[發(fā)明專(zhuān)利]能量存儲(chǔ)配置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710149414.0
• 申請(qǐng)日: 2007-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101349487A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·H·迪克斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 丹尼爾·H·迪克斯
• 主分類(lèi)號(hào): F25B21/00
• 分類(lèi)號(hào): F25B21/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種能量存儲(chǔ)方法和系統(tǒng)，其中能量存儲(chǔ)在低溫亞穩(wěn) 簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣的壓縮體中，該電子氣含于壓縮金屬性基礎(chǔ)材料，例如在加 壓盛放容器或單元中的鋰中，該加壓盛放容器或單元被施加磁場(chǎng)以進(jìn)一步壓 縮亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣。

更具體地，在本發(fā)明的操作過(guò)程中，用聲子形式的熱能來(lái)增加壓縮金屬 性基礎(chǔ)材料諸如鋰中的壓縮亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣。能量的這種增加使亞穩(wěn)簡(jiǎn) 并費(fèi)密電子氣增加它的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)添加到總磁場(chǎng)上，使總磁場(chǎng)增加。增加 的磁場(chǎng)還壓縮亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣，使熱被吸收并導(dǎo)致亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣 溫度的降低。通過(guò)使亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣對(duì)抗磁場(chǎng)膨脹可以從系統(tǒng)中提取能 量。

背景技術(shù)

相同發(fā)明者的美國(guó)專(zhuān)利5,113,661公開(kāi)了使用金屬氫作為基礎(chǔ)材料，這 需要在金剛石砧單元中壓縮基礎(chǔ)金屬氫材料以獲得產(chǎn)生金屬氫所需要的高 壓。在高壓盛放單元的窗口中用藍(lán)寶石替代金剛石可以顯著節(jié)約成本。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和方法，其中通過(guò)在 磁場(chǎng)存在下壓縮金屬性基礎(chǔ)材料中的低溫亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣來(lái)存儲(chǔ)能量。

根據(jù)在此的教導(dǎo)，本發(fā)明提供一種能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和方法，其中加壓盛放 容器或單元含有加壓的和低溫的金屬性基礎(chǔ)材料，該材料含有亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密 電子氣。給加壓盛放容器或單元中的簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣施加磁場(chǎng)，以通過(guò)其中 的亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣的磁致伸縮產(chǎn)生進(jìn)一步的壓縮。根據(jù)本發(fā)明的操作要 求，磁場(chǎng)可能與輸入激光束協(xié)同使簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣進(jìn)入亞穩(wěn)狀態(tài)。引入到亞 穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣中的聲子或熱波引起與亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣相關(guān)的磁場(chǎng) 的增加，該磁場(chǎng)添加到總磁場(chǎng)上使總磁場(chǎng)增加，這進(jìn)一步壓縮了亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi) 密電子氣?？梢酝ㄟ^(guò)在磁路中與壓力單元耦合的超導(dǎo)磁線(xiàn)圈和/或標(biāo)準(zhǔn)磁線(xiàn)圈 產(chǎn)生所施加的磁場(chǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)增加磁路的線(xiàn)圈中的電流由磁路將引入到亞穩(wěn) 簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣中的聲子或熱波轉(zhuǎn)換為電磁能，可以利用電磁能來(lái)驅(qū)動(dòng)與其 串聯(lián)或并聯(lián)耦合的電負(fù)載。

本發(fā)明提出一種能量存儲(chǔ)配置，該能量存儲(chǔ)配置利用在具有下面性能的 基礎(chǔ)材料諸如鋰中形成的亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣?；A(chǔ)材料在系統(tǒng)的操作壓力 下必須是金屬性的?；A(chǔ)材料必須是足夠可壓縮的，使得可以在其中形成亞 穩(wěn)的低密度區(qū)域或氣泡?；A(chǔ)材料必須具有當(dāng)該基礎(chǔ)材料被冷卻和/或受到磁 場(chǎng)時(shí)，能夠避免由預(yù)壓縮引起的裂紋(fissures)和/或片層(plating)的形成， 或使裂紋和/或片層的形成有限/緩和的性能。該基礎(chǔ)材料在系統(tǒng)的低溫運(yùn)行 溫度下必須遵循費(fèi)密統(tǒng)計(jì)學(xué)，費(fèi)密統(tǒng)計(jì)學(xué)是簡(jiǎn)并電子氣的結(jié)果。

鋰是優(yōu)選的基礎(chǔ)材料。其它可能合適的基礎(chǔ)材料包括氫和鈉，但是壓縮 氫必須比壓縮鋰程度高大約100倍以獲得金屬態(tài)，而由于鈉電子的殼層，鈉 不如鋰可壓縮。

本發(fā)明具體地在基礎(chǔ)材料的低溫冷卻之前提供基礎(chǔ)材料的預(yù)壓縮。在鋰 的情形下，未壓縮鋰的低溫冷卻使它從BCC(體心立方)晶體結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)變 為9R/六方晶晶體結(jié)構(gòu)狀態(tài)，同時(shí)由于這兩種結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間的尺寸差別而形 成“裂紋(fissures)”。為了避免這種現(xiàn)象，本發(fā)明預(yù)壓縮鋰以提供以后要 產(chǎn)生的亞穩(wěn)氣泡體積的余量。預(yù)壓縮鋰使得一旦形成亞穩(wěn)氣泡，大部分鋰將 處于9R/六方晶晶體結(jié)構(gòu)。在9R/六方晶結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，鋰仍然很有壓縮力。 注意，鋰仍然由不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)的多晶混合物構(gòu)成。依照本發(fā)明教導(dǎo)的鋰的預(yù) 壓縮基本上避免了或限制了鋰隨后產(chǎn)生裂紋。

此外，預(yù)壓縮不僅防止鋰基礎(chǔ)材料隨著冷卻而形成裂紋，而且防止或可 能限制Condon/de?Haas-Van?Alpen片層(plating)的發(fā)生?！癝tatistical Physics”，第3版，第2部分，作者：Landau和Lifshitz，和“Course?ofTheoretical Physics”，第9卷，作者：E.M.Lifshitz和L.P.Pitaevskii，§63，第266頁(yè)， 討論了“...樣品是平板，磁場(chǎng)與其垂直，主體分成具有不同感應(yīng)值的交替層 (抗磁磁疇)”。

本發(fā)明的能量存儲(chǔ)配置還可以用于致冷，在該模式下通過(guò)亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密 電子氣的進(jìn)一步壓縮和/或通過(guò)磁場(chǎng)的增加來(lái)壓縮亞穩(wěn)簡(jiǎn)并費(fèi)密電子氣，熱能 可以被吸收。