日前，美國能源部宣布向一個新的高級研究項(xiàng)目——能源(ARPA-E) 項(xiàng)目——耐超高溫材料提高渦輪效率(ULTIMATE)提供2800萬美元的資助。該項(xiàng)目將開發(fā)和驗(yàn)證能在燃?xì)鉁u輪葉片的高溫和高應(yīng)力環(huán)境下工作的超高溫材料。該項(xiàng)目將主要針對發(fā)電和航空工業(yè)中的燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用。
“燃?xì)廨啓C(jī)是一種主要的發(fā)電設(shè)備，在過去的幾年里，它為清潔發(fā)電做出了巨大貢獻(xiàn)，”能源部副部長馬克·W· 梅內(nèi)塞斯說。“在ULTIMATE項(xiàng)目下開發(fā)新的創(chuàng)新技術(shù)，將使我們能夠在從發(fā)電到運(yùn)輸和航空的多個電力行業(yè)更好地利用燃?xì)廨啓C(jī)，從而提高所有這些行業(yè)的效率。”
燃?xì)廨啓C(jī)有多種用途， 從航空發(fā)動機(jī)到工業(yè)發(fā)電。據(jù)估計(jì)，天然氣渦輪機(jī)目前產(chǎn)生了美國全國發(fā)電量的35%。提高渦輪機(jī)效率將創(chuàng)造機(jī)會， 產(chǎn)生更多的能源節(jié)約、更低的碳排放，并使這些部門以及其他部門的經(jīng)濟(jì)受益。
ARPA-E主管萊恩·赫納托夫斯基指出， 新型超高溫合金與涂層和先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展將有助于提高發(fā)電和航空工業(yè)的效率，而讓渦輪在更高的溫度下運(yùn)行更長的持續(xù)時間，將大大減少許多關(guān)鍵發(fā)電應(yīng)用中的能源浪費(fèi)和碳排放。”ULTIMATE項(xiàng)目將通過提高在最苛刻環(huán)境中使用的材料的耐溫能力來提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率，例如渦輪葉片。通過漸進(jìn)的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)精煉，當(dāng)前最先進(jìn)的葉片材料的耐溫能力在過去幾十年中穩(wěn)步提高到1100℃。然而，現(xiàn)在是一個發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和實(shí)施具有更高耐溫能力新材料的機(jī)會，以進(jìn)一步提高效率和經(jīng)濟(jì)收益。ULTMATE項(xiàng)目將通過開發(fā)與先進(jìn)制造工藝相結(jié)合的新型超高溫金屬合金和涂層來滿足這一需求。ULTIMATE項(xiàng)目的目標(biāo)是在材料測試環(huán)境中，使燃?xì)廨啓C(jī)葉片能夠在1300℃下連續(xù)運(yùn)行，或者在涂層情況下，渦輪進(jìn)口溫度達(dá)到1800℃或更高。
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