Die Pulvermetallurgietechnologie ist aufgrund der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technik sowie der dynamischen Entwicklung neuer Energiematerialien wieder in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt und wurde kontinuierlich weiterentwickelt und innoviert. Die Pulvermetallurgietechnologie verbessert die unzureichende Energienutzung, die Umweltverschmutzung und die Energieverschwendung, die durch die ursprünglichen Herstellungsverfahren verursacht werden. Sie baut auf der traditionellen Fertigungstechnologie auf, integriert aufkommende Wissenschaft und Technik sowie neue Entwicklungskonzepte und wird auf neue Energietechnologien angewendet, die direkt mit der Entwicklung und Nutzung von Energie zusammenhängen. Daher genießt sie große Anerkennung.
- Brennstoffzellenmaterialien
Eine Brennstoffzelle ist eine Vorrichtung, die die chemische Energie eines Brenngases (oder eines Gases, das durch Vergasung eines flüssigen oder festen Brennstoffs entsteht) direkt in elektrische Energie umwandelt. In der heutigen Energiesystemstruktur schränkt die Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen die rasante Entwicklung vieler Spitzentechnologien ein und ist zu einem Forschungsbereich geworden, in dem die Energiebranche dringend Durchbrüche erzielen möchte.
Die Anwendung der Pulvermetallurgietechnologie in der Brennstoffzellenindustrie zeigt sich hauptsächlich bei der Herstellung von Dichtungskomponenten und Elektrodenmaterialien für Brennstoffzellen.
Durch den Einsatz der Pulvermetallurgietechnologie können zinnbasierte Legierungsmaterialien mit hoher Sicherheit und hoher Leistungsfähigkeit sowie nanostrukturierte zinnbasierte Legierungs-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe synthetisiert werden. Dieses Material kann den Energieverbrauch beim Laden und Entladen von Brennstoffzellen erheblich verbessern und gleichzeitig die Sicherheit beim Laden und Entladen der Brennstoffzellen gewährleisten. Der Einsatz der Pulvermetallurgietechnologie ermöglicht eine industrielle Herstellung dieses Materials in großem Maßstab.
Darüber hinaus besteht das Kathodenmaterial der Brennstoffzelle aus porösem, strontiumdotiertem Lanthanmanganat. Die Herstellung poröser Materialien ist nur mithilfe der Pulvermetallurgietechnologie möglich.
- Solarmaterialien
Als neue Form erneuerbarer grüner Energie ist Solarenergie aufgrund ihrer reichhaltigen Ressourcen und der ausgereiften Nutzungstechnologie zu einem wichtigen Gegenstand der weltweiten Erforschung neuer Energien geworden und nimmt eine wichtige Stellung in der Struktur der neuen Energiesysteme ein. Die effiziente, sichere und stabile Nutzung der Solarenergie ist der entscheidende Punkt der Solarnutzungstechnologie.
Zu den wichtigsten Bereichen der Solarnutzung gehören die solarthermoelektrische Technologie und die Photovoltaiktechnologie. Die Herstellung und Leistungsoptimierung von thermoelektrischen und photovoltaischen Materialien in der Solarnutzungstechnologie kann durch Pulvertechnologie erreicht werden. Bei der photovoltaischen Nutzung der Solarenergie sind Solarzellen von entscheidender Bedeutung. Die Leistungsfähigkeit von Solarzellenmaterialien ist ausschlaggebend für die Effizienz der photoelektrischen Umwandlung von Solarenergie. Der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad herkömmlicher Solarzellen aus kristallinem Silizium ist relativ niedrig, wodurch die Nutzungsrate der Solarenergie sinkt und der Anwendungsbereich der Solarenergie eingeschränkt wird.
Die Pulvermetallurgietechnologie bietet bei der solaren photovoltaischen Umwandlung unvergleichliche Vorteile gegenüber herkömmlichen metallurgischen Verfahren. Der durch Pulvermetallurgietechnologie hergestellte polykristalline Siliziumfilm kann herkömmliche kristalline Siliziummaterialien in der photovoltaischen Umwandlungstechnologie wirksam ersetzen, und der photovoltaische Umwandlungswirkungsgrad wird deutlich verbessert. Durch die Überwindung von Materialengpässen beschleunigt sich die Entwicklung der solaren photovoltaischen Umwandlungstechnologie von Jahr zu Jahr.
Darüber hinaus absorbiert die Technologie zur thermischen Nutzung der Solarenergie die Solarenergie hauptsächlich über solare Absorberplatten und nutzt sie anschließend mithilfe technischer Verfahren. Daher ist die Materialleistung der solaren Absorberplatten zu einem entscheidenden Faktor der technologischen Entwicklung geworden. Die Pulvermetallurgietechnologie kann die Materialeigenschaften der Absorberplatten während ihrer Herstellung umfassend nutzen, die Rolle des Pulvers in Pigmenten und Bindemitteln voll ausschöpfen und die praktische Anwendung der Pulvermetallurgietechnologie hervorheben, wodurch die solare Absorptionseffizienz erheblich verbessert wird.
- Windenergiematerialien
Windenergie ist eine neue Energiequelle unseres Landes mit einem breiten Anwendungsspektrum, die alle Bereiche unseres Lebens und unserer Industrie abdeckt, und eine ressourcenreiche grüne Energie.
Die praktische Anwendung der Pulvermetallurgietechnologie bei Windenergiematerialien besteht hauptsächlich in der Herstellung von Materialien für die Windstromerzeugung sowie in der Herstellung von Permanentmagnetmaterialien aus NdFeB und Windturbinenmaterialien. Die Herstellung dieser beiden Materialien spielt eine äußerst wichtige Rolle für die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen und beeinflusst direkt deren Stromerzeugungseffizienz.
Bei der Herstellung von Windgeneratoren wird kupferbasierte Pulvermetallurgietechnologie eingesetzt, um Bremsbeläge für Generatoren mit den erforderlichen Reibungskoeffizienten und Verschleißraten herzustellen. Die mithilfe kupferbasierter Pulvermetallurgietechnologie hergestellten Bremsbeläge weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf. Diese Vorteile ermöglichen einen zuverlässigen Einsatz der Anlagen selbst unter schwierigen Temperaturbedingungen.
Der Einsatz von Permanentmagnetmaterialien aus NdFeB ersetzt herkömmliche Permanentmagnetmaterialien durch neue Permanentmagnetmaterialien. Die Materialien werden durch ein pulvermetallurgisches Verfahren aus Seltenerdpulver hergestellt.
- Wasserstoffspeichermaterialien und Wasserstoffenergie
Da bei der Verbrennung Wasser entsteht, handelt es sich um eine kohlenstofffreie, saubere grüne Energie. Die wichtigsten Aspekte der Wasserstoffenergienutzung liegen hauptsächlich in zwei Bereichen: zum einen in der Erzeugung von Wasserstoffenergie und zum anderen in deren Speicherung.
Bei der Speicherung von Wasserstoffenergie gelten aufgrund ihrer reaktiven chemischen Eigenschaften und der damit verbundenen Explosionsgefahr strenge Anforderungen an die Auswahl der Speichermethoden und Speichermaterialien. Wasserstoffspeicherlegierungen sind eine allgemeine Bezeichnung für Metall- oder Legierungsmaterialien, die Wasserstoffenergie speichern können. Sie besitzen eine hohe Fähigkeit zur Wasserstoffaufnahme und können Wasserstoffmoleküle bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur in der Legierung in einzelne Atome zerlegen.
Das Prinzip der Wasserstoffenergiespeicherung besteht darin, dass einzelne Atome nach der Zerlegung in die Zwischenräume zwischen den Atomen des Speichermaterials eindringen und durch chemische Reaktionen relativ stabile und sichere Metallhydride bilden können. Aus makroskopischer Sicht kann das Speichermaterial Wasserstoffenergie aufnehmen und während des Aufnahmevorgangs chemische Wärmeenergie freisetzen. Wenn mehr Wasserstoffenergie genutzt werden soll, muss dem Speichermaterial Energie zugeführt werden, um den chemischen Speicherprozess umzukehren, das Hydrid zu zerlegen, Wasserstoffatome freizusetzen und diese anschließend wieder zu Wasserstoffmolekülen zu verbinden.
Die Speicherleistung von Wasserstoffspeichermaterialien für Wasserstoffenergie ist deutlich höher als die Speichereffizienz physikalischer Gasflaschen, und auch die chemische Stabilität der Speicherung kann gewährleistet werden.
Mit der Pulvermetallurgietechnologie können Wasserstoffspeichermaterialien wirksam hergestellt werden. Durch die Zugabe bestimmter seltener Metalle während des Herstellungsprozesses lassen sich sowohl die Speichereffizienz als auch die Speicherstabilität verbessern.
- Die Bedeutung der Anwendung der Pulvermetallurgietechnologie bei neuen Energiematerialien
Die Erschließung neuer Energiequellen kann das Ausmaß der Energieverschwendung wirksam reduzieren und die Umwelt besser schützen, was einer nachhaltigen Entwicklung zugutekommt. In der praktischen Anwendung weist sie jedoch noch viele Mängel und Defizite auf.
Die Anwendung der Pulvermetallurgietechnologie hat die Sicherheit der Erschließung von Energie, die effiziente Nutzungsrate und den Umwandlungsgrad zwischen verschiedenen neuen Energiequellen verbessert. Sie ist zu einer verbreiteten Technologie bei der Erschließung und Nutzung neuer Energiematerialien geworden.
Die Pulvermetallurgietechnologie kann gezielt und wirksam bei neuen Energiematerialien wie Solarmaterialien, Brennstoffzellenmaterialien, Windenergiematerialien und Wasserstoffspeichermaterialien eingesetzt werden. Dadurch lassen sich die Umwandlungsrate zwischen verschiedenen Energiequellen verbessern, Energieverschwendung reduzieren und die Erschließung und Nutzung von Energie erleichtern.
Die Pulvermetallurgietechnologie besitzt bei der Entwicklung und Anwendung neuer Energiematerialien ein großes Entwicklungspotenzial. Durch die konsequente Weiterentwicklung der Pulvermetallurgietechnologie und ihre Ausweitung auf den Bereich der Entwicklung und Anwendung neuer Energien kann sie zum Schutz und zur nachhaltigen Entwicklung neuer Energien beitragen.
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