新材料技术在节能减排中的作用

黄可玥

摘要：在新时期下，随着经济的发展，资源消耗越来越严重，生态环境也遭到了极大的破坏，在这种情况下，为了更好实现社会持续发展，新材料技术应运而生。新材料技术是加工无害、无污染材料技术的总称，在节能减排方面具有不可代替的作用，下面对此进行深入分析。

关键词：新材料技术；节能减排；应用

前言

近年来，世界能源消耗十分严重，以往的石油、煤炭等化石燃料已经无法满足社会长期发展需求，与此同时国家节能减排工作的深入开展，使得传统化石燃料的使用受到了极大制约，鉴于此，利用新的材料代替传统化石燃料显得越来越重要。

一、推动能源材料产业发展

在实际中，常见的能源材料有新能源技术材料、节能材料、能源转换与储能材料，其中新能源技术材料包括风能、太阳能、地质能、核能、潮汐能等，这些材料的使用是建立在新能源技术的基础上。对于节能材料包括建筑节能材料、超导材料、非晶合金材料等，节能材料主要是为了提高能源利用率的新型节能技术材料。能量转换与储能材料主要是能量转化、储能装置所应用的材料，是研发新型材料的关键，包括超级电容器材料、燃料电池材料、热电转化材料等。

对于核能、核能材料，我国目前拥有比较健全的研究体系，并建立了相应的核能动力技术试验基地，各种试验设施都比较全面，具有引进、吸收、创新国外先进技术及自主研发核电技术的水平。在设计能力上，具备自主设计30万千瓦压水堆核电站的能力，在现有自身技术的前提下，引进先进的技术，从而掌握了自主设计技术能力。核材料是核电工业发展的关键，当前我国具有系统的核材料研究系统，但是与国外发达国家相比较，我国核材料的研究还比较落后。其落后点主要体现在材料整体性无法满足核电研究需求、核材料性能数据不全面、材料品种单一、材料基础经济性需要提升。

对于能量转换与储能材料，锂离子电池获得了良好的发展，其具有循环性好、能量密度大、电压高、自放电小、本身没有记忆效应等特色，在移动电话、笔记本电脑、摄像机、武器装备等移动终端领域中有十分广泛的应用，锂离子电池是新一代的绿色充电电池，被看做是新世纪的高新技术产品。镍氢电池是近几年开发的新电池，与镍镉电池比较，无记忆效应，并容量很高，对环境无污染，其核心技术是贮氢合金材料，包括Ti系贮氢材料、Mg材料，其制备出的大功率贮氢电池，可以极大的促进电动汽车、氢燃料电池电动车的发展。面对燃油机动车废气污染及石油资源短缺问题，氢燃料电池的使用可以极大缓解环境污染及资源紧缺。

太阳能是一种取之不竭的能源，随着能源问题、环境问题的加剧，我国越来越看重光伏产业的发展，而从当前的品种看，94%是晶体硅太阳能电池，非晶硅电池、CIS电池、CdTe电池的比例还很少，其发展空间还十分宽广。目前我国应初步形成了光伏产业集中区域，如长江三角洲的太阳能电池加工基地、河北硅片加工基地等。在能源利用率上，节能新材料技术的发展十分重要，我国单位产品能耗显著高于世界先进水平，特别是工业部门，其能源消耗超过世界先进水平的47%，所以必须加强节能新材料技术的应用，全面提升传统工业能源利用率，提高传统工业的节能减排水平。

二、促进制造业绿色化转型

在国家现代化发展中，制造业具有十分重要的作用，而对于制造业的发展，对材料技术十分依赖，新材料技术的提升可以全面促进制造产业的发展。节能减排的深入开展，使得制造业对于绿色材料技术的需求越来越大。现代化的制造业是建立在自动化技术、信息技术、计算机技术、新材料技术、新能源技术等的基础上，整合而成的产业，包括电子信息、机械加工、汽车制造等领域。作为现代制造业的关键领域，汽车制造水平直接体现出国家的工业技术水平，近几年汽车数量的增加，对石油资源的消耗也急剧增加，同时排放的汽车尾气也严重的危害到自然环境。近年来，人们的环保意识得到了极大的提高，对汽车节能减排也越来越看重。在汽车制造领域中，新材料技术主要体现在汽车轻量化材料、汽车代替能源研究上面，近年来，汽车轻量化材料的使用逐渐提升，特别是铝合金、镁合金、复合材料等的用量急剧增加。

新时期下，伴随着计算机技术的发展，数控机床也成为当前加工机床的主要工具，刀具材料是数控机床加工的关键，也是实现高效、节能的重点，在超高速加工中，刀具材料必须在高温下保持良好硬度，并保持相应的导热性，这样才能保证加工精密度。就目前而言，在数控机床加工中，所采用的刀具材料主要有陶瓷刀具、涂層刀具、高速钢刀具、超细晶粒硬质合金刀具，其可以对一般材料进行良好切割。由于数控机床转速的提高，对于刀具性能的要求也逐渐提升，为了确保加工精准度，需要对现有的刀具材料进行改进，提高其性能，同时还应该加强新刀具材料的研发。如立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具等，可以解决传统刀具性能不足的问题。

在我国，照明用电占据发电总量的20%，加强高效环保节能的新材料技术对于节能减排有十分重要的作用。InP、GaAs等二代半导体材料、GaN三代半导体材料的发展使得半导体技术迎来了一次重大变革，利用发光二极管材料制作的新光源固态照明灯，也就是人们常说的LED灯代替传统照明灯，具有良好的节能环保效果，当前LED在景观照明、全色显示屏、仪器仪表显示、交通信号等领域有十分广泛的应用，获得了良好的环保效果。

三、总结

综上所述，在节能减排中，新材料技术发挥着十分重要的作用，不管是在促进绿色GDP发展，还是在促进产业绿色转型上，都是不可代替的。新材料技术是对废弃物的循环利用，在防治环境污染方面扮演着十分重要的角色，所以在新时期下，加强我国新材料技术的发展尤为重要。

（作者单位：长郡中学1515班）