[發明專利]發電機

無效

• 申請號: 200780043724.2
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101558510A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 羅伯特·H·伯格納二世;加里·M·倫隆德
• 申請（專利權）人: TTI聯合有限責任公司
• 主分類號: H01M2/00
• 分類號: H01M2/00;H01M4/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王 旭

發明背景?

本發明涉及用于發電的方法、設備和構造(composition)。具體地，它涉及利用核磁自旋發電(NMSG)和/或剩余極化發電(RPEG)以產生電的方法、設備和結構。?

對于現代生活的幾乎每一個方面，容易獲得并且便攜式的電源是關鍵性的。電力驅動已經在現代社會中起著關鍵作用的各種各樣的裝置。這些裝置的范圍是從家庭中的電燈和電器到用于例如醫藥、制造、軍事和科學研究領域中的高科技裝置。?

在許多應用中，關鍵是具有便攜式電源。這些需求通常通過各種類型的電池的使用而得以滿足。當然，電池被用于啟動汽車和卡車，并且還被用于對必須移動的電氣裝置供電。這些裝置的范圍是從手電筒到蜂窩式電話和膝上型計算機。?

電力具有大的和非常小的應用。在大規模上，電由大規模發電機產生并且在分配線上分配到最終用戶。在小規模上，小的電荷涉及現代生活中普遍存在的電子電路和存儲器件的運行。這些裝置和系統的每一種需要可靠和可控的電源。?

涉及便攜式的電子裝置的主要技術問題之一是提供可靠并且連續的便攜式電源。如上所述，這通常通過電池的使用來實現。然而，電池是有問題的。電池電力始終是例如膝上型計算機的裝置的使用中的主要問題。如同電池電力的可靠性，電池壽命是關心所在。?

電池電力遭遇的另一個問題是是對遠的場所提供電池的充足供給。這可以通過考慮例如軍事行動而理解。軍事行動需要大批電子裝置。這些裝置的范圍從膝上型計算機和相關裝置到蜂窩式電話和其它的通信系統。當然，它們還包括使用電子部件的軍事裝備和武器。此類別的行動嚴重依賴于這種便攜式的電子裝置。為了對這種裝置供電，必須提供電池并且不斷地替換電池，以保證全部的裝備不斷地起作用。應理解，主要的后勤問題?是對主要的軍事行動簡單地提供適當的電池電力。從供給源至戰場，必須供給并撤去大量的電池。?

商業、醫藥和研究領域中的其它類型的作業也一樣。如上所述，這些領域全部嚴重依賴于便攜式的電子裝置。這些裝置全部需要便攜式的電源。提供電力已經成為了重大的挑戰。?

因而，本發明涉及用于產生電力，并且在需要時以便攜的形式提供電力的新的方法、設備和構造。這通過使用將在以下簡要討論的核磁自旋(NMSG)和剩余極化發電(RPEG)而實現。?

已知，放置在磁場中的具有非零自旋量子數的任何核可以通過電磁輻射吸收并發射能量。該輻射可以通過利用核磁共振的原理檢測。氫核或質子的使用是最早和最普通的NMR方法，主要用于研究有機化合物。自旋I＝1/2的氫核圍繞它的軸自旋，并且產生磁場。當將此核放置在外部磁場中時，氫核趨于沿外部磁場排列。該排列可以與外部場平行或反向-平行，原因在于該自旋可以被認為是輕微地離軸自旋的玩具陀螺(toy?top)的自旋，并且被稱為術語旋進。旋進的頻率被稱為拉莫爾頻率(ω)。拉莫爾頻率依賴于外部磁場的強度以及材料的磁性。在此情況下，相對于1特斯拉的外部磁場強度，氫核具有42.6MHz的拉莫爾頻率。對磁場強度調諧的射頻可以使核從反向-平行狀態翻轉到平行狀態，從而釋放可以被檢測到的少量能量。射頻隨著氫核周圍環境而改變，從而提供了關于氫核的化學環境的信息。?

如上所述，氫核具有自旋I＝1/2。其它元素具有比1/2更大的自旋。此外，已知原子核具有正電荷Ze，其中，Z是將一種元素與另一種元素區分的原子序數，并且其中e是電子或質子的電荷數。元素還具有可以從一種同位素到另一種同位素變化的質量M。核還可以具有自旋、磁偶極距μ、電四極距和偶爾更高的矩。內稟核角動量是量子化的，并且可以被表示為?其中I是整數或半整數并且被稱為自旋量子數。例如，其I＝3/2的核被認為具有3/2的自旋。對于不同的同位素，I可以不同。對核可以具有的自旋有限制。對于具有偶數質量數的核，I必須是整數或零，而對于具有奇數質量數的核，I必須是半整數。以下表1顯示了一些普通的核性質，包括所選擇的同位素的自旋。?

表1：選擇的同位素的自旋性質?

一些核性質?

??????????????????????????????按單位奧斯特場計的??四極距，Q.單?

核??????自旋I??核磁子中的磁距?

??????????????????????????????共振頻率，KHz???????位10-24cm2?

H???????1/2????2·79??????????4·26???????????????-?