分享

高工新材料|纳米材料,是时候挑起应对气候变化的重任了!

 王滨31 2017-08-07

随着美国退出巴黎气候协定,应对气候变化将是的世界各国越来越艰巨的任务。让我们一起看看纳米技术可能阻止气候变化的7种方式。

轻质纳米复合材料  

通过减轻车辆重量减少燃料消耗的任何努力,都可能立即产生重大的全球影响。据估计,车辆重量减少10%对应于燃料消耗减少10%,导致排放量相应下降。鉴于上述情况,全世界越来越关注通过使用新材料来实现汽车重量减轻的手段。例如,使用更轻,更坚固和更硬的纳米复合材料被认为具有显著降低车辆重量的潜力。 

纳米涂料 

纳米技术涂料是减少排放和最大限度提高清洁能源生产的良好短期方法。例如,纳米涂层可以应用于飞机,这使得飞机更平滑,减少阻力,并且还可以保护材料不受使用环境的特殊条件(而不是常规的大块金属如钢铁)的影响。由于飞机发动机排放的二氧化碳的量与燃烧的燃料量直接相关,所以可以通过使飞机更轻的方式来减少二氧化碳。疏水性纳米涂层也可以提高例如从太阳能电池板产生的能量。

纳米催化剂 

纳米技术已被应用于通过纳入催化剂来提高燃料效率。Energen是Energenics开发的第三代纳米催化剂,使用储氧氧化铈纳米颗粒来促进燃料燃烧完整,有助于降低燃料消耗。最近,该公司在意大利的混合柴油车队中节省了8%-10%的燃料。发动机和传动系列部件的减少摩擦和改善耐磨性在汽车行业至关重要。根据瑞典公司应用纳米表面的估计,减少摩擦可以将燃料消耗降低约2%,并导致仅在瑞典的卡车和其他重型车辆每年减少5亿吨二氧化碳排放量。

纳米结构材料 

由于纳米材料如二氧化硅,许多轮胎将来将能够达到最佳能源等级,绿色类别。配备A类轮胎的汽车比具有最低标准(G类)轮胎的燃料少消耗大约7.5%的燃料。住宅和商业建筑物占温室气体排放总量的11%。住宅建筑的空间采暖和制冷占住宅用电总量的40%。纳米结构材料,如气凝胶,有可能大大减少通过建筑元件的传热,并有助于减少放置在空调/加热系统上的加热负载。气凝胶是具有极低密度的纳米多孔超绝缘材料;

改进的可再生能源 

纳米技术可以以各种方式加速可再生能源技术:专家们正在发现将纳米技术应用于光伏发电的手段,将在2020年之前生产出两倍或三倍的太阳能电池板。风力发电机将从高性能纳米材料(如石墨烯)得到改进,石墨烯是一种比钢强100倍的纳米工程原子厚的矿物石墨层。纳米技术将使得轻型和强硬的风力叶片以比常规叶片更低的风速旋转;纳米技术可能在下一代电池中发挥主要作用。例如,用纳米颗粒涂覆电极的表面增加了表面积,从而允许更多的电流在电极和电池内的化学物质之间流动。 

电池

这种技术可以通过显著降低电池的重量来提高电动和混合动力车辆的效率。纳米技术的定位是在多个领域产生重大变化,特别是在能源领域,可能会为可再生能源和智能电网带来巨大的可能的性能改进。纳米技术的增强功能还可以将电池功率提高数量级,从而允许诸如太阳能和风力之类的间歇性能量源在不牺牲稳定性的情况下提供更大的总体电力供应。


此外,优质电池将通过在经济上储存能量来补充可再生能源,从而抵消了间歇发电的整个问题。在更远的未来,我们可能会看到电力系统将纳米技术应用于输电线路。研究表明,有可能开发使用碳纳米管的电线,该纳米管可承载更高的负载并传输而没有功率损失。这些影响是重要的,因为它会提高源最容易利用的发电效率。半导体器件,晶体管和传感器也将受益于纳米技术,特别是在尺寸和速度方面。 

纳米技术传感器 

传感器可用于智能电网提前检测问题,即测量地下电缆的降级或降低变压器已有的化学传感器的价格。智能电网在不久的将来将会完全发展,纳米技术将成为不可或缺的。能源效率是管理和限制能源消费增长的一种方式。它是应对气候变化,提高企业竞争力,降低消费者能源成本的最简单和最具成本效益的方法之一。

文章来源:最有料在线、网络整理

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多