煤炭能否成為生態清潔燃料?

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Запуск ракеты-носителя Союз с грузовым кораблём Прогресс - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 27.02.2021
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無論2020年多麼艱難,它給人類帶來的不僅僅是問題與麻煩。除歷史少有的大流行外,2020還是一個科技領域成績斐然的年份。俄羅斯位列前十名為世界新知識與技術做出巨大貢獻的國家。不僅僅是世界首個效率極高的“衛星-V”疫苗研發。

煤炭將變成更為經濟和無污染燃料

你好,俄羅斯 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 26.02.2021
«你好,俄羅斯»節目:航空航天新材料

     全世界自然保護者們不厭其煩地咒罵煤炭,認為它是一種生態污染嚴重的燃料。指出其負面問題是應該的,儘管煤炭有自己的優勢,但煤炭依然大行其道,主要原因是容易獲得且價格低廉。據國際能源機構數據,煤炭去年佔世界總發電量的1/3。專家們認為,儘管減少煤炭和向可再生能源過渡漸成趨勢,但此種燃料在電力生產中仍將長期居主導地位。既然無法放棄,就應對其進行完善。解決問題的最佳方式是使煤炭完全燃燒,從而減少有害氣體排放,減少燃燒帶來的副作用。
     俄聯邦“MiSiS”國家研究型大學、托姆斯克工大和科學院催化研究所專家找到了可大大提高煤炭燃燒效率的新方法。據項目負責人亞歷山大·格羅莫夫向衛星通訊社介紹,為提高無煙煤和半焦煤等高灰分煤燃料的燃燒強度,我們使用了銅鹽作為催化劑。

© 照片 : 照片由“MiSiS”提供亞歷山大·格羅莫夫
煤炭能否成為生態清潔燃料? - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 27.02.2021
亞歷山大·格羅莫夫

     他說:

“是哪種催化劑?是使燃燒更為充分的物質。其中,我們研究小組研制出的催化劑,是硝酸鹽、醋酸鹽、亞硫酸銅和其它一些金屬鹽。它們均屬於多噸位產品,方便廉價,可工業化使用。使用時,將粉末狀催化劑與煤炭混合即可。無需其它操作,燃燒過程一無既往。加入銅鹽,可將一氧化碳排放減少40%,煤炭燃料不完全燃燒減少2倍。這對高灰煤來說尤其重要,其特點是剩餘灰質部分燃燒不充分,造成巨大生態問題。”

     令人驚嘆的是,催化劑帶來的革命性效果,其內含並沒甚麼特別之處。很早以前,已對銅鹽的形成有過很好的研究,只是作為煤炭燃燒過程加速劑卻從未有過研究。據亞歷山大·格羅莫夫介紹,他們專家小組的研究結果,儘管只是實驗室條件產生的,但已經引起國外的巨大興趣,其中包括中國公司。
     他說:

“不僅中國人感興趣,很多俄羅斯企業也在找我們。從各種咨詢看,煤炭新燃燒方法的應用範圍有望非常廣泛:從水泥生產企業到生產私人住宅和小型工業場所供暖低功率自動鍋爐公司。”

遇火不燃,遇水不沈

      在625公斤混凝土立方體重壓下,鋼帶像繩子一樣折斷。但由創新材料“Aristar”製成的5毫米薄薄黑色條帶卻能夠承受住如此重物。下一組是耐撞擊性測試:兩個鼓輪,一個由航空鋁製成,第二個是“Aristar”材料的。它們都要承受同樣力量的打擊。結果顯而易見。鋁制鼓輪深深凹陷,要知道,這種材料的強度比鋼鐵高20倍。但“Aristar”鼓輪卻沒有任何變形。

© 照片 : Ellina Aristova“Aristar”鼓輪(右側)和 航空鋁 遭同樣力量重擊後
煤炭能否成為生態清潔燃料? - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 27.02.2021
“Aristar”鼓輪(右側)和 航空鋁 遭同樣力量重擊後

     佩列斯拉夫爾-扎列斯基市位於莫斯科以北140公里處,該市航天航空材料研究所研制出一款新式復合材料。不久前,僅有美國公司掌握此種復合材料之謎。日本學者為此花掉15年時間,但還是未能掌握其中的秘訣,最終不得不耗費巨資從美國人那裡購買。據航天航空材料研究所總經理瓦西里·阿里斯托夫向衛星通訊社介紹,我國專家僅用了7年時間,就研發出西方一直保密的材料,而且材料特性要好於西方國家的同類產品。

© 照片 : 照片由艾莉娜·阿里斯托娃提供瓦西里·阿里斯托夫
煤炭能否成為生態清潔燃料? - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 27.02.2021
瓦西里·阿里斯托夫

     他說:

“‘Aristar’是一種超強材料,適用於航天、航空、消防和救援設備以及任何其它類型的承重結構。此類結構材料需具備非常高的耐衝擊性及超高和超低抗溫能力。與此同時,還要具備超輕特性,也就是說,材料本身要輕。‘Aristar’基於複雜的多成分復合材料與各種纖維材料相結合製作而成。”

     據瓦西里·阿里斯托夫介紹,該所研制的另一種復合材料是“Aristid”。儘管與“Aristar”名稱類似,但其特性和用途完全不同。
     他說:

“這些材料超輕,比水輕10-20倍,是理想的保溫隔離、無可替代的抗極限溫度超輕材料。如果需要解決輻射透明度和耐放射性、同時材料還需超輕的話,這種材料正好派上用場。非常重要的是,兩組材料都由復合材料製成,完全不怕火情:‘Aristar’可製作承重結構,而‘Aristid’可用於電子產品隔溫,比如消防機器人無線天線。兩種材料均在攝氏-269到+450度區間順利測試。在此溫度區間內,它們都能長時間工作,並可短暫抵御1300攝氏度。比如,甚至是薄壁材料,也可抗火4-5分鐘。此外,材料本身在任何情況下都不會燃燒。”

     專家們認為,佩列斯拉夫爾航天航空材料研究所的“Aristar”和“Aristid”是材料學中的革命性突破,俄羅斯新復合材料技術獨一無二。

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