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如欲聯系與本文涉及的技術有關的供應商,請電郵至: ebusiness@adsale.com.hk 相關網址: 1. 佛山市順德區捷勒塑料設備有限公司 更多供應商 關閉 面向新能源產業的聚合物解決方案 刊登日期:01/04/2011 《CPRJ 中國塑料橡膠》- 2011年4月號 文章來源:CPRJ 中國塑料橡膠 段慶生 以低碳、可持續為典型特徵的新能源產業飛速發展,太陽能、風能、核能、地熱能、海洋能等新能源的應用,以及電池取代燃油在交通工具上的應用,已經深刻地影響著我們生活的方方面面。與此同時,塑料、橡膠等聚合物新材料在這些領域正發揮著無可替代的作用。尤其是最近幾年,太陽能技術與應用高速發展、大規模海上風能技術逐漸成熟、新能源汽車商業化,以及新能源飛行器夜間成功首飛等,使聚合物在新能源產業應用領域展現出更加廣闊的前景。 相片提供 Photo Courtesy:Rhodia 關閉 相片提供 Photo Courtesy:Rhodia 交通運輸、建築、電子電器,可以說是近年來最能體現新能源效率的三個重要應用領域。這樣的例子已不勝目舉,交通運輸方面,電動自行車與電動摩托車早已進入我們的生活;全電動與混合動力汽車也已實現商業化生產;電動的想法也被逐步推廣到飛機上面,美國就嘗試開發了電動直升機,儘管只飛行了15分鐘,其開創性價值十分重要。令人興奮的是,完全由太陽能或風能這些可再生能源驅動的飛機或汽車也已在夢想家和探險家手中誕生。建築方面,拜耳、巴斯夫、陶氏化學等領先化學公司推出各具特色的碳中和或被動式建築,德國Ruhr更宣稱將於2020年前建設一座可持續的未來創新城巿。電子電器方面,太陽能計算器、太陽能充電器、太陽能手錶早已司空見慣,在非洲,太陽能冰箱也已投入實際應用……在所有這些新能源技術的應用中,聚合物材料與加工技術發揮著不可忽視的重要作用。全電動汽車得益於料的大量應用,才能夠實現足夠的輕量化,並完成更長的行駛里程。(相片提供 Photo Courtesy:Teijin)晶矽、薄膜基太陽能晶矽太陽能:新材料聚焦封裝膜與背板開發晶矽太陽能在目前太陽能巿場依然佔據主導地位。太陽能電池組件不僅要有晶體矽片等核心部件,還需要專業封裝膜、塑料面板、電源接線盒等。在這些領域,塑料具有其他材料無可比擬的優勢。近年來,越來越多新材料供應商針對太陽能光伏(PV)巿場,紛紛推出各具特色的應用解決方案,並從中受益。美國杜邦公司就推出了一整套光伏創新科技,涉及晶體矽和薄膜太陽能電池及組件的製造,包括薄膜、樹脂、封裝材料、柔性電路板、太陽能導電漿料、太陽能電池製造設備使用的高性能密封元件等。杜邦也從這一快速發展的巿場中受益,2010年,杜邦在光伏巿場的銷售額超過10億美元,提前一年完成預定目標,並預期4年內銷售可翻番,到2014年光伏產業銷售目標為20億美元。東麗用於PV背板的聚酯薄膜產品Lumirror,即使經過長期的耐久測試也可確保性能幾乎不受影響,同時可根據客戶要求,對PET膜進行專業塗層及多樣化處理,以滿足客戶特定的顏色、厚度等要求。霍尼韋爾新推出的PowerShield PV270,比傳統背板輕30%,但它所提供的保護和絕緣性能卻絲毫不遜色於傳統背板材料。PowerShield PV270外層是含氟聚合物膜,內層是享有專利的特殊聚烯烴熱塑材料,中間層是聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 。贏創工業集團提供兩種適用於發電站等大規模聚合物光伏電池的創新解決方案:寶克力有機玻璃模塑料製成的一級鏡片和SAVOSILTM石英玻璃製作的二級鏡片,分別用不同的方式聚集太陽能。沙伯基礎創新塑料的Noryl和Lexan EXL樹脂為太陽能基板應用提供了極佳的便利性和優異的性價比,並可滿足全球嚴格的法規要求。應用沙伯創新材料的零部件包括PV 框架、連接盒以及連接器等。新能源的應用,基於殊的工作環境,對所應用的電纜等都有特殊的要求。(相片提供 Photo Courtesy:Polyone)杜邦公司在數年前提供的一份關於邦聚合物材料在光伏應用的介紹,已經可以看出,塑料在這一應用領域發揮的巨大作用。電池封裝膜也是塑料技術開發的重要方向之一,目前使用較廣泛的材料包括EVA、TPU、PC等。拜耳材料科技針對矽晶太陽能電池,開發出由熱塑性聚氨酯(TPU)製成的Platilon熱熔性粘合劑薄膜封裝,經證明這種薄膜材料在用於太陽能電池外膜方面優於其它材料。針對新型薄層太陽能電池,模克福聚碳酸酯封裝薄膜使生產靈活的太陽能光伏模塊成為可能。朗盛公司推出含有不同醋酸乙烯含量的EVM用於電池封裝,該材料在120s內即可實現UV固化,並且粘接性能更強。在加工太陽能封裝EVA膜時,要求薄膜低收縮或最好無收縮。這對於擠出工業來說是一個不小的挑戰。標準的擠出生產線只能實現極低的加工速度。若速度超過5m/min,薄膜就會收縮,因而無法再進行後續加工。Breyer專門開發了用於EVA膜及其他膠質材料加工的高效系統。這一系統與傳統的擠出系統比較,可實現相當高的速度,並進而實現較高的產量。該生產線可以實現高速生產太陽能膜而幾乎無收縮。中國新樂華寶、南京越升等公司都針對太陽能封裝膜應用推出了各自的加工技術解決方案。薄膜基太陽能:光轉換效率突破儘管晶矽太陽能占據當前巿場絕對優勢,但薄膜基太陽能以獨有的優勢正成為巿場關注的新熱點。柔性有機塑料薄膜太陽能電池應用領域廣泛,可用於電子標籤、智能卡、電子書、無線傳感器等微電子產品的輕型電源;可用於手機、相機、筆記本等電子產品的便攜電源;還可應用於帳篷、遮雨篷或BIPV中的建築材料,如屋頂、商業樓等。據GBI研究公司發佈的最新報告,薄膜光伏巿場已從2001年的約14MW增長到2009年2141MW,年均增長率達58%,薄膜模塊生產量預計到2020年會增長到22,214MW。過去幾年裡,薄膜光伏(PV)技術占PV巿場的份額已從2001年僅2.8%增大到2009年占25%。目前薄膜基太陽能最大的不足是轉換效率低,如今這一技術也已有了新的突破。2009年12月,美國Solarme能源公司宣佈,該公司研發的轉換效率為7.9%的塑料太陽能電池獲美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)認證。這一里程碑式的光電轉換效率可使塑料太陽能電池盡快付之應用,且其電能成本比晶矽技術低10%~20%。斯坦福大學女教授鮑哲南研製出世界最新的可拉伸太陽能電池,為人工電子皮膚增添了自我發電的新功能。這種世界首創的新型太陽能電池由特別塑料做成,具有非常柔韌靈活的特性,可被拉伸到自身長度的30%,功能不會改變。以此製成人工電子皮膚可自我發電,這個新功能將擴大人工電子皮膚的運用範圍,鮑哲南說,“可折疊的野外露營帳篷,可以使用這種柔韌性強的太陽能電池,不用擔心電池受損。”其他用途還包括衣物、機器人和假肢等。風電:複合材料新品滿足大型葉片需求風能已經成為目前發展最好,利用最充分的新能源巿場。為了最大限度地提高風力獲取效率,風機葉片的尺寸越來越大,長度超過60米,這需要葉片更加環保、堅固、耐用,這也相應地推動了材料的不斷創新,在滿足強度的基礎上兼具輕質的特點。PPG最新開發的HYBON 2026玻璃纖維專為廣闊的新能源巿場設計,與環氧樹脂、乙烯基酯和聚酯等樹脂兼容,並能達到最大附著力。據介紹,HYBON 2026玻璃纖維比目前巿場上的風力玻纖產品在拉伸強度上至少高出20%,在抗疲勞性能上更是耐久數倍,專為大型葉片與海上風機設計。陶氏化學公司旗下的陶氏系統業務部在中國巿場推出近年來在歐美被廣泛應用於風電葉片上的COMPAXX 芯材。由於擁有輕巧和極佳的動態和靜態的機械強度等獨特性能,在葉片設計條件允許的情況下,COMPAXX 芯材可有效代替 PVC 泡沫塑料,在提高風電葉片的機械性能的同時也降低葉片生產的成本。中國湖南中科恆源風電採用了RTP公司的定制化長玻纖增強塑料複合材料,用於葉片的成型。與熱固性或金屬材料比較,超長玻纖增強配混料具有較低的比密度,因而扇葉可以更輕且更高效。另外,這一材料可以提供比其他注射模塑料更高的強度和剛度。在渦輪旋轉時,RTP公司的配混料可以擬制振動,有效減少運轉噪音。事實上,聚合物材料並不只是應用於風電葉片,在機艙罩與導流罩等也有廣泛的應用。其他新能源:聚合物技術發揮重要作用事實上,在不同的新能源應用巿場,塑料都在發揮巨大的作用。海洋能是目前尚待加速開發的新能源之一。海洋占地球表面的71%,作為資源的寶庫,是地球上尚未充分開發利用的最大領域,同時又是一種有利於環保清潔可再生的新能源。潮汐能是可再生、無污染的潔淨能源,與常規能源發電站相比,潮汐發電沒有水力發電帶來的淹沒損失,運行中不消耗燃料,也沒有核電站可能產生的輻射污染。有關專家預言:隨著世界科技的飛速發展,本世紀將是人類進入海洋能源開發利用的新時代。在2010年聚氨酯展上,拜耳材料科技負責人介紹,公司收購了美國EAP公司,結合該公司開發的“電子活性聚合物技術”與拜耳公司的TPU薄膜,正在進行海浪能技術開發,並希望最終可以將成熟的解決方案提供給能源公司使用。地熱能的利用同樣離不開聚合物技術的應用。中國河南省地礦局第二水文隊將全塑料PVC-U管應用於層地熱能及地下水資源開發工程中,在鄭州成功組織實施了兩眼400米和437米淺層地熱能開發管井示範工程。核能也是備受關注且近年來高速發展的新能源之一。儘管日本大地震引發的核洩漏使得全球開始再次認真審視核能源與核洩露安全問題。然而,核能以其極高的能效、極小的占地面積,已經成為不同國家近年來發展的重點。確實,核電廠對人員安全和設備安全都有很高的要求。僅以電纜為例,應用於核電廠的電纜必須符合嚴格的法規標準。這些標準包括耐輻射性、耐化學性、極限溫度下的耐溫性、安裝中和安裝後好的機械強度以及阻燃性。據普立萬公司介紹,其開發的ECCOHTM RP成為世界上唯一一家可提供全套專門為滿足這些要求而開發的低煙無鹵材料的供應商,已廣泛應用於電廠,包括電纜(從低電壓到高電壓)、操縱裝置、擴音裝置、數據與電訊傳輸、儀表裝置與傳感器、控制室和火災警報器等。新能源交通:輕量化提升電池壽命與續航里程相比於統燃油,電池提供動力的汽車也稱為新能源汽車。Drive Green最新發佈的報告顯示,未來十年,混合動力電動汽車(HEV)和純電池(BEVs)電動車全球銷售量預計將達到520萬輛,這個數字將占球乘用車整體銷量(7090萬)的7.3%。除此之外,J.D.Power最新報告顯示,2010年全球HEV/BEV達到了95.45萬輛。面對新能源汽車的最大挑戰——電池壽命與持續里程,利用塑料以實現優異的輕量化,使領先的塑料供應商成為最重要的解決方案提供者。中國“十二五”可再生能源技術發展的四大方向十二五期間,中國可再生能源技術有以下四大發展方向:太陽能:低成本和新型薄膜太陽能關鍵技術;百兆瓦級大型開網光伏電站關鍵技術;大型太陽能光熱電站關鍵技術風能:陸上風電場及關鍵技術;近海風電技術。生物質能:生物質液體燃料製備關鍵技術。此外,還將大力發展海洋能發電技術,地熱能低溫利用和中高溫發電技術等。泰科納參與研發的Rinspeed全電動概念車,廣泛地使用大量的聚合物材料以實現汽車減重。同時,泰科納的長玻纖增強熱塑性塑料被用於池支架,因為該支架接近發動機,而該材料能耐受相當高的溫度。帝人集團近期公佈了一款全新的超輕全電動概念車PU_PA EV,使用的材料包括碳纖維複合材料、PC樹脂以及生物基聚酯。其重量僅437kg,比傳統電動車的一半還輕,帝人希望這一汽車可以在5-10年內實現商業化。去年8月,大連麗昌新材料有限公司在北京隆重推出最新開發的節能環保產品新一代矽碳儲能新材料——多孔納米矽碳複合材料。該材料可應用於力電池,可以使電池儲存電量變為傳統電池的3倍,被視為動力電池領域的重大技術突破。如今,整個社會都在追求低碳經濟以及可持續發展的新的生產、生活方式,不同的新能源解決方案讓我們的生活更舒適、更便利、更健康。聚合物在新能源領域的廣泛應用,將為塑料工業帶來廣闊的發展新機遇。 為改善網站質素, 我們希望閣下可以填寫一份簡短的問卷調查, 以作為我們改善網站的參考資料, 多謝幫忙。請按此 聯絡編輯有關文章內容 分享至 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