变废为宝:别把煤灰不当宝贝(图)

2011-04-05 16:55

煤灰或有望用于制造环保汽车等大用途(网络图片)

除了制造水泥、砖块，以及走向其最终的“墓地”——垃圾填埋场之外，燃煤电厂排放出来的煤灰还有其他用途吗？美国科学家表示，未来更轻便、更节能的环保汽车或许可由煤灰提取物来参与制造。另外，经不起任何风吹雨打的煤灰也能“化身”为道路桥梁的“护身符”，让其包裹的钢筋和水泥更坚固，以抵挡岁月的侵袭。

桥梁道路的“护身符”

美国物理学家组织网3月30日报道称，美国佛罗里达大西洋大学化学与生物化学系教授查尔斯·卡拉赫在美国化学学会年度大会上表示，燃煤发电厂产生的煤灰能用来制造包装材料，包裹美国道路和桥梁所使用的水泥，经过“包装”的道路和水泥的寿命可以延长几十年。而且，这种材料的经久耐用性是现有包装材料的几百倍，而成本则仅为其一半，因此，每年能为美国节省数千亿美元。

卡拉赫解释说，美国450家左右的燃煤电厂每年大约产生1.3亿吨煤灰。在与空气污染有关的法律出现之前，无人会理会这些细微的、毫不起眼的煤灰，径由它们从烟囱散逸入空气中。现在，发电厂开始收集这些煤灰。

“不过，收集起来的煤灰如何处理成为令很多人深感头疼的问题。”卡拉赫说，“有些煤灰确实被回收并重新利用，但70%的煤灰进了垃圾填埋场。随着土地不断减少，垃圾填埋场也变得越来越稀缺而昂贵。我们的研究表明，煤灰等‘废物’能变成极有价值的资源，它们可以包裹水泥，成为水泥的‘护身符’，减缓水泥因为时间流逝而出现的品质下降乃至崩塌的速度。而且，这种包装材料也可以修复受损的水泥。”

卡拉赫表示，实验室进行的测试表明，当暴露在炎热、寒冷、下雨和其他比实际环境还要恶劣的模拟环境中时，煤灰制成的这种包装材料具有非凡的硬度和耐用性。例如，当将其暴露在酸度达正常室外空气中酸度一万倍的空气中时，这些包装材料可让水泥的品质维持在很高的水平，在一年的观察期内，受到这种保护的水泥坚固如初并毫发无伤，而暴露在同样的环境下的普通水泥几天后就开始弱不禁风了。

卡拉赫说，美国环保署公布的数据显示，目前美国在修复、加固和替代家用废水系统和饮用水系统中所用水泥方面的花费高达1.3万亿美元，而且很多项目必须要在2020年前完成，以避免可能会出现的环境问题和公共安全问题；同时，修复和重建凹凸不平的水泥路和摇摇晃晃的桥梁需要几千亿美元。“因此，煤灰制成的这种包装材料能延长这些道路、桥梁和水系统的寿命，节省成本，同时解决煤灰的废物处理问题。”卡拉赫如是强调。

未来轻型汽车的“血肉”

其他科学家也将关注的目光投向了煤灰，他们认为，煤灰提取物可能会成为未来包括电动汽车在内的更轻便、更节能车辆的“血肉”。

据美国《科学美国人》3月28日报道，纽约大学理工学院的教师尼基尔·古普塔博士在上周出版的《金属杂志》上指出，他的研究小组正致力于研发一项专利技术——用煤灰提取物做原材料，让汽油或柴油动力汽车“瘦身”10%；至于电动汽车，可以通过使其电池减重20%到30%来进一步减轻其重量，由此增加它们持续工作的能力。

古普塔说，可以将发电站产生的大量煤灰收集起来很好地加以利用，包括用来制造热门的汽车等。古普塔指出，煤灰“变脸”为轻型汽车原料的奥秘在于煤灰中含有一种叫做煤胞的微结构，这是一种坚固而中空的含泡结构，是煤炭燃烧所产生的废弃副产品的一部分。这些副产品中，煤胞会漂浮在水上，而其他物质则下沉，因此，可以用水将其从这些废弃的副产品中分离出来。

用镍、铜或任何其他合金或陶瓷材料给这些煤胞加上涂层就能制成一种超级坚固但轻巧的材料，这种材料可以混合入很多金属“体内”。古普塔和同事们估计，任何一片金属中都可以添加60%以上的煤灰提取物，这一比例可以根据最终得到的部件所需要的弹性进行调整，这样就可以在保持钢铁或铝的强度的同时大大降低其重量。尽管这项技术有几百种用途，但古普塔表示，重型车辆制造商和军方可能最感兴趣。

研究人员称，他们与威斯康星的制造企业合作，制造出了一些汽车的原型，证明这一方法的确可行。他们说，让标准汽车减重10%是“保守估计”，因为汽车技术人员或许能在制造中发现研究人员没有想到的其他用途。

古普塔团队下一步的目标是进军电动汽车市场，同汽车制造商以及电池制造商合作。该研究团队表示，通过将这种煤胞融入电池使用的铅或者其他金属内，可以将电池的重量减少20%到30%甚至更多。电池是电动汽车中最重的部分，削减电池的重量可以大幅减少汽车的重量，这样，一次充电能让汽车行驶更长时间。而这项技术可以进行规模化生产并且成本低廉。

不过，古普塔也承认，来自煤灰的煤胞的质量无法预测是一个问题。但在美国，每年发电站产生的大量煤灰提供了廉价、充足的材料供应，人们可以从中挑选出最好的煤胞。