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    先進復合材料在我國能源領域的應用有哪些?
    發布時間:2022-08-16
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    新能源有哪些?

     

    新能源是以新技術和新材料為基礎,使傳統的可再生能源得到現代化的開發和利用。新能源產業的發展既是整個能源供應系統的有效補充手段,也是環境治理和生態保護的重要措施,是滿足人類社會可持續發展的最終能源抉擇。

     

    我們把煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、光伏、現代生物質能、地熱能、海洋能以及氫能等作為新能源。

     

    伴隨技術的進步和國家可持續發展的觀念的樹立,過去一直被視為垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。

     

    石油工業領域

     

    石油是一種非常寶貴的能源,在我國80%是采用傳統的干泵抽油模式,這種模式存在大重量、易腐蝕、低疲勞性能、采油事故發生率高的缺點,而采用碳纖維復合材料連續抽油桿卻克制了這些缺點,大大提高了采油效率,應用前景非常廣。

     

    目前我國深海油較豐富,更好更快的開發深海油氣已成為石油戰略發展的重要課題。因此,復合材料構件的研發是未來發展的方向。

     

    碳纖維復合材料修復強是利用纖維材料的高強度 , 結合粘結樹脂在服役的腐蝕或受損管道外包覆一個復合材料修復管道層 , 來恢復含缺陷管道的服役強度,在不影響生產的情況下對受損管體進行強度修復,適用于各種缺陷,是管道補強修復的主流方向。

     

    纖維增強樹脂基復合管主要用于輸送石油、天然氣、各種化工液、以替代傳統的鋼管、鋁合金管、不銹鋼管、塑料管等。大慶油田的輸油工程使用了玻璃鋼管。

     

    風電領域

     

    風電葉片是接收風能的主要部件。復合材料在比強度、比模量上具有技術材料無可比擬的優越性,因此成為目前大型風力發電葉片的首選材料。

     

    復合材料葉片一般由根部、外殼和加強筋或梁三部分組成。復合材料在整個風電葉片中的重量一般占到90%以上。其中承力結構由玻璃纖維或碳纖維復合材料組成,賦予結構較強的力學性能。

     

    葉片向著輕量化和智能化方向發展,目前已經采用高強輕質的碳纖維增強復合材料。玻璃鋼復合材料葉片強度高、重量輕、耐老化,因此在大、中型風力機葉片中被廣泛采用。

     

    目前海上風電的發展,需要更長葉片、更大功率的風機,對碳纖維的需求也就更高,而海上風電的特殊性,使碳纖維在海上風電中應用的潛在機會更多。

     

    光伏領域

     

    碳/碳復合材料行業是國家重點扶持、優先發展的行業之一。政府主管部門先后出臺了一系列政策對行業的發展予以支持,要求積極開發新型超大規格、特殊結構材料的一體化制備工藝,推進高性能復合材料生產制備低成本化、產品品種多樣化和裝備設計自主化。

     

    光伏產業中所使用的碳碳復合材料主要是用于制造坩堝,作為熔煉多晶硅或單晶硅的器皿,在氫化爐熱場、直拉單晶熱場、多晶鑄錠爐熱場、太陽能電池鍍膜等工藝作為關鍵設備。碳碳復合材料具有可設計性和良好的熱物理性能,和石墨熱場材料相比,具有非常大的優勢。

     

    在光伏行業及半導體行業,由于技術的發展及產品的快速迭代,硅片向高純度、大尺寸發展是其基本的趨勢,因此,高溫熱場系統應用中,碳/碳復合材料產品向高純度、大尺寸的方向發展也是必然的趨勢。

     

    氫能領域

     

    目前,中國氫能產業實現大陸區域全覆蓋,以氫燃料汽車為例,我國氫燃料汽車銷量明顯增加,實現了階段性目標。氫能的發展也可以解決風電光伏消納問題,未來可期。

     

    碳纖維技術在各行各業有著廣泛的應用前景,其中, 碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被看作氫能儲運的重要技術。碳纖維技術的提升,將助力氫能產業發展。

     

    先進復合材料在氫能的主要應用就在于氫能的儲存容器中。碳纖維復合材料的復合氣瓶可以70MPa,單位儲存的能量密度大幅增加,對于氫能的儲存技術發展將帶來覆蓋性的突破。同時,氫能的發展將極大的帶動碳纖維復合材料在氫能的應用市場。

     

    未來,復合材料的發展空間將會越來越廣,并且隨著科技的發展和技術的改進,材料發展將會朝著更智能、更全面、更有利的方向發展。(來源:互聯網)

     

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