[發(fā)明專利]表面催化熱二極管有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201480038411.8 | 申請日： | 2014-05-29 |
| 公開（公告）號： | CN105473218B | 公開（公告）日： | 2018-05-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | D·P·希恩 | 申請（專利權(quán)）人： | 典范能源研究公司 |
| 主分類號： | B01J15/00 | 分類號： | B01J15/00 |
| 代理公司： | 北京市金杜律師事務(wù)所 11256 | 代理人： | 王茂華;楊立 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 表面 催化 二極管 | ||
表面催化熱二極管(ETD)包括一個或多個ETD單元。每個單元包括第一表面和第二表面，在第一表面與第二表面之間具有腔體，該腔體包含相對于該對表面是表面催化活性的氣體。該表面與氣體相互化學(xué)作用，使得氣體接近于第一表面以比接近于第二表面更快的速率離解。因而，第一表面與第二表面之間的穩(wěn)態(tài)溫差被產(chǎn)生及維持。在各個應(yīng)用中，多個ETD單元被串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
本申請要求于2013年5月29日遞交、題為“Epicatalytic Thermal Diode”的美國臨時專利申請?zhí)?1/828,419的權(quán)益；于2013年5月29日遞交、題為“Epicatalytic ThermalDiode”的美國臨時專利申請?zhí)?1/828,421的權(quán)益；以及于2014年5月28日遞交、題為“Epicatalytic Thermal Diode”的美國專利申請?zhí)?4/289,322的權(quán)益，所有這些都通過引用而使其整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本文描述的主題通常涉及管理熱流，尤其涉及一種產(chǎn)生及維持穩(wěn)態(tài)溫差的設(shè)備。
背景技術(shù)
熱量通常從熱流到冷，緩和溫度梯度以使得孤立的系統(tǒng)最終達(dá)到由單一均勻溫度特征化的熱力學(xué)平衡。當(dāng)前，為了使設(shè)備產(chǎn)生及維持溫度梯度必須做功。維持溫度梯度在諸如制熱、制冷、環(huán)境控制、發(fā)電以及機(jī)械運(yùn)動之類的廣闊范圍的技術(shù)領(lǐng)域上有實用價值。
做功以維持溫度梯度的現(xiàn)有設(shè)備還生成廢熱。一些設(shè)備試圖使用該廢熱(例如，由車輛發(fā)動機(jī)生成的廢熱可以在冬季月份期間被導(dǎo)向車輛的內(nèi)部以供熱)但這樣的系統(tǒng)通常效率低且不能解決諸如通過燃燒化石燃料(例如，汽油、煤、油等)提供功的最初要求。
發(fā)明內(nèi)容
以上及其它問題通過表面催化熱二極管(ETD)和對應(yīng)的方法而解決。ETD自然地i)產(chǎn)生及維持ETD的兩個單獨(dú)表面之間的溫差；并且ii)在溫度梯度的方向上(即，上)跨過ETD。在一個方面介導(dǎo)有效率的穩(wěn)態(tài)熱流，ETD的結(jié)構(gòu)熱機(jī)械及化學(xué)地優(yōu)化溫度梯度和熱流的產(chǎn)生和維持兩者。
在各種實施例中，ETD設(shè)備包括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的一個或多個ETD單元。在特定實施例中，相鄰的ETD單元共用一個或多個部件以用于增加操作效率和/或減小生產(chǎn)成本。
在一個方面，ETD單元包括第一表面和第二表面，在它們之間具有被配置成保持氣體的腔體。當(dāng)氣體存在于腔體中時，表面與氣體相互化學(xué)作用，使得氣體接近于第一表面以比接近于第二表面更快的速率離解。因而，比起在接近于第二表面處，更大量的熱量在接近于第一表面處被吸收或釋放(取決于離解反應(yīng)是否各自是吸熱或放熱的)。因此，第一表面與第二表面之間的穩(wěn)態(tài)溫差被產(chǎn)生及維持。
在另一方面，ETD單元進(jìn)一步包括第一熱傳遞表面和第二熱傳遞表面，該第一熱傳遞表面和第二熱傳遞表面相應(yīng)地被連接到第一表面和第二表面且基本上平行。熱傳遞表面被連接到對應(yīng)的表面與腔體相對的一側(cè)。熱傳遞表面被配置成將熱量向?qū)?yīng)的表面引導(dǎo)和/或從對應(yīng)的表面引導(dǎo)熱量。
附圖說明
圖1A是示出根據(jù)一個實施例的導(dǎo)致兩個表面之間的溫差的表面催化反應(yīng)的簡圖。
圖1B是根據(jù)一個實施例的在其中圖1A的反應(yīng)可能發(fā)生的單個ETD單元的側(cè)視圖。
圖2是根據(jù)一個實施例的包括平行的多個ETD單元的系統(tǒng)配置的等距示圖。
圖3是根據(jù)一個實施例的串聯(lián)地組合三層的ETD單元的系統(tǒng)配置的側(cè)視圖表示。
圖4是示出根據(jù)一個實施例的用于測試材料和氣體的組合以確定它們在ETD單元中使用的適用性的裝置的簡圖。
圖5是示出根據(jù)一個實施例的確定特定氣體-表面組合在ETD單元中使用的適用性的示例性方法的流程圖。
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