美国西南研究院突破超临界二氧化碳材料测试极限 为清洁能源技术发展提供关键支撑
2025-05-22 15:18
来源:西南研究院
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美国西南研究院(SwRI)在能源材料测试领域取得重大突破,成功创下超临界二氧化碳(sCO2)环境下材料测试的温度新纪录。这项研究成果发表在最新一期的《能源材料与系统》期刊上,标志着高温高压材料测试技术迈上新台阶。美国西南研究院 (SwRI) 取得了一项重要里程碑,创下了高压环境下材料测试的新温度纪录。图片显示了在 SwRI 进行温度和压力测试后的镍合金样品

研究团队在300巴(约4,350psi)的高压条件下,实现了1,150摄氏度(2,100华氏度)的测试环境,这一数据较此前文献记载的最高测试温度提升了350摄氏度。项目负责人Florent Bocher博士表示:"这项突破使我们能够更真实地模拟下一代能源系统的极端工作环境。"

这项研究源于SwRI2020年启动的sCO2富氧燃气涡轮机研发项目。为攻克技术难题,研究团队对传统高压釜进行了创新性改造:

在容器内部安装高频感应加热线圈

采用先进的外部主动冷却系统

开发新型温度压力协同控制系统

这种独特设计使设备外壳在内部达到极高温度时仍能保持结构完整性,成功解决了高温导致材料强度下降的安全隐患。测试过程中,研究人员系统评估了镍基合金、陶瓷涂层等多种材料在100% sCO2环境中的长期耐久性。

该技术突破具有广泛的应用前景:

支持10兆瓦级sCO2示范电站建设

推动熔盐储能系统材料研发

促进高超音速飞行器热防护材料测试

加速超临界转换电力技术商业化

SwRI能源系统部主任Michael Marshall指出:"这项测试能力的提升,为清洁能源技术的材料选择提供了可靠依据,将显著缩短新型能源设备的研发周期。"目前,研究院已开始为工业合作伙伴提供相关测试服务。

研究团队下一步计划将测试温度进一步提高至1,300摄氏度,同时开发更精密的原位监测技术,以获取材料在极端条件下的实时性能数据。这些工作将为应对全球能源转型挑战提供重要的技术支撑。

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