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纳米复合材料将广泛应用于新能源领域

作者:联益玻璃钢 人气: 发表时间:2019-03-10 09:14

  纳米技术可以生产出具有独特性能的物质,促进可再生能源的开发利用。预计近年来,人类将在能源领域,特别是可再生能源领域取得重大突破,人们将使用更安全的核电站和更高效的太阳能电池,风能、太阳能和海洋能将在我们的生活中得到更广泛的应用,但这些目标的实现离不开科学,尤其是科学。新材料的重大突破。

  伟大的设计。Nano-复合材料模型使核电站更安全。科学家们对新材料的想法越来越清晰,他们设计了纳米级的新材料(1纳米相当于十亿分之一米),在如此小的尺寸下,新的材料可以有自己的特点,这些特性可以提供理想的功能,特别是当新的材料被制成复合材料时,它们的功能更为强大。近年来的一系列研究表明,纳米材料在能源领域具有广阔的应用前景。

  研究人员已经很好地掌握了新的纳米材料项目的工作机理,麻省理工学院的MichaelTimikowitz博士成功地开发了复合材料纳米晶体化的设计模型,通过该模型有望使纳米复合材料具有其组分不具备的新材料特性。Timikowitz博士正在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室与一个团队进行实验。为了加快美国在能源技术方面的研究,美国政府资助了一个5年7.77亿美元的项目。

  该项目由包括洛斯阿拉莫斯国家实验室在内的一些美国科学研究团队完成。Y。材料科学博士Timikovitz正在寻找抗辐射性强的物质。这种材料可以取代不锈钢,使核反应堆的内壁延长核反应堆的寿命,并将更有效地利用核燃料来提高反应堆的效率。Timikowitz博士说:目前,反应堆只使用了大约1%的燃料,所以即使燃料利用率略有提高,放射性废物也会大大减少。

  核反应堆内壁的劣化是由于用作内壁的金属在受到辐射时的脆性和弱化造成的,这种弱化是由于金属的晶体结构引起的,这是由高能粒子引起的,例如中子撞击单个原子并使原子脱离其原来的位置。离子。这些原子与其他原子碰撞,造成广泛的损伤。结果,产生了空穴和裂纹。Timikowitz博士说,保证纳米复合材料的抗辐射性能的关键在于复合材料的不同层之间的界面,当不同层物质变得越来越薄时,不同物质之间的界面决定了复合材料的特性,不同物质的界面使复合材料具有原始物质不具备的新特性。

  理想的纳米复合材料不仅能抵抗辐射损伤,而且不吸收中子进入放射性物质中。Timikowitz博士利用他的模型技术来选择可能的材料。他认为用于核聚变的铁基裂变反应堆和钨基核反应堆是材料,这需要一些时间。ES材料将被批准用于核反应堆,但纳米复合材料设计模型本身是一个重大的技术突破。交叉频谱——。

  纳米技术使太阳能电池效率更高。纳米技术在提高太阳能电池效率方面也将发挥更重要的作用。英国伦敦帝国理工学院的研究人员在一个名为太阳量子的展览上公布了最新的研究结果,在该展览中,纳米复合材料被用于制造多结太阳能电池。每层电池都捕捉到太阳光谱中的特定颜色。

  拉尔,这比传统的太阳能电池只转换部分光谱要有效得多。传统的太阳能电池只能将大约20%的太阳能转化为电能,多结太阳能电池的转化率已经超过40%,据帝国理工学院的研究人员EginsDucks称,多结太阳能电池有望在10年内将转化率提高到50%。多个太阳能电池的成本在纳米技术被用于大规模生产之前,太阳能发电的成本仍然很高。研究人员预测,如果太阳通过反射镜集中在太阳能电池上,太阳能发电的成本仍然会降低。透过玻璃——。

  透明Nano-复合材料。太阳能电池也可用于建筑,如窗户。德国弗劳恩霍夫机械研究所材料的研究人员正在寻找合适的透明材料。

  这些材料还将使用计算机模型来探索原子结构和模拟电子操作模式。德国研究所的WolfgangKoner,SAId.材料和透明材料的良好结合可以产生全透视电子。复合材料的纳米结构也能使较轻的材料具有较大的机械强度,复合材料如由光纤玻璃和碳纤维合成的塑料树脂,已广泛应用于制造业、汽车和飞机制造业,但通过控制纤维生产工艺的方向,使复合变形。

  材料可以生产,在一定条件下可以改变其形状,这种变化可以来自外部控制或自发的,如温度、压力和速度的变化。英国布里斯托尔大学先进复合材料创新研究中心的一次研讨会揭示,变形的复合材料可用于生产更节能的风力和潮汐涡轮叶片。双稳态复合材料可快速改变其气动状态,这也有助于消除对T的不必要压力。叶片。这将提高其效率,延长叶片寿命,改善发电系统。

  变形复合材料意味着潮汐发电机可以变得更小,更具商业竞争力。这样,材料的一些科学变化将为可再生能源创造巨大的前景。

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