美國科學家：煤灰提取物或參與未來電動汽車制造

除了制造水泥和磚塊，并進入最后的“墓地”——垃圾填埋場，燃煤發電廠排放的煤灰還有其他用途嗎？美國科學家表示，未來可能會用煤灰提取物制造更輕、更節能的環保汽車。此外，經不起任何風雨的煤灰也可以“化身”為道路和橋梁的“護身符”，使其包裹的鋼筋和水泥更堅固，抵御歲月的侵襲。

大橋路的“護身符”

美國物理學家組織網3月30日報道，美國佛羅里達大西洋大學化學和生物化學系教授Charles Kalach，在美國化學學會年會上表示，燃煤發電廠生產的煤灰可以用來制造包裝材料，包裹美國道路和橋梁中使用的水泥，“包裝”的道路和水泥的壽命可以延長幾十年。而且，這種材料的耐用性是現有包裝材料的數百倍，成本僅為其一半，因此每年可為美國節省數千億美元。

卡拉赫解釋說，美國約有450座燃煤發電廠每年生產約1.3億噸煤灰。在與空氣污染有關的法律出現之前，沒有人會注意到這些微小而不起眼的煤灰，它們從煙囪逃到了空氣中。現在，發電廠開始收集煤灰。

然而，如何處理收集到的煤灰已經成為許多人頭疼的問題。卡拉赫說：“一些煤灰確實被回收和再利用了，但70%的煤灰被送往垃圾填埋場。隨著土地的不斷減少，垃圾填埋場變得越來越稀缺和昂貴。我們的研究表明，煤灰等“廢物”可以成為極其寶貴的資源，這些資源可以包裹水泥，成為水泥的“護身符”，減緩水泥因時間的推移而質量下降甚至坍塌的速度。此外，這種包裝材料還可以修復受損的水泥。"

卡拉赫說，實驗室測試表明，由煤灰制成的包裝材料在暴露于高溫、低溫、雨天和其他比實際環境更差的模擬環境中時，具有非凡的硬度和耐用性。例如，當暴露在酸度是正常室外空氣的10000倍的空氣中時，這些包裝材料可以使水泥的質量保持在高水平。在一年的觀察期內，受到這種保護的水泥一如既往地堅固，毫發無損，而暴露在相同環境中的普通水泥在幾天后開始變弱。

卡拉赫表示，美國環境保護局公布的數據顯示，目前美國在修復、加固和更換生活污水系統和飲用水系統中使用的水泥方面的支出高達1.3萬億美元，許多項目必須在2020年前完成，以避免可能出現的環境問題和公共安全問題；與此同時，修復和重建凹凸不平的水泥路和搖搖欲墜的橋梁需要數千億美元。因此，這種由煤灰制成的包裝材料可以延長這些道路、橋梁和供水系統的壽命，節省成本，同時解決煤灰的廢物處理問題。”卡拉赫強調。

未來輕型汽車的“血肉之軀”

其他科學家也將注意力轉向了煤灰。他們認為，未來，煤灰提取物可能會成為包括電動汽車在內的更輕、更節能的汽車的“血肉之軀”。

據《科學美國人》3月28日報道，紐約大學理工學院教師尼奇爾·古普塔博士在上周出版的《金屬》雜志上指出，他的研究團隊正在開發一種以煤灰提取物為原料的專利技術，使汽油或柴油動力汽車“瘦身”10%；

至于電動汽車，可以通過將電池減少20%至30%來進一步減輕其重量，從而提高其連續工作的能力。

古普塔說，發電站產生的大量煤灰可以很好地收集和利用，包括制造受歡迎的汽車。古普塔指出，煤灰作為輕型汽車的原材料“變臉”的秘密在于，煤灰中含有一種稱為煤細胞的微觀結構，這是一種固體和中空的含氣泡結構，是煤炭燃燒產生的一部分廢物副產品。在這些副產品中，煤炭顆粒會漂浮在水面上，而其他物質會下沉，因此可以用水將其與這些廢棄副產品分離。

在這些煤電池上涂上鎳、銅或任何其他合金或陶瓷材料，可以制成一種超強但重量輕的材料，可以混合成許多金屬“主體”。Gupta和他的同事估計，60%以上的煤灰提取物可以添加到任何一塊金屬中，并且這個比例可以根據最終零件所需的彈性進行調整，這樣鋼或鋁的重量就可以在保持強度的同時大大減輕。盡管這項技術有數百種應用，但古普塔表示，重型汽車制造商和軍方可能最感興趣。

研究人員表示，他們與威斯康星州的制造商合作生產了一些汽車原型，這證明了這種方法是可行的。他們說，將標準汽車的重量減少10%是一個“保守估計”，因為汽車技術人員可能會在制造業中找到研究人員沒有想到的其他用途。

Gupta團隊的下一個目標是進入電動汽車市場，并與汽車制造商和電池制造商合作。根據研究團隊的說法，通過將煤塊加入電池中使用的鉛或其他金屬中，電池的重量可以減少20%至30%或更多。電池是電動汽車中最重的部件。減輕電池的重量可以大大減輕車輛的重量，使車輛一次充電可以行駛更長的時間。這種技術可以大規模生產，而且成本低。

然而，古普塔也承認，煤灰中的煤細胞質量不可預測是一個問題。但在美國，發電站每年生產的大量煤灰提供了廉價而充足的材料供應，人們可以從中選擇最好的煤電池。

（編輯/李燕郊）燃煤電廠排放的煤灰，除了做水泥和磚，去最后的“墓地”——垃圾填埋場，還有其他用途嗎？美國科學家表示，未來可能會用煤灰提取物制造更輕、更節能的環保汽車。此外，經不起任何風雨的煤灰也可以“化身”為道路和橋梁的“護身符”，使其包裹的鋼筋和水泥更堅固，抵御歲月的侵襲。

大橋路的“護身符”

美國物理學家組織網3月30日報道，美國佛羅里達大西洋大學化學和生物化學系教授Charles Kalach，在美國化學學會年會上表示，燃煤發電廠生產的煤灰可以用來制造包裝材料，包裹美國道路和橋梁中使用的水泥，“包裝”的道路和水泥的壽命可以延長幾十年。而且，這種材料的耐用性是現有包裝材料的數百倍，成本僅為其一半，因此每年可為美國節省數千億美元。

卡拉赫解釋說，美國約有450座燃煤發電廠每年生產約1.3億噸煤灰。在與空氣污染有關的法律出現之前，沒有人會注意到這些微小而不起眼的煤灰，它們從煙囪逃到了空氣中。現在，發電廠開始收集煤灰。

然而，如何處理收集到的煤灰已經成為許多人頭疼的問題。卡拉赫說：“一些煤灰確實被回收和再利用了，但70%的煤灰被送往垃圾填埋場。隨著土地的不斷減少，垃圾填埋場變得越來越稀缺和昂貴。我們的研究表明，煤灰等“廢物”可以成為極其寶貴的資源，這些資源可以包裹水泥，成為水泥的“護身符”，減緩水泥因時間的推移而質量下降甚至坍塌的速度。此外，這種包裝材料還可以修復受損的水泥。"

卡拉赫說，實驗室測試表明，由煤灰制成的包裝材料有額外的……

當暴露在炎熱、寒冷、雨天和其他模擬環境中時，通常的硬度和耐用性比實際環境差。例如，當暴露在酸度是正常室外空氣的10000倍的空氣中時，這些包裝材料可以使水泥的質量保持在高水平。在一年的觀察期內，受到這種保護的水泥一如既往地堅固，毫發無損，而暴露在相同環境中的普通水泥在幾天后開始變弱。

卡拉赫表示，美國環境保護局公布的數據顯示，目前美國在修復、加固和更換生活污水系統和飲用水系統中使用的水泥方面的支出高達1.3萬億美元，許多項目必須在2020年前完成，以避免可能出現的環境問題和公共安全問題；與此同時，修復和重建凹凸不平的水泥路和搖搖欲墜的橋梁需要數千億美元。因此，這種由煤灰制成的包裝材料可以延長這些道路、橋梁和供水系統的壽命，節省成本，同時解決煤灰的廢物處理問題。”卡拉赫強調。

未來輕型汽車的“血肉之軀”

其他科學家也將注意力轉向了煤灰。他們認為，未來，煤灰提取物可能會成為包括電動汽車在內的更輕、更節能的汽車的“血肉之軀”。

據《科學美國人》3月28日報道，紐約大學理工學院教師尼奇爾·古普塔博士在上周出版的《金屬》雜志上指出，他的研究團隊正在開發一種以煤灰提取物為原料的專利技術，使汽油或柴油動力汽車“瘦身”10%；至于電動汽車，可以通過將電池減少20%至30%來進一步減輕其重量，從而提高其連續工作的能力。

古普塔說，發電站產生的大量煤灰可以很好地收集和利用，包括制造受歡迎的汽車。古普塔指出，煤灰作為輕型汽車的原材料“變臉”的秘密在于，煤灰中含有一種稱為煤細胞的微觀結構，這是一種固體和中空的含氣泡結構，是煤炭燃燒產生的一部分廢物副產品。在這些副產品中，煤炭顆粒會漂浮在水面上，而其他物質會下沉，因此可以用水將其與這些廢棄副產品分離。

在這些煤電池上涂上鎳、銅或任何其他合金或陶瓷材料，可以制成一種超強但重量輕的材料，可以混合成許多金屬“主體”。Gupta和他的同事估計，60%以上的煤灰提取物可以添加到任何一塊金屬中，并且這個比例可以根據最終零件所需的彈性進行調整，這樣鋼或鋁的重量就可以在保持強度的同時大大減輕。盡管這項技術有數百種應用，但古普塔表示，重型汽車制造商和軍方可能最感興趣。

研究人員表示，他們與威斯康星州的制造商合作生產了一些汽車原型，這證明了這種方法是可行的。他們說，將標準汽車的重量減少10%是一個“保守估計”，因為汽車技術人員可能會在制造業中找到研究人員沒有想到的其他用途。

Gupta團隊的下一個目標是進入電動汽車市場，并與汽車制造商和電池制造商合作。根據研究團隊的說法，通過將煤塊加入電池中使用的鉛或其他金屬中，電池的重量可以減少20%至30%或更多。電池是電動汽車中最重的部件。減輕電池的重量可以大大減輕車輛的重量，使車輛一次充電可以行駛更長的時間。這種技術可以大規模生產，而且成本低。

然而，古普塔也承認，煤灰中的煤細胞質量不可預測是一個問題。但在美國，發電站每年生產的大量煤灰提供了廉價而充足的材料供應，人們可以從中選擇最好的煤電池。

（編輯/李燕郊）

標簽：發現

汽車資訊熱門資訊