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能源领域用粉末冶金材料
发布时间:2023-12-08
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能源领域用粉末冶金材料

能源材料是指那些正在发展的、可能支撑新能源体系的建立,满足各种新能源以及节能新技术所要求的一类材料。按使用目的可分为新能源材料、节能材料和储能材料。

氢能的储存是氢能应用的前提,进入20世纪90年代以来,许多国家对储氢材料的研究极为重视。例如,美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。日本已将储氢材料的开发和利用技术列入19932020年的新阳光计划,其中氢能发电技术(高效分解水技术、储氢技术、氢燃料电池发电技术)一次投资就达30亿美元。目前具有实用价值的储氢合金材料主要有稀土系列、镁镍系列、钛铁系列、钛锰系列等。

电池包括一次电池、二次电池和燃料电池。其中一次电池主要有锌-锰电池、锌-汞电池、锌-银电池、锌-空气电池和锂电池。二次电池主要有铅酸蓄电池、铬-镍蓄电池、氢-镍蓄电池和锂离子电池等。燃料电池主要有氢-氧燃料电池,肼-空气电池等。其中大多数材料都是用粉末冶金方法制备的。以MHNi 电池为例,其正极材料是氢氧化镍,负极材料是储氢合金,电极基板材料是泡沫镍。

随着石油、煤等自然资源的日益匮乏,核能已成为重要的清洁能源,各国竞相发展,10年以前全世界的核电已占总发电量的17%。然而,现在核电堆是热中子堆或中子反应堆(快堆)。

碳化硼中子俘获截面高,没有二次辐射污染,价格低廉,是常用的中子吸收材料。据统计,1965年前公布的83个动力堆中使用碳化硼作控制材料的有43个,大约占50%1971年前建立的282个动力堆中有123个使用碳化硼,约占43.6%

新能源材料是发展新能源产业的核心和基础,其发展方向是开发绿色二次电池、氢能、燃料电池、太阳能电池和核能的关键材料。当前的研究热点和技术前沿包括高能储氢材料、聚合物锂离子电池材料、质子交换膜燃料电池材料、多晶薄膜太阳能电池材料。在这一系列材料研发中,粉末冶金制备技术占有十分重要的地位。