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    風能:面臨哪些挑戰以及石墨烯如何應對這些挑戰?

    風能:面臨哪些挑戰以及石墨烯如何應對這些挑戰?

    • 分類:新聞資訊
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2023-10-20
    • 訪問量:

    【概要描述】 經過與聚合物和復合材料專業制造商合作多年的開發,Carbon Waters開發了一系列基于石墨烯的高性能添加劑,在這個專用的Graph’Up系列上進行的測試突顯了熱固性聚合物(環氧樹脂)的機械性能的顯著改善,已經與多家歐洲公司啟動了資格認證階段,特別是針對風力發電領域的應用。此外,Carbon Waters還與一家領先的特種聚合物公司啟動了研發合作。目標是在非常特殊的聚合物系列中加入這一系列添加劑,以應對風能行業中使用的復合材料可回收性的挑戰。

    風能:面臨哪些挑戰以及石墨烯如何應對這些挑戰?

    【概要描述】 經過與聚合物和復合材料專業制造商合作多年的開發,Carbon Waters開發了一系列基于石墨烯的高性能添加劑,在這個專用的Graph’Up系列上進行的測試突顯了熱固性聚合物(環氧樹脂)的機械性能的顯著改善,已經與多家歐洲公司啟動了資格認證階段,特別是針對風力發電領域的應用。此外,Carbon Waters還與一家領先的特種聚合物公司啟動了研發合作。目標是在非常特殊的聚合物系列中加入這一系列添加劑,以應對風能行業中使用的復合材料可回收性的挑戰。

    • 分類:新聞資訊
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2023-10-20
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     自20世紀90年代初以來,風力渦輪機,這些將風能轉化為電能的現代風車,越來越多地出現在我們的景觀中。作為能源轉型的一部分,風力渦輪機市場正在不斷增長,以提供更環保的能源并控制對環境的影響。據Ademe稱,這種能源將是其整個生命周期中污染最少的能源之一。然而,該行業面臨著一定的困難,特別是某些風力渦輪機部件的使用壽命和回收利用。Carbon Waters進行了盤點。

    風力渦輪機帶來顯著的環境效益
      如果風電場數量成倍增加,例如在法國,其發電量占總發電量的近10% ,這顯然是為了發展可再生能源。無論是陸上還是海上,一臺2兆瓦風力渦輪機每年平均發電4200兆瓦時,相當于法國約800個家庭的平均用電量。此外,根據國際能源署(IEA)的數據,風能有助于大幅減少CO2排放。2020年,風力發電避免了近1.7億噸溫室氣體的排放。與核能或天然氣等其他類型的能源生產不同,這種能源可以在不污染環境的情況下發電,從而保護動植物群。

    風電行業存在的問題
      盡管具有所有這些優勢并且該行業蓬勃發展,但它仍然受到兩個與組件壽命終止直接相關的困難的困擾:
    1、葉片的可回收性:目前使用的復合材料(環氧樹脂或聚酯樹脂中混合的玻璃纖維和碳纖維)不可回收;
    2、用于海上風力渦輪機的復合材料的脆弱性。


      關于第一點,制造商(西門子能源、阿科瑪)正在致力于生產用于海上風力渦輪機葉片的可回收樹脂。西門子歌美颯 (Siemens Gamesa)是西門子能源集團旗下專注于風力發電的子公司,已經通過其RecyclableBlade系列提供解決方案。然而,對于陸上風力渦輪機來說,問題似乎更加復雜,該風力渦輪機由兩部分組成,其膠接會在可回收性方面造成問題。

      關于海上設備復合材料的脆弱性,當前發生的事件直接證明了這一點。最近,西門子歌美颯遭受了非常重大的財務損失。原因是技術問題,主要是葉片存在質量缺陷,導致斷裂。全球第二大風力發電機制造商宣布,15%至30%的風電場將受到影響,即超過30GW的風力發電機,損失近30億美元。該集團股價在股市也下跌超過30%。


    石墨烯作為增強風力渦輪機并延長其使用壽命的解決方案
      為了克服海上風力渦輪機的質量問題(顧名思義,海上風力渦輪機要承受惡劣的條件),可以采用解決方案來保持構成風力渦輪機的材料的完整性。為了增強由復合材料制成的風力渦輪機葉片的強度,同時提供極大的重量,石墨烯是理想的材料。美國凱斯西儲大學的一項研究證明了碳在這兩方面的有效性。用碳納米管增強的葉片的強度是傳統葉片的8倍,而且重量輕得多,從而可以減輕渦輪機的負載。對于海上設備,還必須考慮防腐因素。同樣,石墨烯憑借其出色的阻隔性能,有助于保護材料免受氧化。以添加劑形式,它可以在風力渦輪機葉片的制造過程中直接融入樹脂中。材料受到更好的保護,使用壽命更長。這些解決方案集成到風力渦輪機的復合材料中,可以減少某些風電場的更新,從而顯著節省維護費用。

    Graph’Up:基于石墨烯的高性能添加劑,適用于風能領域
      經過與聚合物和復合材料專業制造商合作多年的開發,Carbon Waters開發了一系列基于石墨烯的高性能添加劑,可以直接應對這些挑戰。因此,在這個專用的Graph’Up系列上進行的測試突顯了熱固性聚合物(環氧樹脂)的機械性能的顯著改善,包括在低濃度下:
    1、牽引力和抗變形能力+30%;
    2、剛性+50%;
    3、+30°C耐溫性(更多信息請垂詢)。
     

      此外,已經與多家歐洲公司啟動了資格認證階段,特別是針對風力發電領域的應用。此外,Carbon Waters還與一家領先的特種聚合物公司啟動了研發合作。目標是在非常特殊的聚合物系列中加入這一系列添加劑,以應對風能行業中使用的復合材料可回收性的挑戰。

     

    信息來源:石墨烯網、Carbon Waters

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