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美國國家可再生能源實驗室(NREL)進行了一項最新研究，目標是研究如何減輕集中式太陽能發(fā)電(CSP)工廠的腐蝕。

　　新一代CSP工廠需要采用550～750攝氏度的高溫流體(如熔鹽)，以儲存熱量并發(fā)電。然而，在這一高溫環(huán)境下，CSP系統(tǒng)的熱交換器、管道和儲存容器中使用的普通合金將受到熔融的鹽侵蝕。

　　新一代CSP工廠采用低成本的熱存儲設(shè)施，能夠在需要時隨時提供電力，有助于對電網(wǎng)的可靠性提供支持。熔鹽通常用于傳熱流體和熱能儲存，因為它們可以承受高溫并將收集的太陽能熱量保持數(shù)小時。商業(yè)使用含有氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂的熔鹽混合物的CSP工廠，為了保證可以達到30年的使用壽命，儲罐中的腐蝕速率必須加以控制——每年應(yīng)少于20微米。

　　目前裸露的不銹鋼合金在熔融氯化物中測試所得的年腐蝕速度高達4500微米。為此，NREL的Judith Gomez-Vidal研究了MCrAlX涂層，能應(yīng)對熔融氯化物在集中式太陽能發(fā)電應(yīng)用過程中對設(shè)備的腐蝕。

　　Gomez-Vidal將不同類型的鎳基涂層(通常用于減少氧化和腐蝕)應(yīng)用于不銹鋼，所研究的一種涂層，化學式為NiCoCrAlYTa，顯示出最佳性能，將腐蝕速率限制在每年190微米，與未涂層鋼材相比，腐蝕速率降低了96%，大幅獲得改善。該涂層在經(jīng)過24小時的預氧化期間，可形成均勻致密的氧化鋁層，可用于進一步保護不銹鋼免受腐蝕。

　　據(jù)Gomez-Vidal博士說：“使用新研究的涂層進行表面保護，非常有希望減輕熔鹽的腐蝕，特別是在冶金和材料工程領(lǐng)域暴露于含氯蒸氣的基材表面。然而，CSP的腐蝕速率仍然相當高，目前的努力只是解決了太陽能應(yīng)用中測試材料耐久性的相關(guān)性，還需要更多的研發(fā)來實現(xiàn)所需的目標防腐蝕水平，這可能包括將表面保護與熔融鹽和周圍環(huán)境的化學控制相結(jié)合的協(xié)同作用”。