光伏动力生成系统和相关方法与流程

文档序号:12288539阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种生成直接电能和热能中的至少一种的动力系统,该动力系统包括:

至少一个容器;

反应物,其包括:

a)催化剂的至少一个源或含新生H2O的催化剂;

b)原子氢的至少一个源或原子氢;

c)导体和导电基质中的至少一个;以及

至少一组电极,其用于约束至少一个分数氢反应物,

电源,其用于传递高电流电能的短脉冲;

重新装载系统;

至少一个系统,其用于从反应产物再生初始反应物,以及

至少一个等离子体动力学转换器或至少一个光伏转换器。

2.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述容器能够具有大气压、高于大气压和低于大气压中的至少一个的压力。

3.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括H2O的源和导电基质,用于形成催化剂的源、催化剂、原子氢的源和原子氢中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的动力系统,其中,包括H2O的源的所述反应物包括以下中的至少一个:体相H2O、除了体相H2O之外的状态、经历用于形成H2O并且释放结合H2O的反应中的至少一个的一种或多种化合物。

5.根据权利要求4所述的动力系统,其中,所述结合H2O包括与H2O相互作用的化合物,其中,H2O处于吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一个的状态。

6.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括导体和一种或更多种化合物或材料,所述化合物或材料经历释放体相H2O、吸附H2O、结合H2O、物理吸附H2O和水合水中的至少一个并且具有H2O作为反应产物。

7.根据权利要求1所述的动力系统,其中,新生H2O催化剂的源和原子氢的源中的至少一个包括以下中的至少一个:

(a)H2O的至少一个源;

(b)氧的至少一个源;以及

(c)氢的至少一个源。

8.根据权利要求1所述的动力系统,其中,用于形成催化剂的源、催化剂、原子氢的源和原子氢中的至少一个的反应物包括以下中的至少一个:

a)H2O和H2O的源;

b)O2、H2O、HOOH、OOH-、过氧离子、超氧离子、氢化物、H2、卤化物、氧化物、氢氧化合物、氢氧化物、含氧化合物、水合化合物、选自卤化物、氧化物、氢氧化合物、氢氧化物、含氧化合物中的至少一个的组的水合化合物;以及

c)导电基质。

9.根据权利要求8所述的动力系统,其中,所述氢氧化合物包括TiOOH、GdOOH、CoOOH、InOOH、FeOOH、GaOOH、NiOOH、AlOOH、CrOOH、MoOOH、CuOOH、MnOOH、ZnOOH和SmOOH构成的组中的至少一个;

所述氧化物包括CuO、Cu2O、CoO、Co2O3、Co3O4、FeO、Fe2O3、NiO和Ni2O3构成的组中的至少一个;

所述氢氧化物包括Cu(OH)2、Co(OH)2、Co(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3和Ni(OH)2构成的组中的至少一个;

所述含氧化合物包括硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、铬酸盐、焦磷酸盐、过硫酸盐、高氯酸盐、过溴酸盐、高碘酸盐、MXO3、MXO4(M=金属,诸如碱金属,诸如Li、Na、K、Rb、Cs;X=F、Br、Cl、I)、钴镁氧化物、镍镁氧化物、铜镁氧化物、Li2O、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、CuO、CrO4、ZnO、MgO、CaO、MoO2、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、NiO、FeO、Fe2O3、TaO2、Ta2O5、VO、VO2、V2O3、V2O5、P2O3、P2O5、B2O3、NbO、NbO2、Nb2O5、SeO2、SeO3、TeO2、TeO3、WO2、WO3、Cr3O4、Cr2O3、CrO2、CrO3、CoO、Co2O3、Co3O4、FeO、Fe2O3、NiO、Ni2O3、稀土氧化物、CeO2、La2O3、氢氧化合物、TiOOH、GdOOH、CoOOH、InOOH、FeOOH、GaOOH、NiOOH、AlOOH、CrOOH、MoOOH、CuOOH、MnOOH、ZnOOH和SmOOH构成的组中的至少一个,以及

所述导电基质包括金属粉末、碳、碳化物、硼化物、氮化物、诸如TiCN的甲腈、或腈构成的组中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括金属、其金属氧化物和H2O的混合物,其中,所述金属与H2O的反应就热力学而言是不利的。

11.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括金属、金属卤化物和H2O的混合物,其中,所述金属与H2O的反应就热力学而言是不利的。

12.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括过渡金属、碱土金属卤化物和H2O的混合物,其中,所述金属与H2O的反应就热力学而言是不利的。

13.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括导体、吸湿材料和H2O的混合物。

14.根据权利要求1或13所述的动力系统,其中,所述导体包括金属粉末或碳粉末,其中,金属或碳与H2O的反应就热力学而言是不利的。

15.根据权利要求13所述的动力系统,其中,所述吸湿材料包括溴化锂、氯化钙、氯化镁、氯化锌、碳酸钾、磷酸钾、诸如KMgCl3·6(H2O)的光卤石、柠檬酸铁铵、氢氧化钾和氢氧化钠和浓硫酸和磷酸、纤维素纤维、糖、焦糖、蜂蜜、甘油、乙醇、甲醇、柴油燃料、甲基苯丙胺、肥料化学品、盐、干燥剂、二氧化硅、活性炭、硫酸钙、氯化钙、分子筛、沸石、潮解材料、氯化锌、氯化钙、氢氧化钾、氢氧化钠和潮解盐构成的组中的至少一个。

16.根据权利要求15所述的动力系统,所述动力系统包括导体、吸湿材料和H2O的混合物,其中,(金属)、(吸湿材料)、(H2O)的相对摩尔量的范围是大约(0.000001至100000)、(0.000001至100000)、(0.000001至100000);(0.00001至10000)、(0.00001至10000)、(0.00001至10000);(0.0001至1000)、(0.0001至1000)、(0.0001至1000);(0.001至100)、(0.001至100)、(0.001至100);(0.01至100)、(0.01至100)、(0.01至100);(0.1至10)、(0.1至10)、(0.1至10);以及(0.5至1)、(0.5至1)、(0.5至1)中的至少一个。

17.根据权利要求10、11、12或14所述的动力系统,其中,与水的反应就热力学而言是不利的所述金属是Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr和In构成的组中的至少一个。

18.根据权利要求17所述的动力系统,其中,通过添加H2O来再生反应物。

19.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括金属、其金属氧化物和H2O的混合物,其中,所述金属氧化物能够在低于1000℃的温度下进行H2还原。

20.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括以下的混合物:

不容易在轻微热的情况下被H2还原的氧化物;

具有在低于1000℃的温度下能够被H2还原成金属的氧化物的金属,以及

H2O。

21.根据权利要求19或20所述的动力系统,其中,具有在低于1000℃的温度下能够被H2还原成金属的氧化物的金属是Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr和In构成的组中的至少一个。

22.根据权利要求20所述的动力系统,其中,不容易在轻微热的情况下被H2还原的金属氧化物包括氧化铝、碱土氧化物和稀土氧化物中的至少一个。

23.根据权利要求1所述的动力系统,其中,固体燃料包括碳或活性碳和H2O,其中,通过包括添加H2O的再水合来再生混合物。

24.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述反应物包括浆液、溶液、乳液、复合物和化合物中的至少一个。

25.根据权利要求1所述的动力系统,其中,H2O摩尔%含量能在大约0.000001%至100%、0.00001%至100%、0.0001%至100%、0.001%至100%、0.01%至100%、0.1%至100%、1%至100%、10%至100%、0.1%至50%、1%至25%、和1%至10%中的至少一个的范围内。

26.根据权利要求1所述的动力系统,其中,用于传递高电流电能的短脉冲的所述电源的电流充分足以导致所述分数氢反应物经历以非常高的速率形成分数氢的反应。

27.根据权利要求1所述的动力系统,其中,用于传递高电流电能的短脉冲的所述电源包括以下中的至少一个:

被选择成导致100A至1,000,000A、1kA至100,000A、10kA至50kA中的至少一个的范围内的电流的高AC、DC、或AC-DC混合的电压;

在100A/cm2至1,000,000A/cm2、1000A/cm2至100,000A/cm2、和2000A/cm2至50,000A/cm2中的至少一个的范围内的DC或峰值AC电流密度;

所述电压通过固体燃料或含能材料的导电率确定,其中,通过所期望电流乘以固体燃料或含能材料样本的电阻来给出所述电压;

DC或峰值AC电压能在从大约0.1V至500kV、0.1V至100kV和1V至50kV中选择的至少一个范围内,以及

AC频率能在大约0.1Hz至10GHz、1Hz至1MHz、10Hz至100kHz、和100Hz至10kHz的范围内。

28.根据权利要求1所述的动力系统,其中,固体燃料或含能材料样本的电阻在从大约0.001毫欧至100兆欧、0.1欧姆至1兆欧和10欧姆至1千欧中选择的至少一个范围内,以及

有效用于形成分数氢的每电极面积的合适负载的导电率在从大约10-10ohm-1cm-2至106ohm-1cm-2、10-5ohm-1cm-2至106ohm-1cm-2、10-4ohm-1cm-2至105ohm-1cm-2、10-3ohm-1cm-2至104ohm-1cm-2、10-2ohm-1cm-2至103ohm-1cm-2、10-1ohm-1cm-2至102ohm-1cm-2、和1ohm-1cm-2至10ohm-1cm-2中选择的至少一个范围内。

29.根据权利要求1所述的动力系统,其中,再生系统包括水合、热、化学和电化学系统中的至少一个。

30.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括光子-电动力转换器。

31.根据权利要求30所述的方法,还包括光分配系统。

32.根据权利要求31所述的动力系统,所述动力系统还包括聚光光伏装置。

33.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括光子-热动力转换器。

34.根据权利要求33所述的动力系统,所述动力系统还包括热-电动力转换器。

35.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括聚光太阳能发电装置。

36.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括跟踪器。

37.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括能量存储装置。

38.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述动力系统可操作地连接到电网。

39.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述动力系统是独立系统。

40.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括多个多结光伏电池。

41.根据权利要求40所述的动力系统,其中,所述多结光伏电池是三结光伏电池。

42.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器位于真空单元内。

43.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括抗反射涂层、光阻匹配涂层、或保护涂层中的至少一个。

44.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器可操作地联接到被构造成清洁所述光伏动力转换器的至少一部分的清洁系统。

45.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括光滤波器。

46.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括单晶电池、多晶电池、非晶电池、串/带硅电池、多结电池、同质结电池、异质结电池、p-i-n器件、薄膜电池、染料敏化电池和有机光伏电池中的至少一个。

47.根据权利要求1所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括多结电池,其中,所述多结电池包括倒置电池、直立电池、晶格失配电池、晶格匹配电池和含III-V族半导体材料的电池中的至少一个。

48.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括

输出功率调节器,其可操作地联接到所述光伏动力转换器;以及

输出功率端子,其可操作地联接到所述输出功率调节器。

49.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括逆变器。

50.根据权利要求1所述的动力系统,所述动力系统还包括能量存储装置。

51.根据权利要求50所述的动力系统,其中,从输出功率端子输出的功率的一部分被导向所述能量存储装置。

52.根据权利要求50所述的动力系统,其中,从输出功率端子输出的功率的一部分被导向动力生成系统的组件。

53.根据权利要求50所述的动力生成系统,其中,从输出功率端子输出的功率的一部分被导向多个电极。

54.根据权利要求50所述的动力生成系统,其中,从输出功率端子输出的功率的一部分被导向外部负载。

55.根据权利要求50所述的动力生成系统,其中,从输出功率端子输出的功率的一部分被导向电网。

56.一种产生电力的方法,该方法包括:

将燃料供应到多个电极之间的区域;

为所述多个电极供能,以点燃所述燃料,形成等离子体;

用光伏动力转换器将多个等离子体光子转换成电力;以及

输出所述电力的至少一部分。

57.一种产生电力的方法,该方法包括:

将燃料供应到多个电极之间的区域;

为所述多个电极供能,以点燃所述燃料,形成等离子体;

用光伏动力转换器将多个等离子体光子转换成热动力;

将所述热动力转换成电力;以及

输出所述电力的至少一部分。

58.一种生成动力的方法,该方法包括:

将一定量的燃料传递到燃料装载区域,其中,所述燃料装载区域位于多个电极之间;

通过向所述多个电极施加电流使至少大约2,000A/cm2的电流流过所述燃料来点燃所述燃料,以产生等离子体、光和热中的至少一个;

在光伏动力转换器中接收所述光的至少一部分;

使用所述光伏动力转换器将所述光转换成不同形式的动力;以及

输出所述不同形式的动力。

59.一种水电弧等离子体动力系统,该水电弧等离子体动力系统包括:

至少一个密闭的反应容器;

反应物,其包括H2O的源和H2O中的至少一个;

至少一组电极;

电源,其用于传递H2O的初始高击穿电压并且提供后续高电流;

光伏动力转换器;以及

热交换器系统,

其中,所述动力系统生成电弧等离子体、光和热能。

60.一种动力生成系统,该动力生成系统包括:

至少大约2,000A/cm2或至少大约5,000kW的电源;

多个电极,其电联接到所述电源;

燃料装载区域,其被构造成接收固体燃料,其中,所述多个电极被构造成将电力传递到所述固体燃料,以产生等离子体;以及

光伏动力转换器,其被设置成接收多个等离子体光子。

61.一种动力生成系统,该动力生成系统包括:

电源,其被构造成传递至少大约5,000kW或至少大约2,000A/cm2的电力;

间隔开的多个电极,其中,所述多个电极至少部分包围燃料、电连接到所述电源、被构造成接收用于点燃所述燃料的电流,所述多个电极中的至少一个能移动;

传递机构,其用于移动所述燃料;以及

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的光子转换成不同形式的动力。

62.一种动力系统,该动力系统包括:

电源,其被构造成传递至少大约5,000kW或至少大约2,000A/cm2的电力;

间隔开的多个电极,其中,所述多个电极中的至少一个电极包括压缩机构;

燃料装载区域,其被构造成接收燃料,其中,所述燃料装载区域被所述多个电极包围,使得所述至少一个电极的所述压缩机构向着所述燃料装载区域取向,并且其中,所述多个电极电连接到所述电源并且被构造成将电力供应到所述燃料装载区域中接收的所述燃料以点燃所述燃料;

传递机构,其用于将所述燃料移入所述燃料装载区域中;以及

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的光子转换成非光子形式的动力。

63.一种动力生成系统,该动力生成系统包括:

多个电极;

燃料装载区域,其被所述多个电极包围并且被构造成接收燃料,其中,所述多个电极被构造成点燃位于所述燃料装载区域中的所述燃料;

传递机构,其用于将所述燃料移入所述燃料装载区域中;

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的光子转换成非光子形式的动力;

去除系统,其用于去除点燃的所述燃料的副产物;以及

再生系统,其可操作地联接到所述去除系统,用于将点燃的所述燃料的被去除的所述副产物再循环到再循环燃料中。

64.一种动力系统,该动力系统包括:

电源,其被构造成传递至少大约5,000kW或至少大约2,000A/cm2的电力;

间隔开的多个电极,其电连接到所述电源;

燃料装载区域,其被构造成接收燃料,其中,所述燃料装载区域被所述多个电极包围,并且其中,所述多个电极被构造成将电力供应到所述燃料,以在所述燃料装载区域中接收所述燃料时点燃所述燃料;

传递机构,其用于将所述燃料移入所述燃料装载区域中;

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的多个光子转换成非光子形式的动力,

传感器,其被构造成测量与动力生成系统关联的至少一个参数;以及

控制器,其被构造成至少控制与所述动力生成系统关联的处理。

65.一种动力系统,该动力系统包括:

电源,其被构造成传递至少大约5,000kW或至少大约2,000A/cm2的电力;

间隔开的多个电极,其电连接到所述电源;

燃料装载区域,其被构造成接收燃料,其中,所述燃料装载区域被所述多个电极包围,并且其中,所述多个电极被构造成将电力供应到所述燃料,以在所述燃料装载区域中接收所述燃料时点燃所述燃料;

传递机构,其用于将所述燃料移入所述燃料装载区域中;

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的多个光子转换成非光子形式的动力,

传感器,其被构造成测量与动力生成系统关联的至少一个参数;以及

控制器,其被构造成至少控制与所述动力生成系统关联的处理。

66.一种动力生成系统,该动力生成系统包括:

电源,其被构造成传递至少大约5,000kW或至少大约2,000A/cm2的电力;

间隔开的多个电极,其电连接到所述电源;

燃料装载区域,其被构造成接收燃料,其中,所述燃料装载区域被所述多个电极包围,并且其中,所述多个电极被构造成将电力供应到所述燃料,以在所述燃料装载区域中接收所述燃料时点燃所述燃料,并且其中,所述燃料装载区域中的压力是部分真空;

传递机构,其用于将所述燃料移入所述燃料装载区域中;以及

光伏动力转换器,其被构造成将通过点燃所述燃料而生成的多个光子转换成非光子形式的动力。

67.根据权利要求59至66中的任一项所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器位于真空单元内。

68.根据权利要求59至66所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括抗反射涂层、光阻匹配涂层、或保护涂层中的至少一个。

69.根据权利要求59至66所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器可操作地联接到被构造成清洁所述光伏动力转换器的至少一部分的清洁系统。

70.根据权利要求59至66所述的动力系统,所述动力系统还包括光滤波器。

71.根据权利要求59至66所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括单晶电池、多晶电池、非晶电池、串/带硅电池、多结电池、同质结电池、异质结电池、p-i-n器件、薄膜电池、染料敏化电池和有机光伏电池中的至少一个。

72.根据权利要求71所述的动力系统,其中,所述光伏动力转换器包括多结电池,其中,所述多结电池包括倒置电池、直立电池、晶格失配电池、晶格匹配电池和含III-V族半导体材料的电池中的至少一个。

73.一种被构造成产生动力的系统,该系统包括:

燃料源,其被构造成供应燃料;

功率源,其被构造成供应电力;以及

至少一个齿轮,其被构造成接收所述燃料和所述电力,其中,所述至少一个齿轮选择性地将所述电力导向所述齿轮周围的局部区域,以点燃所述局部区域内的所述燃料。

74.根据权利要求73所述的系统,其中,所述燃料包括粉末。

75.根据权利要求73所述的系统,其中,所述至少一个齿轮包括两个齿轮。

76.根据权利要求73所述的系统,其中,所述至少一个齿轮包括第一材料和比所述第一材料具有低导电率的第二材料,所述第一材料电联接到所述局部区域。

77.根据权利要求73所述的系统,其中,所述局部区域与所述至少一个齿轮的齿和间隙中的至少一个相邻。

78.一种产生电力的方法,该方法包括:

将燃料供应到齿轮;

旋转所述齿轮,以将所述燃料中的至少一些定位在所述齿轮的区域处;

将电流供应到所述齿轮,以点燃定位的燃料,产生能量;以及

将通过点燃而产生的能量中的至少一些转换成电力。

79.根据权利要求78所述的方法,其中,旋转所述齿轮包括旋转第一齿轮和第二齿轮,并且其中,供应电流包括将电流供应到所述第一齿轮和所述第二齿轮。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1