发电机以及用于发电的方法技术

披露了一种用于发电的方法。该方法包括：使包含第一燃料成分和第二燃料成分的燃料经受输入电磁辐射从而产生以下各项：该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位、该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位、以及由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；以及由该输出电磁辐射通过以下方式发电：通过在第一电极(52)处将该输出电磁辐射光电地转换成电子并在第二电极(22)处收集这些电子从而将该输出电磁辐射转换成电力；或者通过在光伏电池单元(70)处将该输出电磁辐射光电地转换成电力。还披露了一种用于根据以上方法发电的发电机。

Generators and methods for generating electricity

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电机以及用于发电的方法
本专利技术涉及一种发电机。本专利技术还涉及一种用于发电的方法。
技术介绍
能量产生是人类最优先考虑的问题之一。在寻找新的能量产生技术方面投入了很多努力。EP3086323A1中披露了新的能量产生技术中的第一步。
技术实现思路
鉴于以上内容，本专利技术的一个目标是提供用于能量产生的新型手段。根据第一方面，提供了一种用于发电的方法。该方法包括：使燃料(该燃料包含第一燃料成分和第二燃料成分)经受输入电磁辐射从而产生以下各项：该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位、该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位、以及由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；以及由该输出电磁辐射通过以下方式发电：通过在第一电极处将该输出电磁辐射光电地转换成电子并在第二电极处收集这些电子从而将该输出电磁辐射转换成电力；或者通过在光伏电池单元处将该输出电磁辐射光电地转换成电力。此处，使暴露于输入电磁(EM)辐射意指输入EM辐射对第一燃料成分的至少一部分进行照射。输入EM辐射可以包括具有至少一个频率或频率模式的光子。在第一示例中，输入EM辐射包括具有多种频率模式的光子。在第二示例中，输入EM辐射实质上是单色的，包括具有固定频率的光子。而且，输入EM辐射可以具有优选的强度水平和/或功率水平。优选的强度水平和/或功率水平可以与特定频率相关联。可选地，输入EM辐射可以被极化。输入EM辐射可能影响第一燃料成分和第二燃料成分，使得燃料将进入等离子体相。进一步地，输入EM辐射可以向第一燃料成分传递能量。可以借助于波粒加速过程来提供能量传递。在向第一燃料成分传递能量时，该第一燃料成分将呈现高能状态，其中，第一燃料成分中的中子将受到影响，并且将发生核质量减少同位素移位。第一燃料成分的至少一部分可以呈现高能状态。通常，核质量减少同位素移位将在通过输入EM辐射传递的能量高于或等于阈值能量时发生。然而，另外，量子机械隧穿效应可以允许核质量减少同位素移位低于阈值能量。可以基于第一燃料成分的物理特性来选择波粒加速过程。举例来说，第一燃料成分的物理特性可以涉及以下各项：第一燃料成分的材料类型、材料的晶格结构类型、材料的物理量(比如原子质量、原子数、原子分离距离、声速、等离子体特征速度、局部温度、平均温度等)、材料的晶格结构的长度尺寸、材料的晶粒结构的长度尺寸、以及材料的晶格结构的几何形状。物理特性还可以是第一燃料成分的等离子体共振频率。可以以优选的强度向第一燃料成分传递通过波粒加速过程接收的能量。等离子体共振频率具有相关联的频率ω和相关联的共振波长λ。在第一燃料成分中产生核质量减少同位素移位。在第一燃料成分中的核质量减少同位素移位处从第一燃料成分中释放的中子将诱导第二燃料成分中的核质量增加同位素移位。由第二燃料成分中的质量增加同位素移位产生的多余能量可以作为电磁辐射进行输出。通过使第二燃料成分经历核质量增加同位素移位，将产生多余的能量。更具体地，第二燃料成分中的核质量增加同位素移位的过程可以释放比第一燃料成分中的核质量减少同位素移位所需的能量更多的能量。此处，经受输出EM辐射意指的是在第二燃料成分中的核质量增加同位素移位的过程中释放的能量。能量将以电磁波/光子的形式释放。通过在第一电极处将输出电磁辐射光电地转换成电子并在第二电极处收集这些电子，可以以低廉且高效的方式发电。通过在光伏电池单元处将输出电磁辐射转换成电力，可以以低廉且高效的方式发电。借助于本专利技术构思，通常不存在元素嬗变。相反，第一燃料成分和第二燃料成分中存在同位素移位。同位素是指一组具有相同原子序数Z但具有不同中子数N＝A-Z的核素，其中，A为质量数。在同位素移位的过程中，同位素的质量数A移位至少一个整数步。质量减少同位素移位可以是从具有质量数A的同位素AP到具有质量数A-1的同位素A-1P的同位素移位。质量增加同位素移位可以是从具有质量数A的同位素AP到具有质量数A+1的同位素A+1P的同位素移位。第一燃料成分可以是氘。因此，第一燃料元素中的质量减少同位素移位可能源自反应通道D+WS→n+1H，其中，D是氘(2H)，并且其中，1H是氕，即核中没有中子的氢。进一步地，Ws是用于发生质量减少同位素移位的阈值能量。用于诱导D中的质量减少同位素移位的阈值能量为2.25MeV。注意的是，1H以及2H本身是稳定的同位素，但是上述反应可以由高于阈值能量的照射来诱导。燃料可以是固体，优选地为TiDx。通过将固体用作燃料，输入电磁辐射可以处于红外光谱范围内。因此，输入电磁辐射可以处于红外光谱范围内及其以下的范围。因此，输入电磁辐射的频率可以为430THz至300GHz。特别地，输入电磁辐射可以被认为是热辐射。因此，源单元可以配置为使燃料暴露于红外光谱范围内的电磁辐射输入能量。TiDx是优选的燃料，因为氘是第一燃料成分的一种良好候选项，而钛是第二燃料成分的一种良好候选项。这是由于氘中的核质量减少同位素移位要求比钛中的核质量减少同位素移位更少的能量。在钛中的核质量增加同位素移位后释放的能量将比氘中的核质量减少同位素移位所要求的能量大约多5倍。进一步地，TiDx是可商购的，尤其是呈粉末形式。由于TiDx粉末易于容纳在燃料容器中，因此其可能是燃料的一种良好候选项。根据第二方面，提供了一种发电机。该发电机包括：用于容纳燃料的燃料容器，该燃料包含第一燃料成分和第二燃料成分；源单元，该源单元配置为使该燃料暴露于输入电磁辐射从而产生以下各项：该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位、该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位、以及由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；第一电极，该第一电极配置为将输出电磁辐射光电地转换成电子；以及第二电极，该第二电极配置为收集这些电子，从而提供发电。根据第三方面，提供了一种替代性发电机。该替代性发电机包括：燃料容器，该燃料容器用于容纳包含第一燃料成分和第二燃料成分的燃料；源单元，该源单元配置为使该燃料暴露于输入电磁辐射从而产生以下各项：该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位、该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位、以及由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；以及光伏电池单元，该光伏电池单元配置为将输出电磁辐射转换成电力。该源单元可以包括感应线圈装置。使用感应线圈装置产生红外辐射是红外辐射的高效源。该发电机可以进一步包括发电机壳体。发电机壳体可以包围燃料容器。燃料容器可以包括燃料容器壳体。燃料容器壳体可以支撑第二电极。发电机壳体的内层可以构成第一电极。发电机壳体与燃料容器壳体可以界定隔室。第一电极和第二电极可以布置在隔室的相对边界处。可以排空隔室。可以增强收集电子的效率。进一步地，被排空的隔室可以用作燃料容器的绝缘体，该燃料容器包含在其中(燃料容器中)累积的热量。该隔室可以包括用于流体流入的入口以及用于流体流出的出口。流体优选地是惰性气体，优选地为氖气。通过允许流体在隔室中流动，可以对发电机进行控制。例如，可以控制燃料容器的温度，可以使发电机停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机，包括：/n燃料容器(20)，该燃料容器用于容纳包含第一燃料成分和第二燃料成分的燃料；/n源单元(30)，该源单元配置为使该燃料暴露于输入电磁辐射从而产生以下各项：/n该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位，/n该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位，以及/n由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；以及/n包围该燃料容器(20)的发电机壳体(40)，该发电机壳体(40)支撑配置为将该输出电磁辐射光电地转换成电子的第一电极(42)；/n其中，该燃料容器(20)包括燃料容器壳体(24)，该燃料容器壳体支撑配置为收集这些电子、从而提供发电的第二电极(22)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170512 EP 17170748.21.一种发电机，包括：
燃料容器(20)，该燃料容器用于容纳包含第一燃料成分和第二燃料成分的燃料；
源单元(30)，该源单元配置为使该燃料暴露于输入电磁辐射从而产生以下各项：
该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位，
该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位，以及
由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；以及
包围该燃料容器(20)的发电机壳体(40)，该发电机壳体(40)支撑配置为将该输出电磁辐射光电地转换成电子的第一电极(42)；
其中，该燃料容器(20)包括燃料容器壳体(24)，该燃料容器壳体支撑配置为收集这些电子、从而提供发电的第二电极(22)。


2.一种发电机，包括：
燃料容器(20)，该燃料容器用于容纳包含第一燃料成分和第二燃料成分的燃料；
源单元(30)，该源单元配置为使该燃料暴露于输入电磁辐射从而产生以下各项：
该第一燃料成分中的核质量减少同位素移位，
该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位，以及
由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；
包围该燃料容器(20)的发电机壳体(40)；以及
光伏电池单元(70)，该光伏电池单元配置为将该输出电磁辐射转换成电力，其中，该光伏电池单元(70)被布置为该发电机壳体(40)的层。


3.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该燃料是固体。


4.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该燃料为TiDx。


5.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该源单元(20)配置为使该燃料暴露于红外光谱范围内的电磁辐射输入能量。


6.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该源单元(30)包括感应线圈装置(32)。


7.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该燃料容器(20)包括燃料容器壳体(24)，其中，该发电机壳体(40)与该燃料容器壳体界定隔室(50)。


8.根据权利要求7所述的发电机，其中，该隔室包括用于流体流入的入口以及用于流体流出的出口。


9.根据权利要求8所述的发电机，其中，该流体是惰性气体。


10.根据权利要求9所述的发电机，其中，该惰性气体是氖气。


11.根据权利要求1或2所述的发电机，其中，该发电机壳体(40)包括配置为对该发电机的温度进行调节的次级冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·利德格伦，
申请(专利权)人：瑞顿控股有限公司，
类型：发明
国别省市：英属维尔京群岛;VG