新材料技術(shù)在節(jié)能減排中的作用

黃可玥

摘要：在新時(shí)期下，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源消耗越來越嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境也遭到了極大的破壞，在這種情況下，為了更好實(shí)現(xiàn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展，新材料技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。新材料技術(shù)是加工無害、無污染材料技術(shù)的總稱，在節(jié)能減排方面具有不可代替的作用，下面對此進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：新材料技術(shù)；節(jié)能減排；應(yīng)用

前言

近年來，世界能源消耗十分嚴(yán)重，以往的石油、煤炭等化石燃料已經(jīng)無法滿足社會(huì)長期發(fā)展需求，與此同時(shí)國家節(jié)能減排工作的深入開展，使得傳統(tǒng)化石燃料的使用受到了極大制約，鑒于此，利用新的材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料顯得越來越重要。

一、推動(dòng)能源材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在實(shí)際中，常見的能源材料有新能源技術(shù)材料、節(jié)能材料、能源轉(zhuǎn)換與儲能材料，其中新能源技術(shù)材料包括風(fēng)能、太陽能、地質(zhì)能、核能、潮汐能等，這些材料的使用是建立在新能源技術(shù)的基礎(chǔ)上。對于節(jié)能材料包括建筑節(jié)能材料、超導(dǎo)材料、非晶合金材料等，節(jié)能材料主要是為了提高能源利用率的新型節(jié)能技術(shù)材料。能量轉(zhuǎn)換與儲能材料主要是能量轉(zhuǎn)化、儲能裝置所應(yīng)用的材料，是研發(fā)新型材料的關(guān)鍵，包括超級電容器材料、燃料電池材料、熱電轉(zhuǎn)化材料等。

對于核能、核能材料，我國目前擁有比較健全的研究體系，并建立了相應(yīng)的核能動(dòng)力技術(shù)試驗(yàn)基地，各種試驗(yàn)設(shè)施都比較全面，具有引進(jìn)、吸收、創(chuàng)新國外先進(jìn)技術(shù)及自主研發(fā)核電技術(shù)的水平。在設(shè)計(jì)能力上，具備自主設(shè)計(jì)30萬千瓦壓水堆核電站的能力，在現(xiàn)有自身技術(shù)的前提下，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，從而掌握了自主設(shè)計(jì)技術(shù)能力。核材料是核電工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，當(dāng)前我國具有系統(tǒng)的核材料研究系統(tǒng)，但是與國外發(fā)達(dá)國家相比較，我國核材料的研究還比較落后。其落后點(diǎn)主要體現(xiàn)在材料整體性無法滿足核電研究需求、核材料性能數(shù)據(jù)不全面、材料品種單一、材料基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)性需要提升。

對于能量轉(zhuǎn)換與儲能材料，鋰離子電池獲得了良好的發(fā)展，其具有循環(huán)性好、能量密度大、電壓高、自放電小、本身沒有記憶效應(yīng)等特色，在移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、武器裝備等移動(dòng)終端領(lǐng)域中有十分廣泛的應(yīng)用，鋰離子電池是新一代的綠色充電電池，被看做是新世紀(jì)的高新技術(shù)產(chǎn)品。鎳氫電池是近幾年開發(fā)的新電池，與鎳鎘電池比較，無記憶效應(yīng)，并容量很高，對環(huán)境無污染，其核心技術(shù)是貯氫合金材料，包括Ti系貯氫材料、Mg材料，其制備出的大功率貯氫電池，可以極大的促進(jìn)電動(dòng)汽車、氫燃料電池電動(dòng)車的發(fā)展。面對燃油機(jī)動(dòng)車廢氣污染及石油資源短缺問題，氫燃料電池的使用可以極大緩解環(huán)境污染及資源緊缺。

太陽能是一種取之不竭的能源，隨著能源問題、環(huán)境問題的加劇，我國越來越看重光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而從當(dāng)前的品種看，94%是晶體硅太陽能電池，非晶硅電池、CIS電池、CdTe電池的比例還很少，其發(fā)展空間還十分寬廣。目前我國應(yīng)初步形成了光伏產(chǎn)業(yè)集中區(qū)域，如長江三角洲的太陽能電池加工基地、河北硅片加工基地等。在能源利用率上，節(jié)能新材料技術(shù)的發(fā)展十分重要，我國單位產(chǎn)品能耗顯著高于世界先進(jìn)水平，特別是工業(yè)部門，其能源消耗超過世界先進(jìn)水平的47%，所以必須加強(qiáng)節(jié)能新材料技術(shù)的應(yīng)用，全面提升傳統(tǒng)工業(yè)能源利用率，提高傳統(tǒng)工業(yè)的節(jié)能減排水平。

二、促進(jìn)制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型

在國家現(xiàn)代化發(fā)展中，制造業(yè)具有十分重要的作用，而對于制造業(yè)的發(fā)展，對材料技術(shù)十分依賴，新材料技術(shù)的提升可以全面促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。節(jié)能減排的深入開展，使得制造業(yè)對于綠色材料技術(shù)的需求越來越大?，F(xiàn)代化的制造業(yè)是建立在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)等的基礎(chǔ)上，整合而成的產(chǎn)業(yè)，包括電子信息、機(jī)械加工、汽車制造等領(lǐng)域。作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域，汽車制造水平直接體現(xiàn)出國家的工業(yè)技術(shù)水平，近幾年汽車數(shù)量的增加，對石油資源的消耗也急劇增加，同時(shí)排放的汽車尾氣也嚴(yán)重的危害到自然環(huán)境。近年來，人們的環(huán)保意識得到了極大的提高，對汽車節(jié)能減排也越來越看重。在汽車制造領(lǐng)域中，新材料技術(shù)主要體現(xiàn)在汽車輕量化材料、汽車代替能源研究上面，近年來，汽車輕量化材料的使用逐漸提升，特別是鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等的用量急劇增加。

新時(shí)期下，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也成為當(dāng)前加工機(jī)床的主要工具，刀具材料是數(shù)控機(jī)床加工的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的重點(diǎn)，在超高速加工中，刀具材料必須在高溫下保持良好硬度，并保持相應(yīng)的導(dǎo)熱性，這樣才能保證加工精密度。就目前而言，在數(shù)控機(jī)床加工中，所采用的刀具材料主要有陶瓷刀具、涂層刀具、高速鋼刀具、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具，其可以對一般材料進(jìn)行良好切割。由于數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)速的提高，對于刀具性能的要求也逐漸提升，為了確保加工精準(zhǔn)度，需要對現(xiàn)有的刀具材料進(jìn)行改進(jìn)，提高其性能，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)新刀具材料的研發(fā)。如立方氮化硼刀具、聚晶金剛石刀具等，可以解決傳統(tǒng)刀具性能不足的問題。

在我國，照明用電占據(jù)發(fā)電總量的20%，加強(qiáng)高效環(huán)保節(jié)能的新材料技術(shù)對于節(jié)能減排有十分重要的作用。InP、GaAs等二代半導(dǎo)體材料、GaN三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展使得半導(dǎo)體技術(shù)迎來了一次重大變革，利用發(fā)光二極管材料制作的新光源固態(tài)照明燈，也就是人們常說的LED燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明燈，具有良好的節(jié)能環(huán)保效果，當(dāng)前LED在景觀照明、全色顯示屏、儀器儀表顯示、交通信號等領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用，獲得了良好的環(huán)保效果。

三、總結(jié)

綜上所述，在節(jié)能減排中，新材料技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，不管是在促進(jìn)綠色GDP發(fā)展，還是在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型上，都是不可代替的。新材料技術(shù)是對廢棄物的循環(huán)利用，在防治環(huán)境污染方面扮演著十分重要的角色，所以在新時(shí)期下，加強(qiáng)我國新材料技術(shù)的發(fā)展尤為重要。

（作者單位：長郡中學(xué)1515班）