粉末冶金技术在新能源材料中的应用

2019-07-22郭远飞

世界有色金属 2019年10期

郭远飞

（佛山市爱迪尔卫浴有限公司，广东佛山 528515）

新能源开发已经成为了大势所趋，积极顺应了时代发展的需求，而借助粉末冶金技术制作新能源能够提高效率，以此来有力地促进化工产业的可持续发展。粉末冶金技术不仅吸收了传统冶金技术的优势，而且整合了现代科学技术，积极满足现代工业的发展需求，为新能源的开发奠定了扎实的基础。

1 粉末冶金技术的特点

粉末冶金技术则是把矿石制作成粉末予以冶炼，传统的方法则是把一整块矿石予以提炼，然后再进行冶炼（图1），相比于新技术提高了资源的利用率，然而针对块状矿石的提炼而言，矿石大小及技术是关键性影响因素。目前，我国提炼技术虽然得以有效提高，然而依然只能够把矿石中大约70%～80%的有效成分予以提炼出来，剩下的则被废置，不仅使得矿石中的资源被完全浪费，露天堆放矿石还会严重破坏环境，所以应积极改进冶金技术，提高冶金技术，合理地利用材料，尽量发挥各种冶金材料的功效，提高使用的效率，从而生产处高性能的陶瓷材料，可有效降低生产成本，同时现在的冶金技术还能够制造出功能、结构特殊的产品[1]。

2 粉末冶金技术在新能源材料中的应用

2.1 粉末冶金技术在风能材料中的应用

我国处于季风与信风气候带，风能资源丰富，且取之不尽用之不竭。同时，这一种能源无污染，属于新能源的一种。纵观风能发电材料，风电机组中的制动片、永磁钕铁硼材料需通过粉末冶金进行制作。对于风力电机而言，这两种材料是风力发电安全性、可靠性的重要影响因素，更关乎到风力发现的最终效率。风能发电机的制动片，对抹茶系数及磨损率要求较高，还必须具有良好的力学性能。对于风能发电机而言，粉末冶金技术可确保其稳定运行，延长使用寿命。针对永磁钕铁硼而言，价格相对较低的稀土永磁材料已经广泛运用，传统的永磁材料被替代。而烧结钕铁硼可添加适量的稀土粉，借助粉末冶金工艺制作而成。

图1 粉末冶金工艺流程

2.2 粉末冶金技术在太阳能材料中的应用

在广电太阳能领域，太阳能光电电池实质上就是一个典型的半导体二极管，借助光伏效应，将太阳能转化为电能。所以，这一电池对太阳光的转化效率已然成为了这一产业将来发展的关键。然而，值得注意的是，在接下来的很长一段时间，全球范围内所生产的太阳能电池均存在光电转化率较低的问题，这是制约太阳能应用前景的核心因素。

现阶段，粉末冶金技术运用于太阳能电池制造中，可提高升光电转换率。传统太阳能电池中，必须采用350μm～450μm厚度的硅材料，这一材料不仅光电转化率较低，而且从硅材料自身而言也属于一种资源严重被浪费的行为。这一厚度的硅不仅直接影响了光电转化率，所获取的经济效益差强人意。粉末冶金技术所制成的多晶硅薄膜可有效解决这一问题。粉末冶金技术不仅运用于太阳能电池方面，而且还可运用于太阳能热点技术中。

2.3 粉末冶金技术在储氢材料中的运用

氢是一种典型的低碳、零碳、清洁能源。对于氢能系统而言，储氢是关键点。基于储氢方法，储氢和运输可分为气体储氢技术（压缩氢，并将其存放于高压容器中）、液态氢储存技术（液化氢气，将其存储在隔热容器中）、固体储氢技术（固体储氢方法，采取物理或化学的方法储存氢和储氢材料）。

20世纪60年代，存储氢的金属和合金已被发现，被称之为储氢合金，拥有较强的捕获氢的能力，能够在一定的压力、热度的基础上把氢分子分解成合金中的单个原子。这些氢原子进入“开槽销”中的合金原子间的缝隙，并产生一定的化学反应，形成金属氢化物。外观是氢的大量“吸收”，并且能够释放出大规模的热量。加热这些金属氢化物时，其再次被分解，且氢原子能够结合形成氢分子，这些过程中均伴有较强的吸热效应。无需过于关注储氢合金的金属原子之间的间隙，然而氢储存能力明显高于氢气瓶，因其像海绵一样能够完全将气缸中的氢气排出。储氢合金属于一种最便捷、最理想的储氢方法。