美國能源部花費700萬美元資助煤基3D打印材料研究
時間：2021-10-12 08:21 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：隨著氣候問題越來越嚴重，3D打印行業(yè)和許多其他行業(yè)一樣，不斷地推出可持續(xù)發(fā)展計劃，減少碳足跡和合成聚合物的使用。
美國能源部 (DOE) 化石能源和碳管理辦公室(FECM)于2021年10月5日發(fā)布資助公告，以近700萬美元（約4506萬人民幣）的資金支持七個專注于開發(fā)煤基增材制造材料和煤衍生石墨材料的研發(fā)。這表明了美國試圖通過更好地利用煤廢料產(chǎn)品加速到2035年達到100%可再生綠色能源的目標。
△來自礦山的煤炭以及尾礦和粉煤灰之類的煤廢物都是3D打印應(yīng)用可接受的原料
在國家能源技術(shù)實驗室 (NETL) 碳礦石加工計劃的監(jiān)督下，這七個可持續(xù)發(fā)展項目旨在研究和開發(fā)新技術(shù)，更好地利用尾礦和灰燼等煤廢料產(chǎn)品。這些項目致力于開發(fā)3D打印新長絲或者用于電池和燃料電池等應(yīng)用的可持續(xù)石墨基材料。
△先進的煤炭加工價值鏈
入選的七個項目如下：
用于工業(yè)服務(wù)增材制造的煤炭增強型PEEK長絲生產(chǎn)—— Baker Hughes Energy Transition LLC
使用煤衍生石墨烯增強聚醚醚酮 (PEEK) 長絲，將使用PEEK和煤增強PEEK制造一套選定的零件，包括密封件、墊片、墊圈和支撐環(huán)，作為基準并比較整體性能。
通過廢料增強長絲對碳化結(jié)構(gòu)的增材制造進行熔融沉積建模——俄亥俄大學
開發(fā)可在FDM打印機中使用的碳化長絲，制造用于建筑/施工、工具和金屬鑄件行業(yè)的物品。煤基長絲具有環(huán)境、工業(yè)和3D打印優(yōu)勢，包括將煤廢料轉(zhuǎn)化為具有優(yōu)異性能和成本的FDM長絲。
用于高溫塑料和陶瓷復合材料增材制造的煤廢料增強長絲 ——SemplasticsEHC
開發(fā)和測試適用于使用兩種不同煤廢料的市售3D打印機長絲材料。項目將使用最佳長絲配方生產(chǎn)多個示范性產(chǎn)品。
煤衍生石墨烯顆粒粘合長絲的實驗室規(guī)模生產(chǎn)——特拉華大學
開發(fā)一種實驗室規(guī)模的制造工藝，制造用于FDM 3D打印的高碳含量長絲。項目將使用來自美國煤炭廢料的石墨烯顆粒作為原料。擬議的技術(shù)將鞏固美國在合成纖維研發(fā)和制造方面的領(lǐng)先地位。
利用碳供應(yīng)鏈廢物和副產(chǎn)品制造用于儲能應(yīng)用的石墨——俄亥俄大學
使用煤炭廢物和副產(chǎn)品作為生產(chǎn)電池級石墨材料的原料。項目將比較煤衍生石墨與市售電池級石墨的物理特性。潛在影響包括減少美國對外國電池級石墨來源的依賴，同時在阿巴拉契亞地區(qū)經(jīng)濟蕭條的社區(qū)創(chuàng)造普遍的有薪工作。
從煤廢料中合成的模壓石墨產(chǎn)品——TouchstoneResearch Laboratory
使用弗吉尼亞理工大學開發(fā)的疏水-親水分離工藝，減少煤炭中的礦藏。研究和開發(fā)將專注于將低、中、高階煤和由此產(chǎn)生的廢煤流凈化到足夠的水平，使其適用于高價值合成石墨工藝的原料。
煤炭和煤炭廢料的高級加工以生產(chǎn)用于快速充電鋰離子電池陽極的石墨——北達科他大學能源與環(huán)境研究中心
驗證一種從北達科他州褐煤和褐煤廢料制造高級石墨的方法，制造和測試由生產(chǎn)的石墨制成的可快速充電鋰電池陽極原型。項目預期的影響包括通過滿足不斷增長的鋰電池市場需求，為北達科他州的煤炭和發(fā)電廠社區(qū)提供經(jīng)濟增長。
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