粉末冶金技术在新能源材料中的应用

粉末冶金技术因为科学技术的快速发展和新能源材料的大力开发而又重新回归人们视野，从而不断得到革新和发展。粉末冶金技术改善了原始的制造工艺对于能源利用不充分、造成环境污染和能源浪费的现象，并以传统制作工艺作为发展基础，融入了新兴科学技术和新兴发展理念，因而被应用到直接关系到能源开发利用的新能源技术当中，从而备受推崇。

传统粉末冶金零部件（图源：东睦）

粉末冶金技术在燃料电池材料中的应用

燃料电池是一种将燃料气体（或液、固燃料气化后的气体）的化学能直接转换为电能的装置，在当前的能源体系结构中，燃料电池的性能制约着很多前沿技术的快速发展，成为能源行业急于突破成就的研究方向。粉末冶金技术在燃料电池行业的应用，主要表现在对燃料电池密封部件和电极材料的制备方面。通过粉末冶金技术的应用，可以实现合成安全性高、倍率高的锡基合金材料及纳米Sn基合金—碳复合材料，这种材料能够大大提升燃料电池的充放电能耗，同时对燃料电池的充放电安全也有一定保障作用，粉末冶金技术的应用可以使得这种材料的生产产业化、规模化。另外，燃料电池阴极材料为多孔的锶掺杂的锰酸镧，多孔材料的制备只能采用粉末冶金技术。

粉末冶金技术在太阳能材料中的应用

太阳能作为可再生的新型绿色能源，因其资源丰富、利用技术成熟，成为世界新能源探索的重要对象，在新型能源结构体系中具有重要的地位。如何高效、安全、稳定的利用太阳能，是太阳能利用技术的关键点。太阳能利用的主要方面包括热电太阳能技术和光电太阳能技术，太阳能利用技术中热电材料和光电材料的制备与性能优化都可以通过粉末技术来实现。对于太阳能的光电应用，太阳能电池是关键。太阳能电池材料的性能是保障太阳能光电转化效率的关键，传统的晶体硅材料太阳能电池，光电转化效率相对较低，降低太阳能利用率的同时，还制约着太阳能能源的应用范围。粉末冶金技术在太阳能光电转化方面有着传统冶金技术不可比拟的优势，通过粉末冶金技术制备的多晶硅薄膜在光电转化技术中能够有效替代传统晶体硅材料，且光电转化效率提升显著，太阳能光电转化技术由于材料瓶颈的突破，发展速度逐年加快。另外，太阳能的热电利用技术主要是通过太阳能吸收板吸收太阳能量，然后通过技术手段加以利用，因此太阳能吸收板材料性能成为技术发展的关键点。粉末冶金技术能够在吸收板制造过程中，充分研发吸收板的材料性能，发挥粉体在色素、粘结剂的作用，突出粉末冶金技术的实践应用，从而显著提升提升太阳能吸收效率。

粉末冶金技术在风能材料中的应用

风能是我国新能源之一，应用范围极广，遍布我们生活和工业等各个领域，属资源丰富的绿色能源。而粉末冶金技术在风能材料中的实践应用，主要是制作风能发电材料，实现永磁钕铁硼材料与风电机组材料的生产。这两种材料的生产对风力发电运行设备的安全性、可靠性起到非常关键的作用，直接对发电效率产生影响。在风能发电机生产中，采用的是铜基粉末冶金技术，针对发电机制动片的摩擦系数和磨损率进行相应要求的生产，其运用铜基粉末冶金技术生产的制动片，导热性能高，摩擦系数小，这些优点能够使设备在恶劣的温度环境下也能进行有效地使用。永磁钕铁硼材料的使用，将新型的永磁材料替代了传统的永磁材料，其材料的制作就是运用加入稀土粉的粉末冶金工艺制成的。

粉末冶金技术在术在储氢材料中的应用

氢能源由于其燃烧产物是水，属于零碳清洁绿色能源，氢能源的应用关键点主要在两个方面，一个是氢能源的生产，另一个则是氢能源的储存。就氢能源储存而言，因其化学性质活泼，具有一定的爆炸危险，因此氢能源储存方式和储存材料的选择具有严格的要求。储氢合金是能够储存氢能源的金属或合金材料的统称，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。氢能源储存的原理是，经过分解后单原子能够进入到储存材料原子间的间隙，通过化学反应形成较为稳定和安全的金属氢化物，从宏观上看，储存材料能够吸收氢能源，在吸收过程中会释放出化学热能，如果要多氢能源进行利用，则需要通过对储存材料加能，使得储存化学过程进行逆反应，分解氢化物，释放出氢原子后，再结合成氢分子。氢能源储存材料对氢能源的储存性能远远高于物理气瓶储存效率，且储存的化学稳定性也能得到保障。粉末冶金技术能够有效制备氢能源储存材料，并在制造过程中加入特定的稀有金属，能够实现储存效率和储存稳定的双提高。

粉末冶金技术在新能源材料中的应用意义

新兴能源的开采可以有效降低能源的浪费程度、更有效地保护环境，从而有利于可持续发展，但是在实际的应用时仍具备着很多缺陷和不足。粉末冶金技术的应用，使得能源开采的安全度提高、有效利用率和不同新型能源之间的转化程度也被有效提升，目前成为新能源材料开采和使用中的热门技术。粉末冶金技术在太阳能材料、燃料电池材料、风能材料、储氢材料等新型能源材料中都能得到有效、有针对性的应用，从而提高不同能源之间的转化率、减少了能源浪费，降低了能源开采和利用的难度。

粉末冶金技术在新能源材料的开发应用中，具有极大的发展潜力。大力发展粉末冶金技术，使之在新能源开发应用领域中不断拓展，发挥其在新能源可持续发展中的保障作用。

参考资料：

1、刘伟，《新能源材料粉末冶金技术探讨》

2、黄守义，《浅析粉末冶金技术在新能源材料中的应用》

3、叶常琼，《基于新能源材料的粉末冶金技术实践分析》

4、薛鹤猛等，《粉末冶金技术在新能源材料中的应用》

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