本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，其原申請(qǐng)的國際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/us2012/031639，國際申請(qǐng)日為2012年03月30日，中國國家申請(qǐng)?zhí)枮?01280017225.7，進(jìn)入中國國家階段的進(jìn)入日為2013年10月08日，發(fā)明名稱為“以水為主的電化學(xué)氫催化劑動(dòng)力系統(tǒng)”。相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考本申請(qǐng)主張以下美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益：2011年4月5日申請(qǐng)的第61/472,076號(hào)；2011年5月5日申請(qǐng)的第61/482,932號(hào)；2011年5月13日申請(qǐng)的第61/485,769號(hào)；2011年5月27日申請(qǐng)的第61/490,903號(hào)；2011年6月17日申請(qǐng)的第61/498,245號(hào)；2011年7月8日申請(qǐng)的第61/505,719號(hào)；2011年8月5日申請(qǐng)的第61/515,505號(hào)；2011年9月23日申請(qǐng)的第61/538,534號(hào)；2011年11月14日申請(qǐng)的第61,559,504號(hào)；2011年12月2日申請(qǐng)的第61,566,225號(hào)；2011年12月21日申請(qǐng)的第61/578,465號(hào)；2012年1月27日申請(qǐng)的第61/591,532號(hào)；和2012年3月19日申請(qǐng)的第61/612,607號(hào)，所有所述文獻(xiàn)均以全文引用的方式并入本文中。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生電和熱能中的至少一種的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含相對(duì)于大氣封閉的容器，該容器包含至少一個(gè)陰極；至少一個(gè)陽極；至少一個(gè)雙極板；和于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫(hydrino)反應(yīng)物的反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含至少兩種選自以下的組分：a)至少一種h2o來源；b)包含選自nh、oh、oh-、新生h2o、h2s或mnh2中的至少一種的至少一種催化劑來源或催化劑，其中n為整數(shù)且m為堿金屬；和c)至少一種原子氫來源或原子氫、一或多種用于形成催化劑來源、催化劑、原子氫來源和原子氫中的至少一種的反應(yīng)物；一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和載體，其中陰極、陽極、反應(yīng)物和雙極板的組合維持各陰極與相應(yīng)陽極之間的化學(xué)電位以允許原子氫的催化傳播，且該系統(tǒng)還包含電解系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的電解系統(tǒng)間歇電解h2o以提供原子氫來源或原子氫且使電池放電以使該循環(huán)的凈能量平衡存在增益。反應(yīng)物可包含至少一種選自以下的電解質(zhì)：至少一種熔融氫氧化物；至少一種低共熔鹽混合物；熔融氫氧化物與至少一種其它化合物的至少一種混合物；熔融氫氧化物與鹽的至少一種混合物；熔融氫氧化物與鹵化物鹽的至少一種混合物；堿性氫氧化物(alkalinehydroxide)與堿性鹵化物(alkalinehalide)的至少一種混合物；lioh-libr、lioh-lix、naoh-nabr、naoh-nai、naoh-nax和koh-kx(其中x表示鹵離子)、至少一種基質(zhì)和至少一種添加劑。電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)可還包含加熱器。電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的高于電解質(zhì)熔點(diǎn)的電池溫度可在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：高于熔點(diǎn)約0至1500℃、高于熔點(diǎn)約0至1000℃、高于熔點(diǎn)約0至500℃、高于熔點(diǎn)約0至250℃和高于熔點(diǎn)約0至100℃。在實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的基質(zhì)包含以下中的至少一種：氧陰離子化合物、鋁酸鹽、鎢酸鹽、鋯酸鹽、鈦酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽和錳酸鹽、氧化物、氮化物、硼化物、硫族化物、硅化物、磷化物和碳化物、金屬、金屬氧化物、非金屬和非金屬氧化物；堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b和可形成氧化物或氧陰離子的其它元素的氧化物；至少一種氧化物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b和可形成氧化物的其它元素中的一種，和一個(gè)氧陰離子，且還包含至少一個(gè)來自以下的組的陽離子：堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn和pb的陽離子；lialo2、mgo、li2tio3或srtio3；陽極材料和電解質(zhì)化合物的氧化物；陽離子和電解質(zhì)的氧化物中的至少一種；電解質(zhì)moh(m＝堿金屬)的氧化物；包含以下的組的元素、金屬、合金或混合物的電解質(zhì)的氧化物：mo、ti、zr、si、al、ni、fe、ta、v、b、nb、se、te、w、cr、mn、hf、co和m'，其中m'表示堿土金屬；moo2、tio2、zro2、sio2、al2o3、nio、feo或fe2o3、tao2、ta2o5、vo、vo2、v2o3、v2o5、b2o3、nbo、nbo2、nb2o5、seo2、seo3、teo2、teo3、wo2、wo3、cr3o4、cr2o3、cro2、cro3、mno、mn3o4、mn2o3、mno2、mn2o7、hfo2、co2o3、coo、co3o4、co2o3和mgo；陰極材料的氧化物和視情況選用的電解質(zhì)的氧化物；li2moo3或li2moo4、li2tio3、li2zro3、li2sio3、lialo2、linio2、lifeo2、litao3、livo3、li2b4o7、li2nbo3、li2seo3、li2seo4、li2teo3、li2teo4、li2wo4、li2cro4、li2cr2o7、li2mno4、li2hfo3、licoo2和m'o(其中m'表示堿土金屬)和mgo；陽極元素或同一族元素的氧化物，和li2moo4、moo2、li2wo4、li2cro4和li2cr2o7(在mo陽極的情況下)，且添加劑包含以下中的至少一種：s、li2s、氧化物、moo2、tio2、zro2、sio2、al2o3、nio、feo或fe2o3、tao2、ta2o5、vo、vo2、v2o3、v2o5、b2o3、nbo、nbo2、nb2o5、seo2、seo3、teo2、teo3、wo2、wo3、cr3o4、cr2o3、cro2、cro3、mgo、tio2、li2tio3、lialo2、li2moo3或li2moo4、li2zro3、li2sio3、linio2、lifeo2、litao3、livo3、li2b4o7、li2nbo3、li2seo3、li2seo4、li2teo3、li2teo4、li2wo4、li2cro4、li2cr2o7、li2mno3或licoo2、mno和ceo2。在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)操作期間可發(fā)生以下反應(yīng)中的至少一種：a)在放電陽極處由h2o的電解形成h和h2中的至少一種；b)在放電陰極處由h2o的電解形成o和o2中的至少一種；c)由反應(yīng)混合物的反應(yīng)形成氫催化劑；d)在放電期間形成分?jǐn)?shù)氫以產(chǎn)生電能和熱能中的至少一種；e)氧化oh-且與h反應(yīng)以形成充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫催化劑的新生h2o；f)氧化oh-成氧離子和h；g)在放電陰極處還原氧離子、氧和h2o中的至少一種；h)h和新生h2o催化劑反應(yīng)以形成分?jǐn)?shù)氫；和i)在放電期間形成分?jǐn)?shù)氫以產(chǎn)生動(dòng)力和熱力中的至少一種。在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，在電池放電期間發(fā)生oh-的氧化和氧離子、氧和h2o中的至少一種的還原中的至少一個(gè)反應(yīng)以產(chǎn)生隨時(shí)間變化的電流，其超過該間歇電解的電解階段期間隨時(shí)間變化的電流。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極半電池反應(yīng)可為oh-+2h→h2o+e-+h(1/4)其中第一h與oh-反應(yīng)形成h2o催化劑和e-與第二h經(jīng)h2o催化形成分?jǐn)?shù)氫一起進(jìn)行。在實(shí)施方式中，放電陽極半電池反應(yīng)的電壓為以下中的至少一種：相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極在針對(duì)操作溫度進(jìn)行熱力學(xué)修正下的約1.2伏；和相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極和25℃，在約1.5v至0.75v、1.3v至0.9v和1.25v至1.1v中的至少一個(gè)范圍內(nèi)的電壓，且陰極半電池反應(yīng)的電壓為以下中的至少一種：在針對(duì)操作溫度進(jìn)行熱力學(xué)修正下的約0伏；和相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極和25℃，在約-0.5v至+0.5v、-0.2v至+0.2v和-0.1v至+0.1v中的至少一個(gè)范圍內(nèi)的電壓。在本發(fā)明的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，陰極包含nio，陽極包含ni、mo、h242合金和碳中的至少一種，且雙金屬結(jié)包含為不同于該陽極的金屬的哈斯特合金(hastelloy)、ni、mo和h242中的至少一種。電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)可包含至少一個(gè)電池疊堆，其中雙極板包含隔開陽極與陰極的雙金屬結(jié)。在一個(gè)實(shí)施方式中，向電池供應(yīng)h2o，其中h2o蒸汽壓在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約0.001托至100atm、約0.001托至0.1托、約0.1托至1托、約1托至10托、約10托至100托、約100托至1000托、和約1000托至100atm，且實(shí)現(xiàn)至少大氣壓的壓力差額系由包含稀有氣體和n2中的至少一種的所供給的惰性氣體提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)可包含水蒸汽發(fā)生器以向該系統(tǒng)供應(yīng)h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池在充電階段與放電階段之間間歇轉(zhuǎn)換，其中(i)充電階段至少包含水在具相反電壓極性的電極處電解，且(ii)放電階段至少包含在所述電極的一種或兩者處形成h2o催化劑；其中(i)各電池的各電極作為陰極或陽極的作用在充電階段與放電階段之間在來回轉(zhuǎn)換中逆轉(zhuǎn)，且(ii)電流極性在充電階段與放電階段之間在來回轉(zhuǎn)換中逆轉(zhuǎn)，且其中充電包含施加外加電流和電壓中的至少一種。在實(shí)施方式中，外加電流和電壓中的至少一種的波形包含在約0.001％至約95％范圍內(nèi)的工作循環(huán)；在約0.1v至10v范圍內(nèi)的每電池的峰值電壓；約0.001w/cm2至1000w/cm2的峰值功率密度，和在約0.0001w/cm2至100w/cm2范圍內(nèi)的平均功率，其中外加電流和電壓還包含直流電壓、直流電流中的至少一種和交流電流和電壓波形中的至少一種，其中波形包含在約1hz至約1000hz范圍內(nèi)的頻率。間歇循環(huán)的波形可包含間歇循環(huán)的電解和放電階段中的至少一種的恒定電流、功率、電壓和電阻以和可變電流、功率、電壓和電阻中的至少一種。在實(shí)施方式中，循環(huán)的至少一個(gè)階段的參數(shù)包含：間歇階段的頻率在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約0.001hz至10mhz、約0.01hz至100khz、和約0.01hz至10khz；每電池的電壓在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約0.1v至100v、約0.3v至5v、約0.5v至2v、和約0.5v至1.5v；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的電流在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1μacm-2至10acm-2、約0.1macm-2至5acm-2、和約1macm-2至1acm-2；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的功率在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1μwcm-2至10wcm-2、約0.1mwcm-2至5wcm-2、和約1mwcm-2至1wcm-2；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的恒定電流在約1μacm-2至1acm-2的范圍內(nèi)；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的恒定功率在約1mwcm-2至1wcm-2的范圍內(nèi)：時(shí)間間隔在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約10-4s至10,000s、10-3s至1000s、和10-2s至100s、和10-1s至10s；每電池的電阻在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1mω至100mω、約1ω至1mω、和10ω至1kω；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的適合負(fù)載的電導(dǎo)率在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約10-5至1000ω-1cm-2、10-4至100ω-1cm-2、10-3至10ω-1cm-2、和10-2至1ω-1cm-2，且放電電流、電壓、功率或時(shí)間間隔中的至少一種大于該電解階段以在該循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生功率或能量增益中的至少一種。可維持放電期間的電壓超過防止該陽極過度腐蝕的電壓。在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，形成催化劑的反應(yīng)為：o2+5h++5e-→2h2o+h(1/p)；對(duì)半電池反應(yīng)為：h2→2h++2e-；且總反應(yīng)為：3/2h2+1/2o2→h2o+h(1/p)。可在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)操作期間由氫形成以下產(chǎn)物中的至少一種：a)拉曼峰(ramanpeak)在0.23至0.25cm-1的整數(shù)倍處加上基質(zhì)位移(matrixshift)在0至2000cm-1范圍內(nèi)的氫產(chǎn)物；b)紅外峰在0.23至0.25cm-1的整數(shù)倍處加上基質(zhì)位移在0至2000cm-1范圍內(nèi)的氫產(chǎn)物；c)x射線光電子光譜峰的能量在500至525ev范圍內(nèi)加上基質(zhì)位移在0至10ev范圍內(nèi)的氫產(chǎn)物；d)引起高磁場(chǎng)masnmr基質(zhì)位移的氫產(chǎn)物；e)相對(duì)于tms的高磁場(chǎng)masnmr或液體nmr位移大于-5ppm的氫產(chǎn)物；f)至少兩個(gè)電子束發(fā)射光譜峰在200至300nm范圍內(nèi)而間隔在0.23至0.3cm-1的整數(shù)倍處加上基質(zhì)位移在0至5000cm-1范圍內(nèi)的氫產(chǎn)物；和g)至少兩個(gè)uv熒光發(fā)射光譜峰在200至300nm范圍內(nèi)而間隔在0.23至0.3cm-1的整數(shù)倍處加上基質(zhì)位移在0至5000cm-1范圍內(nèi)的氫產(chǎn)物。本發(fā)明還涉及一種電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含氫陽極，包含氫滲透性電極；熔融鹽電解質(zhì)，包含氫氧化物；和o2和h2o陰極中的至少一種。在實(shí)施方式中，維持該電解質(zhì)呈熔融狀態(tài)和該膜呈氫滲透性狀態(tài)中的至少一種的電池溫度在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約25至2000℃、約100至1000℃、約200至750℃、約250℃至500℃，高于電解質(zhì)熔點(diǎn)的電池溫度在至少一個(gè)以下的范圍內(nèi)：高于熔點(diǎn)約0至1500℃、高于熔點(diǎn)約0至1000℃、高于熔點(diǎn)約0至500℃、高于熔點(diǎn)約0至250℃和高于熔點(diǎn)約0至100℃；膜厚度在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約0.0001至0.25cm、0.001至0.1cm、和0.005至0.05cm；氫氣壓力經(jīng)維持在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1托至500atm、10托至100atm、和100托至5atm；氫氣滲透速率在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、和1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2。在一個(gè)實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包含氫陽極，包含氫噴射電極(hydrogenspargingelectrode)；熔融鹽電解質(zhì)，包含氫氧化物；和o2和h2o陰極中的至少一種。在實(shí)施方式中，維持電解質(zhì)呈熔融狀態(tài)的電池溫度在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：高于電解質(zhì)熔點(diǎn)約0至1500℃、高于電解質(zhì)熔點(diǎn)約0至1000℃、高于電解質(zhì)熔點(diǎn)約0至500℃、高于電解質(zhì)熔點(diǎn)約0至250℃和高于電解質(zhì)熔點(diǎn)約0至100℃；每單位h2鼓泡或噴射電極的幾何面積的氫氣流動(dòng)速率在至少一個(gè)選自以下的范圍內(nèi)：約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、和1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2；相對(duì)電極處的反應(yīng)速率匹配或超出氫起反應(yīng)所在的電極處的反應(yīng)速率；h2o和o2中的至少一種的還原速率足以維持h或h2的反應(yīng)速率，且相對(duì)電極具有足以支持充足速率的表面積和材料。本發(fā)明還涉及一種產(chǎn)生熱能的動(dòng)力系統(tǒng)，包含：至少一個(gè)能夠承受常壓、高壓和低壓中的至少一種的壓力的容器；至少一個(gè)加熱器、構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含：a)包含新生h2o的催化劑來源或催化劑；b)原子氫來源或原子氫；c)用于形成催化劑來源、催化劑、原子氫來源和原子氫中的至少一種的反應(yīng)物；和一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物，其中反應(yīng)在所述反應(yīng)物混合和所述反應(yīng)物加熱中的至少一個(gè)進(jìn)行時(shí)發(fā)生。在實(shí)施方式中，動(dòng)力系統(tǒng)形成催化劑來源、催化劑、原子氫來源和原子氫中的至少一種的反應(yīng)包含至少一個(gè)選自以下的反應(yīng)：脫水反應(yīng)；燃燒反應(yīng)；路易斯酸(lewisacid)或路易斯堿(lewisbase)和布朗斯特德-洛瑞酸(bronsted-lowryacid)或布朗斯特德-洛瑞堿(bronsted-lowrybase)的反應(yīng)；氧化物-堿反應(yīng)；酸酐-堿反應(yīng)；酸-堿反應(yīng)；堿-活性金屬反應(yīng)；氧化-還原反應(yīng)；分解反應(yīng)；交換反應(yīng)；和鹵化物、o、s、se、te、nh3與具有至少一個(gè)oh的化合物的交換反應(yīng)；包含o的化合物的氫還原反應(yīng)，且h來源為在所述反應(yīng)物經(jīng)歷反應(yīng)時(shí)所形成的新生h和來自氫化物或氣體來源和解離體的氫中的至少一種。本發(fā)明還涉及一種電池組或燃料電池系統(tǒng)，其由使氫催化反應(yīng)至較低能態(tài)(分?jǐn)?shù)氫)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)，從而使自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)換成電，該系統(tǒng)包含：于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物；包含陰極的陰極隔室；包含陽極的陽極隔室；和氫來源。本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及一種電池組或燃料電池系統(tǒng)，其由使氫催化反應(yīng)至較低能態(tài)(分?jǐn)?shù)氫)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)，從而使自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)換成電，該系統(tǒng)包含至少兩種選自以下的組分：催化劑或催化劑來源；原子氫或原子氫來源；用于形成催化劑或催化劑來源和原子氫或原子氫來源的反應(yīng)物；一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和使催化可進(jìn)行的載體，其中，形成分?jǐn)?shù)氫的電池組或燃料電池系統(tǒng)可還包括包含陰極的陰極隔室、包含陽極的陽極隔室、視情況選用的鹽橋、于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，和氫來源。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，引發(fā)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)(諸如本發(fā)明的交換反應(yīng))的反應(yīng)混合物和反應(yīng)為通過氫反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫來產(chǎn)生動(dòng)力的燃料電池的基礎(chǔ)。由于氧化還原電池的半反應(yīng)(halfreaction)，因此產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物是通過電子經(jīng)由外部電路遷移和經(jīng)由單獨(dú)的路徑進(jìn)行離子質(zhì)量輸送以形成電路所構(gòu)成。產(chǎn)生由半電池反應(yīng)的和得到的分?jǐn)?shù)氫的總反應(yīng)和相應(yīng)反應(yīng)混合物可包含本發(fā)明的熱功率和分?jǐn)?shù)氫化學(xué)產(chǎn)生的反應(yīng)類型。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在通過單獨(dú)的導(dǎo)管連接以便電子與離子在隔室之間形成電路的不同電池隔室中提供處于不同狀態(tài)或條件(諸如不同溫度、壓力和濃度中的至少一種)下的不同反應(yīng)物或相同反應(yīng)物。由于分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)對(duì)自一個(gè)隔室至另一隔室的質(zhì)量流的依賴性，因此產(chǎn)生單獨(dú)的隔室的電極之間的電位和動(dòng)力增益或系統(tǒng)的熱增益。質(zhì)量流提供至少一個(gè)以下形成：可起反應(yīng)而產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物和允許以實(shí)質(zhì)速率發(fā)生分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的條件。理想地，在無電子流和離子質(zhì)量輸送存在下，分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)不發(fā)生或不以可觀速率發(fā)生。在另一實(shí)施方式中，相較于經(jīng)由電極施加的電解功率，電池產(chǎn)生動(dòng)力和熱功率增益中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物為熱再生型或電解再生型中的至少一種。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及一種產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)和熱能的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含陰極、陽極和于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，該系統(tǒng)包含至少兩種選自以下的組分：a)催化劑來源或催化劑，其包含nh、oh、oh-、h2o、h2s或mnh2的組中的至少一種，其中n為整數(shù)且m為堿金屬；b)原子氫來源或原子氫；c)用于形成催化劑來源、催化劑、原子氫來源和原子氫中的至少一種的反應(yīng)物；一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和載體。至少一個(gè)以下條件可出現(xiàn)于該電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)中：a)通過反應(yīng)混合物的反應(yīng)形成原子氫和氫催化劑；b)一種反應(yīng)物，藉助于其發(fā)生反應(yīng)而使得催化有效；和c)引起催化反應(yīng)的反應(yīng)，其包含選自以下的反應(yīng)：(i)放熱反應(yīng)；(ii)偶合反應(yīng)；(iii)自由基反應(yīng)；(iv)氧化-還原反應(yīng)；(v)交換反應(yīng)；和(vi)吸氣劑(getter)、載體或基質(zhì)輔助催化反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，在通過單獨(dú)的導(dǎo)管連接以便電子與離子在隔室之間形成電路的不同電池隔室中提供處于不同狀態(tài)或條件下的a)不同反應(yīng)物或b)相同反應(yīng)物中的至少一種。內(nèi)部質(zhì)量流和外部電子流中的至少一種可使至少一個(gè)以下條件出現(xiàn)：a)形成可起反應(yīng)而產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物；和b)形成允許以實(shí)質(zhì)速率發(fā)生分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的條件。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物為熱再生型或電解再生型中的至少一種。電能和熱能輸出中的至少一種可能超過自產(chǎn)物再生反應(yīng)物所需者。本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及一種產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)和熱能的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含陰極、陽極和于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，該系統(tǒng)包含至少兩種選自以下的組分：a)催化劑來源或催化劑，其包含至少一種選自以下的氧物質(zhì)：o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和其經(jīng)歷與h物質(zhì)的氧化反應(yīng)以形成oh和h2o中的至少一種，其中h物質(zhì)包含以下中的至少一種：h2、h、h+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh和ooh-；b)原子氫來源或原子氫；c)用于形成催化劑來源、催化劑、原子氫來源和原子氫中的至少一種的反應(yīng)物；和一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和載體。o物質(zhì)來源可包含至少一種化合物或化合物混合物，該化合物包含o、o2、空氣、氧化物、nio、coo、堿金屬氧化物、li2o、na2o、k2o、堿土金屬氧化物、mgo、cao、sro和bao、以下的組的氧化物：cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w、過氧化物、堿金屬過氧化物、超氧化物、堿金屬或堿土金屬超氧化物、氫氧化物、堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、和第iii、iv或v族元素的氫氧化物、氫氧化合物(oxyhydroxide)、alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。h物質(zhì)來源可包含至少一種化合物或化合物混合物，該化合物包含h、金屬氫化物、lani5h6、氫氧化物、氫氧化合物、h2、h2來源、h2和氫滲透性膜、ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)和不銹鋼(ss)(諸如430ss(h2))。在另一實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包含氫陽極；包含氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)；和o2和h2o陰極中的至少一種。氫陽極可包含至少一個(gè)氫滲透性電極，諸如以下中的至少一種：ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)和430ss(h2)；可噴射h2的多孔電極；和氫化物，諸如選自以下的氫化物：r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2；和能夠儲(chǔ)存氫的其它合金、ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型(其中「abx」符號(hào)是指a類型元素(laceprnd或tizr)與b類型元素(vnicrcomnalsn)的比率)、ab5型：mmni3.2co1.0mn0.6al0.11mo0.09(mm＝密鈰合金(mischmetal)：25重量％la、50重量％ce、7重量％pr、18重量％nd)、ab2型：ti0.51zr0.49v0.70ni1.18cr0.12合金、基于鎂的合金、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、密鈰合金-鎳合金、ti0.98zr0.02v0.43fe0.09cr0.05mn1.5、la2co1ni9、feni和timn2。熔融鹽可包含與至少一種其它鹽的氫氧化物，該其它鹽諸如選自一或多種其它氫氧化物、鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽者。熔融鹽可包含至少一種選自以下的鹽混合物：csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh、rbno3-rboh、lioh-lix、naoh-nax、koh-kx、rboh-rbx、csoh-csx、mg(oh)2-mgx2、ca(oh)2-cax2、sr(oh)2-srx2或ba(oh)2-bax2(其中x＝f、cl、br或i)和lioh、naoh、koh、rboh、csoh、mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2或ba(oh)2和以下中的一種或多種：alx3、vx2、zrx2、tix3、mnx2、znx2、crx2、snx2、inx3、cux2、nix2、pbx2、sbx3、bix3、cox2、cdx2、gex3、aux3、irx3、fex3、hgx2、mox4、osx4、pdx2、rex3、rhx3、rux3、sex2、agx2、tcx4、tex4、tlx和wx4(其中x＝f、cl、br或i)。熔融鹽可包含為鹽混合物電解質(zhì)的陰離子所共享的陽離子；或?yàn)殛栯x子所共享的陰離子，且氫氧化物針對(duì)混合物中的其它鹽穩(wěn)定。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包含[m”(h2)/moh-m'鹵離子/m”']和[m”(h2)/m(oh)2-m'鹵離子/m”']中的至少一種，其中m為堿金屬或堿土金屬，m'為如下特征的金屬，其氫氧化物和氧化物為穩(wěn)定性小于堿金屬或堿土金屬的氫氧化物和氧化物中的至少一種，或與水具有低反應(yīng)性，m”為氫滲透性金屬，且m”'為導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施方式中，m'為諸如選自以下的金屬：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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr、in和pb。作為選擇，m和m'可為金屬，諸如獨(dú)立地選自以下的金屬：li、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。其它示例性系統(tǒng)包含[m'(h2)/mohm”x/m”']，其中m、m'、m”和m”'為金屬陽離子或金屬，x為陰離子，諸如選自氫氧根、鹵離子、硝酸根、硫酸根、碳酸根和磷酸根的陰離子，且m'為h2滲透性過的。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫陽極包含金屬，諸如至少一種選自以下的金屬：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，其可在放電期間與電解質(zhì)反應(yīng)。在另一實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包含氫來源；能夠形成oh、oh-和h2o催化劑中的至少一種且提供h的氫陽極；o2和h2o中的至少一種的來源；能夠還原h(huán)2o或o2中的至少一種的陰極；堿性電解質(zhì)；能夠收集和再循環(huán)h2o蒸氣、n2和o2中的至少一種的視情況選用的系統(tǒng)，和用于收集和再循環(huán)h2的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種包含陽極的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含以下至少一種：金屬，諸如選自以下的金屬：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，和金屬氫化物，諸如選自以下的金屬氫化物：r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2，和能夠儲(chǔ)存氫的其它合金，諸如選自以下的其它合金：ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型(其中「abx」符號(hào)是指a類型元素(laceprnd或tizr)與b類型元素(vnicrcomnalsn)的比率)、ab5型：mmni3.2co1.0mn0.6al0.11mo0.09(mm＝密鈰合金：25重量％la、50重量％ce、7重量％pr、18重量％nd)、ab2型：ti0.51zr0.49v0.70ni1.18cr0.12合金、基于鎂的合金、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、密鈰合金-鎳合金、ti0.98zr0.02v0.43fe0.09cr0.05mn1.5、la2co1ni9、feni和timn2；隔板(separator)；堿性電解質(zhì)水溶液；o2和h2o還原陰極中的至少一種；和空氣和o2中的至少一種。電化系統(tǒng)可還包含電解系統(tǒng)，其間歇地將電池充電和放電，使得凈能平衡存在增益。作為選擇，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)可包含或還包含氫化系統(tǒng)，其通過再氫化(rehydriding)氫化物陽極使動(dòng)力系統(tǒng)再生。另一實(shí)施方式包含產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)和熱能的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含熔融堿金屬陽極；β-氧化鋁固體電解質(zhì)(base)，和包含氫氧化物的熔融鹽陰極。熔融鹽陰極可包含低共熔混合物(諸如表4中的一種)和氫來源(諸如氫滲透性膜和h2氣體)。催化劑或催化劑來源可選自oh、oh-、h2o、nah、li、k、rb+和cs。熔融鹽陰極可包含堿金屬氫氧化物。系統(tǒng)可還包含氫反應(yīng)器和金屬-氫氧化物分離器，其中堿金屬陰極和堿金屬氫氧化物陰極是通過氫化產(chǎn)物氧化物和分離所得堿金屬和金屬氫氧化物來再生。電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的另一實(shí)施方式包含陽極，其包含氫來源，諸如選自以下的氫來源：氫滲透性膜和h2氣體和氫化物，其還包含熔融氫氧化物；β-氧化鋁固體電解質(zhì)(base)，和陰極，其包含熔融元素和熔融鹵化物鹽或混合物中的至少一種。適合的陰極包含熔融元素陰極，其包含in、ga、te、pb、sn、cd、hg、p、s、i、se、bi和as的一。作為選擇，陰極可為熔融鹽陰極，其包含nax(x為鹵離子)和以下的組中一種或多種：nax、agx、alx3、asx3、aux、aux3、bax2、bex2、bix3、cax2、cdx3、cex3、cox2、crx2、csx、cux、cux2、eux3、fex2、fex3、gax3、gdx3、gex4、hfx4、hgx、hgx2、inx、inx2、inx3、irx、irx2、kx、kagx2、kalx4、k3alx6、lax3、lix、mgx2、mnx2、mox4、mox5、mox6、naalx4、na3alx6、nbx5、ndx3、nix2、osx3、osx4、pbx2、pdx2、prx3、ptx2、ptx4、pux3、rbx、rex3、rhx、rhx3、rux3、sbx3、sbx5、scx3、six4、snx2、snx4、srx2、thx4、tix2、tix3、tlx、ux3、ux4、vx4、wx6、yx3、znx2和zrx4。產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)和熱能的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的另一實(shí)施方式包含陽極，其包含li；電解質(zhì)，其包含有機(jī)溶劑，和無機(jī)li電解質(zhì)和lipf6中的至少一種；烯烴隔板，和陰極，其包含以下中的至少一種：氫氧化合物、alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。在另一實(shí)施方式中，電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)包含陽極，其包含以下中的至少一種：li、鋰合金、li3mg，和li-n-h系統(tǒng)的物質(zhì)；熔融鹽電解質(zhì)，和氫陰極，其包含以下中的至少一種：h2氣體和多孔陰極、h2和氫滲透性膜，和金屬氫化物、堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氫化物之一。本發(fā)明還涉及一種電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含電池a)至h)中的至少一種，其包含：a)(i)陽極，其包含氫滲透性金屬和氫氣，諸如選自以下者：ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)、nb(h2)；或金屬氫化物，諸如選自以下的金屬氫化物：lani5h6、timn2hx和la2ni9coh6(x為整數(shù))；(ii)熔融電解質(zhì)，諸如選自以下的熔融電解質(zhì)：moh或m(oh)2，或moh或m(oh)2與m'x或m'x2，其中m和m'為金屬，諸如獨(dú)立地選自以下的金屬：li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和ba，且x為陰離子，諸如選自氫氧根、鹵離子、硫酸根和碳酸根的陰離子，和(iii)陰極，其包含可與陽極相同的金屬，且還包含空氣或o2；b)(i)陽極，其包含至少一種金屬，諸如選自以下的金屬：r-ni、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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr、in和pb；(ii)電解質(zhì)，其包含濃度范圍為約10m至飽和的堿金屬氫氧化物水溶液；(iii)烯烴隔板，和(iv)碳陰極，且還包含空氣或o2；c)(i)陽極，其包含熔融naoh和氫滲透性膜，諸如ni和氫氣；(ii)電解質(zhì)，其包含β氧化鋁固體電解質(zhì)(base)，和(iii)陰極，其包含熔融低共熔鹽，諸如nacl-mgcl2、nacl-cacl2或mx-m'x2'(m為堿金屬，m'為堿土金屬，且x和x'為鹵離子)；d)(i)包含熔融na的陽極；(ii)電解質(zhì)，其包含β氧化鋁固體電解質(zhì)(base)，和(iii)包含熔融naoh的陰極；e)(i)陽極，其包含氫化物，諸如lani5h6；(ii)電解質(zhì)，其包含濃度范圍為約10m至飽和的堿金屬氫氧化物水溶液；(iii)烯烴隔板，和(iv)碳陰極，且還包含空氣或o2；f)(i)包含li的陽極；(ii)烯烴隔板；(ii)有機(jī)電解質(zhì)，諸如包含lp30和lipf6的有機(jī)電解質(zhì)，和(iv)陰極，其包含氫氧化合物，諸如coo(oh)；g)(i)陽極，其包含鋰合金，諸如li3mg；(ii)熔融鹽電解質(zhì)，諸如licl-kcl或mx-m'x'(m和m'為堿金屬，x和x'為鹵離子)，和(iii)陰極，其包含金屬氫化物，諸如選自以下的金屬氫化物：ceh2、lah2、zrh2和tih2，且還包含碳黑，和h)(i)包含li的陽極；(ii)熔融鹽電解質(zhì)，諸如licl-kcl或mx-m'x'(m和m'為堿金屬，x和x'為鹵離子)，和(iii)陰極，其包含金屬氫化物，諸如選自以下的金屬氫化物：ceh2,lah2、zrh2和tih2，且還包含碳黑。本發(fā)明還涉及一種電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含至少一種以下電池：[ni(h2)/lioh-libr/ni]，其中指定為ni(h2)的氫電極包含滲透、噴射和間歇電解氫來源中的至少一種；[ptti/h2so4(約5m水溶液)或h3po4(約14.5m水溶液)/ptti]間歇電解；和[naohni(h2)/base/naclmgcl2]，其中指定為ni(h2)的氫電極包含滲透氫來源。在適合的實(shí)施方式中，氫電極包含經(jīng)準(zhǔn)備而具有保護(hù)性氧化物涂層(諸如nio)的金屬(諸如鎳)。氧化物涂層可通過在氧化性氛圍(諸如包含氧氣的氛圍)中陽極化或氧化來形成。本發(fā)明還涉及一種電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含至少一種以下電池：[ni(h2)/lioh-libr/ni]，其中指定為ni(h2)的氫電極包含滲透、噴射和間歇電解氫來源中的至少一種；[ptti/h2so4(約5m水溶液)或h3po4(約14.5m水溶液)/ptti]間歇電解，和[naohni(h2)/base/naclmgcl2]，其中指定為ni(h2)的氫電極包含滲透氫來源。本發(fā)明還涉及一種電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)，其包含電池a)至d)中的至少一種，包含：a)(i)陽極，包含指定為ni(h2)且包含滲透、噴射和間歇電解氫來源中的至少一種的氫電極；(ii)熔融電解質(zhì)，諸如選自以下者：moh或m(oh)2、或moh或m(oh)2與m'x或m'x2，其中m和m'為金屬，諸如獨(dú)立地選自li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和ba的金屬，且x為陰離子，諸如選自氫氧化物、鹵化物、硫酸鹽和碳酸鹽的陰離子；和(iii)陰極，包含可與陽極相同的金屬，且還空氣或o2；b)(i)陽極，包含指定為ni(h2)且包含滲透、噴射和間歇電解氫來源中的至少一種的氫電極；(ii)熔融電解質(zhì)，諸如lioh-libr、naoh-nabr或naoh-nai；和(iii)陰極，包含可與陽極相同的金屬，且還空氣或o2；c)(i)陽極，包含貴金屬，諸如pt/ti；(ii)酸水溶液電解質(zhì)，諸如h2so4或h3po4，濃度可分別在1至10m和5至15m范圍內(nèi)；和(iii)陰極，包含可與陽極相同的金屬，且還空氣或o2，和d)(i)陽極，包含熔融naoh和指定為ni(h2)且包含滲透氫來源的氫電極；(ii)電解質(zhì)，包含β氧化鋁固體電解質(zhì)(base)；和(iii)陰極，包含熔融低共熔鹽，諸如nacl-mgcl2、nacl-cacl2或mx-m'x2'(m為堿金屬，m'為堿土金屬，且x和x'為鹵離子)。本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及催化劑系統(tǒng)，諸如電化學(xué)電池的催化劑系統(tǒng)，其包含能夠使得原子h呈其n＝1狀態(tài)以形成較低能態(tài)的氫催化劑、原子氫來源，和能夠引發(fā)和傳播反應(yīng)以形成較低能量氫的其它物質(zhì)。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種反應(yīng)混合物，其包含至少一種原子氫來源和至少一種催化劑或催化劑來源以支持氫催化以形成分?jǐn)?shù)氫。本文對(duì)于固體和液體燃料所揭示的反應(yīng)物和反應(yīng)也為包含相混合物的非均質(zhì)燃料的反應(yīng)物和反應(yīng)。該反應(yīng)混合物包含至少兩種選自以下的組分：氫催化劑或氫催化劑來源和原子氫或原子氫來源，其中原子氫和氫催化劑中的至少一種可通過反應(yīng)混合物的反應(yīng)來形成。在其它實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物還包含載體，其在某些實(shí)施方式中可具導(dǎo)電性，可為還原劑和氧化劑，其中至少一種反應(yīng)物藉助于其經(jīng)歷反應(yīng)使得催化有效。反應(yīng)物可通過針對(duì)任何非分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物加熱來再生。本發(fā)明也涉及一種電源，其包含：用于催化原子氫的反應(yīng)電池；反應(yīng)容器；真空泵；與反應(yīng)容器連通的原子氫來源；與反應(yīng)容器連通的氫催化劑來源，其包含塊材，原子氫來源和氫催化劑來源中的至少一種的來源，其包含反應(yīng)混合物，該反應(yīng)混合物包含至少一種反應(yīng)物，其包含形成原子氫和氫催化劑中的至少一種的元素，和至少一種其它元素，由此自該來源形成原子氫和氫催化劑中的至少一種，至少一種其它用于引起催化的反應(yīng)物；和容器加熱器，由此原子氫的催化釋放大于約300千焦/摩爾氫的量的能量。形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)可通過一或多個(gè)化學(xué)反應(yīng)來活化或引發(fā)和傳播。此類反應(yīng)可選自例如(i)氫化物交換反應(yīng)；(ii)鹵素-氫交換反應(yīng)；(iii)放熱反應(yīng)，其在某些實(shí)施方式中為分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)提供活化能；(iv)偶合反應(yīng)，其在某些實(shí)施方式中提供催化劑或原子氫來源中的至少一種以支持分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)；(v)自由基反應(yīng)，其在某些實(shí)施方式中充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)期間來自催化劑的電子的受體；(vi)氧化還原反應(yīng)，其在某些實(shí)施方式中，充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)期間來自催化劑的電子的受體；(vi)其它交換反應(yīng)，諸如陰離子交換，包括鹵化物、硫化物、氫化物、砷化物、氧化物、磷化物和氮化物交換，其在一個(gè)實(shí)施方式中，有助于催化劑當(dāng)自原子氫接受能量以形成分?jǐn)?shù)氫時(shí)變得電離的作用；和(vii)吸氣劑、載體或基質(zhì)輔助分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)，其可提供以下中的至少一種：(a)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的化學(xué)環(huán)境、(b)轉(zhuǎn)移電子以有助于h催化劑功能的作用、(c)經(jīng)歷可逆相或其它物理變化或其電子狀態(tài)變化、和(d)結(jié)合較低能量氫產(chǎn)物以提高分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的程度或速率中的至少一種。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)電載體使活化反應(yīng)可進(jìn)行。在另一實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)包含在至少兩種物質(zhì)(諸如兩種金屬)之間氫化物交換和鹵化物交換中的至少一種。至少一種金屬可為用于形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑或催化劑來源，諸如堿金屬或堿金屬氫化物。氫化物交換可發(fā)生在至少兩種氫化物之間、至少一種金屬與至少一種氫化物之間、至少兩種金屬氫化物之間、至少一種金屬與至少一種金屬氫化物之間，和具有在兩種或兩種以上物質(zhì)之間或涉和兩種或兩種以上物質(zhì)的交換的其它此類組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫化物交換形成混合金屬氫化物，諸如(m1)x(m2)yhz，其中x、y和z為整數(shù)且m1且m2為金屬。本發(fā)明的其它實(shí)施方式涉及反應(yīng)物，其中活化反應(yīng)和/或傳播反應(yīng)中的催化劑包含催化劑或催化劑來源和氫來源與材料或化合物反應(yīng)形成插層化合物(intercalationcompound)，其中反應(yīng)物是通過移除插層物質(zhì)來再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，碳可充當(dāng)氧化劑且碳可例如通過加熱、使用置換劑、電解或通過使用溶劑自堿金屬插層碳再生。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種動(dòng)力系統(tǒng)，其包含：(i)化學(xué)燃料混合物，其包含至少兩種選自以下的組分：催化劑或催化劑來源；原子氫或原子氫來源；用于形成催化劑或催化劑來源和原子氫或原子氫來源的反應(yīng)物；一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和使催化可進(jìn)行的載體，(ii)至少一個(gè)包含多個(gè)反應(yīng)容器的熱系統(tǒng)，其用于逆轉(zhuǎn)交換反應(yīng)以自反應(yīng)產(chǎn)物熱再生燃料，其中包含自混合物反應(yīng)產(chǎn)物形成初始化學(xué)燃料混合物的反應(yīng)的再生反應(yīng)是在與至少一個(gè)經(jīng)歷動(dòng)力反應(yīng)的其它反應(yīng)容器聯(lián)合的多個(gè)反應(yīng)容器中的至少一種中進(jìn)行，至少一個(gè)動(dòng)力產(chǎn)生容器的熱流至至少一個(gè)經(jīng)歷再生的容器以提供熱再生能量，將容器嵌埋于熱轉(zhuǎn)移介質(zhì)中以實(shí)現(xiàn)熱流動(dòng)，至少一個(gè)容器還包含真空泵和氫來源，且可還包含在較熱腔室與較冷腔室之間維持溫差使得物質(zhì)優(yōu)先累積于較冷腔室中的兩個(gè)腔室，其中在較冷腔室中進(jìn)行氫化物反應(yīng)以形成至少一種初始反應(yīng)物，使其返回較熱腔室，(iii)穿過熱屏障自產(chǎn)生動(dòng)力的反應(yīng)容器接受熱的散熱體，和(iv)動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其可包含熱機(jī)，諸如朗肯(rankine)或布累登(brayton)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、史特林發(fā)動(dòng)機(jī)(stirlingengine)，其中動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可包含熱電或熱離子轉(zhuǎn)換器。在某些實(shí)施方式中，散熱體可將動(dòng)力轉(zhuǎn)移至動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以產(chǎn)生電。在某些實(shí)施方式中，動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自散熱體接受熱流，且在某些實(shí)施方式中，散熱體包含蒸汽發(fā)生器且蒸汽流至諸如渦輪機(jī)等熱機(jī)以產(chǎn)生電。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種動(dòng)力系統(tǒng)，其包含：(i)化學(xué)燃料混合物，其包含至少兩種選自以下的組分：催化劑或催化劑來源；原子氫或原子氫來源；用于形成催化劑或催化劑來源和原子氫或原子氫來源的反應(yīng)物；一或多種引發(fā)原子氫的催化的反應(yīng)物；和使催化可進(jìn)行的載體，(ii)用于逆轉(zhuǎn)交換反應(yīng)以自反應(yīng)產(chǎn)物熱再生燃料的熱系統(tǒng)，其包含至少一個(gè)反應(yīng)容器，其中包含自混合物反應(yīng)產(chǎn)物形成初始化學(xué)燃料混合物的反應(yīng)的再生反應(yīng)是與動(dòng)力反應(yīng)一起在至少一個(gè)反應(yīng)容器中進(jìn)行，來自產(chǎn)生動(dòng)力的反應(yīng)的熱流至再生反應(yīng)物以為熱再生提供能量，至少一個(gè)容器在一個(gè)區(qū)段上絕緣且在另一區(qū)段上與熱傳導(dǎo)介質(zhì)接觸以分別在容器的較熱與較冷區(qū)段之間達(dá)成熱梯度，使得物質(zhì)優(yōu)先累積于較冷區(qū)段中，至少一個(gè)容器還包含真空泵和氫來源，其中氫化物反應(yīng)是在較冷區(qū)段中進(jìn)行以形成至少一種初始反應(yīng)物，使其返回較熱區(qū)段，(iii)散熱體，其自產(chǎn)生動(dòng)力的反應(yīng)接受經(jīng)轉(zhuǎn)移通過熱傳導(dǎo)介質(zhì)且視情況穿過至少一個(gè)熱屏障的熱，和(iv)動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其可包含熱機(jī)，諸如朗肯或布累登循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、史特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其中動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可包含熱電或熱離子轉(zhuǎn)換器，其中轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自散熱體接受熱流，在一個(gè)實(shí)施方式中，散熱體包含蒸汽發(fā)生器且蒸汽流至諸如渦輪機(jī)的熱機(jī)以產(chǎn)生電。附圖說明圖1為根據(jù)本發(fā)明的電池組和燃料電池和電解電池的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的ciht電池的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的ciht電池雙極板的示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)半電池式ciht電池的示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的包含h2o和h2收集和再循環(huán)系統(tǒng)的ciht電池的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及用于自原子氫釋放能量以形成較低能態(tài)的催化劑系統(tǒng)，所述較低能態(tài)中電子殼層相對(duì)于核處于更靠近的位置。將釋放的能量用于動(dòng)力產(chǎn)生，并且另外新型氫物質(zhì)和化合物為所需產(chǎn)物。此類能態(tài)是根據(jù)經(jīng)典物理定律預(yù)測(cè)且需要催化劑接受來自氫的能量以進(jìn)行相應(yīng)的能量釋放躍遷。經(jīng)典物理學(xué)得到氫原子、氫化物離子、氫分子離子和氫分子的閉型解(closed-formsolution)且預(yù)測(cè)具有分?jǐn)?shù)主量子數(shù)(fractionalprincipalquantumnumber)的相應(yīng)物質(zhì)。使用麥克斯韋方程式(maxwell'sequation)，根據(jù)邊界值問題推導(dǎo)出電子結(jié)構(gòu)，其中電子包含在躍遷期間隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)的源電流，其中約束為邊界n＝1狀態(tài)電子不能輻射能量。由h原子的解預(yù)測(cè)的反應(yīng)涉和自另外的穩(wěn)定原子氫轉(zhuǎn)移諧振、非輻射性能量至能夠接受能量以形成能態(tài)低于在先認(rèn)為可能的能態(tài)的氫的催化劑。特定而言，經(jīng)典物理學(xué)預(yù)測(cè)原子氫會(huì)經(jīng)歷與以下的催化反應(yīng)：某些原子、準(zhǔn)分子、離子和雙原子氫化物，其提供凈焓為原子氫勢(shì)能eh＝27.2ev的整數(shù)倍的反應(yīng)，其中eh為一哈崔(hartree)。基于已知電子能級(jí)可鑒別的特定物質(zhì)(例如he+、ar+、sr+、k、li、hcl，和nah、oh、sh、seh、h2o、nh(n＝整數(shù)))需要與原子氫一起存在以催化該過程。反應(yīng)包括非輻射性能量轉(zhuǎn)移，接著為q·13.6ev連續(xù)發(fā)射或q·13.6ev轉(zhuǎn)移至h以形成極熱的激發(fā)態(tài)h和能量低于對(duì)應(yīng)于分?jǐn)?shù)主量子數(shù)的未反應(yīng)原子氫的氫原子。也即，在關(guān)于氫原子的主能級(jí)的式中：n＝1,2,3,...(2)其中ah為氫原子的玻爾半徑(bohrradius)(52.947pm)，e為電子電荷量值，且εo為真空電容率，分?jǐn)?shù)量子數(shù)：替代氫激發(fā)態(tài)的芮得伯方程式(rydbergequation)中的熟知參數(shù)n＝整數(shù)且表示稱為「分?jǐn)?shù)氫」的較低能態(tài)氫原子。接著，類似于具有麥克斯韋方程式的分析解的激發(fā)態(tài)，分?jǐn)?shù)氫原子也包含電子、質(zhì)子和光子。然而，后者的電場(chǎng)增加對(duì)應(yīng)于能量解吸收的結(jié)合而非如在激發(fā)態(tài)隨著能量吸收而減弱中心場(chǎng)，且由此產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)氫的光子-電子相互作用為穩(wěn)定的而非輻射性的。氫的n＝1狀態(tài)和氫的狀態(tài)為非輻射性的，但兩種非輻射狀態(tài)之間的躍遷，比如n＝1至n＝1/2，經(jīng)由非輻射性能量轉(zhuǎn)移為可能產(chǎn)生的。氫為由方程式(1)和(3)給出的穩(wěn)定狀態(tài)的特例，其中氫或分?jǐn)?shù)氫原子的相應(yīng)半徑由以下得出：其中p＝1,2,3…。為使能量守恒，必須自氫原子轉(zhuǎn)移以下單位的能量至催化劑：m·27.2ev，m＝1，2，3，4，....(5)和使半徑轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎┓磻?yīng)包括兩個(gè)能量釋放步驟：非輻射性能量轉(zhuǎn)移至催化劑，接著當(dāng)半徑減小至相應(yīng)穩(wěn)定的最終狀態(tài)時(shí)的另外的能量釋放。據(jù)信當(dāng)凈反應(yīng)焓與m·27.2ev較為緊密地匹配時(shí)催化速率增大。已發(fā)現(xiàn)凈反應(yīng)焓在m·27.2ev的±10％、優(yōu)選為±5％內(nèi)的催化劑適用于大多數(shù)應(yīng)用。在將分?jǐn)?shù)氫原子催化至較低能態(tài)的情況下，以與分?jǐn)?shù)氫原子的勢(shì)能相同的因子對(duì)m·27.2ev(方程式(5))的反應(yīng)焓作相對(duì)論校正。因此，一般反應(yīng)由以下給出：cat(q+r)++re-→catq++m·27.2ev(8)且總反應(yīng)為q、r、m和p為整數(shù)。具有氫原子半徑(對(duì)應(yīng)于分母中的1)和等于質(zhì)子的(m+p)倍的中心場(chǎng)，且為半徑為h的的相應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電子經(jīng)歷自氫原子半徑至此距離的半徑的徑向加速時(shí)，能量以特征光發(fā)射或第三體動(dòng)能的形式釋放。發(fā)射可呈邊緣在[(p+m)2-p2-2m]·13.6ev或和延伸至較長波長的極紫外線連續(xù)輻射的形式。除輻射的外，可發(fā)生諧振動(dòng)能轉(zhuǎn)移以形成快h。隨后此類快h(n＝1)原子通過與背景h2碰撞而激發(fā)，接著發(fā)射相應(yīng)h(n＝3)快原子可引起巴爾麥α發(fā)射(balmerαemission)變寬。作為選擇，快h為充當(dāng)催化劑的h或分?jǐn)?shù)氫的直接產(chǎn)物，其中接受諧振能量轉(zhuǎn)移與勢(shì)能而非電離能有關(guān)。能量守恒產(chǎn)生動(dòng)能對(duì)應(yīng)于前一情況下的勢(shì)能的一半的質(zhì)子，和在后一情況下處于基本上靜止的催化劑離子?？熨|(zhì)子的h復(fù)合輻射引起巴爾麥α發(fā)射變寬，此與符合過度動(dòng)力平衡的熱氫的存量(inventory)不成比例。在本發(fā)明中，諸如分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)、h催化、h催化反應(yīng)、當(dāng)提及氫時(shí)的催化、氫形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)和分?jǐn)?shù)氫形成反應(yīng)等術(shù)語均指諸如以下的反應(yīng)：由方程式(5)定義的催化劑的方程式(6-9)的反應(yīng)，其中形成氫狀態(tài)的原子h具有由方程式(1)和(3)得出的能級(jí)。當(dāng)提及可將h催化至具有由方程式(1)和(3)得出的能級(jí)的h狀態(tài)或分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)的反應(yīng)混合物時(shí)，諸如分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物、分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)混合物、催化劑混合物、用于分?jǐn)?shù)氫形成的反應(yīng)物、產(chǎn)生或形成較低能態(tài)氫或分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物的相應(yīng)術(shù)語也可互換使用。本發(fā)明的催化性較低能量氫躍遷需要可呈未經(jīng)催化的原子氫的勢(shì)能27.2ev的整數(shù)m倍的吸熱化學(xué)反應(yīng)形式的催化劑，其自原子h接受能量以引起躍遷。吸熱催化劑反應(yīng)可為自諸如原子或離子的物質(zhì)電離一或多個(gè)電子(例如對(duì)于li→li2+，m＝3)且可還包含鍵裂與自一或多種初始鍵搭配物電離一或多個(gè)電子的協(xié)同反應(yīng)(例如對(duì)于nah→na2++h，m＝2)。he+因?yàn)槠湟?4.417ev(為2·27.2ev)電離所以滿足催化劑準(zhǔn)則—焓變量等于27.2ev的整數(shù)倍的化學(xué)或物理過程。整數(shù)數(shù)目的氫原子也可充當(dāng)27.2ev焓的整數(shù)倍的催化劑。氫原子h(1/p)p＝1,2,3,...137可經(jīng)歷由方程式(1)和(3)給出的朝向較低能態(tài)的還躍遷，其中一個(gè)原子的躍遷由一或多個(gè)以諧振和非輻射方式接受m·27.2ev且伴隨有勢(shì)能對(duì)換的其它h原子所催化。關(guān)于由m·27.2ev諧轉(zhuǎn)-振動(dòng)移至h(1/p')所誘導(dǎo)的h(1/p)躍遷至h(1/(p+m))的一般總方程由以下表示：h(1/p')+h(1/p)→h+h(1/(p+m))+[2pm+m2-p'2+1]·13.6ev(10)氫原子可充當(dāng)催化劑，其中分別對(duì)于一、二和三個(gè)原子m＝1、m＝2和m＝3，從而充當(dāng)另一種的催化劑。當(dāng)極快h與分子碰撞形成2h時(shí)，二原子催化劑2h的速率可能較高，其中兩個(gè)原子自碰撞搭配物的第三氫原子諧振式和非輻射式接受54.4ev。通過同一機(jī)制，兩個(gè)熱h2的碰撞提供3h以充當(dāng)?shù)谒恼叩?·27.2ev的催化劑。與預(yù)測(cè)一致，觀察到在22.8nm和10.1nm下的euv連續(xù)譜、反常的(>100ev)巴爾麥α線變寬、高度激發(fā)的h狀態(tài)、產(chǎn)物氣體h2(1/4)，和大能量釋放。h(1/4)基于其多極性和其形成的選擇規(guī)則為優(yōu)選分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)。因此，在形成h(1/3)的情況下，躍遷至h(1/4)可根據(jù)方程式(10)由h催化而快速發(fā)生。類似地，h(1/4)為對(duì)應(yīng)于方程式(5)中的m＝3、大于或等于81.6ev的催化劑能量的優(yōu)選狀態(tài)。在此情況下，朝向催化劑的能量轉(zhuǎn)移包含形成方程式(7)的h*(1/4)中間物的81.6ev和來自中間物衰變的27.2ev的整數(shù)。舉例而言，焓為108.8ev的催化劑可通過自122.4ev的h*(1/4)衰變能量接受81.6ev和27.2ev來形成h*(1/4)。95.2ev的剩余衰變能量釋放至環(huán)境中以形成優(yōu)選狀態(tài)h(1/4)，其接著反應(yīng)形成h2(1/4)。適合催化劑可因此提供m·27.2ev的正的凈反應(yīng)焓。也即，催化劑自氫原子諧振式接受非輻射性能量轉(zhuǎn)移且將能量釋放至環(huán)境中以實(shí)現(xiàn)朝向分?jǐn)?shù)量子能級(jí)的電子躍遷。由于非輻射性能量轉(zhuǎn)移，因此氫原子變得不穩(wěn)定且發(fā)射其它能量直至其達(dá)成具有由方程式(1)和(3)給出的主能級(jí)的較低能量非輻射性狀態(tài)為止。因此，催化自氫原子尺寸相應(yīng)減小(rn＝nah)的氫原子釋放能量，其中n由方程式(3)給出。舉例而言，h(n＝1)至h(n＝1/4)的催化釋放204ev，且氫半徑自ah減小至催化劑產(chǎn)物h(1/p)也可與電子反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫氫化物離子h-(1/p)，或兩個(gè)h(1/p)可反應(yīng)形成相應(yīng)的分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/p)。特別是，催化劑產(chǎn)物h(1/p)也可與電子反應(yīng)形成結(jié)合能為eb的新的氫化物離子h-(1/p)：其中p＝大于1的整數(shù)，s＝1/2,h為普朗克常數(shù)杠(planck'sconstantbar)，μo為真空磁導(dǎo)率(permeabilityofvacuum)，me為電子質(zhì)量，μe為由給出的折合電子質(zhì)量，其中mp為質(zhì)子質(zhì)量，ao為玻爾半徑，且離子半徑為根據(jù)方程式(11)，氫化物離子的計(jì)算電離能為0.75418ev，且實(shí)驗(yàn)值為6082.99±0.15cm-1(0.75418ev)。分?jǐn)?shù)氫氫化物離子的結(jié)合能可由x射線光電子光譜法(xps)測(cè)量。高磁場(chǎng)位移nmr峰為存在相對(duì)于普通氫化物離子半徑減小且質(zhì)子反磁性遮蔽增大的較低能態(tài)氫的直接證據(jù)。位移由量級(jí)p的兩個(gè)電子和質(zhì)子場(chǎng)的反磁性的貢獻(xiàn)之和得出(millsgutcp方程式(7.87))：其中第一項(xiàng)適用于h-(p＝1)和h-(1/p)(p＝大于1的整數(shù))，且α為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。預(yù)測(cè)的分?jǐn)?shù)氫氫化物峰相對(duì)于普通氫化物離子異常地朝向高磁場(chǎng)位移。在一個(gè)實(shí)施方式中，峰在tms的高磁場(chǎng)。相對(duì)于tms的nmr位移可大于關(guān)于單獨(dú)或構(gòu)成化合物的普通h-、h、h2或h+中的至少一種所知的nmr位移。位移可大于以下中的至少一種：0ppm、-1ppm、-2ppm、-3ppm、-4ppm、-5ppm、-6ppm、-7ppm、-8ppm、-9ppm、-10ppm、-11ppm、-12ppm、-13ppm、-14ppm、-15ppm、-16ppm、-17ppm、-18ppm、-19ppm、-20ppm、-21ppm、-22ppm、-23ppm、-24ppm、-25ppm、-26ppm、-27ppm、-28ppm、-29ppm、-30ppm、-31ppm、-32ppm、-33ppm、-34ppm、-35ppm、-36ppm、-37ppm、-38ppm、-39ppm和-40ppm。相對(duì)于裸質(zhì)子的絕對(duì)位移的范圍(其中tms位移相對(duì)于裸質(zhì)子為約-31.5)可為-(p29.9+p22.74)ppm(方程式(12))，大約在以下至少一種的范圍內(nèi)：±5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm和±100ppm。相對(duì)于裸質(zhì)子的絕對(duì)位移的范圍可為-(p29.9+p21.59×10-3)ppm(方程式(12))，大約在以下至少一種的范圍內(nèi)：約0.1％至99％、1％至50％和1％至10％。在另一個(gè)實(shí)施方式中，固體基質(zhì)(諸如如naoh或koh的氫氧化物的基質(zhì))中分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分?jǐn)?shù)氫原子、氫化物離子或分子)的存在引起基質(zhì)質(zhì)子朝向高磁場(chǎng)位移。基質(zhì)質(zhì)子(諸如naoh或koh的質(zhì)子)可交換。在一個(gè)實(shí)施方式中，位移可引起基質(zhì)峰在相對(duì)于tms約-0.1ppm至-5ppm范圍內(nèi)。nmr測(cè)定可包含魔角旋轉(zhuǎn)1h核磁諧振光譜術(shù)(mas1hnmr)。h(1/p)可與質(zhì)子反應(yīng)且兩個(gè)h(1/p)可反應(yīng)，分別形成h2(1/p)+和h2(1/p)。氫分子離子和分子電荷和電流密度函數(shù)、鍵距和能量在非輻射約束下由橢球坐標(biāo)中的拉普拉斯算符(laplacian)求解。在長橢球體分子軌域的各焦點(diǎn)具有+pe的中心場(chǎng)的氫分子離子的總能et為其中p為整數(shù)，c為真空中的光速，且μ為折合核質(zhì)量。在長橢球體分子軌域的各焦點(diǎn)具有+pe的中心場(chǎng)的氫分子的總能為氫分子h2(1/p)的鍵解離能ed為相應(yīng)氫原子的總能與et之間的差ed＝e(2h(1/p))-et(16)其中e(2h(1/p))＝-p227.20ev(17)ed系由方程式(16-17)及(15)得出：ed＝-p227.20ev-et＝-p227.20ev-(-p231.351ev-p30.326469ev)＝p24.151ev+p30.326469ev(18)h2(1/p)可由x射線光電子光譜術(shù)(xps)鑒別，其中除電離電子以外的電離產(chǎn)物可為諸如包含兩個(gè)質(zhì)子和電子、h原子、分?jǐn)?shù)氫原子、分子離子、氫分子離子和h2(1p)+的可能者中的至少一種，其中能量可因基質(zhì)而位移。催化產(chǎn)物氣體的nmr提供h2(1/p)的理論預(yù)測(cè)化學(xué)位移的確定性測(cè)試。一般而言，歸因于電子明顯更接近核的橢圓坐標(biāo)中的分率半徑，h2(1/p)的1hnmr諧振經(jīng)預(yù)測(cè)在h2的高磁場(chǎng)。h2(1/p)的預(yù)測(cè)位移由量級(jí)p的兩個(gè)電子和光子磁場(chǎng)的反磁性的貢獻(xiàn)的和給出(millsgutcp方程式(11.415-11.416))：其中第一項(xiàng)適用于h2(p＝1)和h2(1/p)(p＝大于1的整數(shù))。實(shí)驗(yàn)絕對(duì)h2氣相諧振位移-28.0ppm與預(yù)測(cè)的絕對(duì)氣相位移-28.01ppm(方程式(20))相當(dāng)吻合。預(yù)測(cè)的分子分?jǐn)?shù)氫峰相對(duì)于普通h2異常地朝向高磁場(chǎng)位移。在一個(gè)實(shí)施方式中，峰在tms的高磁場(chǎng)。相對(duì)于tms的nmr位移可大于關(guān)于單獨(dú)或構(gòu)成化合物的普通h-、h、h2或h+中的至少一種所知的nmr位移。位移可大于以下中的至少一種：0ppm、-1ppm、-2ppm、-3ppm、-4ppm、-5ppm、-6ppm、-7ppm、-8ppm、-9ppm、-10ppm、-11ppm、-12ppm、-13ppm、-14ppm、-15ppm、-16ppm、-17ppm、-18ppm、-19ppm、-20ppm、-21ppm、-22ppm、-23ppm、-24ppm、-25ppm、-26ppm、-27ppm、-28ppm、-29ppm、-30ppm、-31ppm、-32ppm、-33ppm、-34ppm、-35ppm、-36ppm、-37ppm、-38ppm、-39ppm和-40ppm。相對(duì)于裸質(zhì)子的絕對(duì)位移的范圍(其中tms位移相對(duì)于裸質(zhì)子為約-31.5)可為-(p28.01+p22.56)ppm(方程式(20))，在約以下至少一種的范圍內(nèi)：±5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm和±100ppm。相對(duì)于裸質(zhì)子的絕對(duì)位移的范圍可為-(p28.01+p21.49×10-3)ppm(方程式(20))，在約以下至少一種的范圍內(nèi)：約0.1％至99％、1％至50％、和1％至10％。氫型分子h2(1/p)的υ＝0至υ＝1躍遷的振動(dòng)能evib為evib＝p20.515902ev(21)其中p為整數(shù)。氫型分子h2(1/p)的j至j+1躍遷的旋轉(zhuǎn)能erot為其中p為整數(shù)且i為慣性矩。對(duì)氣體中和捕捉于固體基質(zhì)中的電子束受激分子觀察h2(1/4)的旋振發(fā)射(ro-vibrationalemission)。旋轉(zhuǎn)能的p2依賴性由核間距離的逆p依賴性和對(duì)慣性矩i的相應(yīng)影響引起。經(jīng)預(yù)測(cè)的h2(1/p)的核間距離2c'為h2(1/p)的旋轉(zhuǎn)能和振動(dòng)能中的至少一種可由電子束激發(fā)發(fā)射光譜術(shù)、拉曼光譜術(shù)(ramanspectroscopy)和傅里葉變換紅外(fouriertransforminfrared，ftir)光譜術(shù)中的至少一種來測(cè)量。h2(1/p)可捕捉于基質(zhì)中以便測(cè)量，諸如捕捉于moh、mx和m2co3(m＝堿金屬；x＝鹵離子)基質(zhì)中的至少一種。催化劑據(jù)預(yù)測(cè)，he+、ar+、sr+、li、k、nah、nh(n＝整數(shù))和h2o因?yàn)槠錆M足催化劑準(zhǔn)則—焓變量等于原子氫勢(shì)能27.2ev的整數(shù)倍的化學(xué)或物理過程，所以可充當(dāng)催化劑。特定而言，如下提供催化系統(tǒng)：將t個(gè)電子自原子各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得t個(gè)電子的電離能之和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。一個(gè)這樣的催化系統(tǒng)包括鋰原子。鋰的第一和第二電離能分別為5.39172ev和75.64018ev。li至li2+的雙電離(t＝2)反應(yīng)因而具有81.0319ev(等于3·27.2ev)的凈反應(yīng)焓。li2++2e-→li(m)+81.0319ev(25)且總反應(yīng)為其中方程式(5)中m＝3。在催化期間放出的能量比向催化劑損失的能量大得多。釋放的能量大于常規(guī)化學(xué)反應(yīng)。舉例而言，當(dāng)氫氣和氧氣經(jīng)歷燃燒以形成水時(shí)，已知的水的生成焓為每個(gè)氫原子δhf＝-286kj/mole或1.48ev。相比之下，經(jīng)歷達(dá)到的催化步驟的各(n＝1)普通氫原子凈釋放40.8ev。此外，可發(fā)生其它催化躍遷：等。一旦催化開始，分?jǐn)?shù)氫即在稱為歧化的過程中進(jìn)一步自催化，其中h或h(1/p)充當(dāng)另一h或h(1/p')(p可等于p')的催化劑。某些分子也可用以實(shí)現(xiàn)h躍遷以形成分?jǐn)?shù)氫。一般而言，包含氫的化合物(諸如mh，其中m為除氫外的元素)充當(dāng)氫來源和催化劑來源。如下提供催化反應(yīng)：使m-h鍵斷裂加上將t個(gè)電子自原子m各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得鍵能與t個(gè)電子的電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。一個(gè)這樣的催化系統(tǒng)包括氫化鈉。nah的鍵能為1.9245ev，且na的第一和第二電離能分別為5.13908ev和47.2864ev。因?yàn)閚ah鍵能加上na至na2+的雙電離(t＝2)為54.35ev(2·27.2ev)，所以基于此類能量，nah分子可充當(dāng)催化劑和h來源。協(xié)同催化劑反應(yīng)由以下給出：na2++2e-+h→nah+54.35ev(29)且總反應(yīng)為在m＝2的情況下，催化劑nah的產(chǎn)物為h(1/3)，其快速起反應(yīng)而形成h(1/4)，接著形成分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/4)作為優(yōu)選狀態(tài)。特定而言，在高氫原子濃度的情況下，由h(1/3)(p＝3)→h(1/4)(p+m＝4)(以h作為催化劑(p'＝1；m＝1))的方程式(10)給出的進(jìn)一步躍遷可較快：因?yàn)閜＝4量子態(tài)的多極性大于賦予h(1/4)較長理論壽命以供進(jìn)一步催化的四極，所以相應(yīng)分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/4)和分?jǐn)?shù)氫氫化物離子h-(1/4)為與觀察結(jié)果一致的優(yōu)選最終產(chǎn)物。因?yàn)楹さ牡诙婋x能為54.417ev(等于2·27.2ev)，所以氦離子可充當(dāng)催化劑。在此情況下，54.417ev自原子氫以非輻射方式轉(zhuǎn)移至he+，其經(jīng)諧振電離。電子衰變至n＝1/3狀態(tài)，同時(shí)還釋放54.417ev，如方程式(33)中所給出。催化反應(yīng)為he2++e-→he++54.417ev(34)且總反應(yīng)為其中具有氫原子半徑和等于質(zhì)子3倍的中心場(chǎng)且為半徑為h的1/3的相應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)。因?yàn)殡娮咏?jīng)歷自氫原子半徑至1/3此距離的半徑的徑向加速度，所以能量以特征光發(fā)射或第三體動(dòng)能的形式釋放。如對(duì)于當(dāng)高能分?jǐn)?shù)氫中間物衰變時(shí)的此躍遷反應(yīng)所預(yù)測(cè)，觀察到特征連續(xù)發(fā)射在22.8nm(54.4ev)下起始且持續(xù)至較長波長。已通過在氦與氫脈沖放電時(shí)記錄的euv光譜觀察到發(fā)射。作為選擇，與對(duì)應(yīng)于高動(dòng)能h的異常巴爾麥α線變寬的觀察結(jié)果一致，可發(fā)生形成快h的諧振動(dòng)能轉(zhuǎn)移。氫和分?jǐn)?shù)氫可充當(dāng)催化劑。氫原子h(1/p)p＝1,2,3,...137可經(jīng)歷由方程式(1)和(3)給出的朝向較低能態(tài)的躍遷，其中一個(gè)原子的躍遷由以諧振和非輻射方式接受m·27.2ev且伴隨有勢(shì)能對(duì)換的第二者所催化。由m·27.2ev諧轉(zhuǎn)-振動(dòng)移至h(1/p')所誘導(dǎo)的h(1/p)躍遷至h(1/(m+p))的總體一般方程由方程式(10)表示。因此，氫原子可充當(dāng)其中m＝1、m＝2和m＝3分別對(duì)于一、二和三個(gè)原子的催化劑，充當(dāng)另一種的催化劑。僅當(dāng)h密度較高時(shí)，二或三原子催化劑情況的速率將會(huì)較可觀。但，高h(yuǎn)密度并不罕見。容許2h或3h充當(dāng)?shù)谌虻谒恼叩哪芰渴荏w的高氫原子濃度可在若干情況下達(dá)成，所述若干情況諸如為因溫度及重力驅(qū)動(dòng)的密度而在太陽和星星表面、在承載多個(gè)單層的金屬表面，和在高度解離等離子體(尤其為壓縮氫等離子體)中。另外，當(dāng)兩個(gè)h原子因熱h與h2碰撞而出現(xiàn)時(shí)易于達(dá)成三體h相互作用。此事件可通常在具有大量極快h的等離子體中發(fā)生。此由原子h發(fā)射的異常強(qiáng)度所證實(shí)。在此類情況下，可經(jīng)由多極偶合自氫原子至足夠鄰近(通常幾埃)的兩個(gè)其它氫原子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。接著，三個(gè)氫原子之間的反應(yīng)(由此兩個(gè)原子以諧振和非輻射方式自第三氫原子接受54.4ev，使得2h充當(dāng)催化劑)由以下給出：且總反應(yīng)為因?yàn)榉匠淌?37)的中間物等同于方程式(33)的中間物，所以預(yù)測(cè)連續(xù)發(fā)射與以he+作為催化劑時(shí)的連續(xù)發(fā)射相同。朝向兩個(gè)h的能量轉(zhuǎn)移引起催化劑激發(fā)態(tài)抽運(yùn)，且如由方程式(36-39)所給出和通過諧振動(dòng)能轉(zhuǎn)移(如在he+作為催化劑的情況下)直接產(chǎn)生快h。對(duì)于氫等離子體也觀察到22.8nm連續(xù)輻射、h激發(fā)態(tài)抽運(yùn)和快h，其中2h充當(dāng)催化劑。分別由方程式(32-35)和方程式(36-39)給出的氦離子與2h催化劑反應(yīng)兩者的預(yù)測(cè)產(chǎn)物為h(1/3)。在高氫原子濃度的情況下，由方程式(10)給出的h(1/3)(p＝3)朝向h(1/4)(p+m＝4)的進(jìn)一步躍遷(以h作為催化劑(p'＝1；m＝1))可較快，如方程式(31)所給出。預(yù)測(cè)次要連續(xù)帶自隨后he+催化產(chǎn)物(方程式(32-35))快速躍遷至狀態(tài)而出現(xiàn)，其中原子氫自接受27.2ev。也觀察此30.4nm連續(xù)譜。類似地，當(dāng)ar+充當(dāng)催化劑時(shí)，觀察其預(yù)測(cè)91.2nm和45.6nm連續(xù)譜。也觀察預(yù)測(cè)的快h。在涉及直接躍遷至狀態(tài)的另一h原子催化劑反應(yīng)中，兩個(gè)熱h2分子碰撞且解離，使得三個(gè)h原子充當(dāng)?shù)谒恼叩?·27.2ev的催化劑。接著，四個(gè)氫原子之間的反應(yīng)(由此三個(gè)原子以諧振和非輻射方式自第四氫原子接受81.6ev，使得3h充當(dāng)催化劑)由以下給出：且總反應(yīng)為預(yù)測(cè)歸因于方程式(40)的中間物的極紫外線連續(xù)輻射帶在122.4ev(10.1nm)下具有短波長截止值且延伸至較長波長。此連續(xù)譜帶以實(shí)驗(yàn)證實(shí)。一般而言，通過接受m·27.2ev而使h躍遷至得到連續(xù)譜帶，其具有由以下給出的短波長截止值和能量且延伸至大于相應(yīng)截止值的波長。實(shí)驗(yàn)觀察10.1nm、22.8nm和91.2nm連續(xù)譜的氫發(fā)射系列。i.分?jǐn)?shù)氫具有由以下給出的結(jié)合能的氫原子：(其中p為大于1，優(yōu)選為2至137的整數(shù))為本發(fā)明的h催化反應(yīng)的產(chǎn)物。原子、離子或分子的結(jié)合能(也稱為電離能)為自原子、離子或分子移除一個(gè)電子所需的能量。具有方程式(46)中給出的結(jié)合能的氫原子在下文中稱作「分?jǐn)?shù)氫原子」或「分?jǐn)?shù)氫」。半徑(其中ah為普通氫原子的半徑且p為整數(shù))的分?jǐn)?shù)氫的符號(hào)為具有半徑ah的氫原子在下文中稱作「普通氫原子」或「正常氫原子」。普通原子氫的特征在于其結(jié)合能為13.6ev。分?jǐn)?shù)氫通過使普通氫原子與適合催化劑反應(yīng)而形成，其凈反應(yīng)焓為：m·27.2ev(47)其中m為整數(shù)。據(jù)信當(dāng)凈反應(yīng)焓與m·27.2ev較為緊密地匹配時(shí)催化速率增大。已發(fā)現(xiàn)凈反應(yīng)焓在m·27.2ev的±10％、優(yōu)選為±5％內(nèi)的催化劑適用于大多數(shù)應(yīng)用。此催化自氫原子尺寸相應(yīng)減小(rn＝nah)的氫原子釋放能量。舉例而言，h(n＝1)至h(n＝1/2)的催化釋放40.8ev，且氫半徑自ah減小至如下提供催化系統(tǒng)：將t個(gè)電子自原子各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得t個(gè)電子的電離能之和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。上文給出(方程式(6-9)的此類催化系統(tǒng)的另一實(shí)例包括銫。銫的第一和第二電離能分別為3.89390ev和23.15745ev。cs至cs2+的雙電離(t＝2)反應(yīng)因而具有27.05135ev的凈反應(yīng)焓，其等于方程式(47)中的m＝1。cs2++2e-→cs(m)+27.05135ev(49)且總反應(yīng)為另一催化系統(tǒng)包括鉀金屬。鉀的第一、第二和第三電離能分別為4.34066ev、31.63ev、45.806ev。k至k3+的三重電離(t＝3)反應(yīng)因而具有81.7767ev的凈反應(yīng)焓，其等同于方程式(47)中的m＝3。k3++3e-→k(m)+81.7426ev(52)且總反應(yīng)為作為能源，在催化期間放出的能量比向催化劑損失的能量大得多。釋放的能量大于常規(guī)化學(xué)反應(yīng)。舉例而言，當(dāng)氫氣和氧氣經(jīng)歷燃燒以形成水時(shí)，已知的水的生成焓為每個(gè)氫原子δhf＝-286千焦/摩爾或1.48ev。相比的下，經(jīng)歷催化的各(n＝1)普通氫原子凈釋放40.8ev。此外，可發(fā)生其它催化躍遷：等。一旦催化開始，分?jǐn)?shù)氫即在稱為歧化的過程中進(jìn)一步自催化。此機(jī)制類似于無機(jī)離子催化的機(jī)制。但由于焓與m·27.2ev的較佳匹配，因此分?jǐn)?shù)氫催化的反應(yīng)速率應(yīng)高于無機(jī)離子催化劑的反應(yīng)速率。表1中給出能夠提供約m·27.2ev(其中m為整數(shù))的凈反應(yīng)焓以產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫(由此t個(gè)電子自原子或離子電離)的氫催化劑。第一行給出的原子或離子經(jīng)電離以提供第十行給出的m·27.2ev的凈反應(yīng)焓，其中在第十一行給出m。參與電離的電子與電離電位(也稱為電離能或結(jié)合能)一起給出。原子或離子的第n個(gè)電子的電離電位由ipn表示且由crc給出。也即例如li+5.39172ev→li++e-和li++75.6402ev→li2++e-。第一電離電位ip1＝5.39172ev和第二電離電位ip2＝75.6402ev分別在第二和第三行給出。li雙電離的凈反應(yīng)焓如第十行給出為81.0319ev，和如第十一行給出的等式(5)中的m＝3。表1.氫催化劑本發(fā)明的分?jǐn)?shù)氫氫化物離子可通過電子來源與分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)來形成，分?jǐn)?shù)氫也即為結(jié)合能是約的氫原子，其中且p為大于1的整數(shù)。分?jǐn)?shù)氫氫化物由h-(n＝1/p)或h-(1/p)表示：分?jǐn)?shù)氫氫化物離子不同于包含普通氫原子核和兩個(gè)電子的結(jié)合能為約0.8ev的普通氫化物離子。后者在下文稱作「普通氫化物離子」或「正常氫化物離子」。分?jǐn)?shù)氫氫化物離子包含氫原子核(包括氕、氘或氚)，和兩個(gè)不可區(qū)分的電子，其結(jié)合能如方程式(57-58)所示。分?jǐn)?shù)氫氫化物離子的結(jié)合能可由下式表示：結(jié)合能其中p為大于1的整數(shù)，s＝1/2，π為pi(π)，h為普朗克常數(shù)杠，μo為真空磁導(dǎo)率，me為電子質(zhì)量，μe為由給出的折合電子質(zhì)量，其中mp為質(zhì)子質(zhì)量，ah為氫原子半徑，ao為玻爾半徑，且e為基本電荷。半徑由以下給出：表2中展示隨p而變的分?jǐn)?shù)氫氫化物離子h-(n＝1/p)的結(jié)合能，其中p為整數(shù)。表2.隨p而變(方程式(57))的分?jǐn)?shù)氫氫化物離子h-(n＝1/p)的代表性結(jié)合能。a方程式(58)b方程式(57)根據(jù)本發(fā)明，提供一種分?jǐn)?shù)氫氫化物離子(h-)，其根據(jù)方程式(57-58)的結(jié)合能大于普通氫化物離子對(duì)于p＝2直至23的結(jié)合(約0.75ev)，且小于對(duì)于p＝24(h-)的結(jié)合。對(duì)于方程式(57-58)的p＝2至p＝24，氫化物離子結(jié)合能分別為3、6.6、11.2、16.7、22.8、29.3、36.1、42.8、49.4、55.5、61.0、65.6、69.2、71.6、72.4、71.6、68.8、64.0、56.8、47.1、34.7、19.3和0.69ev。本文也提供包含新型氫化物離子的示例性組合物。也提供包含一或多種分?jǐn)?shù)氫氫化物離子和一或多種其它元素的示例性化合物。此種化合物稱作「分?jǐn)?shù)氫氫化物」。普通氫物質(zhì)的特征在于以下結(jié)合能：(a)氫化物離子，0.754ev(「普通氫化物離子」)；(b)氫原子(「普通氫原子」)，13.6ev；(c)雙原子氫分子，15.3ev(「普通氫分子」)；(d)氫分子離子，16.3ev(「普通氫分子離子」)；和(e)22.6ev(「普通三氫分子離子」)。在本文中，參考?xì)湫问剑刚！古c「普通」為同義詞。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供一種化合物，其包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)，諸如(a)結(jié)合能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的氫原子，其中p為2至137的整數(shù)；(b)結(jié)合能約為結(jié)合能諸如在約0.9至1.1倍結(jié)合能的范圍內(nèi)的氫化物離子(h-)，其中p為2至24的整數(shù)；(c)(d)結(jié)合能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的三分?jǐn)?shù)氫(trihydrino)分子離子其中p為2至137的整數(shù)；(e)結(jié)合能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的二分?jǐn)?shù)氫，其中p為2至137的整數(shù)；(f)結(jié)合能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的二分?jǐn)?shù)氫分子離子，其中p為整數(shù)，優(yōu)選為2至137的整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供一種化合物，其包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)，諸如(a)總能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的二分?jǐn)?shù)氫分子離子，其中p為整數(shù)，h為普朗克常數(shù)杠，me為電子質(zhì)量，c為真空中的光速，且μ為降低的核質(zhì)量；和(b)總能為約諸如在約0.9至1.1倍的范圍內(nèi)的二分?jǐn)?shù)氫分子，其中p為整數(shù)且ao為玻爾半徑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式(其中化合物包含帶負(fù)電的結(jié)合能增加的氫物質(zhì))，該化合物還包含一或多種陽離子，諸如質(zhì)子、普通或普通本文提供一種制備包含至少一個(gè)分?jǐn)?shù)氫氫化物離子的化合物的方法。此類化合物在下文中稱作「分?jǐn)?shù)氫氫化物」。該方法包含使原子氫與凈反應(yīng)焓為約的催化劑反應(yīng)，其中m為大于1的整數(shù)，優(yōu)選為小于400的整數(shù)，以產(chǎn)生結(jié)合能為約的結(jié)合能增加的氫原子，其中p為整數(shù)，優(yōu)選為2至137的整數(shù)。另一催化產(chǎn)物為能量?？墒菇Y(jié)合能增加的氫原子與電子來源反應(yīng)以產(chǎn)生結(jié)合能增加的氫化物離子?？墒菇Y(jié)合能增加的氫化物離子與一或多個(gè)陽離子反應(yīng)以產(chǎn)生包含至少一個(gè)結(jié)合能增加的氫化物離子的化合物。新型氫物質(zhì)組合物可包含：(a)至少一種具有以下結(jié)合能的中性、正或負(fù)的氫物質(zhì)(在下文中為「結(jié)合能增加的氫物質(zhì)」)，(i)大于相應(yīng)普通氫物質(zhì)的結(jié)合能，或(ii)大于任何氫物質(zhì)在相應(yīng)普通氫物質(zhì)不穩(wěn)定或觀察不到(因?yàn)樵诃h(huán)境條件(標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力，stp)下普通氫物質(zhì)的結(jié)合能小于熱能，或?yàn)樨?fù))時(shí)的結(jié)合能；和(b)至少一種其它元素。本發(fā)明的化合物在下文中稱作「結(jié)合能增加的氫化合物」。在此背景下，「其它元素」是指除結(jié)合能增加的氫物質(zhì)外的元素。因此，其它元素可為普通氫物質(zhì)，或除氫以外的任何元素。在一組化合物中，其它元素和結(jié)合能增加的氫物質(zhì)為中性。在另一組化合物中，其它元素和結(jié)合能增加的氫物質(zhì)帶電，使得其它元素提供其余電荷以形成中性化合物。前一組化合物的特征在于分子和配位結(jié)合；后一組化合物的特征在于離子鍵結(jié)。也提供包含以下的新型化合物和分子離子：(a)至少一種具有以下總能的中性、正或負(fù)的氫物質(zhì)(在下文中為「結(jié)合能增加的氫物質(zhì)」)，(i)大于相應(yīng)普通氫物質(zhì)的總能，或(ii)大于任何氫物質(zhì)在相應(yīng)普通氫物質(zhì)不穩(wěn)定或觀察不到(因?yàn)樵诃h(huán)境條件下普通氫物質(zhì)的總能小于熱能，或?yàn)樨?fù))時(shí)的總能；和(b)至少一種其它元素。氫物質(zhì)總能為自氫物質(zhì)移除所有電子的能量和。根據(jù)本發(fā)明的氫物質(zhì)的總能大于相應(yīng)普通氫物質(zhì)的總能。根據(jù)本發(fā)明具有增加的總能的氫物質(zhì)也稱作「結(jié)合能增加的氫物質(zhì)」，但具有增加的總能的氫物質(zhì)的一些實(shí)施方式可能具有小于相應(yīng)普通氫物質(zhì)的第一電子結(jié)合能的第一電子結(jié)合能。舉例而言，p＝24的方程式(57-58)的氫化物離子的第一結(jié)合能小于普通氫化物離子的第一結(jié)合能，而p＝24的方程式(57-58)的氫化物離子的總能比相應(yīng)普通氫化物離子的總能大得多。本文也提供包含以下的新型化合物和分子離子：(a)復(fù)數(shù)種具有以下結(jié)合能的中性、正或負(fù)的氫物質(zhì)(在下文中為「結(jié)合能增加的氫物質(zhì)」)，(i)大于相應(yīng)普通氫物質(zhì)的結(jié)合能，或(ii)大于任何氫物質(zhì)在相應(yīng)普通氫物質(zhì)不穩(wěn)定或觀察不到(因?yàn)樵诃h(huán)境條件下普通氫物質(zhì)的結(jié)合能小于熱能，或?yàn)樨?fù))時(shí)的結(jié)合能；和(b)視情況選用的一種其它元素。本發(fā)明的化合物在下文中稱作「結(jié)合能增加的氫化合物」。結(jié)合能增加的氫物質(zhì)可通過使一或多種分?jǐn)?shù)氫原子與電子、分?jǐn)?shù)氫原子、含有以下至少一種的化合物中的一種或多種反應(yīng)來形成：所述結(jié)合能增加的氫物質(zhì)，和至少一種除結(jié)合能增加的氫物質(zhì)外的其它原子、分子或離子。也提供包含以下的新型化合物和分子離子：(a)復(fù)數(shù)種具有以下總能的中性、正或負(fù)的氫物質(zhì)(在下文中為「結(jié)合能增加的氫物質(zhì)」)，(i)大于普通分子氫的總能，或(ii)大于任何氫物質(zhì)在相應(yīng)普通氫物質(zhì)不穩(wěn)定或觀察不到(因?yàn)樵诃h(huán)境條件下普通氫物質(zhì)的總能小于熱能，或?yàn)樨?fù))時(shí)的總能；和(b)視情況選用的一種其它元素。本發(fā)明的化合物在下文中稱作「結(jié)合能增加的氫化合物」。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種包含至少一種選自以下的結(jié)合能增加的氫物質(zhì)的化合物：(a)根據(jù)方程式(57-58)的結(jié)合能對(duì)于p＝2直至23大于且對(duì)于p＝24小于普通氫化物離子的結(jié)合(約0.8ev)的氫化物離子(「結(jié)合能增加的氫化物離子」或「分?jǐn)?shù)氫氫化物離子」)；(b)結(jié)合能大于普通氫原子的結(jié)合能(約13.6ev)的氫原子(「結(jié)合能增加的氫原子」或「分?jǐn)?shù)氫」)；(c)第一結(jié)合能大于約15.3ev的氫分子(「結(jié)合能增加的氫分子」或「二分?jǐn)?shù)氫」)；和(d)結(jié)合能大于約16.3ev的分子氫離子(「結(jié)合能增加的分子氫離子」或「二分?jǐn)?shù)氫分子離子」)。在本發(fā)明中，結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物也稱為低能量氫物質(zhì)和化合物。分?jǐn)?shù)氫包含結(jié)合能增加的氫物質(zhì)或等同之低能量氫物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，naoh為再生循環(huán)中的nah來源。naoh與na反應(yīng)形成na2o和nah如下：naoh+2na→na2o+nah(-44.7千焦/摩爾)(61)放熱反應(yīng)可驅(qū)動(dòng)nah(g)形成。因此，nah分解成na或金屬可充當(dāng)形成催化劑nah(g)的還原劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，使作為產(chǎn)生nah催化劑的反應(yīng)(諸如由方程式(61)給出的反應(yīng))的產(chǎn)物而形成的na2o與氫來源反應(yīng)形成naoh，其可還充當(dāng)nah催化劑來源。在一個(gè)實(shí)施方式中，在原子氫存在下自方程式(61)的產(chǎn)物再生naoh的反應(yīng)為na2o+1/2h→naoh+naδh＝-11.6千焦/莫耳naoh(62)nah→na+h(1/3)δh＝-10,500千焦/莫耳h(63)和nah→na+h(1/4)δh＝-19,700千焦/莫耳h(64)因此，來自諸如na金屬或nah等來源與原子氫來源或原子氫的少量naoh和na充當(dāng)nah催化劑的催化來源，該nah催化劑又經(jīng)由多個(gè)再生反應(yīng)(諸如由方程式(61-64)給出的反應(yīng))循環(huán)而形成高產(chǎn)率的分?jǐn)?shù)氫。由方程式(62)給出的反應(yīng)可通過使用用于自h2形成原子h的氫解離體而增強(qiáng)。適合解離體包含至少一個(gè)來自貴金屬、過渡金屬、pt、pd、ir、ni、ti，和這些元素/載體的組的成員。反應(yīng)混合物可包含nah或nah來源和naoh或naoh來源，且可還包含以下中的至少一種：還原劑，諸如堿土金屬，諸如mg，和載體，諸如碳或碳化物，諸如tic、yc2、tisic2和wc。反應(yīng)可在對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物呈惰性的容器(諸如ni、ag、鍍ni、鍍ag或al2o3容器)中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，koh為再生循環(huán)中的k和kh來源。koh與k反應(yīng)形成k2o和kh，如下：koh+2k→k2o+kh(+5.4千焦/摩爾)(65)在kh形成期間，發(fā)生分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，使k2o與氫來源反應(yīng)形成koh，其可還充當(dāng)根據(jù)方程式(65)的反應(yīng)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，在原子氫存在下自方程式(65)再生koh的反應(yīng)為k2o+1/2h2→koh+kδh＝-63.1千焦/莫耳koh(66)kh→k+h(1/4)δh＝-19,700千焦/莫耳h(67)因此，來自諸如k金屬或kh的來源與原子氫來源或原子氫的少量koh和k充當(dāng)催化劑的kh來源的催化來源，該催化劑又經(jīng)由多個(gè)再生反應(yīng)(諸如由方程式(65-67)給出的反應(yīng))循環(huán)而形成高產(chǎn)率的分?jǐn)?shù)氫。由方程式(66)給出的反應(yīng)可通過使用用于自h2形成原子h的氫解離體而增強(qiáng)。適合解離體包含至少一個(gè)來自貴金屬、過渡金屬、pt、pd、ir、ni、ti，和這些元素/載體的組的成員。反應(yīng)混合物可包含kh或kh來源和koh或koh來源，且可還包含以下中的至少一種：還原劑和載體，諸如碳、碳化物或硼化物，諸如tic、yc2、tisic2、mgb2和wc。在一個(gè)實(shí)施方式中，載體為非反應(yīng)性的或與koh具有低反應(yīng)性。反應(yīng)混合物可還包含至少一種koh摻雜載體，諸如r-ni、koh和kh。d.其它mh型催化劑及反應(yīng)一般而言，表3a中給出如下提供的用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的mh型氫催化劑：m-h鍵斷裂加上t個(gè)電子自原子m各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得t個(gè)電子的鍵能與電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。各mh催化劑系在第一行給出且相應(yīng)m-h鍵能在第二行給出。第一行給出的mh物質(zhì)的原子m經(jīng)電離以提供m·27.2ev的凈反應(yīng)焓，在第二行添加鍵能。催化劑的焓在第八行給出，其中m在第九行給出。參與電離的電子與電離電位(也稱為電離能或結(jié)合能)一起給出。舉例而言，nah的鍵能1.9245ev在第二行給出。原子或離子的第n個(gè)電子的電離電位由ipn表示且由crc給出。也即例如na+5.13908ev→na++e-和na++47.2864ev→na2++e-。第一電離電位ip1＝5.13908ev和第二電離電位ip2＝47.2864ev分別在第二和第三行給出。nah鍵斷裂和na雙電離的凈反應(yīng)焓如第八行給出為54.35ev，和如第九行中給出的方程式(47)中的m＝2。bah鍵能為1.98991ev且ip1、ip2和ip3分別為5.2117ev、10.00390ev和37.3ev。bah鍵斷裂和ba三重電離的凈反應(yīng)焓如第八行給出為54.5ev，和如第九行中給出的方程式(47)中的m＝2。srh鍵能為1.70ev且ip1、ip2、ip3、ip4和ip5分別為5.69484ev、11.03013ev、42.89ev、57ev和71.6ev。srh鍵斷裂和sr電離為sr5+的凈反應(yīng)焓如第八行給出為190ev，和如第九行中給出的方程式(47)中的m＝7。另外，h可與表3a中給出的mh催化劑的各h(1/p)產(chǎn)物反應(yīng)以形成具有相對(duì)于如由示例性方程式(31)給出的單獨(dú)mh的催化劑反應(yīng)產(chǎn)物增加一個(gè)(方程式(10))的量子數(shù)p的分?jǐn)?shù)氫。表3a.能夠提供約m·27.2ev的凈反應(yīng)焓的mh型氫催化劑(能量以ev表示)在其它實(shí)施方式中，表3b中給出如下提供的用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的mh-型氫催化劑：將電子轉(zhuǎn)移至受體a、m-h鍵斷裂加上t個(gè)電子自原子m各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得包含mh與a的電子親和力(ea)差異的電子轉(zhuǎn)移能量、m-h鍵能和t個(gè)電子自m電離的電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。各mh-催化劑、受體a、mh的電子親和力、a的電子親和力和m-h鍵能分別在第一、第二、第三和第四行中給出。參與電離的mh的相應(yīng)原子m的電子與電離電位(也稱為電離能或結(jié)合能)一起在后續(xù)行中給出且催化劑的焓和相應(yīng)整數(shù)m在最后一行給出。舉例而言，oh和h的電子親和力分別為1.82765ev和0.7542ev，使得電子轉(zhuǎn)移能量為1.07345ev，如第五行給出。oh鍵能為4.4556ev，如第六行給出。原子或離子的第n個(gè)電子的電離電位由ipn指定。也即例如o+13.61806ev→o++e-和o++35.11730ev→o2++e-。第一電離電位ip1＝13.61806ev和第二電離電位ip2＝35.11730ev分別在第七和第八行給出。電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)、oh鍵斷裂和o雙電離的凈焓如第十一行給出為54.27ev，和如第十二行給出的方程式(47)中的m＝2。另外，h可與表3b中給出的mh催化劑的各h(1/p)產(chǎn)物反應(yīng)以形成具有相對(duì)于如由示例性方程式(31)給出的單獨(dú)mh的催化劑反應(yīng)產(chǎn)物增加一個(gè)(方程式(10))的量子數(shù)p的分?jǐn)?shù)氫。在其它實(shí)施方式中，如下提供用于形成分?jǐn)?shù)氫的h的催化劑：使負(fù)離子電離，使得其ea加上一或多個(gè)電子的電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。作為選擇，可將負(fù)離子的第一電子轉(zhuǎn)移至受體，接著再電離至少一個(gè)電子，使得電子轉(zhuǎn)移能量加上一或多個(gè)電子的電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。電子受體可為h。表3b.能夠提供約m·27.2ev的凈反應(yīng)焓的mh-型氫催化劑(能量以ev表示)在其它實(shí)施方式中，如下提供用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的mh+型氫催化劑：自可帶負(fù)電的供體a轉(zhuǎn)移電子、m-h鍵斷裂和t個(gè)電子自原子m各自電離至連續(xù)能級(jí)，使得包含mh與a的電離能差異的電子轉(zhuǎn)移能量、m-h鍵能和t個(gè)電子自m電離的電離能的和為約m·27.2ev，其中m為整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如原子、離子或分子的物質(zhì)充當(dāng)催化劑以使得分子氫經(jīng)歷朝向分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/p)(p為整數(shù))的躍遷。與h的情況類似，催化劑自h2接受能量，其在此情況下可為約m48.6ev，其中m為如millsgutcp中給出的整數(shù)?？赏ㄟ^直接催化h2而形成h2(1/p)的適合示例性催化劑為o、v和cd，其分別在對(duì)應(yīng)于m＝1、m＝2和m＝4的催化反應(yīng)期間形成o2+、v4+和cd5+。能量可以熱或光或電形式釋放，其中反應(yīng)包含半電池反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，催化劑包含諸如原子、帶正電或帶負(fù)電的離子、帶正電或帶負(fù)電的分子離子、分子、準(zhǔn)分子、化合物或其任何組合，處于能夠接受m·27.2ev(m＝1,2,3,4,....)(方程式(5)的能量的基態(tài)或激發(fā)態(tài)的任何物質(zhì)。據(jù)信當(dāng)凈反應(yīng)焓與m·27.2ev較為緊密地匹配時(shí)催化速率增大。已發(fā)現(xiàn)具有在m·27.2ev±10％、優(yōu)選為±5％內(nèi)的凈反應(yīng)焓的催化劑適于大部分應(yīng)用。在將分?jǐn)?shù)氫原子催化至較低能態(tài)的情況下，以與分?jǐn)?shù)氫原子的勢(shì)能相同的因子對(duì)m·27.2ev(方程式(5))的反應(yīng)焓作相對(duì)論校正。在一個(gè)實(shí)施方式中，催化劑諧振和非輻射地接受來自原子氫的能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，所接受的能量使催化劑勢(shì)能的量值減少約自原子氫轉(zhuǎn)移的量。由于最初束縛電子的動(dòng)能守恒，所以可產(chǎn)生高能離子或電子。至少一個(gè)原子h充當(dāng)至少一個(gè)另一原子h的催化劑，其中受體的27.2ev勢(shì)能由自所催化的供體h原子轉(zhuǎn)移27.2ev而抵消。受體催化劑h的動(dòng)能可以快質(zhì)子或電子形式保存。另外，在催化h中形成的中間態(tài)(方程式(7))隨連續(xù)能量以輻射或第三體中誘導(dǎo)的動(dòng)能形式發(fā)射而衰減。此類能量釋放可在ciht電池中產(chǎn)生電流。在一個(gè)實(shí)施方式中，分子或帶正電或帶負(fù)電的分子離子中的至少一種充當(dāng)自原子h接受約m27.2ev的催化劑，其中分子或帶正電或帶負(fù)電的分子離子的勢(shì)能量值減少約m27.2ev。舉例而言，millsgutcp中給出的h2o的勢(shì)能為自原子h接受m·27.2ev且分子勢(shì)能量值減少相同能量的分子可充當(dāng)催化劑。舉例而言，關(guān)于h2o的勢(shì)能，催化反應(yīng)(m＝3)為2h++o++3e-→h2o+81.6ev(71)且總反應(yīng)為其中具有氫原子半徑和等于質(zhì)子4倍的中心場(chǎng)，且為半徑為h的1/4的相應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電子經(jīng)受自氫原子半徑至1/4該距離的半徑的徑向加速度時(shí)，能量以特征發(fā)光形式或第三體動(dòng)能形式釋放?；谧?℃冰變成100℃水的汽化熱的10％能量變化，沸水中每水分子的h鍵的平均數(shù)為3.6。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o在化學(xué)上必須以具適合活化能的分離分子形式形成以充當(dāng)催化劑來形成分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化劑為新生h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，nh、o、no、o2、oh和h2o(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。h和oh(作為催化劑)的產(chǎn)物可為h(1/5)，其中催化劑焓為約108.8ev。h和h2o(作為催化劑)的反應(yīng)的產(chǎn)物可為h(1/4)。分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物可還反應(yīng)至更低狀態(tài)。h(1/4)和h(作為催化劑)的產(chǎn)物可為h(1/5)，其中催化劑焓為約27.2ev。h(1/4)和oh(作為催化劑)的產(chǎn)物可為h(1/6)，其中催化劑焓為約54.4ev。h(1/5)和h(作為催化劑)的產(chǎn)物可為h(1/6)，其中催化劑焓為約27.2ev。h2o中的鍵涉及o的兩個(gè)外層電子。因?yàn)閔2o的勢(shì)能為81.87ev且h2o的o原子的第三電離能為54.9355ev，所以h2o可接受3×27.2ev的勢(shì)能和對(duì)應(yīng)于所得o2+還電離為o3+的2×27.2ev。因此，h2o也可催化h形成h(1/6)，對(duì)應(yīng)于催化劑焓為5×27.2ev，以及催化h形成h(1/4)，對(duì)應(yīng)于催化劑焓為3×27.2ev。電池[naohni(h2)/base/mgcl2-nacl封閉電池]的氫陽極產(chǎn)物的固體質(zhì)子nmr顯示大-3.91ppm單重態(tài)1hmasnmr峰對(duì)應(yīng)的于陽極處由oh-與h反應(yīng)所形成的h2o催化劑的分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物。類似于h2o，millsgutcp中給出的胺官能團(tuán)nh2的勢(shì)能為-78.77719ev。由crc，自各對(duì)應(yīng)δhf計(jì)算的nh2反應(yīng)形成knh2的δh為(-128.9-184.9)千焦/摩爾＝-313.8千焦/摩爾(3.25ev)。由crc，自各對(duì)應(yīng)δhf計(jì)算的nh2反應(yīng)形成nanh2的δh為(-123.8-184.9)千焦/摩爾＝-308.7千焦/摩爾(3.20ev)。由crc，自各對(duì)應(yīng)δhf計(jì)算的nh2反應(yīng)形成linh2的δh為(-179.5-184.9)千焦/摩爾＝-364.4千焦/摩爾(3.78ev)。因此，可由充當(dāng)h催化劑用于形成分?jǐn)?shù)氫的堿金屬胺化物mnh2(m＝k、na、li)接受的凈焓分別為約82.03ev、81.98ev和82.56ev(在方程式(5)中，m＝3)，對(duì)應(yīng)于胺基的勢(shì)能和由胺基形成胺化物的能量的和。分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)可引起通過諸如masnmr的方法所觀察到的高磁場(chǎng)基質(zhì)位移。類似于h2o，millsgutcp中給出的h2s官能團(tuán)的勢(shì)能為-72.81ev。該勢(shì)能的抵消也會(huì)消除與3p殼層雜化相關(guān)的能量。7.49ev的該雜化能量由氫化物軌道半徑與初始原子軌道半徑的比率乘以殼層總能量而給出。另外，因形成兩個(gè)1.10ev的s-h鍵所致的s3p殼層的能量變化納入催化劑能量中。因此，h2s催化劑的凈焓為81.40ev(在方程式(5)中，m＝3)。h2s催化劑可由mhs(m＝堿金屬)通過以下反應(yīng)形成：2mhs→m2s+h2s(73)該可逆反應(yīng)可形成呈活性催化狀態(tài)的h2s，該狀態(tài)為產(chǎn)物h2s的過渡狀態(tài)，其可催化h形成分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)混合物可包含形成h2s和原子h來源的反應(yīng)物。分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)會(huì)引起通過諸如masnmr的方法所觀察到的高磁場(chǎng)基質(zhì)位移。此外，原子氧為一種具有兩個(gè)半徑相同且均等于原子氫的玻爾半徑的不成對(duì)電子的特別原子。當(dāng)原子h充當(dāng)催化劑時(shí)，接受27.2ev的能量，使得充當(dāng)另一種的催化劑的各電離h的動(dòng)能為13.6ev。類似地，o的兩個(gè)電子各自可隨13.6ev動(dòng)能轉(zhuǎn)移至o離子而電離，使得oh的o-h鍵斷裂以和隨后兩個(gè)外部不成對(duì)電子電離的凈焓為80.4ev，在表3中所給出。在oh-電離成oh期間，可發(fā)生還反應(yīng)成h(1/4)和o2++2e-的能量匹配，其中所釋放的204ev能量貢獻(xiàn)給ciht電池的動(dòng)力。反應(yīng)如下給出：且總反應(yīng)為其中方程式(5)中m＝3。動(dòng)能也可保存于熱電子中。觀測(cè)到在水蒸氣等離子體中有h粒子數(shù)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象證明了此機(jī)制。分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)會(huì)引起由諸如masnmr的方法觀察到的高磁場(chǎng)基質(zhì)位移。本發(fā)明中給出鑒別分子分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物的其它方法(諸如ftir、拉曼和xps)。在氧或包含氧的化合物參與氧化或還原反應(yīng)的一個(gè)實(shí)施方式中，o2可充當(dāng)催化劑或催化劑來源。氧分子的鍵能為5.165ev，且氧原子的第一、第二和第三電離能分別為13.61806ev、35.11730ev和54.9355ev。反應(yīng)o2→o+o2+、o2→o+o3+和2o→2o+提供分別約2、4和1倍eh的凈焓，且包含通過自h接受此類能量以使得分?jǐn)?shù)氫形成來形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑反應(yīng)。ix.燃料電池和電池組圖1中展示燃料電池和電池組400的實(shí)施方式。包含固體燃料或非均相催化劑的分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物包含相應(yīng)電池半反應(yīng)的反應(yīng)物。因具有催化分?jǐn)?shù)氫躍遷的獨(dú)特屬性而可啟用催化劑誘導(dǎo)的分?jǐn)?shù)氫躍遷(ciht)電池。本發(fā)明的ciht電池為氫燃料電池，其由使氫催化反應(yīng)至較低能態(tài)(分?jǐn)?shù)氫)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)。因此，其充當(dāng)將自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電的燃料電池。由于氧化還原電池的半反應(yīng)，因此產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物通過電子經(jīng)由外部電路遷移和經(jīng)由單獨(dú)的路徑進(jìn)行離子質(zhì)量輸送以形成電路所構(gòu)成。產(chǎn)生由半電池反應(yīng)的和得到的分?jǐn)?shù)氫的總反應(yīng)和相應(yīng)反應(yīng)混合物可包含關(guān)于本發(fā)明中給出的熱功率產(chǎn)生所考慮的反應(yīng)類型。來自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的自由能δg產(chǎn)生電位，其視構(gòu)成產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物的氧化還原化學(xué)性質(zhì)而定可為氧化電位或還原電位。電位可用以在燃料電池中產(chǎn)生電壓。電位v可用自由能δg換算來表示：其中f為法拉第常數(shù)(faradayconstant)。假定對(duì)于躍遷至h(1/4)，自由能為約-20mj/摩爾h，則視其它電池組分(諸如化學(xué)物質(zhì)、電解質(zhì)和電極)而定，電壓可能較高。在電壓受限于此類或其它組分的氧化還原電位的一個(gè)實(shí)施方式中，能量可表現(xiàn)為來自分?jǐn)?shù)氫形成的較高電流和相應(yīng)動(dòng)力貢獻(xiàn)。如方程式(6-9)所示，分?jǐn)?shù)氫躍遷的能量可以連續(xù)輻射的形式釋放。特定而言，能量以非輻射方式轉(zhuǎn)移至催化劑以形成介穩(wěn)態(tài)中間物，當(dāng)電子自初始半徑轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K半徑時(shí)其在等離子體系統(tǒng)中衰變，伴隨發(fā)射連續(xù)輻射。在凝聚態(tài)物質(zhì)(諸如ciht電池)中，此能量可內(nèi)部轉(zhuǎn)化為高能電子，其表現(xiàn)為電位類似于電池反應(yīng)物的化學(xué)電位的電池電流和動(dòng)力貢獻(xiàn)。因此，動(dòng)力可表現(xiàn)為電壓低于方程式(77)給出者的較高電流。電壓也將受限于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；因此，形成分?jǐn)?shù)氫的較高動(dòng)力學(xué)有利于通過提高電流和電壓中的至少一種來提高動(dòng)力。因?yàn)殡姵胤磻?yīng)可由h與催化劑之間形成分?jǐn)?shù)氫的大放熱反應(yīng)所驅(qū)動(dòng)，所以在一個(gè)實(shí)施方式中，形成所述用于形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物的常規(guī)氧化還原電池反應(yīng)的自由能可為任何可能值。適合范圍為約+1000焦/摩爾至-1000焦/摩爾、約+1000焦/摩爾至-100焦/摩爾、約+1000焦/摩爾至-10焦/摩爾，和約+1000焦/摩爾至0焦/摩爾。歸因于形成分?jǐn)?shù)氫的負(fù)自由能，因此電池電流、電壓和動(dòng)力中的至少一種高于可促成該電流、電壓和動(dòng)力的非分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的自由能所致者。此適用于開路電壓和具有負(fù)載者。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池與任何在先技術(shù)的區(qū)別的處在于以下中的至少一種：電壓高于由非分?jǐn)?shù)氫相關(guān)化學(xué)的能斯特方程式(nernstequation)預(yù)測(cè)(由于當(dāng)加載電池時(shí)有任何極化電壓，因此包括電壓校正)的電壓、電流高于由常規(guī)化學(xué)驅(qū)動(dòng)的電流，和動(dòng)力高于由常規(guī)化學(xué)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。關(guān)于圖1，燃料或ciht電池400包含具有陰極405的陰極隔室401、具有陽極410的陽極隔室402、鹽橋420、于電池操作期間在單獨(dú)的電子流和離子質(zhì)量輸送下構(gòu)成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)物，和氫來源。在一般實(shí)施方式中，ciht電池為氫燃料電池，其由使氫催化反應(yīng)至較低能態(tài)(分?jǐn)?shù)氫)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)。因此，其充當(dāng)將自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電的燃料電池。在另一實(shí)施方式中，相較于經(jīng)由電極405和410施加的電解功率，ciht電池產(chǎn)生動(dòng)力和熱功率增益中的至少一種。在形成分?jǐn)?shù)氫時(shí)，電池消耗氫，且需要加氫；另外，在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物為熱再生型或電解再生型中的至少一種。在通過單獨(dú)的導(dǎo)管連接以便電子與離子在隔室之間形成電路的不同電池隔室中提供處于不同狀態(tài)或條件(諸如不同溫度、壓力和濃度中的至少一種)下的不同反應(yīng)物或相同反應(yīng)物。由于分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)對(duì)自一個(gè)隔室至另一隔室的質(zhì)量流的依賴性，因此產(chǎn)生單獨(dú)的隔室的電極之間的電位和動(dòng)力增益或系統(tǒng)的熱增益。質(zhì)量流提供至少一個(gè)以下形成：可起反應(yīng)而產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物和允許以實(shí)質(zhì)速率發(fā)生分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的條件。質(zhì)量流還需要電子和離子在連接隔室的單獨(dú)的導(dǎo)管中輸送。電子可由以下中的至少一種產(chǎn)生：在原子氫與催化劑反應(yīng)的期間的催化劑電離，和諸如原子、分子、化合物或金屬的反應(yīng)物質(zhì)的氧化或還原反應(yīng)。隔室(諸如陽極隔室402)中的物質(zhì)電離可因以下中的至少一種所致：(1)因以下發(fā)生的有利自由能變化：其氧化、單獨(dú)的隔室(諸如陰極401)中反應(yīng)物質(zhì)的還原、和將隔室中的電荷平衡至電中性的遷移離子反應(yīng)；和(2)由以下所致的自由能變化：分?jǐn)?shù)氫形成、單獨(dú)的隔室中的物質(zhì)氧化、物質(zhì)還原和引起形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)的遷移離子反應(yīng)。離子遷移可通過鹽橋420。在另一實(shí)施方式中，單獨(dú)的隔室中的物質(zhì)氧化、物質(zhì)還原，和遷移離子的反應(yīng)可能不為自發(fā)的或可能以低速率發(fā)生。施加電解電位以驅(qū)動(dòng)反應(yīng)，其中質(zhì)量流提供至少一個(gè)以下形成：可起反應(yīng)而產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物和允許以實(shí)質(zhì)速率發(fā)生分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的條件。電解電位可經(jīng)由外部電路425施加。各半電池的反應(yīng)物可經(jīng)歷以下中的至少一種：供應(yīng)、維持和再生(通過經(jīng)由通道460和461至用于產(chǎn)物儲(chǔ)存和再生的反應(yīng)物來源或儲(chǔ)集器430和431添加反應(yīng)物或移除產(chǎn)物而達(dá)成)。在一個(gè)實(shí)施方式中，原子氫和氫催化劑中的至少一種可通過反應(yīng)混合物的反應(yīng)來形成，且藉助于其經(jīng)歷反應(yīng)的一種反應(yīng)物使得催化具有活性。引發(fā)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的反應(yīng)可為以下中的至少一種：放熱反應(yīng)、偶合反應(yīng)、自由基反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、交換反應(yīng)，和吸氣劑、載體或基質(zhì)輔助催化反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)提供能化學(xué)動(dòng)力。引發(fā)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)(諸如本發(fā)明的交換反應(yīng))的反應(yīng)混合物和反應(yīng)為通過氫反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫來產(chǎn)生動(dòng)力的燃料電池的基礎(chǔ)。由于氧化還原電池的半反應(yīng)，因此產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物通過電子經(jīng)由外部電路遷移和經(jīng)由單獨(dú)的路徑進(jìn)行離子質(zhì)量輸送以形成電路所構(gòu)成。產(chǎn)生由半電池反應(yīng)的和得到的分?jǐn)?shù)氫的總反應(yīng)和相應(yīng)反應(yīng)混合物可包含本發(fā)明的熱功率和分?jǐn)?shù)氫化學(xué)產(chǎn)生的反應(yīng)類型。因此，理想地，在無電子流和離子質(zhì)量輸送存在下，分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)不發(fā)生或不以可觀速率發(fā)生。電池至少包含催化劑來源或催化劑和氫來源或氫。適合的催化劑或催化劑來源和氫來源為選自li、lih、na、nah、k、kh、rb、rbh、cs、csh、ba、bah、ca、cah、mg、mgh2、mgx2(x為鹵離子)和h2的那些。表3中給出其它適合催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，正離子可在陰極經(jīng)歷還原。離子可為陰極的還原和反應(yīng)中的至少一種的催化劑來源。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化劑經(jīng)歷反應(yīng)而形成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物，其接著起反應(yīng)而形成分?jǐn)?shù)氫。作為選擇，最終電子-受體反應(yīng)物包含氧化劑。氧化劑或陰極-電池反應(yīng)混合物可位于具有陰極405的陰極隔室401中。作為選擇，陰極-電池反應(yīng)混合物在陰極隔室中由離子和電子遷移構(gòu)成。在燃料電池的一個(gè)實(shí)施方式中，陰極隔室401充當(dāng)陰極。在操作期間，正離子可自陽極遷移至陰極隔室。在某些實(shí)施方式中，此遷移經(jīng)由鹽橋420發(fā)生。作為選擇，負(fù)離子可自陰極經(jīng)由鹽橋420遷移至陽極隔室。遷移離子可為以下中的至少一種：催化劑或催化劑來源的離子、氫離子(諸如h+、h-或h-(1/p))和通過催化劑或催化劑來源與氧化劑或氧化劑陰離子反應(yīng)而形成的化合物的相對(duì)離子。各電池反應(yīng)可經(jīng)歷以下中的至少一種：供應(yīng)、維持和再生(通過經(jīng)由通道460和461至用于產(chǎn)物儲(chǔ)存和視情況再生的反應(yīng)物來源或儲(chǔ)集器430和431添加反應(yīng)物或移除產(chǎn)物而達(dá)成)。在一個(gè)實(shí)施方式中，化學(xué)在燃料電池的陰極隔室中產(chǎn)生活性分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物，其中還原電位可包括來自將h催化為分?jǐn)?shù)氫的一大貢獻(xiàn)。催化劑或催化劑來源可包含中性原子或分子，諸如堿金屬原子或氫化物，其可通過還原正電物質(zhì)(positivespecies)(諸如相應(yīng)堿金屬離子)來形成。催化劑離子還原為催化劑和h電子躍遷至較低電子狀態(tài)的電位對(duì)由方程式(77)給出的電位基于反應(yīng)δg產(chǎn)生貢獻(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極半電池還原反應(yīng)和任何其它反應(yīng)均包含形成催化劑和原子氫和使h催化反應(yīng)成分?jǐn)?shù)氫。陽極半電池反應(yīng)可包含電離諸如催化劑金屬的金屬。離子可遷移至陰極且經(jīng)還原，或電解質(zhì)的離子可經(jīng)還原而形成催化劑。催化劑可在h存在下形成。示例性反應(yīng)為陰極半電池反應(yīng)：其中er為catq+的還原能。陽極半電池反應(yīng)：cat+er→catq++qe-(79)其它適合的還原劑為金屬，諸如過渡金屬。電池反應(yīng)：在催化劑陽離子經(jīng)由適合的鹽橋或電解質(zhì)遷移的情況下，催化劑可在陰極隔室中再生且在陽極經(jīng)置換。接著，可通過置換已反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的陰極隔室氫來維持燃料電池反應(yīng)。氫可來自水電解。在實(shí)施方式中，水可來自外部來源或由吸濕性化合物或電解質(zhì)自大氣吸收。電池的產(chǎn)物可為通過分?jǐn)?shù)氫原子反應(yīng)而形成的分子分?jǐn)?shù)氫。在h(1/4)為產(chǎn)物的情況下，此類反應(yīng)的能量為2h(1/4)→h2(1/4)+87.31ev(81)h2o+2.962ev→h2+0.5o2(82)在操作期間，催化劑與原子氫反應(yīng)，自原子氫至催化劑的整數(shù)倍27.2ev的非輻射性能量轉(zhuǎn)移引起催化劑電離，同時(shí)短暫釋放自由電子，且因能量大釋放而形成分?jǐn)?shù)氫原子。在一個(gè)實(shí)施方式中，此反應(yīng)可在陽極隔室402中發(fā)生使得陽極410最終接受電離電子流。電流也可來自陽極隔室中的還原劑氧化。在燃料電池的一個(gè)實(shí)施方式中，陽極隔室402充當(dāng)陽極。li、k、nah、nh和h2o中的至少一種可充當(dāng)用于形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。載體(諸如碳粉；碳化物，諸如tic、wc、yc2或cr3c2；或硼化物)可充當(dāng)與可充當(dāng)集電體的電極(諸如陽極)電接觸的電子導(dǎo)體。所傳導(dǎo)的電子可來自催化劑電離或還原劑氧化。作為選擇，載體可包含陽極和陰極中的至少一種，其用導(dǎo)線與負(fù)載電連接。與負(fù)載連接的陽極導(dǎo)線以和陰極導(dǎo)線可為任何導(dǎo)體，諸如金屬。在化學(xué)在燃料電池的陽極隔室產(chǎn)生活性分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的情況下，氧化電位和電子可具有來自催化劑機(jī)制的貢獻(xiàn)。如方程式(6-9)所示，催化劑可包含自原子氫(通過被電離)接受能量的物質(zhì)。催化劑被電離和h電子躍遷至較低電子狀態(tài)的電位對(duì)由方程式(77)給出的電位基于反應(yīng)δg產(chǎn)生貢獻(xiàn)。因?yàn)閚ah為形成分?jǐn)?shù)氫同時(shí)將na電離為na2+的協(xié)同內(nèi)反應(yīng)(如方程式(28-30)給出)，所以在此情況下方程式(77)應(yīng)尤其適用。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極半電池氧化反應(yīng)包含催化電離反應(yīng)。陰極半電池反應(yīng)可包含使h還原為氫化物。示例性反應(yīng)為陽極半電池反應(yīng)：陰極半電池反應(yīng)：其中er為金屬氫化物mh2的還原能。適合的氧化劑為氫化物，諸如稀土金屬氫化物、氫化鈦、氫化鋯、氫化釔、lih、nah、kh和bah、硫族化物，和m-n-h系統(tǒng)(諸如li-n-h系統(tǒng))的化合物。在催化劑陽離子或氫化物離子經(jīng)由適合的鹽橋或電解質(zhì)遷移的情況下，催化劑和氫可在陽極隔室中再生。在催化劑的穩(wěn)定氧化態(tài)為cat的情況下，鹽橋或電解質(zhì)反應(yīng)為鹽橋或電解質(zhì)反應(yīng)：其中0.754ev為氫化物電離能且4.478ev為h2鍵能。催化劑或催化劑來源可為也可充當(dāng)h來源的氫化物。接著，鹽橋反應(yīng)為鹽橋或電解質(zhì)反應(yīng)：其中el為cath的晶格能。接著，燃料電池反應(yīng)可通過將氫置換于陰極隔室中來維持，或可使電解質(zhì)中的cath與m反應(yīng)形成mh2。m＝la的示例性反應(yīng)由以下給出：la+h2→lah2+2.09ev(87)在前一情況下，氫可來自以下：將來自在catr+還原中形成的陽極隔室的過量氫再循環(huán)。經(jīng)消耗以形成h(1/4)、接著h2(1/4)的氫置換可來自水電解。反應(yīng)物可被熱再生或電解再生。產(chǎn)物可在陰極或陽極隔室中再生。或其可使用例如泵送至再生器，其中本發(fā)明或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何再生化學(xué)均可適用于再生初始反應(yīng)物。經(jīng)歷分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的電池可向經(jīng)歷反應(yīng)物再生者提供熱。在為達(dá)成再生而提高產(chǎn)物溫度的情況下，可使ciht電池產(chǎn)物和再生反應(yīng)物通過回流換熱器，同時(shí)分別送至再生器并自再生器送出，以回收熱和提高電池效率和系統(tǒng)能量平衡。電解質(zhì)可包含離子液體。電解質(zhì)可具有諸如在100-200℃的范圍內(nèi)的低熔點(diǎn)。示例性電解質(zhì)為硝酸乙銨、摻雜磷酸二氫鹽的硝酸乙銨(諸如約1％摻雜)、硝酸肼、nh4po3-tip2o7，和lino3-nh4no3的低共熔鹽。其它適合的電解質(zhì)可包含以下的組中的至少一種鹽：lino3、三氟甲磺酸銨(tf＝cf3so3-)、三氟乙酸銨(tfac＝cf3coo-)、四氟硼酸銨(bf4-)、甲烷磺酸銨(ch3so3-)、硝酸銨(no3-)、硫氰酸銨(scn-)、胺基磺酸銨(so3nh2-)、二氟化銨(hf2-)、硫酸氫銨(hso4-)、雙(三氟甲烷磺?；?亞胺化銨(tfsi＝cf3so2)2n-)、雙(全氟乙烷磺?；?亞胺化銨(beti＝cf3cf2so2)2n-)、硝酸肼且可還包含混合物，諸如還包含nh4no3、nh4tf和nh4tfac中的至少一種的低共熔混合物。其它適合溶劑包含酸，諸如磷酸。適合的銨化合物為銨或烷基銨鹵化物，和芳族化合物，諸如咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、高氯酸鹽、和本發(fā)明的與同溶劑接觸的電池的任何組分兼容的其它陰離子。示例性環(huán)境溫度h+傳導(dǎo)性熔融鹽電解質(zhì)為氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓-alcl3和基于吡咯錠的質(zhì)子離子液體。參考圖1，在示例性電池[na/base/naoh]的一個(gè)實(shí)施方式中，包含產(chǎn)物與反應(yīng)物的混合物的熔融鹽在陰極隔室420中通過使用氫來源和泵430在控制壓力下經(jīng)由入口460供應(yīng)氫來再生。通過加熱器411維持熔融鹽溫度，使得在上方形成na層，且通過泵440抽運(yùn)至陽極隔室402。在圖1中也展示的另一實(shí)施方式中，使包含產(chǎn)物與反應(yīng)物的混合物的熔融鹽自陰極隔室401經(jīng)由通道419和通過416和418(各自包含閥和泵中的至少一種)流入再生電池412中。供應(yīng)氫且壓力通過用管線415連接至再生電池412的氫來源和泵413控制，其中流量由控制閥414控制。用加熱器411維持熔融鹽溫度。氫化使得na形成單獨(dú)的層，將其自再生電池412頂部經(jīng)由通道421通過422和423(各自包含閥和泵中的至少一種)抽至陰極室402。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如包含連續(xù)陰極鹽流動(dòng)模式的實(shí)施方式中，通道419在na層下方延伸以將流動(dòng)鹽自陰極隔室供至至少包含na2o和naoh的下層。任何陰極或陽極隔室，或再生電池均可還包含攪拌器以在動(dòng)力或再生反應(yīng)中的所需時(shí)刻混合內(nèi)容物。在包含base電解質(zhì)的電池的另一實(shí)施方式中，陰極為堿金屬，諸如na，且熔融鹽陰極包含低共熔混合物(諸如表4中的一種)和氫來源(諸如氫滲透性膜與h2氣體或解離體與h2氣體)。示例性電池為[na/base/低共熔鹽(諸如nai-nabr)+ni(h2)或pdal2o3]。氫可在陰極隔室中與na反應(yīng)形成可充當(dāng)催化劑的nah和h來源以形成分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)物可被連續(xù)饋送通過半電池以引起分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)且可還流動(dòng)或輸送至另一區(qū)域、隔室、反應(yīng)器或系統(tǒng)中，其中再生可分批、間歇或連續(xù)發(fā)生，其中再生產(chǎn)物可靜止或移動(dòng)。適合的氧化劑為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)、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、nio(oh)、alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。一般而言，氧化劑可為mxoyhz，其中x、y和z為整數(shù)且m為金屬，諸如過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬，諸如金屬氫氧化合物。構(gòu)成混合物的適合示例性熔融氫化物為以下的低共熔混合物：熔融溫度為約503℃的約43mol％+57mol％的nah-kbh4、熔融溫度為約390℃的約66mol％+34mol％的kh-kbh4、熔融溫度為約395℃的約21mol％+79mol％的nah-nabh4、熔融溫度為約103℃的約53mol％+47mol％的kbh4-libh4、熔融溫度為約213℃的約41.3mol％+58.7mol％的nabh4-libh4、和熔融溫度為約453℃的約31.8mol％+68.2mol％的kbh4-nabh4，其中混合物可還包含堿金屬或堿土金屬氫化物，諸如lih、nah或kh。其它示例性氫化物為mg(bh4)2(mp260℃)和ca(bh4)2(367℃)。反應(yīng)物的h可鍵結(jié)于金屬，諸如稀土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、堿金屬或堿土金屬。h反應(yīng)物可包含氫化物。氫化物可為金屬氫化物。在一個(gè)示例性反應(yīng)中，自氫化物(諸如金屬氫化物)吸取h以形成m+h-，其中m+為相對(duì)離子，諸如電解質(zhì)的相對(duì)離子，且h-遷移至陽極，氧化為h且與受體(諸如本發(fā)明的受體)反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，由還原遷移離子和與陰極反應(yīng)物任何可能的還反應(yīng)形成的陰極產(chǎn)物可通過非電解以和電解技術(shù)而再生。產(chǎn)物可用本發(fā)明方法來再生為陽極起始物質(zhì)以用于反應(yīng)混合物。舉例而言，包含遷移離子的元素的產(chǎn)物可被物理或熱分離和再生且返回陽極。分離可通過熱分解氫化物和蒸發(fā)作為還原遷移離子的金屬來達(dá)成。遷移離子的陰極產(chǎn)物也可經(jīng)分離和與陽極產(chǎn)物反應(yīng)而形成起始反應(yīng)物。陰極反應(yīng)物的氫化物可通過添加氫來再生，或可在分離為形成起始?xì)浠锼匦璧南鄳?yīng)陰極反應(yīng)產(chǎn)物的后在單獨(dú)的反應(yīng)室中形成氫化物。類似地，任何其它陰極起始反應(yīng)物均可通過分離和化學(xué)合成步驟在原位或在單獨(dú)的容器中來再生以形成反應(yīng)物。在ciht電池的一個(gè)實(shí)施方式中，堿金屬陽離子(諸如na+)可為可移動(dòng)離子?？梢苿?dòng)離子可在陰極處還原以形成催化劑或催化劑來源，諸如nah、k、li、sr+或bah。電解質(zhì)可包含β"-氧化鋁或也與相應(yīng)可移動(dòng)離子錯(cuò)合的β氧化鋁。因此，固體電解質(zhì)可包含al2o3與na+、k+、li+、sr2+和ba2+中的至少一種的絡(luò)合物，且也可與h+、ag+或pb2+中的至少一種錯(cuò)合。電解質(zhì)或鹽橋可為離子浸漬玻璃，諸如k+玻璃。在h+作為可移動(dòng)離子的一個(gè)實(shí)施方式中，h+在陰極還原為h以充當(dāng)原子氫來源以便催化為分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)一般實(shí)施方式中，陽極隔室包含堿金屬，固體電解質(zhì)包含相應(yīng)遷移金屬離子與β氧化鋁的絡(luò)合物，且陰極隔室包含氫來源，諸如氫化物或h2。遷移金屬離子可在陰極還原為金屬。金屬或自金屬形成的氫化物可為催化劑或催化劑來源。分?jǐn)?shù)氫通過催化劑與氫反應(yīng)來形成。電池可在提供有利傳導(dǎo)性的溫度范圍內(nèi)操作。適合的操作溫度范圍為250℃至300℃。其它示例性鈉離子傳導(dǎo)性鹽橋?yàn)閚asicon(na3zr2si2po12)和naxwo3。在其它實(shí)施方式中，另一金屬，諸如li或k可置換na。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一種電池組分，諸如鹽橋和陰極和陽極反應(yīng)物包含對(duì)既定物質(zhì)選擇性滲透性的涂層。實(shí)例為對(duì)oh-選擇性滲透性的氧化鋯涂層。反應(yīng)物可包含微粒，其囊封于此種涂層中以使得其與選擇性滲透性物質(zhì)選擇性反應(yīng)。鋰固體電解質(zhì)或鹽橋可為鹵化物穩(wěn)定化的libh4，諸如libh4-lix(x＝鹵離子)、li+浸漬型al2o3(li-β-氧化鋁)、基于li2s的玻璃、li0.29+dla0.57tio3(d＝0至0.14)、la0.51li0.34tio2.94、li9alsio8、li14znge4o16(lisicon)、lixm1-ym'ys4(m＝si、ge且m'＝p、al、zn、ga、sb)(硫基-lisicon)、li2.68po3.73n0.14(lipon)、li5la3ta2o12、li1.3al0.3ti1.7(po4)3、lim2(po4)3、miv＝ge、ti、hf和zr、li1+xti2(po4)3(0≤x≤2)linbo3、硅酸鋰、鋁酸鋰、鋁硅酸鋰、固體聚合物或凝膠、二氧化硅(sio2)、氧化鋁(al2o3)、氧化鋰(li2o)、li3n、li3p、氧化鎵(ga2o3)、氧化磷(p2o5)、氧化硅鋁，和其固溶體和此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它鋰固體電解質(zhì)或鹽橋。鹽橋可包含陰離子傳導(dǎo)性膜和/或陰離子導(dǎo)體。鹽橋可傳導(dǎo)陽離子。鹽橋可由沸石或氧化鋁形成，該沸石或氧化鋁諸如有充滿催化劑陽離子者，該催化劑諸如為鋁酸鈉、鑭系元素硼化物(諸如mb6，其中m為鑭系元素)，或堿土金屬硼化物(諸如mb6，其中m為堿土金屬)。反應(yīng)物或電池組分可為氧化物。氧化物中的電化學(xué)物質(zhì)可為氧化物離子或質(zhì)子。鹽橋可傳導(dǎo)氧化物離子。氧化物導(dǎo)體的典型實(shí)例為氧化釔穩(wěn)定化的氧化鋯(ysz)、摻雜氧化釓的二氧化鈰(cgo)、鎵酸鑭(lanthanumgallate)和鉍銅釩氧化物(諸如bicuvox)。一些鈣鈦礦材料，諸如la1-xsrxcoyo3-d，也顯示混合氧化物和電子傳導(dǎo)性。鹽橋可傳導(dǎo)質(zhì)子。經(jīng)摻雜的鈰酸鋇和鋯酸鋇為良好質(zhì)子導(dǎo)體或質(zhì)子化氧化物離子的導(dǎo)體。h+導(dǎo)體可為srceo3型質(zhì)子導(dǎo)體，諸如鍶鈰釔鈮氧化物。hxwo3為另一適合的質(zhì)子導(dǎo)體。納菲膜(nafion)、類似膜和相關(guān)化合物也為適合的質(zhì)子導(dǎo)體，且可還充當(dāng)陽離子導(dǎo)體，諸如na+或li+導(dǎo)體。質(zhì)子導(dǎo)體可于金屬網(wǎng)(諸如ss)上包含hcl-licl-kcl熔融鹽電解質(zhì)的固體膜，其可充當(dāng)具有有機(jī)電解質(zhì)的電池的質(zhì)子導(dǎo)體鹽橋。陽離子電解質(zhì)可經(jīng)歷與納菲膜的交換以形成相應(yīng)離子導(dǎo)體。質(zhì)子導(dǎo)體可為無水聚合物，諸如基于離子液體的復(fù)合膜，諸如納菲膜和離子液體，諸如三氟甲烷磺酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓和四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓，或包含以下的聚合物：質(zhì)子供體和受體基團(tuán)，諸如具有苯并咪唑部分的基團(tuán)，諸如聚[(1-(4,4'-二苯醚)-5-氧基苯并咪唑)-苯并咪唑]，其也可與納菲膜一起摻合且還經(jīng)諸如無機(jī)電子缺乏型化合物(諸如bn納米粒子)摻雜。在其它實(shí)施方式中，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的許多其它離子中的一種或多種可在固體內(nèi)移動(dòng)，諸如li+、na+、ag+、f-、cl-和n3-。使用任何此類離子的相應(yīng)良好的電解質(zhì)材料為li3n、na-β-al2o3、agi、pbf2和srcl2。摻雜堿金屬鹽的聚氧化乙烯或類似聚合物可充當(dāng)遷移堿金屬離子(諸如li+)的電解質(zhì)/隔板。另外，堿金屬和堿土金屬氫化物、鹵化物和混合物為氫化物離子h-的良導(dǎo)體。適合混合物包含低共熔熔融鹽。鹽橋可包含氫化物且可選擇性傳導(dǎo)氫化物離子。氫化物可極具熱穩(wěn)定性。由于其高熔點(diǎn)和熱分解溫度，因此適合氫化物為鹽水氫化物，諸如鋰、鈣、鍶和鋇的鹽水氫化物，和金屬氫化物，諸如稀土金屬(諸如eu、gd和la)的氫化物。在后一情況下，h或質(zhì)子可擴(kuò)散通過金屬，同時(shí)在表面自h-轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化為h-。鹽橋可為氫化物離子傳導(dǎo)性固體-電解質(zhì)，諸如cacl2-cah2。適合的氫化物離子傳導(dǎo)性固體電解質(zhì)為cacl2-cah2(5至7.5mol％)和cacl2-licl-cah2。li+、na+和k+(分別為催化劑li、nah和k的來源)的適合鹽橋分別為β氧化鋁與li+、na+和k+的絡(luò)合物。li+鹽橋或固體電解質(zhì)可為鹵化物穩(wěn)定化的libh4，諸如libh4-lix(x＝鹵離子)、li+浸漬型al2o3(li-β-氧化鋁)、基于li2s的玻璃、li0.29+dla0.57tio3(d＝0至0.14)、la0.51li0.34tio2.94、li9alsio8、li14znge4o16(lisicon)、lixm1-ym'ys4(m＝si、ge且m'＝p、al、zn、ga、sb)(硫基-lisicon)、li2.68po3.73n0.14(lipon)、li5la3ta2o12、li1.3al0.3ti1.7(po4)3、lim2(po4)3、miv＝ge、ti、hf和zr、li1+xti2(po4)3(0≤x≤2)linbo3、硅酸鋰、鋁酸鋰、鋁硅酸鋰、固體聚合物或凝膠、二氧化硅(sio2)、氧化鋁(al2o3)、氧化鋰(li2o)、li3n、li3p、氧化鎵(ga2o3)、磷氧化物(p2o5)、氧化硅鋁，和其固溶體和此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它li+鹽橋或固體電解質(zhì)。傳導(dǎo)性可用諸如li3po4或li3bo3的li鹽增強(qiáng)。li玻璃也可充當(dāng)li+鹽橋。舉例而言，浸透1mlipf6電解質(zhì)的1:1碳酸二甲酯(dmc)/碳酸乙烯酯(ec)溶液(也稱為lp30)或1mlipf6的1:1碳酸二乙酯(dec)/碳酸乙烯酯(ec)溶液(也稱為lp40)的whatmangf/d硼硅玻璃-纖維薄片可充當(dāng)隔板/電解質(zhì)。鹵化物穩(wěn)定化的libh4甚至在室溫下也可充當(dāng)快li+離子導(dǎo)體。鹵化物可為lif、licl、libr或lii。隔板可為膜，諸如單層或多層聚烯烴或芳族聚酰胺。該膜可在陽極與陰極之間提供屏障且可還使鋰離子可自電池一側(cè)交換至另一側(cè)。適合的膜隔板為聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)或三層(pp/pe/pp)電解膜。特定示例性膜為厚度為25μm且孔隙率為0.37的celgard2400聚丙烯膜(charlotte,nc)。電解質(zhì)可為1mlipf6電解質(zhì)的1:1碳酸二甲酯(dmc)/碳酸乙烯酯(ec)溶液。另一適合的隔板/電解質(zhì)為celgard2300和1mlipf6電解質(zhì)的30:5:35:30v/vec-pc-emc-dec溶劑溶液。其它適合溶劑和電解質(zhì)為鋰螯合型硼酸根陰離子電解質(zhì)，諸如鋰[雙(乙二酸酯基)硼酸鹽]、二氧戊環(huán)、四氫呋喃衍生物、六甲磷酰胺(hmpa)、二甲氧乙烷(dme)、1,4-苯并二噁烷(bdo)、四氫呋喃(thf)和高氯酸鋰的二氧戊環(huán)(諸如1,3-二氧戊環(huán))溶液。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適于操作基于li的陽極的其它溶劑為適合的。此類溶劑范圍介于有機(jī)物(諸如碳酸丙烯酯)至無機(jī)物(諸如亞硫酰氯和二氧化硫)之間且通常具有極性基，諸如羰基、腈基、磺?；兔鸦械闹辽僖环N。溶劑可還包含添加劑以提高溶劑穩(wěn)定性或提高分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)程度和速率中的至少一種。在實(shí)施方式中，有機(jī)碳酸鹽和酯可包含電解質(zhì)溶劑。適合溶劑為碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丁烯酯(bc)、γ-丁內(nèi)酯(γbl)、δ-戊內(nèi)酯(δvl)、n-甲基嗎啉-n-氧化物(nmo)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸乙基甲酯(emc)、乙酸乙酯(ea)、丁酸甲酯(mb)和丁酸乙酯(eb)。在實(shí)施方式中，有機(jī)醚可包含電解質(zhì)溶劑。適合溶劑為二甲氧基甲烷(dmm)、1,2-二甲氧基乙烷(dme)1,2-二乙氧基乙烷(dee)、四氫呋喃(thf)、2-甲基-四氫呋喃(2-me-thf)、1,3-二氧戊環(huán)(1,3-dl)、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)(4-me-1,3-dl)、2-甲基-1,3-二氧戊環(huán)(2-me-1,3-dl)。鋰鹽可構(gòu)成電解質(zhì)溶質(zhì)。適合的溶質(zhì)為四氟硼酸鋰(libf4)、六氟磷酸鋰(lipf6)、六氟砷酸鋰(liasf6)、高氯酸鋰(liclo4)、三氟甲磺酸鋰(li+cf3so3-)、亞胺化鋰(li+[n(so2cf3)2]-)，和雙全氟乙烷磺酰亞胺化鋰(lithiumbeti)(li+[n(so2cf2cf3)2]-)。在實(shí)施方式中，為了整體特性，添加增強(qiáng)效能的添加劑，諸如12-冠-4、15-冠-5、氮雜醚、硼酸鹽(borate)、硼烷和硼酸鹽(boronate)。在實(shí)施方式中，電解質(zhì)可還包含陽極固體電解質(zhì)界面(sei)添加劑，諸如co2、so2、12-冠-4、18-冠-6、兒茶酚碳酸酯(cc)、碳酸乙烯烯酯(vc)、亞硫酸乙烯酯(es)、α-溴-γ-丁內(nèi)酯、氯甲酸甲酯、2-乙酰氧基-4,4-二甲基-4-丁內(nèi)酯、丁二酰亞胺、n-苯甲氧基羰氧基丁二酰亞胺和肉桂酸甲酯。在實(shí)施方式中，電解質(zhì)可還包含陰極表面層添加劑，諸如i-/i2、正丁基二茂鐵、1,1'-二甲基二茂鐵、二茂鐵衍生物，諸如1,2,4-三唑的na鹽、諸如咪唑的na鹽、1,2,5,-三氰基苯(tcb)、四氰基對(duì)醌二甲烷(tcnq)、具有取代基的苯、焦碳酸酯和苯基環(huán)己烷。在實(shí)施方式中，電解質(zhì)可還包含新型非水溶劑，諸如環(huán)狀碳酸酯、γbl、直鏈酯、氟化酯、氟化碳酸酯、氟化胺基甲酸酯、氟化醚、二醇硼酸酯(beg)、砜和磺酰胺。在實(shí)施方式中，電解質(zhì)可還包含新型鋰鹽，諸如芳族硼酸鋰、非芳族硼酸鋰、螯合磷酸鋰、lifap、偶氮化鋰(liazolate)和咪唑化鋰(liimidazolide)。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如分子分?jǐn)?shù)氫的分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物可溶于諸如dmf的溶劑中。示例性電池為[li/包含的溶劑。陰極和陽極可為電導(dǎo)體。導(dǎo)體可為載體且還包含導(dǎo)線以便陰極和陽極中的每一種各自連接至負(fù)載。導(dǎo)線也為導(dǎo)體。適合導(dǎo)體為金屬、碳、碳化物或硼化物。適合金屬為過渡金屬、不銹鋼、貴金屬、內(nèi)過渡金屬(諸如ag)、堿金屬、堿土金屬、al、ga、in、sn、pb和te。電池可還包含陽極或陰極反應(yīng)物的粘合劑。適合的聚合粘合劑包括例如聚(偏二氟乙烯)、共聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(四氟乙烯)、聚(氯乙烯)或聚(乙烯-丙烯-二烯單體)、epdm。電極可為與半電池反應(yīng)物接觸的適合導(dǎo)體，諸如鎳。電池可包含固體、熔融或液體電池。后者可包含溶劑。可控制操作條件以達(dá)成至少一種反應(yīng)物或電池組分的所需狀態(tài)或特性，諸如陰極電池反應(yīng)物、陽極電池反應(yīng)物、鹽橋和電池隔室的所需狀態(tài)或特性。適合狀態(tài)為固體、液體和氣體，且適合特性為離子和電子傳導(dǎo)性、物理特性、可溶混性、擴(kuò)散速率和反應(yīng)性。在一或多種反應(yīng)物維持為熔融狀態(tài)的情況下，隔室溫度可控制在反應(yīng)物熔點(diǎn)以上。熱可來自將氫催化為分?jǐn)?shù)氫的過程。作為選擇，用由燃料電池的內(nèi)電阻或可為烘箱的外部加熱器450所供的熱使氧化劑和/或還原劑反應(yīng)物熔融。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池系由絕緣物包圍，該絕緣物包含雙壁抽空夾套，諸如薄片金屬夾套，其以傳導(dǎo)性和放射性熱損失的絕緣物填充，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知。電池可還包含按需提供啟動(dòng)和維持熱以補(bǔ)充自反應(yīng)(諸如在操作期間發(fā)生的分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)生反應(yīng))內(nèi)部產(chǎn)生的任何熱的熱管理系統(tǒng)。另外，必要時(shí)，系統(tǒng)可包含排熱系統(tǒng)以移除過量熱。排熱系統(tǒng)可包含此項(xiàng)技術(shù)中已知的排熱系統(tǒng)，諸如包含熱交換器和冷卻劑循環(huán)器的排熱系統(tǒng)，其中熱轉(zhuǎn)移可通過強(qiáng)制對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)中的至少一種來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，配置為熱力學(xué)有效的保熱體，諸如為保留熱提供最佳體積與表面積的比的恰當(dāng)柱狀疊堆。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極和陽極隔室中的至少一種的反應(yīng)物由溶劑至少部分溶劑化。適合溶劑為有機(jī)溶劑章節(jié)和無機(jī)溶劑章節(jié)中所揭示者?？扇芙鈮A金屬的適合溶劑為六甲基磷酰胺(op(n(ch3)2)3)、氨、胺、醚、錯(cuò)合溶劑、冠醚和大環(huán)胺醚(cryptand)和溶劑，諸如醚，或酰胺，諸如thf加上冠醚或大環(huán)胺醚。燃料電池可還包含至少一個(gè)氫系統(tǒng)460、461、430和431以便針對(duì)至少一個(gè)隔室測(cè)量、傳遞和控制氫。氫系統(tǒng)可包含泵、至少一個(gè)閥、一個(gè)壓力計(jì)和讀取器和控制系統(tǒng)以便將氫供至陰極和陽極隔室的至少一種。氫系統(tǒng)可將氫自一個(gè)隔室循環(huán)至另一隔室。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫系統(tǒng)將h2氣體自陽極隔室再循環(huán)至陰極隔室。再循環(huán)可為主動(dòng)或被動(dòng)的。在前一情況下，可在操作期間將h2自陽極抽至陰極隔室，且在后一情況下，由于在操作期間根據(jù)反應(yīng)(諸如等式(85-86)的反應(yīng))在陽極隔室中建立壓力，因此h2可自陽極擴(kuò)散或流至陰極隔室。產(chǎn)物可在陰極或陽極隔室中再生?？蓪a(chǎn)物送至再生器，其中本發(fā)明的任何再生化學(xué)均可適用于再生初始反應(yīng)物。經(jīng)歷分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的電池可向經(jīng)歷反應(yīng)物再生者提供熱。至少一個(gè)半電池的反應(yīng)物可包含氫儲(chǔ)存材料(諸如金屬氫化物)、m-n-h系統(tǒng)的物質(zhì)(諸如linh2、li2nh或li3n)和還包含硼或鋁的堿金屬氫化物(分別諸如硼氫化物或鋁氫化物)。其它適合的氫儲(chǔ)存材料為金屬氫化物，諸如堿土金屬氫化物，諸如mgh2；金屬合金氫化物，諸如bareh9、lani5h6、fetih1.7和mgnih4；金屬硼氫化物，諸如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、胺硼烷絡(luò)合物，諸如胺硼烷、氫化硼氨合物、肼-硼烷絡(luò)合物、二硼烷二氨合物、硼氮炔和八氫三硼酸銨或四氫硼酸銨；咪唑鎓離子液體，諸如烷基(芳基)-3-甲基咪唑鎓n-雙(三氟甲烷磺?；?酰亞胺鹽；硼酸鏻；和天然焦(carbonite)物質(zhì)。其它示例性化合物為氨硼烷、堿金屬氨硼烷，諸如鋰氨硼烷；和硼烷烷基胺絡(luò)合物，諸如硼烷二甲胺絡(luò)合物、硼烷三甲胺絡(luò)合物；和胺基硼烷和硼烷胺，諸如胺基二硼烷、n-二甲胺基二硼烷、參(二甲胺基)硼烷、二正丁基硼胺、二甲胺基硼烷、三甲胺基硼烷、氨-三甲基硼烷，和三乙胺基硼烷。其它適合氫儲(chǔ)存材料為含吸收氫的有機(jī)液體，諸如咔唑和衍生物，諸如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'-雙(n-咔唑基)-1,1'-聯(lián)苯。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電池另外包含電解質(zhì)。電解質(zhì)可包含熔融低共熔鹽且可還包含氫化物。鹽可包含與催化劑的陽離子相同的陽離子的一或多種鹵化物，或?yàn)楸瓤捎纱呋瘎┡c鹽的鹵化物(諸如混合物lih+licl/kcl)的反應(yīng)形成的鹵化物化合物更穩(wěn)定的化合物。作為選擇，鹽混合物包含與催化劑金屬相同的堿金屬的混合鹵化物，此系因?yàn)橛么呋瘎浠锏柠u離子-氫離子交換反應(yīng)將不會(huì)產(chǎn)生凈反應(yīng)的故。鹽可為氫化物離子導(dǎo)體。除鹵化物的外，可傳導(dǎo)氫化物離子的其它適合熔融鹽電解質(zhì)為氫氧化物，諸如含kh的koh或含nah的naoh；和有機(jī)金屬系統(tǒng)，諸如含nah的naal(et)4。電池可由金屬(諸如al、不銹鋼、fe、ni、ta)制成，或包含石墨、氮化硼、mgo、氧化鋁或石英坩堝。電解質(zhì)可包含兩種或兩種以上氟化物的低共熔鹽，所述氟化物諸如為堿金屬鹵化物和堿土金屬鹵化物的組中的至少兩種化合物。示例性鹽混合物包括lif-mgf2、naf-mgf2、kf-mgf2和naf-caf2。其它適合溶劑為有機(jī)氯鋁酸鹽熔融鹽和基于金屬硼氫化物和金屬鋁氫化物的系統(tǒng)?？蔀槿廴诨旌衔?諸如熔融低共熔混合物)的其它適合電解質(zhì)系在表4中給出。表4.熔融鹽電解質(zhì)諸如表4中給出的示例性鹽混合物等熔融鹽電解質(zhì)為h-離子導(dǎo)體。在實(shí)施方式中，在本發(fā)明中隱含：將諸如堿金屬氫化物(諸如lih、nah或kh)的h-來源添加至熔融鹽電解質(zhì)中以改良h-離子傳導(dǎo)性。在其它實(shí)施方式中，熔融電解質(zhì)可為堿金屬離子導(dǎo)體或質(zhì)子導(dǎo)體。在其它實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含氫氧化物。催化劑可為可由氫氧化物形成的h2o。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，licl-kcl濃度為約58.5mol％+41.2mol％，熔融溫度為約450℃，且lih濃度為約0.1mol％或0.1mol％以下。在其它實(shí)施方式中，lih濃度可為任何所需摩爾百分比直至約8.5％的飽和極限。在另一示例性實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含lih+lif+kf或naf和視情況選用的載體(諸如tic)。其它適合電解質(zhì)為堿金屬氫化物和堿金屬和堿土金屬硼氫化物的混合物，其中電池反應(yīng)可為金屬交換。適合混合物為以下的低共熔混合物：熔融溫度為約503℃的約43mol％+57mol％的nah-kbh4、熔融溫度為約390℃的約66mol％+34mol％的kh-kbh4、熔融溫度為約395℃的約21mol％+79mol％的nah-nabh4、熔融溫度為約103℃的約53mol％+47mol％的kbh4-libh4、熔融溫度為約213℃的約41.3mol％+58.7mol％的nabh4-libh4，和熔融溫度為約453℃的約31.8mol％+68.2mol％的kbh4-nabh4，其中混合物可還包含堿金屬或堿土金屬氫化物，諸如lih、nah或kh。適合的氫化物濃度為0.001mol％至10mol％。反應(yīng)混合物可包含(1)催化劑或催化劑來源和氫來源，諸如lih、nah、kh、rbh、csh、bah之一和至少一個(gè)h；(2)可充當(dāng)電解質(zhì)的低共熔鹽混合物，其可具有高離子傳導(dǎo)性且可選擇性允許氫化物離子通過，包含li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和ba的組中的至少兩種陽離子和f、cl、br和i的組中的至少一種鹵素；(3)可選擇性導(dǎo)電的載體，諸如碳化物，諸如tic；和(4)視情況選用的還原劑和氫化物交換反應(yīng)物，諸如堿土金屬或堿土金屬氫化物。示例性ciht電池包含(i)還原劑或還原劑來源，諸如元素或化合物，其包含來自以下列表的元素：鋁、銻、鋇、鉍、硼、鎘、鈣、碳(石墨)、鈰、銫、鉻、鈷、銅、鏑、鉺、銪、釓、鎵、鍺、金、鉿、鈥、銦、銥、鐵、鑭、鉛、鋰、鎦、鎂、錳、汞、鉬、釹、鎳、鈮、鋨、鈀、磷、鉑、鉀、鐠、钷、鏷、錸、銠、銣、釕、釤、鈧、硒、硅、銀、鈉、鍶、硫、鉭、鎝、碲、鋱、銩、錫、鈦、鎢、釩、鐿、釔、鋅和鋯；(ii)電解質(zhì)，諸如表4中給出者的一；(iii)氧化劑，諸如表4中給出的化合物；(iv)傳導(dǎo)性電極，諸如金屬、金屬碳化物(諸如tic)、金屬硼化物(諸如tib2和mgb2)、金屬氮化物(諸如氮化鈦)和包含以下列表的元素的彼等元素或材料：鋁、銻、鋇、鉍、硼、鎘、鈣、碳(石墨)、鈰、銫、鉻、鈷、銅、鏑、鉺、銪、釓、鎵、鍺、金、鉿、鈥、銦、銥、鐵、鑭、鉛、鋰、鎦、鎂、錳、汞、鉬、釹、鎳、鈮、鋨、鈀、磷、鉑、鉀、鐠、钷、鏷、錸、銠、銣、釕、釤、鈧、硒、硅、銀、鈉、鍶、硫、鉭、鎝、碲、鋱、銩、錫、鈦、鎢、釩、鐿、釔、鋅和鋯。金屬可來自以下列表：鋁、銻、鋇、鉍、鎘、鈣、鈰、銫、鉻、鈷、銅、鏑、鉺、銪、釓、鎵、鍺、金、鉿、鈥、銦、銥、鐵、鑭、鉛、鋰、鎦、鎂、錳、汞、鉬、釹、鎳、鈮、鋨、鈀、鉑、鉀、鐠、钷、鏷、錸、銠、銣、釕、釤、鈧、硒、硅、銀、鈉、鍶、鉭、鎝、碲、鋱、銩、錫、鈦、鎢、釩、鐿、釔、鋅和鋯；和(v)氫或氫來源，諸如氫化物，諸如堿金屬或堿土金屬氫化物，和催化劑來源或催化劑來源，諸如li、nah、k、rb+、cs、nh和h2o，和至少一個(gè)h。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池還包含用于將反應(yīng)物或電池化學(xué)物質(zhì)再生為使電池恢復(fù)以下狀態(tài)的物質(zhì)和濃度的系統(tǒng)：形成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物和接著形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)以快于再生前的速率出現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，再生系統(tǒng)包含電解系統(tǒng)。電池還包含陽極和陰極的集電體，其中集電體可包含固體箔或網(wǎng)孔材料。陽極半電池的適合的未經(jīng)涂布的集電體材料可選自以下的組：不銹鋼、ni、ni-cr合金、al、ti、cu、pb和pb合金、耐火金屬和貴金屬。陰極半電池的適合的未經(jīng)涂布的集電體材料可選自以下的組：不銹鋼、ni、ni-cr合金、ti、pb氧化物(pbox)和貴金屬。作為選擇，集電體可包含適合金屬箔，諸如al，其具有薄鈍化層，該鈍化層不會(huì)被腐蝕且將保護(hù)上方沉積有其的該箔。可用于任一半電池中的示例性抗腐蝕層為tin、crn、c、cn、nizr、nicr、mo、ti、ta、pt、pd、zr、w、fen和con。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極集電體包含經(jīng)tin、fen、c、cn涂布的al箔。涂層可通過此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何方法來實(shí)現(xiàn)。示例性方法為物理氣相沉積(諸如濺鍍)、化學(xué)氣相沉積、電沉積、噴霧沉積和層壓。h來源可為金屬氫化物，包含陽極反應(yīng)物和陽極反應(yīng)物中的至少一種。氫化物可為電導(dǎo)體。示例性導(dǎo)電氫化物為氫化鈦和氫化鑭。其它適合的氫化物為稀土金屬氫化物，諸如la、ce、eu和gd的氫化物、氫化釔和氫化鋯。顯示高電導(dǎo)率的其它適合的示例性氫化物為以下組中一種或多種：ceh2、dyh2、erh2、gdh2、hoh2、lah2、luh2、ndh2、prh2、sch2、tbh2、tmh2和yh2。其它適合的導(dǎo)電氫化物為tih2、vh、vh1.6、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、crh、crh2、nih、cuh、yh2、yh3、zrh2、nbh、nbh2、pdh0.7、lah2、lah3、tah、鑭系氫化物：mh2(氟石)m＝ce、pr、nb、sm、gd、tb、dy、ho、er、tm、lu；mh3(立方體)m＝ce、pr、nd、yb；mh3(六方)m＝sm、gd、tb、dy、ho、er、tm、lu；錒系元素氫化物：mh2(氟石)m＝th、np、pu、am；mh3(六方)m＝np、pu、am和mh3(立方體，復(fù)雜結(jié)構(gòu))m＝pa、u。半電池反應(yīng)物可還包含任何種類的載體或?qū)щ娸d體，諸如碳化物(諸如tic)、硼化物(諸如tib2或mgb2)、碳或其它載體(諸如ticn)。其它適合的載體為纖維素、碳纖維、納菲膜、陽離子或陰離子交換樹脂、分子篩(諸如4a或13x)或?qū)щ娋酆衔?諸如聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚吡咯、聚乙烯基二茂鐵、聚乙烯基二茂鎳或聚乙烯基二茂鈷)、碳納米管、富勒烯或類似籠形或穴形化合物(諸如沸石)，和可與導(dǎo)體(諸如碳)混合或摻雜導(dǎo)體的pt/納米ti、pt/al2o3、沸石、y沸石、hy沸石和ni-al2o3-sio2。蒸汽或具有一些親水性官能團(tuán)的活性碳也可用作載體。除將胺化合物、亞胺化合物和氮化物添加至電解質(zhì)中外，反應(yīng)物或物質(zhì)的活性也可通過添加如下物質(zhì)來改變：磷化物、硼化物、氧化物、氫氧化物、硅化物、氮化物、砷化物、硒化物、碲化物、銻化物、碳化物、硫化物和氫化物的組中的至少一種化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如li或lih或其它催化劑來源或催化劑(諸如k、kh、na和nah)的物質(zhì)的活性系通過使用包括可鍵結(jié)于物質(zhì)的陰離子的緩沖液來控制。緩沖液可包含相對(duì)離子。相對(duì)離子可為以下的組中的至少一種：鹵離子、氧離子、磷離子、硼離子、氫氧根、硅離子、氮離子、砷離子、硒離子、碲離子、銻離子、碳離子、硫離子、氫離子、碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、硫酸氫根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硝酸根、亞硝酸根、高錳酸根、氯酸根、高氯酸根、亞氯酸根、過亞氯酸根、次氯酸根、溴酸根、過溴酸根、亞溴酸根、過亞溴酸根、碘酸根、過碘酸根、亞碘酸根、過亞碘酸根、鉻酸根、重鉻酸根、碲酸根、硒酸根、砷酸根、硅酸根、硼酸根、氧化鈷、氧化碲和其它氧陰離子，諸如以下的氧陰離子：鹵素、p、b、si、n、as、s、te、sb、c、s、p、mn、cr、co和te。至少一個(gè)ciht半電池隔室可含有相對(duì)離子的化合物，電池可包含鹽橋，且鹽橋可對(duì)相對(duì)離子具有選擇性。電解質(zhì)可另外包含金屬或氫化物，諸如堿金屬或堿土金屬或氫化物。適合的堿土金屬和氫化物分別為mg和mgh2。至少一個(gè)電極可包含載體，諸如tic、yc2、ti3sic2和wc，且半電池可還包含催化劑(諸如k、nah)，或可為來自li+遷移的li、還原劑(諸如mg或ca)、載體(諸如tic、yc2、ti3sic2或wc)、氧化劑(諸如licl、srbr2、srcl2或bacl2)和h來源(諸如氫化物，諸如r-ni、tih2、mgh2、nah、kh或lih)。氫可滲入半電池隔室的壁中以形成催化劑或充當(dāng)h來源。滲透h的來源可來自h-氧化。半電池隔室可用電絕緣隔板分隔和連接。隔板也可充當(dāng)鹽橋的載體。鹽橋可包含熔融鹽，由隔板支撐。隔板可為mgo或bn纖維。后者可作為編織物或無紡氈。在一個(gè)實(shí)施方式中，催化劑或催化劑來源和氫來源(諸如nah或kh)實(shí)質(zhì)上不可溶于鹽橋中?？蓪⒏靼腚姵胤磻?yīng)混合物壓成板片(plaque)并附接至陽極和陰極的集電體。板片可用至少一個(gè)穿孔薄片(諸如金屬板)固定。作為選擇，隔板可滲透過h，其中h-在陰極半電池界面起反應(yīng)而形成h，h穿過隔板且在陽極半電池界面形成h-。通過形成h而輸送h-的適合隔板為耐火堿金屬，諸如v、nb、fe、fe-mo合金、w、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th和稀土金屬以和貴金屬和合金，諸如pd和pd/ag合金。構(gòu)成h膜的金屬可被加上偏壓以提高界面處的h-/h轉(zhuǎn)化活性。活性也可通過使用濃度梯度來提高。反應(yīng)物可包含至少一種也可充當(dāng)氫解離體的載體。載體可包含碳、碳化物或硼化物。適合的碳、碳化物和硼化物為碳黑、tic、ti3sic2、ticn、sic、yc2、tac、mo2c、wc、c、hfc、cr3c2、zrc、vc、nbc、b4c、crb2、zrb2、gdb2、mgb2和tib2。也可充當(dāng)氫解離體的適合載體為pd/c、pt/c、pd/mgo、pd/al2o3、pt/mgo和pt/al2o3。半電池隔室可用也可充當(dāng)鹽橋載體的電絕緣隔板分隔并連接。鹽橋可包含由隔板支撐的熔融鹽。隔板可為mgo或bn纖維。后者可作為編織物或無紡氈。在另一實(shí)施方式中，陽極或陰極半電池包含h或h-來源，諸如氫滲透性陰極；和氫來源，諸如ti(h2)、nb(h2)或v(h2)陰極((h2)表示可滲入電極以接觸電解質(zhì)的氫來源，諸如氫氣)；或氫化物，諸如以下中的至少一種：堿金屬或堿土金屬的氫化物、過渡金屬的氫化物(諸如ti氫化物)、內(nèi)過渡金屬的氫化物(諸如nb、zr或ta的氫化物)、鈀或鉑的氫化物和稀土金屬的氫化物。電池可為間歇電解和放電型中的至少一種。電解陰極和陽極可為ciht電池陽極和陰極，其中自ciht轉(zhuǎn)換成電解電池時(shí)作用顛倒且在電池再生的后復(fù)原。反向電壓可以脈沖形式施加。可在任何頻率范圍內(nèi)、在峰值電壓、峰值動(dòng)力、峰值電流、工作循環(huán)和補(bǔ)償電壓下具有脈沖反向極性和波形。脈沖逆轉(zhuǎn)可為dc，或所施加電壓可交替變化或具有波形。該施加可按所需頻率脈沖式進(jìn)行且波形可具有所需頻率。適合的脈沖頻率系在約1至約1000hz的范圍內(nèi)且工作循環(huán)可為約0.001％至約95％，但可在此范圍內(nèi)兩個(gè)增量的因子的較窄范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池被維持在最佳操作高頻率下以使輸入能量最小化，以便形成h單層，其可在放電階段期間起反應(yīng)而形成分?jǐn)?shù)氫。每電池的峰值電壓可在約0.1v至10v中的至少一種的范圍內(nèi)，但可在此范圍內(nèi)兩個(gè)增量的因子的較窄范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，施加可在每電池約10v至100kv的范圍內(nèi)，但可在此范圍內(nèi)量級(jí)增量的較窄范圍內(nèi)的高壓脈沖。波形頻率可在約0.1hz至約100mhz、約100mhz至10ghz和約10ghz至100ghz中的至少一種的范圍內(nèi)，但可在此范圍內(nèi)量級(jí)增量的較窄范圍內(nèi)。工作循環(huán)可為約0.001％至約95％和約0.1％至約10％的范圍中的至少一種，但可在此范圍內(nèi)量級(jí)增量的較窄范圍內(nèi)。脈沖的峰值功率密度可在約0.001w/cm2至1000w/cm2的范圍內(nèi)，但可在此范圍內(nèi)量級(jí)增量的較窄范圍內(nèi)。脈沖的平均功率密度可在約0.0001w/cm2至100w/cm2的范圍內(nèi)，但可在此范圍內(nèi)量級(jí)增量的較窄范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可增加間歇充電-放電頻率以降低電荷轉(zhuǎn)移電阻。在一個(gè)實(shí)施方式中，在電解期間產(chǎn)生可能短暫存在的反應(yīng)物，此使得在充電與放電的重復(fù)周期的ciht電池放電階段期間形成分?jǐn)?shù)氫和相應(yīng)動(dòng)力。可施加電解動(dòng)力以相對(duì)于輸入能最佳化來自形成分?jǐn)?shù)氫的能量。可調(diào)節(jié)電壓、波形、工作電池、頻率和其它此類參數(shù)的電解條件以提高來自電池的電能增益。在實(shí)施方式中，使半電池反應(yīng)物再生。再生可為分批模式，通過諸如將產(chǎn)物電解為反應(yīng)物的方法或通過使產(chǎn)物熱反應(yīng)成反應(yīng)物來達(dá)成。作為選擇，系統(tǒng)可以分批模式或連續(xù)地自發(fā)再生。形成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的反應(yīng)通過包括在陽極半電池中經(jīng)歷氧化且在陰極半電池中經(jīng)歷還原的相應(yīng)反應(yīng)物的電子和離子流來發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)物的總反應(yīng)在熱力學(xué)上并不有利。舉例而言，其具有正自由能，且反方向的反應(yīng)為自發(fā)的或可通過改變反應(yīng)條件而變得自發(fā)。接著，由分?jǐn)?shù)氫形成中釋放的高能量以可為協(xié)同反應(yīng)的方式驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的正向。因?yàn)樾纬煞謹(jǐn)?shù)氫的反應(yīng)為不可逆的，所以在形成分?jǐn)?shù)氫的后產(chǎn)物可自發(fā)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。或改變一或多種反應(yīng)條件，諸如溫度、氫壓或一或多種反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度，以使電池的初始反應(yīng)物再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氫化物抑制反應(yīng)，且再生系通過使氫化物反應(yīng)形成可自電池排出的分子分?jǐn)?shù)氫來達(dá)成。氫化物可存在于陰極和陽極中的至少一種上和存在于電解質(zhì)中。氫化物反應(yīng)成分子分?jǐn)?shù)氫可通過電解達(dá)成。電解可具有與ciht電池操作相反的極性。電解可形成質(zhì)子或h，其與分?jǐn)?shù)氫氫化物反應(yīng)形成分子分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)可在電解陽極處發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氫化物離子具有高移動(dòng)率，使得其遷移至陽極且與h+或h反應(yīng)形成分子分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，選擇半電池反應(yīng)物，使得氧化還原反應(yīng)中的能量優(yōu)選地匹配h原子與催化劑之間約27.2ev能量轉(zhuǎn)移的整數(shù)倍以提高形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)速率。氧化還原反應(yīng)中的能量可提供活化能以提高形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)電池的動(dòng)力負(fù)載以使經(jīng)由電和離子流偶合的氧化還原反應(yīng)與h原子與催化劑之間約27.2ev能量轉(zhuǎn)移的整數(shù)倍匹配以提高形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)速率。在圖2中所示的雙膜三隔室電池中，鹽橋可在陽極472與陰極473之間的隔室470中包含離子傳導(dǎo)性電解質(zhì)471。電極保持分開且可密封于內(nèi)部容器壁以使容器壁和電極形成電解質(zhì)471的腔室470。使電極與容器電絕緣以使其彼此隔離?？赡苁闺姌O電短路的任何其它導(dǎo)體均必須也與容器電絕緣以避免短路。陽極和陰極可包含對(duì)氫具有高滲透性性的金屬。電極可包含提供較高表面積的幾何形狀，諸如管電極，或其可包含多孔電極。來自陰極隔室474的氫可擴(kuò)散通過陰極且在陰極與鹽橋電解質(zhì)471的界面處經(jīng)歷向h-的還原。h-經(jīng)由電解質(zhì)遷移且在電解質(zhì)-陽極界面處氧化為h。h擴(kuò)散通過陽極且與催化劑在陽極隔室475中反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。h-和催化劑電離在陰極提供還原電流，其攜帶于外部電路476中。h滲透性電極可包含v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、經(jīng)pd涂布的ag、經(jīng)pd涂布的v、經(jīng)pd涂布的ti、稀土金屬、其它耐火金屬，和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它此類金屬。電極可為金屬箔?；瘜W(xué)物質(zhì)可通過加熱在陽極隔室中形成的任何氫化物以將其熱分解來熱再生?？墒箽淞髦粱?qū)⑵涑橹陵帢O隔室中以使初始陰極反應(yīng)物再生。再生反應(yīng)可在陽極和陰極隔室中發(fā)生，或可將一或兩個(gè)隔室中的化學(xué)物質(zhì)輸送至一或多個(gè)反應(yīng)容器中以進(jìn)行再生。在圖2所示的一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)471包含熔融氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物，諸如lioh和naoh中的至少一種，且可還包含另一鹽，諸如堿金屬鹵化物。圖2中所示的電池可包含一個(gè)單元的所述電池的疊堆。相對(duì)于地面的定向可如圖2中所示，其中陽極472在底部上且與地面呈水平。陽極可包含可抵抗氫氧化物腐蝕的氫滲透性材料，諸如ni。陰極473可部分浸沒或浸沒于電解質(zhì)471中。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極可包含在堿中穩(wěn)定且在較低溫度下具有較高滲透速率的金屬或合金，諸如niv、pdag或經(jīng)ni涂布的h滲透性過性金屬(諸如v、nb、ti、不銹鋼(ss)430和ta)，以致可降低電池操作溫度。氫可自歧管經(jīng)由氫供應(yīng)管供應(yīng)給疊堆的各電池。在滲透電極由氫鼓泡或噴射電極置換的一個(gè)實(shí)施方式中，氫供應(yīng)還包含氫歧管且可還包含氫擴(kuò)散器以在電池疊堆的各鼓泡或噴射電極的上理想地均勻分配氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極滲透性過氧來源(諸如o2氣體或空氣)。陰極可包含多孔墊、泡沫、燒結(jié)金屬粉末(可為ni)。惰性間隔物可隔開陰極與陽極。在一個(gè)實(shí)施方式中，al2o3珠?？沙洚?dāng)示例性間隔物，其中在電極之間有一薄電解質(zhì)層。腔室474可包含用于氧來源(諸如o2氣體或空氣)的氣隙。氣隙474可還包含支撐結(jié)構(gòu)以固持安裝于支撐物上的多個(gè)電池的疊堆的緊貼鄰接層。電池可串聯(lián)或并聯(lián)電連接。在另一實(shí)施方式中，疊堆的單元電池的陽極包含具有氫滲透性膜的腔室，該氫滲透性膜包含一個(gè)面向電解質(zhì)的壁，其中腔室具有氫供應(yīng)(諸如通向腔室的氫管線)。單元電池還包含可為可能敞露的高表面積導(dǎo)電材料的相對(duì)陰極以使其滲透性過陰極氣體(諸如空氣)。適合的示例性材料為纖維狀、絲狀或燒結(jié)多孔金屬(諸如鎳墊)。下一單元電池可與陽極腔室的同與前一單元電池的陰極接觸的氫滲透性膜相對(duì)的導(dǎo)電壁疊堆于一起。疊堆可由位于各疊堆末端或散置于疊堆中的加熱器(諸如板)加熱。作為選擇，疊堆可在烘箱中加熱。疊堆可含于絕熱腔室中。在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖3中所示，氫滲透電極和視情況選用的氧電極由雙極板507的組件替換。電池設(shè)計(jì)可基于平面正方形幾何配置，其中電池可疊堆以建立電壓。各電池可形成包含陽極集電體、多孔陽極、電解質(zhì)基質(zhì)、多孔陰極和陰極集電體的重復(fù)單元。一個(gè)電池可由隔板與下一個(gè)隔開，隔板可包含充當(dāng)氣體隔板與串聯(lián)集電體的雙極板。板可具有交叉流動(dòng)氣體配置或內(nèi)部歧管。如圖3中所示，在包含多個(gè)個(gè)體ciht電池的ciht電池疊堆500中，互連件或雙極板507將陽極501與相鄰陰極502隔開。陽極或h2板504可為波紋狀的或包含分配經(jīng)由孔口503供應(yīng)的氫的通道505。具有通道505的板504代替其它實(shí)施方式的氫滲透性膜或間歇電解陰極(放電陽極)。所述孔口可自歧管沿著孔口503接收氫，該氫又由氫來源(諸如槽)供應(yīng)。板504可還理想地均勻分配氫以鼓泡或噴射至發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的有效區(qū)中。雙極板可還包含雙極板的具有與h2板類似的結(jié)構(gòu)的氧板以分配氧氣至氧氣歧管自供應(yīng)處沿氧氣孔口506供應(yīng)氧氣的有效區(qū)中。所述波紋狀或有通道的板可導(dǎo)電，且與有效區(qū)中的陽極和陰極集電體相連并維持電接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，所有互連件或雙極板構(gòu)成允許陽極與陰極氣體相分離的氣體分配網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。濕封可通過延伸壓在兩個(gè)個(gè)體板之間的電解質(zhì)/基質(zhì)(諸如lioh-libr/li2tio3片)形成。該密封可防止反應(yīng)物氣體泄漏。電解質(zhì)可包含本發(fā)明的壓制球粒。形成電解質(zhì)球粒的壓力在約1至500公噸/平方英寸范圍內(nèi)，電解質(zhì)球粒諸如為包含氫氧化物(諸如堿金屬氫氧化物，諸如lioh)和鹵化物(諸如堿金屬鹵化物，諸如libr)和基質(zhì)(諸如mgo)的球粒。疊堆可還包含連接桿，其將壓力板固持在疊堆末端以向電池施加壓力，從而維持電解質(zhì)(諸如球粒電解質(zhì))與電極之間的所需接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，雙極板相對(duì)側(cè)的電極的金屬不同，諸如一側(cè)為ni且另一側(cè)為nio，其中nio可位于兩側(cè)，其中一側(cè)具有較高重量百分比。作為選擇，一側(cè)可為一種金屬，且另一側(cè)可為另一種金屬，諸如ni對(duì)比242合金或mo。不同金屬可交替分布在整個(gè)疊堆中。在另一實(shí)施方式中，雙極板可包含陽極與陰極之間的導(dǎo)電隔板。隔板可包含不同材料，諸如不同于陰極與陽極中的至少一種的金屬。隔板和至少一個(gè)電極可包含雙金屬電極。雙金屬可包含雙金屬結(jié)。雙金屬可包含至少一個(gè)導(dǎo)體(諸如金屬或合金)，其電鍍于至少一個(gè)其它導(dǎo)體(諸如第二金屬或合金)上。雙金屬電極或結(jié)中的至少一種可產(chǎn)生引起分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)速率增加的本質(zhì)電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，雙金屬包含兩種導(dǎo)體，諸如金屬，諸如ni；和氧化物，諸如可還構(gòu)成化合物的金屬氧化物，諸如堿金屬氧化物。適合的示例性堿金屬氧化物為鋰化氧化鎳。該增加可歸因于允許分?jǐn)?shù)氫躍遷的催化劑與h的優(yōu)選能量匹配。在另一實(shí)施方式中，雙極板相對(duì)側(cè)的電解質(zhì)不同。電解質(zhì)差異可包含有至少一種成分不同的不同組成中的至少一種，且電解質(zhì)的相同成分的濃度可不同。舉例而言，電解質(zhì)可在一側(cè)上包含基質(zhì)(諸如mgo)且在另一側(cè)上包含lialo2。作為選擇，電解質(zhì)可在一側(cè)上包含lioh-libr，且在另一側(cè)上包含lioh-licl。另外，一側(cè)可包含一定重量百分比的naoh。在一個(gè)實(shí)施方式中，電極一側(cè)與另一側(cè)之間的差異引起各半電池的電極的化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓不同于各自的電解質(zhì)。在另一實(shí)施方式中，分隔介質(zhì)或間隔物(諸如不導(dǎo)電材料或絕緣體)隔開雙極板的相對(duì)側(cè)，以致電極的接觸電解質(zhì)的側(cè)的化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓不同于接觸分隔介質(zhì)側(cè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓的差異有助于催化氫形成分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，不同電極金屬、雙金屬結(jié)、電解質(zhì)、基質(zhì)和條件(諸如水合作用和溫度)中的至少一種在整個(gè)疊堆中交替存在。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極與陽極為不同材料，諸如不同金屬。陰極相對(duì)于陽極的材料不同可代替對(duì)雙極板雙金屬陽極的需求。在一個(gè)實(shí)施方式中，雙極板區(qū)分陽極和陰極的雙金屬性質(zhì)通過使用不同于陰極的材料(諸如不同金屬)的單層陽極來滿足。適合的示例性陰極包含本發(fā)明的陰極之一。在另一實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極包含含有至少兩種不同材料的多個(gè)層。電極可包含不同材料的層壓件。內(nèi)層可改變與電解質(zhì)接觸或與電解質(zhì)的接觸增加的外層的電極電位。可選擇能抵抗腐蝕的外層。適于外層的穩(wěn)定材料為ni、貴金屬和抗腐蝕合金，諸如本發(fā)明的貴金屬和合金。適于內(nèi)層以改變電極電位的材料為mo和h242和過渡金屬(諸如v、cr、ti、mn、co、cu或zn)、內(nèi)過渡金屬(諸如zr、ag、cd、hf、ta、w)、稀土金屬(諸如la)、或合金(諸如lani5)、或其它金屬或類金屬或合金(諸如al、sn、in和pb)、和其它合金(諸如moco、mocu、momn、moni和mocr)。電極可充當(dāng)陽極或陰極?？沙洚?dāng)陽極的示例性多層、多金屬電極或?qū)訅弘姌O為經(jīng)壓制的ni/mo/ni、經(jīng)壓制的ni/h242/ni和經(jīng)壓制的ni/h242/mo/ni。在一個(gè)實(shí)施方式中，電極可為熔融鹽，諸如氫氧化物與鹵化物鹽的混合物，諸如堿金屬氫氧化物與鹵化物鹽的混合物，諸如本發(fā)明的所述混合物，諸如lioh-libr；或水性電解質(zhì)，諸如氫氧化物或碳酸鹽電解質(zhì)或本發(fā)明的其它類似物。結(jié)構(gòu)、材料和方法可由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的熔融碳酸鹽或堿性燃料電池的結(jié)構(gòu)、材料和方法改變而來。示例性的適合結(jié)構(gòu)、材料和方法如下。隔板或集電體可為ni或cu涂布型不銹鋼，諸如310s/316l。集電體可為穿孔的。雖然涂層為約50微米，但其它厚度也適合，諸如1微米至1毫米。其它示例性的適合材料為鐵基合金，諸如304l、309s、310s、314、316l、347、405、430、446、17-4ph18-18+、18sr、a118-2、a126-1s、a129-4、a1439、glassseal27、ferralium255、ra253ma、nitronic50、20cb3、330、crutemp-25、crutemp-25+la、sanicro-33、310+ce、in800、in840、a-286和鎳；鈷基合金，諸如in600、in601、in671、in690、in706、in718、in825、in925、ma956、ra333、ni200、ni201、ni270、haynes230、haynes625、haynes188、haynes556、nichrome、monel400；和含鋁合金，諸如ge-2541、fecral+hf、haynes214、fecr合金、ijr(406)、85h、kanthalaf和ni3al。雖然適合的涂布方法為包覆，但其它方法也可使用，諸如如用胺基磺酸鹽浴的電解ni電鍍，或無電ni電鍍。至少一個(gè)電極可包含一或多種所述材料，尤其諸如鋼和合金，諸如抗腐蝕合金。陽極可為氫儲(chǔ)存材料，諸如本發(fā)明的氫儲(chǔ)存材料，諸如密鈰合金(mischmetal)，諸如m1:富la密鈰合金，諸如m1ni3.65al0.3mn0.3或m1(nicomncu)5、ni、r-ni、r-ni+約8wt％vulcanxc-72、lani5、cu或ni-al、ni-cr(諸如約10％cr)、ce-ni-cr(諸如約3/90/7wt％)、cu-al或cu-ni-al合金。陽極可摻雜有氧化物，諸如mno、ceo2和lifeo2，或包含所述或其它氧化物。陰極可為nio且可摻雜有l(wèi)ifeo2、li2mno3或licoo2?；|(zhì)可包含惰性材料，諸如陶瓷?；|(zhì)材料可包含化合物，包含可遷移以促進(jìn)離子輸送的物質(zhì)。適合的示例性基質(zhì)材料為氧陰離子化合物，諸如鋁酸鹽、鎢酸鹽、鋯酸鹽、鈦酸鹽和本發(fā)明的其它類似物，諸如硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽和錳酸鹽、氧化物、氮化物、硼化物、硫族化物、硅化物、磷化物和碳化物?；|(zhì)材料可包含金屬、金屬氧化物、非金屬和非金屬氧化物。氧化物可包含以下中的至少一種：堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b和可形成氧化物或氧陰離子的其它元素。基質(zhì)可包含至少一種氧化物，諸如堿性金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b和可形成氧化物的其它元素的氧化物，和一個(gè)氧陰離子，且還包含至少一個(gè)陽離子，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和al、ga、in、sn和pb陽離子。適合的實(shí)例為lialo2、mgo、li2tio3或srtio3。在一個(gè)實(shí)施方式中，基質(zhì)化合物可包含陽極材料氧化物和電解質(zhì)化合物，諸如陽離子和電解質(zhì)氧化物中的至少一種。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含可形成相應(yīng)氧化物(諸如m2o，諸如li2o)的氫氧化物(諸如堿金屬氫氧化物，諸如moh(m＝堿金屬)，諸如lioh)，且電解質(zhì)包含元素、金屬、合金或混合物，諸如可形成相應(yīng)氧化物的mo、ti、zr、si、al、ni、fe、ta、v、b、nb、se、te、w、cr、mn、hf、co和m'(m'＝堿土金屬)(諸如mg)，諸如moo2、tio2、zro2、sio2、al2o3、nio、feo或fe2o3、tao2、ta2o5、vo、vo2、v2o3、v2o5、b2o3、nbo、nbo2、nb2o5、seo2、seo3、teo2、teo3、wo2、wo3、cr3o4、cr2o3、cro2、cro3、mno、mn3o4、mn2o3、mno2、mn2o7、hfo2、co2o3、coo、co3o4、co2o3和mgo，基質(zhì)包含陰極材料氧化物和視情況選用的電解質(zhì)氧化物(諸如li2o)，對(duì)應(yīng)于示例性的適合基質(zhì)li2moo3或li2moo4、li2tio3、li2zro3、li2sio3、lialo2、linio2、lifeo2、litao3、livo3、li2b4o7、li2nbo3、li2seo3、li2seo4、li2teo3、li2teo4、li2wo4、li2cro4、li2cr2o7、li2mno4、li2hfo3、licoo2和m'o(m'＝堿土金屬)(諸如mgo)?；|(zhì)可包含陽極元素或同一族元素的氧化物。舉例而言，就mo陽極而言，同一元素或族的基質(zhì)可為li2moo4、moo2、li2wo4、li2cro4和li2cr2o7。基質(zhì)可提供支撐。基質(zhì)可抑制反應(yīng)性物質(zhì)自放電陰極擴(kuò)散至放電陽極，諸如氧氣或反應(yīng)性氧物質(zhì)，諸如過氧化物或超氧化物離子?；|(zhì)可呈糊狀。在實(shí)施方式中，粒子尺寸可為亞微米，但諸如微米至毫米的其它尺寸也適合。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)基質(zhì)包含介電材料。介電質(zhì)基質(zhì)可容許h催化以在電池放電期間給陽極充相對(duì)于陰極呈負(fù)性的電荷。充電可通過形成離子雙層或通過電離(氧化)電池的物質(zhì)(諸如電解質(zhì)和基質(zhì)中的至少一種)來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，能量來自將h催化形成分?jǐn)?shù)氫的過程。來自h躍遷為分?jǐn)?shù)氫的能量可為連續(xù)的，以使能量釋放以在相應(yīng)陽極電壓下貢獻(xiàn)給充電，或充電可貢獻(xiàn)給陽極電壓。充電可涉及類似于電容器的機(jī)制和涉及至少一個(gè)電池物質(zhì)的電化學(xué)變化機(jī)制(諸如陽極半電池的電解質(zhì)的氧化)中的至少一種。陽極充電引起相應(yīng)陰極充電以完成離子或電子流經(jīng)電解質(zhì)的外部電路。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極半電池反應(yīng)為oh-+2h→h2o+e-+h(1/p)(88)其中第一h與oh-反應(yīng)形成h2o催化劑和e-與在h2o催化下使第二h形成分?jǐn)?shù)氫協(xié)同進(jìn)行。與oh-反應(yīng)的h可來自m-h，其中m為陽極材料，諸如金屬。在一個(gè)實(shí)施方式中，催化劑接受匹配如方程式(68)所給出的所形成h2o分子的勢(shì)能且對(duì)應(yīng)于使得形成h(1/4)的方程式(5)中m＝3的3×27.2ev。以第二h躍遷為分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)所致的電子形式釋放的連續(xù)能量和在自第二h接受后自催化劑釋放的能量可引起陽極充電。充電可包含電解質(zhì)離子電容式充電或電解質(zhì)或電極的至少一種物質(zhì)氧化。因此，形成h2o催化劑的電化學(xué)反應(yīng)和形成分?jǐn)?shù)氫的協(xié)同h催化反應(yīng)中所釋放的能量給經(jīng)由外部電路的電流流動(dòng)提供動(dòng)力。電壓可為氫和氧電池反應(yīng)的電壓，因?yàn)殡娊赓|(zhì)包含h2o和含氫氣、氧氣和水的氧化和還原產(chǎn)物的物質(zhì)。電池反應(yīng)可包含由方程式(171-173)所給的反應(yīng)中的至少一種。經(jīng)由電解質(zhì)以完成電路的離子路徑可包含電解質(zhì)離子，諸如在包含lioh-libr的電解質(zhì)的情況下，li+、oh-、氧化物和過氧化物離子和br-中的至少一種，或基質(zhì)離子。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，基質(zhì)充當(dāng)離子傳導(dǎo)介質(zhì)，其中傳導(dǎo)可通過電荷轉(zhuǎn)移或離子輸送提供。在另一實(shí)施方式中，基質(zhì)包含氧化物、氫氧化物、混合金屬氧化態(tài)、電解質(zhì)離子和其它離子的混合物中的至少一種。離子傳導(dǎo)可通過離子跳躍實(shí)現(xiàn)。輸送可涉及物質(zhì)的電荷轉(zhuǎn)移或離子輸送，該物質(zhì)諸如為陰離子，諸如包含氧和氫中的至少一種的陰離子。適合的物質(zhì)為至少一種選自以下的氧物質(zhì)：o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和和h物質(zhì)和選自以下的氫物質(zhì)：h2、h、h+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh和ooh-。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，輸送的物質(zhì)為在陰極處形成且由示例性物質(zhì)o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、和形成的還原程度較大的狀態(tài)的含氧物質(zhì)，諸如o2-。還原程度較大的物質(zhì)可在陽極處氧化。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)能可通過在放電階段期間使電子流入陽極且自陰極流出而轉(zhuǎn)化為電。此需要在放電期間在陽極處氧化且在陰極處還原。陽極處電解質(zhì)(諸如示例性物質(zhì)oh-和h2o中的至少一種)的直接氧化和陰極處電解質(zhì)(諸如示例性物質(zhì)h2o)的還原分別產(chǎn)生氧氣和氫氣，氧氣和氫氣可在各相應(yīng)電極處分別與電解產(chǎn)物h2和o2反應(yīng)并消耗所述電解產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，攜帶離子的基質(zhì)在電池放電期間降低陽極處分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)能量驅(qū)動(dòng)的氧氣形成和陰極處分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)能量驅(qū)動(dòng)的氫氣形成，此可減少放電階段的可利用反應(yīng)物。在不具有基質(zhì)的一個(gè)實(shí)施方式中，離子導(dǎo)電在電池放電期間可經(jīng)由電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)。輸送的物質(zhì)可至少部分地在電池外部提供。電池可為敞露的，諸如對(duì)大氣敞露。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，至少一種外部氧氣和h2o在陰極處還原，且還原的物質(zhì)(諸如至少一種外部氧氣和h2o的還原產(chǎn)物)在陽極處氧化。輸送可由h催化成分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)所產(chǎn)生的能量驅(qū)動(dòng)?？刂朴赏獠垦趸瘎?諸如外部氧氣和h2o中的至少一種)所致的電流以控制腐蝕，諸如陽極的腐蝕。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極為對(duì)空氣衍生的物質(zhì)(諸如氧氣物質(zhì)，諸如oh-、hooh、ooh-、o-、和)所攜帶的電流為穩(wěn)定的或具抗腐蝕性?？垢g陽極可為本發(fā)明的抗腐蝕陽極。作為選擇，陰極可包含穩(wěn)定的物質(zhì)，諸如氧化物或硫化物，諸如nio或mos。在一個(gè)實(shí)施方式中，維持間歇電解和放電期間每電池的電池電壓超過防止陽極實(shí)質(zhì)上氧化的電位，諸如在ni陽極的情況下，為約0.8v。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池放電期間通過將h催化成分?jǐn)?shù)氫所釋放的能量提供通過諸如形成離子雙層(諸如在電容性充電中)和氧化至少一種電池物質(zhì)中的至少一種的機(jī)制負(fù)性地給陽極充電的能量。間歇充電-放電頻率可足夠高以使雙層中的能量至少部分地消耗于外部電路中。在一個(gè)實(shí)施方式中，高頻率在少于1秒的充電和放電時(shí)間中的至少一種的范圍內(nèi)，但可在約0.1ms至5s范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，放電期間形成的離子雙層減少充電(電解)階段期間的充電能量。來自雙層的能量在充電(電解)階段期間可至少部分地保存在電解產(chǎn)物(諸如h2和o2)形成中。電解質(zhì)可包含或可不包含基質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，基質(zhì)相對(duì)于無基質(zhì)存在下可產(chǎn)生更快充電(電解)時(shí)間，可使得能夠高頻率充電。在一個(gè)實(shí)施方式中，也選擇高頻率以通過降低形成電解反應(yīng)物(諸如氫氣和氧氣)的輸入能量使能量增益最佳化。適合的輸入能量建立原子氫層以反應(yīng)形成催化劑(諸如h2o和分?jǐn)?shù)氫)。通過選擇適合的充電和放電時(shí)間(諸如本發(fā)明范圍內(nèi)的一種)避免會(huì)損失或不涉及催化劑和分?jǐn)?shù)氫中的至少一種形成的過量氣體電解產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)物包含離子載體來源。離子載體可包含硫族化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，硫族化物物質(zhì)(諸如包含硫的物質(zhì))在電池放電期間可攜帶離子電流。s可溶解于電解質(zhì)中。s物質(zhì)(諸如s或sn(n＝整數(shù)))在放電期間可在陰極處還原且在陽極處氧化。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池為封閉的。兩個(gè)電極可皆浸沒于電解質(zhì)中。驅(qū)動(dòng)離子電流和外部電流的動(dòng)力可來自h催化形成分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極(諸如放電陽極)可包含硫來源，諸如合金，諸如mos合金。在一個(gè)實(shí)施方式中，s的摩爾比小于mo的摩爾比。示例性合金為mos(90至99.5wt％，10至0.5wt％)。在一個(gè)實(shí)施方式中，硫來源為硫化物，諸如包含以下中的至少一種的硫化物：堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b、和形成硫化物的其它元素。硫化物可包含硒或碲硫化物，諸如ses2、se4s4和se2s6中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，硫族化物包含硒和碲中的至少一種。硒或碲的來源分別為硒化物或碲化物，諸如包含以下中的至少一種的硒化物或碲化物：堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、和al、ga、in、sn、pb、s、te、se、n、p、as、sb、bi、c、si、ge和b和可形成硒化物或碲化物的其它元素。從熱力學(xué)角度而言，諸如負(fù)離子等物質(zhì)可在陽極處電離，且在放電陰極處還原產(chǎn)生相同物質(zhì)，當(dāng)陽極處的離子或電子溫度大于陰極時(shí)，動(dòng)力消耗于外部電路中。涉及半電池的溫差的非分?jǐn)?shù)氫實(shí)例為電池[na(熱)/base/na(冷)]。lioh-libr鹽中的示例性離子為oh-和br-，可分別氧化成oh和br，且由經(jīng)由外部電路傳遞至陰極的電子還原。作為選擇，包含o和h中的至少一種的物質(zhì)可攜帶離子電流。分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)提供等效于產(chǎn)生傳遞至電路的動(dòng)力的熱的能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，基質(zhì)充當(dāng)隔板以防止陰極和陽極電極或半電池短路。所防止的短路可為熱力學(xué)和電意義上的至少一種?；|(zhì)可隔開半電池反應(yīng)以相對(duì)于陰極增加陽極處分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)的速率、效力或程度，從而驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)由外部回路。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極和陰極半電池反應(yīng)的隔開引起通過催化劑h2o自第二h接收的能量的更佳匹配，其中h2o形成因oh-氧化和與第一h反應(yīng)而發(fā)生，且形成催化劑的氧化反應(yīng)與如方程式(88)所給的第二h形成分?jǐn)?shù)氫的催化反應(yīng)協(xié)同。在一個(gè)實(shí)施方式中，基質(zhì)可結(jié)合h2o，而且充當(dāng)間歇電解反應(yīng)的h2o來源。h2o的結(jié)合和供應(yīng)可處于增加分?jǐn)?shù)氫形成反應(yīng)的速率或程度的能量下。h2o結(jié)合能可引起自h轉(zhuǎn)移至催化劑(諸如h2o)的能量的更佳匹配。包含充當(dāng)介電質(zhì)、隔板或h2o粘合劑和儲(chǔ)集器的中的至少一種的至少一種的基質(zhì)的示例性電解質(zhì)為堿金屬氫氧化物-堿金屬鹵化物混合物(諸如lioh-libr)和可具有任何想要摩爾比的組分的本發(fā)明基質(zhì)材料。堿金屬鹵化物和基質(zhì)材料的wt％可類似。在電池操作溫度(在約75℃至700℃范圍內(nèi))下，包含基質(zhì)的電解質(zhì)可包含固體或半固體。示例性電解質(zhì)為lioh-libr-mgo，其wt％分別在10wt％、45wt％和45wt％范圍內(nèi)，各±1至30wt％。電解質(zhì)可由諸如帶鑄、電泳沉積、熱輥研磨或熱壓的方法制造。雙極板的濕封區(qū)域可包含可包含涂層的鋁或鋁合金。適合的鍍鋁方法為漆涂、熱噴涂、接著可熔合熱處理的真空沉積、和包裹膠結(jié)(packcementation)。不銹鋼的示例性所得擴(kuò)散涂層包含mal-m3al結(jié)構(gòu)(m＝鐵、鎳+5-15mol％鉻)。作為選擇，在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，可以將含鋁合金粉末(諸如fecraly、mal或m3al(m＝ni、fe))進(jìn)行熱噴霧。在一個(gè)實(shí)施方式(諸如氫氣通過滲透或間歇電解提供的實(shí)施方式)中，電池包含基質(zhì)以固持電解質(zhì)?；|(zhì)可包含以電解質(zhì)作芯或使電解質(zhì)粘性更大的化合物，諸如惰性化合物。適合的示例性基質(zhì)材料為以下中的至少一種：石棉、al2o3、mgo、li2zro3、lialo2、li2moo4、li2tio3或srtio3。電解質(zhì)可以糊狀物形式固定。固持電解質(zhì)呈層(諸如薄層)形式的基質(zhì)包含混合基質(zhì)材料和至少一種其它材料和加熱混合物形成基質(zhì)的步驟，其它材料諸如粘合劑、顆粒材料和溶劑，溶劑在加熱至高溫時(shí)基本上完全燃燒。適合的化合物為聚(乙烯醇縮甲醛)(pvfo)和乙醇溶劑和聚乙二醇(peg)?；|(zhì)的孔徑尺寸和密度可隨基質(zhì)材料的顆粒尺寸和與至少一種其它化合物的比率變化而變化。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)添加至基質(zhì)材料中?？煽刂瓶讖匠叽绾兔芏纫韵鄬?duì)于電解質(zhì)表面張力調(diào)整基質(zhì)的毛細(xì)管作用以致電解質(zhì)實(shí)質(zhì)上維持于某一層中而無陰極或陽極的過量溢流?；|(zhì)孔徑尺寸可在約10nm至10mm、約100nm至100μm、或約1μm至10μm范圍內(nèi)?；|(zhì)可包含固體，諸如陶瓷。適合的示例性固體基質(zhì)為mgo、zro2或氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯?；|(zhì)可為可傳導(dǎo)氧化物離子的固體氧化物燃料電池之一，諸如氧化釔穩(wěn)定的二氧化鋯(ysz)(通常8％形成y8sz)、氧化鈧穩(wěn)定的二氧化鋯(scsz)(通常9mol％sc2o3-9scsz)和摻雜釓的二氧化鈰(gdc)?；|(zhì)可包含可傳導(dǎo)氧化物離子的鹽橋。氧化物導(dǎo)體的典型實(shí)例為氧化釔穩(wěn)定的二氧化鋯(ysz)、摻雜氧化釓的二氧化鈰(cgo)、沒食子酸鑭和鉍銅釩氧化物(諸如bicuvox)。一些鈣鈦礦材料，諸如la1-xsrxcoyo3-d，也展示混合氧化物和電子傳導(dǎo)性?；|(zhì)可注有電解質(zhì)，諸如低共熔鹽電解質(zhì)，諸如氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物，且可還包含堿金屬鹵化物。適合的示例性電解質(zhì)為可注入mgo固體基質(zhì)中的lioh-libr。固體基質(zhì)可還包含顆?；|(zhì)(諸如mgo粒子)或本發(fā)明的其它基質(zhì)化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極包含間歇電解電極或氫噴射或鼓泡電極，諸如多孔電極，諸如ni墊電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，電極和電解質(zhì)中的至少一種抗電解質(zhì)溢流。電解質(zhì)可包含基質(zhì)以穩(wěn)定電解質(zhì)。陽極可為具有大孔徑尺寸且具有低于以電解質(zhì)為芯的閾值的毛細(xì)管力的墊，其中電解質(zhì)可包含基質(zhì)材料，諸如mgo或li2tio3。電極可周期性地清洗以移除溢流電解質(zhì)?？筛淖儾僮鳁l件以防止溢流。舉例而言，可調(diào)整溫度以改變電解質(zhì)粘度、表面張力和毛細(xì)管作用以防止電極溢流?？筛淖兛稍傺h(huán)的氫氣流以防止電極溢流。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極半電池反應(yīng)物包含h來源。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬離子(諸如堿金屬離子)遷移至陰極隔室且可與陰極隔室的氫化物經(jīng)歷氫化物交換反應(yīng)。陽極反應(yīng)物包含li來源的示例性常規(guī)電池總反應(yīng)可由以下表示：其中m表示選自能夠形成氫化物的金屬或半金屬的單一元素或若干元素(呈混合物、金屬互化物或合金形式)。此類氫化物也可經(jīng)指定為「m氫化物」(其是指吸附(例如化學(xué)組合)氫原子的元素m)的化合物置換。m氫化物可表示下文mhm，其中m為由m吸附或組合的h原子數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫化物mnhm或mhm的每個(gè)h的自由生成焓高于、等于或小于諸如lih的催化劑的氫化物的自由生成焓。作為選擇，至少一個(gè)h可充當(dāng)催化劑。在實(shí)施方式中，示例性氫化物金屬或半金屬包含堿金屬(na、k、rb、cs)、堿土金屬(mg、ca、ba、sr)、第iiia族元素(諸如b、al、ga、sb)、第iva族元素(諸如c、si、ge、sn)和第va族元素(諸如n、p、as)。其它實(shí)例為過渡金屬合金和金屬間化合物abn，其中a表示一或多種能夠形成穩(wěn)定氫化物的元素且b為形成不穩(wěn)定氫化物的元素。在表5中給出金屬間化合物的實(shí)例。表5.形成氫化物的元素和組合。其它實(shí)例為金屬間化合物，其中位點(diǎn)a和/或位點(diǎn)b的部分取代有另一元素。舉例而言，若m表示lani5，則金屬間合金可由lani5-xax表示，其中a為例如al、cu、fe、mn和/或co，且la可經(jīng)以下取代：密鈰合金、含有30％至70％鈰、釹和極少量來自相同系列的元素的稀土金屬混合物，剩余物為鑭。在其它實(shí)施方式中，鋰可經(jīng)其它催化劑或催化劑來源(諸如na、k、rb、cs、ca)和至少一個(gè)h置換。在實(shí)施方式中，陽極可包含合金，諸如li3mg、k3mg、na3mg，其形成諸如mmgh3(m＝堿金屬)的混合氫化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用包含如圖4中所示的三個(gè)半電池的ciht電池實(shí)現(xiàn)再生。一次陽極600和陰極601半電池包含基本電池，其包含標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)物，分別諸如li來源和coo(oh)，由隔板602和有機(jī)電解質(zhì)分隔。各自分別具有其相應(yīng)電極603和604。在閉合開關(guān)606后，放電基本電池的動(dòng)力耗散在負(fù)載605中。另外，第三或再生半電池607與一次陰極半電池601交界，且包含質(zhì)子來源。一次陰極和再生半電池由質(zhì)子導(dǎo)體608分隔。再生半電池具有其電極609。在基本電池再充電期間，動(dòng)力由來源610，在開關(guān)611閉合和開關(guān)606打開下提供。再生半電池607充當(dāng)二次陽極，且一次陽極600充當(dāng)二次陰極。質(zhì)子通過氧化h來形成且自再生電池607遷移至一次陰極601。由h+離子將li+離子自licoo2中置換出，形成coo(oh)或hcoo2，同時(shí)li+離子遷移至二次陰極600且還原成li。在一個(gè)三腔室電池實(shí)施方式中，再充電陽極可包含質(zhì)子來源(諸如pt/c(h2))和質(zhì)子導(dǎo)體。接著再充電電池可為[pt/c(h2)與質(zhì)子導(dǎo)體交界/licoo2/li]。示例性電池為[li來源(諸如li或li合金(諸如li3mg)或lic)/烯烴隔板和有機(jī)電解質(zhì)(諸如celgard和lp40)/coo(oh)或hcoo2/質(zhì)子導(dǎo)體/h+來源(諸如pt(h2)、pt/c(h2))]。在另一實(shí)施方式中，氫供應(yīng)給腔室607，腔室607包含氫解離催化劑(諸如pt/c)和隔膜隔板608(其可為納菲膜)，h原子通過此隔膜隔板擴(kuò)散至腔室601中的陰極產(chǎn)物材料中，同時(shí)電解電壓施加于電極604與603之間。施加于電極604上的正電壓引起li遷移至腔室600中，以在電極603處被還原，同時(shí)h在電解期間并入陰極材料中。在另一實(shí)施方式中，隔板608與池體電隔離，且包含電極609。腔室607包含h來源，諸如氫化物。電極609可氧化諸如氫化物的來源的h-。電導(dǎo)率可通過腔室607中的熔融低共熔鹽h-導(dǎo)體來增強(qiáng)。電解引起h遷移至腔室601中，層夾于氫氧化合物中。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含水性電解質(zhì)。電解質(zhì)可為呈溶液形式的堿金屬鹽，諸如堿金屬硫酸鹽、硫酸氫鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、鹵化物、氫氧化物、過錳酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、亞氯酸鹽、過亞氯酸鹽、次氯酸鹽、溴酸鹽、過溴酸鹽、亞溴酸鹽、過亞溴酸鹽、碘酸鹽、過碘酸鹽、亞碘酸鹽、過亞碘酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、碲酸鹽、硒酸鹽、砷酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽和其它氧陰離子。另一適合的電解質(zhì)為堿金屬硼氫化物，諸如于濃堿中的硼氫化鈉，諸如于約14mnaoh中的約4.4mnabh4。在包含水性或熔融氫氧化物電解質(zhì)的另一實(shí)施方式中，電池包含金屬氫化物電極，諸如本發(fā)明的金屬氫化物電極。適合的示例性氫化物為r-ni、拉尼鈷(r-co)、拉尼銅(r-cu)、過渡金屬氫化物(諸如coh、crh、tih2、feh、mnh、nih、sch、vh、cuh和znh)、金屬間氫化物(諸如lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2)和agh、cdh2、pdh、pth、nbh、tah、zrh2、hfh2、yh2、lah2、ceh2和其它稀土金屬氫化物。適合氫化物的其它示例性金屬或半金屬包含堿金屬(na、k、rb、cs)、堿土金屬(mg、ca、ba、sr)、來自第iiia族的元素(諸如b、al、ga、sb)、來自第iva族的元素(諸如c、si、ge、sn)和來自第va族的元素(諸如n、p、as)和過渡金屬和合金。氫化物可為金屬間化合物。其它實(shí)例為金屬間化合物abn，其中a表示能夠形成穩(wěn)定氫化物的一或多種元素且b為形成不穩(wěn)定氫化物的元素。表5和本發(fā)明的相應(yīng)章節(jié)中給出金屬間化合物的實(shí)例。氫化物可為ab5型(其中a為鑭、鈰、釹、鐠的稀土元素混合物，且b為鎳、鈷、錳和/或鋁)和ab2型(其中a為鈦和/或釩且b為鋯或鎳，經(jīng)鉻、鈷、鐵和/或錳改質(zhì))中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極材料起到可逆地形成金屬氫化物化合物的混合物的作用。示例性化合物為lani5和lani3.6mn0.4al0.3co0.7。金屬氫化物r-ni的一示例性陽極反應(yīng)為r-nihx+oh-→r-nihx-1+h2o+e-(90)在一個(gè)實(shí)施方式中，鎳氫化物可充當(dāng)諸如陽極的半電池反應(yīng)物。其可通過使用經(jīng)氫化的鎳陰極進(jìn)行水性電解來形成。電解質(zhì)可為堿性的，諸如koh或k2co3，且陽極也可為鎳。陰極可包含可與水反應(yīng)的氧化劑，諸如金屬氧化物，諸如羥基氧化鎳(niooh)。一示例性陰極反應(yīng)為nio(oh)+h2o+e-→ni(oh)2+oh-(91)分?jǐn)?shù)氫可通過陽極處所形成的h2o催化劑形成。電池可包含諸如堿金屬氫氧化物(諸如koh)的電解質(zhì)，且可還包含隔板，諸如親水性聚烯烴。示例性電池為[r-ni、拉尼鈷(r-co)、拉尼銅(r-cu)、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、coh、crh、feh、mnh、nih、sch、vh、cuh、znh、agh/聚烯烴koh(水溶液)、naoh(水溶液)或lioh(水溶液)/nio(oh)]。其它適合的氧化劑為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)、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)。其它示例性適合的氫氧化合物為以下的組中的至少一種：羥鉻礦(cro(oh))、水鋁石(alo(oh))、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、針鐵礦(α-fe3+o(oh))、錳榍石(mn3+o(oh))、圭羥鉻礦(cro(oh))、黑鐵釩礦((v,fe)o(oh))、coo(oh)、nio(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)、rho(oh)、ino(oh)、鎵礦(gao(oh))、水錳礦(mn3+o(oh))、釔鎢華-(y)(yw2o6(oh)3)、釔鎢華-(ce)((ce,nd,y)w2o6(oh)3)、未命名物質(zhì)(釔鎢華-(ce)的nd類似物)((nd,ce,la)w2o6(oh)3)、銅碲礦(cu2[(oh)2[teo4]])、碲鉛銅石和副碲鉛銅石一般而言，氧化劑可為mxoyhz，其中x、y和z為整數(shù)且m為金屬，諸如過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬，諸如金屬氫氧化合物。在其它實(shí)施方式中，其它氫化硫族化物或硫族化物可置換氫氧化合物。電池可通過充電或通過化學(xué)處理，諸如將金屬氫化物(諸如r-ni)再氫化而再生。電解質(zhì)可包含濃堿，諸如濃度在約6.5m至飽和的范圍內(nèi)的moh(m＝堿金屬)。正電極中的活性材料可包含氫氧化鎳，其經(jīng)充電形成羥基氧化鎳。作為選擇，其可為另一氫氧化合物、氧化物、氫氧化物或碳(諸如cb、ptc或pdc)或碳化物(諸如tic)、硼化物(諸如tib2)或碳氮化物(諸如ticn)。諸如氫氧化鎳的陰極可具有由氧化鈷和集電體(諸如鎳泡沫骨架)構(gòu)成的導(dǎo)電性網(wǎng)狀物，但或者可為鎳?yán)w維基質(zhì)或可通過燒結(jié)單纖維鎳?yán)w維產(chǎn)生。負(fù)電極中的活性材料可為能夠儲(chǔ)存氫的合金，諸如ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型的一，其中「abx」名稱系指a型元素(laceprnd或tizr)與b型元素(vnicrcomnalsn)的比率。適合的氫化物陽極為用于金屬氫化物電池(諸如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的鎳金屬氫化物電池)中的氫化物陽極。示例性適合的氫化物陽極包含r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2的組的氫化物，和能夠儲(chǔ)存氫的其它合金，諸如ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型的一，其中「abx」名稱系指a型元素(laceprnd或tizr)與b型元素(vnicrcomnalsn)的比率。在其它實(shí)施方式中，氫化物陽極包含以下中的至少一種：mmni5(mm＝密鈰合金)(諸如mmni3.5co0.7al0.8)；ab5型：mmni3.2co1.0mn0.6al0.11mo0.09(mm＝密鈰合金：25wt％la、50wt％ce、7wt％pr、18wt％nd)、la1-yryni5-xmx；ab2型：ti0.51zr0.49v0.70ni1.18cr0.12合金；基于鎂的合金，諸如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，諸如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)。其它適合的氫化物為zrfe2、zr0.5cs0.5fe2、zr0.8sc0.2fe2、yni5、lani5、lani4.5co0.5、(ce、la、nd、pr)ni5、密鈰合金-鎳合金、ti0.98zr0.02v0.43fe0.09cr0.05mn1.5、la2co1ni9、feni和timn2。在任一種情況下，所述材料均可具有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)允許氫儲(chǔ)存合金在電池內(nèi)腐蝕性環(huán)境下操作，其中大部分金屬呈氧化物時(shí)在熱力學(xué)上更穩(wěn)定。適合的金屬氫化物材料具有傳導(dǎo)性，且可應(yīng)用于集電體，諸如由穿孔或展開鎳或鎳泡沫基板制成的集電體或由銅制成的集電體。在實(shí)施方式中，水性溶劑可包含h2o、d2o、t2o或水混合物和同位素混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制溫度，以控制分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)速率，因此控制ciht電池的動(dòng)力。一適合的溫度范圍為約環(huán)境溫度至100℃。通過密封電池，可將溫度維持在約100℃以上，以便產(chǎn)生壓力且抑制沸騰。在一個(gè)實(shí)施方式中，在陽極處，在h或h來源存在下由oh-氧化形成oh催化劑或h2o催化劑。適合的陽極半電池反應(yīng)物為氫化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極可包含氫儲(chǔ)存材料，諸如金屬氫化物，諸如金屬合金氫化物，諸如bareh9、la2co1ni9h6、lani5h6或lani5h(本發(fā)明中，lani5h定義為lani5的氫化物且可包含lani5h6和其它氫化物化學(xué)計(jì)量，且上述情況也適用于本發(fā)明的其它氫化物，其中除所呈現(xiàn)者以外的其它化學(xué)計(jì)量也在本發(fā)明的范疇內(nèi))、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、fetih1.7、tifeh2和mgnih4。在包含lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2陽極或類似陽極和koh或naoh電解質(zhì)的一個(gè)實(shí)施方式中，將lioh添加至電解質(zhì)中，以鈍化任何氧化物涂層，從而促進(jìn)h2的吸收以氫化或再氫化lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2。示例性電池為[bareh9、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、fetih1.7、tifeh2和mgnih4/moh(飽和水溶液)(m＝堿金屬)/碳、pdc、ptc、氫氧化合物、碳化物或硼化物]和[lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2/koh(飽和水溶液)eubr2或eubr3/cb]。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含水性電解質(zhì)，諸如koh(1m至飽和)，和金屬氫化物陽極，諸如lani5h6、mmni3.5co0.7al0.8h6、(land)(nicosi)5h4、timn2和(ti,zr)(v,ni)2中的至少一種，其中電池可還包含固體電解質(zhì)，諸如在陽極處。適合的固體電解質(zhì)為氫氧化四甲基銨五水合物(tmah5)(ch3)4noh.5h2o。陰極可包含氧還原催化劑(諸如碳，諸如蒸汽碳(sc))和氧來源(諸如空氣或o2)。示例性電池為[lani5h6、mmni3.5co0.7al0.8h6、(land)(nicosi)5h4、timn2和(ti,zr)(v,ni)2tmah5中的至少一種/koh(飽和水溶液)/sc+空氣]。電池可在通過用h2使陽極氫化或通過電解放電后再生。作為反應(yīng)物經(jīng)還原反應(yīng)形成oh-或h2o的中間物所形成的oh可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑或催化劑來源(諸如oh或h2o)。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含堿性電解質(zhì)(諸如moh或m2co3水溶液電解質(zhì)，m＝堿金屬)的電池的氧化劑包含諸如以下中的至少一種的氧來源：包含氧的化合物、含氧的導(dǎo)電聚合物、添加至導(dǎo)電基質(zhì)(諸如碳)中的含氧化合物或聚合物、o2、空氣和氧化碳(諸如蒸汽處理碳)。氧的還原反應(yīng)可形成經(jīng)還原的含氧化合物和可包含至少o和可能h的自由基，諸如過氧化氫離子、超氧離子、氫過氧自由基、hooh、hoo-、oh和oh-。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池還包含防止或阻礙氧自陰極遷移至陽極且遷移離子(諸如oh-)滲透性過的隔板。隔板也可阻礙或防止在陽極半電池隔室中形成的氧化物或氫氧化物(諸如和遷移至陰極室。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極包含h來源，諸如氫化物(諸如r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2)或h2氣體與解離體(諸如pt/c)。在包含r-ni的本發(fā)明的此實(shí)施方式和其它實(shí)施方式中，另一拉尼金屬(諸如拉尼鈷(r-co)、拉尼銅(r-cu)和包含可含有其它金屬、金屬氧化物、合金或化合物的活化劑的r-ni的其它形式)可取代r-ni，以包含其它實(shí)施方式。一示例性電池包含金屬氫化物m'hx(m'＝金屬或合金，諸如r-ni或lani5)和氧陰極，諸如陰極(諸如碳陰極)上o2氣體或空氣，或吸附于碳c(o2)x中的氧，碳c(o2)x釋放o2，得到c(o2)x-1。在類似于方程式(94)的一個(gè)實(shí)施方式中，水與氧中的至少一種在陰極還原成oh-、h和h2中的至少一種。相應(yīng)示例性反應(yīng)為陽極m'hx+oh-→m'hx-1+h2o+e-(92)其中oh可作為中間物形成且充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑，或可形成h2o來充當(dāng)催化劑。陰極1/2o2+h2o+2e-→2oh-(93)作為選擇，陰極反應(yīng)可在正電極處僅僅包含水：h2o+e-→1/2h2+oh-(94)進(jìn)行反應(yīng)方程式(94)的陰極可為水還原催化劑，和視情況存在的o2還原(方程式(93))催化劑，諸如負(fù)載型金屬、沸石和可具有導(dǎo)電性的聚合物(諸如聚苯胺、聚噻吩或聚乙炔)，其可與導(dǎo)電性基質(zhì)(諸如碳)混合。適合的h2o還原催化劑在諸如堿性溶液的溶液中有效地將h2o還原成h2。示例性催化劑為以下的組的催化劑：ni、多孔ni、燒結(jié)ni粉、ni-ni(oh)2、r-ni、fe、過渡金屬的金屬間化合物、hf2fe、zr-pt、nb-pd(i)、pd-ta、nb-pd(ii)、ti-pt、納米晶nixmo1-x(x＝0.6、0.85原子百分比)、ni-mo、mm合金(諸如mmni3.6co0.75mn0.42al0.27、ni-fe-mo合金(64:24:12)(wt％)、ni-s合金和ni-s-mn合金)。電解質(zhì)可還包含活化劑，諸如離子活化劑，諸如氯化參(乙二胺)鈷(iii)絡(luò)合物和na2moo4或edta(乙二胺四乙酸)每一種或其與鐵的組合。示例性電池為[m/koh(飽和水溶液)/水還原催化劑和可能o2還原催化劑]；m＝合金或金屬，諸如zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge的合金或金屬；水還原催化劑和可能o2還原催化劑＝pt/ti、pt/al2o3、蒸汽碳、鈣鈦礦、ni、多孔ni、燒結(jié)ni粉、ni-ni(oh)2、r-ni、fe、過渡金屬的金屬間化合物、hf2fe、zr-pt、nb-pd(i)、pd-ta、nb-pd(ii)、ti-pt、納米晶nixmo1-x(x＝0.6、0.85原子百分比)、ni-mo、mm合金(諸如mmni3.6co0.75mn0.42al0.2、ni-fe-mo合金(64:24:12)(wt％)、ni-s合金和ni-s-mn合金)中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極包含諸如氧化物、氫氧化合物、氧氣或空氣的氧來源。來自此來源的氧在陰極于水溶液中還原，形成包含o且可能包含h的負(fù)離子。氧的還原反應(yīng)可形成經(jīng)還原的含氧化合物和可包含至少o和可能h的自由基，諸如過氧化氫離子、超氧離子、氫過氧自由基、hooh、hoo-、oh和oh-。在一個(gè)實(shí)施方式中，此類物質(zhì)或在陽極形成的產(chǎn)物物質(zhì)中的至少一種可包含催化劑。催化劑反應(yīng)可包含ooh-氧化成oh和金屬氧化物，其中ooh-充當(dāng)催化劑來源。金屬m的示例性反應(yīng)為陰極o2+h2o+2e-→ooh-+oh-(95)陽極：m+ooh-→mo+oh+e-(96)mh或moh+ooh-→m或mo+hooh+e-(97)其中ooh-和可能和hooh中的至少一種充當(dāng)催化劑來源(諸如oh或h2o中的至少一種)。ooh-也可充當(dāng)包含形成氧化物的氫氧化物陰極或陽極反應(yīng)物且可能還包含固體電解質(zhì)(諸如base)的電池中的催化劑來源。催化劑可為h2o。一示例性電池為[na/base/naoh]，且涉及超氧化物、過氧化物和氧化物的示例性反應(yīng)為na+2naoh→nao2+2nah→naooh+2na→na2o+naoh+1/2h2(98)2na+2naoh→na2o2+2nah→naooh+2na+nah(99)2naoh→naooh+nah→na2o+h2o(100)在后一反應(yīng)中，h2o可與na反應(yīng)。形成中間物mooh(m＝堿金屬)(諸如naooh，其可反應(yīng)形成na2o和oh)的反應(yīng)可包含供應(yīng)的氫。示例性電池為[ni(h2，諸如在約1至1.5atm的范圍內(nèi))naoh/base/nacl-nicl2或nacl-mncl2或licl-bacl2]和[ni(h2)na2o與naoh中的至少一種/base/nacl-nicl2或nacl-mncl2或licl-bacl2]，其可經(jīng)由諸如以下的反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫來產(chǎn)生動(dòng)力：陰極：2na++2e-+m'x2→2nacl+m'(101)陽極：1/2h2+3naoh→naooh+nah+h2o+na++e-(102)naooh+nah→na2o+h2o(103)na2o+naoh→naooh+2na++2e-(104)其中m'為金屬，x為鹵離子，其它堿金屬可取代na，且nah或ooh-可充當(dāng)催化劑來源，或oh可作為中間物形成且充當(dāng)催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧來源可包含含有結(jié)合至少一種其它元素的o的化合物。適合的氧來源為co2、no2、no、n2o和so2中的至少一種。示例性電池為[ni(h2)/moh-mx/ni+co2、no2、no、n2o或so2](m＝堿金屬，x＝鹵離子)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含或另外包含碳酸鹽，諸如堿金屬碳酸鹽。電解期間，過氧物質(zhì)可形成諸如過氧碳酸或堿金屬過碳酸鹽，其可為充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑來源或催化劑的ooh-、oh或h2o的來源。示例性電池為[zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge/koh(飽和水溶液)+k2co3/碳+空氣]和[zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge/koh(飽和水溶液)+k2co3/ni粉+碳(50/50wt％)+空氣]。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如蒸汽活性碳的基質(zhì)包含氧來源(諸如羧酸酯基)，其與諸如氫氧化物(諸如koh)的電解質(zhì)反應(yīng)，形成相應(yīng)羧酸鹽(諸如k2co3)。舉例而言，來自羧酸酯基的co2可如下反應(yīng)：2koh+co2→k2co3+h2o(105)其中使oh-氧化且使co2還原。此過程可包含形成分?jǐn)?shù)氫的機(jī)制?；钚蕴己桶钚蕴嫉膒tc可以此方式反應(yīng)，形成分?jǐn)?shù)氫。類似地，r-ni與oh-反應(yīng)，形成h2o和al2o3，此包含oh-的氧化且提供直接形成分?jǐn)?shù)氫的機(jī)制。因此，可在碳陰極或r-ni陽極通過直接反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。一個(gè)實(shí)施方式包含具有氫來源(諸如h2氣體)和氧來源(諸如o2氣體或空氣)的燃料電池。h2與o2中的至少一種可通過水電解產(chǎn)生。用于電解的動(dòng)力可由ciht電池供應(yīng)，該ciht電池可由直接自電解電池供應(yīng)給其的氣體驅(qū)動(dòng)。電解可還包含h2與o2的氣體隔板，以提供純化的氣體至陰極與陽極每一種。氫可供應(yīng)給陽極半電池，且氧可供應(yīng)給陰極半電池。陽極可包含h2氧化催化劑且可包含h2解離體，諸如pt/c、ir/c、ru/c、pd/c和本發(fā)明的其它解離體。陰極可包含o2還原催化劑，諸如本發(fā)明的還原催化劑。電池產(chǎn)生可形成可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh的物質(zhì)，且產(chǎn)生的能量(諸如電能)超過由氫與氧反應(yīng)形成水所產(chǎn)生的能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，在陰極處包含o2或空氣還原反應(yīng)的電池包含對(duì)h2放出有抗性的陽極，諸如pb、in、hg、zn、fe、cd或氫化物，諸如lani5h6陽極。陽極金屬m可形成復(fù)合物或離子，諸如其至少部分可溶于電解質(zhì)中，使得陽極反應(yīng)在不受涂層(諸如氧化物涂層)阻礙下進(jìn)行。陽極也可包含其它更具活性的金屬，諸如li、mg或al，其中可使用抑制劑來防止直接與水性電解質(zhì)反應(yīng)，或可使用非水性電解質(zhì)，諸如有機(jī)電解質(zhì)或離子液體。適用于諸如li的陽極的離子液體電解質(zhì)為雙(三氟甲基磺酰基)胺化1-甲基-3-辛基咪唑鎓、雙(五氟乙基磺酰基)胺化1-乙基-3-甲基咪唑鎓和雙(三氟甲基磺?；?胺化1-乙基-3-甲基咪唑鎓。陽極可通過電解在水溶液中再生，其中可添加pb、hg或cd以抑制h2放出。具有高負(fù)電極電位的金屬(諸如al、mg和li)可用作使用非質(zhì)子性有機(jī)電解質(zhì)的陽極。在一個(gè)實(shí)施方式中，o2還原經(jīng)由涉及兩個(gè)電子的過氧化物途徑進(jìn)行。有利于此過氧化物途徑的適合陰極為石墨和大部分其它碳、金、氧化物覆蓋的金屬(諸如鎳或鈷)、一些過渡金屬大環(huán)化合物和過渡金屬氧化物。諸如mno2的氧化錳可充當(dāng)o2還原催化劑。作為選擇，氧可通過4個(gè)電子直接還原成oh-或h2o。此途徑主要在貴金屬(諸如鉑和鉑族金屬)、具有鈣鈦礦或燒綠石型結(jié)構(gòu)的一些過渡金屬氧化物、一些過渡金屬大環(huán)化合物(諸如鐵酞菁和銀)上。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極抗堿性電解質(zhì)腐蝕，堿性電解質(zhì)諸如水性或熔融堿金屬氫氧化物，諸如lioh、naoh或koh。適合的陰極為ni和cu。電極可包含用于氧還原和放出的化合物電極。后者可用于再生。電極可具有能夠還原和放出氧的雙功能，其中通過相應(yīng)單獨(dú)的催化劑層提供活性，或電催化劑可具有雙功能。電極和電池設(shè)計(jì)可為此項(xiàng)技術(shù)中已知用于金屬-空氣電池(fe或zn-空氣電池或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其適當(dāng)修改)的電極和電池設(shè)計(jì)。適合的電極結(jié)構(gòu)包含集電體、可包含碳和粘合劑的氣體擴(kuò)散層、和可為雙功能催化劑的活性層。作為選擇，電極可在集電體一側(cè)包含o2還原層，且在另一側(cè)包含o2放出層。前者可包含與氧來源接觸的外部氣體擴(kuò)散層和與集電體接觸的多孔疏水性催化劑層；而后者可在該層一側(cè)包含與電解質(zhì)接觸的多孔親水性催化劑層且在另一側(cè)包含集電體?？沙洚?dāng)還原來自來源的氧的催化劑的適合鈣鈦礦型氧化物可具有通式abo3，且所述具有取代基的鈣鈦礦可具有通式a1-xa'xb1-yb'yo3。a可為la、nd；a'可為鍶、鋇、鈣；且b可為鎳、鈷、錳、釕。用于在陰極還原氧的其它適合催化劑為鈣鈦礦型催化劑，諸如摻雜金屬氧化物的la0.6ca0.4coo3、mnio2(m＝堿金屬)、mm'o2(m＝堿金屬，m'＝過渡金屬)、la1-xcaxcoo3、la1-xsrxcoo3(0≤x≤0.5)或la0.8sr0.2co1-ybyo3(b＝ni、fe、cu或cr；0≤y≤0.3)、la0.5sr0.5coo3、lanio3、lafexni1-xo3、具有取代基的lacoo3、la1-xcaxmo3、la0.8ca0.2mno3、la1-xa'xco1-yb'yo3(a'＝ca；b'＝mn、fe、co、ni、cu)、la0.6ca0.4co0.8fe0.2o3、la1-xa'xfe1-yb'yo3(a'＝sr、ca、ba、la；b'＝mn)、la0.8sr0.2fe1-ymnyo3和基于mn和一些過渡金屬或類鑭系元素的鈣鈦礦型氧化物；或尖晶石，諸如co3o4或nico2o4；燒綠石，諸如pb2ru2pb1-xo1-y或pb2ru2o6.5；其它氧化物，諸如na0.8pt3o4；有機(jī)金屬化合物，諸如鈷卟啉；或具有co添加劑的熱解大環(huán)化合物。適合的燒綠石型氧化物具有通式a2b2o7或a2b2-xaxo7-y(a＝pb/bi，b＝ru/ir)，諸如pb2ir2o7-y、pbbiru2o7-y、pb2(pbxir2-x)o7-δ和nd3iro7。適合的尖晶石為鎳鈷氧化物、純或摻鋰氧化鈷(co3o4)、mxco3-xo4型輝鈷礦尖晶石((m＝co、ni、mn氧還原)和(m＝co、li、ni、cu、mn氧放出))。氧還原催化劑可為鎳、r-ni、銀、ag-載體(諸如ag-al2o3)、貴金屬(諸如pt、au、ir、rh或ru)、鎳鈷氧化物(諸如nico2o4)和氧化銅鈷(諸如cuco2o4)。氧還原或放出催化劑可還包含導(dǎo)電載體，諸如碳，諸如碳黑、石墨碳、科琴黑(ketjenblack)或石墨化vulcanxc72。示例性電池為[zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge/koh(飽和水溶液)/空氣+碳+o2還原催化劑(諸如鈣鈦礦型催化劑，諸如摻雜金屬氧化物的la0.6ca0.4coo3、la1-xcaxcoo3、la1-xsrxcoo3(0≤x≤0.5)或la0.8sr0.2co1-ybyo3(b＝ni、fe、cu或cr；0≤y≤0.3)；或尖晶石，諸如co3o4或nico2o4；燒綠石，諸如pb2ru2pb1-xo1-y或pb2ru2o6.5；其它氧化物，諸如na0.8pt3o4或具有co添加劑的熱解大環(huán)化合物)]。在另一實(shí)施方式中，陰極包含水還原催化劑。陰極能夠支持h2o與o2中的至少一種還原。陰極可包含高表面積導(dǎo)體，諸如碳，諸如碳黑、活性碳和蒸汽活性碳。陰極可包含針對(duì)o2或h2o中的至少一種還原或h2放出具有低過電位的導(dǎo)體，諸如pt、pd、ir、ru、rh、au或于導(dǎo)電載體(諸如碳或鈦)上的此類金屬，作為以h2o作為陰極半電池反應(yīng)物的陰極。電解質(zhì)可為諸如在約6.1m至飽和范圍內(nèi)的濃堿。示例性電池為[解離體與氫(諸如ptcb、pdc或pt(20％)ru(10％)(h2，約1000托))或金屬氫化物(諸如各種組成的r-ni、r-co、r-cu、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2或表5的氫化物)/堿的水溶液(諸如koh(水溶液))電解質(zhì)(>6.5m至飽和或>11m至飽和)/碳、氧電極(諸如碳上的o2或空氣、c(o2)x或氧化碳(諸如蒸汽活性碳)或cb、ptc、pdc、cb(h2)、ptc(h2)、pdc(h2)、針對(duì)o2或h2o中的至少一種的還原或h2放出具有低過電位的導(dǎo)體(諸如pt、pd、ir、ru、rh、au或于導(dǎo)電載體(諸如碳或鈦)上的此類金屬，作為以h2o和o2作為陰極半電池反應(yīng)物的陰極))]。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰離子可充當(dāng)陰極的氧來源。適合的陰離子為氧陰離子，諸如和諸如的陰離子可形成堿性溶液。一示例性陰極反應(yīng)為陰極反應(yīng)可包含可逆半電池氧化還原反應(yīng)，諸如h2o還原成oh-+h可引起形成分?jǐn)?shù)氫的陰極反應(yīng)，其中h2o充當(dāng)催化劑。示例性電池為具有koh-k2co3電解質(zhì)的[zn、sn、pb、sb/koh(飽和水溶液)+k2co3/cb-sa]。在一個(gè)實(shí)施方式中，co2、so2、po2和其它類似反應(yīng)物可作為氧來源添加至電池中。陽極可包含能夠與氧物質(zhì)(諸如ooh-或oh-)反應(yīng)的金屬。適合的金屬為可為粉末的al、v、zr、ti、mn、se、zn、cr、fe、cd、co、ni、sn、in、pb、cu、sb、bi、au、ir、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、ag、tc、te、tl和w。陽極可包含短的親水性纖維，諸如纖維素纖維，以防止再充電期間稠化。陽極可在放電狀態(tài)形成且通過充電活化。一示例性鋅陽極可包含以下各物的混合物：氧化鋅粉末、纖維素纖維、聚四氟乙烯粘合劑和視情況選用的一些鋅粉和添加劑，諸如氧化鉛(ii)或銻、鉍、鎘、鎵和銦的氧化物，以防止h2放出?；旌衔锟稍谒?丙酮混合物上攪拌，且所得均勻懸浮液可過濾，濾餅壓入集電體(諸如鍍鉛銅網(wǎng))中，并在略微高于100℃的溫度下干燥。具有約50％孔隙率的電極可包裹在多微孔聚合物膜(諸如celgard)中，此膜將電極固持在一起且可充當(dāng)隔板。在其它實(shí)施方式中，陽極可主要使用zn粉來組裝，此避免初始充電步驟。電池可包含串聯(lián)或并聯(lián)連接的電池疊堆，其可具有儲(chǔ)集器以適應(yīng)電解質(zhì)的體積變化。電池可還包含濕度與co2管理系統(tǒng)中的至少一種。金屬電極可夾在氧電極之間，以使表面積加倍。氧可自空氣擴(kuò)散，穿過包含氧擴(kuò)散電極的多孔特氟隆(teflon)層壓空氣電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，來自陰極的電子與氧在氧擴(kuò)散電極的濕潤部分的催化位點(diǎn)反應(yīng)，形成經(jīng)還原的水和氧物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，浸沒陽極，且陰極包含電解質(zhì)潤濕的部分和與o2來源(諸如空氣或o2)直接接觸的部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧氣還原電流通過增加曝露于空氣中的材料來增加，對(duì)于既定電解質(zhì)界面面積，通過增加更多曝露于空氣的陰極表面積。在一個(gè)實(shí)施方式中，浸沒陰極且通過電解提供氧氣。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極大部分浸沒，較小表面積部分曝露于空氣中以便通過電解提供補(bǔ)充，從而最佳化電池形成分?jǐn)?shù)氫的效率，同時(shí)避免過度腐蝕，諸如陽極腐蝕。在一個(gè)實(shí)施方式中，與添加的h2o蒸汽一起向電池提供氧氣和惰性氣體混合物。氧氣可在約1至10摩爾％范圍內(nèi)，h2o在約約31托至93托范圍的范圍內(nèi)。在用h2o供應(yīng)的ciht電池的實(shí)施方式中，h2o蒸汽的壓力范圍為以下至少一種：約0.001托至100atm、約0.001托至0.1托、約0.1托至1托、約1托至10托、約10托至100托、約100托至1000托、和約1000托至100atm。其余為惰性氣體，諸如氮?dú)?。在一個(gè)實(shí)施方式中，o2為約5摩爾％。在一個(gè)實(shí)施方式中，空氣經(jīng)膜或低溫過濾或處理以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法達(dá)成所需氣體比率。在另一實(shí)施方式中，氧還原電極(諸如陰極)可完全浸沒于電解質(zhì)中。來自來源的氧可通過諸如噴射含氧氣體(諸如o2或空氣)的方法或通過間歇電解供應(yīng)。間歇電解電極可為不同材料，諸如不同金屬或不同的本發(fā)明材料，所述不同電極選自金屬、碳化物、硼化物、氮化物和腈的組。在浸沒陰極的一個(gè)實(shí)施方式中，氧由諸如o2分壓通過在電解質(zhì)的上維持高o2壓力而增加的電解質(zhì)的來源提供。高壓可在約0.5atm至200atm或約1atm至10atm的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，選擇電解質(zhì)以具有增加的氧溶解性。作為選擇，選擇陰極材料以使其具有氧親和性。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極部分地浸沒，其中放電陽極的至少一部分表面未浸沒于電解質(zhì)中。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極部分浸沒。各電極與電解質(zhì)接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極僅一部分電極表面積與電解質(zhì)接觸。至少一部分表面積不直接與電解質(zhì)接觸。未接觸表面積可曝露于電池氛圍或電池的另一組件中，諸如隔板，或在電極包含雙極板的某一側(cè)時(shí)，雙極板的對(duì)側(cè)。相對(duì)于完全浸沒或浸沒部分，某一電極部分未浸沒于電解質(zhì)中的情況提供不同化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓。該不同化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓可促進(jìn)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，放電陰極可有至少一部分表面未浸沒于電解質(zhì)中，與電池氛圍或陰極氣體無關(guān)。陰極氣體可為供應(yīng)氣體、氧氣和h2o和電解產(chǎn)生的氧氣中的至少一種。水可包含氫、氘和氚中的至少一種，諸如為h2o、hod、d2o、t2o、dot和hot中的至少一種。陰極氣體可為惰性氣體(諸如n2)或稀有氣體(諸如ar)。在此情況下，氧可來自電解。相對(duì)于浸沒的放電陽極，部分未浸沒陰極提供不同化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓，即使兩者為相同材料。該不同化學(xué)電位、費(fèi)米能級(jí)或電壓促進(jìn)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)。放電陰極部分浸沒所在的電解質(zhì)可包含基質(zhì)，諸如mgo、lialo2、li2tio3、livo3、tio2、ceo2和本發(fā)明的其它基質(zhì)。包含基質(zhì)的電解質(zhì)在電池操作溫度下可為固體或半固體，電池操作溫度可為或高于電解質(zhì)熔點(diǎn)。電解質(zhì)可包含本發(fā)明電解質(zhì)，諸如熔融鹽，諸如堿性鹽或低共熔鹽或混合物，諸如moh-mx(其中m為堿金屬且x為鹵離子)。在氫和氧中的至少一種可至少部分通過間歇電解產(chǎn)生的一個(gè)實(shí)施方式中，氫和氧處于約h2o的化學(xué)計(jì)量比。在實(shí)施方式中，比率為約2份h2比1份o2，在約±300％內(nèi)、在約±100％內(nèi)、在約±50％內(nèi)、在約±25％內(nèi)或在約±10％內(nèi)。其余電池氣體可包含壓力使動(dòng)力最佳化或達(dá)成所需動(dòng)力的水蒸汽，且可還包含惰性氣體，諸如稀有氣體或n2。水蒸汽壓力可維持在約0.01托至10atm范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，水蒸汽壓力維持在約31托至93托范圍內(nèi)。總壓力可為任何所需值，諸如高于或低于大氣壓，諸如約1atm至500atm、約1atm至100atm、或約1amt至10atm。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含至少一個(gè)h2o蒸汽通道或通路以自來源穿透電池疊堆而接觸至少電解質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o經(jīng)由芯結(jié)構(gòu)(諸如熱管的芯結(jié)構(gòu))供應(yīng)至疊堆。芯可包含不導(dǎo)電材料以避免使電極電短路。芯材料可包含氧化物(諸如金屬氧化物)或其它不導(dǎo)電化合物。氧化物或其它化合物可具吸濕性，諸如本發(fā)明的氧化物或化合物。在另一實(shí)施方式中，在壓力下呈氣態(tài)h2o或液態(tài)h2o的h2o可經(jīng)由管道或通道注入電解質(zhì)層中。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)層包含芯或毛細(xì)管結(jié)構(gòu)以輸送h2o穿過疊堆的各電池的電解質(zhì)層。結(jié)構(gòu)可包含包埋于電解質(zhì)中或與電解質(zhì)混合的基質(zhì)，基質(zhì)的孔隙率和孔徑尺寸達(dá)成在層內(nèi)快速輸送以維持h2o濃度處于最佳含量，諸如相當(dāng)于約10至100托范圍內(nèi)的與電解質(zhì)平衡的h2o蒸汽分壓的含量。在一個(gè)實(shí)施方式中，疊堆包含并聯(lián)安置且浸沒于常見電解儲(chǔ)集器中的電極。電極可包含水平或垂直或任何所需定向疊堆的板。電解質(zhì)可包含堿，諸如熔融或水性堿性溶液，諸如koh(水溶液)或熔融lioh-libr；或熔融或水性酸性溶液，諸如水性或熔融酸，諸如h2so4(水溶液)或熔融h3po4。電池可包含h2、o2和h2o中的至少一種的來源。氧氣和水可至少部分來自空氣。氫氣可由氫滲透電極、氫噴射或鼓泡電極、或間歇電解中的至少一種供應(yīng)。電池的陽極(諸如[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣])可包含位于相對(duì)表面(諸如兩個(gè)相對(duì)板)上的滲透膜。氫可由視情況出自通向由兩個(gè)相對(duì)膜表面(諸如板)形成的腔室的共同歧管的管線供應(yīng)。陰極可為可至少部分地曝露在空氣中的多孔材料，諸如多孔鎳，諸如celmet；而陽極可完全浸沒。多個(gè)陽極可垂直浸沒于電解質(zhì)中，且至少一個(gè)陰極可部分地浸沒于電解質(zhì)表面上。陰極可平置于電解質(zhì)表面上定向。各陽極可垂直于至少一個(gè)陰極，其中多個(gè)陽極可并聯(lián)地與共同陰極電連接。作為選擇，陰極和陽極電極可平行且可由惰性隔板(諸如mgo或li2tio3)隔開。共同儲(chǔ)集器可由至少一個(gè)加熱器加熱。包含電解質(zhì)的熔融浴的溫度可由溫度控制器控制。共同電解質(zhì)可由循環(huán)器循環(huán)以維持均一溫度。儲(chǔ)集器可為絕熱的。電池可包含間歇電解電池。氫氣和氧氣可由電解間歇地產(chǎn)生。電池的極性可保持恒定，而電流隨著循環(huán)在充電與放電之間交替間歇地逆轉(zhuǎn)方向。電極可以串聯(lián)或并聯(lián)或其組合電連接。在另一實(shí)施方式中，氧還原電極(諸如陰極)可完全浸沒于電解質(zhì)中。來自來源的氧可通過諸如噴射包含氧氣的氣體(諸如o2或空氣)的方式或通過間歇電解供應(yīng)。間歇電解電極可為不同材料，諸如不同金屬或本發(fā)明的不同材料，所述不同電極選自金屬、碳、碳化物、硼化物、氮化物和腈的組。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬-空氣電池(諸如zn-空氣電池)可包含金屬-空氣燃料電池，其中連續(xù)添加金屬且連續(xù)移除氧化金屬(諸如金屬氧化物或氫氧化物)。通過諸如抽吸、螺鉆、輸送或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知用于移動(dòng)此類材料的其它機(jī)械方法的方式，將新鮮金屬輸送至陽極半電池，且將廢棄氧化金屬自陽極半電池輸送離開。金屬可包含可抽吸的小粒。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫氧化合物可充當(dāng)形成oh-的氧來源。氫氧化合物可形成穩(wěn)定氧化物。示例性陰極反應(yīng)包含以下中的至少一種：氫氧化合物的還原；或氫氧化合物(諸如mnooh、coooh、gaooh和inooh和鑭系元素氫氧化合物(諸如laooh)的組的一)與h2o和o2中的至少一種的還原反應(yīng)，形成相應(yīng)氧化物，諸如la2o3、mn2o3、coo、ga2o3和in2o3。金屬m的示例性反應(yīng)由以下給出陰極：mooh+e-→mo+oh-(108)2mooh+2e-+h2o→m2o3+2oh-+h2(109)2mooh+2e-+1/2o2→m2o3+2oh-(110)作為選擇，氧化物可充當(dāng)形成oh-的氧來源。經(jīng)還原的金屬產(chǎn)物可為金屬呈較低氧化態(tài)的氧化物、氫氧化合物或氫氧化物。涉及金屬m的一示例性陰極反應(yīng)為陰極：ymox+re-+qh2o→myoyx+q-r+roh-+(2q-r)/2h2(111)其中y、x、r和q為整數(shù)。適合的示例性氧化物為mno2、mn2o3、mn3o4、m'o(m'＝過渡金屬)、seo2、teo2、p2o5、so2、co2、n2o、no2、no、sno、pbo、la2o3、ga2o3和in2o3，其中氣體可維持在基質(zhì)中，諸如吸收于碳中。電解質(zhì)可為諸如在約6.1m至飽和范圍內(nèi)的濃堿。示例性電池為[解離體與氫(諸如ptcb、pdc或pt(20％)ru(10％)(h2，約1000托))或金屬氫化物(諸如各種組成的r-ni、r-co、r-cu、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2或表5的氫化物)/堿的水溶液(諸如koh(水溶液))電解質(zhì)(>6.5m至飽和或>11m至飽和)/氫氧化合物或氧化物(諸如mno2、mn2o3、mn3o4、m'o(m'＝過渡金屬)、seo2、teo2、p2o5、so2、co2、n2o、no2、no、sno、pbo、la2o3、ga2o3和in2o3，其中氣體可維持在基質(zhì)中，諸如吸收于碳中，或coooh、mnooh、laooh、gaooh或inooh)]、[m/koh(飽和水溶液)/mox(x＝1或2)(適合金屬m＝zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge)]和[m/koh(飽和水溶液)/m'ooh(適合金屬m＝zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge；m'＝mn、co、la、ga、in)]。作為oh-氧化反應(yīng)的中間物形成的oh可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑或催化劑來源(諸如oh或h2o)。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成氫氧化物或氧化物的金屬可充當(dāng)陽極。作為選擇，氫氧化物起始反應(yīng)物可充當(dāng)陽極。氧化金屬、金屬氧化物和金屬氫氧化物中的至少一種可將oh-氧化成oh，作為形成包含金屬、氧和氫中的至少兩者的化合物(諸如金屬氫氧化物、氧化物或氫氧化合物)的中間物。舉例而言，金屬可氧化形成氫氧化物，氫氧化物可還反應(yīng)形成氧化物。至少一個(gè)氫氧化物h在oh-氧化形成水時(shí)可轉(zhuǎn)移至其。因此，金屬氫氧化物或氫氧化合物可以與氫化物(方程式(92))相同的方式反應(yīng)，形成可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh中間物，或可形成h2o來充當(dāng)催化劑。金屬m的示例性反應(yīng)為陽極：m+oh-→m(oh)+e-(112)隨后m(oh)+oh-→mo+h2o+e-(113)m+2oh-→m(oh)2+2e-(114)隨后m(oh)2→mo+h2o(115)m+2oh-→mo+h2o+2e-(116)其中水產(chǎn)物的oh最初可作為中間物形成且充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑，或可形成h2o來充當(dāng)催化劑。陽極金屬對(duì)與濃堿的直接反應(yīng)可為穩(wěn)定的，或可以緩慢速率反應(yīng)。適合的金屬為過渡金屬、ag、cd、hg、ga、in、sn、pb和包含一或多種此類和其它金屬的合金。陽極可包含粉末狀金屬與電解質(zhì)(諸如堿，諸如moh(m＝堿金屬))的糊狀物。示例性糊狀物陽極反應(yīng)物為zn粉與飽和koh混合或cd粉與koh混合。適用于陽極的正電性金屬為al、v、zr、ti、mn、se、zn、cr、fe、cd、co、ni、sn、in和pb的組中的一種或多種。作為選擇，具有低的水反應(yīng)性的適合金屬為cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w。在其它實(shí)施方式中，陽極可包含氫氧化物或氫氧化合物，諸如此類金屬的氫氧化物或氫氧化合物，諸如co(oh)2、zn(oh)2、sn(oh)2和pb(oh)2。適合的金屬氫氧化物形成氧化物或氫氧化合物。電解質(zhì)可為諸如在約6.1m至飽和范圍內(nèi)的濃堿。示例性電池為[金屬(諸如sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ag、cd、hg、ga、in、sn、pb或具有低的水反應(yīng)性的金屬(諸如cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w的組的一種)或此類金屬與飽和moh的糊狀物)或金屬氫氧化物(諸如co(oh)2、zn(oh)2、sn(oh)2或pb(oh)2)/堿的水溶液(諸如koh(水溶液))電解質(zhì)(>6.5m至飽和或>11m至飽和)/氫氧化合物或氧化物(諸如mno2、mn2o3、mn3o4、m'o(m'＝過渡金屬)、seo2、teo2、p2o5、so2、co2、n2o、no2、no、sno、pbo、la2o3、ga2o3和in2o3，其中氣體可維持在基質(zhì)中，諸如吸收于碳中，或coooh、mnooh、laooh、gaooh或inooh)或碳、氧電極(諸如碳上的o2或空氣、c(o2)x或氧化碳(諸如蒸汽活性碳)或cb、ptc、pdc、cb(h2)、ptc(h2)、pdc(h2)、針對(duì)o2或h2o中的至少一種的還原或h2放出具有低過電位的導(dǎo)體(諸如pt、pd、ir、ru、rh、au或于導(dǎo)電載體(諸如碳或鈦)上的此類金屬，作為以h2o和o2作為陰極半電池反應(yīng)物的陰極))]、[zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb或y的氫氧化物/koh(飽和水溶液)/蒸汽碳]和[zn飽和的moh糊狀物/moh(飽和水溶液)/具有o2的cb、活性碳或蒸汽活性碳]。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極可包含金屬氧化物(諸如氧化物或氫氧化合物)，且陽極可包含金屬或相對(duì)于陰極氧化金屬的還原氧化物。方程式(93)中給出的水還原可涉及氧化物或氫氧化合物的氧。陰極和陽極可包含呈不同氧化或氧化物狀態(tài)的同一金屬。陽極反應(yīng)可由方程式(112-116)的至少一種給出。示例性電池為[m/koh(飽和水溶液)/mooh(m＝過渡金屬、稀土金屬、al、ga或in)]、[m/koh(飽和水溶液)/mo2(m＝se、te或mn)]和[m/koh(飽和水溶液)/mo(m＝zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb或ge)]。氫可添加至至少一個(gè)半電池中，以引發(fā)和傳播水氧化和還原反應(yīng)(例如方程式(93-94)和(123))，所述反應(yīng)維持一些oh或包含o與h中的至少一種的其它催化劑(諸如h2o)。氫來源可為氫化物，諸如r-ni或lani5h6。諸如蒸汽碳的碳也可添加至諸如陰極的電極中，以促進(jìn)水還原成oh-以和oh-氧化成oh和可能h2o。至少一個(gè)電極可包含含有碳的混合物。舉例而言，陰極可包含碳與金屬氧化物的混合物，諸如蒸汽碳與zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb或ge的氧化物的混合物。陽極可包含陰極金屬氧化物的相應(yīng)金屬。其它適用于在陰極還原o2的催化劑為鈣鈦礦型催化劑(諸如摻雜金屬氧化物的la0.6ca0.4coo3、la1-xcaxcoo3、la1-xsrxcoo3(0≤x≤0.5)或la0.8sr0.2co1-ybyo3(b＝ni、fe、cu或cr；0≤y≤0.3))或尖晶石(諸如co3o4或nico2o4)、燒綠石(諸如pb2ru2pb1-xo1-y或pb2ru2o6.5)、其它氧化物(諸如na0.8pt3o4)或具有co添加劑的熱解大環(huán)化合物。氧還原催化劑可還包含導(dǎo)電載體，諸如碳，諸如碳黑或石墨碳。示例性電池為[zn、sn、co、sb、te、w、mo、pb、ge/koh(飽和水溶液)/空氣+碳+o2還原催化劑(諸如鈣鈦礦型催化劑，諸如摻雜金屬氧化物的la0.6ca0.4coo3、la1-xcaxcoo3、la1-xsrxcoo3(0≤x≤0.5)或la0.8sr0.2co1-ybyo3(b＝ni、fe、cu或cr；0≤y≤0.3)；或尖晶石，諸如co3o4或nico2o4；燒綠石，諸如pb2ru2pb1-xo1-y或pb2ru2o6.5；其它氧化物，諸如na0.8pt3o4或具有co添加劑的熱解大環(huán)化合物)]。在另一實(shí)施方式中，陰極包含水還原催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池還包含氧來源，其充當(dāng)反應(yīng)物，直接或間接參與催化劑和還形成分?jǐn)?shù)氫的h來源的形成。電池可包含充當(dāng)陽極的金屬m，使得相應(yīng)金屬離子充當(dāng)遷移離子。適合的示例性金屬為cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w和其金屬合金或其它金屬的合金的組中的至少一種。oh可充當(dāng)根據(jù)表3中給出的反應(yīng)的催化劑，或可形成h2o來充當(dāng)催化劑。除諸如m2+的金屬離子外，一些oh可至少短暫地自oh-形成?？捎蒾h形成的h2o可充當(dāng)催化劑。氧可在陰極還原。水也可參與還原反應(yīng)，形成至少一些可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑或催化劑來源(諸如h2o)的oh。示例性反應(yīng)為陽極：m→m2++2e-(117)m+2oh-→m(oh)2+2e-(118)陰極：m2++2e-+1/2o2→mo(119)m2++2e-+h2o+1/2o2→m2++2oh-→m(oh)2(120)其中一些oh自由基中間物在陽極或陰極形成，以還反應(yīng)以可能通過形成h2o催化劑來形成分?jǐn)?shù)氫。在另一實(shí)施方式中，待與水反應(yīng)的氧來源為氫氧化合物，諸如mnooh或coooh。oh可通過陽極上oh-氧化和陰極上o或o2還原成oh-形成。o可為氫氧化合物的o。能量平衡可促進(jìn)在傳播形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)的條件下oh和h2o中的至少一種的形成。在其它實(shí)施方式中，氧化劑可為氧與另一氧化劑的混合物，該另一氧化劑可為氣體或可為惰性的。適合的示例性混合物為o2與co2、no2、no、n2o、nf3、cf4、so2、sf6、cs2、he、ar、ne、kr和xe中的至少一種混合。堿(諸如moh，m＝堿金屬，諸如koh(水溶液))濃度可在任何所需范圍內(nèi)，諸如在約0.01m至飽和(飽和)、約6.5m至飽和、約7m至飽和、約8m至飽和、約9m至飽和、約10m至飽和、約11m至飽和、約12m至飽和、約13m至飽和、約14m至飽和、約15m至飽和、約16m至飽和、約17m至飽和、約18m至飽和、約19m至飽和、約20m至飽和和約21m至飽和的范圍內(nèi)。單獨(dú)、與堿(諸如moh，m＝堿金屬)組合和以任何組合的其它適合的示例性電解質(zhì)為堿金屬或銨的鹵化物、硝酸鹽、高氯酸鹽、碳酸鹽、na3po4或k3po4和硫酸鹽和nh4x(x＝鹵離子、硝酸根、高氯酸根、磷酸根和硫酸根)。電解質(zhì)可呈任何所需濃度。當(dāng)r-ni用作陽極時(shí)，由于r-ni的堿性組成或al與水或堿反應(yīng)，所以可形成局部高濃度的oh-。al反應(yīng)也可在陽極供應(yīng)氫，還促進(jìn)方程式(92)的反應(yīng)。陽極粉末顆?？删哂斜Ｗo(hù)涂層，以防止此項(xiàng)技術(shù)中已知的金屬堿腐蝕。適合的鋅腐蝕抑制劑和氫放出抑制劑為螯合劑，諸如選自胺基羧酸、聚胺和胺基醇的組的一，其以足以實(shí)現(xiàn)所需抑制的量添加至陽極中。zn腐蝕的抑制也可通過將鋅與多達(dá)10％hg合并和通過將zno溶解于堿性電解質(zhì)中或?qū)n鹽溶解于酸性電解質(zhì)中來實(shí)現(xiàn)。其它適合的材料為有機(jī)化合物，諸如聚乙二醇和美國專利4,377,625(以引用的方式并入本文中)中所揭示的有機(jī)化合物，和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知用于商業(yè)zn-mno2電池的抑制劑。適用于zn和可能的其它金屬的其它示例性抑制劑為如下有機(jī)或無機(jī)抑制劑：諸如界面活性劑的有機(jī)化合物；和含有抑制h2形成的鉛、銻、鉍、鎘和鎵以和相應(yīng)金屬氧化物的化合物；和螯合劑，諸如5％coo+0.1％二乙烯三胺五乙酸、5％sno2+0.1％二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸(edta)或類似螯合劑；抗壞血酸、合成鋰皂石或其它所述氫氧化物離子輸送粘土、界面活性劑和硫酸銦、脂族基硫化物(諸如乙基丁基硫化物、二丁基硫化物和烯丙基甲基硫化物)、錯(cuò)合劑(諸如堿金屬檸檬酸鹽、堿金屬錫酸鹽和氧化鈣)、金屬合金和添加劑(諸如第iii族和第v族金屬)、聚乙二醇、乙烯-聚乙二醇(諸如具有不同分子質(zhì)量的聚乙二醇，諸如peg200或peg600)、氟聚乙二醇(fluoropolietoksyalkohol)、具有環(huán)氧乙烷的醚、聚氧化乙烯烷基磷酸酯酸形式、聚乙烯烷基磷酸酯、乙氧基化聚氟醇和烷基聚氧化乙烯。在其它實(shí)施方式中，用腐蝕抑制劑保護(hù)其它正電性金屬(諸如sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、ag、cd、hg、ga、in、sn和pb)或具有低的水反應(yīng)性的適合金屬(cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可負(fù)載保護(hù)涂層材料以包含選擇用于oh-的鹽橋。包含鹽橋的適合電池為如本發(fā)明中所給出的燃料電池類型。鹽橋可為具有選擇用于oh-的類似基團(tuán)的四級(jí)銨基的膜。作為選擇，其可為選擇用于oh-的氧化物或氫氧化物。用于氫陽極的對(duì)h2滲透性有抗性的商業(yè)隔板為納菲膜350(dupont)。電池可通過電解或通過與氫反應(yīng)和通過本發(fā)明中所給出或此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它化學(xué)處理和分離方法和系統(tǒng)再生。氧化金屬(諸如金屬氧化物)可通過供應(yīng)h2至陽極，在較低電壓下電解再生，其中金屬沉積在陰極。再例如，可移除zn陽極，且用具有化學(xué)再生zn的新筒置換。在包含在放電期間分別形成zno、pbo和sno的zn、pb或sn陽極的一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)物zno、pbo和sno可用碳或co處理，形成鋅、鉛和錫和co2，或用硫酸處理，形成znso4、pbso4、snso4，所述物質(zhì)可電解形成zn、pb和sn和硫酸，可再循環(huán)。在電池包含金屬陽極的初始反應(yīng)物和相應(yīng)氧化金屬(諸如氧化物、氫氧化合物和氫氧化物)的情況下，兩個(gè)電極上的電池產(chǎn)物為氧化金屬。電池可通過電解，或通過移除電極，將包含金屬與氧化金屬化合物的混合物的電極反應(yīng)物組合且將混合物分離成金屬和氧化金屬化合物而再生。一示例性方法為加熱混合物，使得金屬熔融且形成基于密度可分離的層。適合的金屬為pb(mp＝327.5℃)、sb(mp＝630.6℃)、bi(mp＝271.4℃)、cd(mp＝321℃)、hg(mp＝-39℃)、se(mp＝221℃)和sn(mp＝232℃)。在另一實(shí)施方式中，陽極包含磁性金屬，諸如鐵磁性金屬，諸如co或fe，且陰極包含相應(yīng)氧化物，諸如coo和nio。放電后，陰極和陽極可包含金屬與相應(yīng)氧化物的混合物。各半電池的金屬和氧化物可通過磁性分離，因?yàn)榻饘贋殍F磁性的。分離出的金屬可返回陽極，且分離出的金屬氧化物可返回陰極，形成再生電池。在一般反應(yīng)中，oh-氧化成oh，用作形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑，且可自h來源(諸如氫化物(方程式(92))或氫氧化物(方程式(113)))形成h2o，其中h2o可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。氫氧化物提供h的反應(yīng)可為兩個(gè)oh-基團(tuán)在氧化下形成金屬氧化物和h2o的反應(yīng)。金屬氧化物可為與至少一個(gè)oh-基團(tuán)的來源不同或相同的金屬。如方程式(113)所給出，金屬m'可與來自moh(諸如m為堿金屬)的oh-來源反應(yīng)，形成oh和h2o。而方程式(128)為作為oh-來源的金屬m與形成金屬氧化物的金屬反應(yīng)的一實(shí)例。參與機(jī)制與方程式(113)相同的示例性電池[na/base/naoh]的方程式(128)和(61)的反應(yīng)的另一形式為na+2naoh→na2o+oh+nah→na2o+naoh+1/2h2(121)在包含堿性水性電解質(zhì)的電解電池的一個(gè)實(shí)施方式中，形成oh和分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)機(jī)制遵循方程式(92-121)和(128)。舉例而言，電解質(zhì)可包含堿金屬(m)堿，諸如moh或m2co3，其提供oh-和堿金屬離子m+，可形成m2o和作為形成h2o的中間物的oh。舉例而言，遵循方程式(121)的一示例性陰極反應(yīng)為k++e-+2koh→k2o+oh+kh→k2o+koh+1/2h2(122)在水性電解電池的另一實(shí)施方式中，來自陽極的氧與金屬或金屬氫化物在陰極反應(yīng)，形成oh-(方程式(93))，oh-在陽極氧化形成oh。oh也可作為陰極上的中間物形成。oh還反應(yīng)以可能通過形成充當(dāng)催化劑的h2o來形成分?jǐn)?shù)氫。可通過使用碳或碳涂布的金屬陰極促進(jìn)o2和h2o在陰極還原成oh-。碳可自碳酸鹽電解質(zhì)(諸如堿金屬碳酸鹽，諸如k2co3)電鍍。電池可在無外部復(fù)合器下操作，以增加o2濃度，從而提高o2還原速率。在產(chǎn)生oh的電池的其它實(shí)施方式中，在氧化與還原反應(yīng)中的至少一種期間形成的h與o中的至少一種也可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。在具有氫硫族化物離子電解質(zhì)的另一一般反應(yīng)中，陰極反應(yīng)包含進(jìn)行接受電子與接受h步驟中的至少一種的反應(yīng)。陽極反應(yīng)包含進(jìn)行供出電子、供出h和氧化氫硫族化物離子步驟中的至少一種的反應(yīng)。在另一實(shí)施方式中，圖4中所示的電池系統(tǒng)可包含陽極室600、陽極603(諸如zn)、陰極室601、陰極604(諸如碳)和對(duì)遷移離子(諸如電解質(zhì)(諸如6.5m至飽和moh，m＝堿金屬)的oh-)選擇性滲透性過的隔板602(諸如聚烯烴膜)。一適合的膜為celgard3501。電極經(jīng)由開關(guān)606，通過負(fù)載605連接，以對(duì)電池放電，使得諸如zno的氧化物或氫氧化物產(chǎn)物在陽極603形成。包含電極603和604的電池可使用可為另一ciht電池或由第一ciht電池充電的電容器的電解電源供應(yīng)器612再充電。電池可還包含輔助電極，諸如圖4中所示的輔助隔室607中的輔助陽極609。當(dāng)包含陽極603和陰極604的電池適當(dāng)放電時(shí)，包含氧化產(chǎn)物(諸如zno)的電極603可充當(dāng)陰極，且輔助電極609充當(dāng)陽極，以使陽極603電解再生或自發(fā)放電。后一情況下具有堿性電解質(zhì)的適合電極為ni或pt/ti。在后一情況下，適合的氫化物陽極為用于金屬氫化物電池(諸如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的鎳金屬氫化物電池)中的氫化物陽極。示例性適合的輔助電極陽極為本發(fā)明的陽極，諸如金屬(諸如sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ag、cd、hg、ga、in、sn、pb或具有低的水反應(yīng)性的金屬(cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn或w)或此類金屬與飽和moh的糊狀物)、解離體與氫(諸如ptc(h2))或金屬氫化物(諸如r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2和能夠儲(chǔ)存氫的其它合金，諸如ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型的一，其中「abx」名稱系指a型元素(laceprnd或tizr)與b型元素(vnicrcomnalsn)的比率)。在其它實(shí)施方式中，氫化物陽極包含以下中的至少一種：ab5型：mmni3.2co1.0mn0.6al0.11mo0.09(mm＝密鈰合金：25wt％la、50wt％ce、7wt％pr、18wt％nd)；ab2型：ti0.51zr0.49v0.70ni1.18cr0.12合金；基于鎂的合金，諸如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，諸如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)。當(dāng)開關(guān)611閉合且開關(guān)606斷開時(shí)，包含陽極609和陰極603的電池可經(jīng)由負(fù)載613放電。包含電極603和609的電池可使用可為另一ciht電池的電源供應(yīng)器610再充電。作為選擇，在閉合開關(guān)614和斷開開關(guān)611后，可使用可為另一ciht電池的電源616對(duì)包含電極604和609的放電電池再充電。此外，輔助陽極609(諸如氫化物，諸如r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2)可通過電解再充電，或通過原位添加氫或通過移除、氫化和置換而再生。在放電期間形成氧化物或氫氧化物且具有熱力學(xué)上有利的經(jīng)h2還原成金屬的再生反應(yīng)的適合示例性陽極為cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w。此類和其它所述電極可在半電池中在h2下運(yùn)轉(zhuǎn)，分批或連續(xù)再生電極。電極可交替再循環(huán)。舉例而言，放電的金屬氫化物陽極(諸如自lani5h6形成lani5)可用作另一水性電池中的陰極，其中此陰極上水或h+還原成氫將使lani5再氫化成lani5h6，lani5h6又可充當(dāng)陽極。驅(qū)動(dòng)放電和再充電循環(huán)的能源為自氫形成分?jǐn)?shù)氫。本領(lǐng)域技術(shù)人員可交換本發(fā)明的其它陽極、陰極、輔助電極、電解質(zhì)和溶劑，以包含能夠引起至少一個(gè)電極(諸如初始陽極)再生的其它電池。在其它實(shí)施方式中，陽極603與陰極604中的至少一種可包含多個(gè)電極，該多個(gè)電極各自還包含將該多個(gè)電極每一種電連接于電路或與電路斷開的開關(guān)。接著，舉例而言，一陰極或陽極可在放電期間連接，且另一陰極或陽極可在通過電解再充電期間連接。在具有堿性電解質(zhì)(諸如moh(m＝堿金屬)，諸如koh(飽和水溶液))的一示例性實(shí)施方式中，陽極包含金屬(諸如具有低的水反應(yīng)性的適合金屬(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或zn))或氫化物(諸如r-ni或lani5h6)，且陰極包含多個(gè)至少雙電極，諸如在放電期間連接至電路的碳電極和在再充電期間連接的鎳。在另一實(shí)施方式中，電解質(zhì)可在至少一個(gè)半電池中改變，接著電解。舉例而言，飽和moh可經(jīng)稀釋，以使h2在電解陰極放出，接著再次濃縮以用于放電。在另一實(shí)施方式中，溶劑與溶質(zhì)中的至少一種可改變，以允許電池反應(yīng)物再生。電池產(chǎn)物的電解電壓可超過溶劑；接著選擇溶劑改變以允許反應(yīng)物通過電解再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，在放電后諸如金屬或氫化物的陽極可自包含該陽極和陰極的第一電池移除，且通過在具有相對(duì)電極的第二電池中電解再生，且作為再生陽極返回第一電池。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含氫化物陽極的ciht電池還包含對(duì)電池間歇充電和放電的電解系統(tǒng)，使得凈能量平衡增加。示例性電池為放電和充電電流恒定的[lani5h6、r-ni、tav、moco、mosi、mocr、mocu、snv、nizr、mgy、其它金屬氫化物(諸如本發(fā)明的金屬氫化物)、koh(飽和水溶液)或作為oh-/sc或m來源的其它電解質(zhì)](m＝金屬或合金，諸如ni、pt/ti或本發(fā)明的其它金屬或合金)脈沖電解，其中放電時(shí)間為約充電時(shí)間的1.1至100倍且在約10倍內(nèi)放電和充電電流可為相同的。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池間歇充電和放電。在示例性實(shí)施方式中，電池具有金屬陽極或金屬氫化物(mh)陽極，諸如[co/koh(飽和水溶液)/sc]、[zn/koh(飽和水溶液)/sc]、[sn/koh(飽和水溶液)/sc]和[mh/koh(飽和水溶液)/sc]，其中mh可為lani5hx、timn2hx或la2ni9cohx。間歇充電和放電的ciht電池也可包含熔融電解質(zhì)，諸如氫氧化物與鹵化物或其它鹽中的至少一種，且可在陽極還包含h來源，諸如可在電解質(zhì)中的氫化物mh或h2o。適合示例性電池為[mh/m'(oh)n-m”xm/m”']和[m/m'(oh)n-m”xm(h2o)/m]，其中n、m為整數(shù)，m、m'、m”和m”'可為金屬，適合金屬m可為ni，m'和m”可為堿金屬和堿土金屬，且可為過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬和第iii、iv、v和vi族金屬，且適合陰離子x可為氫氧根、鹵離子、硫酸根、硝酸根、碳酸根和磷酸根。在一示例性實(shí)施方式中，ciht電池在諸如1ma的恒定電流下充電2秒，接著諸如在1ma的恒定電流下放電20s。電流和時(shí)間可調(diào)至任何所需值，以實(shí)現(xiàn)最大能量增益。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極包含形成可由氫還原的氧化物或氫氧化物的金屬。氫可在陰極通過諸如水的反應(yīng)(諸如方程式(94)給出的反應(yīng))的反應(yīng)形成。氧化物或氫氧化物也可通過添加氫而還原。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化物或氫氧化物在陽極形成，其中水為氫氧化物來源，且氫還原氫氧化物或氧化物，其中水至少部分為氫來源。分?jǐn)?shù)氫在包含陽極的oh-或金屬氧化、水還原成氫氣、和氫與陽極氧化物或氫氧化物反應(yīng)以使陽極金屬再生的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)期間形成。接著陽極可包含氧化物或氫氧化物可由氫還原的金屬，諸如以下的組的一：過渡金屬、ag、cd、hg、ga、in、sn和pb或來自cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w的組的具有低的水反應(yīng)性的適合金屬。在一個(gè)實(shí)施方式中，過渡金屬zn也可充當(dāng)根據(jù)表1中給出的反應(yīng)的催化劑。電池可通過水電解，加回在形成分?jǐn)?shù)氫時(shí)消耗或自電池?fù)p失的任何氫來再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解脈沖進(jìn)行，使得氫化物(諸如金屬氫化物，諸如鎳氫化物)在產(chǎn)生與電解電壓反向的電壓的電解期間形成，且在不存在外加電壓的占空比的時(shí)間間隔期間電解水。諸如峰值電壓、電流和功率、補(bǔ)償電壓、電流和功率和占空比和頻率的電解參數(shù)最佳化，以增加能量增益。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池產(chǎn)生動(dòng)力和氫氣(方程式(94))，氫氣可作為產(chǎn)物收集。作為選擇，氫氣可再循環(huán)以氫化r-ni，繼續(xù)電池放電，產(chǎn)生電流，其中分?jǐn)?shù)氫的形成為電池電壓、電流、功率和能量中的至少一種作出貢獻(xiàn)。電池也可通過可為另一ciht電池的外部電源再充電，以產(chǎn)生氫氣，置換在形成分?jǐn)?shù)氫時(shí)消耗或自電池?fù)p失的任何氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫化物物質(zhì)可通過原位添加h2或在自陽極室移除后在另一容器中再氫化。在前一種情況下，陽極可密封且用氫氣加壓。作為選擇，電池可用氫氣加壓，其中氫氣優(yōu)先由陽極反應(yīng)物吸收或保留。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池可在操作期間用h2加壓。堿性電解質(zhì)可為氫氧化物水溶液，諸如堿金屬氫氧化物水溶液，諸如koh或naoh。陰極可為氫氧化合物，諸如alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)，或可為高表面積導(dǎo)體，諸如碳(諸如cb、pt/c或pd/c)、碳化物(諸如tic)或硼化物(諸如tib2)。在堿性溶液中，反應(yīng)為陽極h2+2oh-→2h2o+2e-或h2+oh-→h2o+e-+h(1/p)(123)陰極2(coooh+e-+h2o→co(oh)2+oh-)或coooh+2e-+2h2o→co(oh)2+2oh-+h(1/p)(124)示例性電池為[r-ni、h2與pd/c、pt/c、ir/c、rh/c或ru/c或金屬氫化物(諸如過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬氫化物)或合金(諸如ab5或ab2型堿性電池的一)/moh(m為堿金屬，諸如koh(約6m至飽和)，其中該堿可充當(dāng)催化劑或催化劑來源，諸如k或2k+)或其它堿(諸如nh4oh)、oh-導(dǎo)體(諸如堿性水性電解質(zhì))、隔板(諸如具有氫氧化四級(jí)烷基銨和堿性水溶液的隔板)、離子液體或固體oh-導(dǎo)體/mo(oh)(m＝金屬，諸如co、ni、fe、mn、al)，諸如alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)或其它h層夾硫族化物或hy]。在其它實(shí)施方式中，電解質(zhì)可為離子液體或于有機(jī)溶劑中的鹽。電池可通過充電或通過化學(xué)處理再生。在供應(yīng)h2的一燃料電池系統(tǒng)實(shí)施方式中，使h2選擇性或優(yōu)先在陽極反應(yīng)。h2在陽極的反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于陰極。將h2限于陽極半電池或使用使陽極上反應(yīng)優(yōu)先于陰極的材料包含實(shí)現(xiàn)選擇性的兩種方法。電池可包含理論上不透h2的膜或鹽橋。膜或鹽橋可對(duì)oh-輸送具有選擇性。在另一實(shí)施方式中，ph值可較低，諸如中性至酸性。在h2o氧化形成oh，還反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的情況下，電解質(zhì)的濃度可為高的，以提高活性和導(dǎo)電性，從而增加形成oh的反應(yīng)速率，因此增加分?jǐn)?shù)氫，如以下反應(yīng)所給出：陽極h2o→oh+e-+h+→1/2o2+e-+h++h(1/p)(125)mhx+h2o→oh+2e-+2h+→1/2o2+2h++2e-+h(1/p)(126)陰極h++e-→1/2h2或h++e-→h(1/p)(127)通過由方程式(126)給出的競爭反應(yīng)，與o2放出相比，存在陽極反應(yīng)物氫化物(諸如mhx，m為除h以外的元素，諸如金屬)更有利于oh形成。形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)可受氫化物的h可用性限制；因此，可最佳化增加h濃度的條件。舉例而言，可增加溫度或h2可供應(yīng)給氫化物以補(bǔ)充任何消耗的h2。電池中隔板可為特氟隆，且使用高溫。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極或陰極可包含添加劑，諸如載體，諸如碳化物(諸如tic或tac)或碳(諸如pt/c或cb)或無機(jī)化合物或吸氣劑(諸如lan或ki)。示例性電池為[znlan/koh(飽和水溶液)/sc]、[sntac/koh(飽和水溶液)/sc]、[snki/koh(飽和水溶液)/sc]、[pbcb/koh(飽和水溶液)/sc]、[wcb/koh(飽和水溶液)/sc]。在另一實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含堿混合物，諸如在koh中飽和的飽和氫氧化銨。示例性電池為[zn/koh(飽和水溶液)nh4oh(飽和水溶液)/sc]和[co/koh(飽和水溶液)nh4oh(飽和水溶液)/sc]。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極與陽極半電池反應(yīng)中的至少一種形成充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh與h2o中的至少一種。oh可由oh-氧化形成，或oh可由前驅(qū)體(諸如oh、h和o中的至少一種的來源)氧化形成。在后兩種情況下，分別為h與o來源反應(yīng)形成oh，和o與h來源反應(yīng)形成oh。前驅(qū)體可為負(fù)性或中性物質(zhì)或化合物。負(fù)性物質(zhì)可為包含oh、oh-或含有oh或oh-的部分的離子，諸如包含oh-的或包含oh的超氧化物或過氧化物離子。負(fù)性物質(zhì)可為包含h、h-或含有h或h-的部分的離子，諸如包含h-的或包含h的過氧化物離子。負(fù)性物質(zhì)氧化的h產(chǎn)物接著與o來源反應(yīng)，形成oh。在一個(gè)實(shí)施方式中，oh可由h或h來源與可形成作為形成oh的中間物的oh-的氧化物或氫氧化合物反應(yīng)形成。負(fù)性物質(zhì)可為包含除h以外的元素的離子，諸如o、o-、o2-、或包含o、o-、o2-、或的部分，諸如金屬氧化物，諸如包含氧化物離子的或或包含o的過氧化物離子。負(fù)性物質(zhì)氧化的o產(chǎn)物接著與h來源反應(yīng)，形成oh。中性物質(zhì)或化合物可包含oh、oh-或包含oh或oh-的部分，諸如氫氧化物或氫氧化合物，諸如包含oh-的naoh、koh、co(oh)2或coooh或包含oh的h2o、醇或過氧化物。中性物質(zhì)或化合物可包含h、h-或包含h或h-的部分，諸如包含h-的金屬氫化物或包含h的h2o、醇或過氧化物。氧化的h產(chǎn)物接著與o來源反應(yīng)，形成oh和h2o中的至少一種，其中至少一種可充當(dāng)催化劑。中性物質(zhì)或化合物可包含除h以外的元素，諸如o、o-、o2-、或包含o、o-、o2-、或的部分，諸如包含氧化物離子或其來源的金屬氧化物、氫氧化物或氫氧化合物，或包含o的h2o、醇或過氧化物。氧化的o產(chǎn)物接著與h來源反應(yīng)，形成oh和h2o中的至少一種。oh可由oh+還原形成，或oh可由前驅(qū)體(諸如oh、h和o中的至少一種的來源)還原形成。在后兩種情況下，分別為h與o來源反應(yīng)形成oh，和o與h來源反應(yīng)形成oh。前驅(qū)體可為正性或中性物質(zhì)或化合物。正性物質(zhì)可為包含oh或含有oh的部分的離子，諸如包含oh-的或包含oh的過氧化物離子。正性物質(zhì)可為包含h、h+或含有h或h+的部分的離子，諸如包含h+的h3o+或包含h的過氧化物離子。正性物質(zhì)還原的h產(chǎn)物接著與o來源反應(yīng)，形成oh。正性物質(zhì)可為包含除h以外的元素的離子，諸如o、o-、o2-、或包含o、o-、o2-、或的部分，諸如金屬氧化物，諸如包含氧化物離子的alo+，或包含o的過氧化物離子。正性物質(zhì)還原的o產(chǎn)物接著與h來源反應(yīng)，形成oh。中性物質(zhì)或化合物可包含oh或包含oh的部分，諸如h2o、醇或過氧化物。中性物質(zhì)或化合物可包含h、h+或包含h或h+的部分，諸如包含h+的酸式鹽或酸，分別諸如mhso4、mh2po4、m2hpo4(m＝堿金屬)和hx(x＝鹵離子)，或包含h的h2o、醇或過氧化物。還原的h產(chǎn)物接著與o來源反應(yīng)，形成oh。中性物質(zhì)或化合物可包含除h以外的元素，諸如o，或包含o的部分，諸如h2o、醇或過氧化物。還原的o產(chǎn)物接著與h來源反應(yīng)，形成oh。oh可與h或h來源還反應(yīng)以形成可充當(dāng)催化劑的h2o。oh可作為中間物形成，或通過包含氧化或還原化合物或物質(zhì)的協(xié)同或二次化學(xué)反應(yīng)形成。相同情況適用于h2o催化劑。反應(yīng)物可包含oh或oh來源，諸如oh-、o和h中的至少一種。作為oh-形成或消耗中的中間物形成的適合oh來源為金屬氧化物、金屬氫氧化物或氫氧化合物，諸如coooh。本發(fā)明中給出示例性反應(yīng)，其中oh在涉及oh-的反應(yīng)期間短暫地形成，且至少oh和h2o中的一些反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。由二次反應(yīng)形成的oh的實(shí)例包含氫氧化物或氫氧化合物，諸如包含oh-的naoh、koh、co(oh)2或coooh。舉例而言，通過在諸如[na/base/naoh]的電池中還原na+，可形成na，其中na與naoh的反應(yīng)可形成作為短暫中間產(chǎn)物的oh，如下：na++e-→na；na+naoh→na2+oh→na2o+1/2h2(128)在諸如[na/base/naoh]的一個(gè)實(shí)施方式中，na+的輸送速率可通過諸如升高溫度或減小base厚度來降低base電阻的方式達(dá)到最大，以增加na2與h中的至少一種的形成速率。因此，增加oh和h2o中的至少一種的實(shí)際速率，隨的形成分?jǐn)?shù)氫。類似地，通過在諸如[li/celgardlp30/coooh]的電池中還原li+，可形成li，其中l(wèi)i與coooh的反應(yīng)可形成作為短暫中間產(chǎn)物的oh，如下：li++e-→li；3li+2coooh→licoo2+co+li2+2oh→licoo2+co+2lioh(129)作為選擇，在有機(jī)電解電池[li/celgardlp30/coooh]中，機(jī)制可為oh-遷移至陽極，其中oh-氧化成充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑或反應(yīng)物的no、oh和h2o中的至少一種。示例性反應(yīng)為陰極coooh+e-→coo+oh-(130)陽極oh-→oh+e-；oh→o+h(1/p)(131)o可與li反應(yīng)，形成li2o。氫氧化合物和電解質(zhì)可經(jīng)選擇，以有利于oh-作為遷移離子。在一個(gè)實(shí)施方式中，促進(jìn)oh-遷移的電解質(zhì)為離子電解質(zhì)，諸如熔融鹽，諸如堿金屬鹵化物的低共熔混合物，諸如licl-kcl。陽極可為具有oh-或oh的反應(yīng)物，諸如金屬或氫化物，且陰極可為oh-來源，諸如氫氧化合物或氫氧化物，諸如本發(fā)明中所給出的所述物質(zhì)。示例性電池為[li/licl-kcl/coooh、mnooh、co(oh)2、mg(oh)2]。在一個(gè)實(shí)施方式中，o2、2o、oh和h2o中的至少一種充當(dāng)固體燃料反應(yīng)與ciht電池中的至少一種中形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，oh可由氧來源(諸如p2o5、so2、kno3、kmno4、co2、o2、no、n2o、no2、o2和h2o)與h來源(諸如mh(m＝堿金屬)、h2o或h2氣體與解離體)的反應(yīng)形成。電池可通過電解或通過h2添加而再生。電解可在本發(fā)明所給出的條件下脈沖進(jìn)行。一ciht電池可自另一ciht電池提供能解動(dòng)力，因?yàn)檠h(huán)過程的其充電-再充電循環(huán)相輸出超過再充電的動(dòng)力的凈動(dòng)力。電池可為搖椅型，其中h穿梭在陽極與陰極之間。在實(shí)施方式中，包含h的遷移離子可為oh-或h+?？紤]在陽極具有h來源和在陰極具有h儲(chǔ)集體的電池，諸如[r-ni/koh(飽和水溶液)/ac]。示例性放電和再充電反應(yīng)由以下給出放電陽極：lani5hx或r-nihx+oh-→h2o+lani5hx-1或r-nihx-1+e-(132)陰極h2o+e-→oh-+碳中1/2h2(c(hx))(133)電解再充電陰極：lani5hx-1或r-nihx-1+h2o+e-→oh-+lani5hx或r-nihx(134)陽極c(hx)+oh-→h2o+c(hx-1)+e-(135)其中在此類反應(yīng)(方程式(132-133))期間產(chǎn)生的h、oh和h2o中的至少一種充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。電池可用以消耗水來置換形成分?jǐn)?shù)氫的氫。氧可通過選擇性針對(duì)氧的反應(yīng)物選擇性地吸除或移除。作為選擇，氫氣可加回電池中。可密封電池，以另外在電極之間含有剩余h流量。至少一個(gè)電極可在電池操作期間連續(xù)或間歇再氫化。氫可由氣體管線供應(yīng)，該氣體管線使h2流至電極中。電池可包含另一移除h2的管線以維持流過至少一個(gè)電極。通過內(nèi)部氫流量、通過電解在內(nèi)部產(chǎn)生的氫和外部供應(yīng)的氫中的至少一種的再氫化可通過氫與陰極或陽極或反應(yīng)物直接反應(yīng)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極反應(yīng)物(諸如氫化物)還包含用以執(zhí)行增加陽極反應(yīng)物(諸如氫化物，諸如r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75或zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2)對(duì)h2的吸收量和吸收速率中的至少一種的試劑。試劑可為氫溢流催化劑。適合的試劑為cb、ptc、pdc和其它氫解離體和載體材料上的氫解離體。氫氣壓力可在約0.01至1000atm范圍內(nèi)。適于再氫化lani5的范圍為約1至3atm。遷移離子可為oh-，其中陽極包含h來源，諸如h層夾的層狀硫族化物，諸如氫氧化合物，諸如coooh、niooh、htis2、hzrs2、hhfs2、htas2、htes2、hres2、hpts2、hsns2、hsnsse、htise2、hzrse2、hhfse2、htase2、htese2、hrese2、hptse2、hsnse2、htite2、hzrte2、hvte2、hnbte2、htate2、hmote2、hwte2、hcote2、hrhte2、hirte2、hnite2、hpdte2、hptte2、hsite2、hnbs2、htas2、hmos2、hws2、hnbse2、hnbse3、htase2、hmose2、hvse2、hwse2和hmote2。電解質(zhì)可為oh-導(dǎo)體，諸如堿性水溶液，諸如koh水溶液，其中該堿可充當(dāng)催化劑或催化劑來源，諸如oh、k或2k+。電池可還包含oh-滲透性隔板，諸如cg3401。示例性電池為[h層夾的層狀硫族化物(諸如coooh、niooh、htis2、hzrs2、hhfs2、htas2、htes2、hres2、hpts2、hsns2、hsnsse、htise2、hzrse2、hhfse2、htase2、htese2、hrese2、hptse2、hsnse2、htite2、hzrte2、hvte2、hnbte2、htate2、hmote2、hwte2、hcote2、hrhte2、hirte2、hnite2、hpdte2、hptte2、hsite2、hnbs2、htas2、hmos2、hws2、hnbse2、hnbse3、htase2、hmose2、hvse2、hwse2和hmote2)/koh(6.5m至飽和)+cg3401/碳(諸如cb、ptc、pdc、cb(h2)、ptc(h2)、pdc(h2))、碳化物(諸如tic)和硼化物(諸如tib2)]。陽極可通過提供氫或通過電解再生。單獨(dú)、與堿(諸如moh，m＝堿金屬)組合和呈任何組合的示例性電解質(zhì)為堿金屬或銨的鹵化物、硝酸鹽、高氯酸鹽、碳酸鹽、na3po4或k3po4和硫酸鹽和nh4x，x＝鹵離子、硝酸根、高氯酸根、磷酸根和硫酸根。電解質(zhì)可包含混合物或氫氧化物或其它鹽，諸如鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽和硝酸鹽。一般而言，單獨(dú)或組合的示例性適合溶質(zhì)為mno3、mno、mno2、mx(x＝鹵離子)、nh3、moh、m2s、mhs、m2co3、mhco3、m2so4、mhso4、m3po4、m2hpo4、mh2po4、m2moo4、mnbo3、m2b4o7(m的四硼酸鹽)、mbo2、m2wo4、m2cro4、m2cr2o7、m2tio3、mzro3、malo2、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon、mznon(m為堿金屬或銨且n＝1、2、3或4)和有機(jī)堿性鹽(諸如m的乙酸鹽或m的羧酸鹽)。電解質(zhì)也可包含此類和其它陰離子以及可溶于溶劑中的任何陽離子，諸如堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬和第iii族、第iv族、第v族和第vi族的其它陽離子(諸如al、ga、in、sn、pb、bi和te)。其它適合的溶質(zhì)為諸如h2o2的過氧化物(其可以稀釋量連續(xù)添加，諸如約<0.001wt％至10wt％)、胺化物、有機(jī)堿(諸如脲或類似化合物或鹽和胍或類似化合物，諸如精胺酸的衍生物或其鹽)、亞胺化物、縮醛胺或胺基縮醛、半縮醛胺、roh(r為醇的有機(jī)基團(tuán))(諸如乙醇、赤藻糖醇(c4h10o4)、半乳糖醇(甜醇)、(2r,3s,4r,5s)-己烷-1,2,3,4,5,6-己醇或聚乙烯醇(pva))、rsh(諸如硫醇)、msh、mhse、mhte、mxhyxz(x為酸陰離子，m為諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬的金屬，且x、y、z為整數(shù)，包括0)。濃度可為任何所需濃度，諸如飽和溶液。適合的溶質(zhì)使溶液(諸如水溶液)為堿性。oh-濃度優(yōu)選為高的。示例性電池為[r-ni/包含來自以下的組的溶質(zhì)或溶質(zhì)組合的水溶液：koh、khs、k2s、k3po4、k2hpo4、kh2po4、k2so4、khso4、k2co3、khco3、kx(x＝鹵離子)、kno3、kno、kno2、k2moo4、k2cro4、k2cr2o7、kalo2、nh3、knbo3、k2b4o7、kbo2、k2wo4、k2tio3、kzro3、kcoo2、kgao2、k2geo3、kmn2o4、k4sio4、k2sio3、ktao3、kvo3、kio3、kfeo2、kio4、kclo4、kscon、ktion、kvon、kcron、kcr2on、kmn2on、kfeon、kcoon、knion、kni2on、kcuon和kznon(n＝1、2、3或4)(均飽和)和k的乙酸鹽、稀h2o2添加劑、稀cocl2添加劑、胺化物、有機(jī)堿、脲、胍、亞胺化物、縮醛胺或胺基縮醛、半縮醛胺、roh(r為醇的有機(jī)基團(tuán))(諸如乙醇、赤藻糖醇(c4h10o4)、半乳糖醇(甜醇)、(2r,3s,4r,5s)-己烷-1,2,3,4,5,6-己醇或聚乙烯醇(pva))、rsh(諸如硫醇)、msh、mhse和mhte/cb或coooh+cb]。電解質(zhì)濃度可為任何想要的濃度，但優(yōu)選較高，諸如0.1m直至飽和?？墒褂帽景l(fā)明的其它溶劑或混合物和millspctus09/052072(以引用的方式并入本文中)的有機(jī)溶劑章節(jié)的溶劑或混合物以及水溶液或與水溶液組合使用。溶劑可為極性的。溶劑可包含純水或水與一或多種其它溶劑(諸如醇、胺、酮、醚、腈和羧酸中的至少一種)的混合物。適合的示例性溶劑可選自以下中的至少一種的組：水、醇(諸如乙醇或甲醇)、二氧戊環(huán)、二甲氧基乙烷(dme)、1,4-苯并二噁烷(bdo)、四氫呋喃(thf)、二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dma)、二甲亞砜(dmso)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(dmi)、六甲基磷酰胺(hmpa)、n-甲基-2-吡咯啶酮(nmp)、甲醇、乙醇、胺(諸如三丁胺、三乙胺、三異丙胺、n,n-二甲基苯胺)、呋喃、噻吩、咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、喹啉、異喹啉、吲哚、2,6-二甲吡啶(2,6-二甲基吡啶)、2-甲吡啶(2-甲基吡啶)和腈(諸如乙腈和丙腈)、4-二甲胺基苯甲醛、丙酮和丙酮-1,3-乙基二甲酯。示例性電池為[r-ni/包含來自水、醇、胺、酮、醚和腈的組的溶劑或溶劑組合和來自koh、k3po4、k2hpo4、kh2po4、k2so4、khso4、k2co3、k2c2o4、khco3、kx(x＝鹵離子)、kno3、kno、kno2、k2moo4、k2cro4、k2cr2o7、kalo2、nh3、k2s、khs、knbo3、k2b4o7、kbo2、k2wo4、k2tio3、kzro3、kcoo2、kgao2、k2geo3、kmn2o4、k4sio4、k2sio3、ktao3、kvo3、kio3、kfeo2、kio4、kclo4、kscon、ktion、kvon、kcron、kcr2on、kmn2on、kfeon、kcoon、knion、kni2on、kcuon和kznon(n＝1、2、3或4)(均飽和)和k的乙酸鹽的組的溶質(zhì)或溶質(zhì)組合的溶液/cb或coooh+cb]和[ni/moh(m＝堿金屬)1至10％h2o+離子液體溶劑或有機(jī)溶劑(諸如碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙二酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、乙醇、六甲磷酰胺(hmpa)、二甲氧乙烷(dme)、1,4-苯并二噁烷(bdo)、四氫呋喃(thf)、二氧戊環(huán)(諸如1,3-二氧戊環(huán))/nio間歇電解潛陰極]。其它示例性電池為[r-ni/koh(飽和水溶液)/pt/ti]、[r-ni/k2so4(飽和水溶液)/pt/ti]、[ptc(h2)/koh(飽和水溶液)/mnoohcb]、[ptc(h2)/koh(飽和水溶液)/fepo4cb]、[r-ni/nh4oh(飽和水溶液)/cb]。陰極和陽極材料可具有極高表面積以提高動(dòng)力學(xué)，從而增加動(dòng)力。其它適合的陰極包含載體，諸如碳化物、硼化物、氮化物和腈中的一種或多種。陽極也可包含載體作為組分的一。本發(fā)明的不同實(shí)施方式中的載體可為氟化碳載體。示例性電池為[r-ni、拉尼鈷(r-co)、拉尼銅(r-cu)、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、coh、crh、feh、mnh、nih、sch、vh、cuh、znh、agh/koh或naoh(飽和)/碳、碳化物、硼化物和腈、cb、pdc、ptc、tic、ti3sic2、yc2、tac、mo2c、sic、wc、c、b4c、hfc、cr3c2、zrc、crb2、vc、zrb2、mgb2、nib2、nbc、tib2、六方氮化硼(hbn)和ticn]。陽極可包含金屬(諸如zn、sn、pb、cd或co)或氫化物(諸如lani5h6)和載體(諸如碳、碳化物、硼化物和腈、cb、蒸汽碳、活性碳、pdc、ptc、tic、ti3sic2、yc2、tac、mo2c、sic、wc、c、b4c、hfc、cr3c2、zrc、crb2、vc、zrb2、mgb2、nib2、nbc、tib2、六方氮化硼(hbn)和ticn)。水合moh(m＝堿金屬，諸如k)可通過與方程式(123)和(94)所給出相同且包含oh-和h氧化成h2o和h2o還原成h和oh-的反應(yīng)的機(jī)制以低速率直接反應(yīng)，形成分?jǐn)?shù)氫。oh可充當(dāng)表3中給出的mh型催化劑，或h可充當(dāng)另一h的催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過使用供應(yīng)h至陽極的oh-氧化反應(yīng)的方案和通過使用大表面積陰極促進(jìn)陰極的水還原，可顯著提高反應(yīng)速率，以便利用加速反應(yīng)來產(chǎn)生動(dòng)力。本發(fā)明ciht電池的半電池反應(yīng)與總反應(yīng)中的至少一種可包含產(chǎn)生熱能的反應(yīng)。在實(shí)施方式中，可產(chǎn)生熱能與電能。熱動(dòng)力也可通過本發(fā)明的系統(tǒng)和此項(xiàng)技術(shù)中已知的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電。在一個(gè)實(shí)施方式中，oh-為在氧化后形成的oh和h2o催化劑中的至少一種的來源。舉例而言，可在陽極處將oh-氧化成還在協(xié)同反應(yīng)中反應(yīng)以形成h2o催化劑的oh以和分?jǐn)?shù)氫。陽極半電池反應(yīng)物可包含堿(諸如naoh)。陽極半電池反應(yīng)物可還包含h來源，諸如氫化物、氫與解離體或氫與氫滲透性膜(諸如ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)或nb(h2)膜或可為電極(諸如陽極)的管)。電池可包含固體電解質(zhì)鹽橋，諸如base，在遷移離子為na+的情況下諸如為nabase。堿moh(m＝堿金屬)的m+經(jīng)由諸如base的鹽橋遷移，且還原成na，且可以協(xié)同方式或隨后與至少一種陰極反應(yīng)物反應(yīng)。反應(yīng)物可在維持在至少電池反應(yīng)物熔點(diǎn)的高電池溫度下熔融。陰極半電池反應(yīng)物包含至少一種與經(jīng)還原的遷移離子反應(yīng)的化合物。產(chǎn)物鈉化合物可比陽極半電池反應(yīng)物的鈉化合物穩(wěn)定。陰極產(chǎn)物可為naf。陰極反應(yīng)物可包含氟來源，諸如碳氟化合物、xef2、bf3、nf3、sf6、na2sif6、pf5和其它類似化合物，諸如本發(fā)明的含氟化合物。另一鹵素可置換陰極中的f。舉例而言，陰極反應(yīng)物可包含i2。其它陰極反應(yīng)物包含其它鹵化物，諸如金屬鹵化物，諸如過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬、al、ga、in、sn、pb、sb、bi、se和te鹵化物，諸如nicl2、fecl2、mni2、agcl、eubr2、eubr3和本發(fā)明固體燃料的其它鹵化物。任一電池隔室均可包含熔融鹽電解質(zhì)，諸如低共熔鹽，諸如堿金屬鹵化物鹽的混合物。陰極反應(yīng)物也可為低共熔鹽，諸如可包含過渡金屬鹵化物的鹵化物混合物。包含金屬(諸如過渡金屬)的適合低共熔鹽為cacl2-cocl2、cacl2-zncl2、cecl3-rbcl、cocl2-mgcl2、fecl2-mncl2、fecl2-mncl2、kalcl4-naalcl4、alcl3-cacl2、alcl3-mgcl2、nacl-pbcl2、cocl2-fecl2和表4中的其它低共熔鹽。示例性電池為[naoh、r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2、ceh2、lah2、ptc(h2)、pdc(h2)、ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)或nb(h2)的組中的至少一種/base/i2、i2+nai、碳氟化合物、xef2、bf3、nf3、sf6、na2sif6、pf5、金屬鹵化物(諸如過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬、al、ga、in、sn、pb、sb、bi、se和te鹵化物，諸如nicl2、fecl2、mni2、agcl、eubr2和eubr3)、低共熔鹽(諸如cacl2-cocl2、cacl2-zncl2、cecl3-rbcl、cocl2-mgcl2、fecl2-mncl2、fecl2-mncl2、kalcl4-naalcl4、alcl3-cacl2、alcl3-mgcl2、nacl-pbcl2、cocl2-fecl2和表4的其它低共熔鹽)]和[naoh+ptc(h2)、pdc(h2)、ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)或nb(h2)/base/nax(x為陰離子，諸如鹵離子、氫氧根、硫酸根、硝酸根、碳酸根)+nacl、agcl、alcl3、ascl3、aucl、aucl3、bacl2、becl2、bicl3、cacl2、cdcl3、cecl3、cocl2、crcl2、cscl、cucl、cucl2、eucl3、fecl2、fecl3、gacl3、gdcl3、gecl4、hfcl4、hgcl、hgcl2、incl、incl2、incl3、ircl、ircl2、kcl、kagcl2、kalcl4、k3alcl6、lacl3、licl、mgcl2、mncl2、mocl4、mocl5、mocl6、naalcl4、na3alcl6、nbcl5、ndcl3、nicl2、oscl3、oscl4、pbcl2、pdcl2、prcl3、ptcl2、ptcl4、pucl3、rbcl、recl3、rhcl、rhcl3、rucl3、sbcl3、sbcl5、sccl3、sicl4、sncl2、sncl4、srcl2、thcl4、ticl2、ticl3、tlcl、ucl3、ucl4、vcl4、wcl6、ycl3、zncl2和zrcl4的組的一種或多種]。另一堿金屬可取代na，其它鹵化物可取代cl，且base可與遷移離子匹配。電池可通過電解或以機(jī)械方法再生。舉例而言，電池[ni(h21atm)naoh/base/nacl-mgcl2低共熔物]產(chǎn)生h2o，在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o自半電池排出。在陰極，來自遷移na+的na可與mgcl2反應(yīng)，形成nacl和mg。代表性電池反應(yīng)為陽極naoh+1/2h2→h2o+na++e-(136)陰極na++e-+1/2mgcl2→nacl+1/2mg(137)陽極半電池可另外含有鹽，諸如堿金屬或堿土金屬鹵化物，諸如鹵化鈉。放電后，陽極可通過添加水或水來源再生。電池也可通過添加h2o反向自發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)橛煞匠淌?137)給出的反應(yīng)的自由能為+46千焦/摩爾(500℃)。水來源可為蒸汽，其中密封半電池。作為選擇，水來源可為水合物。示例性水合物為磷酸鎂五水合物或八水合物、硫酸鎂七水合物、鈉鹽水合物、鋁鹽水合物和堿土金屬鹵化物水合物，諸如srbr2、sri2、babr2或bai2。來源可包含含有naoh的熔融鹽混合物。在一替代性示例性機(jī)械再生方法中，當(dāng)nacl與mg反應(yīng)形成mgcl2和na時(shí)，通過蒸發(fā)na，使mgcl2再生。na可與水反應(yīng)，形成naoh和h2，其為再生的陽極反應(yīng)物。電池可包含流動(dòng)系統(tǒng)，其中陰極和陽極反應(yīng)物流動(dòng)穿過相應(yīng)半電池，且在單獨(dú)的隔室中再生且返回流動(dòng)流中。作為選擇，在電池[na/base/naoh]中，na可直接用作陽極反應(yīng)物。電池可為級(jí)聯(lián)者。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極包含堿，諸如moh(m＝堿金屬)，其中催化劑或催化劑來源可為與h反應(yīng)以形成可充當(dāng)催化劑的h2o的oh。陰極可還包含氫來源，諸如氫化物，諸如稀土金屬或過渡金屬氫化物或本發(fā)明的其它氫化物，或?yàn)闈B透性膜與氫氣，諸如ni(h2)、fe(h2)、v(h2)、nb(h2)和本發(fā)明的其它滲透性膜與氫氣。催化劑或催化劑來源可來自oh-的氧化。涉及與h還反應(yīng)的陽極氧化產(chǎn)物可為h2o。電池可包含電解質(zhì)與鹽橋中的至少一種，鹽橋可為固體電解質(zhì)，諸如base(β-氧化鋁)。陰極可包含可與遷移離子或還原的遷移離子(分別諸如m+或m)反應(yīng)，形成溶液、合金、混合物或化合物的元素、化合物、金屬、合金和其混合物中的至少一種。陰極可包含熔融元素或化合物。適合的熔融元素為in、ga、te、pb、sn、cd、hg、p、s、i、se、bi和as中的至少一種。在具有na+作為穿過鹽橋(諸如β氧化鋁固體電解質(zhì)(base))的遷移離子的一示例性實(shí)施方式中，陰極包含熔融硫，且陰極產(chǎn)物為na2s。示例性電池為[naoh+h來源(諸如lah2、ceh2、zrh2、tih2或ni(h2)、fe(h2)、v(h2)、nb(h2))/base/s、in、ga、te、pb、sn、cd、hg、p、i、se、bi和as中的至少一種和視情況選用的載體]。在另一實(shí)施方式中，電池缺乏諸如base的鹽橋，因?yàn)橹T如h2或氫化物的還原劑限定于陽極中，且另外半電池反應(yīng)物之間的反應(yīng)在能量方面或在動(dòng)力學(xué)方面為不利的。在不具有鹽橋的一個(gè)實(shí)施方式中，陽極半電池反應(yīng)物不與陰極半電池反應(yīng)物進(jìn)行放能反應(yīng)。示例性電池為[h來源(諸如lah2、ceh2、zrh2、tih2或ni(h2)、fe(h2)、v(h2)、nb(h2)/氫氧化物熔融鹽(諸如naoh)/s、in、ga、te、pb、sn、cd、hg、p、i、se、bi和as和合金中的至少一種和視情況選用的載體]。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成催化劑的反應(yīng)包含形成充當(dāng)另一h的催化劑的h2o的反應(yīng)。能量可以熱或光或電的形式釋放，其中反應(yīng)包含半電池反應(yīng)。在反應(yīng)物形成充當(dāng)催化劑的h2o的一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)物可包含可氧化為h2o的oh-。本發(fā)明中給出示例性反應(yīng)。反應(yīng)可發(fā)生在ciht電池或電解電池中。使用處于形成產(chǎn)物的過渡狀態(tài)下的h2o，可有利于催化劑反應(yīng)。電池還包含原子h來源。來源可為氫化物、氫氣、由電解產(chǎn)生的氫、氫氧化物或本發(fā)明中給出的其它來源。舉例而言，陽極可包含金屬，諸如zn或sn，其中半電池反應(yīng)包含oh-氧化成水和金屬氧化物。在形成的h2o存在下，反應(yīng)也形成原子h，其中h2o充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。陽極可包含氫化物，諸如lani5h6，其中半電池反應(yīng)包含oh-氧化成h2o，其中h由氫化物提供。在來自氫化物的h存在下發(fā)生氧化反應(yīng)，h由形成的h2o催化，形成分?jǐn)?shù)氫。陽極可包含金屬與氫化物的組合，其中oh-氧化成h2o，伴隨形成金屬氧化物或氫氧化物，且h由氫化物提供。h由形成的h2o充當(dāng)催化劑，催化形成分?jǐn)?shù)氫。在另一實(shí)施方式中，諸如co2的氧化劑或諸如r-ni的zn或al的還原劑可與oh-反應(yīng)，形成h2o和h作為中間物，其中在該反應(yīng)期間一些h由h2o催化形成分?jǐn)?shù)氫。在另一實(shí)施方式中，h2o與h中的至少一種可通過至少一種包含o與h中的至少一種的物質(zhì)(諸如h2、h、h+、o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和)進(jìn)行還原反應(yīng)而形成。在另一實(shí)施方式中，h2o與h中的至少一種可通過至少一種包含o與h中的至少一種的物質(zhì)(諸如h2、h、h+、o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和)進(jìn)行氧化反應(yīng)而形成。反應(yīng)可包含本發(fā)明的反應(yīng)的一。反應(yīng)可發(fā)生在ciht電池或電解電池中。反應(yīng)可為發(fā)生在燃料電池(諸如質(zhì)子交換膜、磷酸和固體氧化物燃料電池)中的反應(yīng)。反應(yīng)可發(fā)生在ciht電池陽極。反應(yīng)可發(fā)生在ciht電池陰極。可發(fā)生在含溶解的h2o的水性或熔融介質(zhì)中的在陰極與陽極(逆反應(yīng))中的一或兩者上形成h2o催化劑和h或形成可形成h2o催化劑和h的中間物質(zhì)的代表性陰極反應(yīng)為o2+4h++4e-→2h2o(138)o2+2h++2e-→h2o2(139)o2+2h2o+4e-→4oh-(140)o2+h++e-→ho2(141)o2+2h2o+2e-→h2o2+2oh-(143)h2o2+2h++2e-→2h2o(147)2h2o2→2h2o+o2(148)2h2o+2e-→h2+2oh-(149)h2o→2h2+o2(153)除分?jǐn)?shù)氫以外，充當(dāng)催化劑的h2o的產(chǎn)物為電離的h2o，可重組成h2和o2；因此，h2o催化可產(chǎn)生所述可商業(yè)上使用的氣體。該h2來源可用于維持ciht電池的動(dòng)力輸出。其可直接供應(yīng)h2或以使ciht半電池反應(yīng)物(諸如陽極氫化物或金屬)再生的反應(yīng)物形式供應(yīng)h2。在另一實(shí)施方式中，催化劑或催化劑來源(諸如h2o和和)可由oh-與o2的反應(yīng)形成。示例性反應(yīng)為在一個(gè)實(shí)施方式中，還原的氧物質(zhì)為ho來源，諸如oh-，其可在ciht電池的陽極氧化或在固體燃料反應(yīng)中化學(xué)產(chǎn)生。諸如ciht電池的陽極反應(yīng)物的電池反應(yīng)物還包含h2。h2與oh反應(yīng)，形成h和呈活性狀態(tài)的h2o，h2o用作通過與h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。作為選擇，反應(yīng)物包含h來源，諸如氫化物或h2與解離體，使得h與oh反應(yīng)，形成活性h2o分?jǐn)?shù)氫催化劑，還與另一h反應(yīng)，形成分?jǐn)?shù)氫。示例性電池為[m+h2/koh(飽和水溶液)/蒸汽碳+o2]和[m+h2+解離體(諸如ptc或pdc)/koh(飽和水溶液)/蒸汽碳+o2]；m＝zn、sn、co、lani5h6、cd、pb、sb和in。在熱反應(yīng)器的一個(gè)實(shí)施方式中，氫與氧組合在金屬表面上，形成h2o催化劑和h，兩者反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。金屬促進(jìn)h與o氧化重組形成水，該水充當(dāng)h形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑，其中氧化金屬可形成氫氧化物或氧化物。適合的示例性金屬為zn、sn、co、lani5h6、cd、pb、sb和in。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極與陰極半電池反應(yīng)物之間的協(xié)同反應(yīng)引起h與h2o催化劑之間的至少一種能量匹配，從而形成分?jǐn)?shù)氫且提供分?jǐn)?shù)氫催化反應(yīng)的活化能。在一示例性實(shí)施方式中，包含[m/koh(飽和水溶液)/h2o或o2還原催化劑+空氣](m＝zn、co、pb、lani5h6、cd、sn、sb、in或ge，h2o或o2還原催化劑諸如為蒸汽碳(sc)或碳黑(cb))的ciht起引起能量匹配與提供活化能中的至少一種的作用。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成呈活性催化劑狀態(tài)的h2o和h的反應(yīng)物可用以產(chǎn)生熱能。半電池反應(yīng)物可混合，以直接使熱能釋放。示例性反應(yīng)物可為m+koh(飽和水溶液)+h2o或o2還原催化劑+空氣的混合物；m可為zn、co、pb、lani5h6、cd、sn、sb、in或ge，且h2o或o2還原催化劑可為碳、碳化物、硼化物或腈。在另一實(shí)施方式中，陽極可為金屬m'，諸如zn，且陰極可為金屬氫化物mhx，諸如lani5h6。示例性ciht電池可包含[zn/koh(飽和水溶液)/lani5h6、r-ni或ptc+空氣或o2]。示例性一般電極反應(yīng)為陰極：mhx+1/2o2+e-→mhx-1+oh-(157)陽極：2m'+3oh-→2m'o+h+h2o+3e-；h→h(1/p)(158)適合的示例性熱反應(yīng)混合物為sn+koh(飽和水溶液)+cb或sc+空氣和zn+koh(飽和水溶液)+lani5h6、r-ni或ptc+空氣。除氧化oh-和與h反應(yīng)外，形成h2o催化劑的反應(yīng)可為脫水反應(yīng)。一適合的示例性反應(yīng)為金屬氫氧化物脫水形成金屬氧化物，諸如zn(oh)2→zno+h2o、co(oh)2→coo+h2o、sn(oh)2→sno+h2o或pb(oh)2→zno+h2o。另一實(shí)例為al(oh)3→al2o3+h2o，其中r-ni可包含al(oh)3，以及充當(dāng)可催化形成分?jǐn)?shù)氫的h來源，其中oh與h2o中的至少一種充當(dāng)催化劑。反應(yīng)可通過加熱引發(fā)和傳播。在一個(gè)實(shí)施方式中，nh、no(n＝整數(shù))、o2、oh和h2o催化劑中的至少一種由脫水或分解反應(yīng)以活性狀態(tài)形成。反應(yīng)在h存在下發(fā)生，且h與催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)包含h2o2的分解。催化劑h2o可由以下示例性反應(yīng)形成：h2o2+h→h2o+1/2o2或o+h(1/p)(159)示例性脫水反應(yīng)為在h存在下氫氧化物分解成相應(yīng)氧化物和h2o，諸如r-ni的al(oh)3分解成al2o3和h2o，釋放h。脫水反應(yīng)可還涉及水合h2o，諸如水合koh或naoh的分解。在一個(gè)實(shí)施方式中，脫水反應(yīng)涉及自末端醇釋放h2o形成醛。末端醇可包含糖或其衍生物，其釋放可充當(dāng)催化劑的h2o。適合的示例性醇為內(nèi)赤蘚醇、半乳糖醇(galactitol/dulcitol)和聚乙烯醇(pva)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含含有氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)。電解質(zhì)可包含鹽混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，鹽混合物可包含金屬氫氧化物和相同金屬以和本發(fā)明的另一陰離子，諸如鹵離子、硝酸根、硫酸根、碳酸根和磷酸根。適合的鹽混合物為csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh和rbno3-rboh?；旌衔锟蔀榈凸踩刍旌衔铩ｋ姵乜稍诩s為低共熔混合物的熔點(diǎn)的溫度下操作，但可在較高溫度下操作。催化劑h2o可由oh-在陽極氧化和與來自諸如滲透入金屬膜(諸如ni、v、ti、nb、pd、pdag或fe)的h2氣體的來源(稱為ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2))的h反應(yīng)形成。適于堿性電解質(zhì)的氫滲透性電極包含ni和合金(諸如lani5)、貴金屬(諸如pt、pd和au)和鎳或貴金屬涂布的氫滲透性金屬(v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v、pd涂布的ti)、稀土金屬、其它難熔金屬、不銹鋼(ss)(諸如430ss)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它此類金屬。氫氧化物的金屬、氫氧化物的陽離子(諸如金屬)或另一陽離子m可在陰極還原。示例性反應(yīng)為陽極1/2h2+oh-→h2o+e-或h2+oh-→h2o+e-+h(1/p)(160)陰極m++e-→m(161)m可為金屬，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬、al、ga、in、ge、sn、pb、sb、bi、se和te，且可為諸如s或p的另一元素。除氫氧化物陽離子以外的陽離子的還原可導(dǎo)致鹽陽離子之間的陰離子交換。示例性電池為[m'(h2)/mohm”x/m”']，其中m、m'、m”和m”'為諸如金屬的陽離子，x為可為氫氧根或諸如鹵離子、硝酸根、硫酸根、碳酸根和磷酸根的另一陰離子的陰離子，且m'為h2滲透性。另一實(shí)例為[ni(h2)/m(oh)2-m'x/ni]，其中m＝堿土金屬，m'＝堿金屬且x＝鹵離子，諸如[ni(h2)/mg(oh)2-nacl/ni]、[ni(h2)/mg(oh)2-mgcl2-nacl/ni]、[ni(h2)/mg(oh)2-mgo-mgcl2/ni]和[ni(h2)/mg(oh)2-naf/ni]。h2o與h形成，且在陽極反應(yīng)，還形成分?jǐn)?shù)氫，且金屬mg為自陰極反應(yīng)獲得的熱力學(xué)最穩(wěn)定的產(chǎn)物。其它適合的示例性電池為[ni(h2)/moh-m'鹵化物/ni]、[ni(h2)/m(oh)2-m'鹵化物/ni]、[m”(h2)/moh-m'鹵化物/m”]和[m”(h2)/m(oh)2-m'鹵化物/m”]，其中m＝堿金屬或堿土金屬，m'＝氫氧化物與氧化物中的至少一種不如堿金屬或堿土金屬的氫氧化物和氧化物穩(wěn)定或具有低的水反應(yīng)性的金屬，諸如來自cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w的組的一，且m”為氫滲透性金屬。作為選擇，m'可為正電性金屬，諸如al、v、zr、ti、mn、se、zn、cr、fe、cd、co、ni、sn、in和pb的組中的一種或多種。在另一實(shí)施方式中，m與m'中的至少一種可包含來自li、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的組的一。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽離子可為鹽混合物電解質(zhì)的陰離子所共享，或陰離子可為陽離子所共享。作為選擇，氫氧化物可對(duì)混合物的其它鹽穩(wěn)定。電極可包含高表面積電極，諸如多孔或燒結(jié)金屬粉末，諸如ni粉末。示例性電池為[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/lioh-lix、naoh-nax、koh-kx、rboh-rbx、csoh-csx、mg(oh)2-mgx2、ca(oh)2-cax2、sr(oh)2-srx2或ba(oh)2-bax2(其中x＝f、cl、br或i)/ni]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh和rbno3-rboh/ni]和[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/lioh、naoh、koh、rboh、csoh、mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2或ba(oh)2+alx3、vx2、zrx2、tix3、mnx2、znx2、crx2、snx2、inx3、cux2、nix2、pbx2、sbx3、bix3、cox2、cdx2、gex3、aux3、irx3、fex3、hgx2、mox4、osx4、pdx2、rex3、rhx3、rux3、sex2、agx2、tcx4、tex4、tlx和wx4中的一種或多種(其中x＝f、cl、br或i)/ni]。其它適合的h2滲透性金屬可置換ni陽極且穩(wěn)定陰極可置換ni。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含氫氧化合物或諸如氫氧化物、鹵化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽中的一種或多種的鹽與氫氧化合物的混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池可包含鹽橋，諸如base或nasicon。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含包含絡(luò)合物或離子的氫氧化物，諸如或其中m可示例為zn、sn、pb、sb、al或cr。氫氧化物可還包含陽離子，諸如堿金屬陽離子。氫氧化物可為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。其它示例性的適合氫氧化物為co(oh)2、zn(oh)2、ni(oh)2、其它過渡金屬氫氧化物、cd(oh)2、sn(oh)2和pb(oh)中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧與h2o中的至少一種的來源供應(yīng)給電池且可選擇性地供應(yīng)給陰極。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2可選擇性地供應(yīng)給陽極，使得陽極反應(yīng)由方程式(160)給出。在一個(gè)實(shí)施方式中，o2與h2o中的至少一種可供應(yīng)給電池。在一個(gè)實(shí)施方式中，o2或h2o可添加至陰極半電池中，使得反應(yīng)為陰極m++e-+h2o→moh+1/2h2(162)m++2e-+1/2o2→m2o(163)接著可添加h2o，使得反應(yīng)為m2o+h2o→2moh(164)在提供o2的情況下，總平衡反應(yīng)可為h2的燃燒，h2通過單獨(dú)電解h2o再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2供應(yīng)于陽極且h2o和視情況存在的o2供應(yīng)于陰極。h2可通過透過膜選擇性地施加，且h2o可通過鼓入蒸汽選擇性地施加。在一個(gè)實(shí)施方式中，維持熔融電解質(zhì)上方控制的h2o蒸氣壓。h2o傳感器可用以監(jiān)測(cè)蒸氣壓和控制蒸氣壓。傳感器可為光學(xué)傳感器，諸如紅外發(fā)射光譜傳感器或此項(xiàng)技術(shù)中已知的傳感器。h2o蒸氣壓可由加熱的水觸集器供應(yīng)，由惰性載氣(諸如n2或ar)運(yùn)載，其中觸集器溫度和流動(dòng)速率決定傳感器所監(jiān)測(cè)到的蒸氣壓。電池可通過自電池收集蒸汽和h2(分別諸如未反應(yīng)的供應(yīng)物和在陽極和陰極形成的氣體)，通過諸如h2o冷凝的方式分離氣體，和向陽極再供應(yīng)h2和向陰極再供應(yīng)h2o來連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，水蒸汽由維持在約20-100℃溫度范圍內(nèi)的水發(fā)生器供應(yīng)。在另一實(shí)施方式中，溫度維持在約30至50℃范圍內(nèi)。水蒸汽壓力可維持在約0.01托至10atm范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，水蒸汽壓力維持在約31托至93托范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽離子可為鹽混合物電解質(zhì)的陰離子所共享，或陰離子可為陽離子所共享。作為選擇，氫氧化物可對(duì)混合物的其它鹽穩(wěn)定。示例性電池為[ni(h2)/mg(oh)2-nacl/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]、[ni(h2)/mg(oh)2-mgcl2-nacl/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]、[ni(h2)/mg(oh)2-mgo-mgcl2/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]、[ni(h2)/mg(oh)2-naf/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)和430ss(h2)/lioh-lix、naoh-nax、koh-kx、rboh-rbx、csoh-csx、mg(oh)2-mgx2、ca(oh)2-cax2、sr(oh)2-srx2或ba(oh)2-bax2(其中x＝f、cl、br或i)/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh和rbno3-rboh/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]和[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/lioh、naoh、koh、rboh、csoh、mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2或ba(oh)2+alx3、vx2、zrx2、tix3、mnx2、znx2、crx2、snx2、inx3、cux2、nix2、pbx2、sbx3、bix3、cox2、cdx2、gex3、aux3、irx3、fex3、hgx2、mox4、osx4、pdx2、rex3、rhx3、rux3、sex2、agx2、tcx4、tex4、tlx和wx4中的一種或多種(其中x＝f、cl、br或i)/ni芯(h2o和視情況存在的o2)]。諸如[ni(h2)/moh(m＝堿金屬)m'x2(m'＝堿土金屬)和視情況存在的mx(x＝鹵離子)/ni]的電池可在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，使得反應(yīng)物對(duì)氫氧根-鹵離子交換為熱力學(xué)上穩(wěn)定的。在類型[m'(h2)或氫化物/包含熔融氫氧化物的電解質(zhì)/m”]的另一實(shí)施方式中，其中m'和m”可包含h2滲透性金屬，諸如ni、ti、v、nb、pt和ptag，電解質(zhì)包含氫氧化物與氫化物的混合物，諸如moh-mh(m＝堿金屬)。mh可在陰極處為還原成m和h-。oh-和h可在陽極處氧化成h2o。包含過量mh的電解質(zhì)可通過添加o2或h2o再生。在其它實(shí)施方式中，除mh(諸如硼氫化物和氫化鋁)以外，電解質(zhì)可包含另一氫儲(chǔ)存材料。參看圖2，由水還原形成的h滲透性過氫滲透性膜473且與h反應(yīng)物反應(yīng)。h滲透性電極可包含v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v、pd涂布的ti、稀土金屬、其它耐火金屬和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它所述金屬。h反應(yīng)物可為形成氫化物的元素或化合物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、合金或其混合物和氫儲(chǔ)存材料，諸如本發(fā)明的氫儲(chǔ)存材料。示例性電池為[ni(h2)/lioh-libr/ni(li,ti,la,ce)]。其它示例性電池為[ni(h2)+moh/m'x-m”x'的熔融鹽(m和m'＝堿金屬，x和x'＝鹵離子或其它陰離子，m”為諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和iii至vi族的金屬，其中該鹽對(duì)與混合物的反應(yīng)穩(wěn)定且m'x-m”x'的各元素的化學(xué)計(jì)量呈中性)。m'x-m”x'可包含nicl2、mni2、eubr2、sni2、fecl2、agcl、fecl2、incl、cocl2、crcl2、cscl、cucl、cucl2、mncl2、nicl2、pbcl2、rbcl、sncl2、ticl2、和zncl2中的至少一種]。電池可諸如在陰極處還包含諸如空氣或o2氣體的氧源?？赏ㄟ^電解、添加h2或機(jī)械使電池再生。在一實(shí)施方式中，反應(yīng)容器可包含耐熔融氫氧化物腐蝕的材料，諸如鎳或蒙乃爾合金(monelalloy)。在一實(shí)施方式中，陰極和陽極中的至少一種經(jīng)鋰化，諸如為鋰化ni電極，諸如包含linio的ni。在實(shí)施方式中，以波形連續(xù)或間歇放電(諸如第一次充電且第二次放電，其中電流可在至少一個(gè)所述時(shí)段期間維持恒定)的熔融鹽或水性堿性電池的陽極，該陽極可包含諸如鎳氫化物、lani5h6或la2coni9h6的氫化物。在陰極處自還原氧而形成過氧離子(諸如和hoo-)的適合熔融氫氧化物電解質(zhì)為lioh和naoh。形成分?jǐn)?shù)氫催化劑(諸如oh、h2o、o2、nh和no(n為整數(shù))中的至少一種)的示例性反應(yīng)為陰極陽極在一實(shí)施方式中，電池反應(yīng)物包含過氧化物源或過氧化物。適合過氧化物為li2o2和na2o2。過氧化物或過氧離子可形成分?jǐn)?shù)氫催化劑，諸如oh和h2o中的至少一種。示例性反應(yīng)路徑由方程式(138至148)和(165至168)給出。適合電池為[ni(h2)/lioh和naoh和可能另一鹽(諸如lix或nax(x＝鹵離子)和過氧化物或堿金屬過氧化物(諸如li2o2或na2o2)中的至少一種/ni)。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含氫氧化物和通過還原氧促成一或多種氧物質(zhì)形成的其它鹽的混合物中的至少一種。選擇電解質(zhì)以最佳化氧至所要氧還原產(chǎn)物的還原，其還最佳化相關(guān)催化劑形成和形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)。在一示例性實(shí)施方式中，添加naoh或koh中的一種或多種至lioh-libr的低共熔混合物以最佳化來自形成分?jǐn)?shù)氫的電功率。在另一實(shí)施方式中，添加h2o或h2o源至陰極反應(yīng)物以導(dǎo)致高價(jià)氧化物(諸如過氧化物和超氧化物)轉(zhuǎn)化為氫氧化物。適合反應(yīng)為還原o2和h2o以直接或經(jīng)由中間物質(zhì)(諸如過氧離子、超氧離子和氧離子中的至少一種和hoo-和hooh)形成oh-。在一實(shí)施方式中，氧在陰極處被還原為充當(dāng)催化劑的物質(zhì)或充當(dāng)可還反應(yīng)形成催化劑的中間物的物質(zhì)。該物質(zhì)或還反應(yīng)產(chǎn)物可為至少一種包含o和h中的至少一種的物質(zhì)，諸如h2、h、h+、o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和在另一實(shí)施方式中，陰極反應(yīng)可與陽極反應(yīng)協(xié)同。涉及氧的陰極反應(yīng)可形成產(chǎn)生皆在陽極處形成的h與催化劑之間的能量匹配的物質(zhì)，其中h可反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。在陰極處形成的示例性物質(zhì)為o-、o2-、oh-、hoo-、h、h2、o、oh、h2o、o2、o3和陽極反應(yīng)可包含ho-至oh、h2o、o和o2中的至少一種的氧化，其中oh、h2o、o和o2中的至少一種可充當(dāng)催化劑。在一實(shí)施方式中，協(xié)同反應(yīng)可包含oh-至oh和h2o中的至少一種的陽極反應(yīng)(方程式(123)和(131))，且陰極反應(yīng)可包含o2至的還原(方程式(165))。優(yōu)先形成的適合電解質(zhì)包含lioh和naoh中的至少一種。在一實(shí)施方式中，還提供h2o以與至少一種還原氧物質(zhì)反應(yīng)。至少一種產(chǎn)物可為oh-。氧和水中的至少一種的來源可為空氣?？煽刂蒲鹾蚳2o中的一種或多種的濃度以控制來自形成分?jǐn)?shù)氫的電和熱功率輸出中的至少一種。在一實(shí)施方式中，使電池的電功率輸出最佳化。在一實(shí)施方式中，在流入電池的前自空氣移除co2和co。移除可通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的洗滌器來達(dá)成。在一實(shí)施方式中，氫氧化物電解質(zhì)包含諸如氧化物的添加劑以抑制自co和co2形成碳酸鹽。適合添加劑為高水濃度的mg、sb和si的氧化物和氧陰離子(諸如焦磷酸鹽和過氧硫酸鹽)。特定實(shí)例為sio2、mgo、sb2o3、na2s2o8和na4p2o7。在包含熔融電解質(zhì)的一實(shí)施方式中，可通過與活性金屬(諸如堿金屬)反應(yīng)移除諸如熔融堿金屬氫氧化物鹽、碳酸鹽。在包含間歇充電和放電電池的一實(shí)施方式中，使電池接近消除(avoid)co和co2的空氣。在一實(shí)施方式中，至少一種半電池反應(yīng)的氧來自電解，諸如h2o和oh-中的至少一種的氧化。在一實(shí)施方式中，熔融氫氧化物電解質(zhì)和包含熔融氫氧化物的混合物還包含氧化物，諸如堿性氧化物(m2o)或堿土氧化物(m'o)。濃度可為高達(dá)飽和。氧化物可與氫氧化物或水反應(yīng)形成平衡濃度。示例性反應(yīng)為：li2o+h2o→2lioh(169)li2o+2oh-→2lio-+h2o(170)熔融氫氧化物電解質(zhì)可還包含堿金屬(m)。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含熔融氫氧化物、視情況選用的另一鹽和m、mh、m2o、mo2或m2o2中的至少一種，其中m為諸如堿金屬的金屬。在一實(shí)施方式中，使氧化物、h2o、過氧化物和超氧化物平衡中的至少一種移動(dòng)。在一實(shí)施方式中，形成催化劑(諸如h2o、oh、o2、nh和no(n＝整數(shù))中的至少一種)的電池反應(yīng)的能量等于在真空中發(fā)生的反應(yīng)的能量。反應(yīng)可在氣相或凝相(諸如液相或固相)中發(fā)生。液體可為水性或熔融鹽介質(zhì)(諸如電解質(zhì))。形成催化劑的反應(yīng)可包含半電池反應(yīng)。在一實(shí)施方式中，形成催化劑的半電池反應(yīng)的相對(duì)半電池反應(yīng)可在相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(she)為約0v的電壓下發(fā)生。適合電壓在相對(duì)于she為約-0.5v至+0.5v、-0.2v至+0.2v和-0.1v至+0.1v范圍的內(nèi)。催化劑形成半電池反應(yīng)的催化劑可為h2o、oh、o2、nh和no(n＝整數(shù))中的至少一種。催化劑形成反應(yīng)和相對(duì)半電池反應(yīng)可為陽極：oh-+h2→h2o+e-+h(1/p)(171)陰極：o2+2h2o+4e-→4oh-(172)總反應(yīng)可為3/2h2+1/2o2→h2o+h(1/p)(173)其中h2o、oh、o2、nh和no(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。在熔融氫氧化物鹽電解質(zhì)的情況下，可控制供應(yīng)至電池的水分壓以促成oh-產(chǎn)生反應(yīng)優(yōu)于其它o2和h2o還原反應(yīng)(諸如形成過氧化物、超氧化物和氧化物中的至少一種的o2和h2o還原反應(yīng))。在一實(shí)施方式中，控制溫度、o2壓力、h2o壓力、h2壓力和oh-濃度中的至少一種以促成催化劑形成半電池反應(yīng)和導(dǎo)致分?jǐn)?shù)氫的最佳形成的相對(duì)反應(yīng)。一或多種相應(yīng)反應(yīng)可由方程式(171至173)給出。適合示例性電池為[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣]、[ni(h2)/naoh-nabr/ni+空氣]、[ni(h2)/naoh-nai/ni+空氣]、[ni(h2)/sr(oh)2/ni+空氣]和本發(fā)明的類似電池，其中空氣包含一些h2o。在一實(shí)施方式中，形成h2o催化劑的反應(yīng)為約1.2伏特(已針對(duì)操作溫度作熱力學(xué)校正)。在一實(shí)施方式中，形成催化劑的半電池反應(yīng)的電壓相對(duì)于25℃和she為約1.2v。適合電壓在相對(duì)于she和25℃為約1.5v至0.75v、1.3v至0.9v和1.25v至1.1v范圍的內(nèi)。電池可在約200℃至1000℃的溫度范圍內(nèi)或在約250℃至600℃的范圍內(nèi)操作。適合反應(yīng)為如由方程式(171)和(172)和方程式(197)和(198)給出的形成h2o的反應(yīng)，其中h2o可充當(dāng)催化劑。達(dá)成所要電壓的適合電解質(zhì)為熔融堿性氫氧化物或堿土氫氧化物，其可還包含另一鹽(諸如鹵化物)。適合混合物為共溶鹽混合物，諸如堿金屬氫氧化物和堿金屬鹵化物，諸如lioh-libr、naoh-nabr和naoh-nai。示例性堿土氫氧化物為sr(oh)2?？赏ㄟ^滲透或通過鼓泡將氫供應(yīng)至陽極。適合酸性電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)水溶液，諸如h2so4或hx(x-鹵離子)水溶液；或酸性離子液體，諸如本發(fā)明的酸性離子液體。在堿性水性電池實(shí)施方式中，催化劑形成反應(yīng)可由方程式(171)給出，且具有相對(duì)于she為約0v的還原電位的對(duì)抗半電池反應(yīng)為以下中的至少一種：o2+2h2o+2e-→hooh+2oh-(175)在一實(shí)施方式中，可改變o2濃度或陰極材料以達(dá)成具有所要電位的反應(yīng)。適合示例性電池為[mh/koh(飽和水溶液)/sc、pd、pt、au、ag或其它氧還原陰極+空氣]和本發(fā)明的類似電池，其中mh為諸如lani5hx的金屬氫化物。在包含氫氧化物電解質(zhì)(諸如水性或熔融氫氧化物或混合物(諸如堿金屬氫氧化物，諸如lioh))的電解電池的一實(shí)施方式中，通過電解h2o，在陰極處產(chǎn)生h2，且在陽極處產(chǎn)生o2。電解質(zhì)的氫氧化物可通過溶解水性堿(諸如碳酸鹽，諸如m2co3(m＝堿金屬))來形成。電池可在諸如在約25℃至300℃的范圍內(nèi)的高溫下操作，但可在更高溫度下操作。電池可經(jīng)加壓以在接近沸點(diǎn)和沸點(diǎn)以上的溫度下操作。在一實(shí)施方式中，在陰極處oh-在h存在下氧化為h2o和在陽極處o2和h2o中的至少一種還原為oh-的反應(yīng)中的至少一種隨分?jǐn)?shù)氫的形成而發(fā)生。在一實(shí)施方式中，陽極處形成的氧在陽極處被h2o還原為oh-，且陰極處形成的h2在陰極處與oh-反應(yīng)被氧化為h2o，以致oh-路徑分別根據(jù)方程式(172)和(171)在陽極和陰極處發(fā)生。催化劑可為陰極處形成的h2o，其與也在陰極處形成的h反應(yīng)。陰極可為形成氫化物的金屬，諸如為貴金屬(諸如pd、pt或au)或過渡金屬或合金(諸如ni或lani5)。陰極可以二功能電極形式作用(perform)以將h2o還原為h2且在h存在下將oh-氧化為h2o。陽極可包含諸如金屬(諸如貴金屬，諸如pt、pd或au；或過渡金屬或合金，諸如ni或lani5)的導(dǎo)體，其以二功能電極形式作用以將水性電解質(zhì)氧化為o2且將o2和h2o中的至少一種還原為oh-。電極的形態(tài)可增加其表面積。諸如ni的示例性電極為線、燒結(jié)、薄片或墊ni。在一實(shí)施方式中，具有堿性電解質(zhì)(諸如包含氫氧化物和碳酸鹽中的至少一種的堿性電解質(zhì))的熔融鹽電池包含包括鎳、氧化鎳、鈷、氧化鈷和經(jīng)鉻摻雜的鎳中的至少一種的陽極；可為鎳、nio、鈷、氧化鈷、ag、氧化銀(諸如ag2o2)、經(jīng)ag摻雜的ni和鋰化氧化鎳的陰極；且可包含電解質(zhì)載體，諸如mgo、li2tio3或lialo2。電極(諸如陽極)可包含nio和穩(wěn)定nio的另一化合物(諸如mgo或fe2o3，其可分別形成ni1-xmgxo和nife2o4)。在一實(shí)施方式中，可通過由諸如o2-來源的來源增加堿性來穩(wěn)定化諸如陽極(諸如nio)的電極。增加電解質(zhì)的堿性的適合源為mgo、cdo、zno、fe2o3、nio、li2o、moo2、sio2、al2o3、cr2o3、tio2、zro2、wo2和充當(dāng)o2-源的類似氧化物。另一化合物可經(jīng)添加至電極或可包含電解質(zhì)添加劑或基質(zhì)。分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)電流貢獻(xiàn)在相對(duì)于電解電流的方向的方向且可導(dǎo)致電池中的額外熱產(chǎn)生。在另一實(shí)施方式中，至少一種氣體可在半電池之間穿透，以致發(fā)生由方程式(171)和(172)給出的反應(yīng)中的至少一種以形成分?jǐn)?shù)氫。電極間隔可為最小以促進(jìn)氣體穿透。氣體可在電池中穿透，以致由方程式(172)給出的oh-系統(tǒng)至少部分發(fā)生于陰極處且由方程式(171)給出的oh-系統(tǒng)至少部分發(fā)生于陽極處。催化劑可為自穿透h在陽極處形成的h2o，其與自陰極穿透至陽極的額外h反應(yīng)。陽極可為形成氫化物的金屬(諸如為貴金屬，諸如pd、pt或au；或過渡金屬或合金，諸如ni或lani5)，其以二功能電極形式作用以將水性電解質(zhì)氧化為o2且在穿透氫存在下將oh-氧化為h2o。陰極可為形成氫化物的金屬，諸如為貴金屬(諸如pd、pt或au)或過渡金屬或合金(諸如ni或lani5)。陰極可以二功能電極形式作用以將h2o還原為h2且可另外將穿透o2和h2o中的至少一種還原為oh-。因此，陰極可包含氧和h2o還原催化劑中的至少一種。通過穿透反應(yīng)釋放電能和熱能中的至少一種，其中電流具有與電解電流的極性相同的極性，但電壓具有反極性。因此，在進(jìn)行恒定電流電解的情況下，在一實(shí)施方式中，電池電壓減小且電池溫度增加。示例性電解電池為[pt/0.1m至飽和lioh水溶液/pd]。在其它實(shí)施方式中，兩個(gè)電極皆為ni或一個(gè)為ni且另一個(gè)為不同材料(諸如pt、pd、dsa材料、其它貴金屬、碳、ag、本發(fā)明的材料或于載體上的此類材料或本發(fā)明的其它材料中的一種或多種，諸如pt/ti)，且電解質(zhì)為約0.1m至飽和的濃度范圍內(nèi)的koh或k2co3水溶液(aqueous，aq)。特定實(shí)例為[ptti/0.1m至飽和k2co3或koh水溶液/ni]。在一實(shí)施方式中，氫氧化合物(oxyhydroxide)(諸如pdooh、ptooh或niooh)、氫氧化物(諸如pt(oh)2、pt(oh)4、pd(oh)2或ni(oh)2)和水合物(諸如pt(h2o)4)中的至少一種可在電極(諸如陽極)處形成。電極(諸如陽極)的一或多種氧化產(chǎn)物與oh-的氧化反應(yīng)可形成催化劑(諸如h2o和h)，其還反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。pt陽極處的示例性反應(yīng)為ptooh+2oh-→pto+h2o+h(1/4)+o2+2e-(177)pt(oh)2+oh-→pto2+h2o+h(1/4)+e-(178)3pt(oh)2+oh-→pt3o4+3h2o+h(1/4)+e-(179)陽極處的氫氧化合物、氫氧化物或水合物的反應(yīng)會(huì)降低電解電池電壓。形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)釋放可呈熱能和電能中的至少一種形式的能量。在電解或間歇電解電池的一實(shí)施方式中，通過在電解期間在負(fù)極處還原h(huán)2o來形成h，且該反應(yīng)為至少部分可逆，以致形成催化劑(諸如h2o)，其與h還反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。形成h2o催化劑的反應(yīng)可為反應(yīng)oh-+h→h2o+e-。在電解電池或ciht電池(諸如包含h2滲透陽極的電池或在間歇電解下操作的電池)的一實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極形成氧化物且還包含來自諸如h2氣體滲透、由電解(諸如連續(xù)電解或間歇電解)在表面上產(chǎn)生中的至少一種的來源的氫，且由自反電極或自外源(諸如供應(yīng)h2氣體)的h2穿透吸收h2。氧化物可通過電解質(zhì)與金屬和電解質(zhì)中的溶解氧與金屬中的至少一種的反應(yīng)形成。氧可來自諸如大氣或供應(yīng)氧氣中的至少一種的來源或來自可在電池中進(jìn)行的h2o的電解。電解質(zhì)可包含氫氧化物。氫氧化物可與金屬氧化物反應(yīng)形成h2o催化劑，其可與氫(諸如電極上的原子氫)還反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。形成分?jǐn)?shù)氫中所釋放的能量表現(xiàn)為電能和熱能中的至少一種。氧化鎳與氫氧化物反應(yīng)形成h2o催化劑的代表性反應(yīng)為2koh+nio→k2nio2+h2o(180)3koh+nio→knio2+h2o+k2o+1/2h2(181)4koh+ni2o3→2k2nio2+2h2o+1/2o2(182)反應(yīng)物和反應(yīng)(諸如對(duì)應(yīng)于方程式(180至182)的反應(yīng)物和反應(yīng))可包含形成分?jǐn)?shù)氫的化學(xué)反應(yīng)或固體燃料且在化學(xué)反應(yīng)器部分中給出者。在實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)需要原子氫和催化劑。形成原子氫的適合反應(yīng)為于大表面積解離體(諸如過渡金屬，諸如ni、ti或nb；或貴金屬，諸如pt、pd、ir、rh和ru)上的氫解離。解離體可為納米粉末，諸如具有約1nm至50微米范圍內(nèi)的粒度的粉末。作為選擇，通過經(jīng)由氫可滲透膜(諸如ni)氫滲透或通過噴射提供原子氫?？赏ㄟ^電解在表面上或在電解質(zhì)中產(chǎn)生原子氫?？砷g歇地維持電解。可形成一或多個(gè)h原子層，其至少在間歇循環(huán)的放電階段期間反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。圖1中所示的電解電池400包含具有陰極405的陰極室401、具有陽極410的陽極室402和視情況選用的隔板或鹽橋420。通過應(yīng)用于終端之間的電源供應(yīng)電解功率。電源可為電源供應(yīng)器或蓄電器單元(其可為至少第二ciht電池或電容器)。可通過包含電源的第一ciht電池使蓄電器(諸如第二ciht電池或電容器)充電。電子控制器可使用電源在使第一ciht電池充電和放電之間切換且控制充電和放電參數(shù)(諸如電壓、電流、功率和負(fù)載)。電解質(zhì)可為水性、熔融鹽或其組合，諸如為本發(fā)明的電解質(zhì)。在一電解電池實(shí)施方式中，電解電壓為間歇或脈沖。電解質(zhì)可為熔融鹽，諸如熔融氫氧化物共溶鹽，諸如堿性或堿土氫氧化物和鹵化物鹽。示例性電解質(zhì)為lioh-libr。電解質(zhì)也可為水性電解質(zhì)，其可為堿性、酸性或大致中性。示例性堿性電解質(zhì)為氫氧化物電解質(zhì)水溶液，諸如堿金屬氫氧化物(諸如koh)水溶液。示例性酸性電解質(zhì)為酸水溶液，諸如h2so4或hx(x＝鹵離子)水溶液。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含堿性水溶液。間歇或脈沖循環(huán)的充電期可包含h2o電解為h2和o2。陰極和陽極反應(yīng)可分別包含方程式(171)和(172)的反向，除分?jǐn)?shù)氫形成為不可逆以外。陰極放電半電池反應(yīng)可包含h2o和氧中的至少一種的還原。該還原可由方程式(172)給出。還原反應(yīng)的過電位可導(dǎo)致半電池電壓為約零。在一實(shí)施方式中，堿性水溶液中o2和h2o至oh-的還原(方程式(172))的還原電位相對(duì)于she和25℃為約0.4v。電極上的還原的過電位為約0.4v，以致還原半電池反應(yīng)在約0v下發(fā)生。陽極放電半電池反應(yīng)可包含oh-的氧化和與h形成h2o的還反應(yīng)(方程式(171))。h2o可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。在一實(shí)施方式中，oh-的氧化和與h形成h2o的還反應(yīng)(方程式(171))的還原電位相對(duì)于she和25℃為約1.23v。電極上的氧化的過電位使得氧化半電池反應(yīng)在約1.23v下發(fā)生。在其它實(shí)施方式中，催化劑可包含自原子氫接受m27.2ev的物質(zhì)，諸如本發(fā)明的物質(zhì)，其中催化劑可為半電池物質(zhì)或在電解或放電階段期間形成。在充電和放電期中的至少一種期間形成分?jǐn)?shù)氫。關(guān)于放電期，氧化反應(yīng)的半電池電位相對(duì)于she和25℃可為約1.23v或在約0.6v至1.5v范圍的內(nèi)，且還原反應(yīng)的半電池電位相對(duì)于she和25℃可為約0v或在約-0.5v至+0.5v范圍的內(nèi)。在電解截止或放電階段期間電解陰極與陽極之間的電池電位相對(duì)于she和25℃可為約1.2v或在約0.6v至2v范圍的內(nèi)。在具有高溫的實(shí)施方式中，針對(duì)操作溫度對(duì)此類室溫范圍作熱力學(xué)校正。在不給定的情況下，否則本發(fā)明的電壓為相對(duì)于she和25℃。在包含水性電解質(zhì)的形成分?jǐn)?shù)氫和電和熱功率中的至少一種的ciht或電解電池的一實(shí)施方式中，應(yīng)用至少一個(gè)系統(tǒng)變化或方法以增加形成分?jǐn)?shù)氫的速率，該系統(tǒng)變化或方法包含使用多孔陽極以提供形成新生h2o的區(qū)域；通過諸如改變電解電流的方法改變氣體流速以改變氣體/電解質(zhì)/電極界面層性質(zhì)以促成游離或新生h2o(非大批h2o)形成作為催化劑(在本文中當(dāng)h2o表示為催化劑時(shí)，其固有地是指分?jǐn)?shù)氫催化活性或新生h2o)；和改變電解質(zhì)組成、濃度、溫度和其它所述物理參數(shù)以導(dǎo)致其性質(zhì)變化(諸如離子周圍的溶劑圈的變化)(其改變電池反應(yīng)的容量)以形成游離或新生h2o催化劑和分?jǐn)?shù)氫。在諸如包含熔融鹽或水性電解電池的至少一種的一實(shí)施方式中，在每電池恒定電壓下使電池充電，該恒定電壓對(duì)應(yīng)于h2和o2至h2o的反應(yīng)的電池電位的負(fù)性。充電電位可包含具有過電位的h2o電解電位以和熱力學(xué)電壓分量。也可在恒定電流、功率或負(fù)載或可變電壓、電流、功率或負(fù)載下使電池充電?？呻S后在恒定電壓、電流、功率或負(fù)載下使電池放電。可使用維持所要放電電壓的負(fù)載達(dá)成恒定電壓。在其它實(shí)施方式中，放電可為在可以電壓、電流、功率和負(fù)載控制器中的至少一種控制的可變電壓、電流、功率或負(fù)載下。電壓和電流參數(shù)可包含向任一方向的勻變，(例如)諸如當(dāng)充電時(shí)自最小向最大和當(dāng)放電時(shí)自最大向最小。在一實(shí)施方式中，放電在通過使半電池還原電位與達(dá)成最佳化的還原電位匹配來最大化分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)速率的條件下。在一實(shí)施方式中，在每電池恒定電壓下維持放電，該恒定電壓對(duì)應(yīng)于反應(yīng)h2和o2至h2o的電池電位。匹配電位可包含過電位以和熱力學(xué)電壓分量。在其它實(shí)施方式中，電壓和電流中的至少一種為可變以達(dá)成導(dǎo)致分?jǐn)?shù)氫催化劑反應(yīng)在最大速率下發(fā)生的放電電壓。電池電位為可包含過電位以和熱力學(xué)電壓分量的半電池還原電位的差。可調(diào)節(jié)頻率和其它充電-放電參數(shù)以最大化分?jǐn)?shù)氫催化劑反應(yīng)速率。在一實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)循環(huán)的波形以匹配適合負(fù)載或使負(fù)載與波形匹配。在一實(shí)施方式中，充電-放電頻率可為標(biāo)準(zhǔn)的充電-放電頻率，諸如動(dòng)力柵格(powergrid)的充電-放電頻率。頻率可為50hz，或其可為60hz?？烧{(diào)節(jié)波形為交流，諸如60hz或50hz的交流。頻率可包括兩個(gè)電池之間不在充電-放電循環(huán)期的互易充電，以致一個(gè)電池可使另一電池充電，反的也然。在另一實(shí)施方式中，可整流電流。在放電期間可將電流以可為大致恒定電流的直流形式供應(yīng)至負(fù)載?？啥〞r(shí)多個(gè)ciht電池以在比任何既定個(gè)體電池的循環(huán)的持續(xù)時(shí)間均更長的持續(xù)時(shí)間內(nèi)提供恒定電流。在一實(shí)施方式中，電池自h2o產(chǎn)生氫和氧中的至少一種。在一實(shí)施方式中，可在間歇電解期間分別在放電陽極和陰極上形成h2和o2。作為選擇，自發(fā)地自h2o形成氣體，其可與電解無關(guān)。驅(qū)使自h2o自發(fā)產(chǎn)生h2和o2中的至少一種的能量為分?jǐn)?shù)氫的形成。氣體h2和o2中的至少一種為形成催化劑和分?jǐn)?shù)氫中的至少一種的反應(yīng)物。該機(jī)制可包括電化學(xué)和離子化反應(yīng)中的至少一種。可在放電期間形成催化劑(諸如h2o)，其還與h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。在放電期間形成h2o的反應(yīng)可為在電池操作的任何階段可逆，以致h在放電陽極處直接形成且視情況與通過電解形成的h無關(guān)。另外或其它，相對(duì)于在放電陽極和陰極處分別電解h2o為h2和o2，h形成可因釋放的能量而為自發(fā)以形成分?jǐn)?shù)氫，其中兩個(gè)反應(yīng)皆可同時(shí)發(fā)生。在一實(shí)施方式中，電池電壓使得h2o電解隨分?jǐn)?shù)氫形成自發(fā)發(fā)生。分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)可至少部分維持或支撐達(dá)成h2o電解的傳播和分?jǐn)?shù)氫形成反應(yīng)的傳播中的至少一種的電池電壓。在一實(shí)施方式中，電池電壓為約0.8v±0.5v?？梢约s0.8v±0.2v的電池電壓在約280℃至500℃的溫度范圍內(nèi)操作包含[ni/具有視情況選用的基質(zhì)(諸如mgo)的lioh-libr/ni]和一定量(asupplyof)h2o的示例性電池?？赏ㄟ^間歇電解和隨分?jǐn)?shù)氫形成的自發(fā)電解中的至少一種輔助電壓。間歇電解的示例性電池波形可包含充電至0.8v±0.2v且當(dāng)電池放電時(shí)維持彼電壓持續(xù)設(shè)定時(shí)間的步驟。電池波形可在諸如在恒定電流下的條件下使電池還放電至諸如0.6v±0.2v的限制電壓或持續(xù)諸如4秒±3秒的限制時(shí)間。h2o的自發(fā)電解可具有一或多個(gè)中間步驟，其包括陽極材料、電解質(zhì)和電池中的固體、液體和氣體中的至少一種的反應(yīng)。舉例而言，h2o可與陽極金屬m反應(yīng)形成mo和h2。示例性固體、液體和氣體為固體基質(zhì)，諸如mgo、lialo2、li2tio3、livo3、ceo2、tio2和本發(fā)明的其它固體基質(zhì)；h2o2；o2、co2、so2、n2o、no和no2。作為選擇，電解質(zhì)可經(jīng)氧化和還原中的至少一種，且h2o也為反應(yīng)物。示例性自發(fā)h2o電解反應(yīng)為放電陽極：2h→2h(1/p)(184)其中例如通過方程式(171)的反應(yīng)來形成h2o催化劑。放電陰極：總反應(yīng)可為h2o→1/2o2+2h(1/p)(186)h2o→1/2o2+h2(187)其它示例性自發(fā)h2o電解反應(yīng)為放電陽極：2oh-→h+hoo-+e-(188)h→h(1/p)(189)其中例如通過方程式(171)的反應(yīng)來形成h2o催化劑。放電陰極：hoo-+1/2h2o+e-→2oh-+1/4o2(190)總反應(yīng)可由方程式(186)和(187)給出。放電陽極：3oh-→o2+h2o+h+3e-(191)h→h(1/p)(192)其中例如也通過方程式(171)的反應(yīng)來形成h2o催化劑。放電陰極：1/2o2+h2o+2e-→2oh-(193)總反應(yīng)可由方程式(186)和(187)給出。方程式(183)、(185)、(188)、(190)和(191)的氫和氧可分別根據(jù)方程式(171)和(172)反應(yīng)形成oh-和h2o。其它氧物質(zhì)(諸如氧化物、過氧化物、超氧化物和hoo-)和本發(fā)明中給出的反應(yīng)(諸如方程式(138至153))可與h2o自發(fā)電解形成h、催化劑和分?jǐn)?shù)氫中的至少一種的來源有關(guān)。在一實(shí)施方式中，可在放電陽極和陰極處形成h，其中在一個(gè)電極(諸如陽極)處優(yōu)先形成分?jǐn)?shù)氫，這是因?yàn)樵谀抢镄纬闪舜呋瘎?。示例性電池為具有ni放電陽極和nio放電陰極的電池，其中在ni電極處優(yōu)先形成分?jǐn)?shù)氫。除前述反應(yīng)的外，放電陰極處的反應(yīng)可為h2o至oh-和h2的還原，且陽極處的反應(yīng)可為在以上反應(yīng)中所給出的oh-的氧化且可還包含形成陽極的金屬氧化物的反應(yīng)。作為選擇，可在陰極處還原諸如金屬氧化物(諸如nio)的氧化物。還原也可包括其它反應(yīng)物，諸如h2o。示例性還原反應(yīng)為nio至ni和包含氧的負(fù)離子(諸如氧離子、過氧離子和超氧離子)和nio和h2o至ni和氫氧化物的還原。另外，在一實(shí)施方式中，在放電陽極處形成催化劑(諸如h2o)。在一實(shí)施方式中可以連續(xù)放電模式運(yùn)作電池，其中h和隨后分?jǐn)?shù)氫的自發(fā)產(chǎn)生足以維持自電池的所要電輸出。可將h2o供應(yīng)至電池以維持電輸出。或者且組合，可與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的間歇電解一起運(yùn)作電池?？墒占瘉碜蚤g歇或自發(fā)電解的任何過量氫用于另一商業(yè)用途。在一實(shí)施方式中，由來自分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的能量維持的過剩電流可表現(xiàn)為如方程式(183至193)的反應(yīng)示例的水的自發(fā)電解或以此形式傳播。在一實(shí)施方式中，包括h2o轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)氫、電和氧或包含氧的化合物或物質(zhì)的分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)可包含水解反應(yīng)。在一實(shí)施方式中，控制水蒸氣壓以維持自發(fā)電解反應(yīng)?？删S持反應(yīng)混合物的水蒸氣壓或組成以支撐維持自發(fā)電解的離子，諸如oh-、氧離子、過氧離子、超氧離子和hoo-中的至少一種。優(yōu)先維持某些離子以促成水的電解、催化劑和h的形成和分?jǐn)?shù)氫的形成。在方程式(183至193)的示例性反應(yīng)中，維持水蒸氣壓以支撐用于形成分?jǐn)?shù)氫的相應(yīng)反應(yīng)路徑的超氧離子的穩(wěn)態(tài)濃度?？墒褂盟魵饣蛘羝a(chǎn)生器來控制水蒸氣壓，其中維持水庫的溫度于系統(tǒng)的最低溫度下。系統(tǒng)可包含水產(chǎn)生器、至電池的水蒸氣線和電池。與反應(yīng)物處于平衡或在穩(wěn)態(tài)下的水蒸氣壓可在約1微托至100atm、約1毫托至1atm或約1托至100托的范圍內(nèi)。電解質(zhì)可為熔融鹽；或堿性水溶液，諸如氫氧化物或碳酸鹽電解質(zhì)(諸如堿金屬氫氧化物或碳酸鹽或其以任意所要比率的混合物)水溶液。諸如水性電解質(zhì)的電解質(zhì)可包含m2co3、moh、m2so4、m3po4、mno3(m＝堿金屬)的混合物。示例性電解質(zhì)為koh、k2co3、naoh、na2co3、lioh和li2co3或其混合物，其可在約0.01m至飽和的濃度范圍內(nèi)。在脈沖或間歇施加電壓或電流電解實(shí)施方式中，陰極和陽極中的至少一種可包含二功能電極。電極可包含不同材料以達(dá)成所要反應(yīng)。各陰極和陽極對(duì)于所要氧化或還原反應(yīng)可具選擇性且可為以下的一種或組合：過渡金屬或合金，諸如ni或lani5；碳；經(jīng)碳涂布的ni；經(jīng)貴金屬摻雜的碳，諸如pt/c或pd/c；或經(jīng)其它金屬摻雜的碳，諸如經(jīng)mo或ni摻雜的碳；pt-ni合金；經(jīng)pt涂布的ni、ag、pb；和貴金屬或合金，諸如pt、pd或au。具有氧化和還原的適當(dāng)能力的其它穩(wěn)定導(dǎo)體為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的導(dǎo)體。氫電極(諸如負(fù)極)可包含氫溢出催化劑(諸如pt或pd/c)或經(jīng)氫解離體摻雜的其它大表面積載體。氫電極可包含提供低h2析出的過電位的金屬或合金，諸如ni、fe、co和mo中的至少兩者的合金，諸如ni35.63fe24.67mo23.52co16.18或類似比率。電極可為可經(jīng)導(dǎo)體摻雜的碳化物、硼化物或氮化物，諸如zrc或tic；碳黑；ac、zrc、tic、tin、ti3sic2、ticn、sic、yc2、tac、mo2c、wc、c、hfc、cr3c2、zrc、vc、nbc、b4c、crb2、zrb2、gdb2、mgb2和tib2。電極可包含二功能和雙金屬陰極和陽極中的至少一種。氫電極或陽極可包含ni，諸如nicelmet、ni纖維墊、ni粉末；mo、mo紗網(wǎng)、mo纖維墊、mo粉末；或其任何組合；或其它大表面積材料。可通過形成至少一種氧化物涂層且并入來自電解質(zhì)的物質(zhì)(諸如堿離子)(諸如在形成示例性鋰化氧化鎳的情況下)來活化電極?？赏ㄟ^在至少一種部分氧氛圍中操作電極和通過暴露于氧源來形成氧化物涂層?？梢猿踹M(jìn)料的氧(其隨時(shí)間耗盡)使電池間歇地充電和放電。耗盡可利用惰性氣體(諸如稀有氣體或n2)的流?？赏ㄟ^在適合氧化溶液中預(yù)處理電極(諸如陽極)來形成氧化物涂層。在ni上形成氧化物層的示例性適合溶液為過氧化物的堿性溶液，諸如0.6mk2co3/3％h2o2?；罨筛淖冎辽僖粋€(gè)半電池反應(yīng)的電壓，以致形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)變得更有利。活化可包含涉及電解質(zhì)的半電池反應(yīng)的電壓變化，其中形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑反應(yīng)變得有利，當(dāng)不存在活化時(shí)，其為不利。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)為與電池的半電池反應(yīng)有關(guān)的至少一種且為形成催化劑和h中的至少一種的反應(yīng)物?；罨砂ㄊ勾呋瘎┰谄渥噪娊赓|(zhì)形成期間的能量一致以匹配自氫接受能量以形成分?jǐn)?shù)氫所需的能量。示例性電解質(zhì)為堿金屬氫氧化物或鹽的混合物(諸如氫氧化物和另一鹽(諸如鹵化物)的混合物)。活化電池的示例性電解質(zhì)混合物可包含lioh-libr、naoh-nabr、koh-kbr和氫氧化物和鹵化物(諸如堿金屬鹵化物)的其它組合。包含形成以活化電極用于形成分?jǐn)?shù)氫的氧化物涂層的本發(fā)明的其它金屬可充當(dāng)氫電極或陽極。在另一實(shí)施方式中，可活化電解質(zhì)。活化可通過暴露于氧或氧源進(jìn)行?；罨砂纬裳跷镔|(zhì)，諸如氧化物、過氧化物和超氧化物中的至少一種。電解質(zhì)可包含氫氧化物(諸如堿金屬氫氧化物)且可還包含另一鹽(諸如鹵化物(諸如堿金屬鹵化物))。通過在諸如約100℃至1000℃的范圍內(nèi)的高溫下暴露于氧而活化的示例性電解質(zhì)為koh-kbr。氧物質(zhì)的形成可改變堿性，其促成分?jǐn)?shù)氫形成。在另一實(shí)施方式中，通過活化改變半電池反應(yīng)和電壓中的至少一種以促成分?jǐn)?shù)氫形成。在一實(shí)施方式中，添加氧或氧源至電池以導(dǎo)致活化。氧可呈痕量(諸如在0.1ppm至10體積％范圍內(nèi))，但足以維持電極(諸如陽極)上的氧化物涂層以增進(jìn)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)。增進(jìn)的機(jī)制可包含以下中的至少一種：提供原子h和使至少一個(gè)半電池的半電池反應(yīng)電壓一致以匹配更有利于使h催化劑形成分?jǐn)?shù)氫的電壓。氧可影響半電池電壓，諸如o2還原反應(yīng)(諸如o2和h2o至oh-的反應(yīng))和陽極形成h2o的反應(yīng)中的至少一種。影響可經(jīng)由h和o化學(xué)反應(yīng)為直接或通過以諸如形成氧化物涂層的方法改變電極表面而為間接。氧化物涂層可影響至少一個(gè)半電池反應(yīng)的過電位，從而導(dǎo)致分?jǐn)?shù)氫形成反應(yīng)變得更有利。示例性電極為包含ni、ni-al或ni-cr合金(諸如約10％cr)中的一種的陽極和包含nio、ni、co、coo、ag和cu中的至少一種的陰極。ag陰極可為分散于碳上的ag粒子。最佳負(fù)載在約20重量％至30重量％范圍的內(nèi)。陽極可包含形成氧化物的金屬，其中每至少一種金屬原子或氧原子的生成自由能為大致與自h2和o2形成h2o的生成自由能相同。能量可在約10％至300％或約10％至100％或約10％至50％內(nèi)匹配。示例性金屬為ni、mo、cd、sn、w和pb。其它適合陽極金屬或其合金為選自以下的組的至少一種：cu、ni、cuni、nimo、cumo、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl和sn。在一實(shí)施方式中，陰極和陽極皆為實(shí)質(zhì)上浸沒，以致在放電期間消耗的氧中若非全部則大多數(shù)系在間歇電解電池的電解期間產(chǎn)生。示例性電池為[cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl或sn中的至少一種/lioh-libr/ni/nio，間歇電解]。在一實(shí)施方式中，可磁化至少一個(gè)電極(諸如陽極)。磁化電極可包含鐵磁金屬，諸如ni、fe、co或合金。在一實(shí)施方式中，陽極可包含不同材料(諸如導(dǎo)體(諸如金屬))的層。陽極可包含雙金屬或多金屬電極。一個(gè)層可為提供使分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)傳播的有利能量建立最佳電壓，且另一層可載運(yùn)電流。形成雙金屬電極(諸如陽極)的示例性材料為ni、mo和h242合金中的至少兩者。陰極也可包含多個(gè)層，諸如多金屬(諸如雙金屬)電極，諸如包含ni和ag或本發(fā)明的陰極材料的其它組合的電極。陰極可包含氧還原電極，諸如氧化錳，諸如mno2/c、mn2o3/c或mnooh。其它適合o2還原陰極為pt/c或pt合金/c(諸如ptru/c)、la0.5sr0.5coo3/c、cotpp/c、la0.6ca0.4coo3/c、pt/cnt/c、pr0.8ca0.2mno3、cotmpp/c、lamno3/c和mnco2o4/c中的至少一種。因?yàn)樵陂g歇循環(huán)期間放電陽極也充當(dāng)電解陰極，所以除常規(guī)電極的外，可使用不同于常規(guī)堿性燃料電池中的放電陽極材料。候選物為其它過渡金屬，諸如ti和v；內(nèi)過渡金屬和合金，諸如nb和hg和汞齊(諸如aghg)；稀土金屬和合金，諸如lani5；和iii、iv、v和vi族金屬或非金屬和合金。在一實(shí)施方式中，放電陽極包含形成穩(wěn)定氫化物的材料。適合陽極材料包含多孔材料，諸如粉末。粉末可包含穩(wěn)定劑或活性損失的抑制劑?；钚該p失可來自通過諸如燒結(jié)的機(jī)制的表面積損失。適合穩(wěn)定劑或抑制劑為例如合金，諸如ni-cr合金(諸如約2重量％至10重量％cr)；和添加至多孔ni或co的氧化鋯(諸如20重量％zro2)。其它適合陽極材料包含life5o8、lacro3、mno和經(jīng)nb或ta摻雜的tio2、鍍ni或cu的陶瓷(諸如lialo2或al2o3和srtio3)。適合陰極材料包含nio、coo、mnio2、m2nio2、mcoo2、m2coo2、mfeo2、m2feo2、li2mno3、mg-li2mno3、mn-lifeo2、lamno3、srtio3、licro2、lialo2、lanio3、lacoo3、zr-zno、mm'o2、m2m'o2、mm'ox、m2m'ox(x＝整數(shù)，m＝堿金屬，m'＝過渡金屬或其它金屬(諸如al))和經(jīng)鎂摻雜的m2m'ox(諸如life1-ymgyo(y>0.03))。在一實(shí)施方式中，電極孔隙率在約20％至95％或約50％至75％范圍的內(nèi)?？紫吨睆娇稍诩s1μm至50μm或約3μm至10μm范圍內(nèi)。電極(諸如陰極)的適合氧還原反應(yīng)(orr)催化劑包含ni、ni-al合金(諸如約5原子％至15原子％al、ni3al)和ni-nb合金、mno2、ag、混合價(jià)數(shù)coox-mnox、金屬四甲氧基苯基卟啉(諸如(cotmpp、fetmpp-cl/c))、金屬氮化物和過渡金屬的混合氧化物(諸如尖晶石、鈣鈦礦和燒綠石(諸如a2b2o6o'))中的至少一種。在一實(shí)施方式中，示例性orr催化劑為基于個(gè)體氧化物或混合物或具有尖晶石、鈣鈦礦或燒綠石結(jié)構(gòu)，諸如為nio、nio/ni、nio+dy(例如約1重量％至10重量％)、co3o4、la2o3、mgo和fe2o3中的至少一種、鋰化nio、于載體(諸如ptfe)上的ni、mno2、ag、co3o4、la2o3、lanio3、尖晶石ab2o4(諸如a＝mn，b＝co)、nico2o4、lamno3和lanio3。陽極和陰極中的至少一種可為鋰化nio，其中本發(fā)明中的ni電極的名稱可包含至少部分nio和視情況部分鋰化或經(jīng)鋰摻雜的nio以和ni。電極(諸如orr陰極)可包含co-酞菁和類似化合物，諸如co-c-n和fe-c-n；pt或其它貴金屬或合金，諸如pt與fe、co或ni、pd、pd合金(諸如pd-fe、pd-co、pd-co-au和pd3fe/c納米粒子)、ru或釕化合物(諸如結(jié)晶謝弗雷爾相(chevrel-phase)硫族化物(例如m6x8，其中m＝高價(jià)過渡金屬且x＝s、se、te；(mo,ru)6se8)、納米結(jié)構(gòu)化ru和ru-se簇合物、ru-n螯合物、ru硒化物(諸如mo4ru2se8和ruxsey))；碳；和經(jīng)摻雜的碳納米管和石墨薄膜(graphene)(諸如經(jīng)n摻雜的碳納米管)。電極可還包含碳黑、粘合劑、集電體和特氟隆(teflon)薄膜?？墒褂萌苣z-凝膠和逆微胞方法來形成催化劑在碳上的均勻大表面積分布。電池可還包含對(duì)于離子交換為選擇性的隔板。離子可為堿性電池的氫氧離子。在適合示例性實(shí)施方式中，薄膜可包含含有側(cè)位四級(jí)胍基的聚(伸芳基醚砜)。電極可包含用于氧還原和析出的復(fù)合電極。后者可用于例如間歇電解電池。電極可為能夠氧還原和析出的二功能，其中通過相應(yīng)獨(dú)立催化劑層提供活性，或電催化劑可為二功能。電極和電池設(shè)計(jì)可為此項(xiàng)技術(shù)中已知用于金屬-空氣電池(諸如fe或zn-空氣電池)的設(shè)計(jì)或本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的其適合修改。適合電極結(jié)構(gòu)包含集電體、可包含碳和粘合劑的氣體擴(kuò)散層和可為二官能催化劑的活性層。作為選擇，電極可包含于集電體的一側(cè)的o2還原層和于另一側(cè)的o2析出層。o2還原層可包含與氧源接觸的外部氣體擴(kuò)散層和與集電體接觸的多孔疏水性催化劑層；然而，o2氧化層可包含于層的一側(cè)與電解質(zhì)接觸的多孔親水性催化劑層和于另一側(cè)的集電體。二功能空氣電極可包含la1-xaxfe1-ymno3(a＝sr或ca)、la0.6ca0.4co0.8b0.2o3(b＝mn、fe、co、ni或cu)、la0.6ca0.4coo3-d和la0.7ca0.3coo3-d。其它示例性or催化劑和二功能催化劑陰極為pdo2/pdo3、碳化物(諸如tac+wc+w2c+tic的混合物)、co/經(jīng)ce涂布的ni、mno2+c+ptfe；異丙醇mn+活性c+12％ptfe；5％mno2+75％c(30％ec-600jd和70％ab-50的混合物)+20％ptfe；5％mno2(mn3+/mn4+)+70％c(60％pwa+40％碳黑)(ptfe-特氟隆30b)；gdl：30％ec-600jd+70％ab-50；mno2+c(活性碳+bp2000)+ptfe；粒度分布mno2—20μm至26μm30％mno2+20％活性碳+20％碳黑+30％ptfe；20％mno2+66％c+14％ptfe；催化劑層：20％mno2+70％活性碳+10％ptfe；gdl：15％碳黑+85％ptfe；11％γmno2+41％c(bp2000)+48％ptfe；mno2陰極+ptfe+2％至20％吸收材料(諸如用于陽極的膠凝材料)；mno2；ag/cnc；于ni泡沫上的ag；agw2c/c；agmno4+5％至10％mno2+c+ptfe；雷尼(raney)銀催化劑+ptfe＝5:1(重量％)(24mgcm-2)；ag2o+10％lanio3；5％ag+15％bp2000+10％daxad+60％特氟隆rpmt-30；50％(20％cotmpp/c)+50％(15％coox+5％mnox/c)；2.5％mnox+7.5％coox/c；4％cotmpp+15％bp2000+60％特氟隆rtmt-30；mno2和/或agno3(pt、co3o4)；10％cotmpp/c+納菲(nafion)+fep+經(jīng)fep涂布的ptfe纖維；cotmpp+mnox/c；60％mn4n/c+ptfe；nico2o4尖晶石；mnxco3-xo4+ptfe(0<x<1)尖晶石；鈣鈦礦；lamno3；lacoo3；lanio3；lacro3；lafeo3；la0.8sr0.2feo3；la0.6sr0.4fe0.6co0.4o3；la0.6sr0.4fe0.6mn0.4o3；lanio3；lacosro3；pb2m2-xpbxo7-y；ni、co、氫氧化fe+碳黑+ptfe；ag+pt+mno2+c+ptfe10％pt/c；鐵-空氣燃料電池(類似于zafc)，具有堿性電極：cuso4、niwo4、wc+20％co；ws2+wc或wc+1％至20％co；ws+c+ptfe；wc+ag+cptfe(fep)；30份ag+30份wc(經(jīng)12％co涂布)+32份ptfe+90份碳黑；3％(5％至10％)ag(orr)+約[7％(10％至15％fewo4)+7％(10％至15％)wc+約12％(10％至15％)co(oer)+約54％c]+約22％ptfe，ag負(fù)載-2mgcm-2；[orr-ag]+[oer-cowo4+wc+ws2+nis+10％至15％co]+ptfe；orr催化劑[(0.3％至2％)cotmmp+(4％至10％)lani1-xcox+(1％至4％)ag+(18％至32％)coxoy+oer催化劑(1％至20％)wc+(1％至20％)co+(1％至7％)fewo4+(1％至7％)nis]+ab-50+ptfe；催化劑層：63.5％xc500+15％ptfe+13％mnso4+8.5％la2o3；15％ptfe+69％xc500+8％mno2+8％la2o3；58％xc500+15％ptfe+19％agno3+8％mnso4；gdl：65％c+35％ptfe；oer電極30％ag+70％lanio3；la1-xaxfe1-ymnyo3(a＝sr、ca)；la0.6ca0.4co0.8fe0.2o3，和具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的此類或類似物質(zhì)組成和物質(zhì)組成的比率的其它類似實(shí)施方式。在另一實(shí)施方式中，陰極可包含氧化物、氫氧化物或氫氧化合物，其可還包含陽極的金屬。在適合實(shí)例中，陰極包含mo、w、hf或ta的氫氧化合物，且相應(yīng)陽極分別包含金屬或金屬mo、w、hf或ta的合金。電極(諸如陽極)可包含單獨(dú)或經(jīng)另一金屬摻雜的ni墊、箔、粉末或線，該另一金屬諸如為貴金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬(諸如mo)、稀土金屬和iii、iv、v或vi族金屬中的至少一種，諸如pt、ru、rh、pd、ag、la、hf、hf合金(諸如hf與zr、fe、ti、nb、ta、ni和w中的至少一種)、re、ir、au、co、mn、cu、zn、al、sn、pb、bi和te。陽極可包含金屬或/和其合金中的至少一種，諸如鎳或鎳合金，諸如ninb、nicr、nico、nicu、moni、hfni、tani、wni、vni、zrni、cdni、nbni和tini；sn或sn合金，諸如snag、snal、snas、snau、snba、snbe、snbi、snca、sncd、sncd、snce、snco、sncr、sncu、snfe、snga、snge、snhf、snhg、snin、snk、snla、snli、snmg、snmn、snna、snnb、snnd、snni、snp、snpb、snpd、snpr、snpt、sns、snsb、snse、snsi、snsr、snte、snti、snu、snv、snyb、snzn和snzr；al或合金，諸如alas、alau、alb、alba、albe、albi、alca、alcd、alce、alco、alcr、alcs、alcu、aldy、aler、alfe、alga、algd、alge、alhf、alhg、alho、alin、alk、alla、alli、almg、almn、almo、alna、alnb、alnd、alni、alpb、alpd、alpr、alpt、alpu、alre、alru、alsb、alsc、alse、alsi、alsm、alsn、alsr、alta、alte、alth、alti、altimo、altl、alu、alv、alw、aly、alyb、alzn和alzr；hf或合金，諸如hf與zr、fe、ti、nb、ta、ni和w中的至少一種，諸如hfal、hfb、hfbe、hfc、hfco、hfcr、hfcu、hffe、hfge、hfir、hfmn、hfmo、hfnb、hfni、hfo、hfre、hfsn、hfta、hfth、hfti、hfu、hfw、hfzr和hfin；mo、mo合金或化合物，諸如mosi2、tzm(mo(約99％)、ti(約0.5％)、zr(約0.08％))、mob、moc、mocu、moco、mocr、mofe、moge、mohf、moir、moos、monb、moni、mopd、mopt、more、morh、moru、mos、mosi、mota、moth、moti、mou、mov、mow、氮化鉬、nicrmotanb和moy；cr、cr合金；w、w合金，諸如wal、wb、wc、wco、wcr、wfe、whf、wmo、wnb、wni、wos、wpb、wpd、wpt、wre、wrh、wsi、wta、wti、wv和wzr；ta和ta合金，諸如taal、tab、tac、taco、tacr、tafe、tahf、tamo、tanb、tani、tapd和tarh；釩合金，諸如vb、vcu、vfe、vga、vla、vmn、vmo、vnb、vni、vpd、vpt、vre、vrh、vsi、vta、vti、vu、vw、vy和vzr；在電池溫度下形成不穩(wěn)定氧化物的金屬合金，諸如ag或hg合金，諸如agmo、agni、hgmo、hgni或aghg。其它示例性合金為motial、moval、nizrmo、nimgmo、nialmo、nicumo、nimosi、nicrsi、英高鎳合金(inconelalloy)(諸如625(21％cr、9％mo、4％nb-ni合金)、英高鎳(inconel)622、c-276和686)、赫史特(hastelloy)合金(赫史特c22)、ni-cr-mo-w合金、56ani-22cr-13mo-3w-3fe-2.5*co-0.50*mn-0.35*v-0.08*si-0.010*c(a為平衡*最大)、碳鋼、合金20、242或556(例如hayesint.)；mg合金(諸如mgmo、mgag、mgal、mgbi、mgcd、mgaco、mgcu、mgfe、mgga、mggd、mghg、mgin、mgla、mgmn、mgni、mgpb、mgpr、mgsb、mgsc、mgsi、mgti、mgy、mgzn和mgzr)、tial、cu6co4、bmo合金、ca合金、la合金(諸如latial)、moag合金、mosi和mocr合金、snzrmo、crnimo、mnnimo、moti、mopb、tac合金、mos合金、包含ti、nb、fe、mo中的至少一種的合金、和tzm。電極(諸如陽極)可包含碳或合金，諸如coc、crc、cuc、fec、gec、hfc、irc、lac、lic、mnc、moc、nbc、nic、rec、sic、tac、tic、vc、wc、yc和zrc。其它示例性合金為momn、mosi-過渡金屬(諸如mocusi、mocosi和monisi)、mosic、過渡金屬-sic(ysic、lasic、zrsic、hfsic、nbsic、tasic、wsic)、monic、nimofe、mococ、mocuc、lanic、mohfni、nizrhf、motini、tinbmo、cocuc、cocusi、nizrta、nimota、nimow、nimonb、crmow、vnbta、tizrhf、lanimo、lanihf、lanita、lanimo、laniw、laninb、lanicr、laniv、laniti、lanizr、lanisc、laniy、nizrw、nizrnb、過渡金屬-zr-mo(諸如motizr)、mosi、moc、ni-tzm、mozrni、lani5mo、lani5hf、lani5ta、lani5mo、lani5w、lani5nb、lani5cr、lani5v、lani5ti、lani5zr、lani5sc、lani5y和lani5c。比率可為任何所要，諸如對(duì)于雙金屬為約50重量％-50重量％且對(duì)于三金屬為33重量％-33重量％-33重量％。示例性電池為[nimo、mosi、moc、ni-tzm、mozrni、rumo、rhmo、osmo/lioh-libr/nio或co2o3-cuo-nio，間歇電解]。在其它實(shí)施方式中，電極金屬或合金可包含可通過電解(諸如通過電鍍)或通過氣相或等離子體沉積(諸如本發(fā)明的方法)而沉積的層或涂層。包含r-ni放電陽極的示例性電池為[r-ni/0.6mk2co3水溶液/納菲或celgard/碳或ni，間歇電解]。在一實(shí)施方式中，電極可包含流化床，諸如三相流化床。在一實(shí)例中，電解質(zhì)包含堿性溶液或熔融，且電極為具有穿孔ni板作為集電體的雷尼銀，其中將氧源(諸如氧或空氣)以最佳化功率輸出至所要位準(zhǔn)的流速饋入電極中。在另一實(shí)施方式中，陽極為r-ni，其中h2置換氧源。在電極材料可溶于電解質(zhì)的情況下，可添加腐蝕抑制劑。抑制劑可包含諸如氧陰離子或鹵離子的化合物，其包含陽極的金屬，諸如mo、w、hf、ta和過渡金屬(諸如ti)。舉例而言，具有包含lioh的電解質(zhì)的mo陽極可變得氧化以形成可溶于堿性中的moo2、li2moo3或li2moo4。可使得此產(chǎn)物達(dá)到飽和或?qū)⑵涮砑又岭娊赓|(zhì)以達(dá)成飽和以抑制腐蝕。在一實(shí)施方式中，li2moo3或li2moo4的濃度為約0.1重量％至10重量％或約0.5重量％至3重量％。作為選擇，添加劑還抑制腐蝕，諸如硼酸鋰；硅酸鋰；mgo；moxn(x＝鹵化物，n＝整數(shù))，諸如mobr2或mobr3；mos2；mose2；mote2；bi3m'mo2o12，其中m'可包含過渡金屬，諸如fe或sc；m'moo4，其中m'可包含堿土或過渡金屬，諸如mg、ca、sr、ba、mn、fe、co、cu和zn；或m'2moo4，其中m'為堿金屬。m'moo4或m'2moo4可分別還充當(dāng)催化劑源，形成m(oh)2或m'oh，其中oh-可與h反應(yīng)形成催化劑h2o。添加劑可包含聚陰離子(諸如w或mo中的一種)，包含聚鎢酸鹽或聚鉬酸鹽離子或化合物。在一實(shí)施方式中，陽極、陰極或電解質(zhì)組分中的至少一種可包含w或mo青銅。在一實(shí)施方式中，添加劑可移動(dòng)能斯特方程(nernstequation)的電位以促成水的形成，而不是陽極金屬的氧化。在另一實(shí)施方式中，moo2、li2moo3或li2moo4添加劑包含基質(zhì)材料，其中電極(諸如陽極)可包含除mo以外的金屬或?qū)w。示例性電池為[ni/lioh-libr+moo2、li2moo3或li2moo4/ni+空氣；間歇電解]。在一實(shí)施方式中，陰極可包含包括陽極的金屬(諸如mo)的化合物。示例性電池為[mo/lioh-libr/mo6se8或鉬氫氧化合物，間歇電解]。在一實(shí)施方式中，陰極和陽極可包含同一金屬、合金或元素的來源，其可自一個(gè)電極遷移至另一電極。陽極和陰極可在間歇充電放電期間周期性逆轉(zhuǎn)，以致放電陽極周期性變?yōu)榉烹婈帢O。示例性遷移金屬、合金或元素為cd、ni、cdni、mo和moni。因?yàn)閙o溶解于堿中且ni不溶解，所以具有ni陽極、具有mo基質(zhì)(諸如li2moo4)的示例性實(shí)施方式為[ni/lioh-libr(li2moo4基質(zhì))/ni-nio兩個(gè)電極皆浸沒，間歇電解]。在一實(shí)施方式中，可添加在陽極處形成穩(wěn)定合金的化合物至電解質(zhì)。一個(gè)實(shí)例為在包含mo陽極的電池(諸如[ni/lioh-librnibr2/ni-nio間歇電解])中與mo陽極形成穩(wěn)定moni合金的可溶ni化合物(諸如nibr2)。在一實(shí)施方式中，可通過施加負(fù)電位以還原經(jīng)氧化的放電陽極來使放電陽極再生。可在比導(dǎo)致再生的典型負(fù)電壓更高的負(fù)電壓下進(jìn)行電解。因此，對(duì)于再生步驟使放電陽極成為電解陰極。可在此步驟期間產(chǎn)生氫以也造成過量氧化物還原，以致可使陽極恢復(fù)至功能狀態(tài)。所施加電池電壓的量值可在約0.5v至5v或約1v至2v或約1v至1.5v范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含使氧化陽極元素沈淀的陰離子。舉例而言，pbso4和pbf2不溶于h2o。在熔融鹽電解質(zhì)中同樣也可為此情況。因此，在一示例性實(shí)施方式中，在pb陽極的情況下添加lif或li2so4至電解質(zhì)。其它實(shí)例為ag的硝酸鹽、ag和pb(ii)的氯化物、溴化物和碘化物，其中添加此類離子至具有包含ag或pb的陽極的電池的電解質(zhì)，或增加復(fù)鹽(諸如libr-lioh或licl-lioh)的濃度。在電解質(zhì)(諸如lioh)可與電極(諸如陽極，諸如mo陽極)反應(yīng)的情況下，可添加至少一種產(chǎn)物(諸如li2o和moo2中的至少一種)以抑制腐蝕?？商砑觭源(諸如s或包含s的化合物(諸如硫化物或硫化氫))至電解質(zhì)以減少電極腐蝕。s源(諸如li2s、mgs或lihs)可充當(dāng)h緩沖劑以將反應(yīng)o物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較小反應(yīng)性物質(zhì)，諸如將過氧化物轉(zhuǎn)化為氫氧化物。s物質(zhì)可包含可用氧物質(zhì)(諸如o、oh、oh-、ooh、ooh-中的一種或多種)交換h的h緩沖劑。示例性反應(yīng)為sh-+o→oh-+s(194)s物質(zhì)可改變?nèi)廴趬A性鹽的堿性。s物質(zhì)(諸如s)可充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫的吸氣劑。在一實(shí)施方式中，可保護(hù)至少一個(gè)電極(諸如陽極)免于腐蝕。防腐蝕電極(諸如陽極)可包含合金，諸如ni(諸如nicr)或mo(諸如moni或moc)的合金。電池可包含催化劑以將反應(yīng)性氧還原產(chǎn)物(諸如過氧化物或其離子或超氧化物)轉(zhuǎn)化為氫氧化物以保護(hù)至少一個(gè)電極(諸如陽極)免于腐蝕。適合催化劑為可于載體(諸如al2o3或碳)上的貴金屬(諸如pt或pd)。其它適合催化劑為co或fe物質(zhì)。作為選擇，可使用h2o添加物以將過氧化物或超氧化物轉(zhuǎn)化為氫氧化物?？蓪o陽極嵌入催化劑或載體催化劑(諸如pt/al2o3)以形成氫氧化物?？赏ㄟ^使用抗腐蝕合金(諸如包含ni的耐腐蝕合金，諸如nimo)來避免由過氧化物和其它反應(yīng)性氧物質(zhì)的陽極腐蝕。也可通過使用浸沒陰極或以其它方式用控制氣體氛圍或充當(dāng)空氣擴(kuò)散屏障的固體電解質(zhì)層限制o2壓力來防止過氧化物腐蝕。在限制或排除電池氛圍中的o2的一實(shí)施方式中，不浸沒陰極。可通過使用電解質(zhì)鹽混合物來維持動(dòng)力學(xué)，該電解質(zhì)鹽混合物具有考慮氧還原速率趨勢(shì)lioh～naoh<<koh而為適當(dāng)?shù)难踹€原速率。也可用溫度控制速率，其中速率隨溫度降低而降低，反的也然?？赏ㄟ^使用包含氧還原催化劑的陰極降低過氧化物濃度，該氧還原催化劑促成oh-、四電子還原、經(jīng)過氧化物路徑、二電子還原路徑。因?yàn)樗疄榉磻?yīng)物，所以用較高h(yuǎn)2o壓力促成oh-路徑。又，水與過氧離子反應(yīng)且通過轉(zhuǎn)化為oh-使其去活化。另外，可在陽極或陰極處使用過氧化物至氫氧化物轉(zhuǎn)化催化劑以保護(hù)陽極免于過氧化物腐蝕。pt(諸如pt/al2o3)或fe物質(zhì)(諸如鐵鹵化物)或co物質(zhì)(諸如鈷鈣鈦礦)可充當(dāng)轉(zhuǎn)化催化劑。也可通過提供物質(zhì)與反應(yīng)性氧中間物反應(yīng)或通過化學(xué)保護(hù)陽極來保護(hù)陽極。舉例而言，可通過諸如施加h2氛圍或通過氫滲透的方法在陽極處提供還原性反應(yīng)物(諸如額外氫)。添加劑(諸如與過氧化物反應(yīng)形成例如moo42-的moo2或反應(yīng)為co32-和1/2o2的co2)為其它示例性反應(yīng)物?？赏ㄟ^使金屬與hg(諸如高達(dá)50％)混合達(dá)成陽極金屬腐蝕的抑制。示例性汞齊陽極為aghg。在一實(shí)施方式中，以保護(hù)層(諸如mos2、mose2或特氟隆中的一種)涂布可腐蝕陽極(諸如mo或tzm)。在另一實(shí)施方式中，間歇電解循環(huán)的充電電壓為足夠高，可導(dǎo)致一些金屬自陽極溶解于電解質(zhì)中或以待電鍍于陽極上的化合物(諸如鹽)形式添加至電解質(zhì)。在陽極包含mo的情況下，所添加的鹽可為鉬酸鹽化合物，諸如li2moo3或li2moo4。電解質(zhì)可包含可包含氫氧化物的熔融共溶鹽。電解質(zhì)可包含熔融共溶鹽，諸如堿金屬鹵化物鹽混合物，向其添加氫氧化物。示例性電解質(zhì)為licl-kcl或licl-kcl-lif，向其添加lioh。lioh可為少數(shù)物質(zhì)。添加劑可為li2moo3或li2moo4。摩爾％可為任何所要或在約0.1摩爾％至20摩爾％或約1摩爾％至3摩爾％范圍內(nèi)。電極可為mo或于其上電鍍mo的另一金屬(諸如ni)。電池電壓可為高于1v以再電鍍mo。電池電壓可為約0.9v至2v的范圍或約大于1.14v。在一實(shí)施方式中，可在多個(gè)電壓(諸如第一以電鍍陽極金屬和第二以產(chǎn)生氫)下進(jìn)行電解。在一實(shí)施方式中，陽極金屬形成可溶化合物或絡(luò)合物(諸如氫氧離子絡(luò)合物)。可在間歇循環(huán)的電解階段期間將金屬電鍍于陽極上。適合絡(luò)合物為zn(oh)42-、sn(oh)42-、sn(oh)62-、pb(oh)42-、cr(oh)4-、al(oh)4-和sb(oh)4-，其中放電陽極包含相應(yīng)金屬。待自電解質(zhì)再鍍的適合示例性金屬為cu、ni、nicu、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、te、tl和sn。在ciht或電解電池的一實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極包含導(dǎo)電化合物，諸如配位化合物?？蓪⑴湮换衔锕潭ㄓ诩婓w(諸如金屬，諸如ni或pt)上。配位化合物可包含聚合物，其中聚合物可給配位化合物提供導(dǎo)電性。配位化合物可包含夾心化合物，諸如環(huán)戊二烯基化合物，諸如過渡金屬離子(諸如fe或ni)中的一種。適合示例性化合物和聚合物為正丁基二茂鐵、1,1'-二甲基二茂鐵、二茂鐵衍生物、諸如1,2,4-三唑na的鹽、諸如咪唑na的鹽、1,2,5-三氰基苯(tcb)、四氰基對(duì)醌二甲烷(tcnq)、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚吡咯、聚乙烯二茂鐵、聚乙烯二茂鎳或聚乙烯二茂鈷、碳納米管和富勒烯中的至少一種。電池在化合物或聚合物的熱分解溫度以下(諸如在低溫下)操作。ciht電池可在約10℃至150℃的溫度范圍內(nèi)操作。電池可包含液體電解質(zhì)(諸如水性電解質(zhì))，該液體電解質(zhì)也可包含其它溶劑(諸如有機(jī)溶劑)和離子型液體且可還包含諸如本發(fā)明的溶質(zhì)的溶質(zhì)。電解質(zhì)可為中性、堿性或酸性。示例性電解質(zhì)為水性氫氧化物(諸如堿金屬氫氧化物，諸如koh)、碳酸鹽(諸如堿金屬碳酸鹽，諸如k2co3)和酸(諸如h2so4或h3po4)。在一實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極可包含至少一種金屬氧化物、氫氧化物或氫氧化合物或其混合物，諸如過渡金屬氧化物、氫氧化物或氫氧化合物。可將氧化金屬電鍍于導(dǎo)電載體上。示例性金屬氧化物、氫氧化物和氫氧化合物為可電鍍于ni上的cuo、feo、fe2o3、feooh、nio、niooh、ni2o3和co2o3中的至少一種。在一實(shí)施方式中，陽極與電解質(zhì)和空氣還原產(chǎn)物(諸如來自水和o2的還原的至少一種)中的至少一種反應(yīng)。反應(yīng)可釋放氫。氫可經(jīng)歷與電解質(zhì)反應(yīng)形成催化劑和反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫中的至少一種?？赏ㄟ^由間歇電解還原陽極氧化產(chǎn)物來使陽極再生。在一示例性實(shí)施方式中，mo或mo合金金屬陽極與氫氧化物電解質(zhì)(諸如lioh)反應(yīng)形成金屬氧化物。反應(yīng)產(chǎn)物可為moo2、li2o、li2moo3和氫中的至少一種。氫可與oh-反應(yīng)形成催化劑(諸如h2o)。催化劑可與額外h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫?？赏ㄟ^應(yīng)用間歇電解在陽極上置換mo?？墒褂眠m合選擇性電壓和電流參數(shù)來電鍍?nèi)芙庥陔娊赓|(zhì)中的鉬的氧化物。隨后，在間歇循環(huán)期間，通過化學(xué)反應(yīng)來形成h2，隨后形成分?jǐn)?shù)氫(其產(chǎn)生電功率)，且通過電解使電池陽極間歇地再生。在一實(shí)施方式中，可用氫氛圍來保護(hù)陽極免于腐蝕?？赏ㄟ^施加氫氣或通過經(jīng)由薄膜氫滲透來提供氫，其可至少部分構(gòu)成陽極。也可通過濃縮通過間歇電解原位形成的氫提供氫保護(hù)。陽極包含至少一種類型的h結(jié)合中心(諸如金屬中心)和至少一種載體，其中載體使相應(yīng)中心表面上產(chǎn)生的氫可移動(dòng)以移動(dòng)至且優(yōu)先結(jié)合至中心以增加彼等中心上的有效h原子濃度。適合示例性中心為金屬，諸如本發(fā)明的陽極金屬和合金，諸如mo、ni、pd和pt，且適合示例性載體為本發(fā)明的載體，諸如碳、碳化物、氮化物和硼化物。示例性電池為[碳、ni碳、mo碳、nimo碳、ptc、pdc/lioh-libr/蒸汽碳(steamcarbon，sc)、nio、ptnio或agnio；空氣陰極或浸沒陰極]。電池可包含電解質(zhì)基質(zhì)材料(諸如li2moo4)或薄膜間隔劑(諸如特氟隆)。示例性電池為[碳粉末(諸如石墨、ac、碳黑、玻璃石墨(glassycarbon)、vulcanxc-72)+mo或ni粉末/特氟隆薄片-lioh-libr/蒸汽碳]和[碳粉末+mo粉末/li2moo4+lioh-libr/nio]。陽極(諸如包含碳的陽極)可包含鋰離子電池的陽極或其它變化形式，諸如本發(fā)明的或本發(fā)明人在先美國專利申請(qǐng)案中的陽極，所述申請(qǐng)案諸如為hydrogencatalystreactor,pct/us08/61455,pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor,pct/us09/052072,pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem,pct/us10/27828,pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem,pct/us11/28889,pct3/17/2011申請(qǐng)，所述申請(qǐng)案以全文引用的方式并入本文中。在一實(shí)施方式中，適合陽極對(duì)水和空氣是穩(wěn)定的?？蓪⒔饘俳n于碳基質(zhì)中。金屬可為簇合物，諸如納米簇合物。碳可充當(dāng)陽極且吸收氫以給金屬提供還原環(huán)境。還原環(huán)境可防止金屬腐蝕?？梢杂媚芊纸饣钚匝跷镔|(zhì)(諸如過氧化物)的材料(諸如貴金屬)至少部分或稀薄地涂布陽極的外表面。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含吸濕化合物，諸如可自諸如氛圍的來源吸收h2o的鹽?；衔锟删S持水合狀態(tài)以充當(dāng)ciht電池的電解質(zhì)。水合電解質(zhì)在低于干燥鹽(諸如低共熔混合物，諸如lioh-libr)的熔點(diǎn)的溫度的溫度下可為離子導(dǎo)電。電解質(zhì)可包含鹽的混合物以維持諸如li2co3、li2o、lioh和libr的混合物的漿液?？商砑悠渌鼭裉砑觿?，諸如本發(fā)明的吸濕添加劑，諸如kmgcl3、mgcl2、cacl2和koh。水合化合物可充當(dāng)埋藏(interment)電解電池的電解質(zhì)。作為選擇，氫電極可包含氫-噴射電極。電池可在低溫下(諸如在室溫至非水合電解質(zhì)的熔點(diǎn)的溫度范圍內(nèi))運(yùn)作?？稍陔娊馄陂g在陽極處形成氧且在陰極處形成氫?？赏ㄟ^自諸如o2氣體或空氣的來源噴射來提供o2。在電解截止或放電階段期間，o2和h2o可在電解陽極處經(jīng)還原以形成oh-(方程式(172))且可使oh-氧化且與h反應(yīng)以在電解陰極處形成h2o(其可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑)(方程式(171))。因此，電池可在充電和放電期間維持恒定極性，電流的極性在各循環(huán)階段期間逆轉(zhuǎn)。輸出可為功率或經(jīng)調(diào)節(jié)的波形。在另一實(shí)施方式中，由方程式(171)給出的反應(yīng)在兩個(gè)電極處可逆地發(fā)生，除分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物為不可逆以外。(本發(fā)明中給出的間歇充電-放電電池的名稱呈放電模式，諸如[放電陽極/電解質(zhì)/放電陰極]。在一實(shí)施方式中，此名稱對(duì)應(yīng)于[負(fù)極/電解質(zhì)/正極]，但在其它實(shí)施方式中可使極性逆轉(zhuǎn)。電流可在間歇電解循環(huán)的放電和充電階段期間間歇地逆轉(zhuǎn)。)示例性電池為[pt/0.1m至飽和lioh水溶液/pd+空氣，間歇充電-放電]。在其它實(shí)施方式中，兩個(gè)電極皆為ni或一個(gè)為ni且另一個(gè)為不同材料(諸如pt、pd、dsa材料、其它貴金屬、碳、ag、本發(fā)明的材料或于載體上的此類材料或本發(fā)明的其它材料中的一種或多種，諸如pt/ti)，且電解質(zhì)為約0.1m至飽和的濃度范圍內(nèi)的koh或k2co3水溶液。特定實(shí)例為[ptti/0.1m至飽和k2co3或koh水溶液/ni+空氣，間歇充電-放電]。在一實(shí)施方式中，可在恒定電池電壓(諸如約1至1.6v或約1.4v)下進(jìn)行水性電解第一時(shí)間段(諸如約1秒至10秒或2秒)，且可在恒定電流(諸如約0.01ma/cm2至10ma/cm2或0.2ma/cm2)下進(jìn)行放電第二時(shí)間段(諸如約1秒至100秒或約10秒)。在具有長持續(xù)時(shí)間充電或放電時(shí)期(諸如>5秒)中的至少一種的一實(shí)施方式(諸如包含堿性電解質(zhì)的實(shí)施方式)中，放電陽極包含在電解循環(huán)期間形成氫化物的材料，諸如lani5h6或pd。在一實(shí)施方式中，放電陰極可包含本發(fā)明的其它者，諸如水合物、氧化物、過氧化物、超氧化物、氫氧化合物和氫氧化物中的至少一種。陰極可為不溶于電解質(zhì)(諸如熔融鹽電解質(zhì))的金屬氧化物。適合示例性金屬氧化物為nio；coo；pbo2；ag2o2；ago；ruo2；mno2；mnio2；m2nio2；mcoo2；m2coo2；lifeo2；mfeo2；m2feo2；li2mno3；mtio3；m2tio3；litio3；m3tao4；m2wo4；k2wo4；li3tao4；m3vo4；li3vo4；mg-li2mno3；mn-lifeo2；lamno3；srtio3；licro2；lialo2；lanio3；lacoo3；zno；mgo；m2sno3；li2sno3；zr-zno；mm'o2；m2m'o2；mm'ox；m2m'ox(x＝整數(shù)，m＝堿金屬，m'＝過渡金屬或其它金屬(諸如al))；經(jīng)鎂摻雜的m2m'ox，諸如life1-ymgyo(y>0.03)；經(jīng)摻雜n型鈣鈦礦和相關(guān)化合物，諸如經(jīng)nb5+摻雜的catio3和srtio3和經(jīng)nb5+或ta5+摻雜的pbzro3；鋇鐵氧體(bariumferrite)；釔鐵石榴石；p型鈣鈦礦；諸如鑭-viii族化合物；ni、cu、co、mn、cr、zn、zr、y、al、u、ti和fe的金屬或化合物；和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的組的氧化物。陰極材料(諸如mm'o2、m2m'o2)可在氧化環(huán)境(諸如空氣或o2氛圍)和包含m的電解質(zhì)(諸如lioh、naoh或koh)存在下自m'原位形成。適合示例性金屬氫氧化合物為alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。適合示例性氫氧化物為li、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的氫氧化物。涉及氫氧化合物(oxyhydroxide)的示例性放電陰極反應(yīng)由方程式(130)給出?？稍陂g歇電解的電解階段期間使陰極再充電。電池可包含間歇電解電池、滲透電池、以化學(xué)或電解再生的電化學(xué)放電電池、氫噴射電池或其組合。在一實(shí)施方式中，可使?jié)B透電池間歇地放電。在另一實(shí)施方式中，氣體可自至少一個(gè)陽極穿透至陰極，反之亦然。隨后，在放電期間，可切換至少一個(gè)半電池反應(yīng)，以致o2(方程式(172))還原在電解陰極處發(fā)生且oh-氧化和與h的反應(yīng)(方程式(171))在電解陽極處發(fā)生。隨后，電流極性保持恒定，但電極的電壓極性隨循環(huán)期而切換或其在同一方向上的量值隨循環(huán)期而變化。可將電極間距減至最小以促進(jìn)氣體穿透。可通過薄膜(諸如多孔烯烴薄膜，諸如celgard或堿相容納菲膜)分隔電極。電極之間的電路可包含二極管以維持電流的恒定極性。在實(shí)施方式中，來自形成分?jǐn)?shù)氫的功率表現(xiàn)為超過消耗電解功率的過量電和熱功率中的至少一種。已自h接受81.6ev的分?jǐn)?shù)氫催化劑h2o可分解為h2和1/2o2；因此，即使當(dāng)不存在電解電壓或電流時(shí)也可存在h2o電解的組分。此可以法拉第(faradaic)效率大于100％形式觀測(cè)到且可為h2和o2氣體源。o2和h2的每一種可在相應(yīng)電解源電極處或在穿透的后在相應(yīng)反電極處反應(yīng)。在間歇放電的放電階段期間，氧和氫的分?jǐn)?shù)氫支撐反應(yīng)可分別由(方程式(172))和(方程式(171))給出。在其它實(shí)施方式中，或在電池的操作期間形成的電池的其它催化劑可因催化劑的離子化和在形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑反應(yīng)期間的能量釋放而導(dǎo)致水電解。在一實(shí)施方式中，電解陰極可包含能夠還原h(huán)2o和o2以形成oh-和h2中的至少一種以和在氫存在下氧化oh-為h2o的二功能電極。h2源可為陰極處h2o的還原。o2源可為來自電解陽極的穿透氣體。陽極和陰極間隔可為較小，以致電解陽極處產(chǎn)生的o2擴(kuò)散至陰極?？赏ㄟ^薄膜(諸如多孔烯烴薄膜，諸如celgard或堿相容納菲膜)分隔電極。氧和氫的分?jǐn)?shù)氫支撐反應(yīng)可分別由(方程式(172))和(方程式(171))給出。反應(yīng)可以可能在電極上的不同位點(diǎn)處的協(xié)同方式發(fā)生。兩個(gè)反應(yīng)皆可在間歇電解的電解期或放電期中的至少一種期間在電解陰極上同時(shí)發(fā)生。示例性二功能電極為經(jīng)碳部分涂布的鎳陰極，其可通過碳酸鹽電解質(zhì)(諸如k2co3)的電解來形成。氧化和還原反應(yīng)的過電位在單獨(dú)的電極區(qū)域上因碳涂層的量而為不同。在另一實(shí)施方式中，由h2穿透氣體供應(yīng)的電解陽極以二功能電極形式起此作用以至少在放電階段期間形成分?jǐn)?shù)氫。在一實(shí)施方式中，電池電流在放電階段期間間歇地變?yōu)榧s零，其中因至少在放電階段期間在陰極或陽極上發(fā)生的分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)而釋放額外熱能。在另一實(shí)施方式中，具有電容的至少一個(gè)電極充當(dāng)電子受體且在放電階段期間被充電。電極可自h、oh-和h2o中的至少一種接受電荷，即氧化。氧化反應(yīng)可包含方程式(171)的氧化反應(yīng)。用于氧化的能量可來自分?jǐn)?shù)氫的形成，其可為形成形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物的協(xié)同反應(yīng)的一部分。在一示例性實(shí)施方式中，將電荷儲(chǔ)存于具有電容的電解陰極(諸如碳陰極或經(jīng)碳涂布的鎳陰極)上?？墒钩潆婋娙菰陂g歇電解循環(huán)的另一期中放電。放電可包括還原局部產(chǎn)生或穿透o2。還原反應(yīng)可為由方程式(172)給出的還原反應(yīng)。在一實(shí)施方式中，間歇充電和放電電池的電解陰極可顯現(xiàn)厚的不導(dǎo)電氧化物涂層。ni電極上的示例性涂層為nio。在一實(shí)施方式中，可通過施加適合還原電池電壓(諸如在nio情況下在約1v至1.5v范圍內(nèi))來還原涂層?？蓪⑦€原應(yīng)用于放電陽極?？稍诤愣妷夯蜻m合電壓下維持電解適合時(shí)間以充分還原氧化物涂層，以致實(shí)質(zhì)上恢復(fù)電極導(dǎo)電性。隨后，可再應(yīng)用充電-放電循環(huán)。在高放電電流實(shí)施方式中，通過在可為恒定電壓的峰值限制電壓下充電來避免在放電陽極上形成氧化物涂層?？稍诔潆娖陂g限制電流。在限制至少充電電壓和電流的一實(shí)施方式中，充電可為在恒定功率下。放電可為在恒定電流、負(fù)載、功率或電壓下。在一實(shí)施方式中，使諸如[ni/lioh-libr/ni空氣，間歇地充電放電]的電池在約0.8v至1.2v的電池電壓范圍(諸如恒定0.9v)內(nèi)充電。作為選擇，充電可為在約0.1mwcm-2至100mwcm-2的范圍內(nèi)的限制或峰值恒定功率下。示例性放電電流密度可在約0.001macm-2至1000macm-2、0.1macm-2至100macm-2和1macm-2至10macm-2的范圍內(nèi)。在一實(shí)施方式中，互換電解陰極和陽極以還原任何過量氧化物涂層。交換可為間歇性的。時(shí)期可不同于間歇電解的間歇充電-放電循環(huán)的時(shí)期。在一實(shí)施方式中，兩個(gè)電極皆能夠氫噴射，其中將氫交替地供應(yīng)至一個(gè)電極和隨后另一電極以還原在其作為氧電極操作期間形成的任何過量氧化物涂層。在諸如[ni/lioh-libr/ni+空氣；間歇填充-放電]的電池的一實(shí)施方式中，通過此項(xiàng)技術(shù)中已知的方法機(jī)械或化學(xué)移除氧化物涂層(諸如nio涂層)。移除可隨再使用電極而為周期性。在另一實(shí)施方式中，施加氫于氫可滲透電極(諸如陽極)的腔室。電池溫度可低于相對(duì)于由電池產(chǎn)生的功率而發(fā)生顯著滲透速率所處的溫度。然而，低流量或陽極處因滲透所致的氫的存在可保護(hù)電極免于氧化(諸如氧化形成nio)。在另一實(shí)施方式中，間歇電解電池的電極能夠且作為氫滲透電極操作，其中通過自諸如氫氣的來源滲透將氫提供至電池；隨后，將電極切換為電解模式。在一實(shí)施方式中，經(jīng)切換的電極充當(dāng)電解陰極和放電陽極。預(yù)處理可調(diào)節(jié)電極以按需要以間歇電解模式作用。在一實(shí)施方式中，當(dāng)通過諸如滲透或噴射的方法將氫供應(yīng)至電極(諸如放電陽極)時(shí)，同時(shí)進(jìn)行間歇電解。作為選擇，可提供包含h2的氛圍至電池?？山?jīng)由相應(yīng)電極的選擇性來達(dá)成所要?dú)浞磻?yīng)和反電極反應(yīng)(諸如本發(fā)明的反應(yīng))的選擇性。舉例而言，分別通過陰極和陽極的相應(yīng)選擇性來使得陰極氧還原反應(yīng)和與oh-形成h2o催化劑的陽極氫反應(yīng)的選擇性具選擇性。供應(yīng)至陽極的氫可為保護(hù)性的，因?yàn)榉磻?yīng)nio+h2→ni+h2o(195)是有利的。在另一實(shí)施方式中，增加電解的工作循環(huán)，以致產(chǎn)生足夠氫以保護(hù)放電陽極免于腐蝕。選擇參數(shù)以達(dá)成能量增益(諸如電能增益)，同時(shí)產(chǎn)生抗腐蝕保護(hù)的足夠氫。也可控制電池溫度以改善腐蝕，同時(shí)控制通過諸如滲透和電解的方法供應(yīng)的氫?？蛇x擇適用于電池的操作條件的抗腐蝕的放電陰極。對(duì)于小于約350℃至450℃的溫度，陰極可包含ni。對(duì)于較高溫度，可使用適合穩(wěn)定陰極，諸如包含氧化物(諸如nio或coo)或載體ag(諸如ag-al2o3)的陰極。在一實(shí)施方式中，通過滲透供應(yīng)的氫用以改變電池的電壓和通過可基于滲透速率對(duì)電池電壓的效應(yīng)的回饋機(jī)制控制滲透速率中的至少一種。在一實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)氫滲透速率調(diào)節(jié)電池電壓。可通過諸如控制電池溫度、穿過氫可滲透膜的氫壓梯度、薄膜厚度、薄膜材料和通過調(diào)節(jié)電池電壓中的至少一種的方法調(diào)節(jié)滲透速率。在一實(shí)施方式中，除控制滲透速率的外的調(diào)節(jié)電池電壓的方法包含控制放電和視情況充電參數(shù)(諸如負(fù)載和施加電壓和電流特性和參數(shù))，其中充電參數(shù)可關(guān)于間歇電解實(shí)施方式。在一實(shí)施方式中，維持電池電壓在約0.5v至1.5v或約0.8v至1.2v范圍內(nèi)?？刂齐妷悍秶允乖谠搶?shí)施方式的間歇電解的電解階段期間形成的氫的產(chǎn)率最佳化。在另一實(shí)施方式中，通過控制負(fù)載控制滲透速率。在一實(shí)施方式中，滲透速率隨負(fù)載的電阻減小而增加。在一實(shí)施方式中，滲透速率隨放電電流而增加?？烧{(diào)節(jié)滲透速率以使來自形成分?jǐn)?shù)氫的功率增益相對(duì)于自h2o形成h2的功率最佳化。在一實(shí)施方式中，通過在氧化環(huán)境(諸如氧氣氛圍)中退火ni電極來涂布保護(hù)性薄層nio涂層?？刂仆繉拥暮穸葹楫a(chǎn)生堿性電解質(zhì)的穩(wěn)定性同時(shí)維持高離子導(dǎo)電性的厚度。在一實(shí)施方式中，可添加物質(zhì)至電解質(zhì)以穩(wěn)定化電極(諸如陽極)。添加劑可形成更穩(wěn)定ni化合物，諸如nif2或niso4。在另一實(shí)施方式中，物質(zhì)可包含形成更穩(wěn)定ni合金的金屬或氧化物添加劑(諸如浸漬于nio中的ceo)。氧化鈰的重量％可在約0.1％至5％或0.3％以1％范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，添加物質(zhì)(諸如v2o5)以增加電解陰極處h2的產(chǎn)生，其中電解可為間歇且電解質(zhì)可為熔融鹽或水性。添加劑可為氧化物、氫氧化物或氫氧化合物，諸如本發(fā)明的氧化物、氫氧化物或氫氧化合物，諸如fe2o3或feooh。其它適合示例性添加劑為alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。添加劑可增加功率和保護(hù)電極(諸如陽極)中的至少一種。舉例而言，添加劑(諸如可分別形成ni1-xmgxo和nife2o4的mgo或fe2o3)可穩(wěn)定化電極(諸如陽極)的nio。在一實(shí)施方式中，放電陰極包含還包含mnxoy(x和y為整數(shù))、nio、coo、ag、pt、pd、au、其它貴金屬和mnio2(m＝堿金屬)中的至少一種的本發(fā)明的氧還原催化劑(諸如包含大表面積(諸如網(wǎng))的ni)。其它適合氧還原電極為堿土釕酸鹽、經(jīng)鋰摻雜的鑭鎳酸鹽、ni-co尖晶石、pb-ru燒綠石、na-pt青銅、和ag/aghg。其它陰極材料包含中的至少一種。mnio2；m2nio2；mcoo2；m2coo2；lifeo2；mfeo2；m2feo2；li2mno3；mtio3；m2tio3；litio3；m3tao4；m2wo4；k2wo4；li3tao4；m3vo4；li3vo4；mg-li2mno3；mn-lifeo2；lamno3；srtio3；licro2；lialo2；lanio3；lacoo3；zno；mgo；m2sno3；li2sno3；zr-zno；mm'o2；m2m'o2；mm'ox；m2m'ox(x＝整數(shù)，m＝堿金屬，m'＝過渡金屬或其它金屬(諸如al))；經(jīng)鎂摻雜的m2m'ox，諸如life1-ymgyo(y>0.03)；經(jīng)摻雜n型鈣鈦礦和相關(guān)化合物，諸如經(jīng)nb5+摻雜的catio3和srtio3和經(jīng)nb5+或ta5+摻雜的pbzro3；鋇鐵氧體；釔鐵石榴石；p型鈣鈦礦；諸如鑭-viii族化合物；ni、cu、co、mn、cr、zn、zr、y、al、u、ti和fe的金屬或化合物。陰極可包含多孔材料的摻雜劑，諸如可包含納米粒子的ni。摻雜劑可為本發(fā)明的氧還原催化劑。陰極可包含可經(jīng)穩(wěn)定化的nio。穩(wěn)定化的適合方法為用諸如穩(wěn)定金屬(諸如鈷)的材料的囊封。因此，氧還原催化劑可包含鈷囊封的nio。氧還原陰極可經(jīng)熱、化學(xué)或電化學(xué)調(diào)節(jié)，諸如通過化學(xué)或熱方法的氧化或陽極化或在其充當(dāng)陰極前的陰極化。調(diào)節(jié)可為原位進(jìn)行?？稍陔S后減小的大電流下操作陰極，其中前一步驟調(diào)節(jié)陰極。電極(諸如陰極)可包含諸如碳、碳化物、氮化物、碳氮化物、腈或硼化物的導(dǎo)電基質(zhì)或表面涂層或包含此類材料。在一實(shí)施方式中，電解陽極包含催化劑(諸如金-鈀納米粒子)，其形成反應(yīng)性氧物質(zhì)(諸如hoo-或hooh)；或包含氧的化合物(諸如pdo、ago、ag2o、ag2o3或hgo)，其當(dāng)電極充當(dāng)放電陰極時(shí)在放電階段期間以比o2更高的速率經(jīng)還原?；衔锟砂诔潆姾头烹娖陂g可逆地形成的金屬的氧化物以提供氧至間歇循環(huán)的非電解放電期?；衔锟删哂行∮趆2o的生成自由能的生成自由能。放電反應(yīng)可由方程式(145)給出。引線(諸如陰極引線)可為對(duì)電解質(zhì)(諸如堿性電解質(zhì))和空氣或o2穩(wěn)定的材料。適合引線為貴金屬線(諸如金線)，其可被點(diǎn)焊至陰極。在一實(shí)施方式中，由于氧離子在koh電解質(zhì)中的移動(dòng)率更高，因此氧還原速率在包含koh的電解質(zhì)(諸如熔融電解質(zhì))中比包含lioh或naoh的電解質(zhì)大100倍。在一實(shí)施方式中，將機(jī)械攪拌源(諸如音波、超音波、旋轉(zhuǎn)或此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它源)施加于陰極和周圍電解質(zhì)中的至少一種以補(bǔ)償較低離子移動(dòng)率。在另一實(shí)施方式中，可通過諸如馬達(dá)的裝置旋轉(zhuǎn)陰極。在另一實(shí)施方式中，機(jī)械攪拌陰極和陽極中的至少一種。在對(duì)于音波攪拌為約0.1mhz至1mhz或約10hz至100hz和對(duì)于超音波攪拌為1khz至100khz的頻率范圍中使電極音波或超音波地振動(dòng)。功率可小于電池電輸出功率且可為最佳化考慮因攪拌所致的輸出貢獻(xiàn)與相應(yīng)攪拌功率消耗相比的功率增益的功率。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)(諸如熔融或水性電解質(zhì)，諸如熔融或水性氫氧化物或混合物)包含添加的h2o，其增加陰極處形成的氧離子的擴(kuò)散以增加氧還原速率。電池可經(jīng)加壓以在接近沸點(diǎn)和沸點(diǎn)以上的溫度下操作?？赏ㄟ^電解原位產(chǎn)生氫和氧。也可在壓力下添加h2o、氧和氫中的至少一種至電池。電池電壓可在約低于大氣壓至500atm或約2atm至100atm范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，通過使用至少一種其它鹽以包含促進(jìn)氧離子的更高移動(dòng)率的混合物來增加熔融電解質(zhì)(諸如包含氧陰離子的熔融電解質(zhì)，諸如堿性電解質(zhì)，諸如包含氫氧化物的堿性電解質(zhì))中陰極處形成的氧離子的擴(kuò)散速率。在一實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含金屬離子和陰離子的混合物，諸如堿金屬、堿土和其它金屬離子(諸如過渡、內(nèi)過渡、稀土和iii、iv、v和vi族金屬離子)中的至少一種。陰離子包含本發(fā)明的氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、鹵離子和其它離子中的至少一種。在一實(shí)施方式中，氧離子移動(dòng)率隨電解質(zhì)中的h2o含量增加而增加。在一實(shí)施方式中，適合電解質(zhì)為吸濕的。適合吸濕鹽為溴化鋰、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、碳酸鉀、磷酸鉀、光鹵石(諸如kmgcl3·6(h2o))、檸檬酸鐵銨、氫氧化鉀和氫氧化鈉。在酸性水性實(shí)施方式中，吸濕電解質(zhì)包含濃硫酸和磷酸。在其它實(shí)施方式中，電極包含對(duì)電池的電解質(zhì)和操作條件為足夠穩(wěn)定的導(dǎo)體。堿性電池的適合電極為ni?？稍趬A性、酸性或大致中性電解質(zhì)(其為水性或熔融鹽)的情況下使用其它導(dǎo)電金屬、合金、化合物或元素，諸如c、al、ga、in、ge、sn、pb、as、sb、te和堿金屬、堿土、過渡、內(nèi)過渡和稀土金屬中的至少一種。載體金屬和材料也為適合，諸如尺寸穩(wěn)定陽極和pt/ti、ag-al2o3、nio-sio2-al2o3和載于基質(zhì)(諸如al2o3、c或沸石)上的pt、pd或其它金屬或貴金屬。通?？赏ㄟ^與電解質(zhì)或空氣反應(yīng)而形成不導(dǎo)電氧化物涂層的材料在電池的操作條件下(諸如在間歇電解條件下，其中可周期性還原電極)可為適合。示例性電極為zr，其周期性為電解陰極和放電陽極。電極材料可為經(jīng)導(dǎo)體摻雜的非導(dǎo)體。其它元素或化合物(諸如碳、碳化物、硼化物、氮化物、甲腈(諸如ticn)或腈)可構(gòu)成電極(諸如陽極)。適合示例性材料為碳黑、ac、zrc、tic、ti3sic2、ticn、tin、sic、yc2、tac、mo2c、wc、c、hfc、cr3c2、zrc、vc、nbc、b4c、crb2、zrb2、gdb2、mgb2和tib2。材料可包含粉末。除形成h2(1/4)作為h2o催化劑的產(chǎn)物的外，包含具有oh-源(諸如熔融或水性氫氧化物電解質(zhì))的堿性溶液的反應(yīng)混合物也可形成至少一種其它分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物，諸如分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/2)。催化劑可包含o或h，其中各自通過自原子h接受約27.2ev而具有27.2ev的勢(shì)能，其使其充當(dāng)催化劑以形成h(1/2)，h(1/2)可還反應(yīng)以形成h2(1/2)和h-(1/2)。另外，oh可充當(dāng)催化劑，因?yàn)閛h的勢(shì)能為h狀態(tài)p＝1與p＝2之間的能量差為40.8ev。因此，oh可自h接受約40.8ev以充當(dāng)形成h(1/2)的催化劑?？稍陉枠O處通過氧化自oh-形成oh。通過充當(dāng)h至相應(yīng)分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)的催化劑的h2o和oh來形成h2(1/4)和h2(1/2)的示例性電池為[mo/lioh-libr/nio間歇電解]和[ni/lioh-libr/nio間歇電解]?？赏ㄟ^電解質(zhì)或陽極氣體的質(zhì)子nmr來鑒別分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物，其中可通過酸消化加工陽極以將分?jǐn)?shù)氫氣體釋放至nmr溶劑中。在一實(shí)施方式中，催化劑形成反應(yīng)可由以下給出：o2+5h++5e-→2h2o+h(1/p)(197)相對(duì)半電池反應(yīng)可為h2→2h++2e-(198)總反應(yīng)可為3/2h2+1/2o2→h2o+h(1/p)(199)其中h2o、oh、o2、nh和no(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑?？赏ㄟ^還原h(huán)+在陰極處產(chǎn)生氫，其中一些氫與催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。作為選擇，可將過量氫供應(yīng)至陰極，以致其與催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。在一實(shí)施方式中，控制溫度、o2壓力、h2o壓力、h2壓力和h+濃度中的至少一種以促成催化劑形成半電池反應(yīng)和導(dǎo)致分?jǐn)?shù)氫的最佳形成的相對(duì)反應(yīng)。在一實(shí)施方式中，在25℃下陰極半電池電位相對(duì)于she為約1.23v(在約±0.5v內(nèi))。在一實(shí)施方式中，陽極半電池電位相對(duì)于she為約0v(在約±0.5v內(nèi))。適合示例性半電池反應(yīng)分別由方程式(197)和(198)給出。形成分?jǐn)?shù)氫的總反應(yīng)可由方程式(199)給出。適合示例性電池為[pt/c+h2/納菲/pt/c+空氣+h源(諸如h2或氫化物或本發(fā)明的其它h儲(chǔ)存材料]和[pt/c+h2/h2so4/pt/c+空氣+h源(諸如h2或氫化物或本發(fā)明的其它h儲(chǔ)存材料]，可在酸性電解質(zhì)(諸如h2so4水溶液)的情況下使用隔板(諸如納菲)。關(guān)于方程式(198)，在其它實(shí)施方式中，對(duì)抗半電池反應(yīng)可通過不同于h2和視情況除h2的外的氫源的氧化來提供h+。氫源可為烴。反應(yīng)可還產(chǎn)生co和co2中的至少一種，其中烴可包含至少一個(gè)o。適合烴為醇，諸如甲醇。適合示例性電池為[ptru+ch3oh/納菲(nafion)/pt/c+空氣+h源(諸如h2或氫化物或本發(fā)明的其它h儲(chǔ)存材料]。包含質(zhì)子導(dǎo)電或酸性熔融或酸性水性電解質(zhì)以維持由方程式(199)給出的反應(yīng)的電池可包含間歇或脈沖電解電池。反應(yīng)(諸如由方程式(197)和(198)給出的反應(yīng))可在相應(yīng)電極上或在氣體穿透的后在相應(yīng)反電極上可逆地發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)可包含酸性水溶液。間歇或脈沖循環(huán)的充電期可包含h2o至h2和o2的電解。電解陰極和陽極反應(yīng)可分別包含方程式(198)和(197)的反向，除分?jǐn)?shù)氫形成為不可逆的以外。陰極放電半電池反應(yīng)可包含氧、h+和h2o中的至少一種的還原。該還原可由方程式(197)給出。在放電期間的陰極產(chǎn)物可為h和h2o。h2o可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。還原反應(yīng)的過電位可導(dǎo)致半電池電壓相對(duì)于she和25℃為約1.23v。陽極放電半電池反應(yīng)可包含h2形成h+的氧化(方程式(198))。在一實(shí)施方式中，在酸性水溶液中h2至h+的氧化(方程式(198))的還原電位相對(duì)于she和25℃為約0v。電極上的氧化的過電位為約0v，以致氧化半電池反應(yīng)在約0v下發(fā)生。在其它實(shí)施方式中，催化劑可包含自原子氫接受m27.2ev的物質(zhì)，諸如本發(fā)明的物質(zhì)，其中催化劑可為半電池物質(zhì)或在電解或放電階段期間形成。在充電和放電期中的至少一種期間形成分?jǐn)?shù)氫。關(guān)于放電期，還原反應(yīng)的半電池電位相對(duì)于she和25℃可為約1.23v或在約0.6v至1.4v范圍的內(nèi)，且氧化反應(yīng)的半電池電位相對(duì)于she可為約0v或在約-0.5v至+0.5v范圍的內(nèi)。在電解截止或放電階段期間電解陰極與陽極之間的電池電位相對(duì)于she和25℃可為約1.2v或在約0.3v至2v范圍的內(nèi)。在具有高溫的實(shí)施方式中，針對(duì)操作溫度對(duì)此類室溫范圍作熱力學(xué)校正。電解質(zhì)可為酸性水溶液，諸如酸性電解質(zhì)水溶液。適合酸性電解質(zhì)為h2so4、hcl、hx(x-鹵離子)、h3po4、hclo4、hno3、hno、hno2、h2s、h2co3、h2moo4、hnbo3、h2b4o7(四硼酸m)、hbo2、h2wo4、h2cro4、h2cr2o7、h2tio3、hzro3、malo2、hmn2o4、hio3、hio4、hclo4或有機(jī)酸(諸如甲酸或乙酸)的水溶液，其可在約7.1m至純酸的ph值的ph值范圍內(nèi)。酸可為水性或熔融(諸如為熔融磷酸)。示例性熔融電池為[pt或c/h3po4(l)(t>43℃)/c或pt]。在脈沖或間歇施加電壓或電流電解實(shí)施方式中，陰極和陽極中的至少一種可包含二功能電極。電極可包含不同材料以達(dá)成所要反應(yīng)。各陰極和陽極對(duì)于所要氧化或還原反應(yīng)可具選擇性且可為以下的一種：貴金屬或合金(諸如pt、pd或au)、ag、ti、ta、zr、nb、nb合金、ni-mo合金(諸如赫史特(hastelloy)b、赫史特c、赫史特b-3合金、赫史特c22合金或赫史特c276合金)、碳或尺寸穩(wěn)定陽極(dsa)或電極(諸如tio2穩(wěn)定化導(dǎo)電金屬氧化物，諸如載于導(dǎo)體(諸如ti)上的ruo2和iro2)。適合示例性dsa為ta2o5和ti/ir0.3ti0.7o2?？韶?fù)載電極材料，諸如貴金屬。適合載體為碳、金屬和陶瓷。載體電極材料的相應(yīng)實(shí)例為pt/c、pd/c和ru/c；pt/ti；pt/al2o3和ag/al2o3。具有氧化和還原的適當(dāng)能力的其它穩(wěn)定導(dǎo)體為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的導(dǎo)體?？稍陔娊馄陂g在陽極處形成h+和o2且在陰極處形成氫。在電解截止或放電階段期間，h2可在電解陰極處經(jīng)氧化為h+(方程式(198))且h+和o2可在電解陽極處經(jīng)還原以形成h和h2o(方程式(197))，其中h2o可充當(dāng)在電解陽極處形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。因此，電池可在充電和放電期間維持恒定極性，電流的極性在各循環(huán)階段期間逆轉(zhuǎn)。輸出可為功率或經(jīng)調(diào)節(jié)的波形。在另一實(shí)施方式中，由方程式(197)給出的反應(yīng)在兩個(gè)電極處皆可逆地發(fā)生，除分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物為不可逆以外。示例性電池為[ptti/h2so4或h3po4(水溶液)/pt，間歇電解]和[pb/h2so4(水溶液)/pb或pbo，間歇電解]。酸可在任何所要濃度內(nèi)，諸如為約0.1m至飽和。示例性濃度為14.7mh3po4和5mh2so4。在另一實(shí)施方式中，氣體可自至少一個(gè)陽極穿透至陰極，反的也然。隨后，在放電期間，可切換至少一個(gè)半電池反應(yīng)，以致o2(方程式(197))還原在電解陰極處發(fā)生且h2氧化(方程式(198))在電解陽極處發(fā)生。隨后，電流極性保持恒定，但電極的電壓極性隨循環(huán)期切換?？蓪㈦姌O間距減至最小以促進(jìn)氣體穿透?？赏ㄟ^薄膜(諸如質(zhì)子交換膜，諸如納菲膜)分隔電極。電極之間的電路可包含二極管以維持電流的恒定極性。在實(shí)施方式中，來自形成分?jǐn)?shù)氫的功率表現(xiàn)為超過消耗電解功率的過量電和熱功率中的至少一種。酸性電解質(zhì)可包含酸或混合物、離子液體或混合物(諸如本發(fā)明的離子液體或混合物)和有機(jī)溶劑或混合物(諸如本發(fā)明的有機(jī)溶劑或混合物)中的至少一種的水性混合物。適合的有機(jī)溶劑為與水可混溶的有機(jī)溶劑，諸如醇、胺、酮、醚、腈和羧酸。示例性電池為[ptti/納菲膜(nafion)+酸、離子液體和有機(jī)溶劑中的至少一種+h2o/ptti+空氣]。適合的示例性離子液體選自以下的組：硝酸乙銨、以磷酸二氫鹽摻雜的硝酸乙銨(諸如約1％摻雜)、硝酸、nh4po3-tip2o7、和lino3-nh4no3的低共熔鹽，lino3、三氟甲磺酸銨(tf＝cf3so3-)、三氟乙酸銨(tfac＝cf3coo-)、四氟硼酸銨(bf4-)、甲烷磺酸銨(ch3so3-)、硝酸銨(no3-)、硫氰酸銨(scn-)、胺基磺酸銨(so3nh2-)、氟氫化銨(hf2-)、硫酸氫銨(hso4-)、雙(三氟甲烷磺?；?亞胺化銨(tfsi＝cf3so2)2n-)、雙(全氟乙烷磺酰基)亞胺化銨(beti＝cf3cf2so2)2n-)、硝酸、nh4no3、nh4tf和nh4tfac的混合物，銨或烷基銨鹵化物、和芳族化合物(諸如咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪)、高氯酸鹽、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓-alcl3和基于吡咯錠的質(zhì)子離子液體。適合的示例性溶劑選自以下的組：醇、胺、酮、醚、腈、羧酸、二噁烷、二甲氧基乙烷(dme)、1,4-苯并二噁烷(bdo)、四氫呋喃(thf)、二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dma)、二甲亞砜(dmso)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(dmi)、六甲基磷酰胺(hmpa)、n-甲基-2-吡咯啶酮(nmp)、甲醇、乙醇、胺(諸如三丁胺、三乙胺、三異丙胺、n,n-二甲基苯胺)、呋喃、噻吩、咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、喹啉、異喹啉、吲哚、2,6-二甲吡啶(2,6-二甲基吡啶)、2-甲吡啶(2-甲基吡啶)和腈(諸如乙腈和丙腈)、4-二甲胺基苯甲醛、丙酮和丙酮-1,3-乙基二甲酯。在水性間歇電解電池的一個(gè)實(shí)施方式中，h+和氧氣可在電解陽極處形成，和oh-和h2可在電解陰極處形成，如示例性反應(yīng)所給出：電解陽極h2o→1/2o2+2h++2e-(200)電解陰極2h2o+2e-→h2→2oh-(201)溶液反應(yīng)可為2h++2oh-→2h2o(202)總反應(yīng)可為h2o→h2+1/2o2(203)放電階段期間，可形成分?jǐn)?shù)氫，其中h2o、oh、o2、nh和no(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。形成可充當(dāng)催化劑的h2o和分?jǐn)?shù)氫的示例性反應(yīng)為陰極1/2o2+3h++3e-→h2o+h(1/p)(204)陽極h2+oh-→h2o+e-+h(1/p)(205)溶液反應(yīng)可為3h++3oh-→3h2o(206)總反應(yīng)可為3h2+1/2o2→h2o+4h(1/p)(207)電解溶液可為約中性ph。為約中性的適合的電解質(zhì)為強(qiáng)酸的金屬鹽，諸如水性硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、高氯酸鹽、過碘酸鹽、鉻酸鹽和本發(fā)明的其它類似物。陽離子可為銨或金屬或諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬和第iii、iv、v或vi族金屬。濃度可為可溶的任何所需濃度，諸如0.01m至飽和。間歇波形可為相對(duì)于輸入電使輸出電最佳化的波形。間歇電解的頻率可在約0.001hz至10mhz、約0.01hz至100khz、或約0.01hz至10khz范圍內(nèi)。每電池的電解電壓可在約0.1v至100v、約0.3v至5v、約0.5v至2v、或約0.5v至1.5v范圍內(nèi)。每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的電解電流在約1μacm-2至10acm-2、約0.1macm-2至5acm-2、和約1macm-2至1acm-2范圍內(nèi)。每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的電解功率在約1μwcm-2至10wcm-2、約0.1mwcm-2至5wcm-2、和約1mwcm-2至1wcm-2范圍內(nèi)。間歇波形可為充電和放電中的至少一種的恒定電流、功率或電壓。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的恒定電流在約1μacm-2至1μacm-2的范圍內(nèi)；每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的恒定功率在約1μwcm-2至1wcm-2的范圍內(nèi)；每電池的恒定電解電壓可在約1v至20v范圍內(nèi)，且每電池的恒定放電電壓可在約0.1v至20v范圍內(nèi)。電解時(shí)間間隔可在約10-4s至10,000s、10-3s至1000s、或10-2s至100s、或10-1s至10s范圍內(nèi)。放電可為可在與電解相同的范圍內(nèi)的恒定或可變電流、電壓和功率。放電電阻可恒定或可變。其可在約1mω至100mω、約1ω至1mω、和10ω至1kω范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，放電電流、電壓、功率或時(shí)間間隔中的至少一種大于電解階段以在循環(huán)中產(chǎn)生功率或能量增益中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，充電和放電時(shí)間中的至少一種小于物質(zhì)自一個(gè)電極擴(kuò)散至另一個(gè)的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方式中，物質(zhì)可為活性氧物質(zhì)，諸如過氧化物、過氧化物離子、超氧化物、hooh、hoo-、o、o22-和o2-中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，充電和放電時(shí)間中的至少一種為小于約100s、10s、1s、0.1s、0.01s、0.001s、0.0001s、0.01ms、1μs或0.1μs。在一個(gè)實(shí)施方式中，充電-放電循環(huán)的頻率高于將容許放電陰極處所形成的活性物質(zhì)遷移并擴(kuò)散至放電陽極的頻率。充電-放電時(shí)間可為例如小于1s以致活性氧物質(zhì)(過氧化物離子)的遷移禁止達(dá)到陽極(諸如mo或mo合金陽極或本發(fā)明的其它類似物)和與陽極反應(yīng)。此處，引起離子遷移的電解電場(chǎng)和電流中的至少一種轉(zhuǎn)換方向的時(shí)間比至陽極的遷移時(shí)間快速。充電期間形成反應(yīng)性氧物質(zhì)的放電陰極在放電期間可破壞所述物質(zhì)以致其禁止擴(kuò)散至放電陽極和腐蝕放電陽極。在一個(gè)實(shí)施方式中，示例性間歇充電-放電電路可為gamryinstruments的電路，諸如modeleis300的電路或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其變體。在一個(gè)實(shí)施方式中，間歇充電或放電電壓、電流、功率和負(fù)載中的至少一種可為恒定或可變的。可控制參數(shù)以達(dá)成電功率或能量增益。每電池的電解電壓可處于或略高于電流閾限，諸如在高于閾限約0至0.5v范圍內(nèi)。每電池的電解電壓的適合范圍為約0.25v至2v或0.25v至1.7v。每電池的放電電壓可在維持相反極性電流至電解電流的范圍內(nèi)。每電池的放電電壓可在約0.01v至最大電解電壓范圍內(nèi)。每電池的放電電壓的適合范圍為約0.01v至2v或0.01v至1.7v?？紤]有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積，放電電流可在約1μacm-2至1acm-2、0.01macm-2至20acm-2、或0.01macm-2至10acm-2范圍內(nèi)。放電負(fù)載可在約1μω至1mω范圍內(nèi)。適合的負(fù)載可維持約1μacm-2至1acm-2、0.01macm-2至20acm-2、或0.01macm-2至10acm-2范圍內(nèi)的電流。每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的適合負(fù)載的電導(dǎo)率在約10-5至1000ω-1cm-2、10-4至100ω-1cm-2、10-3至10ω-1cm-2、或10-2至1ω-1cm-2范圍內(nèi)。功率可由適合的電壓、電流和電阻中的至少一種確定。每單位有效形成分?jǐn)?shù)氫的電極面積的適合功率密度在約1μwcm-2至1wcm-2、0.01mwcm-2至20wcm-2、或0.01mwcm-2至10wcm-2范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，示例性間歇充電-放電電路可為arbininstruments的電路，諸如modelbt2000的電路或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其變體。在熔融電解質(zhì)的一個(gè)實(shí)施方式中，維持電池溫度為至少電解質(zhì)的熔點(diǎn)以上。電解質(zhì)可為熔融氫氧化物，可為與至少一種其它化合物(諸如鹽，諸如鹵化物鹽)的混合物。示例性的適合氫氧化物混合物電解質(zhì)為lioh-libr、lioh-lix、naoh-nabr、naoh-nai、naoh-nax、koh-kx(x＝鹵離子)。鹽可為低共熔混合物。高于熔點(diǎn)的溫度可在高于熔點(diǎn)約0至1500℃、高于熔點(diǎn)約0至1000℃、高于熔點(diǎn)約0至500℃、高于熔點(diǎn)0至約250℃或高于熔點(diǎn)約0至100℃范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含氫滲透性膜，電池的溫度維持在達(dá)成所需透過速率的高溫下。也選擇膜材料、厚度和氫氣壓力以達(dá)成所需透過速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池溫度在約25至2000℃、100至1000℃、200至750℃、250℃至500℃范圍內(nèi)。若電池包含滲透膜和熔融鹽電解質(zhì)，則維持電池溫度高于電解質(zhì)熔點(diǎn)和處于達(dá)成所需透過速率的位準(zhǔn)。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，維持電池溫度為至少鹽的熔點(diǎn)以上。高于熔點(diǎn)的溫度可在高于熔點(diǎn)約0至1500℃、高于熔點(diǎn)約0至1000℃、高于熔點(diǎn)約0至500℃、高于熔點(diǎn)0至約250℃或高于熔點(diǎn)約0至100℃范圍內(nèi)。膜厚度可在約0.0001至0.25cm、0.001至0.1cm、或0.005至0.05cm范圍內(nèi)。氫氣壓力可維持在約1托至500atm、10托至100atm、或100托至5atm范圍內(nèi)。氫氣透過速率可在約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、或1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2范圍內(nèi)。維持間歇電解電池或包含氫噴射或鼓泡電極的電池的電池溫度高于電解質(zhì)的熔點(diǎn)。在包含具有約(43％-57％)的低共熔混合物的電解質(zhì)lioh-libr的一個(gè)示例性電池中，諸如電池[ni/lioh-libr/ni+空氣；間歇電解]或[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣]，其中氫電極(指定為ni(h2))包含h2噴射或鼓泡電極，低共熔電解質(zhì)熔點(diǎn)為約265℃。電池可維持在此溫度下和高于此溫度。每幾何面積h2鼓泡或噴射電極的氫氣流動(dòng)速率可在約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、或1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，相對(duì)電極處的反應(yīng)速率匹配或超出氫反應(yīng)所在電極處的反應(yīng)速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o和o2中的至少一種的還原速率足以維持h或h2的反應(yīng)速率。相對(duì)電極具有足以支持足夠速率的表面積和材料。電極和電解質(zhì)系統(tǒng)可在相對(duì)大氣封閉的容器中。在包含熔融氫氧化物鹽電解質(zhì)的間歇電解電池的情況下，可控制供應(yīng)至電池的水分壓以相對(duì)于其它o2和h2o還原反應(yīng)(諸如形成過氧化物、過氧化物和氧化物中的至少一種的反應(yīng))更有利于產(chǎn)生oh-的反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制溫度、o2壓力、h2o壓力、h2壓力和oh-濃度中的至少一種以有利于催化劑形成半電池反應(yīng)和使得分?jǐn)?shù)氫形成最佳化的逆反應(yīng)。一或多個(gè)相應(yīng)反應(yīng)可由方程式(171-173)給出。電池相對(duì)于空氣可為封閉的。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)半電池反應(yīng)的氧來自電解，諸如h2o和oh-中的至少一種的氧化。經(jīng)受間歇或脈沖電解的適合的示例性電池為[ni(h2)/lioh-libr/ni]、[ni(h2)/naoh-nabr/ni]、[ni(h2)/naoh-nai/ni]、[ni(h2)/sr(oh)2/ni]和本發(fā)明的類似電池，其中存在一些h2o。h2o可反添加以替代任何消耗以形成分?jǐn)?shù)氫的h2o。也可移除過量氧?？捎蛇B接至電池的發(fā)生器控制水蒸汽壓力。h2o蒸汽發(fā)生器的溫度可低于電池溫度以控制h2o蒸汽壓力。在一個(gè)實(shí)施方式中，水蒸汽產(chǎn)生器可包含霧化器或噴霧器，諸如超音波霧化器或噴霧器。h2o蒸汽可由流傳遞，諸如惰性氣體(諸如稀有氣體或n2)流。氣體可再循環(huán)。作為選擇，可控制h2o質(zhì)量平衡以達(dá)成所需h2owt％的電解質(zhì)或半電池反應(yīng)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)通過諸如氫氧化物(諸如lioh)揮發(fā)而損失可通過降低電池溫度、維持高電池電壓和運(yùn)轉(zhuǎn)氣體可由間歇電解和選擇性方向流動(dòng)的管線供應(yīng)的至少部分封閉的電池來減少。水蒸汽發(fā)生器或水質(zhì)量平衡也可控制具有酸性電解質(zhì)的封閉式間歇電解電池的水含量和壓力中的至少一種。涉及h2o的示例性反應(yīng)由方程式(197-199)給出。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池的h2o來源可使電解質(zhì)(諸如氫氧化物)脫水。堿金屬氫氧化物(諸如lioh)的示例性反應(yīng)為2lioh→li2o+h2o(208)可能發(fā)生脫水反應(yīng)，即使其吸收由間歇電解、分?jǐn)?shù)氫形成反應(yīng)和熱中的至少一種供應(yīng)的能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht或電解電池陽極包含與h2o發(fā)生放能反應(yīng)的材料，諸如金屬，諸如mo或mo合金，諸如haynes242、moni、mocu或moco。電池h2o來源可為陽極的脫水反應(yīng)，其總反應(yīng)為吸收能量的。示例性反應(yīng)為lioh電解質(zhì)與mo形成mo氧化物、li2o和氫的反應(yīng)。隨后，電池可運(yùn)轉(zhuǎn)適合的持續(xù)時(shí)間以形成能量，而陽極不顯著降解?？筛淖冸姵氐臈l件(諸如操作溫度)以使電解質(zhì)可在陽極不發(fā)生實(shí)質(zhì)性反應(yīng)下再生。舉例而言，可降低電池溫度，和向電解質(zhì)中添加h2o以使其復(fù)水。再生電池隨后可在典型操作條件下進(jìn)一步操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)包含氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物，諸如lioh，且還包含脫水形式，諸如呈混合物形式的氧化物，其中諸如li2o的脫水形式的濃度在陽極對(duì)氧化穩(wěn)定的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，諸如mo陽極的陽極與水合形式(諸如lioh)反應(yīng)且在脫水形式(諸如li2o)存在下為穩(wěn)定的。兩種形式的濃度范圍使得氧化電勢(shì)向陽極提供對(duì)氧化的穩(wěn)定性。濃度范圍還提供能池操作期間形成過量能量，其中h來源可來自間歇電解。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)在操作期間可還脫水。電解質(zhì)可連續(xù)或周期性或間歇復(fù)水。在后者情況下，h2o添加可在低于操作溫度的溫度下發(fā)生以防止陽極(諸如mo陽極)在水合期間氧化。一旦復(fù)水，電池可在高于標(biāo)準(zhǔn)的操作溫度下加熱并操作。電解質(zhì)可還包含脫水形式的氫氧化物與至少一種其它鹽(諸如鹵化物，諸如堿金屬鹵化物，諸如libr)的混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，間歇電解電池的電池以疊堆形式安置。各電池可包含熔融電解質(zhì)(諸如熔融氫氧化物和視情況選用的至少一種其它鹽)或熔融水性電解質(zhì)(諸如水性堿性電解質(zhì))。各電池的陰極可包含空氣或氧電極。在實(shí)施方式中，電池的氧來源為空氣、外部氧氣和電解產(chǎn)生的氧氣中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極可包含至少曝露于氧來源(諸如空氣或o2氣體)的部分。曝露部分可自電池疊堆和電解質(zhì)伸出以允許o2或還原的o2流入陰極-電解質(zhì)界面處的電解質(zhì)中。在另一實(shí)施方式中，電池可為封閉的，且氫氣和氧氣可電解產(chǎn)生。系統(tǒng)可包含加熱器以維持疊堆處于所需高溫。溫度可為約或高于熔融電解質(zhì)熔點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含果醬卷或瑞士卷設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，隔板或間隔物和電解質(zhì)施加在可包含卷起的薄片的電極之間。果醬卷或瑞士卷可為封閉的。電池可密封卷攏，氧氣由電解提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧還原電極(諸如陰極)可完全浸沒于電解質(zhì)中。供應(yīng)氫和氧的間歇電解電極可為不同材料，諸如不同金屬或本發(fā)明的不同材料，所述不同電極選自金屬、碳、碳化物、硼化物、氮化物和腈的組。陰極材料可在電解期間吸收氧且在間歇循環(huán)的放電階段期間釋放。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成催化劑的半電池反應(yīng)的電壓相對(duì)于25℃和she為約1.2v。適合的電壓相對(duì)于she和25℃在約1.5v至0.75v、1.3v至0.9v和1.25v至1.1v范圍內(nèi)。適合的反應(yīng)為形成h2o的反應(yīng)，諸如由方程式(171)和(197)所給出的反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池理論電壓為約0v。電池反應(yīng)可包含陰極處水還原成oh-和h2和陽極處oh-與1/2h2反應(yīng)形成h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，理論電池電壓為約0v的電池反應(yīng)與理論電池電壓約大于0v的至少一個(gè)其它電池反應(yīng)一起發(fā)生。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，電池反應(yīng)可包含陰極處水還原成oh-和h2和理論電池電壓為約0v的陽極處oh-與1/2h2反應(yīng)形成h2o，以和理論電池電壓大于0v的形成水的凈電池反應(yīng)(方程式(173))。水可經(jīng)由半電池反應(yīng)形成，諸如由方程式(171)和(172)所給出的反應(yīng)。電池[ni(h2)naoh/base/nacl-mxcly]的其它示例性電池反應(yīng)為naoh+1/2h2+1/ymxcly＝nacl+6h2o+x/ym，其中示例性化合物mxcly為alcl3、becl2、hfcl4、kagcl2、mncl2、naalcl4、sccl3、ticl2、ticl3、ucl3、ucl4、zrcl4、、eucl3、gdcl3、mgcl2、ndcl3和ycl3。電池電壓為約0v的適合電池為[ni(h2)naoh/base/nacl-sccl3，在約800-900k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-ticl2，在約300-400k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-ucl3，在約600-800k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-ucl4，在約250-300k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-zrcl4，在約250-300k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-mgcl2，在約900-1300k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-eucl3，在約900-1000k下]、[ni(h2)naoh/base/nacl-ndcl3，在約>1000k下]和[ni(h2)naoh/base/nacl-ycl3，在約>1000k下]。在另一實(shí)施方式中，涉及形成催化劑以形成分?jǐn)?shù)氫的理論電池電壓可為約0v。另一示例性電池反應(yīng)包含陰極處氫還原成h-和陽極處h-氧化成h，其中nh(n＝整數(shù))可充當(dāng)h形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑。h可諸如根據(jù)本發(fā)明反應(yīng)還反應(yīng)，其中理論電池電壓高于0v。適合的反應(yīng)例如為h與金屬(諸如li或合金，諸如mg3li)反應(yīng)形成相應(yīng)氫化物或h與li-n-h系統(tǒng)的物質(zhì)反應(yīng)形成linh2或li2nh。示例性電池為[li、mg3li或li3n/licl-kcllih/ni(h2)、lah2、ceh2、tih2或zrh2]。在實(shí)施方式中，催化劑可為nh、no(n＝整數(shù))、o2、oh、h2o和mh或mh-催化劑中的至少一種(諸如表3中的催化劑)以和任何分?jǐn)?shù)氫催化劑(諸如表1中的催化劑)。在一個(gè)實(shí)施方式中，催化劑(諸如mh或mh-，諸如表3的催化劑)由電池反應(yīng)形成，其中理論電池電壓為約0v。在約700k電池操作溫度下理論電池電壓e為約0v的示例性反應(yīng)由方程式(61)給出，其中在包含[na/base/naoh]的示例性電池中，nah充當(dāng)mh-型催化劑。在實(shí)施方式中，理論電池電壓可為約0v，在約+/-0.75v、+/-0.5v、+/-0.25v或+/-0.1v范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含h-傳導(dǎo)電解質(zhì)，諸如熔融鹽，諸如低共熔鹽混合物。示例性的適合熔融鹽電解質(zhì)在表4中給出。電池還包含形成氫化物離子的h來源和與h形成化合物的反應(yīng)物。電池可包含用于陰極與陽極的氫儲(chǔ)存材料。適合的示例性陽極為li、mg3li和li3n。適合的陰極包含氫滲透性h電極(諸如ni(h2)和本發(fā)明的其它類似物)或氫化物(諸如zrh2、tih2、lah2和ceh2)。電解質(zhì)可還包含氫化物，諸如lih。示例性電池為[li、mg3li和li3n/低共熔熔融鹽(諸如licl-kcl)+氫化物(諸如lih)/ni(h2)或氫化物(諸如lah2)]。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池間歇式充電和放電。一或多個(gè)陰極和陽極處形成h引起形成分?jǐn)?shù)氫，其中nh(n＝整數(shù))可充當(dāng)催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，向電池供應(yīng)過量氫化物，陽極可包含電解質(zhì)元素的合金，且陰極可包含可形成氫化物的導(dǎo)體，諸如金屬，諸如過渡金屬，諸如ni或貴金屬(諸如pd)。呈充電狀態(tài)的示例性電池為[lial或mg3li/低共熔熔融鹽(諸如licl-kcl)+氫化物(諸如lih)/nih、tih或pdh]，可間歇式充電和放電。除分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物以外的示例性可逆反應(yīng)為：陰極：al+li++e-→lial(209)或3mg+li++e-→mg3li(210)陽極：2h-+ni+→nih+h(1/p)+2e-(211)總反應(yīng)可為2lih+2al+ni→2lial+nih+h(1/p)(212)或2lih+6mg+ni→2mg3li+nih+h(1/p)(213)電池可通過施加間歇電解電壓間歇再生。施加的電池電壓可使得在電解陰極處形成lial或mg3li(方程式(209-213))。在氫滲透性電極的一個(gè)實(shí)施方式中，在電極內(nèi)部電解產(chǎn)生或化學(xué)產(chǎn)生氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫滲透性電極包含電解產(chǎn)生氫的電池陽極。氫可通過氧化電解質(zhì)的氫化物來產(chǎn)生。氫可在電解期間經(jīng)由陽極擴(kuò)散。示例性電池為[ni、ti或pd/低共熔熔融鹽(諸如licl-kcl)+氫化物(諸如lih)/al或mg]，其中h在陽極處形成，且鋰合金在相應(yīng)陰極處形成，根據(jù)方程式(209-213)。陰極可在包含h滲透性電極的同心管陽極的中心。在另一實(shí)施方式中，氫滲透性電極包含電解產(chǎn)生氫的電池陰極。氫可通過還原電解質(zhì)的水來產(chǎn)生。氫可在電解期間經(jīng)由陰極擴(kuò)散。示例性電池為[ni/koh(水溶液)/ni]，其中h在陰極處形成且氧在相應(yīng)陽極處形成。陽極可在包含h滲透性電極的同心管陰極的中心。在另一實(shí)施方式中，化學(xué)產(chǎn)生ciht電池的氫滲透性電極的氫。氫可來自氫化物的分解，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬氫化物或合金、或氫儲(chǔ)存材料(諸如本發(fā)明的氫儲(chǔ)存材料)。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，h可由lih和linh2的反應(yīng)產(chǎn)生。h滲透性電極可通過反向電解和反添加h、通過單獨(dú)反添加h或通過反添加反應(yīng)物(諸如h2o)來再生。h滲透性電極可充當(dāng)ciht電池的陽極和陰極中的至少一種。適合的示例性ciht為[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣或o2]，其中ni(h2)為電解或化學(xué)產(chǎn)生的氫電極。電解產(chǎn)生的氫電極的一個(gè)實(shí)施方式如圖4中所示，其中電極604替代隔板608且包含h滲透性膜，且電池電極具有相對(duì)電極603。氫通過在609與604之間在608的位置處并替代608施加來自來源616的電壓來產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池的電極或氫電極處的氫來源，諸如h2滲透性膜和h2氣體，諸如ni(h2)或氫化物(諸如lani5h6)，可由諸如h2鼓泡金屬管的氫氣體來源替代，其中金屬可為多孔的，諸如包含燒結(jié)金屬粉末(諸如ni粉末或r-ni粉末)的h2多孔管或其它多孔材料，諸如金屬纖維、長絲、墊或海綿，諸如celmet(celmetcni#4、#6或#8，sumitomoelectricindustries,ltd.)。h2鼓泡電極可替代電池的陽極或陰極，在相應(yīng)電極處或在相應(yīng)半電池中以氫作為反應(yīng)物。舉例而言，h2鼓泡電極可替代本發(fā)明電池的電極，諸如水性堿電池的陽極、包含含氫氧化物的熔融鹽的電池的陽極或包含具有h-遷移離子的熔融鹽的電池的陰極。在后者情況中，所替代的電極可包含氫透過電極。在包含酸性電解質(zhì)(諸如酸水溶液)的另一電池實(shí)施方式中，氫電極可包含陽極。陽極可包含鼓泡或噴射電極以和氫透過電極。氫也可通過水電解供應(yīng)。氫在放電期間可經(jīng)受氧化形成h+。因此，氫電極的一般名稱可為m(h2)，其中m可為過渡金屬(諸如ni或ti)、或v、nb、ta、pd或pt、或?yàn)閷?duì)電解質(zhì)穩(wěn)定、氫滲透性和為與電解質(zhì)和電池操作條件兼容的適合電解電極中的至少一種的本發(fā)明另一金屬。示例性電池為[導(dǎo)體(鼓泡h2)/koh(飽和水溶液)/sc+空氣]、[導(dǎo)體(鼓泡h2)/包含堿金屬氫氧化物的低共熔鹽電解質(zhì)，諸如lioh-naoh、lioh-lix、naoh-nax(x＝鹵離子或硝酸根)或lioh-li2x或naoh-na2x(x＝硫酸根或碳酸根)/導(dǎo)體+可為o2還原催化劑的空氣]、和[導(dǎo)體(鼓泡h2)，諸如包含pt的導(dǎo)體/h2so4/pt+空氣]。在一個(gè)堿性電池實(shí)施方式中，電池氛圍可包含h2與o2的混合物和視情況選用的h2o，其中陰極對(duì)o2和h2o中的至少一種的還原具選擇性，且陽極對(duì)h和電解質(zhì)的物質(zhì)中的至少一種的氧化具選擇性。陽極反應(yīng)可還包含氫反應(yīng)形成諸如h2o的產(chǎn)物。陽極和陰極可為本發(fā)明或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的陽極和陰極。電池可包含至少一個(gè)為氫來源的陽極，氫來源稱為m(h2)，其中m可為過渡金屬(諸如ni或ti)或v、nb、ta、pd或pt或?yàn)閷?duì)電解質(zhì)穩(wěn)定和氫滲透性中的至少一種的本發(fā)明另一金屬。陽極可包含氫噴射或鼓泡電極(諸如多孔導(dǎo)體，諸如多孔金屬)或氫滲透性電極。氫陽極，諸如透過電極或氫噴射或鼓泡電極，諸如多孔導(dǎo)體陽極，可還包含氫解離體和大表面積氫載體，諸如r-ni或貴金屬/載體，諸如pt/au，載體例如可為碳、碳化物、硼化物或腈。氫電極可包含多孔材料，諸如氫管線周圍的金屬多孔體(例如ni，諸如celmet#4、#6或#8，sumitomoelectricindustries,ltd.)的緊密結(jié)合組裝，氫管線可還包含外部氧化鋁管，其中氫氣經(jīng)由該管噴射且在與電解質(zhì)接觸的多孔材料表面上擴(kuò)散。在實(shí)施方式中，包含氫透過電極、氫噴射或鼓泡電極(諸如多孔導(dǎo)體，諸如多孔金屬)的本發(fā)明電池可替代該氫透過電極。在另一實(shí)施方式中，氫電極包含電解電極，其中氫通過電解產(chǎn)生。因此，氫電極的一般名稱可為m(h2)，其中m可為過渡金屬(諸如ni或ti)、或v、nb、ta、pd或pt、或?yàn)閷?duì)電解質(zhì)穩(wěn)定、氫滲透性和為與電解質(zhì)和電池操作條件兼容的適合電解電極中的至少一種的本發(fā)明另一金屬。電池可還包含為o2和h2o還原陰極中的至少一種的陰極和熔融氫氧化物電解質(zhì)。適合的陽極材料為金屬，諸如鎳，且適合的陰極材料為金屬，諸如ag。ag陰極可為分散于碳上的ag粒子。最佳負(fù)載在約20至30wt％范圍內(nèi)。陰極可包含氧化錳，諸如mno2/c、mn2o3/c或mnooh。其它適合的o2還原陰極為以下中的至少一種：pt/c或pt合金/c，諸如ptru/c、la0.5sr0.5coo3/c、cotpp/c、la0.6ca0.4coo3/c、pt/cnt/c、pr0.8ca0.2mno3、cotmpp/c、lamno3/c、mnco2o4/c、堿土金屬釕酸鹽、鋰摻雜鑭鎳酸鹽、ni-co尖晶石(諸如nico2o4)、pb-ru燒綠石(諸如pb2ru2o6.5)、na-pt青銅、ag/aghg、ni、nio、ag、au、pt、fe、nio-sio2-al2o3、feti合金、fe2ti、過渡金屬和其氧化物，視情況呈金屬陶瓷形式。氧還原陰極也可包含含氧溢出催化劑的氧溢出陰極或陰極。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極包含浸沒于電解質(zhì)中的部分或由電解質(zhì)潤濕的部分和未浸沒或未由電解質(zhì)潤濕的另一部分。后者部分可直接曝露于氧來源，諸如空氣或o2氣體。氧可與o2來源曝露部分反應(yīng)并遷移至電解質(zhì)浸沒或電解質(zhì)潤濕部分中。氧溢出陰極可包含部分浸沒的鎳墊、泡沫或燒結(jié)或多孔ni陰極。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧氣還原電流通過增加曝露于空氣中的材料來增加，對(duì)于既定電解質(zhì)界面面積，通過增加更多曝露于空氣的陰極表面積。在另一實(shí)施方式中，氧還原電極(諸如陰極)可完全浸沒于電解質(zhì)中。來自來源的氧可通過諸如噴射含氧氣體(諸如o2或空氣)的方法或通過間歇電解供應(yīng)。間歇電解電極可為不同材料，諸如不同金屬或不同的本發(fā)明材料，所述不同電極選自金屬、碳、碳化物、硼化物、氮化物和腈的組。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧還原電極(諸如陰極)可曝露在空氣中，其中電池在電解質(zhì)-空氣界面處包含電解質(zhì)固體層以限制還原的氧氣流入電解質(zhì)中。固體層可因電解質(zhì)中的溫度梯度所致的固化而形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池可包含鹽橋，諸如base或nasicon。陰極可包含h2o或o2還原催化劑。h2o和視情況選用的o2可通過經(jīng)由多孔電極噴射來供應(yīng)，多孔電極諸如由外部氧化鋁管內(nèi)ni多孔體(celmet#6,sumitomoelectricindustries,ltd)的緊密結(jié)合組裝組成的多孔電極。在另一實(shí)施方式中，h2o注射或滴入電解質(zhì)主體中，且保留足夠時(shí)間以在因電解質(zhì)溶劑化而蒸發(fā)的前維持電池電壓。h2o可周期性或連續(xù)反添加。在一個(gè)實(shí)施方式中，陽極(諸如氫滲透性陽極)得到清潔。示例性ni(h2)陽極可通過磨蝕或通過浸泡在3％h2o2/0.6mk2co3中接著用蒸餾h2o清洗來清潔。磨蝕也將增加表面積。單獨(dú)的地選擇陽極的形態(tài)和幾何形狀中的至少一種以增加陽極表面積。表面積可通過電鍍黑色或粗糙金屬涂層或通過酸蝕刻表面(諸如金屬表面)來增加。在另一實(shí)施方式中，至少一個(gè)電極的表面積通過涂布通過氣相沉積技術(shù)涂布的涂層(諸如黑色金屬涂層)來增加，氣相沉積技術(shù)諸如連續(xù)氣相沉積(cvd)、濺鍍、等離子體沉積、原子層沉積(ald)、物理氣相沉積(pvd)(諸如等離子體噴涂、陰極弧沉積、電子束物理氣相沉積、蒸發(fā)沉積、脈沖激光沉積和濺鍍沉積)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、金屬有機(jī)氣相處延(movde)和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)。其它適合的方法包含噴涂、漆刷、邁爾桿涂布(mayerrodapplication)、絲網(wǎng)印刷和帶鑄。在其它實(shí)施方式中，電解質(zhì)層可通過此類方法或此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它方法涂布。在一個(gè)實(shí)施方式中，熔融鹽電解質(zhì)電池的陽極包含至少一種氫化物(諸如lani5h6)和來自本發(fā)明的其它類似物(諸如水性堿性電池的其它類似物)和金屬(諸如來自以下的組中的一種：li、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)。示例性電池為[m或mh/mg(oh)2-nacl/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[m或mh/mg(oh)2-mgcl2-nacl/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[m或mh/mg(oh)2-mgo-mgcl2/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[m或mh/mg(oh)2-naf/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[m或mh/lioh-lix、naoh-nax、koh-kx、rboh-rbx、csoh-csx、mg(oh)2-mgx2、ca(oh)2-cax2、sr(oh)2-srx2或ba(oh)2-bax2，其中x＝f、cl、br或i/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[m或mh/csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh和rbno3-rboh/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、和[m或mh/lioh、naoh、koh、rboh、csoh、mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2或ba(oh)2+以下中的一種或多種：alx3、vx2、zrx2、tix3、mnx2、znx2、crx2、snx2、inx3、cux2、nix2、pbx2、sbx3、bix3、cox2、cdx2、gex3、aux3、irx3、fex3、hgx2、mox4、osx4、pdx2、rex3、rhx3、rux3、sex2、agx2、tcx4、tex4、tlx和wx4，其中x＝f、cl、br或i/ni芯(h2o和視情況選用的o2)]，其中mh＝lani5h6和本發(fā)明的其它類似物；m＝來自以下的組中的一種：li、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。氣體壓力(諸如h2、o2和空氣的壓力，諸如施加于電池的所述壓力)、h2透過壓力或任何噴射進(jìn)入電池中的氣體的壓力可為任何所需壓力。適合的壓力在約0.001托至200,000托、約1托至50,000托和約700托至10,000托范圍內(nèi)。反應(yīng)物濃度比率可為任何所需值。適合的濃度比率為使功率最大化、成本最小化、增加耐久性、增加再生能力和增強(qiáng)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它操作特征的比率。所述標(biāo)準(zhǔn)也適用于本發(fā)明的其它實(shí)施方式。適于電解質(zhì)的的示例性濃度比為約低共熔混合物的濃度比。在另一實(shí)施方式中，電池以在整個(gè)持續(xù)時(shí)期相對(duì)于o2或h2o添加為封閉的分批模式操作。h2可添加至電池中，或電池在分批期間也可相對(duì)于h2添加為封閉的。陽極處形成的h2o和h2可在陰極處在內(nèi)循環(huán)中反應(yīng)，或陽極氣態(tài)產(chǎn)物可動(dòng)態(tài)移除。反應(yīng)混合物可在分批后再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，熔融氫氧化物電解質(zhì)包含額外鹽。單獨(dú)、與堿(諸如moh，m＝堿金屬)組合和于任何組合中的示例性電解質(zhì)為堿金屬或銨鹵化物、硝酸鹽、高氯酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽和nh4x(x＝鹵化物)、硝酸鹽、高氯酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽。電解質(zhì)可包含氫氧化物或其它鹽(諸如鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽和硝酸鹽)的混合物。一般而言，示例性的適合鹽單獨(dú)或組合為moh、m2s、m3po4、m2so4、m2co3、mx(x＝鹵離子)、mno3、mno、mno2、mx(x＝鹵離子)、m2co3、m2so4、mhso4、m3po4、m2moo4、mnbo3、m2b4o7(m的四硼酸鹽)、mbo2、m2wo4、m2cro4、m2cr2o7、m2tio3、mzro3、malo2、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon、mznon、(m為可與氫氧化物的陽離子相同的堿金屬或銨，且n＝1、2、3或4)，和有機(jī)堿性鹽，諸如m的乙酸鹽或m的甲酸鹽。電解質(zhì)也可包含所述和其它陰離子和任何可溶于熔融物中的陽離子，諸如堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬和第iii、iv、v和vi族的其它陽離子(諸如al、ga、in、sn、pb、bi和te)。wt％可為任何所需值。額外鹽可為氫氧化物電解質(zhì)的微量添加劑。氫氧化物電解質(zhì)(諸如lioh-libr)可為還包含添加鹽的低共熔混合物。示例性電池為[ni(h2)/moh的熔融電解質(zhì)和構(gòu)成混合物的視情況選用的另一鹽和選自以下的組的添加劑：m2s、m3po4、m2so4、m2co3、mx(x＝鹵離子)、mno3、mno、mno2、m2moo4、m2cro4、m2cr2o7、malo2、mnbo3、m2b4o7、mbo2、m2wo4、m2tio3、mzro3、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon和mznon、(n＝1、2、3或4)和m的乙酸鹽/ni+空氣]和[ni(h2)/lioh-libr和選自以下的組的添加劑：li2s、li3po4、li2so4、li2co3、lino3、lino、lino2、li2moo4、li2moo3、li2cro4、li2cr2o7、lialo2、linbo3、li2b4o7、libo2、li2wo4、li2tio3、lizro3、licoo2、ligao2、li2geo3、limn2o4、li4sio4、li2sio3、litao3、livo3、liio3、lifeo2、liio4、liclo4、liscon、lition、livon、licron、licr2on、limn2on、lifeon、licoon、linion、lini2on、licuon和liznon(n＝1、2、3或4)和乙酸鋰/ni+空氣]。涉及示例性電池[na/base/naoh]且也可在遵循與方程式(101-104)和(113)類似的機(jī)制的電解電池中具操作性的由方程式(128)和(61)表示的反應(yīng)的另一形式為na+3naoh→2na2o+h2o+1/2h2；h→h(1/p)(214)oh和h2o中的至少一種可充當(dāng)催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含可形成h2o的氫氧化物的電池(諸如[na/base/naoh])可還包含水合物(諸如bai22h2o)，或可向陰極添加h2o。電池可還包含經(jīng)由滲透性膜(諸如ni(h2))供應(yīng)的h來源(諸如氫化物或h2氣體)。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極包含水來源和氧氣中的至少一種。陰極可為水合物、氧化物、過氧化物、超氧化物、氫氧化合物和氫氧化物。陰極可為不可溶于電解質(zhì)中的金屬氧化物，諸如熔融鹽電解質(zhì)。適合的示例性金屬氧化物為pbo2、ag2o2、ago、ruo2、mno2和以下的組的氧化物：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。適合的示例性金屬氫氧化合物為alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。適合的示例性氫氧化物為以下的氫氧化物：li、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。在一個(gè)實(shí)施方式中，熔融鹽電解質(zhì)電池的陽極包含至少一種氫化物(諸如lani5h6)和來自本發(fā)明的其它類似物(諸如水性堿性電池的其它類似物)和金屬(諸如來自以下的組中的一種：li、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)。適合的氫化物或金屬適合地不可溶于熔融電解質(zhì)中。陽極可包含氫電極，包含氫透過、噴射或間歇電解氫電極。示例性電池為[氫化物(諸如lani5h6)/包含氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)/ni或ni芯(h2o和視情況選用的o2)]、[氫化物(諸如lani5h6或m(h2))/包含氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)/氧化物，諸如以下組中的一種：pbo2、ag2o2、ago、ruo2、mno2和以下組的氧化物：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]，其中m為h2滲透性金屬，諸如ni、ti、nb、v或fe，[氫化物(諸如lani5h6或m(h2))/包含氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)/氫氧化合物，諸如以下組中的一種：alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)]，其中m為h2滲透性金屬，諸如ni、ti、nb、v或fe，和[氫化物(諸如lani5h6或m(h2))/包含氫氧化物的熔融鹽電解質(zhì)/氫氧化物，諸如包含來自以下組的陽離子的氫氧化物中的一種：li、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]，其中m為h2滲透性金屬，諸如ni、ti、nb、v或fe。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)(諸如熔融鹽或水性堿性溶液)可包含離子化合物，諸如具有可以一種以上氧化態(tài)存在的陽離子的鹽。能夠呈多價(jià)的適合示例性陽離子為fe3+(fe2+)、cr3+(cr2+)、mn3+(mn2+)、co3+(co2+)、ni3+(ni2+)、cu2+(cu+)和sn4+(sn2+)、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬陽離子(諸如eu3+(eu2+))。陰離子可為鹵離子、氫氧根、氧離子、碳酸根、硫酸根或本發(fā)明的另一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，oh-可氧化且在陽極處與h反應(yīng)形成h2o。oh和h2o中的至少一種可充當(dāng)催化劑。氫化物陽極反應(yīng)可由方程式(92)給出。能夠呈多價(jià)的陽離子可在陰極處還原。示例性凈反應(yīng)為lani5h6+koh+fecl3或fe(oh)3→kc或koh+fecl2或fe(oh)2+lani5h5+h2o(215)在包含能夠呈多價(jià)的陽離子的化合物不可溶的情況下，其可包含陰極半電池反應(yīng)物。其可與導(dǎo)電載體(諸如碳、碳化物、硼化物或腈)混合。本發(fā)明的另一氫化物或金屬可充當(dāng)陽極(諸如來自以下的組中的一種：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)，其中陽極反應(yīng)可由方程式(116)給出。金屬可與電解質(zhì)(諸如氫氧化物)反應(yīng)形成氫和催化劑(諸如oh和h2o中的至少一種)。其它氫氧化物(諸如本發(fā)明的氫氧化物)可充當(dāng)電解質(zhì)且可替代koh。具有能夠呈多價(jià)的陽離子的其它鹽(諸如k2sn(oh)6或fe(oh)3)可替代fecl3。在一個(gè)實(shí)施方式中，化合物的還原電勢(shì)高于h2o的還原電勢(shì)。示例性電池為[可氧化金屬(諸如以下中的一種：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)、金屬氫化物(諸如lani5h6)或h2和氫滲透性膜(諸如以下中的一種：v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v和pd涂布的ti)/koh(飽和水溶液)+具有能夠呈多價(jià)的陽離子的鹽(諸如k2sn(oh)6、fe(oh)3或fecl3)/導(dǎo)體(諸如碳或粉末金屬)]、[可氧化金屬(諸如以下中的一種：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)、金屬氫化物(諸如lani5h6)或h2和氫滲透性膜(諸如以下中的一種：v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v和pd涂布的ti)/koh(飽和水溶液)/具有能夠呈多價(jià)的陽離子的鹽(諸如fe(oh)3、co(oh)3、mn(oh)3、ni2o3或cu(oh)2)與導(dǎo)體(諸如碳或粉末金屬)混合]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/lioh-lix、naoh-nax、koh-kx、rboh-rbx、csoh-csx、mg(oh)2-mgx2、ca(oh)2-cax2、sr(oh)2-srx2或ba(oh)2-bax2(其中x＝f、cl、br或i)和具有能夠呈多價(jià)的陽離子的鹽(諸如k2sn(oh)6、fe(oh)3或fecl3/ni)]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/csno3-csoh、csoh-koh、csoh-lioh、csoh-naoh、csoh-rboh、k2co3-koh、kbr-koh、kcl-koh、kf-koh、ki-koh、kno3-koh、koh-k2so4、koh-lioh、koh-naoh、koh-rboh、li2co3-lioh、libr-lioh、licl-lioh、lif-lioh、lii-lioh、lino3-lioh、lioh-naoh、lioh-rboh、na2co3-naoh、nabr-naoh、nacl-naoh、naf-naoh、nai-naoh、nano3-naoh、naoh-na2so4、naoh-rboh、rbcl-rboh和rbno3-rboh+具有能夠呈多價(jià)的陽離子的鹽(諸如k2sn(oh)6、fe(oh)3或fecl3/ni)]、[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、nb(h2)、pd(h2)、pdag(h2)、fe(h2)或430ss(h2)/lioh、naoh、koh、rboh、csoh、mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2或ba(oh)2+以下中的一種或多種：alx3、vx2、zrx2、tix3、mnx2、znx2、crx2、snx2、inx3、cux2、nix2、pbx2、sbx3、bix3、cox2、cdx2、gex3、aux3、irx3、fex3、hgx2、mox4、osx4、pdx2、rex3、rhx3、rux3、sex2、agx2、tcx4、tex4、tlx和wx4(其中x＝f、cl、br或i)+具有能夠呈多價(jià)的陽離子的鹽(諸如k2sn(oh)6、fe(oh)3或fecl3/ni)]、[lani5h/koh(飽和水溶液)/有機(jī)金屬(諸如二茂鐵sc)]、和[lani5h6/koh(飽和水溶液)/有機(jī)金屬(諸如二茂鐵)]。電池可通過電解或機(jī)械再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)通過活化能來源傳播?；罨芸赏ㄟ^加熱和化學(xué)反應(yīng)中的至少一種提供。在包含在高電池操作溫度下?lián)]發(fā)的水性電池或溶劑或反應(yīng)物的一個(gè)實(shí)施方式中，給電池加壓，其中電池外殼或至少一個(gè)半電池隔室包含壓力容器。提供活化能的化學(xué)反應(yīng)可為氧化或還原反應(yīng)，諸如陰極處氧的還原或陽極處oh-的氧化和與h反應(yīng)形成h2o。h來源可為氫化物，諸如lani5h6。陽極反應(yīng)也可包含金屬的氧化，金屬諸如zn、co、sn、pb、s、in、ge和本發(fā)明的其它類似物。能夠呈多價(jià)的陽離子(諸如fe3+(fe2+)、cr3+(cr2+)、mn3+(mn2+)、co3+(co2+)、ni3+(ni2+)、cu2+(cu+)和sn4+(sn2+)中的一種)的還原可提供活化能。透過氫滲透性膜且形成諸如金屬氫化物(諸如lih)的化合物的在陰極處形成的h的透過可提供活化能。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池的反應(yīng)也用于產(chǎn)生熱以用于諸如維持電池操作(諸如供應(yīng)反應(yīng)的活化能)或維持使用的熔融電解質(zhì)的目的。熱輸出也可用于加熱外部負(fù)載。作為選擇，反應(yīng)可在無電極下進(jìn)行以產(chǎn)生維持分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的熱并向外部負(fù)載供應(yīng)熱。在間歇電解電池(諸如[ptti/h2so4(5m水溶液)/ptti]間歇充電-放電)的一個(gè)實(shí)施方式中，電極會(huì)在放電期間短路或因電阻加熱器短路而產(chǎn)生可消耗于ciht電池中的熱。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧物質(zhì)(諸如o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和中的至少一種)可與h物質(zhì)(諸如h2、h、h+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh和ooh-中的至少一種)進(jìn)行氧化反應(yīng)，形成充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh與h2o中的至少一種。h物質(zhì)來源可為諸如氫化物(諸如lani5h6)、氫氧化物或氫氧化合物的化合物、h2或h2來源與氫滲透性膜(諸如ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)或nb(h2))中的至少一種。o物質(zhì)可由h2o或o2在陰極的還原反應(yīng)提供。o物質(zhì)的o2來源可來自空氣。作為選擇，o物質(zhì)可供應(yīng)給電池。o物質(zhì)(諸如oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和)的適合來源為氧化物、過氧化物(諸如堿金屬的過氧化物)、超氧化物(諸如堿金屬和堿土金屬的超氧化物)、氫氧化物和氫氧化合物(諸如本發(fā)明的氫氧化合物)。示例性氧化物為過渡金屬的氧化物(諸如nio和coo)和錫的氧化物(諸如sno)、堿金屬的氧化物(諸如li2o、na2o和k2o)和堿土金屬的氧化物(諸如mgo、cao、sro和bao)。諸如nio或coo的氧化物來源可添加至熔融鹽電解質(zhì)中。其它示例性氧化物為來自cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w的組的一。示例性電池為[ni(h2)、v(h2)、ti(h2)、fe(h2)或nb(h2)或氫化物(諸如lani5h6)/包含堿金屬氫氧化物的低共熔鹽電解質(zhì)(諸如lioh-naoh、lioh-lix、naoh-nax(x＝鹵離子或硝酸根)或lioh-li2x或naoh-na2x(x＝硫酸根或碳酸根))和li2o、na2o、k2o、mgo、cao、sro或bao或cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn或w的氧化物、過氧化物(諸如堿金屬的過氧化物)或超氧化物(諸如堿金屬和堿土金屬的超氧化物)/ni或可與陽極相同的其它金屬]。在一個(gè)實(shí)施方式中，oh-可在陽極處被氧化且與h反應(yīng)，形成可充當(dāng)使h形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的h2o。在兩種情況下，h可來自諸如氫化物(諸如lani5h6)或滲透性過膜(諸如ni、ti、v、nb、pd、pdag或fe)的h2的來源，來自流過管線642和調(diào)節(jié)器644的氫來源，諸如槽或供應(yīng)器640(圖5)。來源可為水性電解電池640，其具有h2與o2隔板，以供應(yīng)實(shí)質(zhì)上純的h2。h2o可在陰極處還原成h2和oh-。在圖5所示的一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池包含h2o和h2收集和再循環(huán)系統(tǒng)。ciht電池650包含容器651、陰極652、陽極653、負(fù)載654、電解質(zhì)655和用于收集來自ciht電池的h2o蒸氣(諸如在陽極形成的h2o蒸氣)的系統(tǒng)657。h2o收集系統(tǒng)包含連接至電池的第一腔室658，其經(jīng)由自電池至h2o收集腔室658的蒸氣通道659接收h2o蒸氣。收集系統(tǒng)包含h2o吸收器與h2o冷凝器中的至少一種660。收集的水可以h2o蒸氣或液體水形式，經(jīng)由通道661，在由泵663或由用加熱器665加熱收集的水所產(chǎn)生的壓力輔助下，返回到ciht電池。水流量和任何蒸氣壓力可在腔室中由閥666、667和668控制，由計(jì)量器669監(jiān)測(cè)。水可返回到陰極652，其可為返回的h2o所滲透性。ciht電池還包含系統(tǒng)671以收集來自ciht電池的h2。h2收集系統(tǒng)包含含有h2吸氣劑673的第二腔室672，其中來自陽極來源的未反應(yīng)h2與在陰極形成的h2可由h2吸氣劑收集。具有至少部分由h2o收集系統(tǒng)移除的水的h2經(jīng)由氣體通道675自第一腔室流至第二腔室。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2選擇性膜存在于腔室之間，以防止h2o進(jìn)入第二腔室且與吸氣劑反應(yīng)。吸氣劑可包含過渡金屬、堿金屬、堿土金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬、金屬組合、合金和氫儲(chǔ)存材料(諸如本發(fā)明的氫儲(chǔ)存材料)。收集的h2可經(jīng)由通道676，在由泵678或由用加熱器680加熱吸氣劑或收集的h2所產(chǎn)生的壓力輔助下，返回到ciht電池。h2流量和壓力可在腔室中由閥681和682控制，由計(jì)量器684監(jiān)測(cè)。在針對(duì)電池打開閥681和關(guān)閉閥682的情況下，吸氣劑可收集氫，其中加熱器維持其在適于再吸收h2的一個(gè)溫度下。接著可關(guān)閉閥681，且溫度升高至引起釋放的氫經(jīng)計(jì)量器684測(cè)量達(dá)到所需壓力的溫度?？纱蜷_閥682，以允許經(jīng)加壓的氫流向電池?？闪飨虬琱2滲透性壁的陽極653。在重復(fù)循環(huán)中，可關(guān)閉閥682，加熱器680的溫度發(fā)生降低，且打開閥681，以用吸氣劑673收集h2。在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱器、閥和計(jì)量器的動(dòng)力可由ciht電池提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)引入h2或h2o至電池中時(shí)收集系統(tǒng)與電池之間的溫度差可用以達(dá)到所需壓力。舉例而言，h2可在密封室中處于第一溫度和壓力下，該密封室浸于熱鹽中以在較高鹽溫度下達(dá)到第二較高壓力。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池包含多個(gè)氫滲透性陽極，所述陽極可經(jīng)由共同的氣體歧管供應(yīng)氫。在圖5所示的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式中，o2來源系于陰極651處供應(yīng)，諸如空氣、o2、氧化物、h2o、hooh、氫氧化物和氫氧化合物中的至少一種。氧來源也可經(jīng)由可為多個(gè)的選擇性閥或膜646供應(yīng)給電池，其中膜為o2滲透性膜，諸如特氟隆膜。接著系統(tǒng)657包含h2與其它電池氣體(諸如氮?dú)?、水蒸氣和氧氣中的至少一種)的隔板，其中系統(tǒng)671收集未使用的氫且使其諸如經(jīng)由h2滲透性陽極653返回到電池。系統(tǒng)657可冷凝水。系統(tǒng)667可另外或視情況包含選擇性h2滲透性膜和閥668，其可位于系統(tǒng)657的出口上，保留o2、n2和可能存在的水且允許h2選擇性地傳至系統(tǒng)671。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制陰極651和電池的一種或多種處的水蒸汽壓以控制電池動(dòng)力輸出。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2滲透性電極經(jīng)h2鼓泡陽極653置換。h2可在不移除h2o的情況下使用至少一個(gè)泵(諸如678)再循環(huán)。若氧氣諸如經(jīng)由選擇性閥或膜646或在o2滲透性陰極652處供應(yīng)給電池，則其可通過系統(tǒng)657自h2移除。通過噴射供應(yīng)h2、h2o、空氣和o2中的至少一種的一個(gè)示例性多孔電極包含在外部氧化鋁管內(nèi)ni多孔體(celmet#6,sumitomoelectricindustries,ltd)的緊密結(jié)合的組裝。若空氣供應(yīng)給電池，則n2視情況自再循環(huán)的h2氣體中移除。經(jīng)消耗以形成分?jǐn)?shù)氫或自系統(tǒng)中損失的任何h2可被置換。h2可由h2o電解置換。電解動(dòng)力可來自ciht電池?？刂茲B透性陽極的氫滲透速率或鼓泡陽極的流動(dòng)速率以相對(duì)于氫與氧形成水的傳統(tǒng)反應(yīng)而因分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)使動(dòng)力增益最佳化?？紤]諸如暴露于電解質(zhì)的外表面的物理尺寸所界定的活性表面積，適合的流動(dòng)速率在以下范圍內(nèi)：約10-12至10-2molcm-2s-1、約10-11至10-6molcm-2s-1、約10-10至10-7molcm-2s-1、和約10-9至10-8molcm-2s-1。諸如在空氣中o2、h2o、和o2與h2o的混合物中的至少一種的陰極還原速率可為在陽極處維持既定氫滲透速率或流動(dòng)速率的電池反應(yīng)的任何所需的速率。以每有效表面的電流表示的適合的速率在約0.001至1000macm-2、約0.1至100macm-2、和約0.5至10macm-2范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極氣體可包含o2、h2o和n2的混合物。摩爾分?jǐn)?shù)可為任何所需值。雖然適合的摩爾分?jǐn)?shù)為約空氣的摩爾分?jǐn)?shù)(o2約20％、n2約80％、h2o約0.5-3％)，但任何既定組分可在約0.1至99mol％范圍內(nèi)變化。在其它實(shí)施方式中，o2/n2/h2omol％分別在約1至99％、1至99％、和0.0001至99％范圍內(nèi)，總計(jì)構(gòu)成約100％。也可提供諸如空氣的ar的其它氣體。在一個(gè)實(shí)施方式中，自進(jìn)入電池的氣體中除去co2。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池包含共軸設(shè)計(jì)，其中h2滲透性滲透性管位于中心，且電解質(zhì)和陰極管同心在外，其中外管充當(dāng)陰極。在其它設(shè)計(jì)中，電極為可包含空氣擴(kuò)散電極的漫射陽極和陰極的相對(duì)h2滲透性。該設(shè)計(jì)可類似于水性堿性電池的設(shè)計(jì)。在產(chǎn)生結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物和熱能的一個(gè)實(shí)施方式中，圖5中所示的電池可包含供應(yīng)h的氫滲透性膜和氫腔室653且可能缺乏陰極652。隨后，分?jǐn)?shù)氫熱反應(yīng)器包含滲透性膜653，其隔開填充有加壓氫氣的由封閉膜653界定的氫腔室與填充有堿性溶液和能夠與氫反應(yīng)形成至少催化劑nh、oh、no、o2和h2o(n＝整數(shù))以形成分?jǐn)?shù)氫的氧化劑的反應(yīng)腔室655。氫滲透性膜和氫腔室653可具有大表面積。適合的系統(tǒng)為長螺旋管，諸如ni管或本發(fā)明的另一材料的管，諸如經(jīng)ni涂布的v、ta、ti、不銹鋼(ss)430或nb。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫透過膜進(jìn)入反應(yīng)腔室中以引起在反應(yīng)腔室中形成催化劑和原子h，且通過形成分?jǐn)?shù)氫而產(chǎn)生熱力。反應(yīng)器可還包含入口和出口管線(例如659)以傳遞氧化劑或其它反應(yīng)腔室反應(yīng)物和移出反應(yīng)腔室產(chǎn)物。電池可連續(xù)地操作。反應(yīng)產(chǎn)物可通過以下方法再生：本發(fā)明方法；本發(fā)明人在先申請(qǐng)案中揭示的方法：hydrogencatalystreactor，pct/us08/61455，pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor，pct/us09/052072，pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem，pct/us10/27828，pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem，pct/us11/28889，pct3/17/2011申請(qǐng)(所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中)；或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法。氫腔室可具有氫管線，諸如676；和系統(tǒng)，諸如槽或供應(yīng)器640、管線642和用于監(jiān)測(cè)和控制氫氣壓力和流量的調(diào)節(jié)器644。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2和氧化劑o2可由電解單元640產(chǎn)生。在另一實(shí)施方式中，電池可包含氫滲透性膜653，其中h可與氧來源(諸如oh-或氧陰離子，諸如本發(fā)明者)反應(yīng)以形成可充當(dāng)使另一h形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh和h2o中的至少一種。以協(xié)同方式，氧化劑可經(jīng)受還原。還原反應(yīng)可形成氧陰離子，諸如oh-。反應(yīng)可包含本發(fā)明燃料電池實(shí)施方式的氧化還原反應(yīng)。電池可還包含可電連接至充當(dāng)陽極的氫膜的陰極652。作為選擇，容器壁(諸如651)可充當(dāng)還原反應(yīng)的相對(duì)電極。氧化劑可包含可間歇或連續(xù)供應(yīng)至電池655的氧氣。氧化劑可在陰極處供給。溶液可包含堿，諸如moh、m2co3(m為堿金屬)、m'(oh)2、m'co3(m'為堿土金屬)、m”(oh)2、mco3、(m”為過渡金屬)、稀土金屬氫氧化物、al(oh)3、sn(oh)2、in(oh)3、ga(oh)3、bi(oh)3和本發(fā)明其它氫氧化物和羥基氧化物的組中的至少一種。溶劑可為水性溶劑或本發(fā)明的其它溶劑。氫滲透性過膜，且與oh-反應(yīng)，形成可充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的催化劑的oh與h2o中的至少一種。反應(yīng)混合物可還包含促進(jìn)形成oh與h2o催化劑中的至少一種的反應(yīng)的氧化劑。氧化劑可包含h2o2、o2、co2、so2、n2o、no、no2、o2，或充當(dāng)o來源或充當(dāng)如本發(fā)明中所給出或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的氧化劑的另一化合物或氣體。其它適合的示例性氧化劑為p2o5、coo2、mno2、mn2o3、m2s2o8、mno3、mmno4、mocl、mclo2、mclo3、mclo4(m為堿金屬)和羥基氧化物，諸如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)、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)。一般而言，氧化劑可為mxoyhz，其中x、y和z為整數(shù)且m為金屬，諸如過渡、內(nèi)過渡或稀土金屬，諸如金屬羥基氧化物。氧化劑可包含與氫反應(yīng)形成諸如oh與h2o中的至少一種的催化劑的氧來源。對(duì)于x和y為整數(shù)，適合的氧來源為o2、h2o2、mno2、氧化物、碳的氧化物，優(yōu)選為co或co2、氮的氧化物、nxoy，諸如n2o和no2、硫的氧化物、sxoy，優(yōu)選為氧化劑，諸如m2sxoy(m為堿金屬)，clxoy，諸如cl2o、clo2、naclo2，濃酸和其混合物，諸如hno2、hno3、h2so4、h2so3、形成銷離子的酸、naocl、ixoy，優(yōu)選地i2o5、pxoy、sxoy，無機(jī)化合物的氧陰離子，諸如亞硝酸根、硝酸根、氯酸根、硫酸根、磷酸根的一，金屬氧化物，諸如氧化鈷，氫氧化物、氫氧化合物、高氯酸鹽、和過氧化物，諸如m2o2(其中m為堿金屬)，諸如li2o2、na2o2和k2o2，和超氧化物，諸如mo2(其中m為堿金屬)，諸如nao2、ko2、rbo2和cso2，和堿土金屬超氧化物。離子過氧化物可還包含ca、sr或ba的離子過氧化物。其它適合的氧來源包含以下組中的一種或多種：so2、so3、s2o5cl2、f5sof、m2s2o8、soxxy(諸如socl2、sof2、so2f2、sobr2)、p2o5、poxxy(諸如pobr3、poi3、pocl3或pof3)、teo2、mno3、mno、mno2、m2co3、mhco3、m2so4、mhso4、m3po4、m2hpo4、mh2po4、m2moo4、mnbo3、m2b4o7(m的四硼酸鹽)、mbo2、m2wo4、m2cro4、m2cr2o7、m2tio3、mzro3、malo2、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon和mznon(其中m為堿金屬，且n＝1、2、3或4)、氧陰離子、強(qiáng)酸的氧陰離子、氧化劑、分子氧化劑(諸如v2o3、i2o5、mno2、re2o7、cro3、ruo2、ago、pdo、pdo2、pto、pto2、i2o4、i2o5、i2o9、so2、so3、co2、n2o、no、no2、n2o3、n2o4、n2o5、cl2o、clo2、cl2o3、cl2o6、cl2o7、po2、p2o3和p2o5)、nh4x，其中x為硝酸根或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它適合陰離子，諸如包含以下的組中的一種：no3-、no2-、so42-、hso4-、coo2-、io3-、io4-、tio3-、cro4-、feo2-、po43-、hpo42-、h2po4-、vo3-、clo4-和cr2o72。在另一實(shí)施方式中，o來源或o物質(zhì)可包含至少一種化合物或化合物的混合物，其包含o、o2、空氣、氧化物、nio、coo、堿金屬氧化物、li2o、na2o、k2o、堿土金屬氧化物、mgo、cao、sro和bao、來自cu、ni、pb、sb、bi、co、cd、ge、au、ir、fe、hg、mo、os、pd、re、rh、ru、se、ag、tc、te、tl、sn和w的組的氧化物、過氧化物、堿金屬過氧化物、超氧化物、堿金屬或堿土金屬超氧化物、氫氧化物、堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和第iii、iv或v族金屬氫氧化物、氫氧化合物、alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。諸如金屬氧化物的化合物可為納米粉末。粒子尺寸可在約1nm至100μm、10nm至50μm、或50nm至10μm范圍內(nèi)。電池可在高溫下操作，諸如在約25℃至1000℃或約200℃至500℃的溫度范圍中。容器651可為壓力容器。氫氣可于高壓下供應(yīng)，諸如在約2至800atm或約2至150atm范圍內(nèi)?？商砑又T如約0.1至10atmn2或ar的惰性氣體保護(hù)層，以防止諸如水溶液的溶液沸騰。反應(yīng)物可呈任何所需摩爾濃度比率。一示例性電池為ni(h250-100atm)koh+k2co3，其中koh濃度在0.1m至飽和的摩爾范圍內(nèi)，k2co3濃度在0.1m至飽和的摩爾范圍內(nèi)，且容器在約200-400℃的操作溫度下。在另一實(shí)施方式中，堿可包含熔融鹽，諸如氫氧化物熔融物。熔融物可還包含至少一種其它化合物，諸如鹽，諸如金屬鹵化物?；旌衔锟蔀榈凸踩刍旌衔铩＿m合的氫氧化物混合物在表4中給出?；旌衔锟蛇€包含至少一些h2o，諸如0.1至95wt％、0.1至50wt％、0.1至25wt％、0.1至10wt％、0.1至5wt％或0.1至1wt％。在另一實(shí)施方式中，h2滲透膜可用h2鼓泡或噴射電極(諸如本發(fā)明電極)代替。氫來源可包含多孔材料，諸如氫管線周圍的金屬多孔體(例如ni，諸如celmet#4、#6或#8，sumitomoelectricindustries,ltd.)的緊密結(jié)合組裝，氫管線可還包含外部氧化鋁管，其中氫氣經(jīng)由該管噴射且在與熔融物接觸的多孔材料表面上擴(kuò)散。在一個(gè)實(shí)施方式中，收集未反應(yīng)的h2并再循環(huán)。氫氣可通過已知方法(諸如膜分離、共氣體的選擇性反應(yīng)或低溫分離方法)與所存在的任何其它氣體分離。經(jīng)消耗以形成分?jǐn)?shù)氫的氫氣和任何水可添加回至電池供應(yīng)處。在實(shí)施方式中，選擇膜材料、厚度和氫氣壓力以達(dá)成所需透過速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池溫度在約25至2000℃、100至1000℃、200至750℃、或250℃至500℃范圍內(nèi)。若電池包含滲透膜和熔融反應(yīng)混合物，則維持電池溫度高于混合物的熔點(diǎn)且處于達(dá)成所需透過速率的程度。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，維持電池溫度至少反應(yīng)物的熔點(diǎn)和高于熔點(diǎn)。高于熔點(diǎn)的溫度可在高于熔點(diǎn)約0至1500℃、高于熔約0至1000℃、高于熔點(diǎn)0至500℃、高于熔點(diǎn)0至約250℃、或高于熔點(diǎn)0至100℃范圍內(nèi)。膜厚度可在約0.0001至0.25cm、0.001至0.1cm、或0.005至0.05cm范圍內(nèi)。氫氣壓力可維持在約1托至1000atm、10托至100atm、或100托至5atm范圍內(nèi)。氫氣滲透性速率可在約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、或1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2范圍內(nèi)。每h2鼓泡或噴射氫來源的幾何面積氫氣流動(dòng)速率可在約1×10-13mols-1cm-2至1×10-4mols-1cm-2、1×10-12mols-1cm-2至1×10-5mols-1cm-2、1×10-11mols-1cm-2至1×10-6mols-1cm-2、1×10-10mols-1cm-2至1×10-7mols-1cm-2、或1×10-9mols-1cm-2至1×10-8mols-1cm-2范圍內(nèi)。在多孔電極材料的一個(gè)實(shí)施方式中，孔徑在約1nm至1mm、10nm至100μm、或0.1至30μm范圍內(nèi)。在形成結(jié)合能增加的氫氣物質(zhì)和化合物和熱系統(tǒng)的另一化學(xué)反應(yīng)器的一個(gè)實(shí)施方式中，nh(n＝整數(shù))可充當(dāng)催化劑。反應(yīng)混合物可包含可形成氫化物的元素或化合物，諸如氫儲(chǔ)存材料和氫來源。材料可經(jīng)可逆性氫化以引起形成充當(dāng)反應(yīng)物和催化劑的原子氫而形成分?jǐn)?shù)氫。氫儲(chǔ)存材料(諸如形成氫化物的金屬)可為一或多種本發(fā)明氫儲(chǔ)存材料。適合的示例性相應(yīng)金屬氫化物為選自r-ni、lani5h6、la2co1ni9h6、zrcr2h3.8、lani3.55mn0.4al0.3co0.75、zrmn0.5cr0.2v0.1ni1.2的至少一種，和能夠儲(chǔ)存氫的其它合金，諸如選自的一種：ab5(laceprndnicomnal)或ab2(vtizrnicrcomnalsn)型，其中該「abx」名稱系指a型元素(laceprnd或tizr)與b型元素(vnicrcomnalsn)的比，ab5型：mmni3.2co1.0mn0.6al0.11mo0.09(mm＝密鈰合金(mischmetal)：25重量％la、50重量％ce、7重量％pr、18重量％nd)，ab2型：ti0.51zr0.49v0.70ni1.18cr0.12合金、基于鎂的合金、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、密鈰合金-鎳合金、ti0.98zr0.02v0.43fe0.09cr0.05mn1.5、la2co1ni9和timn2?？赡鏆浠锊牧峡蔀榧{米粉末。粒子尺寸可在約1nm至100μm、10nm至50μm、或50nm至10μm范圍內(nèi)。電池可維持在某一溫度范圍內(nèi)或在某一溫度范圍內(nèi)循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池溫度在約25至2000℃、100至1000℃、200至750℃、或250至500℃范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，為將材料氫化和去氫化，電池電壓維持在某一范圍內(nèi)或在某一范圍內(nèi)循環(huán)。氫氣壓力可維持在約0.001毫托至1000atm、10托至100atm、或100托至5atm范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物(諸如分?jǐn)?shù)氫)的反應(yīng)混合物包含氫來源(諸如氫氣)和氧來源(諸如包含氧或氧氣的氧化劑)。氫可與氧反應(yīng)形成可充當(dāng)催化劑的nh、o、no、o2、oh和h2o(n＝整數(shù))中的至少一種。反應(yīng)混合物也可包含氫解離體，諸如本發(fā)明的氫解離體，諸如r-ni或貴金屬/載體(諸如ti或al2o3)。反應(yīng)混合物可還包含至少一種其它元素或化合物(諸如堿金屬或堿土金屬鹵化物)以形成包含氫化物的化合物，氫化物諸如mh或mhx(m＝堿金屬，x＝鹵離子)或mh2或mhx2(m＝堿土金屬，x＝鹵離子)。示例性反應(yīng)混合物為h2氣體、氧化劑khso4和licl，在諸如300至1000℃或約400至600℃的高溫和在約0.1至100atmh2或約2至5atmh2下運(yùn)轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含本發(fā)明人在先申請(qǐng)案中揭示的反應(yīng)混合物：hydrogencatalystreactor，pct/us08/61455，pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor，pct/us09/052072，pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem，pct/us10/27828，pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem，pct/us11/28889，pct3/17/2011申請(qǐng)(所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中)。適合的反應(yīng)混合物為在反應(yīng)物反應(yīng)期間形成h2o和原子氫的反應(yīng)混合物。在實(shí)施方式中，電池可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的一或多種類型，諸如包含以下的電池：(i)自由液體電解質(zhì)、(ii)于孔隙系統(tǒng)中的液體電解質(zhì)，(iii)電解質(zhì)固定于電極基質(zhì)中的基質(zhì)電池，和(iv)降膜電池。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式循環(huán)。系統(tǒng)可包含泵、槽和熱交換器、co2洗滌器和過濾器和視情況選用的其它處理系統(tǒng)和向疊堆供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)。此允許處理電解質(zhì)以移除產(chǎn)物或雜質(zhì)(諸如nio和碳酸鹽)，維持所需組成和所需溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，水性堿性電池包含圖2中所示的一膜雙室電池，其中變化為陽極膜與隔室475可不存在。陽極可包含在與oh-反應(yīng)成h2o中氧化的金屬，如方程式(116)所給出。oh與h2o中的至少一種可充當(dāng)催化劑。陽極金屬可為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的組中的一種。作為選擇，陽極可包含氫化物，諸如lani5h6和本發(fā)明的其它氫化物，其提供h且將oh-氧化成h2o，如方程式(92)所給出。陽極也可包含可在隔室475中的h2滲透性膜472與氫來源(諸如h2氣體)，氫來源提供h且將oh-氧化成h2o，如方程式(123)所給出。在陰極，h2o可還原成h2和oh-，如方程式(94)所給出。陰極473可包含對(duì)氫氣具有高滲透性的金屬。電極可包含提供較高表面積的幾何結(jié)構(gòu)，諸如管形電極，或其可包含多孔電極。為提高水還原的速率和產(chǎn)率中的至少一種，可使用水還原催化劑。在另一實(shí)施方式中，陰極半電池反應(yīng)物包含與h形成化合物，釋放能量以提高h(yuǎn)2o還原速率和產(chǎn)率中的至少一種的h反應(yīng)物。h反應(yīng)物可含于陰極室474中。由水還原形成的h滲透性過氫滲透性膜473且與h反應(yīng)物反應(yīng)。h滲透性電極可包含v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v、pd涂布的ti、稀土金屬、其它耐火金屬和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它所述金屬。h反應(yīng)物可為形成氫化物的元素或化合物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、合金或其混合物和氫儲(chǔ)存材料，諸如本發(fā)明的氫儲(chǔ)存材料。示例性反應(yīng)為陰極外壁h2o+e-→1/2h2+oh-(216)陰極內(nèi)壁1/2h2+m→mh(217)化學(xué)物質(zhì)可通過加熱在陰極室中形成的任何氫化物，使其熱分解來熱再生。氫氣可流動(dòng)或抽吸至陽極室以使初始陽極反應(yīng)物再生。再生反應(yīng)可發(fā)生在陰極室與陽極室中，或所述隔室中的一或兩者中的化學(xué)物質(zhì)可輸送至一或多個(gè)反應(yīng)容器進(jìn)行再生。作為選擇，初始陽極金屬或氫化物和陰極反應(yīng)物(諸如金屬)可通過原位或遠(yuǎn)距離電解再生。示例性電池為[可氧化金屬(諸如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的一)、金屬氫化物(諸如lani5h6)或h2和氫滲透性膜(諸如v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v和pd涂布的ti的一)/koh(飽和水溶液)/m(m')]，其中m＝氫滲透性膜，諸如v、nb、fe、fe-mo合金、w、mo、rh、ni、zr、be、ta、rh、ti、th、pd、pd涂布的ag、pd涂布的v和pd涂布的ti的一且m'為形成氫化物的金屬，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、合金或其混合物或氫氣儲(chǔ)存材料。電池可在高溫和高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，nh、o、no、oh和h2o(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。h可與氧來源反應(yīng)形成oh和h2o中的至少一種。氧來源可為氧陰離子。電解質(zhì)可包含含氧陰離子的化合物。示例性適合的氧陰離子為氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、高氯酸鹽和過碘酸鹽中的至少一種。一般而言，單獨(dú)或組合充當(dāng)氧來源的示例性適合的化合物為mno3、mno、mno2、moh、m2co3、mhco3、m2so4、mhso4、m3po4、m2hpo4、mh2po4、m2moo4、mnbo3、m2b4o7(m的四硼酸鹽)、mbo2、m2wo4、m2cro4、m2cr2o7、m2tio3、mzro3、malo2、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon、mznon(m為堿金屬或銨且n＝1、2、3或4；m也可為另一陽離子，諸如堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬陽離子、或第13至16族金屬陽離子)和有機(jī)堿性鹽(諸如m的乙酸鹽或m的羧酸鹽)。形成作為催化劑的oh和h2o中的至少一種以形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)可以氧陰離子的氧化反應(yīng)的形式發(fā)生。反應(yīng)可還涉及與h的反應(yīng)。反應(yīng)可在陽極處發(fā)生。在h存在下催化劑oh和h2o中的至少一種的形成可通過催化劑催化h形成分?jǐn)?shù)氫。示例性一般反應(yīng)(其中e表示元素或化合物)為陽極oh-+h→h2o+e-(218)陰極o2+2h2o+4e-→4oh-(223)在一個(gè)特定實(shí)例中，形成催化劑h2o的適合的反應(yīng)(其中充當(dāng)氧來源)為陽極陰極作為選擇，氫可與可包含金屬m'(諸如ni或co)的陽極反應(yīng)以形成相應(yīng)氫化物，氫化物通過以下機(jī)制還反應(yīng)，諸如陽極2m+h2→2mh(226)2mh+oh-→2m+h2o+e-+h(1/p)(228)mh+1/2h2+oh-→m+h2o+e-+h(1/p)(229)其它氧陰離子可發(fā)生類似反應(yīng)。在其它實(shí)施方式中，另一氧陰離子和相應(yīng)氧化物質(zhì)(諸如氣體)分別替代和co2。示例性陰離子和氣體或化合物分別為和和so2、no2和p2o5。電池可用產(chǎn)物氣體或化合物(諸如co2、so2或no2)供給。作為選擇，氣體或化合物(諸如co2、so2或no2)可在電池中再循環(huán)。電池可包含諸如半透膜的構(gòu)件以保留氣體或化合物同時(shí)維持開放電池，諸如對(duì)空氣和視情況選用的添加的o2和h2o中的至少一種開放的電池。電池也可包含供給所述氣體(諸如o2和h2o)的管線。管線可具有維持定向流以防止氧陰離子氧化產(chǎn)物逃逸的閥門。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化產(chǎn)物為元素或化合物，諸如s或p。產(chǎn)物可經(jīng)受還原以形成相應(yīng)化合物，諸如硫化物或磷化物。作為選擇，產(chǎn)物與供應(yīng)至電池的氧反應(yīng)形成氧陰離子，諸如原始反應(yīng)物氧陰離子(諸如或)。在間歇電解的情況下，電池可為封閉或半封閉的，其中氧和氫現(xiàn)場(chǎng)生成。隨后，可周期性添加補(bǔ)充氣體以維持電解質(zhì)和氫來源形成分?jǐn)?shù)氫。氣體(諸如co2、so2或no2)可內(nèi)部再循環(huán)。在形成分?jǐn)?shù)氫以進(jìn)行產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)和化合物和產(chǎn)生能量中的至少一種的另一實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含原子氫來源和包含h和o中的至少一種的催化劑來源，諸如本發(fā)明催化劑來源，諸如h2o催化劑。原子氫可由h2氣體通過解離形成。氫解離體可為一種本發(fā)明氫解離體，諸如r-ni或貴金屬或過渡金屬/載體(諸如ni或pt或pd/碳或al2o3)。作為選擇，原子h可來自透過膜的h，諸如本發(fā)明的所述h。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含膜(諸如陶瓷膜)以允許h2選擇性擴(kuò)散穿過，同時(shí)防止另一物質(zhì)擴(kuò)散，諸如h2o擴(kuò)散。電解質(zhì)可包含水溶液或熔融鹽。諸如氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、高氯酸鹽和過碘酸鹽中的至少一種和混合物的電解質(zhì)可包含低共熔混合物，諸如表4低共熔鹽混合物中的至少一種、本發(fā)明其它混合物中的至少一種、或此項(xiàng)技術(shù)中已知的混合物。電池可包含氫來源、水和氧氣。水可包含氫、氘和氚中的至少一種，諸如h2o、hod、d2o、t2o、dot和hot中的至少一種。示例性低共熔鹽混合物為堿金屬鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽和氫氧化物中的至少兩者。熔融電解質(zhì)可還包含可自大氣中吸收或以液態(tài)水或蒸汽形式供給至電池的h2o來源。電池可包含開放電池。氧氣可來自大氣或以氣體形式供給。氫來源可以氣體形式通過諸如透過、噴射或鼓泡的方式或通過間歇電解氫來源(諸如電解包含一些h2o的電解質(zhì))供給。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池操作溫度低于將引起腐蝕(諸如電極或容器腐蝕)的溫度。示例性電池為[ni(h2)/mno3、mno、mno2、moh、m2co3、mhco3、m2so4、mhso4、m3po4、m2hpo4、mh2po4、m2moo4、mnbo3、m2b4o7(m的四硼酸鹽)、mbo2、m2wo4、m2cro4、m2cr2o7、m2tio3、mzro3、malo2、mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon、mznon(m為堿金屬或銨，且n＝1、2、3或4)中的一種或多種的水溶液或低共熔鹽電解質(zhì)/ni+空氣]其中氫電極可為透過、噴射或間歇電解電極。其它實(shí)例為[ni/lioh-li2so4/ni+空氣間歇充電-放電]、[ni/lioh-li2so4(水溶液)/ni+空氣間歇充電-放電]、[ni或ptti/nh4oh(水溶液)/ni或ptti+空氣間歇充電-放電]、[ni/sr(oh)2或ba(oh)2(水溶液)/ni+空氣間歇充電-放電]、[ptti或ni/k2co3(水溶液)/ni或ptti+空氣間歇充電-放電]和[ptti或pd/lioh(水溶液)/pd或ptti+空氣間歇充電-放電]。在通過形成分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)生熱能和電能中的至少一種的一個(gè)ciht電池實(shí)施方式中，h反應(yīng)具再生性，其中例外為一部分h庫存在重復(fù)反應(yīng)的各循環(huán)后轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)氫。氫與來自可為水合熔融或水性電解質(zhì)的電解質(zhì)(諸如k2co3)的碳酸根的示例性反應(yīng)為陽極oh-+1/2h2→h2o+e-(231)陰極陽極反應(yīng)也可由涉及氧化形成充當(dāng)催化劑的h2o的方程式(224)給出。凈反應(yīng)，一些h轉(zhuǎn)化為h(1/p)，其中nh、o、no、oh和h2o(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。氫來源可為透過、噴射或鼓泡中的至少一種和間歇電解。反應(yīng)在無電極存在下(諸如在產(chǎn)生熱力的實(shí)施方式中)可以協(xié)同方式發(fā)生。一個(gè)特定熱實(shí)施方式包含氫加壓腔室和氫滲透性膜，該氫滲透性膜通過透過供給氫至含有碳酸鹽(諸如堿性碳酸鹽，諸如k2co3)的第二反應(yīng)腔室。在一個(gè)實(shí)施方式中，遷移離子為氧化物離子，其與h來源反應(yīng)以形成可與h來源一起充當(dāng)催化劑的oh和h2o中的至少一種。陰極可包含氧化物離子來源，諸如氧氣或包含o的化合物(諸如氧化物)。電池可包含電解質(zhì)和鹽橋中的至少一種。電解質(zhì)可為氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物(諸如koh)，可具有高濃度，諸如在約12m至飽和范圍內(nèi)。鹽橋可對(duì)氧化物離子具有選擇性。。適合的鹽橋可為氧化釔-穩(wěn)定化氧化鋯(ysz)、氧化釓摻雜的二氧化鈰(cgo)、鎵酸鑭(lanthanumgallate)和鉍銅釩氧化物，諸如bicuvox。一些鈣鈦礦材料，諸如la1-xsrxcoyo3-d也顯示混合氧化物和電子傳導(dǎo)性。h來源可為氫氣和解離體、氫滲透性膜或氫化物。陰極和陽極反應(yīng)可為陽極o2-+1.5h2→h2o+h(1/p)+2e-(233)陰極0.5o2+2e-→o2-(234)陰極和陽極可包含催化劑，諸如鎳或貴金屬(諸如pt或pd)。電極可還包含載體材料，諸如金屬陶瓷。示例性電池為[ptc(h2)、ni(h2)、ceh2、lah2、zrh2或lih/ysz/ni或pt(o2或氧化物)]。在一個(gè)實(shí)施方式中，h-為遷移離子，且h-和oh-中的至少一種在陽極處氧化形成h、oh和h2o中的至少一種。h可在陰極處還原成h-。h來源可為氫化物或來自氫滲透性電極(諸如本發(fā)明氫滲透性電極的一)的h。陽極可為對(duì)腐蝕穩(wěn)定的金屬，諸如ni。陽極可還包含可含有與透過電極的h反應(yīng)的元素或化合物的氫滲透性材料，諸如金屬，諸如ni、v、ti、v、fe或nb。適合的h反應(yīng)性元素或化合物為h儲(chǔ)存材料，諸如li、mg、la、ce和li-n-h系統(tǒng)。電解質(zhì)可包含氫氧化物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、稀土金屬和第iii、iv、v和vi族金屬氫氧化物中的至少一種。電解質(zhì)可還包含氫化物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氫化物和硼氫化物和氫化鋁中的至少一種。示例性反應(yīng)為陰極：h+e-→h-(235)陽極h-+oh-→h+e-，oh+e-或h2o+2e-(236)示例性電池為[ni(li)/lih-lioh/ni(h2)]、[ni/lih-lioh/ni(h2)]、[ni(li)/nah-naoh/ni(h2)]、[ni/nah-naoh/ni(h2)]、[ni(li)/kh-koh/ni(h2)]和[ni/kh-koh/ni(h2)]。構(gòu)成熔融氫氧化物電解質(zhì)混合物的適合示例性熔融氫化物為以下的低共熔混合物：熔融溫度為約503℃的約43+57mol％的nah-kbh4、熔融溫度為約390℃的約66+34mol％的kh-kbh4、熔融溫度為約395℃的約21+79mol％的nah-nabh4、熔融溫度為約103℃的約53+47mol％的kbh4-libh4、熔融溫度為約213℃的約41.3+58.7mol％的nabh4-libh4、和熔融溫度為約453℃的約31.8+68.2mol％的kbh4-nabh4，其中混合物可還包含堿金屬或堿土金屬氫化物，諸如lih、nah或kh。其它示例性氫化物為mg(bh4)2(mp260℃)和ca(bh4)2(367℃)。至少一種半電池的反應(yīng)物可包含氫儲(chǔ)存材料，諸如金屬氫化物、m-n-h系統(tǒng)的物質(zhì)(諸如linh2、li2nh或li3n)，和還包含硼的堿金屬氫化物，諸如硼氫化物或鋁，諸如鋁氫化物。其它適合的氫儲(chǔ)存材料為金屬氫化物，諸如堿土金屬氫化物，諸如mgh2、金屬合金氫化物，諸如bareh9、lani5h6、fetih1.7和mgnih4，金屬硼氫化物，諸如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、胺硼烷絡(luò)合物，諸如胺硼烷、硼烷氨合物、肼-硼烷絡(luò)合物、二硼烷二氨合物、硼氮炔，和八氫三硼酸銨或四氫硼酸銨、咪唑鎓離子液體，諸如烷基(芳基)-3-甲基咪唑鎓n-雙(三氟甲烷磺酰基)酰亞胺鹽、硼酸鏻和硝酸鉀(carbonite)物質(zhì)。其它示例性化合物為氨硼烷、堿金屬氨硼烷，諸如鋰氨硼烷，和硼烷烷基胺絡(luò)合物，諸如硼烷二甲胺絡(luò)合物、硼烷三甲胺絡(luò)合物，和胺基硼烷和硼烷胺，諸如胺基二硼烷、n-二甲胺基二硼烷、參(二甲胺基)硼烷、二正丁基硼胺、二甲胺基硼烷、三甲胺基硼烷、氨-三甲基硼烷，和三乙胺基硼烷。其它適合氫儲(chǔ)存材料為含吸收氫的有機(jī)液體，諸如咔唑和衍生物，諸如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'-雙(n-咔唑基)-1,1'-聯(lián)苯。示例性電池為[ni(li)/libh4-lioh/ni(h2)]、[ni/libh4-lioh/ni(h2)]、[ni(li)/nabh4-naoh/ni(h2)]、[ni/nabh4-naoh/ni(h2)]、[ni(li)/kbh4-koh/ni(h2)]、[ni/kbh4-koh/ni(h2)]、[ni(li)/lih-libh4-lioh/ni(h2)]、[ni/lih-libh4-lioh/ni(h2)]、[ni(li)/nah-nabh4-naoh/ni(h2)]、[ni/nah-nabh4-naoh/ni(h2)]、[ni(li)/kh-kbh4-koh/ni(h2)]和[ni/kh-kbh4-koh/ni(h2)]。在一個(gè)實(shí)施方式中，nh和mnh2(m＝堿金屬)中的至少一種可充當(dāng)催化劑。氮來源(諸如n2)可在陰極處供給，且h來源(諸如由氫滲透性膜供給的h2氣體)可包含陽極。電解質(zhì)可包含熔融鹽，諸如低共熔鹽，諸如堿金屬鹵化物混合物。電解質(zhì)還包含形成至少一種m-n-h系統(tǒng)化合物(諸如m3n、m2nh和mnh2)的金屬。形成nh或mnh2作為中間物的示例性反應(yīng)為陽極n3-+3h→nh3+3e-(237)陰極1/n2+3e-→n3-(238)示例性電池為[ni(h2)/licl-kclli/ni+n2]，其中ni(h2)為氫滲透性電極，且nh3在一個(gè)實(shí)施方式中可選擇性移除。nh3可通過濃縮、通過選擇性膜、通過吸氣劑(諸如碳或沸石)、通過諸如與酸的反應(yīng)或收集于溶劑(諸如水)中來移除。在一個(gè)實(shí)施方式中，h-為遷移離子。電解質(zhì)可為氫化物離子導(dǎo)體，諸如熔融低共熔鹽，諸如低共熔混合物，諸如堿金屬鹵化物混合物，諸如licl-kcl。陰極可為氫滲透性膜，諸如ni(h2)。陽極可包含含有陽極反應(yīng)混合物的隔室。陽極反應(yīng)混合物可包含氫儲(chǔ)存材料，諸如形成氫化物的金屬，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬或金屬合金中的至少一種。陽極反應(yīng)物可包含m-n-h系統(tǒng)，諸如li3n或li2nh。陽極反應(yīng)混合物可包含熔融氫氧化物，其可包含氫氧化物與至少一種其它化合物(諸如另一氫氧化物或鹽，諸如堿金屬鹵化物)的混合物。陽極反應(yīng)混合物可包含lioh-libr。示例性電池為[ni(li3n)/licl-kcl0.01mol％lih/ni(h2)]、[ni(lioh)/licl-kcl0.01mol％lih/ni(h2)][ni(lioh-libr)/licl-kcl0.01mol％lih/ni(h2)]。在一個(gè)實(shí)施方式中，溶劑可添加至陽極反應(yīng)物中，諸如在電池操作溫度下熔融的金屬或低共熔鹽。舉例而言，li金屬或低共熔鹽(諸如licl-kcl)可添加于陽極管中以溶解li3n。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含為h-導(dǎo)體的熔融氫氧化物-氫化物電解質(zhì)、形成氫化物離子的h來源(諸如本發(fā)明的氫滲透性電極的一，諸如ni(h2))和選擇性氧化至少一種陰離子以形成h和oh、h2o、nh、o2和no(n＝整數(shù))中的至少一種的陽極，其中oh、h2o、nh、o2和no(n＝整數(shù))中的至少一種可充當(dāng)催化劑。氫氧化物可為堿金屬氫氧化物，且氫化物可為堿金屬氫化物。陽極可為貴金屬或支撐的貴金屬，本發(fā)明的兩者諸如pt/c。反應(yīng)可為陽極：2h-+oh-→h2o+3e-+h(1/p)(239)陰極：h2+2e-→2h-(240)示例性電池為[pt/c/熔融氫氧化物-氫化物/m'(h2)]，其中m'可包含氫滲透性金屬，諸如ni、ti、v、nb、pt和ptag，電解質(zhì)包含氫氧化物與氫化物的混合物，諸如moh-m”h(m、m'＝堿金屬)，且其它貴金屬和載體可代替pt/c。電解質(zhì)可還包含至少一種其它鹽，諸如堿金屬鹵化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池包含熱電共生系統(tǒng)(cogenerationsystem)，其中為負(fù)載產(chǎn)生電能和熱能。電負(fù)載和熱負(fù)載中的至少一種可為內(nèi)部和外部中的至少一種。舉例而言，通過形成分?jǐn)?shù)氫所產(chǎn)生的至少一部分熱能或電能可維持電池溫度，諸如包含熔融鹽電解質(zhì)或熔融反應(yīng)物的ciht電池的熔融鹽的溫度。電能可至少部分供給電解動(dòng)力以自產(chǎn)物再生原始電池反應(yīng)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)(諸如水性或熔融鹽電解質(zhì))可經(jīng)由移除熱并最終轉(zhuǎn)移至負(fù)載的熱交換器或在熱交換器上泵送。在某些實(shí)施方式中，可使反應(yīng)物再生且維持反應(yīng)以形成較低能量的氫的本文所揭示的動(dòng)力、化學(xué)物質(zhì)、電池組和燃料電池系統(tǒng)可被關(guān)閉，例外為僅形成分?jǐn)?shù)氫中消耗的氫需被替換，其中所消耗的氫燃料可自水的電解獲得。燃料電池可用于廣泛應(yīng)用，諸如動(dòng)力產(chǎn)生，諸如公用動(dòng)力、熱電共生、原動(dòng)力、船舶動(dòng)力和航空。在后者情況下，ciht電池可給作為電動(dòng)車輛的動(dòng)力儲(chǔ)存的電池組充電。動(dòng)力可通過控制陰極和陽極半電池反應(yīng)物和反應(yīng)條件來控制。適合的控制參數(shù)為氫氣壓力和操作溫度。燃料電池可為構(gòu)成疊堆的多個(gè)電池的成員。燃料電池成員可疊堆且可經(jīng)互連件在各接合點(diǎn)串聯(lián)式互連?；ミB件可為金屬或陶瓷。適合的互連件為導(dǎo)電金屬、陶瓷和金屬陶瓷復(fù)合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池的極性在可選外加電壓下周期性反向以移除氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物和分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物中的至少一種，從而消除產(chǎn)物抑制。產(chǎn)物也可由物理和熱方法移除，所述方法分別諸如超音和加熱。在一個(gè)實(shí)施方式中，電解質(zhì)可被移除、通過諸如加熱的方式處理以移除分?jǐn)?shù)氫、和被替換。電解質(zhì)(諸如熔融鹽或電解質(zhì)水溶液)可流動(dòng)，且處理可在批量或流動(dòng)條件下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，將磁場(chǎng)施加于電池。磁場(chǎng)可在任何所需定向上施加于至少一個(gè)電極。磁場(chǎng)線可與至少一個(gè)電極的電極表面垂直或可與至少一個(gè)電極的表面平行。場(chǎng)強(qiáng)度可在約1mt至10t、0.01至1t和0.1至0.3t范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池包含等離子體電池，其中等離子體通過間歇施加外部輸入動(dòng)力間歇形成，且動(dòng)力在外部輸入動(dòng)力關(guān)閉階段期間汲取或輸出。等離子體氣體包含氫來源、氫、催化劑來源和催化劑中的至少兩者，其通過h與催化劑的反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫以向外部負(fù)載提供動(dòng)力。輸入等離子體動(dòng)力產(chǎn)生至少在外部動(dòng)力關(guān)閉階段期間形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物。等離子體電池可包含等離子體電解反應(yīng)器、屏障電極反應(yīng)器、rf等離子體反應(yīng)器、rt-等離子體反應(yīng)器、加壓氣體能量反應(yīng)器、氣體放電能量反應(yīng)器、微波電池能量反應(yīng)器和輝光放電電池與微波和/或rf等離子體反應(yīng)器的組合。催化劑和系統(tǒng)可為本發(fā)明的催化劑和系統(tǒng)和本發(fā)明人在先申請(qǐng)案中揭示的催化劑和系統(tǒng)：hydrogencatalystreactor，pct/us08/61455，pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor，pct/us09/052072，pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem，pct/us10/27828，pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem，pct/us11/28889，pct3/17/2011申請(qǐng)，所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含oh、h2o、o2、no和nh(n為整數(shù))中的至少一種的催化劑于水-電弧等離子體中產(chǎn)生。示例性等離子體系統(tǒng)包含連接在基板-桿電極與含有水的同心筒電極之間的能量儲(chǔ)存電容器，其中基板-桿電極的桿在水柱以下。桿包埋于絕緣體中，絕緣體諸如筒部分中的尼龍?zhí)坠?nylonsleeve)和基板與筒之間的尼龍塊(nylonblock)。電路還包含電阻器和電感器以引起在桿與筒之間的水中振蕩放電。電容器可由高壓電源供應(yīng)器充電且由可包含于大氣中的火花隙的開關(guān)放電。電極可由銅制成。高電壓可在約5至25kv范圍內(nèi)。放電電流可在5至100ka范圍內(nèi)。3.5mlh2o的示例性參數(shù)為：電容為約0.6μf，電感為約0.3μh，電阻為約173mω，筒電極寬度和深度為約1/2英寸和3英寸，桿寬度為約1/4英寸，充電電壓為約12.0kv，且lrc時(shí)間常數(shù)為約3.5μs。霧爆炸由觸發(fā)水電弧放電產(chǎn)生，其中弧引起形成原子氫和催化劑，兩者反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫且釋放驅(qū)動(dòng)霧爆炸的能量。來自分?jǐn)?shù)氫形成的動(dòng)力可呈熱能形式，該熱能可直接用于熱應(yīng)用中，諸如空間和制程加熱或使用熱機(jī)(諸如蒸汽輪機(jī))轉(zhuǎn)化為電。系統(tǒng)也可用于形成結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物，諸如分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/p)。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫電池包含壓縮等離子體來源以形成分?jǐn)?shù)氫連續(xù)譜發(fā)射。電池包含陰極、陽極、電源供應(yīng)器和氫來源以形成壓縮氫等離子體。等離子體系統(tǒng)可包含空心陽極系統(tǒng)，諸如稠密等離子體焦點(diǎn)來源，諸如此項(xiàng)技術(shù)中已知者。獨(dú)特特征在于等離子體氣體為氫氣，且等離子體條件經(jīng)優(yōu)化以產(chǎn)生氫連續(xù)譜發(fā)射。發(fā)射可用作euv蝕刻的光源。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o可充當(dāng)催化劑，其中催化劑在電池中由某一來源通過該來源與氫來源的氫的反應(yīng)形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化反應(yīng)和相應(yīng)能量釋放可形成氫原子反轉(zhuǎn)群體。h2o來源可為硝酸鹽，諸如堿金屬硝酸鹽，且氫來源可為h2氣體?；旌衔锓磻?yīng)可在真空密封容器中加熱至高溫，如本發(fā)明人以下論文中所述：r.l.mills,p.ray,b.dhandapani,w.good,p.jansson,m.nansteel,j.he,a.voigt,「spectroscopicandnmridentificationofnovelhydrideionsinfractionalquantumenergystatesformedbyanexothermicreactionofatomichydrogenwithcertaincatalysts,」europeanphysicaljournal:appliedphysics,28,(2004),83-104和r.l.mills,p.ray,r.m.mayo,「cwhilaserbasedonastationaryinvertedlymanpopulationformedfromincandescentlyheatedhydrogengaswithcertaingroupicatalysts,」ieeetransactionsonplasmascience,第31卷,第2期,(2003),第236-247頁，其均以全文引用的方式并入本文中。h2o催化劑可由等離子體分解的來自水的氫與氧的反應(yīng)形成。分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的能量可引起h譜線反轉(zhuǎn)且產(chǎn)生快h，如本發(fā)明人以下論文中所述：r.l.mills,p.c.ray,r.m.mayo,m.nansteel,b.dhandapani,j.phillips,「spectroscopicstudyofuniquelinebroadeningandinversioninlowpressuremicrowavegeneratedwaterplasmas,」j.plasmaphysics,第71卷,第6期,(2005),877-888，其以全文引用的方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化劑可由h2氣體與碳酸鹽(諸如堿金屬碳酸鹽，諸如k2co3)的反應(yīng)形成。能量釋放可通過熱活化傳播等離子體，且由反常余輝持續(xù)的跡象表明，可在無外加電場(chǎng)存在下繼續(xù)存在。示例性反應(yīng)描述于本發(fā)明人以下論文中：h.conrads,r.l.mills,th.wrubel,「emissioninthedeepvacuumultravioletfromaplasmaformedbyincandescentlyheatinghydrogengaswithtraceamountsofpotassiumcarbonate,」plasmasourcesscienceandtechnology,第12卷，(2003)，第389-395頁，其以全文引用的方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化劑可由氧來源的反應(yīng)形成，氧來源包含含氧化合物，諸如硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽或金屬氧化物，諸如sm、fe、sr或pr的氧化物。催化劑反應(yīng)可在氧來源與氫氣一起加熱時(shí)形成稱為rt-等離子體的等離子體，如本發(fā)明人以下論文中所述：r.l.mills,j.dong,y.lu,「observationofextremeultraviolethydrogenemissionfromincandescentlyheatedhydrogengaswithcertaincatalysts,」int.j.hydrogenenergy,第25卷,(2000),第919-943頁，其以全文引用的方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施方式中，nh(n＝整數(shù))可充當(dāng)催化劑以形成分?jǐn)?shù)氫，其中能量釋放產(chǎn)生快h。如h巴耳末譜線(balmerline)的強(qiáng)度所指示，向h等離子體中添加氦且尤其氬可通過增加總h群體來增強(qiáng)快h群體，如本發(fā)明人以下論文中所述：k.akhtar,j.scharer,r.l.mills,「substantialdopplerbroadeningofatomichydrogenlinesindcandcapactivelycoupledrfplasmas,」j.phys.d:appl.phys.,第42卷，第13期(2009),135207(12pp)，其以全文引用的方式并入本文中。x.分?jǐn)?shù)氫氫化物電池組根據(jù)本發(fā)明的電池組顯示于圖1中，包含陰極隔室401和陰極405、陽極隔室402和陽極410、和鹽橋440，其中陰極隔室401中的氧化劑包含含分?jǐn)?shù)氫氫化物離子的化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化劑化合物包含鈉分?jǐn)?shù)氫氫化物，其中鈉可呈至少2+的氧化態(tài)。氧化劑可包含na(h(1/p)x，其中x為整數(shù)且h(1/p)為分?jǐn)?shù)氫氫化物離子。在一個(gè)實(shí)施方式中，選擇p以形成穩(wěn)定na2+化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，p為10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20和21中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，鹽橋440為na離子導(dǎo)體。適合的鈉離子導(dǎo)體為本發(fā)明鈉離子導(dǎo)體，諸如β氧化鋁固體電解質(zhì)(base)、nasicon(na3zr2si2po12)和naxwo3。還原劑可為鈉離子來源，諸如金屬鈉。電池可還包含加熱器，且可包含絕熱(諸如外絕熱)以維持電池處于高操作溫度下，諸如高于na金屬的熔點(diǎn)。電池組反應(yīng)可包含由金屬鈉還原劑還原氫化鈉氧化劑，na+離子自陽極隔室402經(jīng)由鈉離子導(dǎo)體鹽橋440遷移至陰極隔室401。示例性電池組反應(yīng)為：陰極：nahx+e-→mhx-1+h-(241)陽極：na→na++e-(242)總反應(yīng)：nahx+na→nahx-1+nah(243)在一個(gè)實(shí)施方式中，電池組通過使放電反應(yīng)(諸如由方程式(241-243)所給出的反應(yīng))反向而可充電。在一個(gè)實(shí)施方式中，半電池隔室充當(dāng)相應(yīng)電極。電池組400可密封于電池組盒中。本發(fā)明的另一方面包含可由ciht電池產(chǎn)生的能量的儲(chǔ)存。儲(chǔ)存能量可在高于可經(jīng)較長持續(xù)時(shí)間間歇給電池組充電的ciht電池的動(dòng)力的動(dòng)力下傳遞。電池組的較高動(dòng)力可用于高動(dòng)力短脈沖，諸如如航空應(yīng)用起飛或動(dòng)機(jī)應(yīng)用加速所需。電池組可包含此項(xiàng)技術(shù)中已知的常規(guī)電池組，諸如鋰離子電池組或金屬氫化物電池組。在另一應(yīng)用中，電池組可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的能夠再生的燃料電池。本發(fā)明燃料電池包含li-空氣電池組，諸如此項(xiàng)技術(shù)中已知的li-空氣電池組。在另一實(shí)施方式中，li-空氣電池組包含陽極半電池，其包含li陽極(諸如li金屬)和熔融鹽電解質(zhì)(諸如包含至少一種li鹽(諸如li鹵化物、氫氧化物、碳酸鹽或本發(fā)明的其它類似物)的熔融鹽電解質(zhì))。電解質(zhì)可包含混合物，諸如低共熔混合物，諸如堿金屬鹵化物鹽混合物，諸如licl-kcl或本發(fā)明其它類似物。電池可包含分離器，諸如li離子導(dǎo)電性分離器，諸如li2o-al2o3-sio2-p2o5-tio2-geo2，諸如日本大原公司(ohara)的該類分離器。陰極可包含氧還原陰極，諸如nio和本發(fā)明其它類似物。陰極還原反應(yīng)可為o2還原反應(yīng)，且可還包含o2和h2o的還原。隨后，產(chǎn)物可為oh-和其它氧和包含氧和氫中的至少一種的物質(zhì)。陰極半電池可還包含電解質(zhì)，諸如熔融鹽。熔融鹽可包含鹵化物和氫氧化物中的至少一種，諸如堿金屬的鹵化物和氫氧化物，諸如lioh-mx(其中m為堿金屬且x為鹵離子)，諸如本發(fā)明的lioh-mx?？赡娣烹姺磻?yīng)可為陰極：2h2o+o2+4e-→4oh-(244)陽極：li→li++e-(245)總反應(yīng)：4li+2h2o+o2→4lioh(246)在一個(gè)實(shí)施方式中，h和h2o催化劑在再充電期間在放電陰極處形成，且h由h2o催化形成分?jǐn)?shù)氫以釋放能量從而輔助再充電過程以使所需能量少于無分?jǐn)?shù)氫能量貢獻(xiàn)存在的情況。xi.化學(xué)反應(yīng)器本發(fā)明也針對(duì)用于產(chǎn)生本發(fā)明的結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物，諸如二分?jǐn)?shù)氫分子和分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物的其它反應(yīng)器。其它催化產(chǎn)物為動(dòng)力和視情況存在的等離子體和光，視電池類型而定。此類反應(yīng)器在下文中稱為「氫反應(yīng)器」或「氫電池」。氫反應(yīng)器包含用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的電池。用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的電池可采取化學(xué)反應(yīng)器或氣體燃料電池(諸如氣體放電電池、等離子體炬電池或微波動(dòng)力電池)和電化學(xué)電池的形式。用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的電池的示例性實(shí)施方式可采取液體燃料電池、固體燃料電池、非均勻燃料電池和ciht電池的形式。此類電池各自包含：(i)原子氫來源；(ii)至少一種選自用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的固體催化劑、熔融催化劑、液體催化劑、氣態(tài)催化劑或其混合物的催化劑；和(iii)使氫與催化劑反應(yīng)以產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的容器。如本文所用和如本發(fā)明所涵蓋，除非另外說明，否則術(shù)語「氫」不僅包括氕(1h)，而且包括氘(2h)和氚(3h)。在使用氘作為分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的反應(yīng)物的情況下，預(yù)期有相對(duì)痕量的非均勻燃料和固體燃料的氚或氦產(chǎn)物。示例性化學(xué)反應(yīng)混合物和反應(yīng)器可包含本發(fā)明的ciht電池或熱電池實(shí)施方式。其它示例性實(shí)施方式在化學(xué)反應(yīng)器章節(jié)中給出。具有混合物反應(yīng)期間形成的作為催化劑的h2o的反應(yīng)混合物的實(shí)例在本發(fā)明中給出。諸如表1和3中給出的其它催化劑可用于形成結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物。表3a的示例性m-h型催化劑為nah。適合的反應(yīng)混合物為氫化鈉和諸如堿金屬鹵化物(諸如nacl)的化合物和視情況選用的解離體(諸如r-ni，諸如r-ni2800)。各反應(yīng)物的重量％可任何所需值。在一個(gè)實(shí)施方式中，nacl的重量％若為nah的約10倍，則若使用r-ni解離體，則其重量％也可為10倍。電池溫度可為高溫，諸如在約300℃至550℃范圍內(nèi)?；诟叽艌?chǎng)位移的觀察的包含至少一種分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物的基質(zhì)的nmr結(jié)果的其它適合反應(yīng)混合物和條件為(1)li、lif(分別為5wt％和95wt％)和ni篩網(wǎng)解離體，在600℃下，1hmasnmr峰在1.17和-0.273ppm處觀察到，(2)li和libr(分別為5wt％和95wt％)和ni篩網(wǎng)解離體，在600℃下，1hmasnmr峰在1.13和-2.462ppm處觀察到，(3)li3n、lih、libr(分別為5wt％、10wt％和85wt％)和r-ni解離體，在450℃下，1hmasnmr峰在-2.573ppm處觀察到，(4)li2nh、li、libr(分別為5wt％、10wt％和85wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在-2.512ppm處觀察到，(5)linh2、li、libr(分別為5wt％、10wt％和85wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在-2.479ppm處觀察到，(6)linh2、libr(分別為5wt％和95wt％)和r-ni解離體，在450℃下，1hmasnmr峰在1.165和-2.625ppm處觀察到，(7)li和lii(分別為5wt％和95wt％)和r-ni解離體，在550℃下，1hmasnmr峰在1.122和-2.038ppm處觀察到，(8)linh2、li、lii(分別為5wt％、10wt％和85wt％)和r-ni解離體，在450℃下，1hmasnmr峰在-2.087ppm處觀察到，(9)na、nacl(分別為25wt％和75wt％)和ni板和pt/ti解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在1.174和-3.802ppm處觀察到，(10)nah、nacl(分別為10wt％和90wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在1.057和-3.816ppm處觀察到，(11)nah、nacl(分別為10wt％和90wt％)，在500℃下，1hmasnmr峰在1.093和-3.672ppm處觀察到，(12)na、nabr(分別為18wt％和82wt％)和pt/ti解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在1.129和-3.583ppm處觀察到，(13)nah、nai(分別為18wt％和82wt％)，在500℃下，1hmasnmr峰在1.05和-2.454ppm處觀察到，(14)k、kf(分別為10wt％和90wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在0.987和-5.143ppm處觀察到，(15)k、kcl(分別為8wt％和92wt％)和ni篩網(wǎng)解離體，在600℃下，1hmasnmr峰在1.098、-4.074和-4.473ppm處觀察到，(16)k、kbr(分別為10wt％和90wt％)和ni篩網(wǎng)解離體，在450℃下，1hmasnmr峰在1.415和-4.193ppm處觀察到，(17)k、ki(分別為5wt％和95wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在1.113和-2.244ppm處觀察到，(18)cs、csf(分別為45wt％和55wt％)和r-ni解離體，在500℃下，1hmasnmr峰在1.106和-3.965ppm處觀察到，(19)cs、cscl(分別為45wt％和55wt％)和r-ni解離體，在550℃下，1hmasnmr峰在1.073和-3.478ppm處觀察到，(20)cs、csi(分別為45wt％和55wt％)和r-ni解離體，在400℃下，1hmasnmr峰在1.147和-1.278ppm處觀察到，(21)nacl、khso4(分別為85wt％和15wt％)，在600℃下，1hmasnmr峰在1.094、-3.027和-3.894ppm處觀察到，(22)nacl、nahso4(分別為85wt％和15wt％)，在600℃下，1hmasnmr峰在1.085、-3.535和-4.077ppm處觀察到，和(23)cscl、nahso4(分別為95wt％和5wt％)，在550℃下，1hmasnmr峰在1.070和-2.386ppm處觀察到，其中h2壓力為5psig，且解離體重量為反應(yīng)物重量的約50％至300％。可在諸如反應(yīng)物、反應(yīng)物wt％、h2壓力和反應(yīng)溫度的參數(shù)方面調(diào)節(jié)所述示例性情況的反應(yīng)和條件。適合的反應(yīng)物、條件和參數(shù)范圍為本發(fā)明的反應(yīng)物、條件和參數(shù)范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)混合物還包含氧來源(諸如不銹鋼還原反應(yīng)器的氧化產(chǎn)物)，其與h2和存在的其它反應(yīng)物反應(yīng)形成h2o催化劑和分?jǐn)?shù)氫，所述h2o催化劑和分?jǐn)?shù)氫導(dǎo)致高磁場(chǎng)基質(zhì)位移，諸如反應(yīng)期間形成的任何氫氧化物的位移。在一個(gè)實(shí)施方式中，固體燃料反應(yīng)形成h2o和h作為產(chǎn)物或中間反應(yīng)產(chǎn)物。h2o可充當(dāng)催化劑以形成分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)物包含至少一種氧化劑和一種還原劑，且反應(yīng)包含至少一個(gè)氧化還原反應(yīng)。還原劑可包含金屬(諸如堿金屬)。反應(yīng)混合物可還包含氫來源和h2o來源，且可視情況包含載體，諸如碳、碳化物、硼化物、氮化物、甲腈(諸如ticn)或腈。h來源可選自堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、稀土金屬氫化物和本發(fā)明的氫化物的組。氫來源可為氫氣，可還包含解離體，諸如本發(fā)明的解離體，諸如貴金屬/載體(諸如碳或氧化鋁和本發(fā)明的其它類似物)。水源可包含脫水的化合物，諸如氫氧化物或氫氧化物絡(luò)合物，諸如al、zn、sn、cr、sb和pb的氫氧化物或氫氧化物絡(luò)合物。水源可包含氫來源和氧來源。氧來源可包含含氧化合物。示例性化合物或分子為o2、堿金屬或堿土金屬氧化物、過氧化物或超氧化物、teo2、seo2、po2、p2o5、so2、so3、m2so4、mhso4、co2、m2s2o8、mmno4、m2mn2o4、mxhypo4(x、y＝整數(shù))、pobr2、mclo4、mno3、no、n2o、no2、n2o3、cl2o7和o2(m＝堿金屬和堿土金屬或其它陽離子可替代m)。其它示例性反應(yīng)物包含選自以下的組的試劑：li、lih、lino3、lino、lino2、li3n、li2nh、linh2、lix、nh3、libh4、lialh4、li3alh6、lioh、li2s、lihs、lifesi、li2co3、lihco3、li2so4、lihso4、li3po4、li2hpo4、lih2po4、li2moo4、linbo3、li2b4o7(四硼酸鋰)、libo2、li2wo4、lialcl4、ligacl4、li2cro4、li2cr2o7、li2tio3、lizro3、lialo2、licoo2、ligao2、li2geo3、limn2o4、li4sio4、li2sio3、litao3、licucl4、lipdcl4、livo3、liio3、lifeo2、liio4、liclo4、liscon、lition、livon、licron、licr2on、limn2on、lifeon、licoon、linion、lini2on、licuon和liznon(其中n＝1、2、3或4)、氧陰離子、強(qiáng)酸氧陰離子、氧化劑、分子氧化劑(諸如v2o3、i2o5、mno2、re2o7、cro3、ruo2、ago、pdo、pdo2、pto、pto2和nh4x，其中x為硝酸根或crc中所給出的其它適合的陰離子)和還原劑。另一堿金屬或其它陽離子可替代li。其它氧來源可選自以下的組：mcoo2、mgao2、m2geo3、mmn2o4、m4sio4、m2sio3、mtao3、mvo3、mio3、mfeo2、mio4、mclo4、mscon、mtion、mvon、mcron、mcr2on、mmn2on、mfeon、mcoon、mnion、mni2on、mcuon和mznon(其中m為堿金屬且n＝1、2、3或4)、氧陰離子、強(qiáng)酸氧陰離子、氧化劑、分子氧化劑(諸如v2o3、i2o5、mno2、re2o7、cro3、ruo2、ago、pdo、pdo2、pto、pto2、i2o4、i2o5、i2o9、so2、so3、co2、n2o、no、no2、n2o3、n2o4、n2o5、cl2o、clo2、cl2o3、cl2o6、cl2o7、po2、p2o3和p2o5)。反應(yīng)物可為能形成分?jǐn)?shù)氫的任何所需比率。示例性反應(yīng)混合物為0.33glih、1.7glino3、和1gmgh2與4g活性c粉末的混合物。另一示例性反應(yīng)混合物為火藥，諸如kno3(75wt％)、軟木木炭(可包含大致組成c7h4o)(15wt％)和s(10wt％)；kno3(70.5wt％)和軟木木炭(29.5wt％)，或所述比率在約±1-30wt％范圍內(nèi)。氫來源可為包含大致組成是c7h4o的木炭。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含能形成氮?dú)?、二氧化碳和h2o的反應(yīng)物，其中后者充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫催化劑，因?yàn)榉磻?yīng)中也形成h。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含氫來源和h2o來源，h2o來源可包含硝酸鹽、硫酸鹽、高氯酸鹽、過氧化物(諸如過氧化氫)、過氧化合物(諸如三丙酮-三過氧化物(tatp)或二丙酮-二過氧化物(dadp))過氧化合物也可充當(dāng)h來源，尤其在添加o2或另一氧來源(諸如硝基化合物，諸如硝化纖維素(apnc)、氧氣或其它含氧化合物或氧陰離子化合物)時(shí)。反應(yīng)混合物可包含化合物來源或化合物或官能團(tuán)來源或官能團(tuán)，其包含結(jié)合氮的氫、碳、烴和氧中的至少兩者。反應(yīng)物可包含硝酸鹽、亞硝酸鹽、硝基和硝胺。硝酸鹽可包含金屬(諸如堿金屬)硝酸鹽，可包含硝酸銨或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它硝酸鹽，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬或al、ga、in、sn或pb的硝酸鹽。硝基可包含有機(jī)化合物的官能團(tuán)，有機(jī)化合物諸如硝基甲烷、硝基甘油、三硝基甲苯或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的類似化合物。示例性反應(yīng)混合物為nh4no3和碳源，諸如長鏈烴(cnh2n+2)(諸如加熱油、柴油、煤油)，該長鏈烴可包含氧(諸如糖蜜或糖)或硝基(諸如硝基甲烷)；或碳源，諸如煤粉塵。h來源也可包含nh4、烴(諸如燃料油)或糖，其中結(jié)合碳的h提供h的控制釋放。h釋放可通過自由基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。c可與o反應(yīng)釋放h并形成碳-氧化合物，諸如co、co2和甲酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方式中，單一化合物可包含形成氮?dú)?、二氧化碳和h2o的官能團(tuán)。還包含烴官能團(tuán)的硝胺為環(huán)三亞甲基三硝胺，通常稱為旋風(fēng)炸藥(cyclonite)或代號(hào)為rdx?？沙洚?dāng)h來源和h2o催化劑來源(諸如o來源和h來源中的至少一種的來源)中的至少一種的其它示例性化合物為選自以下的組中的至少一種：硝酸銨(an)、黑火藥(75％kno3+15％木炭+10％s)、硝酸銨/燃料油(anfo)(94.3％an+5.7％燃料油)、赤蘚醇四硝酸酯、三硝基甲苯(tnt)、阿馬圖炸藥(amatol)(80％tnt+20％an)、特屈兒炸藥(tetrytol)(70％特屈兒(tetryl)+30％tnt)、特屈兒(2,4,6-三硝基苯甲硝銨(c7h5n5o8))、c-4(91％rdx)、c-3(基于rdx)、組合物b(63％rdx+36％tnt)、硝酸甘油、rdx(環(huán)三亞甲基三硝胺)、塞姆泰克斯(semtex)(94.3％petn+5.7％rdx)、petn(季戊四醇四硝酸酯)、hmx或奧克托兒(octogen)(八氫-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮雜環(huán)辛烷)、hniw(cl-20)(2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮雜異伍茲烷)、ddf(4,4'-二硝基-3,3'-氧化偶氮呋呫)、七硝基立方烷(heptanitrocubane)、八硝基立方烷(octanitrocubane)、2,4,6-參(三硝甲烷)-1,3,5-三嗪、tatnb(1,3,5-三硝基苯，3,5-三迭氮基-2,4,6-三硝基苯)、三硝基苯胺、tnp(2,4,6-三硝基苯酚或苦味酸)、鄧氏炸藥(dunnite)(苦味酸銨)、苦味酸甲酯、苦味酸乙酯、氯化苦味酸鹽(2-氯-1,3,5-三硝基苯)、三硝基甲酚、收斂酸鉛(2,4,6-三硝基間苯二酚鉛，c6hn3o8pb)、tatb(三胺基三硝基苯)、硝酸甲酯、硝基甘醇、甘露醇六硝酸酯、乙二硝胺、硝基胍、四硝基甘脲、硝基纖維素、硝酸脲和六亞甲基三過氧化物二胺(hmtd)。氫、碳、氧和氮的比率可為任何所需比率。在硝酸銨(an)和燃料油(fo)的反應(yīng)混合物(稱為硝酸銨/燃料油(anfo))的一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)生平衡反應(yīng)的適合化學(xué)計(jì)量為約94.3wt％an和5.7wt％fo，但fo可過量。an和硝基甲烷的示例性平衡反應(yīng)為3nh4no3+2ch3no2→4n2+2co2+9h2o(247)其中部分h也轉(zhuǎn)化為較分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)，諸如h2(1/p)和h-(1/p)，諸如p＝4。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫、氮和氧的摩爾比類似，諸如于具有式c3h6n6o6的rdx中。在一個(gè)實(shí)施方式中，能量通過使用原子氫的添加來源增加，添加來源諸如h2氣體或氫化物(諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氫化物)和解離體(諸如ni、nb或貴金屬/載體(諸如碳、碳化物、硼化物或氮化物或二氧化硅或氧化鋁))。反應(yīng)混合物可在形成h2o催化劑和原子h的反應(yīng)期間產(chǎn)生壓縮或沖擊波以增加形成分?jǐn)?shù)氫的動(dòng)力學(xué)。反應(yīng)混合物可包含至少一種反應(yīng)物以在形成h和h2o催化劑的反應(yīng)期間增加熱。反應(yīng)混合物可包含可在固體燃料的顆?；蛐≈橹g分散的氧來源(諸如空氣)。舉例而言，an小珠可包含約20％空氣。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，添加金屬粉末(諸如al)以增加反應(yīng)的熱和動(dòng)力學(xué)。舉例而言，al金屬粉末可添加至anfo中。其它反應(yīng)混合物包含也具有h來源和催化劑來源(h2o)的煙火材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫的形成具有可由能量反應(yīng)(諸如能量或煙火材料的能量反應(yīng))提供的高活化能，其中分?jǐn)?shù)氫的形成有助于反應(yīng)混合物的自加熱。作為選擇，活化能可通過電化學(xué)反應(yīng)提供，諸如具有對(duì)應(yīng)于11,600k/ev的高等同溫度的ciht電池的電化學(xué)反應(yīng)。另一示例性反應(yīng)混合物為可在約0.01atm至100atm壓力范圍內(nèi)的h2氣體、硝酸鹽(諸如堿金屬硝酸鹽，諸如kno3)和氫解離體(諸如pt/c、pd/c、pt/al2o3或pd/al2o3)?；旌衔锟蛇€包含碳，諸如石墨或gta級(jí)柔性石墨(gradegtagrafoil)(unioncarbide)。反應(yīng)比率可為任何所需值，諸如混合物的約0.1wt％至10wt％的約1至10％pt或pd/碳與約50wt％的硝酸鹽混合，且其余為碳；但在示例性實(shí)施方式中，比率可變化約5至10倍。在使用碳作為載體的情況下，溫度系維持在低于產(chǎn)生形成諸如碳酸鹽(諸如堿金屬碳酸鹽)的化合物的c反應(yīng)的溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，溫度維持在諸如約50℃-300℃或約100℃-250℃范圍內(nèi)以便在n2上形成nh3。反應(yīng)物與再生反應(yīng)和系統(tǒng)可包含本發(fā)明和本人以下在先美國專利申請(qǐng)案中的反應(yīng)物與再生反應(yīng)和系統(tǒng)：諸如hydrogencatalystreactor，pct/us08/61455，pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor，pct/us09/052072，pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem，pct/us10/27828，pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem，pct/us11/28889，pct3/17/2011申請(qǐng)(「millspriorapplications」)，所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)可包含氮氧化物(諸如n2o、no2或no)而不是硝酸鹽。作為選擇，也向反應(yīng)混合物中添加氣體。no、no2和n2o和堿金屬硝酸鹽可由已知工業(yè)方法(諸如依次通過哈柏法(haberprocess)和奧斯特瓦爾德法(ostwaldprocess))產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，步驟的示例性順序?yàn)椋涸斞灾胤捎糜谟蒼2和h2在高溫和高壓下使用催化劑(諸如含α-鐵的某種氧化物)制備nh3。奧斯特瓦爾德法可用于在催化劑(諸如熱鉑或鉑-銠催化劑)下氧化氨為no、no2和n2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)物為氨和堿金屬化合物中的至少一種。no2可由nh3通過氧化形成。no2可溶解于水以形成硝酸，硝酸與堿金屬化合物(諸如m2o、moh、m2co3或mhco3)反應(yīng)形成m的硝酸鹽，其中m為堿金屬。在一個(gè)實(shí)施方式中，由氧來源形成h2o和催化劑(諸如mno3，m＝堿金屬)、(ii)由來源(諸如h2)形成原子h、和(iii)形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)中的至少一個(gè)反應(yīng)通過可加熱的常規(guī)催化劑(諸如貴金屬，諸如pt)或在該常規(guī)催化劑上發(fā)生。熱催化劑可包含熱長絲。長絲可包含熱pt長絲。氧來源(諸如mno3)可至少部分為氣態(tài)的。氣態(tài)和其蒸汽壓力可通過加熱mno3(諸如kno3)來控制。氧來源(諸如mno3)可于開放舟皿中，可加熱該開放舟皿以釋放氣態(tài)mno3。加熱可用加熱器(諸如熱長絲)進(jìn)行。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，mno3置放于石英舟中，且pt長絲卷繞在舟周圍以充當(dāng)加熱器。mno3的蒸汽壓力可維持在約0.1托至1000托或約1托至100托的壓力范圍內(nèi)。氫來源可為氣態(tài)氫，維持在約1托至100atm、約10托至10atm、或約100托至1atm壓力范圍內(nèi)。長絲也用于解離可經(jīng)由氣體管線供應(yīng)至電池的氫氣。電池也可包含真空管線。電池反應(yīng)產(chǎn)生h2o催化劑和原子h，反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)可維持于能夠維持在真空、環(huán)境壓力或大于大氣壓的壓力中的至少一種下的容器中。產(chǎn)物(諸如nh3和moh)可自電池中移出并再生。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，mno3與氫來源反應(yīng)形成h2o催化劑和nh3，nh3可在另一反應(yīng)容器中再生或以另一步驟通過氧化再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，氫來源(諸如h2氣體)由水通過電解或熱中的至少一種產(chǎn)生。示例性熱法為氧化鐵循環(huán)、氧化鈰(iv)-氧化鈰(iii)循環(huán)、鋅-氧化鋅循環(huán)、硫-碘循環(huán)、銅-氯循環(huán)和混合硫循環(huán)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它循環(huán)。形成還與h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的h2o催化劑的示例性電池反應(yīng)為kno3+92h2→k+nh3+3h2o。(249)kno3+5h2→kh+nh3+3h2o。(250)kno3+4h2→koh+nh3+2h2o。(251)kno3+c+2h2→koh+nh3+co2。(252)2kno3+c+3h2→k2co3+12n2+3h2o。(253)形成氮氧化物的示例性再生反應(yīng)由方程式(248)給出。產(chǎn)物(諸如k、kh、koh和k2co3)可與通過向水中添加氮氧化物形成kno2或kno3所形成的硝酸反應(yīng)。形成反應(yīng)物h2o催化劑和h2中的至少一種的其它適合的示例性反應(yīng)在表6、表7和表8中給出。表6.關(guān)于h2o催化劑和h2的熱可逆反應(yīng)循環(huán)。[l.c.brown,g.e.besenbruch,k.r.schultz,a.c.marshall,s.k.showalter,p.s.pickard和j.f.funk,nuclearproductionofhydrogenusingthermochemicalwater-splittingcycles,于2002年6月19-13日佛羅里達(dá)州好萊塢(hollywood,florida)在關(guān)于先進(jìn)核電站的國際會(huì)議(internationalcongressonadvancednuclearpowerplants，icapp)上提呈的論文的預(yù)印版，且出版在會(huì)議記錄(proceedings)中。]*t＝熱化學(xué)，e＝電化學(xué)。表7.關(guān)于h2o催化劑和h2的熱可逆反應(yīng)循環(huán)。[c.perkins和a.w.weimer,solar-thermalproductionofrenewablehydrogen,aiche雜志，55(2),(2009)，第286-293頁。]用于形成h2o催化劑的反應(yīng)物可包含o來源(諸如o物質(zhì))和h來源。o物質(zhì)來源可包含o2、空氣和含o化合物或含o化合物的混合物中的至少一種。含氧化合物可包含氧化劑。含氧化合物可包含氧化物、氫氧化合物、氫氧化物、過氧化物和超氧化物中的至少一種。適合的示例性金屬氧化物為堿金屬氧化物(諸如li2o、na2o和k2o)、堿土金屬氧化物(諸如mgo、cao、sro和bao)、過渡金屬氧化物(諸如nio、ni2o3、feo、fe2o3和coo)、和內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氧化物、和其它金屬和類金屬的氧化物(諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te的氧化物)、和所述和其它元素的含氧混合物。氧化物可包含氧化物陰離子(諸如本發(fā)明的氧化物陰離子，諸如金屬氧化物陰離子)和陽離子，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬陽離子和其它金屬和類金屬的陽離子(諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te的陽離子)，諸如mm'2xo3x+1或mm'2xo4(m＝堿土金屬，m'＝過渡金屬，諸如fe或ni或mn，x＝整數(shù))和m2m'2xo3x+1或m2m'2xo4(m＝堿金屬，m'＝過渡金屬，諸如fe或ni或mn，x＝整數(shù))。適合的示例性金屬氫氧化合物為alo(oh)、sco(oh)、yo(oh)、vo(oh)、cro(oh)、mno(oh)(α-mno(oh)錳榍石和γ-mno(oh)水錳礦)、feo(oh)、coo(oh)、nio(oh)、rho(oh)、gao(oh)、ino(oh)、ni1/2co1/2o(oh)和ni1/3co1/3mn1/3o(oh)。適合的示例性氫氧化物為諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬的金屬的氫氧化物和諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te的其它金屬和類金屬的氫氧化物和混合物。適合的錯(cuò)離子氫氧化物為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。其它示例性適合的氫氧化物為來自以下中的至少一種：co(oh)2、zn(oh)2、ni(oh)2、其它過渡金屬氫氧化物、cd(oh)2、sn(oh)2和pb(oh)。適合的示例性過氧化物為h2o2、有機(jī)化合物過氧化物和金屬過氧化物，諸如m2o2(其中m為堿金屬，諸如li2o2、na2o2、k2o2)、其它離子過氧化物(諸如堿土金屬過氧化物，諸如ca、sr或ba過氧化物)、其它正電性金屬過氧化物(諸如鑭系金屬過氧化物)和共價(jià)金屬過氧化物(諸如zn、cd和hg的過氧化物)。適合的示例性超氧化物為金屬超氧化物mo2(其中m為堿金屬，諸如nao2、ko2、rbo2和cso2)和堿土金屬超氧化物。在其它實(shí)施方式中，氧來源為氣態(tài)或容易形成氣體，諸如no2、no、n2o、co2、p2o3、p2o5和so2。來自h2o催化劑形成的還原氧化物產(chǎn)物(諸如c、n、nh3、p或s)可通過與氧或其來源燃燒再次轉(zhuǎn)化回氧化物，如millspriorapplications中所給出。電池可產(chǎn)生可用于加熱應(yīng)用的過量熱，或熱可通過諸如rankine或brayton系統(tǒng)的方式轉(zhuǎn)化成電。作為選擇，電池可用于合成分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)，諸如分子分?jǐn)?shù)氫和分?jǐn)?shù)氫氫化物離子和相應(yīng)化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于形成分?jǐn)?shù)氫以進(jìn)行產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)和化合物和產(chǎn)生能量中的至少一種的反應(yīng)混合物包含原子氫來源和包含h和o中的至少一種的催化劑來源，諸如本發(fā)明的催化劑來源，諸如h2o催化劑。反應(yīng)混合物可還包含酸，諸如h2so3、h2so4、h2co3、hno2、hno3、hclo4、h3po3和h3po4；或酸來源，諸如酸酐或無水酸。后者可包含以下的組中的至少一種：so2、so3、co2、no2、n2o3、n2o5、cl2o7、po2、p2o3和p2o5。反應(yīng)混合物可包含堿和堿酐(諸如m2o(m＝堿金屬)、m'o(m'＝堿土金屬)、zno或其它過渡金屬氧化物、cdo、coo、sno、ago、hgo或al2o3)中的至少一種。其它示例性酸酐包含對(duì)h2o穩(wěn)定的金屬，諸如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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr、in和pb。酸酐可為堿金屬或堿土金屬氧化物，且水合化合物可包含氫氧化物。反應(yīng)混合物可包含氫氧化合物，諸如feooh、niooh或coooh。反應(yīng)混合物可包含h2o來源和h2o中的至少一種。h2o可通過水合和脫水反應(yīng)在原子氫存在下可逆地形成。形成h2o催化劑的示例性反應(yīng)為mg(oh)2→mgo+h2o(254)2lioh→li2o+h2o(255)h2co3→co2+h2o(256)2feooh→fe2o3+h2o(257)在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化劑由至少一種構(gòu)成磷酸鹽的化合物脫水而形成，該化合物諸如磷酸鹽、磷酸氫鹽和磷酸二氫鹽的鹽，諸如陽離子(諸如包含以下金屬的陽離子，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬、和稀土金屬)的所述鹽和其它金屬和類金屬的所述鹽(諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te的所述鹽)，和形成縮合磷酸鹽的混合物，縮合磷酸鹽諸如以下中的至少一種：聚磷酸鹽(諸如)、長鏈偏磷酸鹽(諸如)、環(huán)狀偏磷酸鹽(諸如其中n≥3)和超磷酸鹽(諸如p4o10)。示例性反應(yīng)為脫水反應(yīng)的反應(yīng)物可包含可包含al(oh)3和al2o3中的至少一種的r-ni。反應(yīng)物可還包含金屬m(諸如本發(fā)明的金屬，諸如堿金屬)、金屬氫化物mh、金屬氫氧化物(諸如本發(fā)明的金屬氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物)和氫來源(諸如h2以和本質(zhì)氫)。示例性反應(yīng)為2al(oh)3+→al2o3+3h2o(260)al2o3+2naoh→2naalo2+h2o(261)3mh+al(oh)3+→m3al+3h2o(262)反應(yīng)產(chǎn)物可包含合金。r-ni可通過再水合再生。形成h2o催化劑的反應(yīng)混合物和脫水反應(yīng)可包含和涉及氫氧化合物，諸如本發(fā)明的氫氧化合物，如以下示例性反應(yīng)中所給出：3co(oh)2→2coooh+co+2h2o(263)原子氫可由h2氣體通過解離而形成。氫解離體可為一種本發(fā)明氫解離體，諸如r-ni或貴金屬或過渡金屬/載體(諸如ni或pt或pd/碳或al2o3)。作為選擇，原子h可來自透過膜的h，諸如本發(fā)明的所述h。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池包含膜(諸如陶瓷膜)以允許h2選擇性擴(kuò)散穿過，同時(shí)h2o擴(kuò)散。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2和原子h中的至少一種通過包含氫來源的電解質(zhì)(諸如包含h2o的水性或熔融電解質(zhì))電解供應(yīng)至電池。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o催化劑通過酸或堿脫水形成酸酐可逆地形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成催化劑h2o和分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)通過改變電池ph值或活性、溫度和壓力中的至少一種傳播，其中壓力可通過改變溫度來改變。物質(zhì)(諸如酸、堿或酸酐)的活性可通過添加本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的鹽來改變。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物可包含可吸收或?yàn)樾纬煞謹(jǐn)?shù)氫的反應(yīng)的氣體來源(諸如h2或酸酐氣體)的材料(諸如碳)。反應(yīng)物可為任何所需濃度和比率。反應(yīng)混合物可為熔融的或包含水性漿料。在另一實(shí)施方式中，h2o催化劑來源為酸與堿之間的反應(yīng)，諸如氫鹵酸、硫酸、硝酸和亞硝酸中的至少一種與堿之間的反應(yīng)。其它適合的酸反應(yīng)物為以下的水溶液：h2so4、hcl、hx(x-鹵離子)、h3po4、hclo4、hno3、hno、hno2、h2s、h2co3、h2moo4、hnbo3、h2b4o7(m的四硼酸鹽)、hbo2、h2wo4、h2cro4、h2cr2o7、h2tio3、hzro3、malo2、hmn2o4、hio3、hio4、hclo4或有機(jī)酸(諸如甲酸或乙酸)。適合的示例性堿為包含堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬或al、ga、in、sn或pb的氫氧化物、氫氧化合物或氧化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)物可包含酸或堿，其分別與堿或酸酐反應(yīng)以形成h2o催化劑和分別與堿陽離子與酸酐陰離子的化合物或堿酐陽離子與酸陰離子的化合物反應(yīng)。酸性酸酐sio2與堿naoh的示例性反應(yīng)為4naoh+sio2→na4sio4+2h2o(264)其中相應(yīng)酸的脫水反應(yīng)為h4sio4→2h2o+sio2(265)其它適合的示例性酸酐可包含元素、金屬、合金或混合物，諸如來自以下的組中的一種：mo、ti、zr、si、al、ni、fe、ta、v、b、nb、se、te、w、cr、mn、hf、co和mg。相應(yīng)氧化物可包含以下至少一種：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、mn3o4、mn2o3、mno2、mn2o7、hfo2、co2o3、coo、co3o4、co2o3和mgo。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，堿包含氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物，諸如moh(m＝堿金屬)，諸如lioh，該氫氧化物可形成相應(yīng)堿性氧化物(諸如m2o，諸如li2o)和h2o。堿性氧化物可與酸酐氧化物反應(yīng)形成產(chǎn)物氧化物。在lioh與酸酐氧化物釋放h2o的一個(gè)示例性反應(yīng)中，產(chǎn)物氧化物可包含li2moo3或li2moo4、li2tio3、li2zro3、li2sio3、lialo2、linio2、lifeo2、litao3、livo3、li2b4o7、li2nbo3、li2seo3、li2seo4、li2teo3、li2teo4、li2wo4、li2cro4、li2cr2o7、li2mno4、li2hfo3、licoo2和mgo。其它適合的示例性氧化物為以下的組中的至少一種：as2o3、as2o5、sb2o3、sb2o4、sb2o5、bi2o3、so2、so3、co2、no2、n2o3、n2o5、cl2o7、po2、p2o3和p2o5，和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它類似氧化物。另一實(shí)例由方程式(257)給出。適合的金屬氧化物反應(yīng)為2lioh+nio→li2nio2+h2o(266)3lioh+nio→linio2+h2o+li2o+1/2h2(267)4lioh+ni2o3→2li2nio2+2h2o+1/2o2(268)2lioh+ni2o3→2linio2+h2o(269)其它過渡金屬(諸如fe、cr和ti)、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和其它金屬或類金屬(諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te)可替代ni，且其它堿金屬(諸如li、na、rb和cs)可替代k。反應(yīng)還包含氫來源(諸如氫氣)和解離體(諸如pd/al2o3)。氫可為質(zhì)子氕、氘或氚或其組合中的任一種。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含兩種氫氧化物形成水的反應(yīng)。氫氧化物的陽離子可具有不同氧化態(tài)，諸如堿金屬氫氧化物與過渡金屬或堿土金屬氫氧化物的反應(yīng)的陽離子氧化態(tài)。反應(yīng)混合物和反應(yīng)可還包含和涉及來自來源的h2，如示例性反應(yīng)中所給出：lioh+2co(oh)2+1/2h2→licoo2+3h2o+co(270)反應(yīng)混合物和反應(yīng)可還包含和涉及金屬m(諸如堿金屬或堿土金屬)，如示例性反應(yīng)中所給出：m+lioh+co(oh)2→licoo2+h2o+mh(271)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含金屬氧化物和可充當(dāng)h來源的氫氧化物和視情況選用的另一h來源，其中金屬氧化物的金屬(諸如fe)可具有多個(gè)氧化態(tài)以便其在形成h2o以充當(dāng)催化劑與h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)期間經(jīng)受氧化還原反應(yīng)。實(shí)例為feo，其中fe2+可在形成催化劑的反應(yīng)期間經(jīng)受氧化形成fe3+。示例性反應(yīng)為feo+3lioh→h2o+lifeo2+h(1/p)+li2o(272)在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一種反應(yīng)物(諸如金屬氧化物、氫氧化物或氫氧化合物)充當(dāng)氧化劑，其中金屬原子(諸如fe、ni、mo或mn)的氧化態(tài)可高于另一可能的氧化態(tài)。形成催化劑和分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)可使原子經(jīng)受還原形成至少一個(gè)低氧化態(tài)。使金屬氧化物、氫氧化物和氫氧化合物形成h2o催化劑的示例性反應(yīng)為2koh+nio→k2nio2+h2o(273)3koh+nio→knio2+h2o+k2o+1/2h2(274)2koh+ni2o3→2knio2+h2o(275)4koh+ni2o3→2k2nio2+2h2o+1/2o2(276)2koh+ni(oh)2→k2nio2+2h2o(277)3koh+ni(oh)2→knio2+2h2o+k2o+1/2h2(278)2koh+2niooh→k2nio2+2h2o+nio+1/2o2(279)koh+niooh→knio2+h2o(280)2naoh+fe2o3→2nafeo2+h2o(281)其它過渡金屬(諸如ni、fe、cr和ti)、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬和其它金屬或類金屬(諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te)可替代ni或fe，且其它堿金屬(諸如li、na、k、rb和cs)可替代k或na。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含對(duì)h2o穩(wěn)定的金屬的氧化物和氫氧化物中的至少一種，所述金屬諸如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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr和in。另外，反應(yīng)混合物包含氫來源(諸如h2氣體)和視情況選用的解離體(諸如貴金屬/載體)。堿酐nio與酸hcl的示例性反應(yīng)為2hcl+nio→h2o+nicl2(282)其中相應(yīng)堿的脫水反應(yīng)為ni(oh)2→h2o+nio(283)反應(yīng)物可包含路易斯酸或堿和布朗斯特德-洛瑞酸或堿中的至少一種。反應(yīng)混合物和反應(yīng)可還包含和涉及含氧化合物，其中酸與該含氧化合物反應(yīng)形成水，如示例性反應(yīng)中所給出：2hx+pox3→h2o+px5(284)(x＝鹵離子)。與pox3類似的化合物為適合的，諸如p由s置換的化合物。其它適合的示例性酸酐可包含可溶于酸的元素、金屬、合金或混合物的氧化物，諸如包含以下的氫氧化物、氫氧化合物或氧化物：堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬或稀土金屬或al、ga、in、sn或pb，諸如來自以下的組中的一種：mo、ti、zr、si、al、ni、fe、ta、v、b、nb、se、te、w、cr、mn、hf、co和mg。相應(yīng)氧化物可包含moo2、tio2、zro2、sio2、al2o3、nio、feo或fe2o3、tao2、ta2o5、vo、vo2、v2o3、v2o5、b2o3、nbo、nbo2、nb2o5、seo2、seo3、teo2、teo3、wo2、wo3、cr3o4、cr2o3、cro2、cro3、mno、mn3o4、mn2o3、mno2、mn2o7、hfo2、co2o3、coo、co3o4、co2o3和mgo。其它適合的示例性氧化物為以下的組的氧化物：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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr、in和pb。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，酸包含氫鹵酸，且產(chǎn)物為h2o和氧化物的金屬鹵化物。反應(yīng)混合物還包含氫來源(諸如h2氣體)和解離體(諸如pt/c)，其中h與h2o催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。在一個(gè)實(shí)施方式中，固體燃料包含h2來源(諸如滲透膜或h2氣體)和解離體(諸如pt/c)和包含還原成h2o的氧化物或氫氧化物的h2o催化劑來源。氧化物或氫氧化物的金屬可形成充當(dāng)h來源的金屬氫化物。堿金屬氫氧化物和氧化物(諸如lioh和li2o)的示例性反應(yīng)為lioh+h2→h2o+lih(285)li2o+h2→lioh+lih(286)反應(yīng)混合物可包含經(jīng)歷氫還原成h2o的金屬氧化物或氫氧化物，諸如以下的氧化物或氫氧化物：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、al、v、zr、ti、mn、zn、cr、in和pb；和氫來源(諸如h2氣體)和解離體(諸如pt/c)。在另一實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含h2來源(諸如h2氣體)和解離體(諸如pt/c)和分解成h2o催化劑和其它含氧產(chǎn)物(諸如o2)的過氧化物化合物(諸如h2o2)。一些h2與分解產(chǎn)物(諸如o2)可反應(yīng)，也形成h2o催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成作為催化劑的h2o的反應(yīng)包含有機(jī)脫水反應(yīng)，諸如醇(諸如多元醇，諸如糖)脫水形成醛和h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，脫水反應(yīng)涉及自末端醇釋放h2o形成醛。末端醇可包含糖或其衍生物，釋放可充當(dāng)催化劑的h2o。適合的示例性醇為內(nèi)赤蘚醇、半乳糖醇(galactitol/dulcitol)和聚乙烯醇(pva)。示例性反應(yīng)混合物包含糖+氫解離體，諸如pd/al2o3+h2。作為選擇，反應(yīng)包含金屬鹽(諸如具有至少一個(gè)水合水的金屬鹽)的脫水。在一個(gè)實(shí)施方式中，脫水包含自水合物(諸如水合離子和鹽水合物，諸如bai22h2o和eubr2nh2o)失去h2o以作為催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成h2o催化劑的反應(yīng)包含以下物質(zhì)的氫還原：含氧化合物(諸如co)、氧陰離子(諸如mno3，m＝堿金屬)、金屬氧化物(諸如nio、ni2o3、fe2o3或sno)、氫氧化物(諸如co(oh)2)、氫氧化合物(諸如feooh、coooh和niooh)、和可用氫還原成h2o的化合物、氧陰離子、氧化物、氫氧化物、氫氧化合物、過氧化物、超氧化物和其它含氧的物質(zhì)組合物，諸如本發(fā)明的所述物質(zhì)。示例性含氧化合物或氧陰離子為socl2、na2s2o3、namno4、pobr3、k2s2o8、co、co2、no、no2、p2o5、n2o5、n2o、so2、i2o5、naclo2、naclo、k2so4和khso4。用于氫還原的氫來源可為h2氣體和氫化物(諸如金屬氫化物，諸如本發(fā)明的金屬氫化物)中的至少一種。反應(yīng)混合物可還包含可形成含氧化合物或離子的還原劑。氧陰離子的陽離子可形成含另一陰離子的產(chǎn)物化合物，該陰離子諸如鹵離子、其它硫族離子、磷離子、其它氧陰離子、氮離子、硅離子、砷離子或本發(fā)明的其它陰離子。示例性反應(yīng)為4nano3(c)+5mgh2(c)→5mgo(c)+4naoh(c)+3h2o(l)+2n2(g)(287)p2o5(c)+6nah(c)→2na3po4(c)+3h2o(g)(288)naclo4(c)+2mgh2(c)→2mgo(c)+nacl(c)+2h2o(l)(289)khso4+4h2→khs+4h2o(290)k2so4+4h2→2koh+2h2o+h2s(291)lino3+4h2→linh2+3h2o(292)geo2+2h2→ge+2h2o(293)co2+h2→c+2h2o(294)pbo2+2h2→2h2o+pb(295)v2o5+5h2→2v+5h2o(296)co(oh)2+h2→co+2h2o(297)fe2o3+3h2→2fe+3h2o(298)3fe2o3+h2→2fe3o4+h2o(299)fe2o3+h2→2feo+h2o(300)ni2o3+3h2→2ni+3h2o(301)3ni2o3+h2→2ni3o4+h2o(302)ni2o3+h2→2nio+h2o(303)3feooh+1/2h2→fe3o4+2h2o(304)3niooh+1/2h2→ni3o4+2h2o(305)3coooh+1/2h2→co3o4+2h2o(306)feooh+1/2h2→feo+h2o(307)niooh+1/2h2→nio+h2o(308)coooh+1/2h2→coo+h2o(309)sno+h2→sn+h2o(310)反應(yīng)混合物可包含陰離子來源或陰離子和氧來源或氧(諸如含氧化合物)，其中形成h2o催化劑的反應(yīng)包含視情況選用的來自來源的h2與氧反應(yīng)形成h2o的陰離子-氧交換反應(yīng)。示例性反應(yīng)為2naoh+h2+s→na2s+2h2o(311)2naoh+h2+te→na2te+2h2o(312)2naoh+h2+se→na2se+2h2o(313)lioh+nh3→linh2+h2o(314)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含氫來源、含氧化合物和能夠與反應(yīng)混合物的至少一個(gè)其它元素形成合金的至少一個(gè)元素。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含含氧化合物的氧與能夠與氧化合物的陽離子形成合金的元素的交換反應(yīng)，其中氧與來自來源的氫反應(yīng)形成h2o。示例性反應(yīng)為naoh+1/2h2+pd→napb+h2o(315)naoh+1/2h2+bi→nabi+h2o(316)naoh+1/2h2+2cd→cd2na+h2o(317)naoh+1/2h2+4ga→ga4na+h2o(318)naoh+1/2h2+sn→nasn+h2o(319)naalh4+al(oh)3+5ni→naalo2+ni5al+h2o+5/2h2(320)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含含氧化合物(諸如氫氧化合物)和還原劑(諸如形成氧化物的金屬)。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含氫氧化合物與金屬形成金屬氧化物和h2o的反應(yīng)。示例性反應(yīng)為2mnooh+sn→2mno+sno+h2o(321)4mnooh+sn→4mno+sno2+2h2o(322)2mnooh+zn→2mno+zno+h2o(323)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含含氧化合物(諸如氫氧化物)、氫來源和至少一種其它包含不同陰離子(諸如鹵離子)或另一元素的化合物。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含氫氧化物與其它化合物或元素的反應(yīng)，其中陰離子或元素與氫氧化物交換形成該陰離子或元素的另一化合物，且氫氧化物與h2反應(yīng)形成h2o。陰離子可包含鹵離子。示例性反應(yīng)為2naoh+nicl2+h2→2nacl+2h2o+ni(324)2naoh+i2+h2→2nai+2h2o(325)2naoh+xef2+h2→2naf+2h2o+xe(326)可選擇氫氧化物和鹵化物以使形成h2o和另一鹵離子的反應(yīng)為熱可逆的。在一個(gè)實(shí)施方式中，一般交換反應(yīng)為naoh+1/2h2+1/ymxcly＝nacl+6h2o+x/ym(327)其中示例性化合物mxcly為alcl3、becl2、hfcl4、kagcl2、mncl2、naalcl4、sccl3、ticl2、ticl3、ucl3、ucl4、zrcl4、eucl3、gdcl3、mgcl2、ndcl3和ycl3。在高溫下，方程式(327)的反應(yīng)(諸如在約100℃至2000℃范圍內(nèi))具有約0kj的焓和自由能中的至少一種，且為可逆的?？赡娴臏囟扔筛鞣磻?yīng)的相應(yīng)熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算。代表性溫度范圍為nacl-sccl3(約800-900k)、nacl-ticl2(約300-400k)、nacl-ucl3(約600-800k)、nacl-ucl4(約250-300k)、nacl-zrcl4(約250-300k)、nacl-mgcl2(約900-1300k)、nacl-eucl3(約900-1000k)、nacl-ndcl3(約>1000k)和nacl-ycl3(約>1000k)。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含氧化物,諸如金屬氧化物，諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氧化物和其它金屬和類金屬的氧化物，諸如al、ga、in、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、se和te的氧化物；過氧化物，諸如m2o2(其中m為堿金屬)，諸如li2o2、na2o2和k2o2；和超氧化物，諸如mo2(其中m為堿金屬，諸如nao2、ko2、rbo2和cso2)和堿土金屬超氧化物；和氫來源。離子過氧化物可還包含ca、sr或ba的過氧化物。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含形成h2o的氧化物、過氧化物或超氧化物的氫還原。示例性反應(yīng)為na2o+2h2→2nah+h2o(328)li2o2+h2→li2o+h2o(329)ko2+3/2h2→koh+h2o(330)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含氫來源，諸如h2、氫化物(諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬氫化物和本發(fā)明氫化物中的至少一種)中的至少一種和氫來源或其它含易燃?xì)浠衔?諸如金屬胺化物)和氧來源(諸如o2)。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含h2、氫化物或氫化合物(諸如金屬胺化物)的氧化形成h2o。示例性反應(yīng)為2nah+o2→na2o+h2o(331)h2+1/2o2→h2o(332)linh2+2o2→lino3+h2o(333)2linh2+3/2o2→2lioh+h2o+n2(334)在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)混合物包含氫來源和氧來源。形成h2o催化劑的反應(yīng)可包含氫來源和氧來源中的至少一種分解形成h2o。示例性反應(yīng)為nh4no3→n2o+2h2o(335)nh4no3→n2+1/2o2+2h2o(336)h2o2→1/2o2+h2o(337)h2o2+h2→2h2o(338)本文在此化學(xué)反應(yīng)器章節(jié)中所揭示的反應(yīng)混合物還包含氫來源以形成分?jǐn)?shù)氫。來源可為原子氫來源，諸如氫解離體和h2氣體或金屬氫化物，諸如本發(fā)明的解離體和金屬氫化物。提供原子氫的氫來源可為包含氫的化合物，諸如氫氧化物或氫氧化合物。反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫的h可為由一或多種反應(yīng)物的反應(yīng)(諸如氫氧化物與氧化物的反應(yīng))形成的新生h，其中至少一種反應(yīng)物包含氫來源。反應(yīng)也可形成h2o催化劑。舉例而言，氫氧化合物(諸如feooh)可脫水提供h2o催化劑，而且在脫水期間提供新生h以用于分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)：4feooh→h2o+fe2o3+2feo+o2+2h(1/4)(339)其中該反應(yīng)期間形成的新生h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。其它示例性反應(yīng)為氫氧化物與氫氧化合物或氧化物(諸如naoh+feooh或fe2o3)形成堿金屬氧化物(諸如nafeo2+h2o)的反應(yīng)，其中該反應(yīng)期間形成的新生h可形成分?jǐn)?shù)氫，其中h2o充當(dāng)催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，h2o充當(dāng)催化劑，其維持在低濃度下以提供新生h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，低濃度系通過將h2o分子分散于另一材料(諸如固體、液體或氣體)中來達(dá)成。h2o分子可稀釋至分離的新生分子的極限。該材料也包含h來源。材料可包含離子化合物，諸如堿金屬鹵化物，諸如鉀鹵化物，諸如kcl。新生h的低濃度也可動(dòng)態(tài)達(dá)成，其中h2o由反應(yīng)形成。產(chǎn)物h2o可以相對(duì)于產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)低濃度的形成速率的速率移除以提供新生h。形成h2o的反應(yīng)可包含脫水、燃燒、酸堿反應(yīng)和其它反應(yīng)，諸如本發(fā)明的反應(yīng)。h2o可通過諸如蒸發(fā)和濃縮的方法移除。示例性反應(yīng)物為形成氧化鐵和h2o的feooh，其中新生h也由還反應(yīng)形成以形成分?jǐn)?shù)氫。其它示例性反應(yīng)混合物為fe2o3+naoh和h2中的至少一種、和feooh+naoh和h2中的至少一種。反應(yīng)混合物可維持在高溫下，諸如在約100℃至600℃范圍內(nèi)。h2o產(chǎn)物可通過在反應(yīng)器的冷區(qū)(諸如維持低于100℃的氣體管線)中冷凝蒸汽來移除。在另一實(shí)施方式中，分散或吸收于晶格(諸如離子化合物(諸如堿金屬鹵化物，諸如鉀鹵化物，諸如kcl)的晶格)中的包含h2o作為混合物或化合物的內(nèi)含物或一部分的材料(諸如h2o)可受高能粒子轟擊。粒子可包含光子、離子和電子中的至少一種。粒子可包含諸如電子束的射束。轟擊可提供h2o催化劑、h和形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)的活化中的至少一種。反應(yīng)混合物可還包含載體(諸如導(dǎo)電高表面積載體)。適合的示例性載體為本發(fā)明載體，諸如金屬粉末(諸如ni或r-ni)、金屬篩網(wǎng)(諸如ni)、碳、碳化物(諸如tic和wc)和硼化物。載體可包含解離體，諸如pd/c或pd/c。反應(yīng)物可為任何所需摩爾比。在一個(gè)實(shí)施方式中，化學(xué)計(jì)量有利于反應(yīng)完成以形成h2o催化劑和提供h以形成分?jǐn)?shù)氫。反應(yīng)溫度可在任何所需范圍內(nèi)，諸如在約環(huán)境溫度至1500℃范圍內(nèi)。壓力范圍可為任何所需值，諸如在約0.01托至500atm范圍內(nèi)。反應(yīng)為再生或可逆反應(yīng)中的至少一種：通過本文和本發(fā)明人以下在先美國專利申請(qǐng)案中所揭示的方法進(jìn)行：諸如hydrogencatalystreactor，pct/us08/61455，pct4/24/2008申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystreactor，pct/us09/052072，pct7/29/2009申請(qǐng)；heterogeneoushydrogencatalystpowersystem，pct/us10/27828，pct3/18/2010申請(qǐng)；和electrochemicalhydrogencatalystpowersystem，pct/us11/28889，pct3/17/2011申請(qǐng)，所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，形成h2o的反應(yīng)可通過改變反應(yīng)條件(諸如溫度和壓力)以發(fā)生消耗h2o的逆反應(yīng)而為可逆的。舉例而言，可在逆向反應(yīng)中增加h2o壓力以通過再水合自產(chǎn)物重組反應(yīng)物。在其它情況下，氫還原的產(chǎn)物可通過諸如由與氧和h2o中的至少一種反應(yīng)氧化來再生。在一個(gè)實(shí)施方式中，可自反應(yīng)中移除逆反應(yīng)產(chǎn)物以使逆反應(yīng)或再生反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。即使在基于平衡熱力學(xué)不利的情況下，通過移除至少一個(gè)逆反應(yīng)產(chǎn)物，逆反應(yīng)也可變成有利的。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，再生的反應(yīng)物(逆反應(yīng)或再生反應(yīng)產(chǎn)物)包含氫氧化物，諸如堿金屬氫氧化物。氫氧化物可為通過諸如溶劑化或升華的方法移除。在后者的情況下，堿金屬氫氧化物在約350-400℃范圍內(nèi)的溫度下無變化地升華。反應(yīng)可維持在本發(fā)明人在先美國專利申請(qǐng)案的電廠系統(tǒng)中。產(chǎn)生動(dòng)力的電池的熱能可向如在先所揭示的至少一個(gè)經(jīng)受再生的其它電池提供熱。作為選擇，形成h2o催化劑的反應(yīng)與逆再生反應(yīng)的平衡可如在先所揭示通過改變?cè)陔姵氐乃x區(qū)處因冷卻劑而具溫度梯度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水墻的溫度來移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用包含h和o中的至少一種的催化劑(諸如h2o)合成分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)和化合物。合成示例性分?jǐn)?shù)氫化合物mhx的反應(yīng)混合物，其中m為堿金屬且可為另一金屬(諸如堿土金屬)，其中化合物具有相應(yīng)化學(xué)計(jì)量，h為分?jǐn)?shù)氫(諸如分?jǐn)?shù)氫氫化物)，且x為陰離子(諸如鹵離子)，包含m和x來源(諸如堿金屬鹵化物，諸如kcl)和金屬還原劑(諸如堿金屬)、氫解離體(諸如ni，諸如ni篩網(wǎng)或r-ni)和視情況選用的載體(諸如碳)、氫來源(諸如金屬氫化物(諸如mh，可替換m)和h2氣體中的至少一種)和氧來源(諸如金屬氧化物或含氧化合物)。適合的示例性金屬氧化物為fe2o3、cr2o3和nio。反應(yīng)溫度可維持在約200℃至1500℃或約400℃至800℃范圍內(nèi)。反應(yīng)物可為任何所需比率。形成khcl的反應(yīng)混合物可包含k、ni篩網(wǎng)、kcl、氫氣、和fe2o3、cr2o3和nio中的至少一種。示例性重量和條件為1.6gk，20gkcl，40gni篩網(wǎng)，來自金屬氧化物的與k等摩爾數(shù)的氧(諸如1.5gfe2o3和1.5gnio)，1atmh2，和約550-600℃的反應(yīng)溫度。反應(yīng)通過h與來自金屬氧化物的o的反應(yīng)形成h2o催化劑，且h與催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫和分?jǐn)?shù)氫氫化物離子(形成產(chǎn)物khcl)。形成khi的反應(yīng)混合物可包含k、r-ni、ki、氫氣、和fe2o3、cr2o3和nio中的至少一種。示例性重量和條件為1gk，20gki，15gr-ni2800，來自金屬氧化物(諸如1gfe2o3和1gnio)的與k等摩爾數(shù)的氧，1atmh2，和約450-500℃的反應(yīng)溫度。反應(yīng)通過h與來自金屬氧化物的o的反應(yīng)形成h2o催化劑，且h與催化劑反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫和分?jǐn)?shù)氫氫化物離子(形成產(chǎn)物khi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，ciht電池、固體燃料或化學(xué)電池中的至少一種的產(chǎn)物為包含分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)和陽離子的化合物，其中后者引起分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)nmr向分離的分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)的低磁場(chǎng)位移。陽離子的低磁場(chǎng)位移可為實(shí)質(zhì)性的，諸如大于+10ppm。陽離子可呈異常氧化態(tài)，諸如2+堿金屬陽離子?；衔锟砂ǔ８邘щ姷年栯x子，諸如m2+(m＝堿金屬)和至少一個(gè)h-(1/p)，且可還包含另一陰離子(諸如鹵離子)。示例性化合物為mhx，其中m為堿金屬，h為分?jǐn)?shù)氫氫化物離子，且x為鹵離子，諸如nahcl、khcl或khi。在一個(gè)實(shí)施方式中，化合物中分?jǐn)?shù)氫氫化物離子相對(duì)于tms的nmr位移可在約-4ppm+/-2ppm范圍內(nèi)，其中分?jǐn)?shù)氫氫化物離子可包含h-(1/4)。在另一實(shí)施方式中，固體基質(zhì)(諸如氫氧化物(諸如naoh或koh)的基質(zhì))中分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分?jǐn)?shù)氫原子、氫化物離子或分子)的存在引起基質(zhì)質(zhì)子向高磁場(chǎng)位移?；|(zhì)質(zhì)子(諸如naoh或koh的質(zhì)子)可交換。在一個(gè)實(shí)施方式中，位移可使得基質(zhì)峰相對(duì)于tms在約-0.1至-5ppm范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，其中堿金屬m(諸如k或li)和nh(n＝整數(shù))、oh、o、2o、o2和h2o中的至少一種充當(dāng)催化劑，h來源為以下中的至少一種：金屬氫化物(諸如mh)、和金屬m和金屬氫化物mh中的至少一種與h來源形成h的反應(yīng)。一個(gè)產(chǎn)物可為氧化的m，諸如氧化物或氫氧化物。產(chǎn)生原子氫和催化劑中的至少一種的反應(yīng)可為電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)混合物可還包含h2、h2解離體(諸如本發(fā)明的h2解離體，諸如ni篩網(wǎng)或r-ni)和導(dǎo)電載體中的至少一種，導(dǎo)電載體諸如所述解離體和其它類似物以和本發(fā)明載體(諸如碳和碳化物、硼化物和碳氮化物)。m或mh的示例性氧化反應(yīng)為4mh+fe2o3→+h2o+h(1/p)+m2o+moh+2fe+m(340)其中h2o和m中的至少一種可充當(dāng)催化劑以形成h(1/p)。反應(yīng)混合物可還包含分?jǐn)?shù)氫吸收劑，諸如化合物，諸如鹽，諸如鹵化物鹽，諸如堿金屬鹵化物鹽，諸如kcl或ki。產(chǎn)物可為mhx(m＝金屬，所述堿金屬；x為相對(duì)離子，諸如鹵離子；h為分?jǐn)?shù)氫物質(zhì))。其它分?jǐn)?shù)氫催化劑可替代m，諸如本發(fā)明的催化劑，諸如表1的催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧來源為具類似于水的形成熱的化合物以便氧來源化合物的還原產(chǎn)物與氫之間的氧交換在最低能量釋放下發(fā)生。適合的示例性氧來源化合物為cdo、cuo、zno、so2、seo2和teo2。其它類似物(諸如金屬氧化物)也可為可經(jīng)受脫水反應(yīng)的酸或堿的酐，因?yàn)閔2o催化劑的來源為mnox、alox和siox。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化物層氧來源可覆蓋氫來源，諸如金屬氫化物，諸如氫化鈀。形成還反應(yīng)以形成分?jǐn)?shù)氫的h2o催化劑和原子h的反應(yīng)可通過加熱氧化物涂布的氫來源(諸如金屬氧化物涂布的氫化鈀)引發(fā)。氫化鈀可通過氫不滲透性層(諸如金膜層)涂布于氧來源的相對(duì)側(cè)以引起釋放的氫選擇性地遷移至氧來源，該氧化物層諸如金屬氧化物。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫催化劑的反應(yīng)和再生反應(yīng)分別包含氧來源化合物與氫之間和水與還原的氧來源化合物之間的的氧交換。適合的還原的氧來源為cd、cu、zn、s、se和te。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧交換反應(yīng)可包含用于熱形成氫氣的反應(yīng)。示例性熱法為氧化鐵循環(huán)、氧化鈰(iv)-氧化鈰(iii)循環(huán)、鋅-氧化鋅循環(huán)、硫-碘循環(huán)、銅-氯循環(huán)和混合硫循環(huán)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫催化劑的反應(yīng)和再生反應(yīng)(諸如氧交換反應(yīng))在同一反應(yīng)容器中相同發(fā)生?？煽刂茥l件(諸如溫度和壓力)以達(dá)成反應(yīng)同時(shí)發(fā)生。作為選擇，產(chǎn)物可被移出和在至少一個(gè)其它單獨(dú)容器中再生，該再生可在不同于如本發(fā)明和millspriorpatents中所給出的動(dòng)力形成反應(yīng)的條件下發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方式中，胺化物(諸如linh2)的nh2基團(tuán)充當(dāng)催化劑，其中方程式(5)中對(duì)應(yīng)于m＝3的勢(shì)能為約81.6ev。類似于酸或堿形成酐和酐形成酸或堿的可逆的h2o消除或添加反應(yīng)，胺化物與亞胺化物或氮化物之間的可逆反應(yīng)形成nh2催化劑，nh2催化劑還與原子h反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫。胺化物與亞胺化物和氮化物中的至少一種之間的可逆反應(yīng)也可充當(dāng)氫來源，諸如原子h。分?jǐn)?shù)氫氣體可經(jīng)由膜擴(kuò)散且當(dāng)溶解于溶劑中時(shí)反應(yīng)形成分?jǐn)?shù)氫氫化物。產(chǎn)物h2(1/p)可通過加熱釋放該氣體的產(chǎn)物來分離。當(dāng)分?jǐn)?shù)氫氣體來源包含結(jié)晶來源時(shí)，其可溶解于適合的溶劑(諸如h2o)中。釋放的氣體可捕捉于低溫冷阱(諸如液氦冷阱)中，其中溶劑(諸如h2o)可在氣體收集管線中的預(yù)冷阱中移除。因?yàn)殛枠O吸收分?jǐn)?shù)氫氣體，所以其可通過氣體排出而充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫氣體來源，氣體排出可通過化學(xué)消化或通過加熱來加速。消化可包含陽極與酸的反應(yīng)。一些材料可在產(chǎn)生期間因并入或通過捕捉天然豐富的氣體而包含捕捉的分?jǐn)?shù)氫氣體。實(shí)例為koh和k2co3。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氣體h2(1/p)可通過捕捉于對(duì)分?jǐn)?shù)氫氣體具高溶解度的溶劑中來分離并純化。適合的溶劑可對(duì)h2具高溶解度，諸如文獻(xiàn)中熟知的己烷或全氟己烷，諸如c.l.young編，solubilitydataserieshydrogenanddeuterium,第5/6卷，iupac,pergamonpress,oxford,1981(該文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中)中所給出。在一個(gè)實(shí)施方式中，物質(zhì)(諸如結(jié)晶化合物，諸如kcl)的組合物含有捕捉的分?jǐn)?shù)氫(諸如h2(1/p))。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫(諸如h2(1/p))自物質(zhì)組合物中純化而來。分?jǐn)?shù)氫(諸如h2(1/p))可通過將物質(zhì)(諸如kcl)的組合物溶解于適合的溶劑(諸如h2o)中來形成可與來自物質(zhì)組合物的物質(zhì)締合的溶劑化分?jǐn)?shù)氫(諸如h2(1/p))而純化。舉例而言，h2(1/p)可與kcl錯(cuò)合。包含分?jǐn)?shù)氫的溶劑化混合物的組分可有選擇性地加以分離。分離可通過添加另一溶劑或通過改變條件(諸如溫度)來引起含分?jǐn)?shù)氫的部分有選擇性地沈淀，由此通過諸如過濾的方法來收集而達(dá)成。作為選擇，含分?jǐn)?shù)氫的部分可留在溶液中，且其余物質(zhì)可沈淀析出。移除該缺失分?jǐn)?shù)氫的組合物，留下富含分?jǐn)?shù)氫的溶液?？梢瞥軇┣沂占?jǐn)?shù)氫的部分。分離該部分中的分?jǐn)?shù)氫的另一方法為添加溶劑或改變條件以使含分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)沈淀接著通過諸如過濾的方法收集。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氣體可通過氫或稀有氣體-氫混合物(諸如氦-氫混合物)的等離子體放電(諸如微波、rf或輝光放電)形成。等離子體可包含氫來源，諸如水蒸汽等離子體。分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物可收集于適合的溶劑(諸如d2o或有機(jī)溶劑)中?？墒紫仁占诘蜏乩溱逯校T如液氮或液氦低溫冷阱。冷凝或吸收的氣體可被加熱并轉(zhuǎn)移至nmr溶劑中。在一個(gè)實(shí)施方式中，可純化分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物。純化方法可包含使用適合的溶劑萃取和再結(jié)晶中的至少一種。方法可還包含層析和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的分離無機(jī)化合物的其它技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物由ciht電池或陰極和陽極半電池反應(yīng)物的反應(yīng)混合物形成。形成分?jǐn)?shù)氫和分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物的示例性ciht電池或陰極和陽極半電池反應(yīng)物的反應(yīng)混合物為[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣，間歇電解]、[ptti(h2)/k2co3/ni+空氣，間歇電解]、[ptti(h2)/koh/ni+空氣，間歇電解]、[ni(h2)/lioh-libr/ni+空氣]、[m/koh(飽和水溶液)+cg3401/蒸氣碳+空氣或o2](m＝r-ni、zn、sn、co、sb、pb、in、ge)、[naohni(h2)/base/naclmgcl2]、[na/base/naoh]、[lani5h6/koh(飽和水溶液)+cg3401/蒸氣碳+空氣或o2]、[li/celgardlp30/coo(oh)]、[li3mg/licl-kcl/tih2或zrh2]、[li3ntic/licl-kcl/ceh2cb]和[li/licl-kcl/lah2]。具有優(yōu)選1/4狀態(tài)的產(chǎn)物分子分?jǐn)?shù)氫和分?jǐn)?shù)氫氫化物離子可在用nmr溶劑(優(yōu)選為氘化dmf或dmso)萃取產(chǎn)物混合物后使用液體nmr觀察。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過h與oh和h2o催化劑中的至少一種的反應(yīng)合成分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分子分?jǐn)?shù)氫或分?jǐn)?shù)氫氫化物離子)。分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)可由以下的組中的至少兩者產(chǎn)生：金屬(諸如堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、內(nèi)過渡金屬和稀土金屬、al、ga、in、ge、sn、pb、as、sb和te)、金屬氫化物(諸如lani5h6和本發(fā)明的其它類似物)、水性氫氧化物(諸如堿性氫氧化物，諸如0.1m至飽和濃度的koh)、載體(諸如碳、pt/c、蒸氣碳、碳黑、碳化物、硼化物或腈)和氧。形成分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)的適合的示例性反應(yīng)混合物為(1)coptckoh(飽和)，有和無o2；(2)zn或sn+lani5h6+koh(飽和)；(3)co、sn、sb或zn+o2+cb+koh(飽和)；(4)alcbkoh(飽和)；(5)snni涂布的石墨koh(飽和)，有或無o2；(6)sn+sc或cb+koh(飽和)+o2；(7)znpt/ckoh(飽和)o2；(8)znr-nikoh(飽和)o2；(9)snlani5h6koh(飽和)o2；(10)sblani5h6koh(飽和)o2；(11)co、sn、zn、pb或sb+koh(飽和水溶液)+k2co3+cb-sa和(12)linh2libr和lih或li和h2或其來源和視情況選用的氫解離體(諸如ni或r-ni)。其它反應(yīng)混合物包含熔融氫氧化物、氫來源、氧來源和氫解離體。形成分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)的適合的示例性反應(yīng)混合物為(1)ni(h2)lioh-libr空氣或o2；(2)ni(h2)naoh-nabr空氣或o2和(3)ni(h2)koh-nabr空氣或o2。在一個(gè)實(shí)施方式中，可在發(fā)生任何h2和h2o析出后進(jìn)行氣體收集，其中h2(1/p)氣體仍自反應(yīng)物析出。析出可歸因于h-(1/p)與水形成h2(/p)的慢反應(yīng)，諸如反應(yīng)h-(1/4)+h2o→h2(1/4)。在一個(gè)實(shí)施方式中，分?jǐn)?shù)氫氣體因加熱而自含分?jǐn)?shù)氫的固體或液體(分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)產(chǎn)物)釋放?？墒褂美缋淠魇钩肿臃?jǐn)?shù)氫以外的任何氣體(諸如溶劑，諸如h2o)冷凝。冷凝物可回流?？赏ㄟ^分餾收集不含其它氣體的分子分?jǐn)?shù)氫氣體。又，可用再結(jié)合器(recombiner)或通過燃燒和通過蒸餾移除h2o來移除普通氫。分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)(諸如分子分?jǐn)?shù)氫)可在溶劑(諸如有機(jī)溶劑，諸如dmf或dmso)中萃取并通過諸如加熱和視情況自溶劑蒸餾分子分?jǐn)?shù)氫氣體的方法自溶劑中純化。在一個(gè)實(shí)施方式中，用溶劑(諸如有機(jī)溶劑，諸如dmf)萃取含分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)的產(chǎn)物，且加熱溶劑并視情況回流以釋放分?jǐn)?shù)氫氣體，收集該分?jǐn)?shù)氫氣體。分?jǐn)?shù)氫氣體也可通過使用包含載體或不廣泛吸收氣體添加劑(諸如碳化物(諸如tic或tac)或lan)的反應(yīng)混合物獲得。分?jǐn)?shù)氫氣體h2(1/p)可通過在溶劑(氣體在其中可溶)中萃取、使物質(zhì)組合物發(fā)生相變(諸如熔融)或通過將物質(zhì)組合物溶解于溶劑(h2(1/p)在其中具有低溶解度或不可溶)中的至少一種自物質(zhì)組合物(諸如含該氣體的化合物或材料)分離而得。在一個(gè)實(shí)施方式中，l量子數(shù)不為0的分子分?jǐn)?shù)氫具有凈磁矩，且因此預(yù)測(cè)具有顯著高于h2的液化溫度。含h2(1/4)的ar和kcl的masnmr中的順磁基質(zhì)位移和入射電子束激發(fā)的轉(zhuǎn)-振動(dòng)光譜中δj＝-1選擇法則證實(shí)所述狀態(tài)。通過低溫過濾來源(諸如空氣)獲得的氬、氖和氦中h2(1/4)的存在也支持h2(1/p)的液化溫度高于h2。因此，可通過使用溫度高于液氦低溫冷阱的溫度的低溫冷阱(諸如液氮、液氬或液氖低溫冷阱)來分離h2(1/p)。也可在低溫下在磁場(chǎng)中收集h2(1/p)，諸如在氧氣的情況下，可在低溫下，在磁極片之間形成固體。在包含熔融鹽電解質(zhì)的ciht電池實(shí)施方式(諸如[ni(h2)/moh或m(oh)2-m'x或m'x2/ni空氣]，m和m'為li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和ba中的一種；x為氫氧根、鹵離子、硫酸根和碳酸根中的一種)中，氫氣在放電陽極處通過間歇電解而產(chǎn)生。隨后，用經(jīng)由擴(kuò)散穿過電極壁(諸如h滲透性膜)接收分?jǐn)?shù)氫的抽真空電極或腔室置換氫滲透性電極。示例性電池為[ni(h2(1/p))/lioh-libr/ni空氣]間歇充電-放電。收集分?jǐn)?shù)氫氣體h2(1/p)用于適用的應(yīng)用，諸如激光介質(zhì)、用于形成結(jié)合能增加的氫物質(zhì)和化合物的化學(xué)試劑和熱轉(zhuǎn)移介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫的化學(xué)和ciht電池反應(yīng)中的至少一種的產(chǎn)物為與無機(jī)化合物錯(cuò)合的含分?jǐn)?shù)氫或分?jǐn)?shù)氫物質(zhì)的化合物(諸如h2(1/p))?；衔锟砂蹶庪x子化合物，諸如堿金屬或堿土金屬碳酸鹽或氫氧化物或本發(fā)明的其它所述化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)物包含m2co3·h2(1/4)和moh·h2(1/4)(m＝堿金屬或本發(fā)明的其它陽離子)絡(luò)合物中的至少一：。產(chǎn)物可由tof-sims鑒別為分別包含和的正光譜的一系列離子，其中n為整數(shù)，且p>1的整數(shù)可替代4。用本發(fā)明方法合成的低能量氫化合物可具有式mh、mh2或m2h2，其中m為堿金屬陽離子且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤hn，其中n為1或2，m為堿土金屬陽離子且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子。化合物可具有式mhx，其中m為堿金屬陽離子，x為中性原子(諸如鹵素原子)、分子或帶單一負(fù)電陰離子(諸如鹵素陰離子)中的一種，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤hx，其中m為堿土金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤hx，其中m為堿土金屬陽離子，x為帶雙負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤2hx，其中m為堿金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子。化合物可具有式mhn，其中n為整數(shù)，m為堿性陽離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。化合物可具有式m2hn，其中n為整數(shù)，m為堿土金屬陽離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。化合物可具有式m2xhn，其中n為整數(shù)，m為堿土金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。化合物可具有式m2x2hn，其中n為1或2，m為堿土金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絤2x3h，其中m為堿土金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤2xhn，其中n為1或2，m為堿土金屬陽離子，x為帶雙負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。化合物可具有式m2xx'h，其中m為堿土金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，x為帶雙負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子。化合物可具有式mm'hn，其中n為1至3的整數(shù)，m為堿土金屬陽離子，m'為堿金屬陽離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絤m'xhn，其中n為1或2，m為堿土金屬陽離子，m'為堿金屬陽離子，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絤m'xh，其中m為堿土金屬陽離子，m'為堿金屬陽離子，x為帶雙負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤m'xx'h，其中m為堿土金屬陽離子，m'為堿金屬陽離子，x和x'為帶單一的負(fù)電的陰離子，且h為結(jié)合能增加的氫化物離子或結(jié)合能增加的氫原子?；衔锟删哂惺絤xx'hn，其中n為1以5的整數(shù)，m為堿金屬或堿土金屬陽離子，x為帶單一或雙負(fù)電的陰離子，x'為金屬或類金屬、過渡元素、內(nèi)過渡元素或稀土元素，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絤hn，其中n為整數(shù)，m為陽離子，諸如過渡元素、內(nèi)過渡元素或稀土元素，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絤xhn，其中n為整數(shù)，m為陽離子，諸如堿金屬陽離子、堿土金屬陽離子，x為另一陽離子，諸如過渡元素、內(nèi)過渡元素或稀土元素陽離子，且化合物的氫內(nèi)含物hn包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絒khmkco3]n，其中m和n各為整數(shù)，且化合物的氫內(nèi)含物hm包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺狡渲衜和n各為整數(shù)，x為帶單一負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hm包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)?；衔锟删哂惺絒khkno3]n，其中n為整數(shù)，且化合物的氫內(nèi)含物h包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。化合物可具有式[khkon]n，其中n為整數(shù)，且化合物的氫內(nèi)含物h包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。包括陰離子或陽離子的化合物可具有式[mhmm′x]n，其中m和n各為整數(shù)，m和m'各為堿金屬或堿土金屬陽離子，x為帶單一或雙負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hm包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。包括陰離子或陽離子的化合物可具有式其中m和n各為整數(shù)，m和m'各為堿金屬或堿土金屬陽離子，x和x'為帶單一或雙負(fù)電的陰離子，且化合物的氫內(nèi)含物hm包含至少一種結(jié)合能增加的氫物質(zhì)。陰離子可包含本發(fā)明的陰離子的一。適合的示例性帶單一負(fù)電的陰離子為鹵離子、氫氧根離子、碳酸氫根離子或硝酸根離子。適合的示例性帶雙負(fù)電的陰離子為碳酸根離子、氧離子或硫酸根離子。在一個(gè)實(shí)施方式中，結(jié)合能增加的氫化合物或混合物包含包埋于晶格(諸如結(jié)晶晶格)中，諸如包埋于金屬或離子晶格中的至少一種低能量氫物質(zhì)，諸如分?jǐn)?shù)氫原子、分?jǐn)?shù)氫氫化物離子和二分?jǐn)?shù)氫分子。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶格不能與低能量氫物質(zhì)反應(yīng)?；|(zhì)可為非質(zhì)子性的，諸如在包埋的分?jǐn)?shù)氫氫化物離子的情況下?；衔锘蚧旌衔锟砂裼邴}晶格(諸如堿金屬或堿土金屬鹽，諸如鹵化物)中的h(1/p)、h2(1/p)和h-(1/p)中的至少一種。示例性堿金屬鹵化物為kcl和ki。其它適合的鹽晶格包含本發(fā)明的鹽晶格。低能量氫物質(zhì)可通過用非質(zhì)子性催化劑(諸如表1中的催化劑)催化氫來形成。本發(fā)明化合物純度優(yōu)選為大于0.1原子％?；衔锛兌雀褳榇笥?原子％?；衔锛兌壬踔粮褳榇笥?0原子％?；衔镒罴褳榇笥?0原子％純。在另一實(shí)施方式中，化合物純度大于90原子％。在另一實(shí)施方式中，化合物純度大于95原子％?；衔锏膽?yīng)用包括用于電池組、燃料電池、切割材料、輕質(zhì)量高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料和合成纖維、熱離子發(fā)電機(jī)陰極、光致發(fā)光化合物、抗磨蝕涂層、耐熱涂層、發(fā)光磷光體、光學(xué)涂層、光學(xué)過濾器、極遠(yuǎn)紫外激光器媒體、光纖電纜、磁體和磁性計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存媒體和浸蝕劑、掩蔽劑、半導(dǎo)體制造摻雜劑、燃料、炸藥和推進(jìn)劑中。結(jié)合能增加的氫化合物適用于化學(xué)合成處理方法和精煉方法中。結(jié)合能增加的氫離子具有作為高電壓電解電池的電解質(zhì)的負(fù)離子的應(yīng)用。由諸如本發(fā)明方法的方法形成的分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物的一個(gè)應(yīng)用為作為炸藥或推進(jìn)劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，化合物的分?jǐn)?shù)氫氫化物離子與質(zhì)子反應(yīng)形成二分?jǐn)?shù)氫。作為選擇，分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物分解形成二分?jǐn)?shù)氫。所述反應(yīng)釋放炸藥或推進(jìn)劑動(dòng)力。在質(zhì)子炸藥或推進(jìn)劑反應(yīng)中，使用質(zhì)子來源，諸如酸，諸如hf、hcl、h2so4或hno3，或超酸(super-acid)，諸如hf+sbf5、hcl+al2cl6、h2so3f+sbf5或h2so4+so2(g)。在另一實(shí)施方式中，炸藥或推進(jìn)劑包含分?jǐn)?shù)氫氫化物離子來源和氫來源，諸如h2氣體、氫化物化合物和包含氫的化合物(諸如h2o或烴(諸如燃料油))中的至少一種。氫化物化合物可為本發(fā)明的氫化物，諸如堿金屬或堿土金屬氫化物，諸如lih。使分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物(諸如mh(1/p)(m＝堿金屬；h(/1p)為分?jǐn)?shù)氫氫化物離子h-(1/p)))與氫來源形成二分?jǐn)?shù)氫且炸藥或推進(jìn)劑釋放動(dòng)力的示例性反應(yīng)為：mh(1/p)+h2→mh+h2(1/p)(341)mh(1/p)+mh→2m+h2(1/p)(342)mh(1/p)+h2o→moh+h2(1/p)(343)爆炸或推進(jìn)劑反應(yīng)通過快速混合含分?jǐn)?shù)氫氫化物離子化合物與h+來源(諸如酸或超酸)或氫來源來引發(fā)?？焖倩旌峡赏ㄟ^引爆鄰近分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物或反應(yīng)混合物的普通炸藥或推進(jìn)劑達(dá)成。在分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物或反應(yīng)混合物產(chǎn)生炸藥或推進(jìn)劑反應(yīng)的快速熱分解或反應(yīng)中，分解或反應(yīng)可由通過撞擊加熱分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物或混合物引爆鄰近分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物或反應(yīng)混合物的普通炸藥或推進(jìn)劑來引起。舉例而言，可用能經(jīng)由撞擊加熱而一觸即引爆的分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物或包含分?jǐn)?shù)氫氫化物化合物和可能的其它反應(yīng)物(諸如質(zhì)子或氫來源)的反應(yīng)混合物給子彈鑲尖(tipped)。在包含含氫來源和氧來源的反應(yīng)物的形成分?jǐn)?shù)氫的化學(xué)反應(yīng)器的另一實(shí)施方式中，原子氫來源為炸藥，其經(jīng)引爆以提供原子氫和形成催化劑以形成分?jǐn)?shù)氫的氫和氧中的至少一種。在實(shí)施方式中，催化劑包含nh、no(n＝整數(shù))、o2、oh和h2o催化劑中的至少一種。除包含炸藥和視情況選用的其它反應(yīng)物的固體反應(yīng)物以外，該視情況選用的其它反應(yīng)物諸如含氧化合物，諸如氧化物、氫氧化物、氫氧化合物、過氧化物和超氧化物，諸如本發(fā)明的所述化合物，氧來源可為空氣。催化劑與原子氫反應(yīng)以釋放除爆炸反應(yīng)的能量以外的能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池因能量的爆炸釋放而破裂，其中原子氫的催化對(duì)該能量的爆炸釋放有貢獻(xiàn)。該類電池的一個(gè)實(shí)例為含有用于形成催化劑的原子氫來源和氧來源的炸彈。在形成分?jǐn)?shù)氫的化學(xué)反應(yīng)器的另一實(shí)施方式中，形成分?jǐn)?shù)氫和釋放動(dòng)力(諸如熱力)的電池包含內(nèi)燃機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或氣渦輪機(jī)的燃燒腔室。反應(yīng)混合物包含氫來源和氧來源以產(chǎn)生催化劑和分?jǐn)?shù)氫。催化劑來源可為含氫物質(zhì)和含氧物質(zhì)中的至少一種。物種或其它反應(yīng)產(chǎn)物可為包含o和h中的至少一種的物質(zhì)中的至少一種：諸如h2、h、h+、o2、o3、o、o+、h2o、h3o+、oh、oh+、oh-、hooh、ooh-、o-、o2-、和催化劑可包含氧或氫物質(zhì)，諸如h2o。在另一實(shí)施方式中，催化劑包含nh、no(n＝整數(shù))、o2、oh和h2o催化劑中的至少一種。氫來源(諸如氫原子來源)可包含含氫燃料，諸如h2氣體或烴。氫原子可在烴燃燒期間通過烴熱解來產(chǎn)生。反應(yīng)混合物可還包含氫解離體，諸如本發(fā)明的氫解離體。h原子也可由氫解離形成。o來源可還包含來自空氣的o2。反應(yīng)物可還包含可充當(dāng)h和o中的至少一種的來源的h2o。在一個(gè)實(shí)施方式中，水充當(dāng)氫和氧中的至少一種的其它來源，氫和氧在電池中可通過h2o的熱解來供應(yīng)。水可在表面(諸如圓筒或活塞頭)上熱或催化解離成氫原子。表面可包含將水解離成氫和氧的材料。水解離材料可包含以下的元素、化合物、合金或混合物：過渡元素或內(nèi)過渡元素、鐵、鉑、鈀、鋯、釩、鎳、鈦、sc、cr、mn、co、cu、zn、y、nb、mo、tc、ru、rh、ag、cd、la、hf、ta、w、re、os、ir、au、hg、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、vb、lu、th、pa、u、活性木炭(碳)或cs插碳(石墨)。h和o可反應(yīng)形成催化劑和h以形成分?jǐn)?shù)氫。氫和氧來源可經(jīng)由相應(yīng)接口或進(jìn)口(諸如進(jìn)口閥或歧管)引入。產(chǎn)物可經(jīng)由排出口或出口排出。流量可通過經(jīng)由各自接口控制入口和出口速率來控制。xii.實(shí)驗(yàn)a.示例性ciht電池測(cè)試結(jié)果各包含陽極、低共熔熔融鹽電解質(zhì)和含于惰性氧化鋁坩鍋中的陰極的熔融鹽ciht電池在具有無氧的氬氛圍的手套箱中組裝并于手套箱中在氬氛圍下加熱。陽極包含于base管中的naoh和h來源(諸如ni(h2))，且陰極在電極(諸如ni)處包含低共熔混合物(諸如mgcl2-nacl)。第二型包含氫滲透性陽極(諸如ni(h2))、熔融氫氧化物電解質(zhì)(諸如lioh-libr)和對(duì)空氣開放的ni陰極。第三型包含通過經(jīng)由h2o儲(chǔ)集器鼓泡氬氣載氣或通過使用維持在30℃至50℃(31托至93托h2o)示例性溫度范圍內(nèi)的水發(fā)生器供給h2o的封閉電池。電解質(zhì)包含熔融鹽(諸如lioh-libr)和視情況選用的基質(zhì)(諸如mgo)。電池在間歇電解下操作，其中由h2o在放電陽極處形成氫氣且在放電陰極處形成氧氣。放電期間，反應(yīng)和電流逆轉(zhuǎn)形成新生h2o催化劑和分?jǐn)?shù)氫以產(chǎn)生過量電流和能量以便達(dá)成凈過量電能平衡。在另一變體中，此電池類型在對(duì)空氣開放下操作。第四型包含水性電解質(zhì)(諸如飽和koh)和在間歇電解條件下在對(duì)空氣開放下操作的不同陰極和陽極。稱為[陽極/電解質(zhì)/陰極]的示例性電池(諸如[ni(h2)/moh或m(oh)2-m'x或m'x2/ni空氣](m和m'為li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和ba中的一種；x為氫氧化物、鹵化物、硫酸鹽和碳酸鹽中的一種，m為r-ni、zn、sn、co、cd、sb和pb中的一種)、[naohni(h2)base/naclmgcl2/ni]、[ni/lioh-libr-mgo/nio(封閉或空氣)]和[sn5v5/koh(飽和水溶液)/ni(空氣)])的結(jié)果如下所列。高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-10w擴(kuò)大規(guī)模-032012gzc1-1023：mo/210glioh+1.05kglibr+420gmgo(1層)/nio(10層)；陽極：mo箔；陰極：過氧化cni6c；t設(shè)置＝420℃，t真實(shí)＝420℃；充電至8v，若v>6v，則放電4s。高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-030112gzc3-1005：mo/0.5"lioh+libr球粒-lioh+libr+mgo球粒-lioh+libr球粒(2件)/nio；陽極：1.5"直徑mo，陰極：1.5"×1.5"壓制過氧化cni6(1層)，由熔融電解質(zhì)預(yù)潤濕；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-031312gzc2-1012：ni-mo-ni/lioh:libr:mgo＝1:5:10/nio；陽極：cni8+mo+cni8，壓縮，由熔融電解質(zhì)預(yù)潤濕；陰極：cni8-壓制cni6c-cni8，由熔融電解質(zhì)預(yù)潤濕；隔板：使用4個(gè)0.5"直徑球粒；t設(shè)置＝440℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s031212gc1(間歇電解封閉電池，具mo納米粉末的層壓陽極)，ni-mo-ni網(wǎng)格方形物/lioh-libr-mgo/nio網(wǎng)格方形物(濕ar)t＝450℃，充電20ma直至v＝0.8v；放電20ma直至v>＝0.6v，否則放電4s；陽極：ni-mo-ni方形物(14.04g，14cm2)；陽極：nio方形物(3×1.5'×1.5')；電解質(zhì)：10glioh+50glibr+18gmgos＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)陽極：將2.0gmo納米粉末置放于4件ni網(wǎng)格(cn6c)方形物(1.5'×1.5')內(nèi)部并壓縮。030812gc1(間歇電解封閉電池，層壓陽極，高功率密度)，重復(fù)030712gc1ni-mo-ni方形物/lioh-libr-mgo/nio網(wǎng)格方形物(濕ar)t＝450℃，充電50ma直至v＝0.8v；放電50ma直至v>＝0.6v，否則放電4s；陽極：ni-mo-ni方形物(11.37g，14cm2)；陽極：nio方形物(3×1.5'×1.5')；電解質(zhì)：15glioh+75glibr+28gmgos＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)022812gc1(間歇放電封閉電池，水蒸汽流)壓縮ni-mo-ni方形物/lioh-libr-mgo/nio網(wǎng)格方形物(濕ar)t＝450℃，充電10ma直至v＝0.8v；放電10ma直至v>＝0.6v，否則放電4s；陽極：ni-mo-ni方形物(11.6g，包括導(dǎo)線，14cm2)；陽極：nio方形物(3×1.5'×1.5')；電解質(zhì)：15glioh+75glibr+28gmgos＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-031212gzc1-1008：ni-c-ni/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；陽極：1.5"×1.5"cni6+1"×1"石墨+1.5"×1.5"cni6，壓縮；陰極：1.5"×1.5"過氧化cni6(2層)；t設(shè)置＝515℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-031212gzc2-1009：ni-ni粉末-ni/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；陽極：1.5"×1.5"cni6+0.67gni納米粉末+1.5"×1.5"cni6，壓縮；陰極：1.5"×1.5"過氧化cni6(2層)；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s10w擴(kuò)大規(guī)模：高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-10電池疊堆。-021012gzc2-974：mo箔/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；陽極：9"直徑mo箔，陰極：9"直徑過氧化cni6c(2件)；t設(shè)置＝410℃，t真實(shí)＝440℃；充電至8v，若v>6v，則放電4s010411xy3-1345凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，5.3457g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+30.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-030112gzc2-1004：c/10glioh+50glibr/nio；陽極：1.5"×1.5"石墨，陰極：1.5"×1.5"壓制過氧化cni6(2層)；t設(shè)置＝460℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.6v，若v>0.4v，則放電4s高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-021712gzc2-983：cni6-mo-cni6/10glioh+50glibr+30gmgo/nio；陽極：1.5"×1.5"cni6-mo-cni6壓縮，陰極：1.5"×1.5"過氧化nifecral，孔徑尺寸：1.2mm；t設(shè)置＝460℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由水鼓泡器的ar流的封閉ss電池-010912gzc1-934：mo+ni/8glioh+40glibr+15gmgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"3.831gmo+0.623gcni8，陰極：1.5"×1.5"過氧化cni6c(2件)；t設(shè)置＝460℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>6v，則放電4s011812xy1-1369凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio。(高電流，濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；陽極：壓制多孔nic6nc(1.5"od”，11cm2，9.3632g，包括導(dǎo)線)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5”od)，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)012512xy2-1384凸緣封閉糊狀電解質(zhì)nifiber/lioh-libr-mgo/nio；陽極：ni纖維(1.5"od"，11cm2，8.5880g，包括導(dǎo)線)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5"od)，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)011812cg7-485：hx塔盤+mo陽極4×疊堆；2層nio底部3×疊堆，1層nio頂部疊堆；封閉電池，90℃h2o熱，封閉電池；陽極：1.5"直徑mo箔×4，在hx塔盤上使用；陰極：nio×4；電解質(zhì)：lioh-libr-mgo；ocv約4.0v；在20ma下充電直至v>3.2v，在-20ma下放電5秒或2.4v010912xy1-1352凸緣封閉糊狀電解質(zhì)mo/lioh-libr-mgo/nio。(不同波形，高電流)；陽極：mo板(1×1"，6.25cm2，31.7776g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)011012xy1-13555層疊堆c276(mo)/lioh-libr-mgo/nio。(凸緣封閉糊狀電解質(zhì))；各層中的陽極：c276箔(4.875"od"，116cm2)盤，盤中具1塊mo箔(4.25"od)；各層中的陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(4.25"od)，位于電解質(zhì)上；各層中的電解質(zhì)：40.0glioh+200.0glibr+60.0gmgo。溫度450℃s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)010512xy3-1348凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio。(濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；陽極：多孔nic6nc(1.5"od"，11cm2，5.2816g)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5"od)，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)010612xy3-1351凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio。(高電流，濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；陽極：多孔nic6nc(1.5"od"，11cm2，6.7012g)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5"od)，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121311xy1-1291凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，2.2204g)，浸沒于電解質(zhì)中.陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo。溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121311xy2-1292凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，2.1179g)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo。溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121311xy3-1293凸緣封閉糊狀電解質(zhì)mo/lioh-libr-mgo/nio；陽極：mo板(1×1"，6.25cm2，33.8252g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121311xy4-1294凸緣封閉糊狀電解質(zhì)海恩斯(haynes)242合金/lioh-libr-mgo/nio.(驗(yàn)證電池)；陽極：海恩斯242合金箔(1×1"，6.25cm2，4.5830g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)122211cg20-447ni塔盤+mo陽極3×疊堆；頂部直徑2.00"，底部直徑2.00"所制備糊狀物；封閉電池，經(jīng)由h2o的ar流；使用一側(cè)為nio而另一側(cè)為mo箔的雙極板且以塔盤作為隔板的3層疊堆電池；陽極：mo箔×3；陰極：nio×3；電解質(zhì)：lioh-libr-mgo；t設(shè)置＝450℃；在10ma下充電直至v>2.8v，在-10ma下放電5秒或1.5v120911xy3-1284水性mo6si4/koh/ni；陽極：mo6si4合金球粒(od1.4cm，1.5cm2)；陰極：多孔nic8nc；電解質(zhì)：飽和koh；室溫s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)122811xy1-1331凸緣封閉糊狀電解質(zhì)tzm/lioh-libr-mgo/nio。(ar+h2o)；陽極：tzm箔(0.75×1.5"，7.0cm2，2.8004g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121511xy1-1301凸緣封閉糊狀電解質(zhì)mo/lioh-libr-mgo/nio。(濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；陽極：mo板(1×1"，6.25cm2，32.0286g)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121611xy1-13053層疊堆mo(ni)/lioh-libr-mgo/nio。(凸緣封閉，糊狀電解質(zhì)，部分浸沒陽極)。(水由蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；各層中的陽極：內(nèi)部具一層celmetnic6nc(1.5"od，11cm2)的mo箔盤(2.0"od"，19.6cm2)；各層中的陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.75"od)，位于電解質(zhì)上；各層中的電解質(zhì)：8.0glioh+40.0glibr+20.0gmgo；溫度450℃；(濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)121211xy2-1288凸緣封閉糊狀電解質(zhì)mo/lioh-libr-mgo/nio；陽極：mo板(1×1"，6.25cm2)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：10.0glioh+50.0glibr+25.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕，低速率)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)120911xy5-1286凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio。(濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng))；陽極：多孔nic6nc(1.5"od"，11cm2，2.0286g)；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；濕度由水蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給電池s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)113011xy1-1254凸緣封閉糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-mgo/nio；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，3.1816g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+30.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)高t熔融電解質(zhì)-具ar流但隔開蒸汽發(fā)生器的封閉ss電池-121311gzc1-904：ni/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"2.975gcni6c，陰極：2件1.5"×1.5"過氧化cni6c；t設(shè)置＝440℃，t真實(shí)＝440℃；結(jié)果：(1)在無運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程下，使用30sccmar流沖洗電池(不穿過水鼓泡器)。14:40，ocv＝0.920v；16:57，ocv＝0.737v；(2)12月14日終止氣體流。封閉ar入口與出口，運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程：充電至0.8v，若v>0.6v，則放電4s。將水儲(chǔ)集器置放于溫度為60℃的加熱器中。高t熔融電解質(zhì)-具ar流的封閉ss電池：2電池的疊堆-121511gzc1-908：于ni塔盤中的mo/lioh+libr(1:5wt)+mgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.75"直徑0.01"厚mo箔，陰極：2件1.75"直徑過氧化cni6c。雙極板&陽極固持器：0.010"厚ni塔盤。將mo箔點(diǎn)焊于ni塔盤上；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；流程：充電至1.6v，若v>1.2v，則放電4s。有3根導(dǎo)線伸出以檢查各疊堆的狀態(tài)。水性rt電池-120111gzc3-887：cr6mo4/飽和koh/ni；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：0.5"odcr6mo4，陰極：cni8；rt，充電至1.2v，若v>0.8v，放電4s。120911xy2-1283水性ta5v5/koh/ni；陽極：ta5v5合金球粒(od1.4cm，1.5cm2)；陰極：多孔nic8nc；電解質(zhì)：飽和koh；室溫s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)120111gc3(間歇充電-放電封閉電池，ni粉末陽極)；ni粉末板/lioh-libr/nio網(wǎng)格方形物(濕ar)；t＝450℃，充電5ma直至v＝0.8v；放電5ma直至v>＝0.6v，否則放電4s；陽極：ni粉末板(4.78g，d：1'，5.06cm2)；陽極：nio方形物：3×1.5'×1.5'；電解質(zhì)：8glioh+40glibr+24gmgos＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)在無水蒸汽下控制：高t熔融電解質(zhì)-具ar流但入口處無鼓泡器的封閉ss電池-112811gzc1-877：ni/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"3.201gcni6c，陰極：2件1.5"×1.5"過氧化cni6c；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；連續(xù)放電高t熔融電解質(zhì)-具ar流和獨(dú)立的水蒸汽發(fā)生器的封閉ss電池-112211gzc2-872：ni/10glioh+50glibr+20gmgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"2.926gcni6c，陰極：1.5"×1.5"過氧化cni6c；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>0.6，則放電4s高t熔融電解質(zhì)-具經(jīng)由h2o鼓泡器的ar流的封閉ss電池-111411gzc1-858：ni/12glioh+60glibr+20gmgo/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"3.028gnicni6c，陰極：2件1.5"×1.5"過氧化cni6c；t設(shè)置＝460℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>0.6，則放電4s；結(jié)果：(1)ocv＝0.943v，抽空電池ocv＝0.860。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(2)ocv＝0.920v，抽空電池ocv＝0.872。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(3)ocv＝0.902v，抽空電池ocv＝0.858。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(4)ocv＝0.842v，抽空電池ocv＝0.793。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(5)ocv＝0.823v，抽空電池ocv＝0.790。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(6)ocv＝0.809v，抽空電池ocv＝0.777。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(7)ocv＝0.796v，抽空電池ocv＝0.768。隨后經(jīng)由水鼓泡器向封閉電池中填充ar；(8)ocv＝0.790v。隨后為運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程：充電至0.8v，若v>0.6，則放電4s。測(cè)試如下。高t熔融電解質(zhì)-具ar流的封閉ss電池-110811gzc5-845：ni/20glioh+100glibr/nio；2.75"氧化鋁坩堝；陽極：1.5"×1.5"nicni6c，陰極：4件1.5"×1.5"過氧化cni6c；t設(shè)置＝500℃，t真實(shí)＝440℃；充電至0.8v，若v>0.6，則放電4s111711xy3-1225凸緣封閉糊狀電解質(zhì)海恩斯242合金/lioh-libr-mgo/nio。20ma-10ma；陽極：海恩斯242合金箔(1×1"，6.25cm2，3.8287g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr+35.0gmgo；溫度450℃；流經(jīng)ar(預(yù)加濕，低速率)s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)110211gc5(用lioh+libr制備基質(zhì)，固體糊狀物)ni網(wǎng)格方形物/lioh-libr-mgo+lialo2/預(yù)氧化物ni網(wǎng)格方形物(ar，較大流動(dòng)速率)t＝450℃，充電5ma直至v＝0.8v，保持1s；放電5ma直至v>＝0.6v，否則放電4s；陽極：ni網(wǎng)格方形物(2.94g，約14cm2)；陽極：nio，cn6c，1.5×1.5'，2.71g；電解質(zhì)：8glioh+40glibr+11gmgo+11glialo2。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)102611xy5-1127糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-tio2/nio；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，2.6865g)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：6.0glioh+30.0glibr+12.0gtio2；溫度450℃s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)陽極基本上無nio形成。110411gc3(用lioh+libr制備基質(zhì)，固體糊狀物)nio網(wǎng)格方形物/lioh-libr-mgoli2zro3/nio網(wǎng)格方形物(空氣)t＝450℃，充電5ma持續(xù)0.5s；放電5ma持續(xù)1.5s；陽極：nio網(wǎng)格方形物(2.73g，約14cm2)；陽極：nio方形物，2.78g；電解質(zhì)：10glioh+50glibr+10gmgo+50gli2zro3。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)101311xy1-1086空氣陰極哈斯特洛依合金(hastelloy)c22/lioh-libr/ni；陽極：哈斯特洛依合金c22箔(1×1"，2.8949g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：卷起的多孔nic6nc(od1.75，2"高)，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：20.0glioh+100.0glibr；溫度450℃。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)101411cg1-280空氣陰極；陽極：mo1"×1"1.753g；陰極：nio卷筒，2"高，用moo2包埋；電解質(zhì)：lioh-libr；在10ma下充電直至v＝1.0v；在-10ma下放電4s或直至v＝0.6v，以先出現(xiàn)者為準(zhǔn)。102411xy3-1113糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-lialo2/nio。ar氣層；陽極：多孔nic6nc(od1.5"，11cm2，2.2244g)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：6.0glioh+30.0glibr+8.0glialo2；溫度450℃，具ar流s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)101711cg9-282空氣陰極；陽極：mo1"x1"1.658g；陰極：nio卷筒，2"高，用li2zro3包埋；電解質(zhì)：lioh-libr；在10ma下充電直至v＝1.0v；在-10ma下放電2s或直至v＝0.6v，以先出現(xiàn)者為準(zhǔn)；7天內(nèi)增益為9至11倍。101711xy1-1096糊狀電解質(zhì)ni/lioh-libr-li2tio3/nio；陽極：多孔nic6nc(1.5×1.5"，14cm2，3.4618g)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，位于電解質(zhì)上；電解質(zhì)：6.0glioh+30.0glibr+20.0gli2tio3；溫度450℃s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)101111xy1-1074浸沒的mo9s1/lioh-libr/nio；陽極：mo9s1球粒(14mmod，1.5cm2，3.4921g，包括導(dǎo)線)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：預(yù)氧化多孔nic6nc(1.5×1.5")，浸沒于電解質(zhì)中；電解質(zhì)：20.0glioh+100.0glibr；溫度450℃s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)083011xy2-959mhfc的間歇放電.(moni/lioh-libr/ni，高電流，高溫)；陽極：moni合金板(od14mm，約2.5mm厚，5.424g，包括焊接的ni導(dǎo)線)。浸沒于電解質(zhì)中；陰極：卷起的多孔nic6nc(od1.0"，2"高)，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：20.0glioh+100.0glibr；溫度450℃。s＝秒，min＝分鐘80ma下的長期效能測(cè)試s＝秒，min＝分鐘080211gzc4-564：ni振動(dòng)膜/20glioh+100glibr/cni4(空氣)；2.75"氧化鋁坩堝；電極：0.010"厚，1.875"直徑，17.8cm2ni振動(dòng)膜(陽極)，2.5"高，17"長卷起的cni4celmet，橫截面積：21.9cm2(陰極)；t設(shè)置＝340℃，熔融物的真實(shí)t：300℃；ph2＝910托，測(cè)量h2透過速率＝2.02e-2umol/s，計(jì)算最大h2透過速率：1.60e-2umol/s；測(cè)量電壓＝0.802v，測(cè)量功率：6.44mw，基于測(cè)量h2流動(dòng)速率的功率輸出:4.53mw；能效：142％072111gzc1-531：ni膜/20glioh+100glibr/cni4(空氣)；2.75"氧化鋁坩堝；電極：0.010"厚，1.875"直徑，17.8cm2ni振動(dòng)膜(陽極)，2.5"高，17"長卷起的cni4celmet，橫截面積：21.9cm2(陰極)；t設(shè)置＝380℃，熔融物的真實(shí)t：342℃；51.1ω負(fù)載；ph2＝978托，測(cè)量h2透過速率＝4.06e-2umol/s，計(jì)算最大h2透過速率：3.63e-2umol/s；測(cè)量電壓＝0.821v，測(cè)量功率：13.2mw，基于測(cè)量h2流動(dòng)速率的功率輸出：9.1mw；能效：145％062211xy1-776mhfc的間歇充電/放電(ni圓盤陽極，celmet卷筒陰極，高電流)，具氫氣流；陽極：ni圓盤(od1.875"，厚0.010")，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic6n牢固卷在氧化鋁管周圍，卷筒的od為1.875"，高4"，伸出電解質(zhì)。陽極和陰極的浸沒面積相同；電解質(zhì)：20.0glioh+100.0glibr；溫度450℃s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)100ma下的長期效能測(cè)試s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)062811gc1ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')h2滲透/lioh(41g)+licl(39g)/ni網(wǎng)格圓筒(空氣)t＝470℃(420℃，mp277℃)，100ω，30ω，15ω；陽極：ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')；陰極：ni網(wǎng)格包覆圓筒(cni8：4.5'×2'，2.81g)和(cni6：4.5'×1.9'，17.70g)；溫度：470℃，設(shè)置點(diǎn)：420℃)；ocv：vmax＝1.14v，緩慢升高；負(fù)載100ω：v＝1.07v；升高；負(fù)載30ω：v＝0.92v(穩(wěn)定)；負(fù)載15ω：v＝0.73v；(極度穩(wěn)定)；eout＝36790.0j(迄今為止)062811gc2ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')h2滲透/lioh(51.2g)+li2co3(29.8g)/ni網(wǎng)格圓筒(空氣)t＝530℃(488℃，mp434℃)，100ω，30ω，15ω；陽極：ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')；陰極：ni網(wǎng)格包覆圓筒(cni8：4.5'×1.9'，2.35g)和(cni6：4.5'×2'，19.50g)；溫度：530℃，設(shè)置點(diǎn)：488℃)；ocv：vmax＝1.05v，緩慢升高；負(fù)載100ω：v＝0.96v；升高；負(fù)載30ω：v＝0.84v(穩(wěn)定)；負(fù)載15ω：v＝0.81v；(最大值)；eout＝35614.4j(迄今為止)063011gc1(重復(fù)062711gc2)ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')h2滲透/lioh(34.1g)+li2so4(45.9g)/ni網(wǎng)格圓筒(空氣)t＝(444℃)520℃，設(shè)置點(diǎn)：30ω、15ω；陽極：ss管(1/4')-ni圓盤(f1.75')；陰極：ni網(wǎng)格包覆圓筒(cni8：5'×1.8'，2.63g)和(cni6：4.5'×1.8'，18.80g)；溫度：444℃，520℃，設(shè)置點(diǎn)(mp：407℃)；ocv：vmax＝0.91v(耗時(shí)2h)，緩慢升高；負(fù)載30ω：v＝0.80v，升高；負(fù)載15ω：vmax＝0.74v，現(xiàn)在v＝0.70v，穩(wěn)定；eout＝30971.8j(迄今為止)62811xy1-790mhfc的間歇充電/放電。(ni圓盤陽極，celmet卷筒陰極，高電流)，具氫氣流；陽極：ni圓盤(od1.875"，厚0.010")，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic6n牢固卷在氧化鋁管周圍，卷筒的od為1.875"，高4"，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：30.0glioh+150.0glibr溫度450℃。200ma下該配置電池的長期效能測(cè)試s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：2倍。062011xy1-769mhfc的間歇充電/放電。(celmet陽極，celmet卷筒陰極，高電流)，電池767的繼續(xù)，自200ma起始；陽極：多孔nic6n，(od1.5"，2.6g)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic8n和c6n牢固卷在氧化鋁管周圍(內(nèi)層c8n，外層c6n)，卷筒的od為1.5"，高4"，伸出電解質(zhì)。陽極和陰極的浸沒面積相同；電解質(zhì)：15.0glioh+75.0glibr；溫度450℃。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：2倍。061011xy1-737mhfc的間歇充電/放電.(圓盤陽極，celmet陰極，高電流)；陽極：ni圓盤(od2.0"，0.010"厚)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic6n，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：10.3glioh+49.7glibr；溫度450℃。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：5倍。061011xy2-738mhfc的間歇充電/放電。(圓盤陽極，celmet陰極，高電流)；陽極：ni圓盤(od2.0"，0.010"厚)，浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic6n，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：10.3glioh+49.7glibr。溫度450℃。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：5倍。運(yùn)轉(zhuǎn)9天。061011gc1ni管(1/4')-ni網(wǎng)格(ni粉末)h2噴射/lioh(10g)+libr(50g)/ni網(wǎng)格方形物t＝360℃，100ω；主要目的：測(cè)試ni粉末-h2噴射系統(tǒng)中的h2流動(dòng)速率；陽極：ni管(1/4')-ni網(wǎng)格(cni8，1.5'×1.8'，0.7g)，裝有2gni粉末(-400網(wǎng)格，99.8％)；陰極：ni網(wǎng)格方形物(2.5'×0.9')；溫度：360℃；ocv：vmax＝1.01v；負(fù)載100ω，h2流動(dòng)速率由質(zhì)量流量控制器與計(jì)量閥控制。vmax＝0.78v，下降并穩(wěn)定在0.64v；h2流動(dòng)速率測(cè)試4天；eout＝2.34kj(終止以進(jìn)行另一測(cè)試)。批注：(1)放電電壓恒定；流動(dòng)速率常數(shù)由計(jì)量閥控制；(2)平均值顯示效率極度接近約150％。053111xy1-696mhfc的間歇充電/放電.(流經(jīng)預(yù)加濕的無co2空氣，85％n2，15％o2)；陽極：多孔nic6n，圓盤完全浸沒于電解質(zhì)中；陰極：多孔nic6n，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：10.3glioh+49.7glibr；預(yù)加濕的無co2空氣(85％n2，15％o2)連續(xù)流經(jīng)電池。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：8倍。052711xy4-694mhfc的間歇充電/放電。陽極與陰極用多孔nic6n制備；陽極：多孔nic6n，圓盤全部浸沒于電解質(zhì)中。陰極：多孔nic6n，伸出電解質(zhì)；電解質(zhì)：10.3glioh+49.7glibr；電池為開放的。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)目標(biāo)能量增益：32倍。051311xy1-621(ni(h2)/lioh-libr-li2tio3/nic6n-nic4n)：原型配置(陽極與陰極平行。兩者之間有電解質(zhì)糊狀物的薄層)。此電池準(zhǔn)備使用具小多孔的ni泡沫固持電解質(zhì)，并防止頂部具大多孔的ni泡沫因毛細(xì)管作用而變濕。此電池與電池602相同制備，在ni導(dǎo)線破壞的前持續(xù)8天。此電池的功率密度在不同放電負(fù)載下測(cè)量。陽極：h2經(jīng)由ni腔室流動(dòng)(表面積：25cm2，0.01"厚)；陰極：空氣，具小多孔的多孔ni.c6n與電解質(zhì)接觸且c4n頂部具較大多孔的雙層(表面積：20cm2)；電解質(zhì)：4.0glioh+20.0glibr+10.0gli2tio3；溫度：熔融鹽的真實(shí)t為450℃；放電負(fù)載：50ω；在50ω放電下測(cè)試長期效能。s＝秒，d＝天，h＝小時(shí)(下同)18天時(shí)終止052411gc1(封閉電池)(naoh，h2)ni管(1/8')/base/nacl+mgcl2ni管(1/4')-附著的包覆網(wǎng)格(cni8)，t＝500℃(設(shè)置點(diǎn))，100ω；主要目的：將[ni(h2)naoh/base/nacl-mgcl2位于抽真空封閉電池中以除去h2o和h2，自陽極獲取黑色樣品以進(jìn)行xrd。陽極：(naoh4.0g，h2，約840托)ni管(1/8'，新)；陰極：nacl49.9g+61.4gmgcl2(兩者均經(jīng)干燥)，電流收集器：具附著的包覆網(wǎng)格(3'×2.5')的ni管(1/4')；t：500℃；ocv：vmax＝1.47v；負(fù)載100ω：vmax＝約0.97v；eout＝260.8j；批注：在較高溫度下獲得較高能量。ht電池：原型#25測(cè)試-051611gzc1-497：ni(h2)/0.5glioh+2.5glibr+1.5gmgo/ni(空氣)(mp.264c)；2.75"氧化鋁坩堝；電極：6.4cm2ni0.005"厚(陽極)，6.4cm2橫截面雙層cni8+cni4墊(陰極，由熔融電解質(zhì)預(yù)處理)，陰極由陶瓷保護(hù)，陰極鎳導(dǎo)線無陶瓷管覆蓋；t＝460℃(熔融物的真實(shí)t：420℃)，ph2約800托；結(jié)果：(1)ocv＝0.94v；(2)50ω負(fù)載，t＝479c，ph2＝798托，ccv＝0.812v，功率＝13.2mwb.水流分批量熱使用約43cm3體積的圓筒形不銹鋼反應(yīng)器(1"內(nèi)徑(id)、5"長和0.060"壁厚，具有內(nèi)熱電偶套管)和包含含各電池和外部水冷卻劑線圈的真空腔室的水流熱量計(jì)(收集99+％電池釋放的能量以達(dá)成<±1％誤差)獲得表9中各條目的右手側(cè)所列的催化劑反應(yīng)混合物的能量與功率平衡。通過積分隨時(shí)間變化的總輸出功率pt確定能量回收。功率如下給出其中為質(zhì)量流動(dòng)速率，cp為水的比熱，且δt為入口與出口之間的溫度的絕對(duì)變化。反應(yīng)系通過向外加熱器施加精確功率來引發(fā)。特定而言，向加熱器供應(yīng)200w功率。在此加熱時(shí)段期間，試劑達(dá)到分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)閾值溫度，其中反應(yīng)的起始通常由電池溫度的急劇升高證實(shí)。一旦電池溫度達(dá)到約400-500℃，即將輸入功率設(shè)置為0。18分鐘后，程序?qū)⒐β室龑?dǎo)為0。為增加轉(zhuǎn)移至冷卻劑的熱轉(zhuǎn)移速率，用1000托氦給腔室再次加壓，且水溫的最大變化(出口減去入口)為約1.2℃。如由觀察到流式熱敏電阻中的完全平衡所證實(shí)，使組裝經(jīng)24小時(shí)時(shí)間完全達(dá)到平衡。在各測(cè)試中，通過積分相應(yīng)功率計(jì)算能量輸入和能量輸出。使用方程式(344)通過將水容積流率乘以19℃的水密度(0.998kg/l)、水的比熱(4.181kj/kg℃)、校正溫差和時(shí)間間隔來計(jì)算每次增量中冷卻劑流中的熱能。求整個(gè)實(shí)驗(yàn)的各值之和，獲得總能量輸出。電池的總能量et必須等于能量輸入ein和任何凈能量enet。因此，凈能量如下給出enet＝et-ein(345)根據(jù)能量平衡，由下式相對(duì)于最大理論emt確定任何過量熱eexeex＝enet-emt(346)校準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果顯示，超過98％的電阻輸入熱偶合至輸出冷卻劑，且零過量熱控制顯示在應(yīng)用校準(zhǔn)校正下，熱量計(jì)精確至小于1％誤差以內(nèi)。結(jié)果如下給出，其中tmax為最大電池溫度，ein為輸入能，且de為超過輸入能量的測(cè)量輸出能量。當(dāng)放熱時(shí)，所有理論能量皆為負(fù)值。正輸出值表示輸出能量大于輸入能量。表9.示例性量熱測(cè)試結(jié)果c.分子分?jǐn)?shù)氫的光譜鑒別在blacklightpower,inc.(blp)首次觀察到僅來自脈沖式壓縮氫放電的h至較低能量分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)的理論預(yù)測(cè)躍遷的10.1和22.8nm下且延伸至較長波長的連續(xù)輻射帶且在天體物理學(xué)哈佛中心(harvardcenterforastrophysics，cfa)再現(xiàn)[r.l.mills,y.lu,「time-resolvedhydrinocontinuumtransitionswithcutoffsat22.8nmand10.1nm,」eur.phys.j.d,64,(2011),第63頁，doi:10.1140/epjd/e2011-20246-5]。也證實(shí)由涉及充當(dāng)分?jǐn)?shù)氫催化劑的快離子化h重組和中間物能量衰減步驟期間共振動(dòng)能轉(zhuǎn)移的機(jī)制形成的極快h[k.akhtar,j.scharer,r.l.mills,「substantialdopplerbroadeningofatomic-hydrogenlinesindcandcapacitivelycoupledrfplasmas,」j.phys.d,appliedphysics,第42卷，(2009),42135207(2009)doi:10.1088/0022-3727/42/13/135207]。關(guān)于氫形成更穩(wěn)定形式時(shí)的高能連續(xù)輻射的發(fā)現(xiàn)具有天體物理學(xué)蘊(yùn)涵，諸如分?jǐn)?shù)氫為黑暗物質(zhì)的性質(zhì)的候選者且相應(yīng)發(fā)射為高能天空和恒星連續(xù)輻射的來源[r.l.mills,y.lu,「hydrinocontinuumtransitionswithcutoffsat22.8nmand10.1nm,」int.j.hydrogenenergy,35(2010)，第8446-8456頁，doi:10.1016/j.ijhydene.2010.05.098]。由最近天體物理學(xué)測(cè)量和定位，黑暗物質(zhì)占宇宙質(zhì)量的98％且無所不在。此外，由自星系碰撞殘骸重建巨大重力天體顯示黑暗物質(zhì)為星系內(nèi)的，其中所述天體的力學(xué)需要大量非可見重力物質(zhì)[f.bournaud,p.a.duc,e.brinks,m.boquien,p.amram,u.lisenfeld,b.koribalski,f.walter,v.charmandaris,「missingmassincollisionaldebrisfromgalaxies,」science,第316卷，(2007)，第1166-1169頁；b.g.elmegreen,「darkmatteringalacticcollisionaldebris,」science,第316卷，(2007),第32-33頁]，且已顯示為碰撞的[m.j.jee,a.mahdavi,h.hoekstra,a.babul,j.j.dalcanton,p.carroll,p.capak,「astudyofthedarkcoreina520withthehubblespacetelescope:themysterydeepens,」astrophysicalj.,第747卷，第96期，(2012),第96-103頁]。因此，將預(yù)期黑暗物質(zhì)在地球上無所不在，如由對(duì)經(jīng)發(fā)現(xiàn)可充當(dāng)用于收集和分析鑒別本文呈現(xiàn)的分?jǐn)?shù)氫的吸氣劑的化合物的分析所證實(shí)。證實(shí)分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的能量學(xué)的其它觀察結(jié)果為因加熱形成氫等離子體，其余輝持續(xù)時(shí)間異常[h.conrads,r.l.mills,th.wrubel,「emissioninthedeepvacuumultravioletfromaplasmaformedbyincandescentlyheatinghydrogengaswithtraceamountsofpotassiumcarbonate,」plasmasourcesscienceandtechnology,第12卷，(2003)，第389-395頁]和h譜線反轉(zhuǎn)[r.l.mills,p.c.ray,r.m.mayo,m.nansteel,b.dhandapani,j.phillips,「spectroscopicstudyofuniquelinebroadeningandinversioninlowpressuremicrowavegeneratedwaterplasmas,」j.plasmaphysics,第71卷，第6部分，(2005),877-888；r.l.mills,p.ray,r.m.mayo,「cwhilaserbasedonastationaryinvertedlymanpopulationformedfromincandescentlyheatedhydrogengaswithcertaingroupicatalysts,」ieeetransactionsonplasmascience,第31卷，第2期，(2003),第236-247頁]。本發(fā)明系統(tǒng)涉及一種分?jǐn)?shù)氫燃料電池，稱為ciht(催化劑誘導(dǎo)的分?jǐn)?shù)氫躍遷)電池，其由氫催化反應(yīng)形成低能量(分?jǐn)?shù)氫)狀態(tài)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(emf)，從而將分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)化成電。各ciht電池包含包含陰極的陰極隔室、包含陽極的陽極隔室和也充當(dāng)形成分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)物來源的電解質(zhì)。歸因于氧化還原半電池反應(yīng)，產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫的反應(yīng)混合物由經(jīng)由外部電路的電子遷移和經(jīng)由經(jīng)電解質(zhì)的單獨(dú)的內(nèi)部路徑以完成電路的離子質(zhì)量輸送構(gòu)成。在一類電解再生ciht電池中，原子氫和氧氣通過在電池中電解h2o間歇形成，且氫催化劑和后續(xù)分?jǐn)?shù)氫在電池放電期間通過反應(yīng)混合物的反應(yīng)形成，伴隨凈電輸出增益。一個(gè)示例性ciht包含鎳墊或mo陽極、氧化鎳陰極和以mgo為基質(zhì)的熔融低共熔鹽電解質(zhì)lioh-libr。電池讓以蒸汽形式供應(yīng)至電池或自空氣中提取的水流出。電池在間歇電解和放電下操作。氫氣和氧氣在電解階段期間分別在負(fù)電極與正電極處產(chǎn)生，且充當(dāng)h和h2o催化劑來源。ciht電池由6個(gè)獨(dú)立的專業(yè)科學(xué)家或團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證，所產(chǎn)生的電輸出高達(dá)電解作為氫來源的h2o以形成分?jǐn)?shù)氫所需的電輸出的1000倍。所述電池和其它擴(kuò)大規(guī)模電池充當(dāng)電極和電解質(zhì)樣品以解析分析理論預(yù)測(cè)的分子分?jǐn)?shù)氫產(chǎn)物h2(1/4)的產(chǎn)生。具有熔融lioh-libr-mgo電解質(zhì)和單一電極組的ciht電池或具有雙極板電極的ciht電池疊堆充當(dāng)用于分析測(cè)試的分子分?jǐn)?shù)氫的來源，分析測(cè)試諸如魔角旋轉(zhuǎn)1h核磁共振光譜(mas1hnmr)、電子束激發(fā)發(fā)射光譜、拉曼光譜、傅里葉變換紅外(ftir)光譜和x射線光電子光譜(xps)。單一電池陰極和陽極分別包含nio和nicelmet或mo。雙極電極各包含nio陰極連接至不同于陽極的金屬的隔板。示例性隔板-陽極金屬對(duì)為214合金-ni、ni-mo、哈斯特合金-mo和mo-nicelmet。電池在真空腔室中密封且除夾帶于氬氣中或來自h2o蒸汽發(fā)生器的h2o蒸汽流以外為封閉的。包含n個(gè)電池的疊堆的電池的電效能類似于相應(yīng)的單一電池的電效能，其中例外為電池電壓為單一電池的電池電壓的n倍。分子分?jǐn)?shù)氫樣品包含置放于封閉ciht電池的密封容器中的電解質(zhì)、化學(xué)品和無機(jī)化合物吸收劑(諸如kcl、koh和kcl-koh混合物)，其中操作期間產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)氫捕捉于化合物的基質(zhì)中，該基質(zhì)由此充當(dāng)分子分?jǐn)?shù)氫吸收劑。未曝露于分?jǐn)?shù)氫來源的起始物質(zhì)充當(dāng)對(duì)照。分子分?jǐn)?shù)氫的特征匹配黑暗物質(zhì)的特征，且預(yù)期黑暗物質(zhì)(h2(1/p))存在于某些能夠捕捉其的材料中。與預(yù)期一致，kcl吸收劑含有天然豐富的h2(1/4)，其隨著曝露于h2(1/4)來源而大幅增加。捕捉于質(zhì)子基質(zhì)中的分子分?jǐn)?shù)氫的masnmr表示一種利用分子分?jǐn)?shù)氫的獨(dú)特特征經(jīng)由其與基質(zhì)的相互作用對(duì)其進(jìn)行鑒別的方法。關(guān)于nmr光譜的獨(dú)特考慮為可能的分子分?jǐn)?shù)氫量子態(tài)。類似于h2激發(fā)狀態(tài)，分子分?jǐn)?shù)氫h2(1/p)具有l(wèi)＝0,1,2,...,p-1的狀態(tài)。即使l＝0量子態(tài)也具有相對(duì)較大的四極矩，且另外l≠0狀態(tài)的相應(yīng)軌道角動(dòng)量產(chǎn)生可引起高磁場(chǎng)基質(zhì)位移的磁矩[millsgutcp]。當(dāng)基質(zhì)包含可交換h時(shí)，諸如具有水合水的基質(zhì)或堿性氫氧化物固體基質(zhì)，此效應(yīng)尤其有利，其中與h2(1/p)的局部相互作用因快速交換而影響較大群體。ciht電池吸收劑，諸如包含koh-kcl和kcl+k的ciht電池吸收劑(其中在分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)期間k與h2o反應(yīng)形成koh)在曝露于密封ciht電池內(nèi)部的氛圍后顯示+4.4ppm至約-4至-5ppm的基質(zhì)(koh)的masnmr活性組分位移。h2透過和β-氧化鋁-固體電解質(zhì)ciht電池以和固體燃料反應(yīng)器中的koh-kcl和其它吸收劑也顯示高磁場(chǎng)位移nmr效應(yīng)。詳言的，ciht電池的電解質(zhì)(諸如[ni(h2)+naoh/na-base/nacl+mgcl2]和[ni(h2)/lioh-libr+結(jié)束時(shí)添加的koh/nic6]的電解質(zhì))和固體燃料反應(yīng)的kcl+k和ki+k吸收劑(諸如naoh+feooh+2atmh2、naoh+fe2o3+2atmh2、k+kcl吸收劑+單獨(dú)的fe2o3+nio+ni篩網(wǎng)+2atmh2、k+kcl吸收劑+單獨(dú)的cr2o3+nio+ni篩網(wǎng)+2atmh2、k+ki吸收劑+單獨(dú)的fe2o3+nio+r-ni+2atmh2、和k+ki吸收劑+單獨(dú)的cr2o3+nio+r-ni+2atmh2)的masnmr光譜顯示-1ppm至-5ppm范圍內(nèi)的高磁場(chǎng)位移峰。關(guān)于p＝4狀態(tài)可能的不同量子數(shù)可產(chǎn)生與-4至-5ppm范圍內(nèi)的多個(gè)該類峰觀察結(jié)果一致的不同高磁場(chǎng)基質(zhì)位移。與觀察結(jié)果一致，通過與分子分?jǐn)?shù)氫形成絡(luò)合物而向高磁場(chǎng)位移的koh基質(zhì)的masnmr峰與充當(dāng)自由轉(zhuǎn)子的高磁場(chǎng)移動(dòng)氫氧離子(oh-)相比可為尖銳的。其它證據(jù)支持該基于分?jǐn)?shù)氫的位移機(jī)制。由具有高磁場(chǎng)位移masnmr光譜峰的樣品的電子束激發(fā)發(fā)射光譜觀察到h2(1/4)的h2(1/4)轉(zhuǎn)-振動(dòng)光譜。此外，陽離子tof-sim光譜顯示以二氫作為結(jié)構(gòu)的一部分的基質(zhì)化合物m:h2(m＝koh或k2co3)的多聚團(tuán)簇。詳言的，包含koh和k2co3或具有所述化合物作為吸收劑的分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)產(chǎn)物的陽離子光譜顯示k+(h2:koh)n和k+(h2:k2co3)n，與h2(1/p)在結(jié)構(gòu)中呈絡(luò)合物形式一致[r.l.mills,e.dayalan,p.ray,b.dhandapani,j.he,「highlystablenovelinorganichydridesfromaqueouselectrolysisandplasmaelectrolysis,」electrochimicaacta,第47卷，第24期，(2002),第3909-3926頁；r.l.mills,b.dhandapani,m.nansteel,j.he,t.shannon,a.echezuria,「synthesisandcharacterizationofnovelhydridecompounds,」int.j.ofhydrogenenergy,第26卷，第4期，(2001)，第339-367頁]。在室溫下h2(1/p)與基質(zhì)化合物的相互作用的能量必須大于約0.025ev的熱能，因?yàn)閠of-sims團(tuán)簇為穩(wěn)定的，且整個(gè)基質(zhì)在一些情況下在masnmr中位移。由與基質(zhì)的此強(qiáng)相互作用預(yù)期，對(duì)旋轉(zhuǎn)有高活化屏障。具有高磁場(chǎng)masnmr位移的樣品的一系列斯托克斯峰(stokespeak)也顯示約0.05-0.075ev(400-600cm-1)的拉曼基質(zhì)位移，其中峰之間的斜率與0.249ev能量差的h2(1/4)旋轉(zhuǎn)躍遷匹配，達(dá)約0.999或更高的高相關(guān)性。使用電子束激發(fā)發(fā)射光譜和拉曼光譜探索由特征性異常高的轉(zhuǎn)-振動(dòng)能量直接鑒別分子分?jǐn)?shù)氫。另一明顯特征在于分子分?jǐn)?shù)氫的選擇法則不同于普通分子氫的選擇法則。h2激發(fā)狀態(tài)壽命極短，且h2中具有δj＝±1的轉(zhuǎn)-振動(dòng)躍遷在快速電子躍遷期間發(fā)生。但h2不可能經(jīng)受具有選擇法則δj＝±1的純轉(zhuǎn)-振動(dòng)躍遷，因?yàn)樾枰猯＝0和δl＝±1以在躍遷期間使角動(dòng)量守恒。相比的下，所述躍遷產(chǎn)生分子分?jǐn)?shù)氫。原子中的電子的量子數(shù)為p、、ml和ms[millsgutcp]。在分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)的情況下，激發(fā)狀態(tài)的主量子數(shù)由置換。類似于h2激發(fā)狀態(tài)，分子分?jǐn)?shù)氫具有l(wèi)＝0,1,2,...,p-1的狀態(tài)。如關(guān)于h2激發(fā)狀態(tài)所觀察，所述長球形調(diào)和狀態(tài)之間的躍遷在無電子躍遷的純振動(dòng)躍遷期間容許δj＝±1的旋轉(zhuǎn)躍遷。角狀態(tài)的壽命足夠長以使h2(1/p)可獨(dú)特地經(jīng)受具有選擇法則δj＝±1的純轉(zhuǎn)-振動(dòng)躍遷。發(fā)射分子分?jǐn)?shù)氫狀態(tài)可由高能電子碰撞激發(fā)，其中歸因于p2(j+1)0.01509ev激發(fā)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)能在周圍溫度下不能增加，對(duì)應(yīng)于<0.02ev。因此，預(yù)期去激發(fā)振動(dòng)躍遷(諸如υ＝1→υ＝0)有僅對(duì)應(yīng)于j′-j″＝-1的p分枝，且較高旋轉(zhuǎn)能級(jí)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的群體涉及對(duì)應(yīng)于相較于自由振子所觀察到的振動(dòng)能移動(dòng)的基質(zhì)影響。捕捉于吸收劑的結(jié)晶晶格中的h2(1/4)轉(zhuǎn)-振動(dòng)發(fā)射由5×10-6托的壓力范圍內(nèi)的射束電流為10-20μa的入射6kev電子槍激發(fā)。使用配備有具鉑涂層1200線/毫米全息光柵和光電倍增管(pmt)檢測(cè)器的mcpherson0.2米單色器(model302，seya-namioka型)記錄來自電子束激發(fā)的發(fā)射的無窗紫外光譜。波長分辨率為約4nm(fwhm)，入口和出口隙縫寬度為500μm。增量為2nm且停留時(shí)間為3s。于在5wciht電池疊堆中充當(dāng)吸收劑的uv透明基質(zhì)kcl(120811jl-2m3)中的h2(1/4)的解析轉(zhuǎn)-振動(dòng)光譜的實(shí)例顯示峰最大值在260nm處，峰代表性位置在222.7、233.9、245.4、258.0、272.2和287.6nm處，具0.2491ev的相等間距。二原子分子(諸如h2(1/p))的振動(dòng)能由給出，其中k為力常數(shù)，且μ為折合質(zhì)量，對(duì)h2(1/p)而言為在分子處于相對(duì)于h為無限質(zhì)量的結(jié)晶晶格中的情況下，既定h和視作無限質(zhì)量的另一種的振動(dòng)的折合質(zhì)量對(duì)應(yīng)于振動(dòng)能的位移乘以因子所得的折合質(zhì)量。預(yù)期旋轉(zhuǎn)能基本上為自由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能，在于結(jié)晶硅或鍺中的h2的情況下，具有微小的旋轉(zhuǎn)屏障[e.v.lavrov,j.weber,「orthoandparainterstitialh2insilicon,」phys.rev.letts.,89(21),(2002),第215501至1-215501-4頁]。假定h2(1/p)的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能量為h2的p2能量，分別為p20.515ev和p20.01509ev，則預(yù)測(cè)于結(jié)晶晶格中的h2(1/4)的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能量分別為5.8ev和0.24ev。當(dāng)使用jobinyvonhoriba1250m光譜儀觀察時(shí)在±0.006nm分辨率下260nm電子束帶無除寬峰以外的結(jié)構(gòu)，且一般而言，能量對(duì)峰數(shù)曲線得到由y＝-0.249ev+5.8ev(r2＝0.999)給出的線，在r2＝0.999或更高下與h2(1/4)的躍遷υ＝1→υ＝0和p(1)、p(2)、p(3)、p(4)、p(5)和p(6)的預(yù)測(cè)值極度一致。另一實(shí)例為由火藥反應(yīng)kno3與木炭的密封反應(yīng)器的kcl吸收劑觀察到的包含峰p(1)-p(6)的強(qiáng)260nm帶。詳言的，斜率匹配間隔0.249ev的預(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)能(方程式(45)；p＝4)，其中j′-j″＝-1；j″＝1,2,3,4,5,6，其中j"為最終狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)量子數(shù)。分?jǐn)?shù)氫反應(yīng)的高能量學(xué)可為能量材料(諸如火藥)的基礎(chǔ)；此外由h躍遷形成分?jǐn)?shù)氫期間形成的能量或快h轟擊碳可為使碳的石墨形式轉(zhuǎn)化成金剛石形式的機(jī)制的基礎(chǔ)[r.l.mills,j.sankar,a.voigt,j.he,b.dhandapani,「synthesisofhdlcfilmsfromsolidcarbon,」j.materialsscience,j.mater.sci.39(2004)3309-3318；r.l.mills,j.sankar,a.voigt,j.he,b.dhandapani,「spectroscopiccharacterizationoftheatomichydrogenenergiesanddensitiesandcarbonspeciesduringhelium-hydrogen-methaneplasmacvdsynthesisofdiamondfilms,」chemistryofmaterials,第15卷，(2003)，第1313-1321頁]。同一機(jī)制適用于金剛石樣碳、納米管和富勒烯的形成。分?jǐn)?shù)氫形成也可產(chǎn)生分?jǐn)?shù)氫原子、氫化物離子或分子包埋于作為穩(wěn)定性來源的材料中的高度穩(wěn)定的si表面[r.l.mills,b.dhandapani,j.he,「highlystableamorphoussiliconhydride,」solarenergymaterials&solarcells,第80卷，第1頁，(2003)，第1-20頁]。密封于含有65mw八層ciht疊堆(各電池包含[mo/libr-lioh-mgo/nio])的真空腔室中的koh吸收劑的電子束激發(fā)發(fā)射光譜顯示匹配歸屬于h2(1/4)轉(zhuǎn)-振動(dòng)的260nm帶分布的輪廓的寬連續(xù)譜發(fā)射特征，6000計(jì)數(shù)的最大強(qiáng)度在約260nm處。吸收劑起始物質(zhì)中未觀察到的帶的強(qiáng)度為通常觀察到的強(qiáng)度的約10倍。對(duì)應(yīng)于包含p(1)-p(6)的260nm電子束帶的強(qiáng)峰由拉曼光譜解析。此外，相應(yīng)純旋轉(zhuǎn)系列的能量和微小旋轉(zhuǎn)屏障也由拉曼光譜證實(shí)。也使用拉曼光譜探索h2(1/4)，其中歸因于正與仲之間存在大能量差，故預(yù)期后者在該群體中占優(yōu)勢(shì)。假定仲為偶數(shù)，則對(duì)于偶整數(shù)，純旋轉(zhuǎn)躍遷的典型選擇法則為δj＝±2。然而，軌道旋轉(zhuǎn)角動(dòng)量偶合引起量子數(shù)發(fā)生變化而激發(fā)旋轉(zhuǎn)能級(jí)的光子的角動(dòng)量守恒，其中共振光子能量頻率相對(duì)于無量子數(shù)變化存在時(shí)的躍遷變動(dòng)軌道核超精細(xì)能量。旋轉(zhuǎn)選擇法則定義為初始狀態(tài)減去最終狀態(tài)，即δj＝j(luò)′-j″＝-1，軌道角動(dòng)量選擇法則為δl＝±1，且躍遷在旋轉(zhuǎn)和軌道角動(dòng)量激發(fā)偶合期間由角動(dòng)量守恒產(chǎn)生。使用具微距模式的442nm激光器的horibajobinyvonlabramaramis拉曼光譜儀，koh吸收劑樣品在4233、4334、6288、8226和8256cm-1處觀察到拉曼峰。其它尖銳譜線為來自激光器的原子或原子中的離子譜線?？紤]緊密間隔的峰包含質(zhì)心分裂峰，能量對(duì)峰數(shù)的斜率為直線，r2為0.9999，斜率為0.245ev，與h2(1/4)的旋轉(zhuǎn)能極度匹配。觀察到正-仲分裂以偶合于h2中的轉(zhuǎn)-振動(dòng)，h2(1/4)的此能量具有分裂量值[millsgutcp]，但h2(1/4)應(yīng)基本上僅為正，且核自旋在轉(zhuǎn)-振動(dòng)激發(fā)期間因時(shí)標(biāo)錯(cuò)配而不變化。更確切而言，旋轉(zhuǎn)峰的能量分裂和選擇法則使旋轉(zhuǎn)躍遷δj＝-1的能量分裂和選擇法則與視能級(jí)而定具有非簡并軌道核超粗細(xì)能級(jí)由4至60cm-1分裂的軌道角躍遷δl＝±1極度匹配[millsgutcp]。該系列對(duì)應(yīng)于電子束系列的峰p(2)-p(5)，其中基質(zhì)位移或旋轉(zhuǎn)屏障為約450cm-1或約0.055ev。雖然用325nm激光器在預(yù)期含有h2(1/4)的不同樣品中也觀察到峰間間隔為0.249ev的峰組，但自對(duì)照(諸如si晶片或玻璃)中未觀察到。舉例而言，雖然該系列在于密封feooh+h2+ni篩網(wǎng)解離體固體燃料反應(yīng)器中的kcl+k吸收劑中觀察到，但基質(zhì)位移視吸收劑而變化。使用785、663、442、325(jobinyvonhoribalabramaramis)以及780和532(thermoscientificdxr)nm激光器在此吸收劑基質(zhì)的光譜中也觀察到該系列的對(duì)應(yīng)于p(1)的位于2594cm-1處的峰。雖然該系列的最低能量成員在一些情況下用高能激光器更難觀察到，但用低能激光激發(fā)(諸如用低能532nm激光照射)可輕易地辨別，該低能激光激發(fā)也激發(fā)匹配h2(1/4)的自由空間旋轉(zhuǎn)能(0.2414)達(dá)四位有效數(shù)字的位于1950cm-1處的極銳峰。此系統(tǒng)也容許使用包含自飽和水溶液中再結(jié)晶的kcl吸收劑的樣品解析位于4368和4398cm-1處的對(duì)應(yīng)于p(2)的二重峰的分裂。此外，入射于分別產(chǎn)生2.2wh(400％增益)、0.95wh(500％增益)、3.3wh(180,000％增益)和2.7wh(260％增益)的驗(yàn)證電池[ni、ni、mo和h242合金/lioh-libr-mgo/nio]的電解質(zhì)基質(zhì)上的最低能量780nm激光在此基質(zhì)中激發(fā)對(duì)應(yīng)于p(1)的位于2639cm-1處的強(qiáng)峰。由熒光所致的位于2957cm-1處的hg譜線和位于2326cm-1處的n2峰充當(dāng)內(nèi)部校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。向系列p(1)-p(5)的曲線添加(1)得到0.2414ev的斜率，該斜率精確匹配h2(1/4)的旋轉(zhuǎn)能42(0.01509ev)＝0.2414ev。此外，使用具dtgs檢測(cè)器的nicolet730ftir光譜儀在4cm-1分辨率下對(duì)來自分別產(chǎn)生0.94wh(4000％增益)、1.25wh(200％增益)、1.22wh(250％增益)和5.35wh(1900％增益)的驗(yàn)證電池[(ni、h242合金和mo/lioh+libr+mgo/nio)]和[ni/lioh-libr-mgo/nio]的起始物質(zhì)和電解質(zhì)樣品進(jìn)行ftir。起始物質(zhì)中無對(duì)應(yīng)于p(1)的峰，但在ftir光譜中在2633cm-1處觀察到強(qiáng)銳鋒，尤其在具高能量和增益的ciht電池的電解質(zhì)樣品以和固體燃料吸收劑樣品(諸如對(duì)于feooh反應(yīng)使用koh作為吸收劑)中。包含lioh-libr-mgo的電解質(zhì)中位于3618和3571cm-1處的lioh峰值o-h拉伸峰可在lioh以與h2(1/p)的絡(luò)合物形式存在時(shí)變尖銳。lioh:h2(1/p)絡(luò)合物中的相互作用替代并破壞h鍵結(jié)，h鍵結(jié)否則會(huì)加寬o-h拉伸峰。自feooh反應(yīng)收集的氣體的ftir還顯示對(duì)應(yīng)于0.247ev旋轉(zhuǎn)能的位于1995cm-1處的峰，可能涉及不同于用拉曼激發(fā)的量子態(tài)之間的躍遷。另一重要結(jié)果在于由包含在1900％增益下產(chǎn)生5.35wh的驗(yàn)證電池[ni/lioh-libr-mgo/nio]的ciht電池的ni陽極觀察到該系列拉曼峰。對(duì)應(yīng)于p(4)的位于8358cm-1的峰尤其強(qiáng)且實(shí)際上顯示xps光譜中可見的可能由ni、lioh和mg基質(zhì)所致的約0、450和550cm-1的三個(gè)基質(zhì)位移。電解質(zhì)樣品也顯示所述強(qiáng)p(4)峰。此外，不能歸屬于任何已知元素的fwhm為1ev的ni陽極的522ev的小xps峰匹配522ev的h2(1/4)的總能量?；跓o所述元素的任何其它相應(yīng)峰存在，容易地排除作為僅有可能性的pt和v。預(yù)期碰撞式康普頓二階電離(comptondoubleionization)，一個(gè)電子保存入射的alx射線能量為動(dòng)能，因?yàn)閔2(1/4)不吸收或發(fā)射輻射，且形成的電離狀態(tài)為無限激發(fā)狀態(tài)。該結(jié)果還證實(shí)在ciht電池操作期間在陽極上形成h2(1/4)。另外，由與基于常規(guī)反應(yīng)的最大理論值相比顯示能量過剩多倍的固體燃料反應(yīng)產(chǎn)物(諸如含有約0.5wt％硫酸鹽作為h2o催化劑來源的含pd/c的kh的反應(yīng)產(chǎn)物)觀察到522evh2(1/4)峰。xps的分辨率不能解析由與不同量子數(shù)相關(guān)的軌道核能級(jí)所致的分裂，但可使用同步加速輻射源。使用水流分批量熱(water-flow,batchcalorimetry)部分中所給出的水流量熱法測(cè)量的固體燃料反應(yīng)的過量熱已獨(dú)立地由在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室操作的差示掃描熱測(cè)量定(dsc)證實(shí)。舉例而言，建在法國的setaraminstrumentation對(duì)充當(dāng)固體燃料以提供h和h2o催化劑的feooh使用其商業(yè)dsc131evo儀器測(cè)量形成h2o和鐵氧化物的最大理論熱三次。所述產(chǎn)品由xrd使用brukerd4衍射計(jì)證實(shí)。有關(guān)鑒別分?jǐn)?shù)氫相互關(guān)聯(lián)的證實(shí)性觀察結(jié)果為顯示為純旋轉(zhuǎn)拉曼躍遷的分裂的h2(1/4)的分子軌道-核偶合能量與關(guān)于相應(yīng)原子分?jǐn)?shù)氫h(1/4)所預(yù)測(cè)和觀察到的旋轉(zhuǎn)核偶合能量一致。類似于21cm(1.42ghz)普通氫譜線的情況，分?jǐn)?shù)氫原子由利用低于35k的低溫冷卻的h2的terahz吸收光譜術(shù)觀察到的預(yù)測(cè)的642ghz旋轉(zhuǎn)核超精細(xì)躍遷來鑒別。使用耦接于傅里葉變換干涉儀的長路徑長度(60m)多反射吸收池，wishnow[e.h.wishnow,thefar-infraredabsorptionspectrumoflowtemperaturehydrogengas,ph.d.thesis,universityofbritishcolumbia,canada,(1993)]分別在20-320cm-1波數(shù)、21-38k溫度和1-3個(gè)大氣壓的壓力范圍下在0.24cm-1光譜分辨率下記錄h2光譜。在25.5k下觀察到21.4cm-1處的尖銳譜線，但該尖銳譜線在36k下不存在。譜線的波數(shù)與預(yù)測(cè)的21.4cm-1h(1/4)超精細(xì)譜線相匹配，且不能歸屬于已知種類。在由拉曼光譜術(shù)搜尋分?jǐn)?shù)氫信號(hào)時(shí)，另一候選者為以二階熒光形式觀察到的匹配260nm電子束帶的h2(1/4)的轉(zhuǎn)-振動(dòng)。使用具有hecd325nm激光器的horibajobinyvonlabramaramis拉曼光譜儀以顯微鏡模式在40×放大倍率下，在8340、9438、10,467、11,478、12,457、13,433和14,402cm-1處觀察到一系列1000cm-1等能間距的強(qiáng)拉曼峰，最大峰強(qiáng)度在12,457cm-1處。根據(jù)所述峰位置計(jì)算的二階熒光光譜包含位于446、469、493、518、546、577和611nm處的峰。間距1000cm-1或0.1234ev能很好地匹配h2(1/4)的二階旋轉(zhuǎn)光譜。實(shí)際上，考慮由基質(zhì)位移所致的波長范圍極限的輕微縮小，將計(jì)算的熒光光譜的波長減半且針對(duì)基質(zhì)之間的躍遷進(jìn)行修正，此使得電子束與拉曼光譜迭加，包括峰強(qiáng)度。認(rèn)為激發(fā)由激光器的高能uv和euvhe和cd發(fā)射所致，其中光柵(具1024×26μm2像素ccd的labramaramis2400g/mm460mm焦距系統(tǒng))為色散的且其最高效率在光譜范圍較短波長側(cè)，與260nm譜帶范圍相同。ccd也在500nm處最具回應(yīng)性，260nm譜帶的二階區(qū)的中心在520nm處。在重復(fù)掃描達(dá)較高波數(shù)時(shí)，觀察到轉(zhuǎn)-振動(dòng)系列的額外成員。此外，當(dāng)使用k2co3-kcl(1:1)作為電池[層壓的cni61.5"x1.5"+cni81.5"x1.5"+mo1"x1"cni8+1.5"x1.5"+ag1"x1"+cni81.5"x1.5"+cni61.5"x1.5")/lioh-libr-mgo/nio](50ma充電和放電電流；2.65wh放電能量，200％增益)的吸收劑時(shí)，觀察到強(qiáng)260nm電子束帶，且也觀察到因不同基質(zhì)而具有微小位移的激光激發(fā)的二階熒光帶延伸至17,000cm-1，且更高階超出最大掃描范圍直至22,000cm-1。當(dāng)照射激光時(shí)，由樣品可觀察到發(fā)綠光。拉曼光譜中的可能的信號(hào)為強(qiáng)連續(xù)譜，其最大值在歸屬于系列p(1)-p(7)的二階發(fā)射的峰下方的12,500cm-1處。使該拉曼連續(xù)譜轉(zhuǎn)化為相應(yīng)熒光發(fā)射可發(fā)綠光，550nm處的最大值匹配綠光照射的樣品發(fā)射。綠色連續(xù)熒光還使h2(1/4)的自由振動(dòng)與結(jié)晶基質(zhì)固定的h2(1/4)振動(dòng)之間的能量差與結(jié)晶基質(zhì)的熱子進(jìn)行的能量交換相匹配，且歸屬于此來源。由固體燃料反應(yīng)器中的吸收劑(諸如具有固體燃料feooh+h2+ni篩網(wǎng)氫氣解離體的反應(yīng)器中的kcl+k(原位形成koh)吸收劑)也觀察到包含系列p(1)-p(7)的h2(1/4)的二階熒光光譜和產(chǎn)生位于該系列下面的拉曼連續(xù)譜的綠色熒光。在無已知一階峰的區(qū)中觀察到與理論預(yù)測(cè)達(dá)四位有效數(shù)字的一致的拉曼帶強(qiáng)可有力地證實(shí)有核間距為h2的1/4的分子分?jǐn)?shù)氫。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12