變廢為寶:別把煤灰不當寶貝(圖)

2011-04-05 16:55

煤灰或有望用於製造環保汽車等大用途(網路圖片)

除了製造水泥、磚塊，以及走向其最終的「墓地」——垃圾填埋場之外，燃煤電廠排放出來的煤灰還有其他用途嗎？美國科學家表示，未來更輕便、更節能的環保汽車或許可由煤灰提取物來參與製造。另外，經不起任何風吹雨打的煤灰也能「化身」為道路橋樑的「護身符」，讓其包裹的鋼筋和水泥更堅固，以抵擋歲月的侵襲。

橋樑道路的「護身符」

美國物理學家組織網3月30日報導稱，美國佛羅里達大西洋大學化學與生物化學系教授查爾斯·卡拉赫在美國化學學會年度大會上表示，燃煤發電廠產生的煤灰能用來製造包裝材料，包裹美國道路和橋樑所使用的水泥，經過「包裝」的道路和水泥的壽命可以延長几十年。而且，這種材料的經久耐用性是現有包裝材料的幾百倍，而成本則僅為其一半，因此，每年能為美國節省數千億美元。

卡拉赫解釋說，美國450家左右的燃煤電廠每年大約產生1.3億噸煤灰。在與空氣污染有關的法律出現之前，無人會理會這些細微的、毫不起眼的煤灰，逕由它們從煙囪散逸入空氣中。現在，發電廠開始收集這些煤灰。

「不過，收集起來的煤灰如何處理成為令很多人深感頭疼的問題。」卡拉赫說，「有些煤灰確實被回收並重新利用，但70%的煤灰進了垃圾填埋場。隨著土地不斷減少，垃圾填埋場也變得越來越稀缺而昂貴。我們的研究表明，煤灰等‘廢物’能變成極有價值的資源，它們可以包裹水泥，成為水泥的‘護身符’，減緩水泥因為時間流逝而出現的品質下降乃至崩塌的速度。而且，這種包裝材料也可以修復受損的水泥。」

卡拉赫表示，實驗室進行的測試表明，當暴露在炎熱、寒冷、下雨和其他比實際環境還要惡劣的模擬環境中時，煤灰製成的這種包裝材料具有非凡的硬度和耐用性。例如，當將其暴露在酸度達正常室外空氣中酸度一萬倍的空氣中時，這些包裝材料可讓水泥的品質維持在很高的水平，在一年的觀察期內，受到這種保護的水泥堅固如初並毫髮無傷，而暴露在同樣的環境下的普通水泥幾天後就開始弱不禁風了。

卡拉赫說，美國環保署公布的數據顯示，目前美國在修復、加固和替代家用廢水系統和飲用水系統中所用水泥方面的花費高達1.3萬億美元，而且很多項目必須要在2020年前完成，以避免可能會出現的環境問題和公共安全問題；同時，修復和重建凹凸不平的水泥路和搖搖晃晃的橋樑需要幾千億美元。「因此，煤灰製成的這種包裝材料能延長這些道路、橋樑和水系統的壽命，節省成本，同時解決煤灰的廢物處理問題。」卡拉赫如是強調。

未來輕型汽車的「血肉」

其他科學家也將關注的目光投向了煤灰，他們認為，煤灰提取物可能會成為未來包括電動汽車在內的更輕便、更節能車輛的「血肉」。

據美國《科學美國人》3月28日報導，紐約大學理工學院的教師尼基爾·古普塔博士在上週出版的《金屬雜誌》上指出，他的研究小組正致力於研發一項專利技術——用煤灰提取物做原材料，讓汽油或柴油動力汽車「瘦身」10%；至於電動汽車，可以通過使其電池減重20%到30%來進一步減輕其重量，由此增加它們持續工作的能力。

古普塔說，可以將發電站產生的大量煤灰收集起來很好地加以利用，包括用來製造熱門的汽車等。古普塔指出，煤灰「變臉」為輕型汽車原料的奧秘在於煤灰中含有一種叫做煤胞的微結構，這是一種堅固而中空的含泡結構，是煤炭燃燒所產生的廢棄副產品的一部分。這些副產品中，煤胞會漂浮在水上，而其他物質則下沉，因此，可以用水將其從這些廢棄的副產品中分離出來。

用鎳、銅或任何其他合金或陶瓷材料給這些煤胞加上塗層就能製成一種超級堅固但輕巧的材料，這種材料可以混合入很多金屬「體內」。古普塔和同事們估計，任何一片金屬中都可以添加60%以上的煤灰提取物，這一比例可以根據最終得到的部件所需要的彈性進行調整，這樣就可以在保持鋼鐵或鋁的強度的同時大大降低其重量。儘管這項技術有幾百種用途，但古普塔表示，重型車輛製造商和軍方可能最感興趣。

研究人員稱，他們與威斯康星的製造企業合作，製造出了一些汽車的原型，證明這一方法的確可行。他們說，讓標準汽車減重10%是「保守估計」，因為汽車技術人員或許能在製造中發現研究人員沒有想到的其他用途。

古普塔團隊下一步的目標是進軍電動汽車市場，同汽車製造商以及電池製造商合作。該研究團隊表示，通過將這種煤胞融入電池使用的鉛或者其他金屬內，可以將電池的重量減少20%到30%甚至更多。電池是電動汽車中最重的部分，削減電池的重量可以大幅減少汽車的重量，這樣，一次充電能讓汽車行駛更長時間。而這項技術可以進行規模化生產並且成本低廉。

不過，古普塔也承認，來自煤灰的煤胞的質量無法預測是一個問題。但在美國，每年發電站產生的大量煤灰提供了廉價、充足的材料供應，人們可以從中挑選出最好的煤胞。