用于能量储存的系统和方法技术方案

本文提供了用于储存能量的系统和方法。光子电池组装件可以包括光源、磷光材料和光伏电池。磷光材料可以吸收来自光源的第一波长的光能，并在时间延迟后发射在时间延迟后的第二波长的光能。光伏电池可以吸收第二波长的光能并生成电功率。在一些情况下，放射性材料可以发射高能粒子，并且磷光材料可以从高能粒子吸收动能。

Systems and methods for energy storage

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能量储存的系统和方法交叉引用本申请要求于2017年4月21日提交的美国专利申请号15/493,823的权益，该申请通过引用整体并入本文。专利技术背景在这样一个大量的活动和功能都依赖于持续供能的时代，供电的失效或中断尤其可能导致极其不期望的结果。近年来，随时可用的电力如电池、超级电容器、燃料电池和其他能量储存设备的市场迅速增长。然而，此类能量储存设备往往在许多方面受到限制。例如，在某些操作条件(例如，温度、压力)下，它们可能易于挥发或不稳定，并且变得无效或构成安全隐患。在一些情况下，能量储存设备本身可能在一个或多个能量转换或储存循环内被消耗，因此寿命有限。在一些情况下，充电速率可能过慢而无法有效地支持或满足功率消耗的速率。
技术实现思路
本文意识到需要可靠的用于能量储存的系统和方法。本文公开的用于能量储存的系统和方法可以提供比传统的化学电池更优效的充电速率，例如，快约100倍或更多。本文公开的系统和方法可以提供比传统的化学电池更优效的寿命，例如，再充电循环多约10倍或更多。本文公开的系统和方法可以是便携式的。本文公开的系统和方法在相对冷的操作温度条件下可以是稳定和有效的。本文公开的系统和方法可以使用磷光材料以在限定的持续时间内储存能量。例如，磷光材料可以伴有显著的时间延迟而储存和/或转换能量。本文公开的系统和方法可以使用光源从而以光能的形式来提供初始能量源。所述光源可以是人造光源，如发光二极管(LED)。本文公开的系统和方法可以使用光伏电池以从光能生成电功率。在一些实施方式中，本文公开的系统和方法可以使用放射性材料来激发(或以其他方式刺激)磷光材料。在一方面，提供了用于储存能量的系统。所述系统可以包括：光源，其被配置为从所述光源的表面发射第一波长的光能；与所述光源的所述表面相邻的磷光材料，其中所述磷光材料被配置用于(i)吸收所述第一波长的光能，和(ii)以慢于吸收速率的速率发射第二波长的光能，其中所述第二波长大于所述第一波长；以及与所述磷光材料相邻的光伏电池，其中所述光伏电池被配置用于(i)通过所述光伏电池的表面吸收所述第二波长的光能，和(ii)从光能生成电功率。在一些实施方式中，所述光源为发光二极管(LED)。在一些实施方式中，所述光伏电池电耦合至电负载。在一些实施方式中，所述光伏电池生成的至少部分电功率为所述电负载供能。在一些实施方式中，所述光伏电池电耦合至所述光源。在一些实施方式中，所述光伏电池生成的至少部分电功率为所述光源供能。在一些实施方式中，可充电电池电耦合至所述光源和所述光伏电池。在一些实施方式中，所述光伏电池生成的至少部分电功率为所述可充电电池充电，并且其中所述可充电电池释放的至少部分电功率为所述光源供能。在一些实施方式中，所述第一波长为紫外波长。在一些实施方式中，所述第二波长为可见波长。在一些实施方式中，所述磷光材料包含铝酸锶和铕。在一些实施方式中，所述系统还包括发射高能粒子的放射性材料，其中所述高能粒子能够行进穿过所述磷光材料，其中所述磷光材料被配置用于(i)吸收来自所述高能粒子的动能，和(ii)以慢于动能的吸收速率的速率发射所述第二波长的光能。在一些实施方式中，所述磷光材料与所述放射性材料相邻。在一些实施方式中，所述磷光材料包含所述放射性材料。在一些实施方式中，所述放射性材料为锶-90。在一些实施方式中，所述光伏电池包含多个在凸起之间的凹陷，并且其中所述光伏电池的表面为界定凹陷的凸起的表面。在另一方面，提供了用于储存能量的方法。所述方法可以包括：从光源的表面发射第一波长的光能；由与所述光源的所述表面相邻的磷光材料吸收所述第一波长的所述光能；以慢于吸收速率的速率，由所述磷光材料发射第二波长的光能，其中所述第二波长大于所述第一波长；通过光伏电池的表面吸收所述第二波长的所述光能，其中所述光伏电池的表面与磷光体相邻；以及从所述第二波长的所述光能生成电功率。在一些实施方式中，所述光源为发光二极管(LED)。在一些实施方式中，所述方法还可以包括使用所述电功率为电耦合至所述光伏电池的电负载供能。例如，所述电负载可以是移动设备。在另一实例中，所述电负载可以是电动汽车。在一些实施方式中，所述方法还可以包括使用至少部分所述电功率为所述光源供能，其中所述光源电耦合至所述光伏电池。在一些实施方式中，所述方法还可以包括使用至少部分所述电功率为可充电电池充电，其中所述可充电电池电耦合至所述光伏电池。在一些实施方式中，所述方法还可以包括使用所述可充电电池释放的至少部分电功率为所述光源供能，其中所述可充电电池电耦合至所述光源。在一些实施方式中，所述第一波长为紫外波长。在一些实施方式中，所述第二波长为可见波长。在一些实施方式中，所述磷光材料包含铝酸锶和铕。在一些实施方式中，所述光伏电池包含多个在凸起之间的凹陷，并且其中所述光伏电池的所述表面为界定凹陷的凸起的表面。在另一方面，提供了用于储存能量的方法。所述方法可以包括：从放射性材料发射高能粒子，其中所述高能粒子行进穿过磷光材料；由所述磷光材料吸收来自所述高能粒子的动能；以慢于所述动能的吸收速率的速率，由所述磷光材料发射光能；通过光伏电池的表面吸收所述光能，其中所述光伏电池的所述表面与所述磷光体相邻；以及从所述光能生成电功率。在一些实施方式中，所述磷光材料与所述放射性材料相邻。在一些实施方式中，所述磷光材料包含所述放射性材料。在一些实施方式中，所述方法还可以包括使用所述电功率为电耦合至所述光伏电池的电负载供能。在一些实施方式中，所述光能处于可见波长。在一些实施方式中，所述光伏电池包含多个在凸起之间的凹陷，并且其中所述光伏电池的所述表面为界定凹陷的凸起的表面。通过以下在其中仅示出和描述了本公开内容的说明性实施方式的详细描述，本公开内容的其他方面和优点对于本领域技术人员而言将变得容易理解。如将认识到的，本公开内容能够具有其他和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开内容。因此，附图和说明书应在本质上被认为是说明性的，而非限制性的。援引并入本说明书中所提到的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同特别且单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用而并入。附图说明本专利技术的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考以下对利用了本专利技术原理的说明性实施方式加以阐述的详细描述以及附图，将会获得对本专利技术的特征和优点的更好的理解，在附图(本文也称为“图”)中：图1显示了示例性的光子电池组装件。图2显示了与电负载通信的光子电池。图3显示了应用中的示例性光子电池组装件。图4显示了部分地自持的示例性光子电池组装件。图5显示了与可充电电池通信的示例性光子电池组装件。图6显示了多个光子电池组装件的堆叠。图7显示了光子电池组装件的示例性沟槽配置的横截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于储存能量的系统，包括：/n光源，所述光源被配置为从所述光源的表面发射第一波长的光能；/n与所述光源的所述表面相邻的磷光材料，其中所述磷光材料被配置用于(i)吸收所述第一波长的所述光能，和(ii)以慢于吸收的速率的速率发射第二波长的光能，其中所述第二波长大于所述第一波长；以及/n与所述磷光材料相邻的光伏电池，其中所述光伏电池被配置用于(i)通过所述光伏电池的表面吸收所述第二波长的光能，和(ii)从光能生成电功率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170421 US 15/493,8231.一种用于储存能量的系统，包括：
光源，所述光源被配置为从所述光源的表面发射第一波长的光能；
与所述光源的所述表面相邻的磷光材料，其中所述磷光材料被配置用于(i)吸收所述第一波长的所述光能，和(ii)以慢于吸收的速率的速率发射第二波长的光能，其中所述第二波长大于所述第一波长；以及
与所述磷光材料相邻的光伏电池，其中所述光伏电池被配置用于(i)通过所述光伏电池的表面吸收所述第二波长的光能，和(ii)从光能生成电功率。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源为发光二极管(LED)。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述光伏电池电耦合至电负载，并且所述光伏电池生成的至少部分所述电功率为所述电负载供能。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述光伏电池电耦合至所述光源，并且所述光伏电池生成的至少部分所述电功率为所述光源供能。


5.根据权利要求1所述的系统，其中可充电电池电耦合至所述光源和所述光伏电池，并且其中所述光伏电池生成的至少部分所述电功率为所述可充电电池充电，并且其中所述可充电电池释放的至少部分电功率为所述光源供能。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述磷光材料包含铝酸锶和铕。


7.根据权利要求1所述的系统，还包括发射高能粒子的放射性材料，其中所述高能粒子能够行进穿过所述磷光材料，其中所述磷光材料被配置用于(i)吸收来自所述高能粒子的动能，和(ii)以慢于吸收所述动能的速率的速率发射所述第二波长的光能。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述磷光材料包含所述放射性材料。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述光伏电池包含多个在凸起之间的凹陷，并且其中所述光伏电池的所述表面是界定凹陷的凸起的表面。


10.一种用于储存能量的方法，包括：
(a)从光源的表面发射第一波长的光能；
(b)由与所述光源的所述表面相邻的磷光材料吸收所述第一波...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历克斯·迪金斯，
申请(专利权)人：光环工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US