Académicien Ding Wenjiang : Culture innovatrice de magnésium léger d'hydrogène

Le magnésium est le plus léger matériel utile en métal dans le monde et joue un rôle important dans l'industrie de défense, l'espace, le transport et d'autres domaines. En même temps, le magnésium est également le matériel en métal avec la densité de stockage d'hydrogène la plus élevée disponible, avec des avantages significatifs dans des applications innovatrices dans l'énergie, la médecine et l'agriculture.

 

L'équipe de recherche de style Danian « de magnésium léger d'hydrogène » d'équipe-le de professeur de Huang d'université nationale menée par Ding Wenjiang, un académicien de l'académie de l'ingénierie chinoise, a surmonté les trois goulots d'étranglement principaux de la basse force, de la tolérance thermique et de la vie courte des alliages de magnésium, faisant à magnésium une arme importante dans la nouvelle génération de mon pays des « grands pays. » « A joué un rôle irremplaçable dans le programme de développement. L'équipe de Ding Wenjiang a également conquis la technologie bonne marchée de préparation en lots des matériaux basés sur magnésium de stockage d'hydrogène, a développé la storage technology à semi-conducteur principale mondiale de l'hydrogène, et a réalisé une densité de stockage d'hydrogène équivalente à celle de l'hydrogène liquide à la température ambiante et à la pression, faisant la densité de grande énergie d'énergie d'hydrogène et la sécurité élevée ; permettant aux matériaux de magnésium pour faire la « médecine d'hydrogène » pour la première fois, les matériaux d'hydrogène de magnésium ont de larges perspectives d'application dans les domaines de la médecine et de l'agriculture. Les résultats de la recherche de l'équipe de Ding Wenjiang ont apporté le magnésium chinois au monde, et il est venu au premier rang du monde.

 

Récemment, à la 24ème association de la Chine pour la réunion annuelle de la science et technologie, conjointement organisée par la société de matériaux avancés de l'association de la Chine pour la science et technologie, de l'association de la science et technologie de Hunan, du département provincial de Hunan de la technologie d'industrie et d'information, du département provincial de Hunan de la science et technologie, et du gouvernement des habitants municipaux de Tchang-cha. À l'événement spécial - « le forum international sur l'innovation et le développement de la nouvelle industrie de matériaux », académicien Ding Wenjiang, académicien de l'académie de l'ingénierie chinoise, a fait un discours-programme intitulé « culture innovatrice de magnésium avec de l'hydrogène léger », « j'avaient étudié le magnésium pendant 38 années. Pendant ces 38 années je fais principalement deux choses : on est d'étudier le poids léger du magnésium, et l'autre est d'étudier le magnésium en science d'hydrogène parce qu'un atome de magnésium peut porter deux atomes d'hydrogène. »

 

« Magnésium léger »

 

Selon Ding Wenjiang, les réservations du magnésium de mon pays sont très riches, expliquant environ 90% du total du monde. Le magnésium a plusieurs avantages : d'abord, il est très léger, sa densité est seulement 1/3 d'aluminium et 1/4 d'acier ; en second lieu, le magnésium a un coefficient de atténuation élevé, et la représentation d'absorption des chocs est très bonne ; troisièmement, elle a le bon biocompatibility, la densité des alliages de magnésium est habituellement 1.74-2.0g/cm3, qui est semblable à la densité naturelle d'os de 1.8-2.1g/cm3, et a la bonne compatibilité biomécanique ; Quatrièmement, elle est plus favorable à l'environnement, et des alliages de magnésium peuvent être simplement réutilisés sans réduire sa représentation. Les propriétés mécaniques, et l'énergie consommée pendant la régénération et la fonte explique seulement 4% de l'énergie consommée dans la fabrication de nouveaux matériaux.

 

« Par conséquent, le magnésium est un matériel important dans l'espace, le transport, les données informatisées, la puissance d'énergie, la biomédecine et d'autres domaines. Dans la bouche militaire, du magnésium est principalement employé pour la fabrication militaire d'équipement ou d'arme. Puisque le magnésium émet la lumière à température élevée, il peut également être employé pour des pétards ou des fusées ; dans Minkou, le magnésium est l'un des métaux non ferreux très utilisés dans les automobiles, les produits informatiques, et les aides médicales. » Ding Wenjiang a plus loin présenté, « bien que le rail ultra-rapide soit déjà une carte de visite professionnelle de visite dans mon pays, rail ultra-rapide que les matières employées sur le rail ultra-rapide doivent toujours être encore développées et innovées. Beaucoup de parties sur le rail ultra-rapide peuvent être faites de magnésium léger, naturellement, sa stabilité et résistance à la corrosion doivent également être considérées. Ce sera 100 milliards de niveau de yuans. Selon la prévision de l'association de recherches de technologie d'industrie de magnésium de la Corée, le marché de métaux global de magnésium augmentera de 7,1% annuellement, et atteindra une échelle de 620 millions de dollars US en 2026.

 

« Récemment, l'expansion d'application du magnésium dans la défense nationale est également particulièrement forte. Si vous voulez créer les armes et l'équipement qui peuvent frapper plus loin, piloter plus rapide, et ont une plus longue vie, les conditions pour les matériaux légers sont très haut. Par exemple, près de la vitesse hypersonique de l'espace pour des avions, l'utilisation du magnésium dans le cadre d'aile peut réaliser une réduction de poids complète de 100 kilogrammes, et la gamme augmentera de 8%, qui est plus grand que 1400 kilomètres ; par exemple, le missile antinavire hypersonique d'Eagle Strike, la cabine a également commencé à employer le magnésium, qui est la première fois dans le monde pour employer le magnésium nous a laissés le faire. » Ding Wenjiang a dit que dans le domaine civil, le foyer a récemment été sur les roues des camions résistants. Si des roues de magnésium sont utilisées pour remplacer les roues en aluminium, l'énergie peut atteindre au moins 10% ; il y a également un bloc moteur de véhicule de carburant, qui est également très important pour le poids léger ; et composants des véhicules à moteur de châssis d'alliage de magnésium, qui peuvent être encore considérés dans de nouveaux véhicules d'énergie. Pour un, le poids peut être réduit de 52% après qu'intégré moulage mécanique sous pression.

 

L'application industrielle des matériaux d'alliage de magnésium est devenue un point névralgique de recherches dans le domaine des matériaux en métal ces dernières années. Avec la promotion et l'utilisation vigoureuses de nouveaux véhicules d'énergie, la construction du rail ultra-rapide, la percée accélérée dans l'espace, et le développement rapide 5G des réseaux, alliages de magnésium seront dans les prochaines années. La recherche et développement et l'application déclencheront de plus grandes occasions et des perspectives commerciales. À l'avenir, la recherche et développement des matériaux à extrémité élevé d'alliage de magnésium d'ultra-haut-représentation et l'amélioration des capacités de usinage de précision de l'alliage performant et bon marché de magnésium les pièces complexes seront des directions importantes de développement, amplifiant de ce fait le développement de l'équipement léger, et le développement des matériaux d'alliage de magnésium pour des projets importants nationaux. Le taux de localisation approchera également 100%.

 

« Magnésium de la Science d'hydrogène »

 

 

Ding Wenjiang a précisé dans le rapport que le magnésium a trois applications importantes dans le domaine de l'énergie d'hydrogène.

 

« On est le poids léger des matériaux de magnésium et de nouveaux véhicules d'énergie. La densité du magnésium est très légère, seulement 1,74, qui est semblable au plastique. Un atome de magnésium peut porter deux atomes d'hydrogène, qui peuvent solidifier hydrogène dans des relations avec de l'hydrogène, et de l'hydrogène peut être traité dans certaines conditions. Il peut également relever dans certaines conditions. D'ailleurs, après que l'eau catalysée soit libérée, l'hydrogène dans l'eau peut également être sorti. De cette façon, la capacité de stockage d'hydrogène est très considérable. Les matériaux de magnésium sont allumeur dans le poids qu'en aluminium. Les pièces structurelles, pièces structurelles d'alliage de magnésium peuvent réaliser un effet de réduction de poids de 30%. En outre, la force, la durée de vie et d'autres indicateurs de performance ne sont pas inférieurs aux alliages d'aluminium. » L'équipe de Ding Wenjiang a réalisé traversant contrôlable l'innovation du procédé de préparation. La technologie de désorption de l'hydrogène de la société, « rendant l'hydrogène dans et hors du magnésium très commode », a également préparé une série d'équipement de production industrielle pour différents scénarios d'application.

 

« Le deuxième est l'intégration des matériaux de magnésium et purification d'hydrogène, stockage et transport. Pour le stockage à semi-conducteur d'hydrogène du magnésium, l'entrée d'hydrogène ne peut pas être très propre, mais la pureté de l'hydrogène libéré peut atteindre 99,999%. Par conséquent, ce s'appelle l'intégration de la purification, du stockage et du transport. Coûté d'autre part, comparé aux remorques actuelles de stade pour transporter l'hydrogène, le coût intégré de purification de magnésium, le stockage et le transport peuvent être réduits d'environ 40%, et il n'est pas affecté par la distance du stockage et du transport, et a des avantages inhérents dans le stockage à semi-conducteur basé sur magnésium d'hydrogène. des cuves de stockage à semi-conducteur d'hydrogène de Magnésium-hydrogène peuvent être placées directement sur le grand camion. 15~20 tels produits sont placés sur le grand camion, et un véhicule simple peut charger 1,2 tonnes d'hydrogène, et il est transporté à la température normale et pression, sans n'importe quel danger si c'est une voiture, un train, un conteneur, ou un transport sûr à la température et à la pression normales, il peut réaliser. L'acceptation préliminaire actuelle du scénario d'application de ce produit est cela qui dépose directement deux véhicules de conteneur pour stocker et le transport de 2,4 tonnes d'hydrogène est équivalent à un ravitaillement d'hydrogène. Après 12 ans de recherche et développement, l'équipe de Ding Wenjiang a formé une technologie de production à grande échelle de 30 tonnes, qui peuvent être produites dans les groupes à bas pris, et la sortie mène internationalement. La « Grande-Bretagne, le Japon et quelques countrys occidentaux avancés veulent faire quelques expériences, et elles viendront tout à nous pour passer commande. » Ding Wenjiang a dit.

 

« Le tiers est système d'alimentation d'énergie de matériel et d'hydrogène de magnésium. Généralement, la période de sang-froid des bourdons ne dépassera pas une demi-heure. Utilisant les systèmes de grande énergie et à haute densité de pile à combustible d'hydrure de magnésium pour des bourdons peut faire des bourdons voler dans le ciel. Continuez à voler pendant 10 heures, avec une moyenne de 55 kilomètres par heure, et la gamme continue peut atteindre 500 kilomètres. Réalisez la sécurité des bourdons dans les villes, la prévention d'incendie de forêt, et les lignes électriques à haute tension.
Inspection de domaine. « 

 

En outre, Ding Wenjiang a également mentionné la recherche relative sur des piles à combustible d'hydrogène pour les nouveaux véhicules d'énergie que l'équipe avait déployés ces dernières années : « Une électrode de membrane, un plat bipolaire, ces deux sont les composants de noyau. Nous avons développé un alliage de magnésium. Le plat bipolaire peut être imbibé en acide fluorhydrique pendant trois mois sans problème, la résistance à la corrosion est très forte, et la densité est très légère, ainsi elle a le grand potentiel d'application. »

 

« Alliage de Biomagnesium »

 

Le magnésium est dégradable au corps humain, évitant la chirurgie secondaire, l'infection secondaire et le surcoût exigés par d'autres biomatériaux utilisés généralement. En même temps, comme un matériel de stent pour cardio-vasculaire, il peut effectivement réduire la retouche négative des vaisseaux sanguins malades, du restenosis vasculaire et du hyperplasia intimal. Ding Wenjiang a dit : Des « alliages de magnésium peuvent être employés en tant que matériaux biologiques. En termes d'importance, le minerai deuxième au corps humain est magnésium. Le magnésium est responsable des fonctions de transmission importantes d'énergie en cellules, et il aide la membrane cellulaire à régler la quantité appropriée. Le besoin de calcium favorise la normalisation des fonctions physiologiques. Beaucoup de maladies médicales sont directement liées à l'insuffisance de magnésium. Le magnésium est un élément qui est très salutaire au corps humain. Le Japon, les Etats-Unis, et l'Europe ont maintenant des suppléments de magnésium. « Actuellement, des alliages biologiques de magnésium sont principalement employés dans la préparation des implants de réparation d'os et des échafaudages d'ingénierie de tissu tels que les échafaudages cardio-vasculaires.

 

« En ce qui concerne les stents cardio-vasculaires, les matériaux médicaux actuellement médicalement utilisés en métal incluent principalement l'acier inoxydable, les alliages d'alliage et et titaniques basés sur cobalt. De tels stents resteront de manière permanente au corps humain et ne peuvent pas être dégradés, exigeant des patients de prendre des drogues d'anti-rejet pendant longtemps. D'ailleurs, il est facile de regrouper dans le stent, exigeant une deuxième opération, qui est très risquée. Si des matériaux de magnésium sont employés et la dégradation commandée est effectuée, ce problème peut être bien résolu. »
Parlant des alliages de magnésium en tant que matériaux de fixation d'os, Ding Wenjiang a dit : « Actuellement, les matériaux biomédicaux très utilisés dans des plats d'os et les clous d'os sont les alliages principalement titaniques et titaniques, l'acier inoxydable, etc., mais ils tous ont certaines limitations. Après avoir été implanté dans le corps humain, parce que le module élastique du matériel humain d'os ne s'assortit pas, la force de l'os humain sera bloquée. En outre, ces matériaux ne sont pas dégradables au corps humain. Quand l'os du patient se développe et guérit, il doit être enlevé par une deuxième opération. Ding Wenjiang a plus loin présenté, « matériel de fixation d'os d'alliage de magnésium est plus compatible avec les propriétés mécaniques de l'os humain, qui peuvent effectivement éviter l'effet d'armature d'effort. Après que l'os humain soit fondamentalement guéri, l'alliage de magnésium sera dégradé dans petites les molécules non-toxiques et inoffensives, qui sont passées par le corps humain. L'appareil circulatoire est expulsé du corps, qui évite la douleur d'enlever le clou en acier et la plaque d'acier dans la deuxième opération du patient, et épargne également le coût d'opération. »

 

Ding Wenjiang en outre a mentionné, « par exemple, pendant le replantation d'une main divisée, un fil de nerf est nécessaire. Si un fil titanique est employé, il restera dans le nerf pour toujours parce qu'il ne peut pas être dégradé par la corrosion au corps humain. Le fil de magnésium, quand le fil de nerf se développe, le fil de magnésium peut disparaître par la dégradation. »

 

En conclusion, il a souligné que la recherche scientifique efficace doit être faite pour pouvoir innover et faire les prototypes technologiques. « S'il n'y a ni l'une ni l'autre d'originalité ni d'effet, mais seulement d'imitation et copiant, c'est une recherche scientifique inefficace qui gaspille les ressources humaines, matérielles et financières, » Ding Wenjiang a dit, « quand nous nous engageons dans la science des matériaux et l'ingénierie, nous doit faire la meilleure utilisation des matériaux, et le processus de formation doit être flexible. Pour. » La politique de 16 caractères de « à être bonne aux matériaux, aux matériaux à devenir des matériaux, aux matériaux à transformer en outils, et aux outils pour être facile à utiliser » a toujours été le concept de recherche et développement suivi de l'équipe de Ding Wenjiang, « en recherchant de nouveaux matériaux, science des matériaux et l'ingénierie de matériaux ne peut pas être combinée pour séparer, nous devons combiner des matériaux et la technologie. Particulièrement dans le domaine de l'ingénierie, nous devrions prêter plus d'attention aux besoins du pays et au développement du moyen de subsistance des personnes, intégrons étroitement la recherche scolaire avec le développement de la productivité, et cherchons le plus grand espace de développement. Après 40 ans de culture innovatrice, le magnesium aura le grand potentiel dans la défense et l'industrie militaire, le transport, la biomédecine, l'environnement d'énergie, l'agriculture verte et les champs plus inconnus à l'avenir, nous laissent attendre et voir. » Ding Wenjiang est plein de l'espoir.