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我国先进陶瓷材料研究获重大突破首条透明蜂窝全自动化中试生产线在沪建成

2020-03-03 00:24:29

我国在先进陶瓷材料研究领域又获重大进展,由中科院上海硅酸盐研究所和中国科技大学共同承担完成的国家“九五”重点科技攻关项目——“高效太阳能利用透明蜂窝的研制、性能优化和应用研究”今天在沪通过了国家科技部组织的专家验收。

建筑能耗在我国总能源中所占比例很大,因此设法降低建筑能耗和减少由燃煤而导致的环境污染已成为急需解决的重大问题。由于窗户的隔热性能远远低于外墙,而新型节能窗户和任何高效太阳能热利用系统都离不开透明隔热材料,所以透明隔热材料(TIM)成为近十年来国际太阳能界最重视的研究内容之一。许多发达国家都承担了由国际能源署于20世纪90年代组织的“新型窗户材料”的研究。

透明蜂窝是指以玻璃或透明塑料为原料,采用特殊工艺制成的有大量小孔的多孔板,它对太阳辐射有相当高的透过率,并能完全抑制空气的自然对流和减弱辐射传热。因此,它有“热二极管”的作用——能透过太阳辐射,又具有优异的隔热性能。虽然国际太阳能界为寻求透明蜂窝的制备工艺及产业化已进行了长期的努力,但目前仍无理想的比较低成本大规模制备透明蜂窝的技术。

中科院上海硅酸盐所和中科大的科技人员经过两年的探索和多次反复试验,发展了具有自主知识产权和技术创新的薄壁大孔透明蜂窝的新制备工艺,并设计、制造了一条集机械、自动化控制、热学、气动电工电子、精密加工等技术于一体的透明蜂窝全自动化中试生产线,完成了向产业化的过渡并具备了年产3000-5000平方米以上的能力。

据悉,其中具有许多技术创新:课题组对透明蜂窝的光学性能和热损系数进行了理论分析,建立了与实践相吻合的理论计算模型。研制了国内第一台测定大尺寸TIM材料的光学性能测试装置,为大尺寸透明蜂窝材料的研究提供了有力的手段。建立了检测TIM光学和热学综合性能的大型热箱系统。这些设施将为TIM的推广应用起指导作用。数台应用实验装置的建立和试验,为透明蜂窝材料的推广和普及将起有益的作用。

专家们认为,本课题整体水平已达到国际先进水平。在制备工艺上进行了创新,无需粘结剂,可制作大尺寸透明蜂窝板,使产品光学性能超过了国际先进的以色利AREL产品和德国OKALUX产品,容重仅为AREL产品的1/3,目前国际上尚无同类制造透明蜂窝的设备。就制造技术及产品性能而言,透明蜂窝全自动中试生产线已达到国际领先水平。

由于这项技术应用前景极广,有关专家呼吁应加大研究和推广力度。