[发明专利]使用黑色素或其类质、源质、衍化物作为主要电解质将水分解成氢和氧的光电化学方法

摘要

本发明旨在使用黑色素及它的类质、源质或衍化物，天然或再造的、纯质或混合的有机物或无机物，金属，离子，药物，作为水电解槽材料；利用自然光或再造光作为能源；在水中制氢，该系统称之为光电化学系统(photoelectrochemicals)。这系统一体成型的设计结合半导体材料和一个水电解槽，利用光(介于200至900纳米)从水里直接生产氢。至少两项基本条件需符合：一是此系统或者吸收光的化合物必须产生足够的能量来启动、导引并且完成光电化学(photoelectrolysis)效应；二是具有经济性、稳定性和在水系统里的持续性。此过程可用于生产氢、高能氧和电子，或者反向作用，使氢和氧合成水，产生电；在这其中还可与其它过程兼容，也能用于降低二氧化碳，硝酸盐和硫酸盐或其它物质。

主权项

1.关于黑色素作为暴露在阳光下的水分子的电解性质的使用方法，一旦通过水分子的分解产生能量，获取氢原子和氧原子以及高能电子，或者是可逆的反应，即聚集氢和氧，获得水分子，同时产生电流，由于形成和控制这种自然活动的优势，这些是实验室和工业里经常进行的活动，因为开始、驾驭并结束这个过程使用的唯一能量来源是被认为可更新的可见光能，这些反应下的产品很明显是环保的。直到现在上述过程都没有以令人满意的方式在实验室或者工业中重复完成，主要因为缺乏一种能够支持上述过程完成的基质，就是说过程的启动阶段，被自身的能量化跟随着，和最后产生所寻找的产品的过程结束，这些产品一般说来是氢原子、氧原子、高能电子，根据反应的方向获取电流，通过包括这些步骤的不同的化学实验，除此之外这种基质应该持久的、有效的、可靠的、易于制造的，无论在生产、使用还是回收中都无污染，相比之下比其它我们所知的制造氢原子和/或电流的方式都有优势。这些方式因为不同的技术原因，生态原因，政治原因或者经济原因都不能大规模使用，基于可更新能源，不像到现在，在实行形成电流的过程中总体上从不可更新能源出发，结果开始以惊人的速度被预见到，不提及从原子出发的电流形成，它的使用已经造成了灾难和自然的污染。在这个专利中展现的使用可再生能源的优势，基于生态过程，它的经济政治和技术上的便利都被提高了，这些都归因于我们倡导的专利特点在于使用一种为了创造能量实现所有要求的基质，从可再生能源例如光能水能等出发，它的生产、使用和回收都是生态的。我们提倡并保护的改良配合了黑色素，黑色素的前身，黑色素的来源、变体、同类，自然或者合成的，纯正或者混合(含有有机或无机质，金属、离子、药物)等的使用，作为任何一种将水分子分解为氢原子和氧原子并使用光波长度在200到900微毫米之间的光能的电化学过程的中心元素，尽管其它长度的光波和其它形式的能量也能被利用(声音，机械振动，磁场等)，取决于系统的物理化学形态，也能够给我们创造高能量的电子，或者相反的过程，即结合氢原子和氧原子形成水分子和电流。也可以通过减少氧原子形成不完全的产品作为超氧化物分子，过氢化物和水氧化物。所有这些都发生在室温下，可以根据围绕这个反应的范围内改变，例如作为使用在草图中的黑色素本身的性质，某些金属的添加，以及有机成分，无机成分，药物，压力，温度，PH值，气体，容器形状，内容物的特征，给过程提供能量的形式，例如自然光，人工光，可见或不可见光，集中光，内聚光，就是说，改变过程的可能性是无穷的，因此最后产品出来时的效率，例如寻找产生的氧原子或者氢原子的数量以及高能电子，或者在其他意义上水分子，电流，水氧化物分子，过氢化物等，就是说，使用黑色素或者它的同类物，衍生物或者来源物，不管是纯正还是混合的形式，自然还是人工的，来创造这些物质。但是使用我们所说的成分作为中心物质，使任何电化学设计乐观化，可以从可再生能源出发，例如，水，太阳光等，允许互生能源来源(氢，氧，高能量电子，水，电力)的推广或者大规模使用。上述过程可以在独立或者用其他我们熟知的方法补充的形式下使用，最后通过氢或者电流创造能量。