美国轻质高强度碳纳米管增强风电叶片的研制

来源:风力发电机_广州太和风力发电设备有限公司 发布时间:2019-01-08 点击次数:

美国科学家首次研制出碳纳米管增强聚氨酯风电叶片,与传统材料相比,该材料重量轻、强度高、耐久性好。
    
     据美国物理学家组织网8月31日(北京时间)报道,碳纳米管增强聚氨酯风电叶片在美国首次制造,与传统材料相比,该材料具有重量轻、强度高、耐久性好等优点。有望成为制造下一代风力涡轮叶片的理想材料。
    
     为了进一步扩大风力发电的规模,更有效地利用风力资源,许多工程师和科学家正致力于生产更好的风力涡轮机叶片,以提高风力涡轮机的效率。据说,只要增加叶片面积,就能捕获更多的风能,但这并不那么简单。如果叶片太重,需要更多的风来推动转子旋转,这意味着更多的风被浪费在螺旋桨上,而不是发电。因此,更轻、更大、更强、耐用的叶片是最佳选择。
    
     为此,凯斯西储大学高分子科学与工程系博士后马希尔·洛斯和他的合作者已经制造出碳纳米管增强聚氨酯风叶。
    
     力学性能测试表明,碳纳米管增强聚氨酯材料优于目前风力涡轮叶片制造中使用的树脂材料,研究人员通过对比发现,新材料的单位体积重量比碳纤维和铝轻,而拉伸强度高。新材料是碳纤维的5倍,铝的60倍。
    
     在疲劳试验中,增强聚氨酯复合材料叶片的寿命是玻璃纤维增强环氧树脂的8倍,同时其断裂韧性也优于玻璃纤维增强环氧树脂。
    
     此外,碳纳米管增强聚氨酯(CNT增强聚氨酯)也已成功地与其他风机叶片制造常用材料玻璃纤维增强乙烯基酯树脂进行了比较测试。
    
     研究人员说,该项目仍处于测试阶段,并且运行正常。下一步,他们的团队将进一步测试碳纳米管在复合材料中的分散性,以获得最佳性能。碳纳米管增强聚氨酯风叶将首先在400瓦风力发电机上进行测试。
    
     凯斯西部储备大学教授伊卡·马纳斯·兹洛佐威尔说,这种复合材料有望成为下一代风力涡轮叶片的理想材料,并为整个风力发电行业带来新的机遇。
    
    
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