丁Wenjiangアカデミー会員:軽い水素のマグネシウムの革新的な耕作

September 16, 2022

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マグネシウムは世界の最も軽く有用な金属材料で、防衛産業、大気および宇宙空間、交通機関および他の分野の重要な役割を担う。同時に、マグネシウムはまたエネルギー、薬および農業で革新的な適用で重要な利点と、利用できる最も高い水素の貯蔵密度の金属材料である。

 

丁Wenjiang、工学の中国アカデミーのアカデミー会員によって導かれる国民大学黄Danian式教師のチーム「軽い水素のマグネシウム」の調査チームはマグネシウムに私の国の「大きい国」の新しい世代の重要な武器をするマグネシウムの合金の低い強さ、熱許容および短い寿命の3つの主要なネックを克服した。「開発計画のかけがえのない役割を担った。丁Wenjiangのチームはまたマグネシウム ベースの水素の貯蔵材料の低価格のバッチ準備の技術を征服し、世界の一流ソリッド ステート水素のストレージ技術を開発し、そして室温および圧力で液体水素のそれと同等の水素の貯蔵密度を達成し水素エネルギーの高エネルギー密度および高い安全を両方作る;可能にしてマグネシウム材料は薬および農業の分野で「水素薬」をはじめて作ることを、マグネシウムの水素材料は広い適用見通しがある。丁Wenjiangのチームの研究結果は世界に中国のマグネシウムを持って来、世界の最前線に来た。

 

最近、共同でのための中国連合の先端材料の社会によって科学技術、企業および情報技術のフーナンの科学技術連合、フーナンの地方局、科学技術のフーナンの地方局、および長沙の地方自治体の人々の政府組織されるのための第24中国連合で科学技術の年次総会。特別なイベント- 「新しい材料工業の革新そして開発の国際的なフォーラム」は、丁Wenjiang、工学の中国アカデミーのアカデミー会員 アカデミー会員、「軽い水素が付いているマグネシウムの革新的な耕作」と資格を与えられた基調演説を「私調査しているずっと38年間マグネシウムを作った。この38年の間に私は主に2つの事をする:1つはマグネシウムのライト級選手を調査することであり他は1のマグネシウム原子が」。2つの水素原子を運ぶことができるので水素科学のマグネシウムを調査することである

 

「軽量のマグネシウム」

 

丁Wenjiangに従って、私の国のマグネシウムの予備は非常に豊富であり、世界の合計の約90%を占める。マグネシウムに複数の利点がある:最初に、それは非常に軽い、密度はアルミニウムの1/3だけおよび鋼鉄の1/4である;二番目に、マグネシウムに高い弱まる係数があり、衝撃吸収性の性能は非常によい;三番目に、それによいbiocompatibilityがある、マグネシウムの合金の密度は通常1.8-2.1g/cm3の自然な骨密度に類似している、よいバイオメカニカル両立性がある1.74-2.0g/cm3;4番目に、それはより環境に優しく、マグネシウムの合金は性能を減らさないで単にリサイクルすることができる。機械特性および新しい材料の製造で消費されるエネルギーの4%のための再生および溶ける唯一の記述の間に消費されるエネルギー。

 

「従って、マグネシウムは大気および宇宙空間、交通機関、電子情報、エネルギー力、生物医学および他の分野の重要な材料である。軍の口では、マグネシウムは軍装置または武器の製造業のために主に使用される。マグネシウムは高温でライトを出すので、また爆竹か火炎信号に使用することができる;Minkouでは、マグネシウムは自動車、IT製品および医療補助で」広く利用された非鉄金属の1つである。高速鉄道が既に私の国の名刺であるが丁Wenjiangは更に、「、高速鉄道で使用される材料がまだ更に開発され、革新する必要がある高速鉄道導入した。高速鉄道の多くの部分は軽量のマグネシウムから成っていることができる当然、安定性および耐食性はまた考慮されなければならない。これは元のレベル1000億である。韓国のマグネシウムの企業の技術の研究会の予測に従って、全体的なマグネシウムの金属市場は7.1%毎年増加し、2026年に620,000,000のドルのスケールに達する。

 

「最近、国防のマグネシウムの適用拡張はまた特に強い。ずっと当ることができる装置および武器を作成したいと思えばより速い、および長い生命を、軽量材料のための条件非常に高い過す飛ばすことは。例えば、航空機のためのスペース極超音速の近くで、翼フレームのマグネシウムの使用は100つのkgの広範囲の重量の軽減を達成でき範囲は1400キロメートルより大きい8%増加する、;例えば、ワシの殴打の極超音速の対艦ミサイルはまた、小屋マグネシウムを使用する世界にそれを」しよう最初にあるマグネシウムを使用し始めた。一般市民分野に、焦点が頑丈なトラックの車輪に最近あってしまったと丁Wenjiangは言った。アルミニウム車輪を取り替えればのにマグネシウムの車輪が使用されていればエネルギーは少なくとも10%に達することができる;またまたライト級選手のために非常に重要の燃料車エンジン ブロックがある、;そしてマグネシウムの合金の新しいエネルギー車で更に考慮することができる自動車シャーシの部品。1つのために、重量は52%統合されたダイ カスト後減らすことができた。

 

マグネシウムの合金材料の産業適用は金属材料の分野の近年研究のホットスポットになってしまった。新しいエネルギー車の活発な昇進そして使用によって、高速鉄道の構造、大気および宇宙空間の加速された進歩、および5Gネットワークの急速な開発は、マグネシウムの合金数年以内にある。研究開発および適用は絶好の機会および市場見通しで案内する。将来、上限の超高性能のマグネシウムの合金材料の研究開発および高性能および低価格のマグネシウムの合金の複雑な部品の精密機械化の機能の改善はそれにより軽量装置の開発、および国民の主要なプロジェクトのためのマグネシウムの合金材料の開発を後押しする重要な開発の方向、である。局在化率はまた100%に近づく。

 

「水素科学のマグネシウム」

 

 

丁Wenjiangはマグネシウムに水素エネルギーの分野で3つの主要な適用があるというをレポートで指摘した。

 

「1つはマグネシウム材料および新しいエネルギー車のライト級選手である。マグネシウムの比重は非常に軽い、プラスチックに類似している1.74だけ。1個のマグネシウム原子は水素との関係の凝固できる水素水素は特定の条件下で治すことができる2つの水素原子を運び。それはまた特定の条件下で出て来ることができる。さらに、触媒作用を及ぼされた水が解放された後、水の水素はまた取ることができる。このように、水素の収蔵可能量は非常にかなりである。マグネシウム材料はアルミニウムより重量のライターである。構造部品、マグネシウムの合金の構造部品は30%の重量の軽減の効果を達成できる。さらに、強さ、耐用年数および他のパフォーマンス インジケータはアルミ合金に劣っていない」。丁Wenjiangのチームは準備プロセスの革新を通して制御可能達成した。会社の水素の脱着の技術は、「水素をマグネシウムを出入りしてさせて非常に」便利に、また異なった適用シナリオのために一連の工業生産装置を準備した。

 

「第2はマグネシウム材料の統合および水素の浄化、貯蔵および交通機関である。マグネシウムのソリッド ステート水素の貯蔵のために、水素の非常にきれいである解放された水素の純度は99.999%に達することができる。従って、それは浄化、貯蔵および交通機関の統合と呼ばれる。、水素を一方では要されて、マグネシウムの浄化の統合された費用運ぶために、現在の競技場のトレーラーによって比較されて貯蔵および交通機関は約40%減らすことができ貯蔵および交通機関の間隔によって影響されないし、マグネシウム ベースのソリッド ステート水素の貯蔵で固有の利点がある。マグネシウム水素のソリッド ステート水素の貯蔵タンクは大きいトラックに直接置くことができる。15~20のそのようなプロダクトは大きいトラックに置かれ、単一車は水素の1.2トンに荷を積むことができ正常な温度で運ばれ、それが正常な温度および圧力に車、列車、容器、または安全な交通機関であるかどうか危険のない圧力、実現することができる。このプロダクトの適用シナリオの現在の予備の仮定は直接貯えることのための2台の容器車を下に置くそれであり、水素の2.4トンを運ぶことは水素の給油と同等である。12年間の研究開発後で、丁Wenjiangのチームはバッチで低料金で作り出すことができる出力は国際的に導いている30トンの大規模な生産技術を形作り。「英本国、日本および一部の高度の西欧諸国はある実験をしたいと思い私達に」命令することを完全に来る。丁Wenjiangは言った。

 

「三番目はマグネシウムの材料および水素エネルギーのパワー系統である。通常、無人機の自制の時は30分を超過しない。無人機のための高エネルギーの、高密度マグネシウムの水素化合物の燃料電池システムを使用して無人機を空気で飛ばせることができる。1時間あたりの55キロメートルの平均の10時間、飛び続ければ連続的な範囲は500キロメートルに達することができる。都市、森林火災の防止および高圧電力線の無人機の安全を実現しなさい。
範囲の点検」。

 

さらに、丁Wenjiangはまたずっとチームが近年配置している新しいエネルギー車のための水素の燃料電池の関連の研究を述べた:「膜の電極は、両極版、これら二つ中心の部品である。私達はマグネシウムの合金を開発した。両極版は3か月間フッ化水素酸で問題なく浸すことができる耐食性は非常に強く、比重は非常に軽い、従ってある大きい適用潜在性が」。

 

「Biomagnesium合金」

 

マグネシウムは他の一般的な生体材料によって必要な二次外科、二次伝染および追加費用を避ける人体でdegradableである。同時に心血管のそれのためのステント材料が効果的に病気にかかった血管、管のrestenosisおよびintimal増殖の否定的な改造を減らすことができるように。丁Wenjiangは言った:「マグネシウムの合金は生物的材料として使用することができる。重要性の点では、人体の次に大切な鉱物はマグネシウムである。マグネシウムは細胞の重要なエネルギー伝送機能に責任があり、適切な量を調整するために細胞膜を助ける。カルシウムのための必要性は生理学機能の標準化を促進する。多くの医学の病気はマグネシウムの不足と直接関連している。マグネシウムは人体に非常に有利の要素である。日本に、米国およびヨーロッパに今マグネシウムの補足がある。「現在、生物的マグネシウムの合金は心血管の足場のような骨修理インプラントそしてティッシュ工学足場の準備で主に使用される。

 

「心血管のステントに関して、現在臨床的に使用された医学の金属材料は主にステンレス鋼、コバルト ベースの合金の、およびチタニウムの合金を含んでいる。そのようなステントは人体に永久に残り、低下することができ反拒絶の薬剤を長い間取るように患者が要求する。さらに、非常に危険の第2操作を要求するステントで再ブロック化することは容易である。マグネシウム材料が使用され、制御された低下が遂行されれば、この問題はよく解決することができる」。
骨の固定材料としてマグネシウムの合金について話して、丁Wenjiangは言った:「現在、骨の版で広く利用された生物医学的な材料および骨の釘は主にチタニウムの、チタニウムの合金、ステンレス鋼、等であるが、すべて一定の制限がある。人体に植え付けられることの後で、人間の骨材料の弾性率が一致しないので、人間の骨の力は妨げられる。さらに、これらの材料は人体でdegradableではない。患者の骨は育ち、直るとき、第2操作によって取除かれる必要がある。Wenjiangが更に、「マグネシウムの合金の骨の固定材料導入した丁は効果的に圧力の遮蔽効果を避けることができる人間の骨の機械特性とより互換性がある。人間の骨が基本的に直された後、マグネシウムの合金は人体を通して渡される無毒で、無害で小さい分子に低下する。循環系は患者の第2操作の鋼鉄釘そして鋼板を取除くことの苦痛を避ける、排出されまた作業費を」。救うボディから

 

丁Wenjiangは更に述べた、「例えば、断絶された手のreplantationの間に、神経ワイヤーは必要である。チタニウム ワイヤーが使用されれば、人体の腐食によって低下させることができないので神経に永久に残る。神経ワイヤーが育つときマグネシウム ワイヤーは低下によって、マグネシウム ワイヤー」消えることができる。

 

最後に、彼は有効な科学研究が革新し、科学技術プロトタイプを作れるされなければならないことを強調した。「どちらの独創性効果が、ないが模造およびコピーするただ、これは材料の私達が物質科学および工学で従事するとき人間、物質的なおよび財源を無駄にする非効果的な科学研究」、丁Wenjiang言った、「、私達最もよい使用をしなければならないであり形成プロセスは適用範囲が広くなければならない。のため」。材料に、材料なる材料、使いやすい」用具に材料および用具でよい16特性の方針はの「新しい材料、物質科学の研究の丁Wenjiangのチームが、「先行させている研究開発の概念常にであり、材料工学は分かれるために結合することができない私達は材料および技術を結合しなければならない。特に工学の分野で、私達は国の必要性および人々の暮しの開発にもっと注意を払うべきで密接に生産性の開発を用いる学術の研究を統合し、そしてより大きい開発スペースを追求する。40年間の革新的な耕作後で、magnesiumに防衛の大きい潜在性があり、将来軍の企業、交通機関、生物医学、エネルギー環境、緑の農業および未知の分野は、私達が」様子を見ことを可能にする。丁Wenjiangは希望の完全である。