[发明专利]纳米离子液体及其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2005年1月18日提交的名称为“高效吸附热泵及其使用方法”的美国专利申请60/593485的部分继续申请，但是本申请仅仅引用该申请，并没有要求其优先权。

发明领域

本发明一般涉及离子液体和一定范围(a range of)的添加剂的协同掺混物，所述添加剂包括电子化合物(electride)、碱化物(alkalide)和用于例如能量转化(conversion)和能量变换(transforamtion)用途的纳米尺寸的表面改性的颗粒。

相关技术的描述

热泵在本领域中是熟知的。热泵仅仅是一种将热量或冷量(cooling)转移到系统的装置，而制冷装置是从系统除去热量的装置。因此，制冷装置可以认为是一类热泵。在本申请中，本发明也可认为是一种热能变换装置(本文称为“TED”)，可以认为在没有改变装置运作的情况下，制冷装置、空调、压缩机、热水器、热电冷联产装置(trigeneration)和热电联产装置(cogeneration)可相互替换，特别是采用了超临界和跨临界(transcritical)流体的TED。

热离子(thermionics)发射和热伏电池(thermovolatic cell)在本领域中是熟知的。热离子发射或热伏电池仅仅是一种没有将热转化为电的运动部件的装置。在本申请中，本发明可以认为是一种电池，可以认为在没有改变所述装置运作的情况下，涉及声子-电子耦合的任意装置可相互替换。

在吸收热泵中，吸收剂例如水可吸收制冷剂(通常是氨)，从而产生热量。当混合溶液进一步加压和加热时，排出所述制冷剂。当所述制冷剂预冷和膨胀到低压时，可提供冷却。所述低压制冷剂接着与低压废溶液混合，完成循环。

目前许多吸收热泵/制冷装置使用水-氨耦合或者水-溴化锂。这两种吸收耦合具有一些缺陷。所述水-氨耦合会造成安全问题，这是因为氨具有毒性和可燃性，而LiBr具有腐蚀性且由于低压操作非常容易失效，即少量泄漏造成污染。而且，其容易结晶也会造成堵塞问题。由于水会结冰，因此通常不可能在非常低的压力下操作。也已经提出了其它吸收方法，但是所用的所有工作液体都是有毒的、可燃的、破坏臭氧、或者具有高的温室效应。

名称为“二氧化碳吸收热泵”、授予Jones的美国专利6374630是使用超临界二氧化碳的常规吸收循环。该专利并没有使用具有非常低蒸汽压、沸点低于50℃的吸收剂，也没有采用使性能系数好于0.70的任何装置。该专利更没有预见任何非热装置来降低解吸温度，更没有提取膨胀能量。

授予Sami等人的、名称为“使用磁场增强热泵和制冷设备性能的方法和设备”的美国专利申请20030182946可使用磁场来破坏分子间力，并降低分子间吸引力，来促进工作流体膨胀到气相。已经发现磁场能量可改变制冷剂分子的极性，并破坏制冷剂分子间的范德华分散力，但是没有预见所述磁场的使用能降低解吸能。

授予Ng等人的、名称为“电吸附冷却器：应用于微电子器件到常规空调的小型冷却循环”的美国专利6434955提出了吸收和热电冷却装置的结合。控制物理方法主要是表面，而不是体内效应，或者涉及电子而不是流体流动。该专利并没有预见连续吸收方法，而是将来自间歇解吸过程的热能转移到随后加工的批料中，进行后续的解吸。

授予Rane，Milind V.等人的、名称为“能效吸附方法和系统”的美国专利申请20030221438提出了一种吸附模型，所述吸附模型具有与所述吸附模型壁热接触的热传递通道和可开关的热管道，该发明的吸附模型可产生少达5分钟的更少循环时间，该发明涉及使用旋转接触盘的有效的多步再生方法，以再生液体干燥剂。该专利并没有预见连续方法或吸收方法。