日前，美國能源部宣布向一個新的高級研究項目——能源(ARPA-E) 項目——耐超高溫材料提高渦輪效率(ULTIMATE)提供2800萬美元的資助。該項目將開發(fā)和驗證能在燃氣渦輪葉片的高溫和高應力環(huán)境下工作的超高溫材料。該項目將主要針對發(fā)電和航空工業(yè)中的燃氣輪機應用。
“燃氣輪機是一種主要的發(fā)電設備，在過去的幾年里，它為清潔發(fā)電做出了巨大貢獻，”能源部副部長馬克·W· 梅內塞斯說。“在ULTIMATE項目下開發(fā)新的創(chuàng)新技術，將使我們能夠在從發(fā)電到運輸和航空的多個電力行業(yè)更好地利用燃氣輪機，從而提高所有這些行業(yè)的效率。”
燃氣輪機有多種用途， 從航空發(fā)動機到工業(yè)發(fā)電。據估計，天然氣渦輪機目前產生了美國全國發(fā)電量的35%。提高渦輪機效率將創(chuàng)造機會， 產生更多的能源節(jié)約、更低的碳排放，并使這些部門以及其他部門的經濟受益。
ARPA-E主管萊恩·赫納托夫斯基指出， 新型超高溫合金與涂層和先進制造技術相結合的發(fā)展將有助于提高發(fā)電和航空工業(yè)的效率，而讓渦輪在更高的溫度下運行更長的持續(xù)時間，將大大減少許多關鍵發(fā)電應用中的能源浪費和碳排放。”ULTIMATE項目將通過提高在最苛刻環(huán)境中使用的材料的耐溫能力來提高燃氣輪機的效率，例如渦輪葉片。通過漸進的微觀結構和化學精煉，當前最先進的葉片材料的耐溫能力在過去幾十年中穩(wěn)步提高到1100℃。然而，現在是一個發(fā)現、開發(fā)和實施具有更高耐溫能力新材料的機會，以進一步提高效率和經濟收益。ULTMATE項目將通過開發(fā)與先進制造工藝相結合的新型超高溫金屬合金和涂層來滿足這一需求。ULTIMATE項目的目標是在材料測試環(huán)境中，使燃氣輪機葉片能夠在1300℃下連續(xù)運行，或者在涂層情況下，渦輪進口溫度達到1800℃或更高。
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