纳米离子液体及其使用方法

专利名称：纳米离子液体及其使用方法
技术领域：
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 縮机、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'C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。
授予Korin的、名称为"混合热泵"的美国专利申请20020078696和美国 专利6539728公开了一种混合热泵系统，它包括(i)具有渗透选择性膜的膜 渗透装置，所述渗透选择性膜能够从包含蒸汽的气体中选择性除去蒸汽以得到
干燥气体，(ii)热泵，它具有(a)与加工流体交换热能的内侧，(b)与外
部环境交换热能的外侧，和(c)将内侧和外侧之间的热能以任一方向泵送的 热动结构。Korin所公开的内容与其它明显不同，它结合制冷空气调节系统使 用膜预先调节空气，且在制冷剂本身中并不进行任何相分离。此外，尽管已经 在各种分离用途中使用膜，但是在热泵系统中使用膜是有限制的。美国专利 4152901和5873260提出，分别使用半渗透膜和过蒸汽化膜可改进吸收热泵。 美国专利4467621提出，使用烧结的金属多孔膜可改进真空制冷装置，美国专 利5946931公开了一种冷却蒸发设备，它使用了多微孔PTFE膜。这些专利都 没有预见将所述膜用于吸收系统中的相分离，而仅仅是用于吸收系统。
授予Munters的美国专利4152901公开了一种在吸收加热和制冷系统中转 移能量的方法和设备，其中通过在加压条件下使混合物扩散经过半透膜从所述 工作介质中分离所述吸收剂，所述半透膜限定了较高压力区域和高于环境压力 的较低压力区域。Munters并没有预见超临界操作，因为该申请明确提到"工 作介质的稀释溶液在减压下经过蒸发器，同时，在降低到环境压力时，所述浓 缩的吸收剂溶液进入所述吸附位置"。
在名称为"制冷设备和方法"的、授予Linhardt等人的美国专利5873260 中，提高吸收剂/制冷剂溶液的压力，且加压溶液供应到过蒸汽膜分离器，其 中富含蒸汽的制冷剂作为一种输出流体，浓縮的液体吸收剂作为另一种输出流 体。Linhardt等人并没有预见超临界流体，因为该申请明确指出"输入所述吸 收剂的基本上蒸汽化的制冷剂的压力小于50psia"以及"进入所述膜分离器的 吸收剂/制冷剂溶液的压力在约250-400psia的范围内"。Linhardt还指出， "渗透性膜吸收制冷循环也能够达到低温，且其COP可高于常规氨/水热分离 系统，但是需要非常高的压力，其数量级为2000psia或更高，以将所述制冷 剂压过所述渗透性膜的孔"。要注意，过蒸汽膜的工作方式完全不同于制冷和 热泵系统中所用的现有技术的膜分离方法。所述现有技术的膜系统依靠渗透压 将所述制冷剂压过所述膜，从而从其它组分中分离制冷剂。对于氨-水对，这 通常需要数量级为2000-4000psi或更高的压力。渗透性膜是多孔的，从而允 许氨经过所述膜。过蒸汽膜不是多孔的，但可通过将所选择的材料溶解在所述 膜中使所述组分通过所述膜。这需要非常低的驱动力(明显小于400psi)来进
行驱动。在使用氨-水混合物的情况下，过蒸汽膜选择性通过氨和水蒸汽，且 阻止液体水通过。
名称为"膜干燥热泵"、授予Korin的美国专利6739142公开了一种系统， 它包括(a)用于从加工气体中除去蒸汽以及提供除去蒸汽的方法的膜渗透 器。该专利并没有公开任何超临界流体的使用。
在本领域中缺少高效热转移溶液(以下称为离子液体混合溶液或"ILHS")， 在任何TED系统中，相比没有ILHS的TED具有更高的性能系数。
附图
简述
图I是描述示例性离子液体l-正丁基-3-甲基咪唑镓六氟磷酸盐(〔bminm〕 (PFJ )相对于二氧化碳吸收量度的示意图。
发明概述
本发明涉及一种用于热能转化装置的离子液体混合溶液。该装置使用包括 离子液体的溶液，所述离子液体是有效的传热介质。
在TED中工作的本发明ILHS被认为是以热方式进行能量转化的最优介质。 本发明的ILHS使用了一定范围的流体，所述流体选自离子液体、离子固 体、电子化合物溶液、碱化物溶液、超临界流体/气体。离子液体和固体在本 领域中认为是环境友好的溶剂。电子化合物和碱化物溶液在本领域中分别认为 是化学还原方法和氧化方法。TED的唯一特征是离子液体"IL"，它具有非常 低(如果不是可以忽略的话)的蒸汽压，优选地，离子液体与超临界气体(下 文称为"scG"，较好是二氧化碳或氨，分别称为"scC02"或"scNH4")相 容。本发明scC02或scNH4与IL的结合具有极好的二氧化碳溶解性和简单的 相分离性，这是因为它们属于部分可互溶的流体的组合。部分可互溶的流体根 据压力和温度的直接作用是可互溶以及不可互溶的。处于不可互溶状态的部分 可互溶的流体可通过简单倒出进行相分离，其本身是低能分离方法。scG与离 子液体的相行为以及液体中气体的溶解性受到阳离子和阴离子的选择和结构 的影响。
离子液体溶液的其它组合在本领域中认为具有部分可互溶性。本发明的另
一方面是基于选自温度、压力和pH的至少一个函数改进相分离。优选的溶液 还包含使用少量的酸或碱以改变所述吸收剂中的制冷剂的溶解性。更优选的溶 液使用包括电渗析的方法进行pH控制来改变温度和压力。进行相分离的其它 方法包括使用静电场以达到下述目的改善静电场能力来提高离子液体、超滤 或纳米过滤膜的溶解性。
本发明的ILHS还在电子化合物和碱化物溶液之间取得平衡。优选的电子 化合物溶液包括无水氨。电子化合物的主要好处在于在阳极和阴极之间的自由 电子(即能量状态)转移。另一个好处(对于后加入的纳米尺寸粉末非常关键) 是电子化合物的强还原性。这是非常关键的，因为纳米尺寸粉末(特别是金属) 容易氧化，部分原因是粉末具有高表面积。
本发明的另一个特征是还包括至少一种纳米尺寸的粉末，所述纳米尺寸的 粉末选自导电、半导电、铁电和铁磁粉末。纳米尺寸的粉末(本领域中这么认 为的)维持胶体分散，同时提高或改变一定范围的性质，所述性质包括磁性、 热物理性质(例如导热性)、导电性和吸收性质。更优选的纳米尺寸的粉末还 包括具有纳米尺寸表面改性的纳米尺寸粉末，所述表面改性选自单层和纳米尺
寸多层(即表面涂层小于ioo纳米)。特别优选的纳米尺寸粉末可提高不止一
种参数，所述参数选自热物理性质、导电性和太阳光谱吸收性。
本发明ILHS的另一个特征是TED的整体性。热能提取装置通过在解吸步 骤后制冷剂的膨胀过程提取能量，或者通过将声子直接量子转化为电子来提高 效率(即，性能系数"COP")。
离子液体具有明显的优点，例如相比常规导热流体具有较高的导电性(即 电子传输)，同时具有较低的导热性。在本领域中认为，这些特征对于将热能 转化为机械能或者电能都是需要的。该装置包括热能转化设备。TED包括选自 热离子发射电池(thermionics emission cell)、热伏电池(thermovoltaic cell)、发电机、压缩机和热泵的装置。较好的IL位于溶液中，所述溶液还 包括液体，所述液体包括在本领域中认为是传热液体的液体。较好的离子液体 是本发明的离子液体混合溶液(ionic liquid hybrid solution) "ILHS"。 ILHS是包含至少一种传热液体的溶液，其中改变至少一个选自压力和温度的参 数，所述传热流体和离子液体是部分可互溶或可互溶的。具有这样区域(在该
区域中，至少一种独立流体组分在其中变得不可互溶)的优选ILHS可进行较 简单的流体分离。在其中液体至少部分可互溶或者完全可互溶的区域能够使流 体吸热，从而使之能够有效除去该能量(即通过冷凝)。
还可加入表面改性的纳米尺寸的颗粒(所述颗粒的平均粒度为0.1-1000 纳米)，从而能分别提高导电性和/或导热性。虽然不希望受到理论的限制， 但是据信本发明的纳米尺寸颗粒通过加入表面改性的颗粒后提高了电子发射 的平均自由路径长度。较好的纳米尺寸颗粒是半导电的和导电颗粒。较好的 ILHS还包括至少一种选自电子化合物或碱化物的溶液。较好的电子化合物或碱 化物在本领域中认为是室温稳定的电子化合物或碱化物。
ILHS还可用于还原或氧化纳米尺寸颗粒。较好的方案(scenario)可限制 所得颗粒的团聚，从而得到小的纳米尺寸颗粒。降低所得颗粒尺寸的特别优选 的方法可使还原/氧化反应在串联的物理限制(constrained)"反应"室(cell) 中进行，所述物理限制"反应"室将所得产物限制在小尺寸。特别优选的反 应室的尺寸在约0. 1-1000纳米之内。
由后来的化学还原或氧化纳米尺寸颗粒得到的产物也在0. 1-1000纳米之 内。得到该结果的最佳方法是从也在0.1-1000纳米之内的前体纳米尺寸颗粒 开始。优选的纳米尺寸颗粒基本上是球形的纳米尺寸颗粒。特别优选的纳米尺 寸颗粒是表面改性的(例如苯并三唑镀铜(copper))。特别优选的纳米尺寸 颗粒小于100纳米，更优选小于IO纳米。虽然不希望受到理论的限制，但是 表面改性的颗粒(包括通过配位)较少团聚，多层之间的粘合性增加，电子/ 声子隧道效应和/或耦合的平均自由路径更长。特别优选的纳米尺寸颗粒通过 配位进行表面改性，且基本上具有相同的直径。用于TED (最特别的是热离子 电池)的颗粒的直径小于10纳米。虽然不希望受到理论的限制，但是认为电 子可穿过(tu皿el throught) 10纳米的距离，而声子就不可以。将10纳米(或 更小)直径的球形纳米尺寸颗粒加入到空出的热离子电池中可使热离子电池的 热侧和冷侧相同且均匀分隔。
虽然不希望受到理论的限制，但是加入半导电纳米尺寸颗粒可能会将平均 自由路径长度提高到最大达35纳米。热离子电池的热侧和冷侧之间的临界距 离从而可使电子穿过电池空间，所述电池空间由基本上球形的颗粒隔开，所述
基本上球形的颗粒的平均直径为0. 1-35纳米。
虽然不希望受到理论的限制，但是结合纳米尺寸的颗粒(包括导电或半导 电颗粒和导热颗粒中的至少一种)可改变所需的平衡，从而提高或降低声子-电子耦合。更优选的组合物包括导电和非导热的、基本上球形的颗粒。特别优 选的球形颗粒还包括多层涂层，所述多层涂层由选自导电层和非导热层的至少 一层的交替层组成。
各交替层的平均厚度为0. 1-10纳米。更优选的交替层的平均厚度为0. l-3 纳米。特别优选的最外层交替层与离子液体溶液不反应。特别优选的最外层交 替层可通过有机金属化合物或金属盐的化学还原容易地进行还原。 一种方法 (但不限于)是氢还原。对于离子液体特别好的另一种方法是用电镀进行还原， 其中所述有机金属化合物或金属盐通过电势差进行还原，但是还原的金属限制 在"包封"层中。 一种包封层容易通过限制后续有机金属化合物或金属盐的化 学氧化进行聚合。
容易固定多层纳米尺寸颗粒的内含物(例如有机金属化合物或金属盐)的 能力也包括至少一层交替层，所述交替层容易通过有机金属化合物或金属盐的 化学还原进行交联。该交替层包括(但不限于)单体、蛋白质和紫外固化聚酰 亚胺。所得聚合方法提供了交联的聚合物和聚合的单体。所述离子液体溶液(它 包含物理限制的纳米尺寸颗粒)设计成能通过下述方法还原金属盐、有机金属
化合物、金属氧化物和金属氮化物电还原、化学还原和光还原。得到纳米尺 寸颗粒的其它方法可如下进行将ILHS预处理成纳米乳液、纳米-胶体悬浮液
或微乳液。加工成纳米乳液、纳米-胶体悬浮液或微乳液具有其它优点，例如
(但不限于)粘度降低，均匀分散和内含物较少的物理限制的胶束(micelle)。 虽然不希望受到理论的限制，但是所述ILHS还包括电子化合物或碱化物， 以提高选自下组的至少一种声子-电子耦合、传热和热-电转化。较好的ILHS 还包含传热流体。更优选的ILHS的传热液体与ILHS或ILHS中的至少一种其 它液体是部分可互溶的或可互溶的。特别优选的ILHS还可包含超临界气体。 较好的气体包括选自二氧化碳、氮气、氩气和氨气的气体。用于后续的化学反 应特别优选的ILHS是氨气。氨气在本领域中认为是电子化合物的一种重要的 成分。特别优选的ILHS是至少加压到溶液的超临界压力的溶液。ILHS溶液/
掺混物在TED中至少在溶液的超临界压力工作。所述TED中的ILHS也可在跨 临界压力区域中工作。
包含超临界二氧化碳C02的示例性离子液体系列见图l(由DuPont Central Research and Development禾口 DuPont Fluoroproducts Laboratory完成)， 其中l-正丁基-3-甲基咪唑镜六氟磷酸盐((bmim) (PF6))和卜正丁基-3-甲基咪唑镞四氟磷酸盐((bmim) 〔PF6))的吸收量度使用市售重量微天平于 283. 15、 298. 15、 323. 15和348. 15K和2MPa的压力测得。根据各个固定温度 和压力条件下吸收饱和(平衡)数据测得气体溶解度。该附图清楚地说明通过 较小的温度差和发生不互溶的区域得到明显的压力增加。
所述超临界ILHS溶液还可与纳米尺寸前体混合，所述纳米尺寸前体的平 均粒度为0.1-1000纳米，且马上进行快速膨胀。快速膨胀的方法具有许多好 处，包括抵消放热化学反应的好处和减少颗粒团聚的好处。
所述超临界ILHS溶液至少改变选自压力和温度的一个参数。改变所述压 力和/或温度，以使至少一种组分/液体选自由传热流体、离子流体和超临界流 体所组成的工LHS组，从而通过平衡ILHS是部分可互溶或可互溶的且变成不可 互溶的区域来容易地达到相分离。
本发明的ILHS优选设计成/配置成在能量转化装置例如所谓TED中工作。 所述TED还可包括至少一种场(field)，所述场选自电场、静电场和磁场。 虽然不希望受到理论的限制，但是所述场提高了热传递，这是因为其具有至少 一种选自加速电子、限制声子反散射或限制冷电子反散射的优点。所述TED还 包括阻挡膜，所述阻挡膜位于热源和ILHS之间。虽然不希望受到理论的限制， 但是所述阻挡膜还包括选自金刚石、金刚石类物质、金属和碳纳米管的组分， 以降低热传递和声子穿过热侧和冷侧之间的TED间隙。
包括热离子电池的电池还包括纳米尺寸的颗粒，所述纳米尺寸颗粒的特征 在于包括至少一种选自下组的特征基本上球形和相同的直径，以分隔顶部和 底部电池侧。所述顶部和底部电池侧隔开平均O. 1-100纳米的距离。所述顶部 和底部电池侧更优选隔开平均0.1-35纳米的距离。所述顶部和底部电池侧特 别优选隔开平均O.卜10纳米的距离。
由本发明ILHS溶液和TED内的操作方式实现的许多优点，热动循环或直接热-电转化(包括通过声子-电子耦合)的性能系数的提高都可提高能效。较 好的热动循环(实现了上述优点)包括选自Goswami、Uehara、 Kalina、 Rankine、 Carnot、 Joule-Brayton、 Ericsson或Stirling循环的循环。较好的循环结合 了其中ILHS将来自任一单个热动循环的废热转化到混合高效热动循环的综合 循环。
权利要求
1.一种可在热能转化装置中工作的离子液体溶液，所述热能转化装置包括选自热离子发射电池、热伏电池、发电机、压缩机和热泵的装置。
2. —种离子液体溶液，所述溶液包括离子液体和至少一种传热流体，其中，选自压力和温度的至少一个参数被改变，并且所述传热流体和离子液体是 部分可互溶或可互溶的。
3. —种离子液体溶液，所述溶液包括平均粒度为0.1-1000纳米的表面改 性的纳米尺寸颗粒和离子液体。
4. 一种离子液体溶液，所述溶液包括离子液体和至少一种选自电子化合 物或碱化物的溶液。
5. —种离子液体溶液，所述溶液包括纳米尺寸颗粒前体，其中，所述离 子液体物理限制在约0.1-100纳米的尺寸内，用于后续的化学还原或氧化纳米 尺寸颗粒。
6. —种离子液体溶液，所述溶液包括基本上球形的纳米尺寸颗粒，所述 纳米尺寸颗粒的平均粒度为0.1-1000纳米。
7. —种离子液体、电子化合物或碱化物溶液，所述溶液至少加压到所述 溶液的超临界压力。
8. 如权利要求l、 2或4所述的溶液，其特征在于所述溶液还包括平均粒 度为0.1-1000纳米的表面改性的纳米尺寸颗粒。
9. 如权利要求8所述的溶液，其特征在于所述纳米尺寸颗粒通过配位进 行表面改性。
10. 如权利要求3、 5、 6或8所述的溶液，其特征在于所述溶液包括半导 电和导电的纳米尺寸颗粒。
11. 如权利要求3、 5、 6或8所述的溶液，其特征在于所述颗粒具有基本 上相同的直径。
12. 如权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的溶液，其特征在于所述溶液至 少加压到溶液的超临界压力。
13. 如权利要求12所述的溶液，其特征在于所述溶液还与平均粒度为0.1-1000纳米的纳米尺寸前体混合，且马上进行快速膨胀。
14.如权利要求7或12所述的溶液，其特征在于所述还原反应或氧化反应的副产物包括粒度约为0.1-1000纳米的纳米尺寸颗粒。
15.如权利要求l、2、3、4、5、6、7或8所述的溶液，其特征在于所述溶液增加了电子发射的平均自由路径长度。
16.如权利要求l、3、4、6、7或8所述的溶液，其特征在于所述溶液还包括传热流体。
17.如权利要求16所述的溶液，其特征在于所述传热液体与所述溶液部分可互溶或可互溶。
18.如权利要求2或16所述的溶液，其特征在于所述传热液体与所述溶液中的至少一种其它流体可部分互溶或可互溶。
19.如权利要求l、2、3、4、5、6、7、8或16所述的溶液，其特征在于所述溶液还包括超临界气体。
20.如权利要求19所述的溶液，其特征在于至少一个选自压力和温度的参数被改变，并且选自传热流体、离子液体和超临界液体的至少一种流体是部分可互溶或可互溶的。
21.如权利要求l所述的溶液，其特征在于所述能量转化装置还包括至少一种选自电场、静电场和磁场的场。
22.如权利要求21所述的溶液，其特征在于所述场提高了热传递，这是因为所述场具有选自加速电子、限制声子反散射或限制冷电子反散射的至少一个优点。
23.如权利要求3、5、6、8、9、10、11、13或14所述的溶液，其特征在于所述纳米尺寸颗粒选自有机金属颗粒和金属盐。
24.如权利要求3、5、6、8、9、10、11、13、14或23所述的溶液，其特征在于所述纳米尺寸颗粒还包括交联的聚合物、聚合的单体。
25.如权利要求3、5、8、9、10、13、14、23或24所述的溶液，其特征在于所述纳米尺寸颗粒的至少一个特征选自基本上球形的形状和相同的尺寸。
26.如权利要求1、2、3、5、6、9、12、13、14、15、16、17、18、19或20所述的溶液，其特征在于所述溶液还包括选自电子化合物和碱化物的至少一种。
27. 如权利要求1所述的溶液，其特征在于所述电池还包括平均粒度为0.1-1000纳米的纳米尺寸颗粒。
28. 如权利要求1或27所述的溶液，其特征在于所述电池还包括阻挡膜， 所述阻挡膜位于热源和所述离子液体之间。
29. 如权利要求28所述的溶液，其特征在于所述阻挡膜还包括选自金刚 石、金刚石类物质、金属和碳纳米管的组分。
30. 如权利要求1、 27或28所述的溶液，其特征在于所述电池还包括纳 米尺寸颗粒，所述纳米尺寸的颗粒的至少一个特征选自基本上球形的形状和相 同的直径，用以分隔所述顶部和底部电池侧。
31. 如权利要求1、 27、 28或30所述的溶液，其特征在于所述顶部和底 部电池侧隔开0.1-100纳米的平均距离。
32. 如权利要求1、 27、 28或30所述的溶液，其特征在于所述顶部和底 部电池侧隔开0.1-35纳米的平均距离。
33. 如权利要求1、 27、 28或30所述的溶液，其特征在于所述顶部和底 部电池侧隔开0.1 -10纳米的平均距离。
34. 如权利要求6、 25或30所述的溶液，其特征在于所述基本上球形颗 粒的直径平均为0.1-35纳米。
35. 如权利要求6、 25或30所述的溶液，其特征在于所述基本上球形颗 粒的直径平均为0.1-10纳米。
36. 如权利要求6、 25、 30、 34或35所述的溶液，其特征在于所述基本 上球形的颗粒是导电颗粒或半导电颗粒和导热颗粒中的至少一种。
37. 如权利要求6、 25、 30、 34或35所述的溶液，其特征在于所述基本上球形的颗粒是导电颗粒和非导热颗粒。
38. 如权利要求6、 25、 30、 34、 35、 36或37所述的溶液，其特征在于 所述基本上球形的颗粒还包括多层涂层，所述多层涂层由选自导电层和非导热 层的至少一层的交替层组成。
39. 如权利要求38所述的溶液，其特征在于各交替层的平均厚度为0.1-10纳米。
40. 如权利要求38所述的溶液，其特征在于各交替层的平均厚度为0.1-3 纳米。
41. 如权利要求38所述的溶液，其特征在于各交替层的最外层交替层与 所述离子液体溶液是不反应的。
42. 如权利要求38、 39、 40或41所述的溶液，其特征在于至少一层交替 层容易通过有机金属化合物或金属盐的化学还原进行还原。
43. 如权利要求38、 39、 40或41所述的溶液，其特征在于至少一层交替 层容易通过限制后续的有机金属化合物或金属盐的化学还原进行聚合。
44. 如权利要求38、 39、 40或41所述的溶液，其特征在于所述至少一层交替层容易通过有机金属化合物或金属盐的化学还原进行交联。
45. 如权利要求38、 39、 40或41所述的溶液，其特征在于所述至少一层交替层容易固定有机金属化合物或金属盐。
46. 如权利要求5所述的溶液，其特征在于所述溶液设计成通过以下方法 还原金属盐、有机金属化合物、金属氧化物和金属氮化物电还原、化学还原 和光还原。
47. 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 12、 13、 14、 15、 16、 19、 20或26所述的溶液，其特征在于所述掺混物还加工成纳米乳液、纳米-胶体悬浮 液或微乳液。
48. 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 12、 13、 14、 15、 16、 19、 20或26所述的溶液，其特征在于所述溶液增加了热动循环中的性能系数，所述 热动循环包括选自Goswami、Uehara、Kalina、Rankine、Carnot、 Joule-Brayton、 Ericsson禾口 Stirling循环的循环。
49. 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 8、 19、 20或26所述的溶液，其特 征在于所述掺混物在超临界或跨临界压力下工作。
全文摘要
公开了一种高效热能转化工作液体，其大量包括在混合离子液体溶液中，其可用于热能转化装置中。在该系统中较好使用离子液体和二氧化碳气体与部分可互溶的吸收剂液体，包括较好的离子液体作为工作液体。所述热转化装置将热能(包括低品质热能)转化为加热能、冷却能、机械能或电能。包括纳米尺寸粉末的换热器(较好是微通道换热器)的战略使用可进一步提高所述系统的效率和性能。
文档编号C09K5/00GK101193998SQ200680020875
公开日2008年6月4日 申请日期2006年4月4日 优先权日2005年6月13日
发明者迈克尔·H·古林 申请人:迈克尔·H·古林