[发明专利]用于住所支持的能量系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权和权益：2010年2月13日提交的名称为全光谱能量和资源独立性(FULL SPECTRUM ENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE)的美国临时申请No.61/304,403；2010年2月17日提交的名称为电解池及其使用方法(ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USE THEREOF)的美国专利申请No.12/707,651；2010年2月17日提交的名称为电解池及其使用方法(ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USE THEREOF)的PCT申请No.PCT/US10/24497；2010年2月17日提交的名称为用于在电解期间控制成核的设备和方法(APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATION DURING ELECTROLYSIS)的美国专利申请No.12/707,653；2010年2月17日提交的名称为用于在电解期间控制成核的设备和方法(APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATION DURING ELECTROLYSIS)的PCT申请No.PCT/US10/24498；2010年2月17日提交的名称为用于在电解期间控制气体捕集的设备和方法(APPARATUS AND METHOD FOR GAS CAPTURE DURING ELECTROLYSIS)的美国专利申请No.12/707,656；2010年2月17日提交的名称为用于在电解期间控制成核的设备和方法(APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATION DURING ELECTROLYSIS)的PCT申请No.PCT/US10/24499；以及2009年8月27日提交的名称为电解槽和能量独立性技术(ELECTROLYZER AND ENERGY INDEPENDENCE TECHNOLOGIES)的美国临时专利申请No.61/237,476。这些申请均通过参考而整体地并入本文中。

背景技术

世界经济依赖于超过一百万年的化石积聚(例如煤、天然气和油)的年燃烧所产生的能量。当前用于从化石和核燃料中心电站产生电力的实践是非常低效的。大多数电力是通过以热机驱动发电机而生产的，该热机比如为蒸汽涡轮机或燃气涡轮机，通过煤以及在较小范围内通过天然气、油或核燃料向热机供给燃料。

诸如煤、油和天然气的化石碳氢化合物的最初生成始于在6千万至5亿年前的遥远过去的光合作用。由光合作用生成的生物质的效率低于1％，并且仅仅少量的生物质在能够保存化石燃料的地理环境中无氧地生成。从而，在宣称效率达到40％至60％的发电厂中燃烧化石燃料实际上将远小于0.5％的太阳能转换为电力。

庞大的化石燃料消耗已经使得美国引领了世界经济的发展。已经燃烧了大约2000亿桶国产石油和或多或少地如天然气和煤的相等能量等效物。美国的占世界六十亿人口的大约5％的人口消耗了世界石油产品的大约25％，但是美国储量仅占世界总储量的2％。天然气已经不能跟上从石油转移的需求。煤现在通过轨道车辆和煤浆管道从较清洁的矿山沉积物运输很远的距离，以努力满足环境保护标准。

老化的美国发电站引入了核燃料，并且可裂变燃料的世界供应与化石碳氢化合物燃料紧密相关地下降。将需要超过1,600个核电站来生产如今每年被美国消耗的95夸特(Quads)的能量。核电力不是个可行的选择。

诸如住宅、办公室建筑和制造工厂的住所通常购买来自于化石燃料中心电站的电力，并且使用诸如天然气或丙烷的流体燃料以用于空间加热和水加热。通常，中心电站废弃化石燃料燃烧所释放的热的大约50-70％，这是电力设施所利用的热动力循环的可接受的要求。如果住所能够利用远距离中心电站废弃的能量，那么实际上所有的空间和水加热都可以实现，而不发生如今在住所燃烧化石燃料以满足这些需要而发生的费用、污染和资源消耗。

世界上大多数人群不会拥有美国的典型生活标准，原因是由中心电站、液化石油或燃烧石油的水加热器以及用电提供动力的空调器所提供的发电、水加热和空气调节的高成本。随着易于开采的化石燃料源被耗尽，对于所有国家而言能量的节约变得日益重要。