什么是磁流体发电,磁流体发电技术的原理(一种神奇的液态金属应用)
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- 1、一种神奇的液态金属应用:液态金属电池
- 2、什么是磁流体发电
1、一种神奇的液态金属应用:液态金属电池
目前,中国科学院理化技术研究所刘静教授的液态金属技术已经在云南省宣威市虹桥工业园建立了国内首家液态金属谷产业化基地。经过10余年的研究实验取得的重大科技成果。在液态金属领域申请并获得了80余项相关专利技术,形成了完整的知识产权体系,其技术水平的先进性在世界处于领先地位。
2.液态金属性质
是由多种金属经过系列工序合成、并根据不同使用基底改良其润湿性、在常温下呈液态的复合液体金属材料。具有优良导电性和较好的润湿性。
产品性能:
特 性:
●可直接印刷
●电导率高
●良好的润湿性
●非易然易爆、无毒环保
用途:
可用于复杂大面积柔性电路(FPC)、电子标签、集成电路、发光二极管等的印刷及个性化个人电子电路的绘制等。
储存和运输:
(1)常温下密封储存。
(2)本产品属非危险品,可按一般化学品运输。
(3)保质期:永不变质。
3.液态金属能源系统的设计
液态金属能源涵盖很多方面,本文列举三种: 磁流体发电机 ,液态金属储能电池 ,液态金属燃料电池系统。
磁流体发电机
磁流体发电(magnetohydrodynamic power generation)过流动的导电流体(液体,气体)与磁场相互作用而产生电能。液态金属磁流体发电机就是一液体金属为工作介质在磁场中切割磁力线而产生电力。磁流体发电技术是一种新型的高效发电方式,由于无需经过机械转换环节,所也称之为直接发电,燃料利用效率显著提高,发电效率对于45%
液态金属储能电池
液态金属电池的构造其实很简单,两边为液态金属电极,中间夹着熔盐。电池系统由电堆单元、电解质溶液及电解质溶液储供单元、控制管理单元等部分组成。液流电池系统的核心是由电堆和(电堆是由数十节进行氧化-还原反应)和实现充、放电过程的单电池按特定要求串联而成的,结构与燃料电池电堆相似。效率一般在55%~65%左右。是一项新型能源研究领域。
液态金属燃料电池系统
燃料电池的氢源是个关键技术,液态金属与铝反应为燃料电池氢源提供了一种新的解决方案。在能源领域,科学家们制备了液态金属氢源燃料电池,实现了氢气的平稳生产,具有广阔的应用前景,尤其是未来便携式电子设备应用方面,实时制氢,廉价安全制氢很关键,决定了燃料电池系统是否实用化,产业化。
液态金属制氢原理
液态镓能破坏铝表面的钝化膜,镓原子沿铝晶界扩散进入铝内部,形成镓(铝)固溶体。铟、锡等低熔点金属形成的金属间化合物也分布在铝晶界上,促进了铝的电极电位负移,有利于其水解反应的进行。而且,由于电极电势不同,铝和液态金属会形成微型腐蚀电池对,加速铝的阳极腐蚀。在室温下,被活化的铝与中性水反应,生成氢气和氢氧化铝。产物无污染,且副产物氢氧化铝可以回收利用。反应结束后,液态金属也可从反应产物中分离出来再加以利用,实验证明损耗量极小。为液态金属触发铝水反应产氢提供了非常规的应用思路。
当然,液态金属的应用范围是比较广的,例如:随着5G技术的发展,其热障问题将更加突出,液态金属在电子散热领域将发挥不可替代的作用。特别是微型,柔性电子器件中的应用,解决和弥补传统超导材料不易于精细加工的缺点。将可再生能源与储能电池联系起来看上去可能是梦幻般的,但其中存在的问题是这些液态金属成本高,化学形态不稳定,合成技术门槛高等。这样就导致下游电池价格昂贵,收回成本可能需要数年时间。
2、什么是磁流体发电
什么是磁流体发电?
利用磁流体发电是一种将热能转换成电能的新型发电方式。它的工作原理与传统的旋转发电机一样,都是基于法拉第电磁感应定律,即利用导体切割磁力线产生感应电动势。
从能量转换的角度看,普通火力发电是把燃料中贮藏的化学能经过燃烧或反应变为热能,热能在蒸汽透平机中再变成机械能,最后由透平机带动发电机旋转使机械能转化为电能。而磁流体发电则是将燃料燃烧或原子核反应所产生的热能在发电通道中直接转换成电能。磁流体发电可以分为许多种类。若以一次能源为标准,大致可分为化学燃料磁流体发电和核燃料磁流体发电两大类。此外,太阳能也有希望成为磁流体发电的一次能源。磁流体发电有许多优点,由于其发电机中没有机械转动部件,单机容量大,功率密度高,而且设备简单,便于移动,因此它具有广泛的应用前景,特别是可作为某些特殊用途的电源(如风洞电源、大功率激光电源以及地震预测和某些实验所需的电源等)作为民用电站,磁流体发电能提高电站的总热效率,能节省大量的燃料、减少环境污染。因而,磁流体发电如果得到普遍应用,对电力工业将是一项重大的革新。
磁流体发电为什么效率高?
磁流体发电本身的效率仅20%左右,但由于其排烟温度很高,从磁流体排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽,驱动汽轮机发电,组成高效的联合循环发电,总的热效率可达50%~60%,是目前正在开发中的高效发电技术中最高的。
什么是磁流体发电技术?
所谓“磁流体发电技术”,就是用燃料(石油、天然气、燃煤、核能等)直接加热成易于电离的气体,使之在2000℃的高温下电离成导电的离子流,然后让其在磁场中高速流动时,切割磁力线,产生感应电动势,即由热能直接转换成电能。由于不经过机械能转换环节,所以称之为“直接发电”,燃料利用率也就得到提高。
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