稀土在能源环保中的应用

黄 容

（四川矿产机电技师学院 四川成都 611230）

1 稀土材料在能源开发上的应用

从氢能源角度出发，稀土储氢材料在氢能源开发及应用上有重要的应用意义。如稀土材料可用作制造氢能源储存器，氢气储存方式主要包括以下几种，一是将其压缩后存储在高压容器中；二是液化后存储在绝热容器中；三是将其与某些金属或者合金化合处理后进行储存。后一种存储方式主要利用储氢材料来吸收氢气，储存效果较好。一般情况下，1m3的镧镍合金能储存88kg氢气，并且储存过程安全简便，不影响氢气性能，在储氢方面有广泛应用。另外，在提纯及回收氢气上，稀土储氢材料能通过吸收与释放青年氢能源来提纯及回收氢气，有利于氢能源利用率的提高。

2 稀土与光学材料

在对稀土材料作用进行研究时，发现其在节能光学材料中同样有一定应用价值。在发光材料中，只要包括稀土元素便可称作稀土发光材料，在信息显示、光电器件和照明光源等方面提供了材料条件。如稀土荧光灯中的三种颜色荧光粉便将稀土元素用作主要成分，其中氧化钇可在Eu3+激活下发射红光，硼酸镁和硅磷酸盐等物质可在铈铽作用下发射绿光，而卤酸盐等能发射蓝光。稀土荧光灯相较于普通白炽灯，节电率高达80%，并且具备高显色、高照度和结构紧凑等特点，在人们生活上有重要应用意义[1]。另外，无灯丝灯泡同样体现了稀土材料在节能环保中的作用。冷阴极螺旋灯属于无灯丝灯泡的一种，主要运用了电子技术、稀土技术和纳米技术等，使得灯泡使用寿命较长，是一种同时体现绿色环保和高新节能的的新型光源。这类灯泡耗电量约是白炽灯的1/6，同时具有抗冲击性能好、启动快等优势。同时，稀土材料还可用在夜光器具制作上。通常将在普通灯光或太眼光照射下，或者在黑暗环境中具备发光性能的物体称作发光材料，其发光强度和持续时间长短主要由材料性能决定。如稀土长余辉荧光体便是基于铝酸盐荧光体上，增加Dy2+和Eu2+制作成的荧光体，能将太阳光照射时的能量储存起来，之后以光能形式释放出来，可用作广告牌和安全标志等，有着较强的应用潜力。

3 稀土在节能环保上的作用

稀土永磁材料在节能环保方面有一定应用价值，目前存在的商品NdFeB材料具有磁性能积及矫顽力较好的优势，为永磁材料的运用带来了新的机遇，其在节能环保中的作用主要体现在以下方面。首先，稀土电机。利用NdFeB永磁材料制作的电机不包含铁心和激磁线圈，电机内磁体体积所占空间相对较小，不会产生激磁损耗，可提升电机效率。并且在相同体积和重量情况下，电机整体输出功率提高效果显著，而相同输出功率下，电机体积可减少至30%以上，进而实现能源的节约和增强设计灵活性[2]。稀土永磁电机每年产量较多，在自动化设备、汽车和家用电器上有广泛应用，尤其在汽车工业中应用效果显著。其次，磁悬浮列车中稀土材料的运用。稀土磁悬浮列车子运行原理为：在铁路轨道两侧分别安装硅钢片，之后在铝制车厢底部放置磁体。利用磁体和硅钢片间产生的强大磁力可支撑车身悬浮。磁悬浮列车行驶过程中几乎没有产生摩擦力，时速较高，能起到节约能源的作用，并且磁悬浮列车具有维修简便、可靠性大和成本低的优势，是稀土材料在能源环保中应用的重要体现。

最后，稀土在磁制冷材料中的运用。磁性材料在磁场作用下将发生磁热效应，而磁性制冷材料主要应用在磁冷系统中的一种物质，是制冷机的重要组成部分，通常被称为制冷工质。磁制冷可提供用来制冷的磁体和磁场，使得磁矩按照磁力方向排列，之后撤去磁场，磁矩方向将变得混乱，这时磁体将吸收周围热量，在热交换作用下降低周围环境温度，从而达到制冷效果。

结语

稀土在能源环保上有重要作用，主要体现在作为储氢材料和节能光学材料等，有利于我国能源的可持续发展。除了上述用途和性能外，稀土在其余未知领域同样有着应用价值，需要研究者去探究和开发，因此认为稀土是21世纪的材料宝库。我国稀土资源较丰富，为其应用提供了基础条件，有利于能源利用率的提高和环境保护。

参考文献

[1]刘小芳,赵文怡.稀土催化材料或将带动环保及能源产业快速发展[J].稀土信息,2016(06):30-31.

[2]许庆庆.我国稀土产业的资源环境政策仿真[D].中国地质大学(北京),2016.