有色金属与新能源材料发展

有色金属与新能源材料发展摘要:城市经济的发展与社会进步使得对有色金属开发与利用需求量稳步上升，为新能源的制备带来了巨大的发展契机。一方面，有色金属性能和成本的改善推动新能源产业的发展，另一方面，新能源发展的客观要求促进有色金属能源材料的进步。基于此，本文结合当前的社会发展现状，对有色金属的有效加工以及新在新能源材料的实际应用进行研究分析，促进其在国家经济发展中发挥重要作用，以便研究规律，制定对策，从而为我国经济建设提供重要参考依据。关键词：有色金属，新能源，有效加工，经济建设有色金属又被称为非铁金属，是指铁、锰、铭三种金属之外的其他类金属的统称。有色金属具有重要的应用价值，是人类日常生产生活的基础材料和重要的战略物资，各个行业的发展都离不开有色金属。我国的有色金属储存量位于世界各国前列，因此其规模以及利用程度均十分的可观，并且在国家发展进步的过程中对于有色金属的应用十分的广泛，大到国防工业、民生工程，小到家用电器等产品，其对于有色金属的利用率均是非常的高。近些年来随着科学技术以及经济的飞速发展，也使得对于有色金属利用的规格、品种、精度等均有了很高的要求，也就给有色金属的开发与利用带来难题。故本文结合当前的社会发展现状，从有色金属的开发利用，在新能源材料中的发展等方面入手，对有色金属与新能源材料的发展进行详尽的分析与研究，从而最终为我们国家社会建设以及经济发展提供一定的理论参考价值。1、 新能源材料概述新能源则是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技。目前有色金属新能源材料的应用和研究非常广泛，比如将有色金属应用在电池、储氢和核能材料的使用中，可以取得较好的效果，其技术也日趋成熟。2、 有色金属在新能源材料中的应用2.1、有色金属在电池中的应用有色金属可应用在电池当中，以有效提高电池材料的性能，制备提升电池产品性能的电极材料离不开有色金属。2.1.1有色金属在锂电池中的应用传统锂电池的负极材料大多数为石墨，其具备与非碳材料较好的结合性，与有色金属结合后，可有效提高电池的使用性能，如将纳米合金与碳相结合制成复合材料，形成的电池电极具备容量高、稳定性好的特点。目前对新型锂电池的研发已取得了较大的成果，比如研制出了由纳米复合材料组成的全固态锂离子电池。此类电池比容量大、循环寿命长、耐热好，未来对锂电池的发展，还须更深入地研发能够提高电池容量及快速充电性能的新型有色金属材料。2.1.2、有色金属在燃料电池中的应用燃料电池燃料电池种类繁多，传统主要应用氢燃料电池。此电池是以氢气为燃料，利用电化学反应，使之转化为电能的装置。燃料电池相对与传统电池具有规模大，电能转换效率高，建设周期短等优势。将有色金属应用在燃料电池中，比如甲醇燃料电池，是在碳纳米纤维表面浸入氧化钛溶液，然后处理氧化后的氧化钛。新型燃料电池和传统的氢燃料电池相比，性能进一步提高，具有小型化，轻量化，不需要燃料电池进行二次转化，系统简单，运行可靠性高等优势，有可能成为未来理想的燃料电池。2.1.3、有色金属在光伏电池中的应用常见太阳能光伏发电材料大多数属于传统的无机太阳能光伏发电材料，主要有晶体硅材料。以薄膜材料为基础的非晶硅太阳电池，光电转化率约为10.5%，低于具有薄膜式结构非晶硅（15%左右）太阳能电池。而随着有色金属的发展新一代太阳能光伏发电材料采用有钙钛矿型和铜锑硫族等材料。钙钛矿吸光材料实质上是一种将有机转化为无机的杂化材料。铜锑硫族材料价格低廉、稳定性高、绿色无毒、原料丰富、理论转换效率可达30%以上，是非常有潜力的薄膜太阳电池吸光层材料。未来太阳电池的发展聚焦在：延长使用寿命，提高光电转换率，采用新技术将无机和有机材料各取所长进行复合，形成新器件或新结构的复合材料以降低成本。2.2、 有色金属在储氢材料中的应用储氢是最关键的环节也是技术瓶颈。储氢的方法较多，其中气态储氢中存在氢气易泄漏等不安全因素，不适用大规模生产，随着有色金属的发展，现阶段注意力逐渐转移到固态储氢方面：传统的储氢一般采用稀土系作为材料，而现阶段主要采用钛、镁系金属作为储氢材料。其中镁系储氢材料具备氢化生成热低、储氢容量高等特点，在实际中应用最广泛。2.3、 有色金属在核能材料中的应用传统化石燃料的面临消耗枯竭的现象。核能作为大规模储能之一，被誉为安全、清洁、稳定的能源。核材料是发展核能的重要物质基础，正因为有了核材料的不断更新，才有核能建设的不断进步。有色金属被广泛应用到核反应堆上，如锆基核材料，具有良好的机械性能、蠕变加快、应力开裂加剧、耐辐照、耐腐蚀等优势，在核反应堆上可作为包裹材料使用。现阶段，研究质地轻、体积小和屏蔽效果好的金属复合材料是有色金属最新的发展方向。比如以金属型含硼相和铅为主要组元制备的金属复合材料，兼有结构一体化、对核辐射良好屏蔽功能的特点。3、加强有色金属与新能源材料发展的有效措施3.1、 政府加强相关的宏观调控国家对有色金属加工业在不断进行产业调整和改革，在能耗、环保等方面也制定了许多相关的政策要求，在技术、投资上也进行了许多干预和指导。但是目前尤其是中西部地区技术研发实力还不强，产品难以达到世界领先水平，希望政府在资源配置和可持续发展等方面进行深入调研，给出相应的政策措施，使得有色金属加工业平衡发展。3.2、 加强国际先进企业合作可以通过合资合作等方式与国际有色金属企业进行交流，并引进国际先进的加工设备和优秀的技术人才，可以扩大我国的有色金属销售市场，并能够学习国际先进的技术和管理经验，有利于推动我国有色金属行业的产业进步升级，提高我们的产品竞争力，达到合作共赢。3.3、 加大技术创新研发目前我国有色金属在加工和应用上尚属领先，但是对于有色金属加工的核心设备和技术大多数是依靠进口，还缺乏自主产权。因此我国的有色金属加工要想拥有绝对的竞争力，处于不败的地位，必须要加大软硬件的技术研发投入，实现尖端技术的国产化。结论有色金属是人类社会发展和建设的重要物质基础，如何更好地进行有色金属的应用,促进有色金属得到更好的发展是国家发展的一个重要研究方向。本文总结了有色金属的应用现状进行了分析，然后提出了应加强国家宏观调控、加强国际合作和加强研发等方面提出了针对性建议，旨在推动我国有色金属和新能源产业的发展。参考文献铜锑硫族薄膜材料及其光伏器件研究进展[J].王冲，杨波，唐江.科学通报.?2017(14)粉末冶金技术在新能源材料中的应用[J].黄虹.?科技创新与应用.?2017(08)一种新型的甲酸/铁离子燃料电池[J].邹涛,易清风，张媛媛,邓中梁，雷鸣，周秀林.高等学校化学学报.2017