粉末冶金技術在新能源材料中的應用

郭遠飛

（佛山市愛迪爾衛浴有限公司，廣東 佛山 528515）

新能源開發已經成為了大勢所趨，積極順應了時代發展的需求，而借助粉末冶金技術制作新能源能夠提高效率，以此來有力地促進化工產業的可持續發展。粉末冶金技術不僅吸收了傳統冶金技術的優勢，而且整合了現代科學技術，積極滿足現代工業的發展需求，為新能源的開發奠定了扎實的基礎。

1 粉末冶金技術的特點

粉末冶金技術則是把礦石制作成粉末予以冶煉，傳統的方法則是把一整塊礦石予以提煉，然后再進行冶煉（圖1），相比于新技術提高了資源的利用率，然而針對塊狀礦石的提煉而言，礦石大小及技術是關鍵性影響因素。目前，我國提煉技術雖然得以有效提高，然而依然只能夠把礦石中大約70%～80%的有效成分予以提煉出來，剩下的則被廢置，不僅使得礦石中的資源被完全浪費，露天堆放礦石還會嚴重破壞環境，所以應積極改進冶金技術，提高冶金技術，合理地利用材料，盡量發揮各種冶金材料的功效，提高使用的效率，從而生產處高性能的陶瓷材料，可有效降低生產成本，同時現在的冶金技術還能夠制造出功能、結構特殊的產品[1]。

2 粉末冶金技術在新能源材料中的應用

2.1 粉末冶金技術在風能材料中的應用

我國處于季風與信風氣候帶，風能資源豐富，且取之不盡用之不竭。同時，這一種能源無污染，屬于新能源的一種?？v觀風能發電材料，風電機組中的制動片、永磁釹鐵硼材料需通過粉末冶金進行制作。對于風力電機而言，這兩種材料是風力發電安全性、可靠性的重要影響因素，更關乎到風力發現的最終效率。風能發電機的制動片，對抹茶系數及磨損率要求較高，還必須具有良好的力學性能。對于風能發電機而言，粉末冶金技術可確保其穩定運行，延長使用壽命。針對永磁釹鐵硼而言，價格相對較低的稀土永磁材料已經廣泛運用，傳統的永磁材料被替代。而燒結釹鐵硼可添加適量的稀土粉，借助粉末冶金工藝制作而成。

圖1 粉末冶金工藝流程

2.2 粉末冶金技術在太陽能材料中的應用

在廣電太陽能領域，太陽能光電電池實質上就是一個典型的半導體二極管，借助光伏效應，將太陽能轉化為電能。所以，這一電池對太陽光的轉化效率已然成為了這一產業將來發展的關鍵。然而，值得注意的是，在接下來的很長一段時間，全球范圍內所生產的太陽能電池均存在光電轉化率較低的問題，這是制約太陽能應用前景的核心因素。

現階段，粉末冶金技術運用于太陽能電池制造中，可提高升光電轉換率。傳統太陽能電池中，必須采用350μm～450μm厚度的硅材料，這一材料不僅光電轉化率較低，而且從硅材料自身而言也屬于一種資源嚴重被浪費的行為。這一厚度的硅不僅直接影響了光電轉化率，所獲取的經濟效益差強人意。粉末冶金技術所制成的多晶硅薄膜可有效解決這一問題。粉末冶金技術不僅運用于太陽能電池方面，而且還可運用于太陽能熱點技術中。

2.3 粉末冶金技術在儲氫材料中的運用

氫是一種典型的低碳、零碳、清潔能源。對于氫能系統而言，儲氫是關鍵點?；趦浞椒ǎ瑑浜瓦\輸可分為氣體儲氫技術（壓縮氫，并將其存放于高壓容器中）、液態氫儲存技術（液化氫氣，將其存儲在隔熱容器中）、固體儲氫技術（固體儲氫方法，采取物理或化學的方法儲存氫和儲氫材料）。

20世紀60年代，存儲氫的金屬和合金已被發現，被稱之為儲氫合金，擁有較強的捕獲氫的能力，能夠在一定的壓力、熱度的基礎上把氫分子分解成合金中的單個原子。這些氫原子進入“開槽銷”中的合金原子間的縫隙，并產生一定的化學反應，形成金屬氫化物。外觀是氫的大量“吸收”，并且能夠釋放出大規模的熱量。加熱這些金屬氫化物時，其再次被分解，且氫原子能夠結合形成氫分子，這些過程中均伴有較強的吸熱效應。無需過于關注儲氫合金的金屬原子之間的間隙，然而氫儲存能力明顯高于氫氣瓶，因其像海綿一樣能夠完全將氣缸中的氫氣排出。儲氫合金屬于一種最便捷、最理想的儲氫方法。

2.4 粉末冶金技術在鋰離子電池材料中的應用

對于鋰離子電池負極材料而言，通過研究發現有一種安全性高、倍率高的錫基合金材料及納米Sn基合金—碳復合材料。然而，這些制作這些材料需要粉末冶金技術為基礎。粉末冶金技術則是以制粉技術為基礎，促使鋰離子電池的正負極材料朝著規模化、工業化的進程發展，并有效提高材料的安全性。

2.5 粉末冶金技術在燃料電池材料中的應用

燃料電池則是一種可把染料氣體等素質的能源直接轉化成電能的裝置，粉末冶金技術運用于染料電池中密封部件和電極材料等。采用這一技術，可有效強化材料的穩定性及電化學性能，并對材料所需費用予以控制。

3 結語

粉末冶金技術憑借自身的技術優勢廣泛運用于新能源材料研發與制作環節中[2]。

對于新能源材料而言，粉末冶金技術具有較強的創造性與塑造性，發揮著關鍵性技術作用。粉末冶金技術由于其技術原理，使得其能夠協助新能源研發出更高效、更經濟的新材料。在這一發展進程成，傳統粉末冶金技術也逐漸革新，各種新技術、新工藝及新設備被研發出來，在粉末制備與成形中發揮著重要的作用。