Спосіб акумуляції енергії

1. Спосіб акумуляції енергії, заснований на перетворенні електричної енергії в теплову, яку витрачають на диспергування металу в режимі сублімації, нагрівання диспергованих частинок 3 В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності способу акумуляції енергії, яка досягається за рахунок збільшення кількості частинок металу, переведених в аморфний стан як шляхом збільшення частки дрібних частинок, так і швидшим охолоджуванням як дрібних, так і крупних частинок в рідині, що містить лід. Запропонований, як і відомий спосіб акумуляції енергії заснований на перетворенні електричної енергії в теплову, яку витрачають на диспергування металу в режимі сублімації, нагрівання диспергованих частинок металу і подальше охолоджування нагрітих частинок металу в рідині, і, відповідно до цієї пропозиції, здійснюють ерозійновибухове диспергування металевих гранул імпульсами електричного струму в двофазному середовищі "лід-вода", а охолоджування нагрітих частинок металу проводять до температури переважно 0°С. В одному з варіантів способу охолоджування нагрітих частинок металу проводять при температурі води переважно 4°С. В пропонованому способі диспергування металу здійснюють методом ерозійно-вибухового диспергуванням металевих гранул імпульсами електричного струму [див. Рішення про видачу патента на корисну модель. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. Заявка №200701353. МПК B22F 9/14. Дата подання заявки 09.02.2007.]. Це дозволяє отримати частинки металу з високим ступенем дисперсності, що сприяє аморфізації частинок. У пропонованому способі диспергування металу здійснюють в двофазному середовищі "лідвода", що збільшує швидкість охолоджування наночасток. При цьому встигають переходити в аморфний стан як дрібні, так і більші частинки. У пропонованому способі охолоджування нагрітих частинок металу проводять до температури переважно 0°С. Це також сприяє збільшенню швидкості охолоджування наночасток і, відповідно, аморфізації частинок. У одному з варіантів способу охолоджування нагрітих частинок металу проводять при температурі води переважно 4°С. Це також збільшує швидкість охолоджування наночасток, оскільки щільність води при цій температурі максимальна. Ерозійно-вибухове диспергування металевих гранул імпульсами електричного струму дозволяє отримувати ультрадисперсний металевий порошок з великою поверхневою енергією, який акумулює енергію вибуху при сублімації металу. Запасена поверхнева енергія пропорційна ступеню дисперсності частинок. Велика поверхнева енергія ультрадисперсних частинок металу є першим чинником акумуляції енергії в пропонованому способі. Охолоджування частинок металу проводять у двофазному середовищі "лід-вода" для фіксації і стабілізації аморфного стану речовини диспергованих частинок. Холодна вода за рахунок високої теплоємності і великої різниці температур "рідинарозплавлений метал" забезпечує різке охолоджування ультрадисперсних частинок, що дозволяє зафіксувати аморфний стан речовини. Речовина в аморфному стані запасає велику енергію. Переведення ультрадисперсних частинок металу в амо 26989 4 рфний стан є другим чинником акумуляції енергії в пропонованому способі. Оскільки існує розкид наночасток за розмірами, то для переведення крупних частинок в аморфний стан потрібна більша швидкість охолоджування, чим для дрібних частинок. Це досягається присутністю льоду в охолоджуючій рідині. Ультрадисперсний металевий порошок в аморфному стані здатний акумулювати велику енергію як за рахунок великої поверхневої енергії [див. заявка России №2002102744. Ильин А.П. Способ определения избыточной энергии порошковых материалов. МПК G01N25/02. Опубл. 2003.10.10], так і за рахунок внутрішньої енергії речовини в аморфному стані. Такий порошок, внаслідок великої закумульованої енергії, спалахує на повітрі без якого-небудь нагріву, в той час, як кристалічні аналогічні метали, подрібнені до таких же розмірів, спалахують лише при достатньо високому нагріві до 300...400°С, а грубозернисті частинки металу, наприклад, молібдену, на повітрі практично не спалахують до 1000°С. [Р. Т. Малхасян Доклады национальной Академии Наук Армении, 2004, Том 104, №4]. При зворотному переході речовини з аморфного стану в кристалічне виділяється запасена енергія. Спосіб акумуляції енергії здійснюють таким чином. Первинна, наприклад, електрична енергія використовується для нагріву і сублімації металевих гранул при пропусканні через них електричного струму. Металеві гранули поміщають в реактор з водою і льодом. При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул виникають іскрові розряди, в яких здійснюється ерозійно-вибухове диспергування металу в режимі сублімації. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібне руйнуються на найдрібніші металеві частинки і металеву пару. Продукти руйнування розлітаються з великими швидкостями і дуже швидко охолоджуються в рідини, оскільки їх розміри надзвичайно малі (приблизно 2нм...10мкм). Висока швидкість охолоджування розплавлених ультрадисперсних частинок в середовищі "вода-лід" створює умови для фіксації їх рідкофазної структури, що перешкоджає кристалізації і дозволяє зберегти накопичену енергію і не виділяти її у вигляді тепла. В результаті здійснюється фіксація і стабілізація аморфного стану речовини диспергованих частинок. При цьому енергія акумулюється за рахунок збереження аморфного стану металу ультрадисперсних частинок і запобігання переходу речовини в кристалічний стан. В результаті, в рідині накопичується нанодисперсний металевий порошок в аморфному стані, який має велику надмірну енергію. Висушений порошок в герметичній упаковці в середовищі аргону можна транспортувати і використовувати як високоефективний енергоносій. Додаткова закумульована енергія порошку виділяється, наприклад, при згоранні металевого порошку у складі горючої суміші, що потребує менше пального для отримання необхідної енергії. При спіканні дета 5 26989 лей з такого порошку також буде потрібно менше енергії, оскільки бракуючу енергію поповнює заку Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 мульована при аморфізації металевого порошку енергія. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601