氢的质子交换薄膜(PEM)电解槽。PEM可用作阳极和阴极隔室的隔板和盐桥中的至少一
个以允许在阴极处产生氢并且在阳极处产生氧作为单独气体。氢可在高压下产生并且可直
接或通过渗透(例如渗透通过黑体辐射器)供应至反应池腔室5b31。SunCell可包括从阴极
隔室至氢气递送点至电池的氢气管线。SunCell可包括从阳极隔室至氧气递送点至储存容
器或排气孔的氧气管线。
[0855] 可通过测量至少一个电池部件由于内部压力所致的延伸或位移而测量反应腔室5b31的压力。由于内部压力所致的延伸或位移可在给定反应腔室5b31温度下通过依据在该
给定反应腔室温度下由非凝结气体引起的内部压力测量这些参数中的至少一个而校准。
给定反应腔室温度下由非凝结气体引起的内部压力测量这些参数中的至少一个而校准。
[0856] 在一个实施方式中，例如黑体辐射器的表面、储槽和VCR型管接头等石墨电池部件的涂层可包括热解石墨、碳化硅或本公开或本领域已知的抵抗与氢的反应的其他涂层。可
通过施加并且维持涂层上的高气体压力而使涂层在高温下稳定。
通过施加并且维持涂层上的高气体压力而使涂层在高温下稳定。
[0857] 在一个实施方式中，除去诸如氩等反应池腔室气体中的过量水。水分压可维持在维持最佳分数氢反应速率和避免或减少诸如圆顶5b4(例如钨圆顶)等至少一个电池部件的
腐蚀中的至少一个的水平。可使用吸气剂除去水。在一个实施方式中，产生器包括：冷凝器，其除去诸如银蒸气等熔融金属蒸气和水蒸气中的至少一种；吸水剂，例如包括吸湿材料或
干燥剂(例如沸石或碱土金属氧化物)的干燥腔室；泵，其使至少一个反应池腔室气体循环；
以及管线和阀，其控制气体流动。气体可由反应池腔室5b31流过冷凝器以除去可作为液体
滴落或泵送回至反应池腔室中的金属蒸气，接着通过干燥腔室以除去蒸汽并且返回至反应
池腔室。气体可透过孔(例如锥体储槽处的端口)返回至反应池腔室。可控制通过干燥腔室
的气体再循环流动速率以将反应腔室气体维持在所需H2O分压下。示例性反应池腔室水压
在约0.1托至5托的范围内。干燥剂可再生。可通过化学再生(例如通过金属吸气剂的氢还
原，例如通过将CuO还原为Cu和将Al2O3电解为Al)和加热中的至少一种实现再生。加热可导
致水作为蒸气离开。离开的水蒸气可排放至外部大气或返回至水泡器。在加热情况中，例如
水合沸石或碱土氢氧化物等干燥剂可加热至无水形式。产生器可包括多个干燥腔室、加热
器和阀和气体管线。可连接至少一个干燥腔室以在至少一个其他干燥腔室进行再生时使反
应池腔室气体干燥并且再循环。产生器可包括控制系统，其将阀切换至与反应池腔室和腔
室外部的适当气体连接以控制再循环和再生。
腐蚀中的至少一个的水平。可使用吸气剂除去水。在一个实施方式中，产生器包括：冷凝器，其除去诸如银蒸气等熔融金属蒸气和水蒸气中的至少一种；吸水剂，例如包括吸湿材料或
干燥剂(例如沸石或碱土金属氧化物)的干燥腔室；泵，其使至少一个反应池腔室气体循环；
以及管线和阀，其控制气体流动。气体可由反应池腔室5b31流过冷凝器以除去可作为液体
滴落或泵送回至反应池腔室中的金属蒸气，接着通过干燥腔室以除去蒸汽并且返回至反应
池腔室。气体可透过孔(例如锥体储槽处的端口)返回至反应池腔室。可控制通过干燥腔室
的气体再循环流动速率以将反应腔室气体维持在所需H2O分压下。示例性反应池腔室水压
在约0.1托至5托的范围内。干燥剂可再生。可通过化学再生(例如通过金属吸气剂的氢还
原，例如通过将CuO还原为Cu和将Al2O3电解为Al)和加热中的至少一种实现再生。加热可导
致水作为蒸气离开。离开的水蒸气可排放至外部大气或返回至水泡器。在加热情况中，例如
水合沸石或碱土氢氧化物等干燥剂可加热至无水形式。产生器可包括多个干燥腔室、加热
器和阀和气体管线。可连接至少一个干燥腔室以在至少一个其他干燥腔室进行再生时使反
应池腔室气体干燥并且再循环。产生器可包括控制系统，其将阀切换至与反应池腔室和腔
室外部的适当气体连接以控制再循环和再生。
[0858] 产生器可进一步包括管线和阀和水源(例如水起泡器)以及将水注射至熔融金属中的孔。起泡器可包括加热器和用于控制水压的控制器。注射孔可在储槽和泵管(例如泵管
的出口部分)中的至少一个中。在一个实施方式中，注射器可在电极间隙8g处或附近。可由
干燥腔室流动的气体可至少部分转向至起泡器，其中气体鼓泡经过起泡器中的水。气体可
取决于起泡器温度和气体流动速率而获得水蒸气的所需分压。控制器可控制气泵和阀以控
制气体流动速率。作为另选，产生器可包括本公开的独立蒸汽注射器。
的出口部分)中的至少一个中。在一个实施方式中，注射器可在电极间隙8g处或附近。可由
干燥腔室流动的气体可至少部分转向至起泡器，其中气体鼓泡经过起泡器中的水。气体可
取决于起泡器温度和气体流动速率而获得水蒸气的所需分压。控制器可控制气泵和阀以控
制气体流动速率。作为另选，产生器可包括本公开的独立蒸汽注射器。
[0859] 在一个实施方式中，负(还原)电位被施加至诸如锥体或圆顶、储槽、锥体储槽和泵管中的至少一个等电池部件(其可经历来自部件材料与H2O和氧中的至少一种的反应的氧
化)。产生器可包括电压源、至少两个电引线和相对电极以施加负电压至电池部件。在一个
实施方式中，正对电极可与等离子体接触。在一个实施方式中，产生器包括诸如DC电源等外
部电源以施加电压到至少一个电池部件以防止非常高温的电池部件被蒸汽和氧中的至少
一种氧化。可使用氢气氛清除氧。电池可包括断电器，其包括热和电绝缘体，例如圆顶与银
储槽之间的SiC。储槽中的金属熔体(例如银)可用作阳极，并且诸如圆顶5b4等电池部件可
用作负偏压的阴极。作为另选，阳极可包括汇流条、电极和反应池腔室5b31内部与其中的等
离子体接触的独立电极中的至少一个。在一个实施方式中，至产生器的其他电源(例如电磁
泵电源和至电极的电源)可电浮动，使得负电压可施加至电池部件。电池部件可包括表面涂
层以保护其免受温度、磨损和与水和氧中的至少一种的反应影响。表面涂层可包括本公开
的涂层，例如碳化物，例如碳化铪或碳化钽。在一个实施方式中，通过高能研磨和热压形成
包括诸如SiC、HfC、TaC和WC中的至少一种等耐火陶瓷的部件。可通过铸造、粉末烧结和研磨中的至少一种形成部件。
化)。产生器可包括电压源、至少两个电引线和相对电极以施加负电压至电池部件。在一个
实施方式中，正对电极可与等离子体接触。在一个实施方式中，产生器包括诸如DC电源等外
部电源以施加电压到至少一个电池部件以防止非常高温的电池部件被蒸汽和氧中的至少
一种氧化。可使用氢气氛清除氧。电池可包括断电器，其包括热和电绝缘体，例如圆顶与银
储槽之间的SiC。储槽中的金属熔体(例如银)可用作阳极，并且诸如圆顶5b4等电池部件可
用作负偏压的阴极。作为另选，阳极可包括汇流条、电极和反应池腔室5b31内部与其中的等
离子体接触的独立电极中的至少一个。在一个实施方式中，至产生器的其他电源(例如电磁
泵电源和至电极的电源)可电浮动，使得负电压可施加至电池部件。电池部件可包括表面涂
层以保护其免受温度、磨损和与水和氧中的至少一种的反应影响。表面涂层可包括本公开
的涂层，例如碳化物，例如碳化铪或碳化钽。在一个实施方式中，通过高能研磨和热压形成
包括诸如SiC、HfC、TaC和WC中的至少一种等耐火陶瓷的部件。可通过铸造、粉末烧结和研磨中的至少一种形成部件。
[0860] 在一个实施方式中，水冷却汇流条可包括电磁泵的一个或多个磁体。电磁泵的磁体可并入水冷却汇流条中，使得汇流条冷却系统也可冷却一个或多个磁体。磁体可各自包
括紧密接近电极的铁磁轭并且可进一步包括磁体与轭之间的间隙以减少磁体的加热。也可
冷却轭。轭可具有高于磁体的居里温度，使得其可在较高温度下运行以减小冷却负载。电磁
泵可包括包含磁体和可选的间隙和轭的一个磁性回路。
括紧密接近电极的铁磁轭并且可进一步包括磁体与轭之间的间隙以减少磁体的加热。也可
冷却轭。轭可具有高于磁体的居里温度，使得其可在较高温度下运行以减小冷却负载。电磁
泵可包括包含磁体和可选的间隙和轭的一个磁性回路。
[0861] 在水注射的替代实施方式中，由源注射氢和氧混合物(例如来自水电解的混合物)和氢气与氧气两者中的至少一种，其中气体反应在熔体中形成水。在一个实施方式中，熔体
包括氢和氧复合剂催化剂(例如铜)以催化气体至水的反应。氢的自燃温度是536℃。在一个
实施方式中，两种气体注射至诸如熔融银等熔体中将导致H2O注射至熔体中。H2和O2的化学
计量比混合物的源是H2O的电解。在一个实施方式中，气体管线可包括阻火器以防止点火向
上传播回至气体管线。在一个实施方式中，经由同心管(管中管)递送H2和O2气体中的至少一
种，其中一个管运载一种气体，并且另一管运载另一种气体。管中管可穿透泵管5k6以将气
体注射至流动金属熔体中以形成H2O。作为另选，注射可发生在储槽5c和锥体储槽5b中的至
少一个中。在一个实施方式中，经由可渗透对应气体的薄膜递送H2和O2气体中的至少一种。
在示例性实施方式中，氢可渗透通过Pd或Pd-Ag薄膜。氧可渗透通过氧化物导体。可通过电
压和电流中的至少一个控制H2和O2中的至少一种的供应。可伴随通过氧化物电极(例如用于
固体氧化物燃料电池中的氧化物电极)的电流供应氧。过量H2可添加至气体混合物以防止
电池腐蚀并且与H2O至分数氢和氧的分数氢反应的氧产物反应。可通过流量控制系统(例如
包括H2O电解槽、气体分离器、气体供应罐、压力计、阀、流量计、计算机100和控制器的流量控制系统)控制诸如氢气流和氧气流以及氢氧混合物气流等气流。为防止O2腐蚀，O2管线可
包括诸如氧化铝等非腐蚀材料。气体可在流动至熔体中之前在递送管中预混合并且自动点
火。可使用管中管设计注射水蒸气和最佳的氢。水蒸气可为干燥的。可通过蒸汽产生器形成
干燥水蒸气，该蒸汽产生器包括蒸汽-水滴分离器，例如可渗透水蒸气的薄膜，例如阻挡流
动蒸汽中的水滴的玻璃料或薄膜。薄膜可包括可渗透蒸汽的特氟龙。玻璃料可包括粉末状
陶瓷，例如粉末状氧化铝。薄膜可包括具有穿孔的片，例如具有穿孔的金属网金属板(例如
由镍组成的金属网或金属板)。穿孔可为钻孔，例如水刀或激光钻孔。玻璃料可包括金属网、金属发泡体、金属网或烧结金属的插塞。金属可包括Ni。诸如水蒸气喷嘴等气体喷嘴可具有
小开口以防止熔融银进入。喷嘴可包括抵抗银附着的材料，例如Mo、C、W、石墨烯和其他Ag不附着材料中的至少一种。可使用本领域已知的CO2封存化合物清除来自碳与氧的反应的CO2。
包括氢和氧复合剂催化剂(例如铜)以催化气体至水的反应。氢的自燃温度是536℃。在一个
实施方式中，两种气体注射至诸如熔融银等熔体中将导致H2O注射至熔体中。H2和O2的化学
计量比混合物的源是H2O的电解。在一个实施方式中，气体管线可包括阻火器以防止点火向
上传播回至气体管线。在一个实施方式中，经由同心管(管中管)递送H2和O2气体中的至少一
种，其中一个管运载一种气体，并且另一管运载另一种气体。管中管可穿透泵管5k6以将气
体注射至流动金属熔体中以形成H2O。作为另选，注射可发生在储槽5c和锥体储槽5b中的至
少一个中。在一个实施方式中，经由可渗透对应气体的薄膜递送H2和O2气体中的至少一种。
在示例性实施方式中，氢可渗透通过Pd或Pd-Ag薄膜。氧可渗透通过氧化物导体。可通过电
压和电流中的至少一个控制H2和O2中的至少一种的供应。可伴随通过氧化物电极(例如用于
固体氧化物燃料电池中的氧化物电极)的电流供应氧。过量H2可添加至气体混合物以防止
电池腐蚀并且与H2O至分数氢和氧的分数氢反应的氧产物反应。可通过流量控制系统(例如
包括H2O电解槽、气体分离器、气体供应罐、压力计、阀、流量计、计算机100和控制器的流量控制系统)控制诸如氢气流和氧气流以及氢氧混合物气流等气流。为防止O2腐蚀，O2管线可
包括诸如氧化铝等非腐蚀材料。气体可在流动至熔体中之前在递送管中预混合并且自动点
火。可使用管中管设计注射水蒸气和最佳的氢。水蒸气可为干燥的。可通过蒸汽产生器形成
干燥水蒸气，该蒸汽产生器包括蒸汽-水滴分离器，例如可渗透水蒸气的薄膜，例如阻挡流
动蒸汽中的水滴的玻璃料或薄膜。薄膜可包括可渗透蒸汽的特氟龙。玻璃料可包括粉末状
陶瓷，例如粉末状氧化铝。薄膜可包括具有穿孔的片，例如具有穿孔的金属网金属板(例如
由镍组成的金属网或金属板)。穿孔可为钻孔，例如水刀或激光钻孔。玻璃料可包括金属网、金属发泡体、金属网或烧结金属的插塞。金属可包括Ni。诸如水蒸气喷嘴等气体喷嘴可具有
小开口以防止熔融银进入。喷嘴可包括抵抗银附着的材料，例如Mo、C、W、石墨烯和其他Ag不附着材料中的至少一种。可使用本领域已知的CO2封存化合物清除来自碳与氧的反应的CO2。
[0862] 在一个实施方式中，接触注射蒸汽的电池部件(例如锥体储槽、储槽、泵管的内表面、泵管的外表面、水注射管、氢注射管、玻璃料和喷嘴中的至少一个)包括或涂布有抗腐蚀涂层，例如不利于与水反应的涂层(例如Ni)。抗腐蚀涂层可通过电镀(例如无电电镀，例如
无电Ni电镀)、气相沉积、包覆、本领域已知的其他方法中的至少一种并且作为衬垫施加。
无电Ni电镀)、气相沉积、包覆、本领域已知的其他方法中的至少一种并且作为衬垫施加。
[0863] 在图2I24-2I43中示出的一个实施方式中，可通过使用对应的注射器5z1注射至泵管5k6中(例如在喷嘴5q端部处)和注射至反应池腔室5b31中的至少一种而将水和氢中的至
少一种供应至分数氢反应。产生器可包括蒸汽管线5g，其可经由蒸汽入口管线馈通5g1或共
同氢和蒸汽入口管线馈通5h2穿透下腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少
一个。产生器可包括氢管线5h，其可经由氢入口管线馈通5h1或共用氢和蒸汽入口管线馈通
5h2穿透下腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少一个。氢和蒸汽各自可包
括分开的管线或其可组合为氢蒸汽歧管5y，氢蒸汽歧管5y可经由共用氢和蒸汽入口管线馈
通5h2穿透下电池腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少一个。可通过诸如
流量或压力阀5z2(例如螺线管阀)等阀控制注射。
少一种供应至分数氢反应。产生器可包括蒸汽管线5g，其可经由蒸汽入口管线馈通5g1或共
同氢和蒸汽入口管线馈通5h2穿透下腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少
一个。产生器可包括氢管线5h，其可经由氢入口管线馈通5h1或共用氢和蒸汽入口管线馈通
5h2穿透下腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少一个。氢和蒸汽各自可包
括分开的管线或其可组合为氢蒸汽歧管5y，氢蒸汽歧管5y可经由共用氢和蒸汽入口管线馈
通5h2穿透下电池腔室5b5和电池腔室5b3以及反应池腔室5b31中的至少一个。可通过诸如
流量或压力阀5z2(例如螺线管阀)等阀控制注射。
[0864] 产生器可包括风扇和泵中的至少一个以使反应腔室气体再循环。池气体可包括H2O、氢、氧和诸如氩等惰性气体中的至少两种的混合物。可使再循环的电池气体鼓泡经过
水以再供应水。水泡器可包括用于控制其温度的手段，例如加热器、冷冻器和温度控制器中
的至少一个。可响应于分数氢反应速率动态地调整起泡速率和温度中的至少一个以优化反
应速率。可在水蒸气压力低于所需压力时增大流动速率并且在其高于所需压力时减小或停
止流动速率。可应用不同起泡器温度和流动速率以更改水分压和补足速率。温度可更改建
立平衡蒸气压力的动力学以及蒸气压力。在另一个实施方式中，可通过经由冷凝器和干燥
剂中的至少一个使反应池气体(例如H2O、氢、氧和诸如氩等惰性气体的混合物)循环而除去
过量水。可使用真空泵或风扇实现气体循环。可通过诸如加热和泵送等方法再生干燥剂。通
过ZeoTech制成示例性商用系统(http://zeo-tech.de/index.php/en/)。可使用可通过诸
如氢还原等手段再生的吸气剂(例如形成氧化物的金属，例如铜)除去氧。可通过添加氢除
去氧。源可为水电解。氢可流过中空电解阴极而进入反应池腔室中。其他示例性氧清除剂包
括亚硫酸钠(Na2SO3)、肼(N2H4)、1,3-二胺脲(卡肼)、二乙基羟胺(DEHA)、次氮基三乙酸
(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)和氢醌。也可通过与所供应的过量氢反应来除去氧。可通过本
公开的方法除去过量水产物。
水以再供应水。水泡器可包括用于控制其温度的手段，例如加热器、冷冻器和温度控制器中
的至少一个。可响应于分数氢反应速率动态地调整起泡速率和温度中的至少一个以优化反
应速率。可在水蒸气压力低于所需压力时增大流动速率并且在其高于所需压力时减小或停
止流动速率。可应用不同起泡器温度和流动速率以更改水分压和补足速率。温度可更改建
立平衡蒸气压力的动力学以及蒸气压力。在另一个实施方式中，可通过经由冷凝器和干燥
剂中的至少一个使反应池气体(例如H2O、氢、氧和诸如氩等惰性气体的混合物)循环而除去
过量水。可使用真空泵或风扇实现气体循环。可通过诸如加热和泵送等方法再生干燥剂。通
过ZeoTech制成示例性商用系统(http://zeo-tech.de/index.php/en/)。可使用可通过诸
如氢还原等手段再生的吸气剂(例如形成氧化物的金属，例如铜)除去氧。可通过添加氢除
去氧。源可为水电解。氢可流过中空电解阴极而进入反应池腔室中。其他示例性氧清除剂包
括亚硫酸钠(Na2SO3)、肼(N2H4)、1,3-二胺脲(卡肼)、二乙基羟胺(DEHA)、次氮基三乙酸
(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)和氢醌。也可通过与所供应的过量氢反应来除去氧。可通过本
公开的方法除去过量水产物。
[0865] 产生器可包括控制器以通过控制分数氢反应参数来控制功率输出。除水蒸气压力的优化以外，也对应地优化对应等分试样或注料的对应熔融金属注射速率和质量、注射电
流、电极设计(例如产生近点接触的电极设计，例如圆形或倒转背对背V形状)和触发速率或
频率以最大化功率。示例性最佳参数为约80mg的熔融Ag注料、具有1V电极电压降的2V电路
电压、8kA至10kA的峰值电流脉冲、吸收于Ag注料中的1％水、1托周围水和759托氩或其他稀
有气体和诸如低于500℃等低电极和汇流条温度以最小化电阻并且最大化电流脉冲。在一
个实施方式中，可设计点火系统和注射系统的中至少一个(例如电源、汇流条、电极、电磁泵和喷嘴)以产生电路的固有频率以及注射和点火力学以实现所需点火速率。在示例性实施
方式中，改变电路阻抗而改变点火系统的固有频率。可通过本领域已知的方法(例如通过调
整电阻、电容和电感中的至少一个)调整电路阻抗。在示例性实施方式中，可通过调整金属
注射速率、对注射流的阻力和从电极清除点火金属的速率中的至少一个来调整机械频率。
可通过调整电极的大小、形状和间隙来调整速率。所需点火速率可在约10Hz至10,000Hz、
100Hz至5000Hz和500Hz至1000Hz中的至少一个范围内。
流、电极设计(例如产生近点接触的电极设计，例如圆形或倒转背对背V形状)和触发速率或
频率以最大化功率。示例性最佳参数为约80mg的熔融Ag注料、具有1V电极电压降的2V电路
电压、8kA至10kA的峰值电流脉冲、吸收于Ag注料中的1％水、1托周围水和759托氩或其他稀
有气体和诸如低于500℃等低电极和汇流条温度以最小化电阻并且最大化电流脉冲。在一
个实施方式中，可设计点火系统和注射系统的中至少一个(例如电源、汇流条、电极、电磁泵和喷嘴)以产生电路的固有频率以及注射和点火力学以实现所需点火速率。在示例性实施
方式中，改变电路阻抗而改变点火系统的固有频率。可通过本领域已知的方法(例如通过调
整电阻、电容和电感中的至少一个)调整电路阻抗。在示例性实施方式中，可通过调整金属
注射速率、对注射流的阻力和从电极清除点火金属的速率中的至少一个来调整机械频率。
可通过调整电极的大小、形状和间隙来调整速率。所需点火速率可在约10Hz至10,000Hz、
100Hz至5000Hz和500Hz至1000Hz中的至少一个范围内。
[0866] 在一个实施方式中，多个产生器可联合以提供所需功率输出。多个产生器可以串联和并联中的至少一种互连以实现所需功率输出。联合产生器的系统可包括控制器以控制
产生器之间的串联连接和并联连接中的至少一种以控制多个联合产生器的叠加输出电的
功率、电压和电流中的至少一个。多个产生器可各自包括功率控制器以控制功率输出。功率
控制器可控制分数氢反应参数以控制产生器功率输出。各产生器可包括PV转换器26a的PV
电池或PV电池组中的至少一个之间的开关并且进一步包括控制器以控制PV电池或PV电池
组之间的串联连接和并联连接中的至少一种。控制器可切换互连以实现来自PV转换器的所
需电压、电流和电力输出。联合多个产生器的中心控制器可控制联合产生器之间的串联互
连和并联互连、至少一个产生器的分数氢反应参数和多个联合产生器的至少一个产生器的
至少一个PV转换器的PV电池或PV电池组之间的连接中的至少一个。中心控制器可直接或经
由个体产生器控制器来控制产生器和PV连接和分数氢反应参数中的至少一个。功率输出可
包括DC或AC功率。各产生器可包括DC-AC换流器，例如换流器。作为另选，可透过产生器之间的连接组合多个产生器的DC功率并且使用DC-AC转换器(例如能够转换叠加DC功率的换流
器)将DC功率转换为AC功率。PV转换器和联合产生器系统中的至少一个的示例性输出电压
为约380V DC或780V DC。约380V的输出可转换为双相AC。约760V的输出可转换为三相AC。AC
功率可转换为另一所需电压，例如约120V、240V或480V。可使用变压器变换AC电压。在一个
实施方式中，可使用IGBT将DC电压改变为另一DC电压。在一个实施方式中，换流器中的至少
一个IGBT也可用作感应耦合加热器5m的IGBT。
产生器之间的串联连接和并联连接中的至少一种以控制多个联合产生器的叠加输出电的
功率、电压和电流中的至少一个。多个产生器可各自包括功率控制器以控制功率输出。功率
控制器可控制分数氢反应参数以控制产生器功率输出。各产生器可包括PV转换器26a的PV
电池或PV电池组中的至少一个之间的开关并且进一步包括控制器以控制PV电池或PV电池
组之间的串联连接和并联连接中的至少一种。控制器可切换互连以实现来自PV转换器的所
需电压、电流和电力输出。联合多个产生器的中心控制器可控制联合产生器之间的串联互
连和并联互连、至少一个产生器的分数氢反应参数和多个联合产生器的至少一个产生器的
至少一个PV转换器的PV电池或PV电池组之间的连接中的至少一个。中心控制器可直接或经
由个体产生器控制器来控制产生器和PV连接和分数氢反应参数中的至少一个。功率输出可
包括DC或AC功率。各产生器可包括DC-AC换流器，例如换流器。作为另选，可透过产生器之间的连接组合多个产生器的DC功率并且使用DC-AC转换器(例如能够转换叠加DC功率的换流
器)将DC功率转换为AC功率。PV转换器和联合产生器系统中的至少一个的示例性输出电压
为约380V DC或780V DC。约380V的输出可转换为双相AC。约760V的输出可转换为三相AC。AC
功率可转换为另一所需电压，例如约120V、240V或480V。可使用变压器变换AC电压。在一个
实施方式中，可使用IGBT将DC电压改变为另一DC电压。在一个实施方式中，换流器中的至少
一个IGBT也可用作感应耦合加热器5m的IGBT。
[0867] 在一个实施方式中，可通过与冷却汇流条的延伸部(其可接触电极的背部)接触而冷却电极。在一个实施方式中，电极冷却系统可包括延伸至电极端部的中心管中管水插管，
其中诸如水和乙二醇中的至少一种等冷却剂流动至内插管中并且回流通过外圆周管。插管
可包括沿着其至电极端部的长度的孔以使一些水旁通行进至端部。电极冷却系统可容纳于
背对背电极板(例如w板)中的沟槽中。在一个实施方式中，电极可包括诸如液体冷却系统等
冷却系统，例如包括诸如水或熔融材料(例如金属或盐)等冷却剂的液体冷却系统。在另一
个实施方式中，电极可包括多种固体材料，其中固体材料可响应于功率负载突波而可逆地
熔融。功率负载突波可能由于甚至来自分数氢过程的能量所致。电极的外表面可包括具有
多种材料的最高熔点的材料，并且内部可包括具有较低熔点的材料，使得来自功率突波的
热转移至内部以导致内部材料熔融。内部材料熔融的热吸收突波的一些热以防止外表面熔
融。接着，随着内部材料冷却和固化，可在长于突波的时间标度的时间标度上消散热。
其中诸如水和乙二醇中的至少一种等冷却剂流动至内插管中并且回流通过外圆周管。插管
可包括沿着其至电极端部的长度的孔以使一些水旁通行进至端部。电极冷却系统可容纳于
背对背电极板(例如w板)中的沟槽中。在一个实施方式中，电极可包括诸如液体冷却系统等
冷却系统，例如包括诸如水或熔融材料(例如金属或盐)等冷却剂的液体冷却系统。在另一
个实施方式中，电极可包括多种固体材料，其中固体材料可响应于功率负载突波而可逆地
熔融。功率负载突波可能由于甚至来自分数氢过程的能量所致。电极的外表面可包括具有
多种材料的最高熔点的材料，并且内部可包括具有较低熔点的材料，使得来自功率突波的
热转移至内部以导致内部材料熔融。内部材料熔融的热吸收突波的一些热以防止外表面熔
融。接着，随着内部材料冷却和固化，可在长于突波的时间标度的时间标度上消散热。
[0868] 在一个实施方式中，在通过诸如热解和等离子体分解等手段使水分解于电池中之后可将来自局部注射(例如在电极处)的反应池腔室水的过量水作为氧气和可选地作为氢
气除去。氢可由等离子体回收并且再循环，其中经由选择性薄膜抽出氧。氢可与来自大气的
氧反应以使氢再循环。在反应池腔室中的气氛含有大量氧的情况中，电池26部件可包括诸
如陶瓷(例如MgO或ZrO2)等抗氧化材料。在一个实施方式中，产生器包括冷凝器或冷阱。可
通过冷凝器除去过量水，该冷凝器首先将银蒸气作为液体银(其可由冷凝器流动回至反应
池腔室中)除去。可在冷凝器或冷阱的第二冷级凝结水。可透过诸如水阀或泵等选择性阀除
去凝结的水以防止大气回流至电池中。泵可包括气体泵和液体泵中的至少一种。液体泵可
相对于大气压泵送液体水。在一个实施方式中，反应池腔室5b31包括诸如稀有气体(例如
氩)等气体。腔室压力可小于、等于或大于大气压。腔室气体可由腔室5b31再循环通过冷凝
器并且返回至腔室，其中金属蒸气和过量水蒸气可凝结在冷凝器中。金属蒸气可流动至锥
体储槽5b。凝结的水可由电池流动或泵送至诸如5v等水源或产生器外部。
气除去。氢可由等离子体回收并且再循环，其中经由选择性薄膜抽出氧。氢可与来自大气的
氧反应以使氢再循环。在反应池腔室中的气氛含有大量氧的情况中，电池26部件可包括诸
如陶瓷(例如MgO或ZrO2)等抗氧化材料。在一个实施方式中，产生器包括冷凝器或冷阱。可
通过冷凝器除去过量水，该冷凝器首先将银蒸气作为液体银(其可由冷凝器流动回至反应
池腔室中)除去。可在冷凝器或冷阱的第二冷级凝结水。可透过诸如水阀或泵等选择性阀除
去凝结的水以防止大气回流至电池中。泵可包括气体泵和液体泵中的至少一种。液体泵可
相对于大气压泵送液体水。在一个实施方式中，反应池腔室5b31包括诸如稀有气体(例如
氩)等气体。腔室压力可小于、等于或大于大气压。腔室气体可由腔室5b31再循环通过冷凝
器并且返回至腔室，其中金属蒸气和过量水蒸气可凝结在冷凝器中。金属蒸气可流动至锥
体储槽5b。凝结的水可由电池流动或泵送至诸如5v等水源或产生器外部。
[0869] 在一个实施方式中，过量氢被供应至电池腔室5b3和反应池腔室5b31中的至少一个以通过氢燃烧为水而清除反应池腔室中的氧。在一个实施方式中，产生器包括选择性氧
排气孔以从反应池腔室释放产物氧。在此实施方式中，可减少泵送。
排气孔以从反应池腔室释放产物氧。在此实施方式中，可减少泵送。
[0870] 在一个实施方式中，HOH催化剂源和H源包括注射至电极中的水。施加高电流以导致点火至发射亮光的等离子体中。水源可包括结合水。注射至电极中的固体燃料可包括水
和诸如熔融金属(例如银、铜和银铜合金中的至少一种)等高导电基质。固体燃料可包括包
含结合水的化合物。可供应至点火的结合水化合物可包括水合物，例如具有740℃的分解温
度的BaI2 2H2O。可包括结合水的化合物可与诸如银等熔融金属混溶。混溶化合物可包括助
熔剂，例如水合Na2CO3、KCl、碳、硼砂(例如Na2B4O7·10H2O)、氧化钙和PbS中的至少一种。结合水化合物可对失水稳定直至熔融金属的熔点。例如，结合水可稳定直至超过1000℃，并且
在点火事件中失水。包括结合水的化合物可包括氧。在释放氧的情况中，熔融金属可包括
银，因为银在其熔点下未形成稳定氧化物。包括结合水的化合物可包括氢氧化物，例如以下
的至少一种：碱金属、碱土金属、过渡金属、内过渡金属、稀土金属、13族、14族、15族和16族氢氧化物和矿物质(例如滑石)、由水合硅酸镁组成的矿物(具有化学式H2Mg3(SiO3)4或
Mg3Si4O10(OH)2)和白云母或云母、铝与钾的页硅酸盐矿物(具有化学式KAl2(AlSi3O10)(F,
OH)2或(KF)2(Al2O3)3(SiO2)6(H2O))。在一个实施方式中，脱水化合物用作干燥剂以维持低
反应池腔室压力。例如，氢氧化钡在加热至800℃时分解为氧化钡和H2O并且所得BaO的沸点
是2000℃，使得其相对于高于2300K的等离子体温度而基本上保持气化。在一个实施方式
中，水源包括氧化物和也可用作H源的氢。氢源可包括氢气。氧化物可以能够通过氢还原以
形成H2O。氧化物可包括Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn中的至少一种。可控制H2O化合物源、H2O化合物源的浓度、反应池腔室中的蒸汽压力、运行温度和EM泵送速率中的至少一个以控制供应至点火的水量。H2O化合
物源的浓度可在约0.001摩尔％至50摩尔％、0.01摩尔％至20摩尔％和0.1摩尔％至10摩
尔％中的至少一个范围内。在一个实施方式中，水溶解至诸如包括银、铜和银铜合金中的至
少一种的燃料熔体等燃料熔体中。凭借与熔体接触的水的分压(例如反应池腔室的水蒸气
分压)增大水的溶解度。反应池腔室中的水压可与电池腔室中的水蒸气压力平衡。可通过本
公开的方法(例如用于诸如氩等其他气体的方法)实现平衡。反应池腔室水蒸气压力可在约
0.01托至100atm、0.1托至10atm和0.5托至1atm中的至少一个范围内。EM泵送速率可在约
0.01ml/s至10,000ml/s、0.1ml/s至1000ml/s和0.1ml/s至100ml/s中的至少一个范围内。
和诸如熔融金属(例如银、铜和银铜合金中的至少一种)等高导电基质。固体燃料可包括包
含结合水的化合物。可供应至点火的结合水化合物可包括水合物，例如具有740℃的分解温
度的BaI2 2H2O。可包括结合水的化合物可与诸如银等熔融金属混溶。混溶化合物可包括助
熔剂，例如水合Na2CO3、KCl、碳、硼砂(例如Na2B4O7·10H2O)、氧化钙和PbS中的至少一种。结合水化合物可对失水稳定直至熔融金属的熔点。例如，结合水可稳定直至超过1000℃，并且
在点火事件中失水。包括结合水的化合物可包括氧。在释放氧的情况中，熔融金属可包括
银，因为银在其熔点下未形成稳定氧化物。包括结合水的化合物可包括氢氧化物，例如以下
的至少一种：碱金属、碱土金属、过渡金属、内过渡金属、稀土金属、13族、14族、15族和16族氢氧化物和矿物质(例如滑石)、由水合硅酸镁组成的矿物(具有化学式H2Mg3(SiO3)4或
Mg3Si4O10(OH)2)和白云母或云母、铝与钾的页硅酸盐矿物(具有化学式KAl2(AlSi3O10)(F,
OH)2或(KF)2(Al2O3)3(SiO2)6(H2O))。在一个实施方式中，脱水化合物用作干燥剂以维持低
反应池腔室压力。例如，氢氧化钡在加热至800℃时分解为氧化钡和H2O并且所得BaO的沸点
是2000℃，使得其相对于高于2300K的等离子体温度而基本上保持气化。在一个实施方式
中，水源包括氧化物和也可用作H源的氢。氢源可包括氢气。氧化物可以能够通过氢还原以
形成H2O。氧化物可包括Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W和Zn中的至少一种。可控制H2O化合物源、H2O化合物源的浓度、反应池腔室中的蒸汽压力、运行温度和EM泵送速率中的至少一个以控制供应至点火的水量。H2O化合
物源的浓度可在约0.001摩尔％至50摩尔％、0.01摩尔％至20摩尔％和0.1摩尔％至10摩
尔％中的至少一个范围内。在一个实施方式中，水溶解至诸如包括银、铜和银铜合金中的至
少一种的燃料熔体等燃料熔体中。凭借与熔体接触的水的分压(例如反应池腔室的水蒸气
分压)增大水的溶解度。反应池腔室中的水压可与电池腔室中的水蒸气压力平衡。可通过本
公开的方法(例如用于诸如氩等其他气体的方法)实现平衡。反应池腔室水蒸气压力可在约
0.01托至100atm、0.1托至10atm和0.5托至1atm中的至少一个范围内。EM泵送速率可在约
0.01ml/s至10,000ml/s、0.1ml/s至1000ml/s和0.1ml/s至100ml/s中的至少一个范围内。
[0871] SF-CIHT电池电力产生系统包括光伏电力转换器，其被配置为捕获通过燃料点火反应产生的等离子体光子且将其转换为可用能量。在一些实施方式中，可期望高转换效率。
反应器可在多个方向(例如，至少两个方向)上排出等离子体，且反应半径可为约若干毫米
至若干米的范围，例如，半径为约1mm至约25cm。另外，通过燃料点火产生的等离子体光谱可类似于通过太阳产生的等离子体光谱和/或可包含额外短波长辐射。图3示出了在滴落至水
储槽中之前包括来自银熔体气体处理的吸收H2和H2O的80mg银注料的5nm至450nm点火区域
中的示例性绝对光谱，显示了527kW的平均光功率，本质上均在紫外线和远紫外线光谱区域
中。使用Taylor-Winfield型ND-24-75点焊接机以低电压、高电流实现点火。注料上的压降
小于1V且电流约为25kA。高强度UV发射具有约1ms的持续时间。对照光谱在UV区域中是平坦
的。在一个实施方式中，等离子体基本上100％电离，其可通过测量H Balmerα线的Stark拓
宽而确认。固体燃料的辐射(诸如线和黑体辐射中的至少一种)的强度可在以下范围的至少
一个中：约2sun至200,000sun、10sun至100,000sun、100sun至75,000sun。
反应器可在多个方向(例如，至少两个方向)上排出等离子体，且反应半径可为约若干毫米
至若干米的范围，例如，半径为约1mm至约25cm。另外，通过燃料点火产生的等离子体光谱可类似于通过太阳产生的等离子体光谱和/或可包含额外短波长辐射。图3示出了在滴落至水
储槽中之前包括来自银熔体气体处理的吸收H2和H2O的80mg银注料的5nm至450nm点火区域
中的示例性绝对光谱，显示了527kW的平均光功率，本质上均在紫外线和远紫外线光谱区域
中。使用Taylor-Winfield型ND-24-75点焊接机以低电压、高电流实现点火。注料上的压降
小于1V且电流约为25kA。高强度UV发射具有约1ms的持续时间。对照光谱在UV区域中是平坦
的。在一个实施方式中，等离子体基本上100％电离，其可通过测量H Balmerα线的Stark拓
宽而确认。固体燃料的辐射(诸如线和黑体辐射中的至少一种)的强度可在以下范围的至少
一个中：约2sun至200,000sun、10sun至100,000sun、100sun至75,000sun。
[0872] UV和EUV光谱可转换为黑体辐射。可通过使电池气氛对于UV和EUV光子的至少一种的传播变得光学上较厚而实现转换。可通过使诸如燃料金属等金属在电池中气化而增大光
学厚度。光学上较厚的等离子体可包括黑体。可由于分数氢反应的超高功率密度容量和分
数氢反应发射的光子的高能量而使黑体温度较高。图4中示出了在具有约1托的周围H2O蒸
气压的氩气氛中泵送至W电极中的熔融银的点火光谱(由于蓝宝石光谱仪窗而在100nm至
500nm区域中于180nm处具有截止点)。电力源2包括两组串联的两个电容器(Maxwell
Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，这两组并联连接以提供约5V至6V和300A的恒
定电流，在约1kHz至2kHz的频率下具有至5kA的叠加电流脉冲。至W电极(1cm×4cm)的平均
输入功率约为75W。当气氛在通过分数氢反应动力使银蒸发的情况下对UV辐射变得光学上
较厚时，初始UV线发射跃迁至5000K黑体辐射。蒸发银的辐射率为0.1时的5000K黑体辐射器
2 2
的功率密度为5.3MW/m。所观察的等离子体的面积约为1m。黑体辐射可加热电池26的部件，
诸如可在本公开的热光伏实施方式中用作至PV转换器26a的黑体辐射器的顶盖5b4。
学厚度。光学上较厚的等离子体可包括黑体。可由于分数氢反应的超高功率密度容量和分
数氢反应发射的光子的高能量而使黑体温度较高。图4中示出了在具有约1托的周围H2O蒸
气压的氩气氛中泵送至W电极中的熔融银的点火光谱(由于蓝宝石光谱仪窗而在100nm至
500nm区域中于180nm处具有截止点)。电力源2包括两组串联的两个电容器(Maxwell
Technologies K2超级电容器2.85V/3400F)，这两组并联连接以提供约5V至6V和300A的恒
定电流，在约1kHz至2kHz的频率下具有至5kA的叠加电流脉冲。至W电极(1cm×4cm)的平均
输入功率约为75W。当气氛在通过分数氢反应动力使银蒸发的情况下对UV辐射变得光学上
较厚时，初始UV线发射跃迁至5000K黑体辐射。蒸发银的辐射率为0.1时的5000K黑体辐射器
2 2
的功率密度为5.3MW/m。所观察的等离子体的面积约为1m。黑体辐射可加热电池26的部件，
诸如可在本公开的热光伏实施方式中用作至PV转换器26a的黑体辐射器的顶盖5b4。
[0873] 包括氧源的熔体的示例性测试包括使用通过绝对光谱测定的光学功率在氩/5摩尔％H2气氛中对80mg的银/1重量％硼砂无水物注料点火。观察到使用焊接机(Acme75KVA点
焊机)在250kW功率的约1V电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。包括氧源的
熔体的另一示例性测试包括使用通过绝对光谱测定的光学功率在氩/5摩尔％H2气氛中对
80mg的银/2摩尔％Na2O无水物注料点火。观察到使用焊接机(Acme 75KVA点焊机)在370kW
功率的约1V电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。包括氧源的熔体的另一示
例性测试包括使用通过绝对光谱测定的光学功率在氩/5摩尔％H2气氛中对80mg的银/2摩
尔％Li2O无水物注料点火。观察到使用焊接机(Acme 75KVA点焊接机)在500kW功率的约1V
电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。
焊机)在250kW功率的约1V电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。包括氧源的
熔体的另一示例性测试包括使用通过绝对光谱测定的光学功率在氩/5摩尔％H2气氛中对
80mg的银/2摩尔％Na2O无水物注料点火。观察到使用焊接机(Acme 75KVA点焊机)在370kW
功率的约1V电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。包括氧源的熔体的另一示
例性测试包括使用通过绝对光谱测定的光学功率在氩/5摩尔％H2气氛中对80mg的银/2摩
尔％Li2O无水物注料点火。观察到使用焊接机(Acme 75KVA点焊接机)在500kW功率的约1V
电压降下施加约12kA的高电流达约1ms的持续时间。
[0874] 基于使用Edgertronics高速摄影机记录的等离子体大小，分数氢反应和功率取决于反应体积。体积可能需要为最小值以优化反应功率和能量，例如对于约30mg至100mg的注
料(例如银注料)以及H和HOH催化剂源点火(例如水合作用)为约0.5升至10升。由注料点火，
在非常高的银压力下，分数氢反应速率较高。在一个实施方式中，分数氢反应在高等离子体
压力的情况下可具有高动力学。基于高速光谱和Edgertronics数据，当等离子体体积最低
并且Ag蒸气压力最高时，分数氢反应速率在启动时最高。1mm直径的Ag注料在熔融时点火(T
＝1235K)。80mg(7.4X 10-4摩尔)注料的初始体积是5.2X 10-7升。对应最大压力为约1.4X
105atm。在示例性实施方式中，观察到反应以约音速(343m/s)膨胀持续约0.5ms的反应时
间。最终半径为约17cm。不具有任何背压的最终体积为约20升。最终Ag分压为约3.7E-3atm。
由于反应在较高压力下可具有较高动力学，故可通过施加电极压力并且使等离子体垂直于
电极间轴膨胀而使反应速率增大电极限域。
料(例如银注料)以及H和HOH催化剂源点火(例如水合作用)为约0.5升至10升。由注料点火，
在非常高的银压力下，分数氢反应速率较高。在一个实施方式中，分数氢反应在高等离子体
压力的情况下可具有高动力学。基于高速光谱和Edgertronics数据，当等离子体体积最低
并且Ag蒸气压力最高时，分数氢反应速率在启动时最高。1mm直径的Ag注料在熔融时点火(T
＝1235K)。80mg(7.4X 10-4摩尔)注料的初始体积是5.2X 10-7升。对应最大压力为约1.4X
105atm。在示例性实施方式中，观察到反应以约音速(343m/s)膨胀持续约0.5ms的反应时
间。最终半径为约17cm。不具有任何背压的最终体积为约20升。最终Ag分压为约3.7E-3atm。
由于反应在较高压力下可具有较高动力学，故可通过施加电极压力并且使等离子体垂直于
电极间轴膨胀而使反应速率增大电极限域。
[0875] 在存在97％氩/3％氢气氛的情况下，测量通过将1摩尔％或0.5摩尔％的氧化铋添加到以2.5ml/s注射至SunCell的点火电极中的熔融银所引起的分数氢反应释放的功率。使
在对应于氧化物添加而增加分数氢反应功率贡献之前和之后的暂时反应电池水冷却剂温
度斜率的相对变化乘以用作内部标准的恒定初始输入功率。对于重复运行，通过对应于
7540W、8300W、8400W、9700W、8660W、8020W和10,450W的97、119、15、538、181、54和27的总输入功率的暂时冷却剂温度响应的斜率比率的乘积来测定具有在氧源添加之后的分数氢功
率贡献的总电池输出功率。热爆发功率分别为731,000W、987,700W、126,000W、5,220,000W、
1,567,000W、433,100W和282,150W。
在对应于氧化物添加而增加分数氢反应功率贡献之前和之后的暂时反应电池水冷却剂温
度斜率的相对变化乘以用作内部标准的恒定初始输入功率。对于重复运行，通过对应于
7540W、8300W、8400W、9700W、8660W、8020W和10,450W的97、119、15、538、181、54和27的总输入功率的暂时冷却剂温度响应的斜率比率的乘积来测定具有在氧源添加之后的分数氢功
率贡献的总电池输出功率。热爆发功率分别为731,000W、987,700W、126,000W、5,220,000W、
1,567,000W、433,100W和282,150W。
[0876] 在存在97％氩/3％氢气氛的情况下，测量通过将1摩尔％氧化铋(Bi2O3)、1摩尔％钒酸锂(LiVO3)或0.5摩尔％钒酸锂添加到以2.5ml/s注射至SunCell的点火电极中的熔融
银所引起的分数氢反应释放的功率。使在对应于氧化物添加而增加分数氢反应功率贡献之
前和之后的暂时反应电池水冷却剂温度斜率的相对变化乘以用作内部标准的恒定初始输
入功率。对于重复运行，通过对应于6420W、9000W和8790W的497、200和26的的总输入功率的暂时冷却剂温度响应的斜率比率的乘积来测定具有在氧源添加之后的分数氢功率贡献的
总电池输出功率。热爆发功率分别为3.2MW、1.8MW和230,000W。
银所引起的分数氢反应释放的功率。使在对应于氧化物添加而增加分数氢反应功率贡献之
前和之后的暂时反应电池水冷却剂温度斜率的相对变化乘以用作内部标准的恒定初始输
入功率。对于重复运行，通过对应于6420W、9000W和8790W的497、200和26的的总输入功率的暂时冷却剂温度响应的斜率比率的乘积来测定具有在氧源添加之后的分数氢功率贡献的
总电池输出功率。热爆发功率分别为3.2MW、1.8MW和230,000W。
[0877] 在示例性实施方式中，点火电流对应于从约0V至1V(在该电压下对等离子体点火)的电压增大而在0.5内从约0A斜升至2000A。接着，作为一个步骤，将电压增大至约16V并且
保持约0.25s，其中约1kA流过熔体并且1.5kA经由除电极8以外的另一接地回路连续流过等
离子体块体。在将约25kW的功率输入至包括处于9升/秒的流动速率的Ag(0.5摩尔％LiVO3)
和氩-H2(3％)的SunCell的情况下，功率输出超过1MW。点火序列以约1.3Hz重复。
保持约0.25s，其中约1kA流过熔体并且1.5kA经由除电极8以外的另一接地回路连续流过等
离子体块体。在将约25kW的功率输入至包括处于9升/秒的流动速率的Ag(0.5摩尔％LiVO3)
和氩-H2(3％)的SunCell的情况下，功率输出超过1MW。点火序列以约1.3Hz重复。
[0878] 在示例性实施方式中，点火电流为约500A恒定电流并且电压为约20V。在将约15kW的功率输入至包括处于9升/秒的流动速率的Ag(0.5摩尔％LiVO3)和氩-H2(3％)的SunCell
的情况下，功率输出超过1MW。
的情况下，功率输出超过1MW。
[0879] 在一个实施方式中，转换器包括联动产生组合循环的多个转换器。组合循环转换器可选自以下组：光伏转换器、光电子转换器、等离子体动力转换器、热离子转换器、热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发动机、兰金循环发动机和热力发动机以及加热器。在一
个实施方式中，SF-CIHT电池主要产生紫外线和远紫外线光。转换器可包括包含光电子转换
器接光电转换器的组合循环，其中光电转换器对紫外光透明且可主要响应于远紫外光。转
换器可还包括其他的组合循环转换器元件，诸如热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发
动机和兰金循环发动机中的至少一种。
个实施方式中，SF-CIHT电池主要产生紫外线和远紫外线光。转换器可包括包含光电子转换
器接光电转换器的组合循环，其中光电转换器对紫外光透明且可主要响应于远紫外光。转
换器可还包括其他的组合循环转换器元件，诸如热电转换器、斯特林发动机、布雷顿循环发
动机和兰金循环发动机中的至少一种。
[0880] 在一个实施方式中，SunCell可用作黑体光校准源，其中温度可超过常规黑体光源的温度。黑体温度可在1000K至15,000K的至少一个范围内。在一个实施方式中，SunCell可
达到非常高的温度，例如在2000K至15,000K的范围内。SunCell可用作用于诸如热处理、固
化、退火、焊接、熔融和烧结等材料处理的高温源。待加热的材料可放置于等离子体中，或可通过使用诸如热导管、热管道、辐射路径和热交换器等对应热传递手段进行诸如辐射、传导
和对流等手段将热间接引导至材料。在一个实施方式中，由分数氢反应形成的EUV发射(例
如在低电压下形成的EUV发射)包括检测氢的存在的方法。
达到非常高的温度，例如在2000K至15,000K的范围内。SunCell可用作用于诸如热处理、固
化、退火、焊接、熔融和烧结等材料处理的高温源。待加热的材料可放置于等离子体中，或可通过使用诸如热导管、热管道、辐射路径和热交换器等对应热传递手段进行诸如辐射、传导
和对流等手段将热间接引导至材料。在一个实施方式中，由分数氢反应形成的EUV发射(例
如在低电压下形成的EUV发射)包括检测氢的存在的方法。
[0881] 在图5中示出光伏转换器的网格圆顶密集接收器阵列的三角形元件的示意图。PV转换器26a可包括由三角形元件200组成的密集接收器阵列，三角形元件200各自由能够将
来自黑体辐射器5b4的光转换为电的多个聚光器光伏电池15组成。PV电池15可包括GaAs N
晶圆上的GaAs P/N电池、InP上InAlGaAs和GaAs上InAlGaAs中的至少一种。电池可各自包括
至少一个结。三角形元件200可包括盖体203，例如包括冲压Kovar片、热口和冷口(例如包括
压配管202的热口和冷口)和连接法兰203(例如包括冲压Kovar片以用于连接连续三角形元
件200的连接法兰)的盖体。
来自黑体辐射器5b4的光转换为电的多个聚光器光伏电池15组成。PV电池15可包括GaAs N
晶圆上的GaAs P/N电池、InP上InAlGaAs和GaAs上InAlGaAs中的至少一种。电池可各自包括
至少一个结。三角形元件200可包括盖体203，例如包括冲压Kovar片、热口和冷口(例如包括
压配管202的热口和冷口)和连接法兰203(例如包括冲压Kovar片以用于连接连续三角形元
件200的连接法兰)的盖体。
[0882] 在一个实施方式中，SunCell包括形成分数氢作为反应产物的反应混合物。反应可形成能量等离子体。反应混合物可进一步包括碳源，例如石墨和烃中的至少一种。能量等离
子体可轰击从碳源沉积于基板上的固体碳或碳。在一个实施方式中，轰击将石墨碳转换为
碳的金刚石形式。在Mills出版物R.L.Mills、J.Sankar、A.Voigt、J.He、B.Dhandapani的
“Synthesis of HDLC Films from Solid Carbon”，J.Materials Science，
J.Mater.Sci.39(2004)3309–3318和R.L.Mills、J.Sankar、A.Voigt、J.He、B.Dhandapani的“Spectroscopic Characterization of the Atomic Hydrogen Energies and Densities
and Carbon Species During Helium-Hydrogen-Methane Plasma CVD Synthesis of
Diamond Films”，Chemistry of Materials，第15卷，(2003)，第1313–1321页(其以引用的方式并入本文中)中描述的示例性实施方式中，SunCell包括能量等离子体源以导致从碳的
非金刚石形式形成金刚石。可通过1333cm-1拉曼峰值的存在测量金刚石的产生。
子体可轰击从碳源沉积于基板上的固体碳或碳。在一个实施方式中，轰击将石墨碳转换为
碳的金刚石形式。在Mills出版物R.L.Mills、J.Sankar、A.Voigt、J.He、B.Dhandapani的
“Synthesis of HDLC Films from Solid Carbon”，J.Materials Science，
J.Mater.Sci.39(2004)3309–3318和R.L.Mills、J.Sankar、A.Voigt、J.He、B.Dhandapani的“Spectroscopic Characterization of the Atomic Hydrogen Energies and Densities
and Carbon Species During Helium-Hydrogen-Methane Plasma CVD Synthesis of
Diamond Films”，Chemistry of Materials，第15卷，(2003)，第1313–1321页(其以引用的方式并入本文中)中描述的示例性实施方式中，SunCell包括能量等离子体源以导致从碳的
非金刚石形式形成金刚石。可通过1333cm-1拉曼峰值的存在测量金刚石的产生。
[0883] 可通过电离普通氢而纯化和分离分子分数氢气体。可通过电场和磁场的至少一个分离和除去电离氢。作为另选，可通过与形成可凝结反应产物的反应物反应而除去普通氢，
其中可通过等离子体条件有利地进行反应。示例性反应物是氮，其形成在低温阱中除去的
可凝结氨以产生纯化分子分数氢气体。作为另选，可使用分子筛纯化和分离分子分数氢气
体，该分子筛基于分子分数氢气体的较高扩散而使普通氢与分子分数氢气体分离。示例性
分离分子筛是Na8(Al6Si6O24)Cl2。
其中可通过等离子体条件有利地进行反应。示例性反应物是氮，其形成在低温阱中除去的
可凝结氨以产生纯化分子分数氢气体。作为另选，可使用分子筛纯化和分离分子分数氢气
体，该分子筛基于分子分数氢气体的较高扩散而使普通氢与分子分数氢气体分离。示例性
分离分子筛是Na8(Al6Si6O24)Cl2。
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