[发明专利]移动式能量载体和能量存储器

说明书

本发明涉及单质金属形式的移动式能量载体和能量存储器，该金属为锂。本发明还涉及电正性金属的氧化合物作为制备该移动式能量载体和能量存储器的原料的用途，以及涉及锂用于制备氮化锂和接着转化为含氮肥料的用途，并且涉及锂在电化学原电池中的用途。

本申请是基于申请日为2009年6月29日、优先权日为2008年7月4日、申请号为200980125210.0、发明名称为“移动式能量载体和能量存储器”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及移动式(mobil)能量载体和能量存储器，通过该移动式能量载体和能量存储器可以将能量以材料(Materie)形式从广泛分布在世界各地的具有例如大量太阳能、风能或其他CO₂中性能量的区域(例如赤道)输送到需要大量能量的区域，例如欧洲。

普遍存在的问题是，能量是稀有并昂贵的，世界范围内的油储量是有限的，并且使用能量时必须控制二氧化碳的释放量。

因此，总是需要研制这样一种能量载体，其向工业区域提供可用的且尽可能CO₂中性(CO₂-neutral)的能量载体。

曾经作出很多努力想要突破限制对储存在天然岩石或沙石中的能量加以利用。特别是在提炼硅时已经进行了研究，从石英或沙石中获得能量。这通过使用类似烃类的化合物实现，而该化合物必须通过一系列耗能大的中间步骤获得。

然而，到目前为止，所作的努力总是失败，这是因为当考虑所有因素如所含能量的释放、运输等时，得到的是负的能量平衡。

本发明的目的因此是提供一种移动式能量载体，通过该移动式能量载体，在正的能量平衡的情况下，能量例如赤道处的太阳能可以被吸收且在中欧再次被释放。然而，能量载体也可以在工业国家用于存储过剩的能量。

本发明的主题和解决方案是单质金属(elementarer Metall)形式的能量载体，其中所述金属是电正性金属(elektropositiver Metall)。本发明的另一主题是电正性金属作为能量载体和能量存储器的用途。

本发明中的表述“能量载体”表示这样一种可以解决所提出问题的材料，也就是说，该材料吸收围绕全球的CO₂中性的且可再生的能量，然后能够尽可能低成本地输送该能量，并可以在任意时间再释放所存储的能量。

能量载体适合用于直接以电化学原电池的形式用于发电，通过与空气中的氮反应生成肥料并同时产生热能，以及仅通过燃烧产生能量。能量载体可以很好地构成可能的能量链的开端。

太阳能电池的制备实现了将太阳光直接转化成电能。在本发明中首次提出的能量载体和能量存储器可以用于存储光电效应产生的能量。

优选采用获得量充足的金属。锂占地球表面的0.006％，与天然存在的铜和钨的相当。与其他碱金属和碱土金属相比，锂在输送特性和能量释放方面具有优势。也可以使用其他的在本发明范围内可用作能量存储器和能量载体的电正性元素，例如锌、镁、铝和/或镧系金属，它们也以足够量存在并且可以在此用作能量载体。

金属优选为强电正性金属，除此之外其重量也要轻。金属如锂是特别合适的。密度为0.534g/cm³的锂是所有固态元素中仅次于固态氢的最轻元素。

由于单质形式的锂具有特殊的电子排布，该金属具有最强的电正性，因为其给出2s层中的单个电子的倾向性是很高的。锂因此具有最高的负电势，-3.045伏。

因此，如下进行能量存储循环：首先，由天然存在的碳酸锂制备能量载体锂，或者通过熔融电解制备由碳酸锂衍生的盐。

正如其他碱金属如钠和钾与水和空气会剧烈反应一样，锂也与水和空气剧烈反应，但是程度会稍弱。