稀土在能源環(huán)保中的應(yīng)用

黃 容

（四川礦產(chǎn)機(jī)電技師學(xué)院 四川成都 611230）

1 稀土材料在能源開發(fā)上的應(yīng)用

從氫能源角度出發(fā)，稀土儲氫材料在氫能源開發(fā)及應(yīng)用上有重要的應(yīng)用意義。如稀土材料可用作制造氫能源儲存器，氫氣儲存方式主要包括以下幾種，一是將其壓縮后存儲在高壓容器中；二是液化后存儲在絕熱容器中；三是將其與某些金屬或者合金化合處理后進(jìn)行儲存。后一種存儲方式主要利用儲氫材料來吸收氫氣，儲存效果較好。一般情況下，1m3的鑭鎳合金能儲存88kg氫氣，并且儲存過程安全簡便，不影響氫氣性能，在儲氫方面有廣泛應(yīng)用。另外，在提純及回收氫氣上，稀土儲氫材料能通過吸收與釋放青年氫能源來提純及回收氫氣，有利于氫能源利用率的提高。

2 稀土與光學(xué)材料

在對稀土材料作用進(jìn)行研究時，發(fā)現(xiàn)其在節(jié)能光學(xué)材料中同樣有一定應(yīng)用價(jià)值。在發(fā)光材料中，只要包括稀土元素便可稱作稀土發(fā)光材料，在信息顯示、光電器件和照明光源等方面提供了材料條件。如稀土熒光燈中的三種顏色熒光粉便將稀土元素用作主要成分，其中氧化釔可在Eu3+激活下發(fā)射紅光，硼酸鎂和硅磷酸鹽等物質(zhì)可在鈰鋱作用下發(fā)射綠光，而鹵酸鹽等能發(fā)射藍(lán)光。稀土熒光燈相較于普通白熾燈，節(jié)電率高達(dá)80%，并且具備高顯色、高照度和結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，在人們生活上有重要應(yīng)用意義[1]。另外，無燈絲燈泡同樣體現(xiàn)了稀土材料在節(jié)能環(huán)保中的作用。冷陰極螺旋燈屬于無燈絲燈泡的一種，主要運(yùn)用了電子技術(shù)、稀土技術(shù)和納米技術(shù)等，使得燈泡使用壽命較長，是一種同時體現(xiàn)綠色環(huán)保和高新節(jié)能的的新型光源。這類燈泡耗電量約是白熾燈的1/6，同時具有抗沖擊性能好、啟動快等優(yōu)勢。同時，稀土材料還可用在夜光器具制作上。通常將在普通燈光或太眼光照射下，或者在黑暗環(huán)境中具備發(fā)光性能的物體稱作發(fā)光材料，其發(fā)光強(qiáng)度和持續(xù)時間長短主要由材料性能決定。如稀土長余輝熒光體便是基于鋁酸鹽熒光體上，增加Dy2+和Eu2+制作成的熒光體，能將太陽光照射時的能量儲存起來，之后以光能形式釋放出來，可用作廣告牌和安全標(biāo)志等，有著較強(qiáng)的應(yīng)用潛力。

3 稀土在節(jié)能環(huán)保上的作用

稀土永磁材料在節(jié)能環(huán)保方面有一定應(yīng)用價(jià)值，目前存在的商品NdFeB材料具有磁性能積及矯頑力較好的優(yōu)勢，為永磁材料的運(yùn)用帶來了新的機(jī)遇，其在節(jié)能環(huán)保中的作用主要體現(xiàn)在以下方面。首先，稀土電機(jī)。利用NdFeB永磁材料制作的電機(jī)不包含鐵心和激磁線圈，電機(jī)內(nèi)磁體體積所占空間相對較小，不會產(chǎn)生激磁損耗，可提升電機(jī)效率。并且在相同體積和重量情況下，電機(jī)整體輸出功率提高效果顯著，而相同輸出功率下，電機(jī)體積可減少至30%以上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性[2]。稀土永磁電機(jī)每年產(chǎn)量較多，在自動化設(shè)備、汽車和家用電器上有廣泛應(yīng)用，尤其在汽車工業(yè)中應(yīng)用效果顯著。其次，磁懸浮列車中稀土材料的運(yùn)用。稀土磁懸浮列車子運(yùn)行原理為：在鐵路軌道兩側(cè)分別安裝硅鋼片，之后在鋁制車廂底部放置磁體。利用磁體和硅鋼片間產(chǎn)生的強(qiáng)大磁力可支撐車身懸浮。磁懸浮列車行駛過程中幾乎沒有產(chǎn)生摩擦力，時速較高，能起到節(jié)約能源的作用，并且磁懸浮列車具有維修簡便、可靠性大和成本低的優(yōu)勢，是稀土材料在能源環(huán)保中應(yīng)用的重要體現(xiàn)。

最后，稀土在磁制冷材料中的運(yùn)用。磁性材料在磁場作用下將發(fā)生磁熱效應(yīng)，而磁性制冷材料主要應(yīng)用在磁冷系統(tǒng)中的一種物質(zhì)，是制冷機(jī)的重要組成部分，通常被稱為制冷工質(zhì)。磁制冷可提供用來制冷的磁體和磁場，使得磁矩按照磁力方向排列，之后撤去磁場，磁矩方向?qū)⒆兊没靵y，這時磁體將吸收周圍熱量，在熱交換作用下降低周圍環(huán)境溫度，從而達(dá)到制冷效果。

結(jié)語

稀土在能源環(huán)保上有重要作用，主要體現(xiàn)在作為儲氫材料和節(jié)能光學(xué)材料等，有利于我國能源的可持續(xù)發(fā)展。除了上述用途和性能外，稀土在其余未知領(lǐng)域同樣有著應(yīng)用價(jià)值，需要研究者去探究和開發(fā)，因此認(rèn)為稀土是21世紀(jì)的材料寶庫。我國稀土資源較豐富，為其應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件，有利于能源利用率的提高和環(huán)境保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉小芳,趙文怡.稀土催化材料或?qū)迎h(huán)保及能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展[J].稀土信息,2016(06):30-31.

[2]許慶慶.我國稀土產(chǎn)業(yè)的資源環(huán)境政策仿真[D].中國地質(zhì)大學(xué)(北京),2016.