基于稀土在能源環(huán)保中的應(yīng)用分析

鄭和松

摘 要：能源是人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步過程中不可缺少的重要因素，但社會(huì)在不斷發(fā)展的過程中消耗了十分巨大的能源，同時(shí)利用能源過程中釋放的物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成了非常大的破壞，為了更長遠(yuǎn)的發(fā)展和生存，目前全社會(huì)都都對(duì)使用清潔能源從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排非常重視。稀土是多種稀有元素的集合體，近年通過對(duì)稀土元素在光學(xué)材料、儲(chǔ)氫材料中的不斷應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)其在節(jié)能減排方面有著非常大的優(yōu)勢，這就為保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供了更多手段。

關(guān)鍵詞：稀土;能源環(huán)保;應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展過程中使用了大量的能源，同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了非常大的破壞，為了可持續(xù)的發(fā)展，保護(hù)環(huán)境和開發(fā)能源成為了當(dāng)前十分緊要的話題。稀土作為一種稀有元素的結(jié)合物，經(jīng)過科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其在保護(hù)環(huán)境和提供能源方面有非常重要的作用，因此對(duì)其進(jìn)行分析，加深對(duì)稀土的應(yīng)用非常重要。本位簡要介紹了稀土在能源環(huán)保中的應(yīng)用，希望能為保護(hù)環(huán)境以及緩解能源緊缺做點(diǎn)貢獻(xiàn)。

一、稀土儲(chǔ)氫與氫能源的利用

1.制造氫氣儲(chǔ)存器

目前共有三種儲(chǔ)存氫氣的方式，第一是對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮，然后使用高壓容器存儲(chǔ)，第二種是對(duì)氫氣進(jìn)行液化處理，然后使用絕熱容器存儲(chǔ)，第三種是將氫氣和某些金屬制成氫化合物，然后以固體的形式妥善存儲(chǔ)。第三中存儲(chǔ)方式利用了某些物質(zhì)的吸氫性質(zhì)，氫氣在其中就像水在海綿中一樣，利用這種方式儲(chǔ)存氫氣對(duì)提升氫氣的利用率有很幫助。稀土中的鑭鎳合金就有著非常優(yōu)秀的儲(chǔ)氫能力，1m3的鑭鎳合大約能夠儲(chǔ)存88kg氫氣，并且這種合金的制造方式比較簡單、性質(zhì)穩(wěn)定，當(dāng)取出請(qǐng)氣質(zhì)之后也不會(huì)改變性質(zhì)，是非常優(yōu)秀的一種儲(chǔ)氫材料。

2.回收氫氣

利用稀土中稀有元素制成的合金有著非常優(yōu)秀的儲(chǔ)氫能力，并且吸收和釋放氫氣的過程中有著提純氫氣的作用，氫氣在儲(chǔ)氫材料中經(jīng)過一次循環(huán)就可以將純度提升近一倍。

3.制造鎳氫電池

稀土中的鑭鎳合金還可以用來作電池的陰極，從而形成鎳氫電池。鎳氫電池在充電的時(shí)候會(huì)釋放氫，氫會(huì)被電池吸收形成鑭鎳合金的氫化物，當(dāng)電池放電時(shí)內(nèi)部的氫會(huì)經(jīng)過氧化而形成水。鑭鎳合金不僅是非常優(yōu)秀的儲(chǔ)氫材料，將其作為電極還有著易活化、充電波動(dòng)小和毒性小的有點(diǎn)，同時(shí)和鎳鎘電池相比，鎳氫電池的容量更大且使用壽命更長，是非常優(yōu)秀的環(huán)保電池。

二、稀土與節(jié)能型材料

無論什么樣的發(fā)光材料，只要制作時(shí)加入了稀土院，那么就為稀土發(fā)光材料。這些材料在信息顯示、照明、光電器件等領(lǐng)域是非常重要支撐材料，并且有以下幾種節(jié)能的作用。

1.稀土三基色熒光燈

紅、綠、藍(lán)是熒光燈的三基色，制作這三基色的熒光粉都會(huì)使用到稀土元素，其中波長610納米的紅光是利用Eu3+激活氧化釔來實(shí)現(xiàn)的，波長540納米的綠光是利用鋱或鈰激活鋁酸鹽、鈰鋱共激活硼酸鎂等方式來實(shí)現(xiàn)的，波長470納米的藍(lán)廣是利用Eu2+激活鹵酸鹽來實(shí)現(xiàn)的。利用稀土元素制成的三基色熒光燈都有很好的節(jié)能效用，有著超出普通白熾燈80%的節(jié)能率，而且亮度高、顯色度高、使用壽命長，是綜合性能十分優(yōu)秀的光源。

2.無燈絲燈泡

無燈絲燈泡中也使用了稀土元素，并且集成了電子技術(shù)、納米技術(shù)等多種科技，使得無燈絲燈泡成為一種節(jié)能環(huán)保、使用壽命長的優(yōu)秀光源。這種燈泡只有普通白熾燈1/6的能源消耗量，而且響應(yīng)時(shí)間特別短、不頻閃、有良好的抗沖擊性，即是連續(xù)開關(guān)也不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生危害。

3.夜光器具

如果某種材料經(jīng)過紫外光、太陽光的照射以及在黑暗中都能夠發(fā)光，那么這種材料就可以被稱為長余輝發(fā)光材料，材料的性能決定了發(fā)光的強(qiáng)度以及時(shí)間。利用稀土元素制成的長余輝發(fā)光材料將Eu2+和Dy2+制作成的余暉材料添加進(jìn)了氯酸鹽熒光體中，這種長余輝發(fā)光材料能夠吸收光的能量，吸收之后可以緩慢的將能量釋放出來，這個(gè)釋放的過程可以發(fā)出熒光，這種光在夜晚清晰可見，并且發(fā)光的時(shí)間可達(dá)12小時(shí)。這種長余輝發(fā)光材料可用在夜光表、應(yīng)急照明等處，這種材料制成的路標(biāo)、安全標(biāo)志等亮度高、發(fā)光時(shí)間長，因此得到非產(chǎn)廣泛的應(yīng)用。

三、稀土節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用

稀土元素的環(huán)保價(jià)值非常高，其中稀土土元素制成的環(huán)保價(jià)值較為優(yōu)秀，當(dāng)前用汝鐵硼制成的磁性材料有著比較優(yōu)秀的矯頑力，在推動(dòng)永磁才來的發(fā)展上有著重要作用，兵器在節(jié)能環(huán)保中有以下幾項(xiàng)用處。第一是稀土電機(jī)，使用如制作電機(jī)可以不使用鐵芯和激磁線圈，這樣磁體只需要在電機(jī)內(nèi)部占用非常小的空間，而且也沒有激磁損耗，對(duì)電機(jī)實(shí)際輸出效率有著明顯的提升作用。相同體積和重量的稀土電機(jī)和普通電機(jī)，稀土電機(jī)的輸出功明顯要超出普通電機(jī)很多，如果兩種電機(jī)的輸出功率相同，那么稀土電機(jī)將比普通電機(jī)的體積小30%左右，這對(duì)節(jié)約能源以及提升電機(jī)的設(shè)計(jì)效果有很好的幫助。目前稀土電機(jī)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，例如自動(dòng)化設(shè)備、汽車、家用電器等，特別是汽車制造業(yè)對(duì)稀土電機(jī)的應(yīng)用令其得到了十分良好的發(fā)展。第二是在磁懸浮列車上的應(yīng)用，在磁懸浮列中使用稀土材料的原理為，將硅鋼片安裝在軌道的兩側(cè)，然后昂磁體安置在鋁制車廂的底部，然后磁體和硅鋼片之家就會(huì)出現(xiàn)非常強(qiáng)的磁力從而實(shí)現(xiàn)車身的懸浮。懸浮使得列車在行駛過程中幾乎不和軌道出現(xiàn)摩擦，因此有著非常高的速度，節(jié)能環(huán)保的效果也特別明顯，并且磁懸浮列車的后期維護(hù)成本低，運(yùn)行時(shí)的可靠性也比較高，明顯體現(xiàn)出了稀土材料節(jié)能環(huán)保的作用。第三十磁制冷才來對(duì)稀土元素的運(yùn)用，在磁場的作用下磁性材料會(huì)出現(xiàn)磁熱效應(yīng)，而在磁冷系統(tǒng)中對(duì)磁性制冷材料有很好的應(yīng)用，對(duì)制冷機(jī)得知制來說非常重要，因此磁性制冷材也被稱為制冷工質(zhì)。實(shí)現(xiàn)磁性制冷利用的是制冷用的磁場，先讓磁矩在磁力的方向上進(jìn)行排列，然后再撤掉磁場，磁矩上的磁力的排列方向就會(huì)出現(xiàn)混亂，這樣磁體就會(huì)開始吸收熱量，進(jìn)而使周圍的溫度降低實(shí)現(xiàn)制冷。

四、結(jié)語

綜上所述，稀土是一種珍貴的稀有元素集合體，在提供能源和保護(hù)環(huán)境等方面都有非常好的作用，因此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入的研究和開發(fā)，進(jìn)一步提升其在節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用價(jià)值，從而為可持續(xù)發(fā)展提供支持。

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