cryogenic_energies

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1、关于清洁能源微型电网的探索--冷能源从瓦特发明了蒸汽机，我们进入了热能源时代，我们的社会对石油和电力的依赖和需求日益增长.煤炭和石油不仅仅是不可再生资源，同时还是热能源，这些能源产生能量的时候会消耗氧气，排放二氧化碳等温室气体。温室效应还有另外一个罪魁祸首就是制冷剂--氟利昂，20世纪科学家公认氟利昂对大气层的臭氧层破坏是毋庸置疑的。虽然现在有了很多环保的制冷剂，但是依靠化学能来制冷的方式，总会对我们脆弱的环境造成危害。可净化环境的能源●目前我们的清洁能源还是处于靠热来提供电能的，包括我们的风电，太阳能，水电，都是在磁场的热效应下产生电流。●怎么样才能让能源的产生和使用过程都不产生热，

2、则才能够真正的用清洁能源解决环保问题，环境问题。●偶然间在开发喷涂溶剂回收系统的时候接触了气体冷却系统，为了避免采用制冷剂，我们选择了电磁制冷系统。同时发现了高温超导发电机和电动机的奥妙之处。冷能源基本结构磁制冷技术原理磁制冷是一种基于磁热效应的冷却技术。这种技术可以用来实现非常低的温度下，以及在普通范围的冰箱中使用。由法国物理学家P.Weiss和瑞士物理学家A.Piccard于1917年建立的基本理论，被P.Debye(1926)andW.Giauque(1927)所推荐。第一套磁制冷系统由多个团队在1933年开始建造，磁制冷的第一个方法开发用于制冷到0.3K的超低温（可以达到氦-3

3、的冷却温度，就是抽取氦-3蒸汽）。磁热效应（MCE，引用磁体和卡路里）是磁热力学现象，改变磁场强度并使相应的磁材料暴漏于环境可以改变温度。。这也被低温物理学家作为绝热退磁。钆合金加热内部的磁场和向环境扩散热能，当热流出后场会比进入的时候更冷。磁制冷应用●2007年8月20日，RisøNationalLaboratory里索国家实验室（丹麦），丹麦技术大学，声称在他们的磁制冷的研究达到了一个里程碑，当他们报道的8.7K的温度，他们希望该技术在2010年的商业应用.●作为2013的这种技术已经可用数十年的超低温低温应用被证明在商业上可行。磁制冷系统由泵，电机，二次流体，不同类型，磁铁和磁性

4、物质的热交换器。这些过程有很大的影响的不可逆性，并应适当地考虑。●磁制冷终将因其高效、无污染等特点成为未来颇具潜力的一种新的制冷方式，而对磁制冷循环理论的拓深必能大力推进磁制冷技术在太空开发和民用技术中的应用，为磁制冷开辟更加广阔的前景。商业版电磁制冷系统sumitomo超低温磁制冷超低温磁制冷高温超导磁体的特点无致冷剂20K冷却磁体,大口径,重量轻,产品包括的DI-BSCCO超导磁体,低温恒温器,线圈的电源,制冷机的压缩机.如何使用超低温蓄能？●目前蓄能方式有很多种，但是都是基于热力学的蓄能。●冷能源的蓄能和产生热能的方式必须是完全环保的，而且还必须是任何地方都可以获取的能量介质,所

5、以除了核能之外（特指氦-3），最理想的就是2种物质，氮和氢。●氮构成了大气的大部分（体积比78.03%，重量比75.5%）。氮是不活泼的，不支持燃烧。●氢在自然界中分布很广，水便是氢的“仓库”——氢在水中的质量分数为11%。●然而，将2种物质最大限度的存储，就是液化，液化则需要极其低的温度。这样，我们就可以用清净能源产生的电能转换为低温，将氢或氮液化存储.纯化学蓄能--氢●氦气-3是清洁核能，但月球丰富地球稀少的物质，虽然100T就可以供应地球使用1年，但是目前的技术每年从月球开采100吨运回地球使用的技术并不太成熟。所以我们只能依靠地球上的清洁能源。●氢和氧燃烧的产物是水，航天火箭也

6、是用液态氢和液态氧燃料，但是液态氢的温度需要-259摄氏度，而且容易极其易燃易爆，我们现在的应用技术也不太成熟，但是未来氢燃料燃烧供热是人类利用地球能源的首选。●作为纯化学元素物质存储，氢可以通过燃烧产生机械能，也可以通过离子膜和电解液转换为电能，目前两者都有使用，小功率以氢燃料电池，而大功率则以燃烧为主的应用。●所以，将风电，太阳能等能源以液态氢的形式蓄能，是未来50~100年的趋势。纯化学蓄能--氮●目前技术相对成熟的就是液化氮,怎么样让超低温液化氮转换为能？机械能或者电能？●氮不像氢可以和氧气燃烧，现有技术也没有直接转换电能的系统，只有液化的超低温。这也就是冷能源的首要条件，超低

7、温。●高温超导技术，1987年，从43K到240K的超导材料都被发现和测试，并且，100K就可以达到很多高温超导材料(铜氧化物)的Tc(临界点），也在液氮(77K)产生低温冷却范围内.●氮是空气的主要成分，液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1/100。液氮制冷设备简单，因此，现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却，但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。冷能源--液化氮的应用领域●1，液化氮应用到铜氧化物高温