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金属镁有望为人类带来新能源

金属镁有望为人类带来新能源

五金材料采购合同新范本 澳新五金工具 五金材料是金属吗

2020-11-05

五金材料采购合同新范本。

日前有欧美科学家正在拓宽他们的新能源思维,将目光锁定在一种此前从未被关注的物质之上金属镁,认为它有可能成为新能源的一种替代品。金属镁的活性非常大,并且蕴含巨大能量。科学家估算,海水当中的氧化镁至少够全世界消耗30万年,西方的科研人员目前正试图寻找更好的办法,从金属镁中分解出能量。

加拿大不列颠哥伦比亚省能源公司MagPower的工程师们已经研究出了一种新颖的方法。他们用水和空气与镁燃料发生反应,以镁作为金属阳极制造出了一种新型的金属燃料电池。无独有偶,以色列希伯来大学的多伦奥巴赫也发明出了一种以镁为基础的锂离子可充电电池,这种电池寿命长且比较稳定。而美国加州理工大学的安德鲁肯德勒则另辟蹊径,利用镁燃料和液体反应生成氢气,后者可作为燃料电池的能源,反应生成的氧化镁则是一种相对无害的物质。

但这些新奇的发明距离实际应用还有一定距离。东京理工大学的TakashiYabe博士指出,虽然自然界中镁的含量非常丰富,但镁的提取和制造成本很高,实际操作中还会产生不小的碳排。镁有很多的工业制造方法,比如电解和一种被称为皮江法(PidgeonProcess)的高温提镁工艺,但是这类方法耗能巨大,生产1公斤的镁大致需要消耗10公斤的煤。

为了改进这一流程,Yabe博士研发出了一种只利用可再生能源的工艺。他的方法是利用高强度太阳能产生激光,从而以极高的温度燃烧海水,从中提取出氧化镁。Yabe博士称,海水当中的氧化镁储量巨大,至少够全世界消耗30万年。他进一步解释称,利用太阳能产生激光是必须的,因为仅靠太阳能无法产生3700摄氏度的高温,而这个温度是提取海水中氧化镁的必备条件。

Yabe博士将这一方法命名为镁注射循环。纯净的镁可以作为一种燃料(其能量密度大致是氢气的10倍)。镁和水混合在一起会产生热量,将水加热为水蒸气,便可通过推动涡轮等方式供能。反应还会产生氢气,燃烧后可以生成更多的能量。最终反应的产物是水和氧化镁,可以通过激光再次转化回来。

当然,这一工艺也并非十全十美,主要问题集中在太阳能收集器通常非常巨大,并且造价不菲。除此之外,太阳能产生的激光通常功率比较低。Yabe博士采用的对策是使用较小的菲涅耳透镜,这是一种透明、相对较薄的、由同心环棱镜构成的平面反光镜。这种镜子常被安装在灯塔之上,用以放大光线。他的另一个手段就是大幅提升激光材料掺钕钇铝石榴石的能量输出。这种物质普通情况下只能吸收入射光线中7%的能量,但涂上铬之后这一数字会飙升至67%。

日前有欧美科学家正在拓宽他们的新能源思维,将目光锁定在一种此前从未被关注的物质之上金属镁,认为它有可能成为新能源的一种替代品。金属镁的活性非常大,并且蕴含巨大能量。科学家估算,海水当中的氧化镁至少够全世界消耗30万年,西方的科研人员目前正试图寻找更好的办法,从金属镁中分解出能量。

加拿大不列颠哥伦比亚省能源公司MagPower的工程师们已经研究出了一种新颖的方法。他们用水和空气与镁燃料发生反应,以镁作为金属阳极制造出了一种新型的金属燃料电池。无独有偶,以色列希伯来大学的多伦奥巴赫也发明出了一种以镁为基础的锂离子可充电电池,这种电池寿命长且比较稳定。而美国加州理工大学的安德鲁肯德勒则另辟蹊径,利用镁燃料和液体反应生成氢气,后者可作为燃料电池的能源,反应生成的氧化镁则是一种相对无害的物质。

但这些新奇的发明距离实际应用还有一定距离。东京理工大学的TakashiYabe博士指出,虽然自然界中镁的含量非常丰富,但镁的提取和制造成本很高,实际操作中还会产生不小的碳排。镁有很多的工业制造方法,比如电解和一种被称为皮江法(PidgeonProcess)的高温提镁工艺,但是这类方法耗能巨大,生产1公斤的镁大致需要消耗10公斤的煤。

为了改进这一流程,Yabe博士研发出了一种只利用可再生能源的工艺。他的方法是利用高强度太阳能产生激光,从而以极高的温度燃烧海水,从中提取出氧化镁。Yabe博士称,海水当中的氧化镁储量巨大,至少够全世界消耗30万年。他进一步解释称,利用太阳能产生激光是必须的,因为仅靠太阳能无法产生3700摄氏度的高温,而这个温度是提取海水中氧化镁的必备条件。

Yabe博士将这一方法命名为镁注射循环。纯净的镁可以作为一种燃料(其能量密度大致是氢气的10倍)。镁和水混合在一起会产生热量,将水加热为水蒸气,便可通过推动涡轮等方式供能。反应还会产生氢气,燃烧后可以生成更多的能量。最终反应的产物是水和氧化镁,可以通过激光再次转化回来。

当然,这一工艺也并非十全十美,主要问题集中在太阳能收集器通常非常巨大,并且造价不菲。除此之外,太阳能产生的激光通常功率比较低。Yabe博士采用的对策是使用较小的菲涅耳透镜,这是一种透明、相对较薄的、由同心环棱镜构成的平面反光镜。这种镜子常被安装在灯塔之上,用以放大光线。他的另一个手段就是大幅提升激光材料掺钕钇铝石榴石的能量输出。这种物质普通情况下只能吸收入射光线中7%的能量,但涂上铬之后这一数字会飙升至67%。

Yabe博士目前已经和三菱公司展开合作,在日本千岁地区建立了一个示范工厂。这座工厂中的激光设备能够产生80瓦的能量,足以分解出海水中70%的镁。据Yabe博士透露,当激光能够产生400瓦能量的时候,镁注射循环就可以大范围商用。这一幕有望在年底实现,初始阶段我们计划每年用300条激光射线生产50吨镁。在此之后,我们或许可以考虑一个新的概念了,这就是镁经济。

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