Acadêmico Ding Wenjiang: Cultivo inovativo do magnésio claro do hidrogênio

September 16, 2022

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O magnésio é o material útil o mais claro do metal no mundo e joga um papel importante no setor da defesa, no espaço aéreo, no transporte e nos outros campos. Ao mesmo tempo, o magnésio é igualmente o material do metal com a densidade a mais alta do armazenamento do hidrogênio disponível, com vantagens significativas em aplicações inovativas na energia, na medicina e na agricultura.

 

Do magnésio claro do hidrogênio da equipe- do professor do Danian-estilo de Huang da universidade “a equipe de investigação nacional conduzida por Ding Wenjiang, um acadêmico” da academia de engenharia chinesa, superou os três gargalos principais da baixa força, da tolerância térmica e da vida curto de ligas do magnésio, fazendo a magnésio uma arma importante na nova geração do meu país “de países grandes.” “Jogou um papel insubstituível no plano de desenvolvimento. A equipe de Ding Wenjiang igualmente conquistou a tecnologia barata da preparação do grupo de materiais magnésio-baseados do armazenamento do hidrogênio, desenvolveu a tecnologia de armazenamento de circuito integrado principal do hidrogênio do mundo, e conseguiu uma densidade do armazenamento do hidrogênio equivalente àquela do hidrogênio líquido na temperatura ambiente e na pressão, fazendo a densidade alta-tensão da energia de hidrogênio e a segurança alta; tornando a possível para que os materiais do magnésio façam do “a medicina hidrogênio” pela primeira vez, os materiais do hidrogênio do magnésio têm perspectivas largas da aplicação no campos da medicina e da agricultura. Os resultados de pesquisa da equipe de Ding Wenjiang trouxeram o magnésio chinês ao mundo, e veio ao pelotão da frente do mundo.

 

Recentemente, na 24a associação de China para a ciência e reunião anual de tecnologia, organizada comummente pela sociedade dos materiais avançados da associação de China para a ciência e a tecnologia, a associação da ciência de Hunan e da tecnologia, o departamento provincial de Hunan da indústria e da tecnologia da informação, o departamento provincial de Hunan da ciência e da tecnologia, e o governo do pessoa municipal de Changsha. No evento especial - “o fórum internacional na inovação e no desenvolvimento da indústria nova dos materiais”, acadêmico Ding Wenjiang, acadêmico da academia de engenharia chinesa, fez um discurso de apresentação autorizado “cultivo inovativo do magnésio com hidrogênio claro”, “mim tem estudado o magnésio por 38 anos. Durante estes 38 anos eu faço principalmente duas coisas: um é estudar o peso leve do magnésio, e o outro é estudar o magnésio na ciência do hidrogênio porque um átomo do magnésio pode levar dois átomos de hidrogênio.”

 

“Magnésio de pouco peso”

 

De acordo com Ding Wenjiang, as reservas do magnésio do meu país são muito ricas, esclarecendo aproximadamente 90% do total do mundo. O magnésio tem diversas vantagens: primeiramente, é muito claro, sua densidade é somente 1/3 do alumínio e 1/4 do aço; em segundo, o magnésio tem um coeficiente de umedecimento alto, e o desempenho da absorção de choque é muito bom; em terceiro lugar, tem o bom biocompatibility, a densidade de ligas do magnésio é geralmente 1.74-2.0g/cm3, que é similar à densidade natural do osso de 1.8-2.1g/cm3, e tem a boa compatibilidade biomecânica; Em quarto, é mais a favor do meio ambiente, e as ligas do magnésio podem simplesmente ser recicladas sem reduzir seu desempenho. As propriedades mecânicas, e a energia consumida durante a regeneração e o derretimento esclarecem somente 4% da energia consumida na fabricação de materiais novos.

 

“Consequentemente, o magnésio é um material importante no espaço aéreo, no transporte, na informação eletrônica, no poder da energia, na biomedicina e nos outros campos. Na boca militar, o magnésio é usado principalmente para a fabricação militar do equipamento ou da arma. Porque o magnésio se emite a luz na alta temperatura, pode igualmente ser usado para foguetes ou alargamentos; em Minkou, o magnésio é um dos metais não-ferrosos amplamente utilizados nos automóveis, nos produtos da Tecnologia da Informação, e na ajuda médica.” Ding Wenjiang introduziu mais, “embora o trilho de alta velocidade fosse já um cartão em meu país, trilho que de alta velocidade os materiais usados no trilho de alta velocidade ainda precisam de ser desenvolvidos e inovado mais. Muitas partes no trilho de alta velocidade podem ser feitas do magnésio de pouco peso, naturalmente, suas estabilidade e resistência de corrosão devem igualmente ser consideradas. Este será uns 100 bilhão níveis do yuan. De acordo com a previsão da associação de pesquisa da tecnologia da indústria do magnésio de Coreia, o mercado de metal global do magnésio aumentará por 7,1% anualmente, e alcançará uma escala de 620 milhão dólares americanos em 2026.

 

“Recentemente, a expansão da aplicação do magnésio na defesa nacional é igualmente particularmente forte. Se você quer criar as armas e o equipamento que podem bater mais distante, voar mais rápido, e tem uma vida mais longa, as exigências para materiais de pouco peso é muito alto. Por exemplo, perto da velocidade hipersônico do espaço para aviões, o uso do magnésio no quadro da asa pode conseguir um perca de peso detalhado de 100 quilogramas, e a escala aumentará por 8%, que é maior de 1400 quilômetros; por exemplo, o míssil hipersônico do anti-navio de Eagle Strike, a cabine igualmente começou a usar o magnésio, que está a primeira vez no mundo para usar o magnésio nos deixou o fazer.” Ding Wenjiang disse que no campo civil, o foco tem estado recentemente nas rodas de caminhões resistentes. Se as rodas do magnésio são usadas para substituir as rodas de alumínio, a energia pode alcançar pelo menos 10%; há igualmente um bloco de motor do veículo do combustível, que seja igualmente muito importante para o peso leve; e componentes automotivos do chassi da liga do magnésio, que podem mais ser considerados em veículos novos da energia. Para um, o peso pode ser reduzido por 52% depois que integrado morre carcaça.

 

A aplicação industrial de materiais da liga do magnésio tem-se transformado um ponto quente da pesquisa no campo de materiais do metal nos últimos anos. Com a promoção e o uso vigorosos de veículos novos da energia, a construção do trilho de alta velocidade, a descoberta acelerada no espaço aéreo, e o desenvolvimento rápido 5G das redes, ligas do magnésio serão nos próximos anos. A investigação e desenvolvimento e a aplicação arrumador em maiores oportunidades e em perspectivas do mercado. No futuro, a investigação e desenvolvimento de materiais da liga do magnésio do ultra-alto-desempenho da parte alta e a melhoria das capacidades fazendo à máquina da precisão de peças complexas da liga de capacidade elevada e barata do magnésio serão sentidos importantes do desenvolvimento, impulsionando desse modo o desenvolvimento do equipamento de pouco peso, e o desenvolvimento de materiais da liga do magnésio para projetos principais nacionais. A taxa da localização igualmente aproximará 100%.

 

“Magnésio da ciência do hidrogênio”

 

 

Ding Wenjiang indicou no relatório que o magnésio tem três aplicações principais no campo da energia de hidrogênio.

 

“Um é o peso leve de materiais do magnésio e de veículos novos da energia. A gravidade específica do magnésio é muito clara, somente 1,74, que é similar ao plástico. Um átomo do magnésio pode levar dois átomos de hidrogênio, que podem solidificar o hidrogênio em um relacionamento com hidrogênio, e o hidrogênio pode ser curado sob certas condições. Pode igualmente sair sob certas condições. Além disso, depois que a água catalisada é liberada, o hidrogênio na água pode igualmente ser removido. Desta maneira, a capacidade de armazenamento do hidrogênio é muito considerável. Os materiais do magnésio são isqueiro no peso do que de alumínio. As peças estruturais, peças estruturais da liga do magnésio podem conseguir um efeito do perca de peso de 30%. Além, a força, a vida útil e outros indicadores de desempenho não são inferiores às ligas de alumínio.” A equipe de Ding Wenjiang conseguiu direto verificável a inovação do processo da preparação. A tecnologia da dessorção do hidrogênio da empresa, “fazendo o hidrogênio dentro e fora do magnésio muito conveniente”, igualmente preparou uma série de equipamento de produção industrial para encenações diferentes da aplicação.

 

“O segundo é a integração de materiais do magnésio e purificação do hidrogênio, armazenamento e transporte. Para o armazenamento de circuito integrado do hidrogênio do magnésio, a entrada do hidrogênio não pode estar muito limpa, mas a pureza do hidrogênio liberado pode alcançar 99,999%. Consequentemente, é chamado a integração da purificação, do armazenamento e do transporte. Custado por outro lado, comparado com os reboques atuais do estádio para transportar o hidrogênio, o custo integrado da purificação do magnésio, o armazenamento e o transporte podem ser reduzidos por aproximadamente 40%, e não é afetado pela distância do armazenamento e do transporte, e tem vantagens inerentes no armazenamento de circuito integrado magnésio-baseado do hidrogênio. os tanques de armazenamento de circuito integrado do hidrogênio do Magnésio-hidrogênio podem ser colocados diretamente no grande caminhão. 15~20 tais produtos são colocados no grande caminhão, e um único veículo pode carregar 1,2 toneladas de hidrogênio, e é transportado na temperatura normal e pressão, sem nenhum perigo se é um carro, um trem, um recipiente, ou um transporte seguro na temperatura e na pressão normais, pode-se realizar. A suposição preliminar atual da encenação da aplicação deste produto é aquela que coloca diretamente dois veículos do recipiente para armazenar e transportar 2,4 toneladas de hidrogênio é equivalente a um reabastecimento do hidrogênio. Após 12 anos de investigação e desenvolvimento, a equipe de Ding Wenjiang formou uma tecnologia de produção em grande escala de 30 toneladas, que podem ser produzidas nos grupos a um baixo custo, e a saída está conduzindo internacionalmente. “Grâ Bretanha, Japão e alguns países ocidentais avançados querem fazer algumas experiências, e vir-nos-á toda pedir.” Ding Wenjiang disse.

 

“O terço é sistema de energia de energia do material e de hidrogênio do magnésio. Geralmente, a época do autocontrole dos zangões não excederá meias horas. Usar-se alta-tensão, sistemas da célula combustível do hidruro do magnésio do alto densidade para zangões pode fazer zangões voar no ar. Continue a voar por 10 horas, com uma média de 55 quilômetros pela hora, e a escala contínua pode alcançar 500 quilômetros. Realize a segurança dos zangões nas cidades, na prevenção de incêndio florestal, e em linhas elétricas de alta tensão.
Inspeção do domínio. “

 

Além, Ding Wenjiang igualmente mencionou a pesquisa relacionada sobre células combustíveis do hidrogênio para os veículos novos da energia que a equipe tem distribuído nos últimos anos: “Um elétrodo da membrana, uma placa bipolar, estes dois é os componentes do núcleo. Nós desenvolvemos uma liga do magnésio. A placa bipolar pode ser embebida no ácido fluorídrico por três meses sem nenhum problema, a resistência de corrosão é muito forte, e a gravidade específica é muito clara, assim que tem o grande potencial da aplicação.”

 

De “liga Biomagnesium”

 

O magnésio é degradable no corpo humano, evitando a cirurgia secundária, a infecção secundária e o custo extra exigidos por outros matérias biológicos de uso geral. Ao mesmo tempo, como um material do stent para cardiovascular, ele pode eficazmente reduzir a remodelação negativa de vasos sanguíneos doentes, do restenosis vascular e da hiperplasia intimal. Ding Wenjiang disse: Do “as ligas magnésio podem ser usadas como materiais biológicos. Em termos da importância, o segundo - o mineral o mais importante no corpo humano é magnésio. O magnésio é responsável para funções de transmissão importantes da energia nas pilhas, e ajuda a membrana de pilha a regular a quantidade apropriada. A necessidade para o cálcio promove a normalização de funções fisiológicos. Muitas doenças médicas são relacionadas diretamente à deficiência do magnésio. O magnésio é um elemento que seja muito benéfico ao corpo humano. Japão, o Estados Unidos, e Europa têm agora suplementos ao magnésio. “Presentemente, as ligas biológicas do magnésio são usadas principalmente na preparação de implantes do reparo do osso e de andaimes da engenharia do tecido tais como andaimes cardiovasculares.

 

“No que diz respeito aos stents cardiovasculares, os materiais médicos atualmente clinicamente usados do metal incluem principalmente ligas de aço inoxidável, cobalto-baseadas, e ligas do titânio. Tais stents permanecerão permanentemente no corpo humano e não podem ser degradados, exigindo pacientes tomar por muito tempo drogas da anti-rejeção. Além disso, é fácil ao re-bloco no stent, exigindo uma segunda operação, que seja muito arriscada. Se os materiais do magnésio são usados e a degradação controlada está realizada, este problema pode bem ser resolvido.”
Falando de ligas do magnésio como materiais da fixação do osso, Ding Wenjiang disse: “Presentemente, os materiais biomedicáveis amplamente utilizados em placas do osso e os pregos do osso são principalmente titânio, ligas do titânio, de aço inoxidável, etc., mas todos têm determinadas limitações. Após a implantação no corpo humano, porque o módulo elástico do material humano do osso não combina, a força do osso humano será obstruída. Além, estes materiais não são degradable no corpo humano. Quando o osso do paciente cresce e cura, precisa de ser removido com uma segunda operação. Ding Wenjiang introduziu mais, do “material da fixação do osso da liga magnésio é mais compatível com as propriedades mecânicas do osso humano, que podem eficazmente evitar o efeito de proteção do esforço. Depois que o osso humano é curado basicamente, a liga do magnésio estará degradada nas moléculas pequenas não-tóxicas e inofensivas, que são passadas através do corpo humano. O sistema circulatório é expelido do corpo, que evita a dor de remover o prego de aço e a placa de aço na segunda operação do paciente, e igualmente salvar o custo de operação.”

 

Ding Wenjiang mencionou mais, “por exemplo, durante o replantation de uma mão separada, um fio do nervo é necessário. Se um fio do titânio é usado, permanecerá no nervo para sempre porque não pode ser degradado pela corrosão no corpo humano. O fio do magnésio, quando o fio do nervo cresce, o fio do magnésio pode desaparecer com a degradação.”

 

Finalmente, sublinhou que a pesquisa científica eficaz deve ser feita para poder inovar e fazer protótipos tecnologicos. “Se não há nenhum originalidade nem efeito, mas somente de imitação e copiando, esta é a pesquisa científica ineficaz que desperdiça recursos humanos, materiais e financeiros,” Ding Wenjiang disse, “quando nós contratamos na ciência e na engenharia de materiais, nós deve fazer o melhor uso dos materiais, e o processo de formação deve ser flexível. Para.” A política de 16 caráteres de “a ser boa em materiais, em materiais a transformar-se materiais, em materiais a ser feitos em ferramentas, e em ferramentas para ser fácil de usar” foi sempre o conceito da investigação e desenvolvimento seguido pela equipe de Ding Wenjiang, “em pesquisar materiais novos, ciência de materiais e a engenharia dos materiais não pode ser combinada para separar, nós devemos combinar materiais e tecnologia. Especialmente no campo da engenharia, nós devemos pagar mais atenção às necessidades do país e ao desenvolvimento da subsistência do pessoa, integramos proximamente a pesquisa acadêmico com o desenvolvimento da produtividade, e procuramos o maior espaço do desenvolvimento. Após 40 anos de cultivo inovativo, o magnesium terá o grande potencial na defesa e a indústria militar, o transporte, a biomedicina, o ambiente da energia, a agricultura verde e uns campos mais desconhecidos no futuro, deixam-nos esperar e considerar.” Ding Wenjiang está completo da esperança.