你认为材料科学可以为“双碳”战略做出哪些贡献?

发布网友发布时间：2022-05-05 22:25

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热心网友时间：2022-06-28 05:15

摘要生物质能作为最具潜力的可再生能源，已成为我国仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。推进储量丰富和绿色环保的生物质材料资源化利用，是实现“双碳”的有效技术途径，也是我国节能减排和环境保护的重要任务，符合当前环保节能和低碳经济的需求。应用领域正不断扩展可资源化利用的生物质材料主要包括直接利用光合作用合成有机物的植物，如农作物秸秆、稻壳、玉米芯、废弃木材和城市垃圾等;还包括间接利用光合作用产物而形成的有机质，如畜禽粪便、蟹壳、虾皮和贝壳等，以及光能自养型的原核生物藻类。目前，生物质高效综合利用领域分布在能源、生态农业、环境修复、建材等。以能源领域应用为例，包括生物质制乙醇和生物质发电。前者是生物质高效综合利用最传统的途径，我国2018年生物质燃料乙醇产量约为340万吨，逐渐成为液体燃料的重要组成部分;后者在国家财政补贴的大力支持下，发电规模迅速增长，生物质发电量2019年已达1111亿千瓦时。以生态农业领域为例，秸秆还田是重要一环，重点在于秸秆的收集和就近还田。生物质通过堆肥等发酵方法制备的有机肥，可以有效提高农田有机质含量和土壤肥力，完善农作物根系的生态系统功能，实现农作物优质增产。生物质材料未来的应用领域正向高值化利用方向拓展，如模块化建材、生物质碳纤维、生物质储能材料、生物质环境修复材料等。在模块化建材方面，秸秆复合墙板、重组木、新型纤维板、木塑复合材料和生物钢等涉及生物质建材的几大成型产业，将为建筑行业装配式被动房的模块化、环保化和节能化作出重要贡献。在生物质材料还田方面，一些新的应用技术正接近实用化，如生物质可降解地膜、生物炭直接还田等正获得小规模推广。在生物质碳纤维方面，优质的生物质基碳纤维前驱体是重要方向。木质素含碳量比纤维素高，采用干喷湿纺碳化和熔融纺丝的工艺制备木质素碳纤维，提高木质素的热熔性和可纺性是未来的研究趋势。在生物质储能方面，利用生物质材料制备炭材料，用作电池中石墨的替代品，提升锂离子电池的储能性能。在生物质环境修复方面，生物炭材料在其中的应用前景也最大。咨询记录 · 回答于2021-12-19你认为材料科学可以为“双碳”战略做出哪些贡献?生物质能作为最具潜力的可再生能源，已成为我国仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。推进储量丰富和绿色环保的生物质材料资源化利用，是实现“双碳”的有效技术途径，也是我国节能减排和环境保护的重要任务，符合当前环保节能和低碳经济的需求。应用领域正不断扩展可资源化利用的生物质材料主要包括直接利用光合作用合成有机物的植物，如农作物秸秆、稻壳、玉米芯、废弃木材和城市垃圾等;还包括间接利用光合作用产物而形成的有机质，如畜禽粪便、蟹壳、虾皮和贝壳等，以及光能自养型的原核生物藻类。目前，生物质高效综合利用领域分布在能源、生态农业、环境修复、建材等。以能源领域应用为例，包括生物质制乙醇和生物质发电。前者是生物质高效综合利用最传统的途径，我国2018年生物质燃料乙醇产量约为340万吨，逐渐成为液体燃料的重要组成部分;后者在国家财政补贴的大力支持下，发电规模迅速增长，生物质发电量2019年已达1111亿千瓦时。以生态农业领域为例，秸秆还田是重要一环，重点在于秸秆的收集和就近还田。生物质通过堆肥等发酵方法制备的有机肥，可以有效提高农田有机质含量和土壤肥力，完善农作物根系的生态系统功能，实现农作物优质增产。生物质材料未来的应用领域正向高值化利用方向拓展，如模块化建材、生物质碳纤维、生物质储能材料、生物质环境修复材料等。在模块化建材方面，秸秆复合墙板、重组木、新型纤维板、木塑复合材料和生物钢等涉及生物质建材的几大成型产业，将为建筑行业装配式被动房的模块化、环保化和节能化作出重要贡献。在生物质材料还田方面，一些新的应用技术正接近实用化，如生物质可降解地膜、生物炭直接还田等正获得小规模推广。在生物质碳纤维方面，优质的生物质基碳纤维前驱体是重要方向。木质素含碳量比纤维素高，采用干喷湿纺碳化和熔融纺丝的工艺制备木质素碳纤维，提高木质素的热熔性和可纺性是未来的研究趋势。在生物质储能方面，利用生物质材料制备炭材料，用作电池中石墨的替代品，提升锂离子电池的储能性能。在生物质环境修复方面，生物炭材料在其中的应用前景也最大。我国材料水平与国外先进材料水平的差距？材料科学是跨学科领域，通常也称为材料科学与工程，该学科的主要研究的是设计和发现新材料，特别是在固体材料方面。是有很大希望的。首先，从总体上看，美国的材料学教学和研究领先于中国的材料学教育与研究大约50年左右。其次，从教学内容上看，中国材料学的教学更加注重理论学习，实际操作经验较少，国内使用教材大多是从国外教科书翻译。理论学习中实验机会较少，主要分为材料加工，材料物理和化学三个教学方向。其中科研中常见方向包括但是不限于功能材料、铸造和耐磨材料、表面表面强化与器件制造、焊接研究、新材料、工程材料、材料强度研究。而美国材料学在本科学习过程中，更加注重实际操作经验, 本科学习期间理论和实践结合很密切。比如会用软件设计模型，用软件模拟铸造过程中可能产生的缺陷，