用太阳能热输入进行热化学过程的反应器以及相关系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用太阳能热输入进行热化学过程的反应器以及相关系统和方法。根据特定实施例的系统包括：反应器，该反应器具有反应区；反应物源，该反应物源与反应区流体连通地联接；以及太阳能集中器，该太阳能集中器具有可定位成将太阳能引导到焦点区域的至少一个集中器表面。该系统还可以包括：致动器，该致动器联接到太阳能集中器以相对于太阳移动太阳能集中器；以及控制器，该控制器可操作地联接到致动器。控制器可以用指令进行编程，当执行指令时，当太阳能在阈值水平之上时，指令指导致动器定位太阳能集中器以将太阳能聚焦在反应区上，并且当太阳能在阈值水平之下时，指令指导致动器定位太阳能集中器以指向具有较小辐射能量的天空中的位置，以冷却定位在焦点区域处的对象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术总体上涉及。在特定实施例中，这样的反应器可以用于从多种多样的原料产生清洁燃烧、氢基燃料，并且可以从当形成氢基燃料时释放的碳和/或其它元素产生结构构建块。
技术介绍
诸如太阳、风、波浪、落水和基于生物质能源的可再生能源具有作为重要能源的巨大潜力，但是目前受制于阻止广泛采用的各种问题。例如，在发电中使用可再生能源取决于可以是间歇的能源的可用性。太阳能受到太阳的可用性限制(即，仅仅在白天)，风能受到风的可用性限制，落水能受到干旱限制，并且生物质能受到季节变化限制，等等。由于这些和其它因素，来自可再生能源的许多俘获或未俘获能量往往被浪费。与俘获和节约能量相关的前述低效率限制了可再生能源在世界上许多地区发展成可行的能量提供来源，原因是它们常常导致产生能量的高成本。因此，世界继续依赖于石油和其它化石燃料作为主要能源，原因至少部分是与石油燃料相关的政府津贴和其它项目支持技术开发使得使用这样的燃料表面上方便并且表面上便宜。同时，消耗资源的更换成本以及环境恶化、健康影响和化石燃料使用的其它副产品的成本未包括在由这些燃料产生的能量的购买价格中。考虑到目前与可持续生产可再生资源相关的前述和其它缺陷，仍然需要改善用这样的资源生产产品和燃料的效率和商业可行性。附图说明图I是根据本技术的实施例配置的具有太阳能集中器的系统的部分示意、部分横截面图。图2是根据本公开的实施例的图I中所示的系统的实施例的部分示意、部分横截面图，其中太阳能集中器被配置成在冷却过程中发射能量。图3是根据本公开的实施例的具有可移动太阳能集中器碟的系统的部分示意、部分横截面图。图4是根据本公开的实施例的具有槽形太阳能集中器的系统的部分示意、等轴测图。图5是根据本公开的实施例的具有菲涅耳透镜集中器的系统的部分示意图。图6是根据本技术的实施例配置的具有辐射控制结构和重定向部件的反应器的部分示意图。具体实施例方式I.概沭下面描述了用于进行由太阳能驱动的反应的装置、系统和方法的若干例子。根据特定实施例的反应器可以在一个操作阶段期间收集太阳能并且在另一个操作阶段期间使用收集装置排出热。这样的反应器可以用于生产氢燃料和/或其它有用的最终产物。因此，反应器可以生产清洁燃烧燃料并且可以再利用用于耐用品中的碳和/或其它成分，包括聚合物和碳复合材料。尽管以下描述以足以使相关领域的技术人员实施、制造并且使用它们的方式提供了以下例子的许多具体细节，但是下面所述的细节和优点中的一些对于实施该技术的某些例子可能不是必要的。另外，该技术可以包括在权利要求的范围内、但是未在这里详细描述的其它例子。 该例子描述的特定特征、结构、过程或特性包括在本技术的至少一个例子中。因此，在该说明书中各处的短语“在一个例子中”、“在例子中”、“一个实施例”或“实施例”的出现不必都表示相同例子。此外，特定特征、结构、例程、步骤或特性可以以任何合适的方式在该技术的一个或多个例子中组合。在本文中提供的标题仅仅是为了方便而不是旨在限制或解释该要求保护的技术的范围或含义。下面所述的该技术的某些实施例可以采用计算机可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将领会该技术可以在除了下面所示和所述的以外的计算机或控制系统上实施。该技术可以体现在进行特定编程、配置或构造以执行下面所述的一个或多个计算机可执行指令的专用计算机、控制器或数据处理器中。因此，当在本文中一般使用时术语“计算机”和“控制器”表示任何数据处理器并且可以包括互联网装置、手持式装置、多处理器系统、可编程电子消费品、网络计算机、微型计算机等。该技术也可以在分布式环境中实施，其中任务或模块由通过通信网络链接的远程处理装置执行。下面所述的技术的方面可以存储或分布在计算机可读介质上，所述计算机可读介质包括磁性或光学可读或移动式计算机磁盘以及电子地分布在网络上的介质。在特定实施例中，该技术的方面特有的数据结构和数据传输也包含在本技术的范围内。本技术包含将计算机可读介质编程为执行特定步骤以及执行步骤的方法。根据特定实施例的反应器系统包括反应器，所述反应器具有反应区；反应物源，所述反应物源与反应区流体连通地联接；以及太阳能收集器，所述太阳能收集器具有可定位成将太阳能引导到焦点区域的至少一个集中器表面。该系统还可以包括致动器，所述致动器联接到太阳能集中器以相对于太阳移动太阳能集中器；以及控制器，所述控制器可操作地联接到致动器以控制其操作。控制器可以用指令进行编程，当执行指令时，当太阳能在阈值水平之上时(例如，在白天期间)，指令指导致动器定位太阳能集中器以将太阳能聚焦在反应区上。当太阳能在阈值水平之下时，控制器可以指导致动器定位太阳能集中器，以指向具有较小辐射能量的天空中的位置，从而冷却定位在焦点区域处的对象。根据该技术的另一个实施例的系统包括反应器、反应物源、太阳能集中器和第一致动器，所述第一致动器联接到太阳能集中器以相对于太阳移动太阳能集中器。该系统还可以包括福射控制结构，所述福射控制结构定位在太阳能集中器的集中器表面和它的相关焦点区域之间。辐射控制结构具有第一表面和背离该第一表面的第二表面，每个表面具有不同的吸收率和发射率。特别地，第一表面可以具有第一辐射能吸收率和第一辐射能发射率，并且所述第二表面可以具有小于第一辐射能吸收率的第二辐射能吸收率，和大于第一辐射能发射率的第二辐射能发射率。该系统还可以包括第二致动器，第二致动器联接到辐射控制结构，以将该结构从第一配置改变到第二配置，在第一配置中第一表面面对集中器表面，在第二配置中第二表面面对集中器表面。在特定实施例中，该系统还可以进一步包括控制器，控制器取决于由太阳能集中器引导的太阳能的水平指导辐射控制结构的操作。根据该技术的特定实施例的方法包括用太阳能集中器集中太阳能；将经集中的太阳能引导到定位在太阳能集中器的焦点区域处的反应区；以及在反应区，经由经集中的太阳能将氢供体离解成离解产物。该方法还可以包括从离解产物提供结构构建块(基于碳、氮、硼、硅、硫和过渡金属中的至少一种)和氢基燃料中的至少一种。在另外的特定实施例中，该方法还可以包括取决于太阳能在阈值水平之上还是之下采取不同的措施。例如，当太阳能在阈值水平之上时，它可以被引导到反应区，并且当它在阈值水平之下时，太阳能集中器可以背离太阳指向具有较小辐射能量的天空中的位置以冷却结构构建块和/或氢基 燃料。2.典型反应器和相关方法图I是根据该技术的特定实施例的具有联接到太阳能集中器120的反应器110的系统100的部分示意、部分横截面图。在该实施例的一个方面中，太阳能集中器120包括安装到基座122的碟121。碟121可以包括集中器表面123，该集中器表面接收入射太阳能126，并且朝着焦点区域124引导作为聚焦太阳能127的太阳能。碟121可以联接到集中器致动器125，当地球旋转时该集中器致动器使碟121围绕至少两个正交轴移动以便有效地聚焦太阳能126。如下面将进一步详细地描述，集中器致动器125也可以被配置成在冷却操作期间将碟121有意地定位成背离太阳。反应器110可以包括一个或多个反应区111，该反应区在图I中显示为第一反应区Illa和第二反应区111b。在特定实施例中，第一反应区Illa定位在焦点区域124以接收聚焦太本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·E·麦卡利斯特，
申请(专利权)人：麦卡利斯特技术有限责任公司，
类型：
国别省市：