据美国物理学家组织网近日报道,美国科学家日前**制造出碳纳米管增强聚氨酯风电叶片。与传统材料相比,该材料重量轻、强度大、耐久性好,有望成为制造下一代风力发电机叶片的理想材料。
按照常规想法,只要增大叶片面积就能捕获更多的风能,但事情并非这么简单。如果叶片过重,推动转子转动就需要更大的风力,这意味着更多的风力被浪费在了推动转子上而非发电。因此,更轻、更大、更结实耐用的叶片才是佳选择。
为此,美国凯斯西储大学的研究人员制造出了这种碳纳米管增强聚氨酯风叶。机械性能测试表明,新材料每单位体积的重量要轻于碳纤维材料和铝,而在抗张强度上是碳纤维材料的5倍和铝的60倍。
在抗疲劳测试中,这种增强聚氨酯复合材料叶片的寿命比玻璃纤维增强环氧树脂材料长8倍。同时其断裂韧性也要优于玻璃纤维增强环氧树脂。
此外,在与另一种制造风电叶片中常用的材料——玻璃纤维增强乙烯基酯树脂的对比实验中,碳纳米管增强聚氨酯在每项测试中也都获得了完胜。
下一步,他们将进一步对该复合材料中碳纳米管的分散性作测试,以使该材料达到佳性能。研究人员称这种复合材料有望成为下一代风电叶片的理想材料,并为整个风电行业带来新的机遇。