【碳纳米管】助力解决世界水资源问题

碳纳米管,是兼具“碳”、“纳米”、“管(圆筒)”这三个要素的极细碳纤维,被广泛应用于锂离子电池的电极材料等用途。信州大学正在推进开展将这种纳米材料应用于海水淡化技术的研究。

——海水淡化是人类社会面临的共同课题——

联合国儿童基金会(UNICEF)发布报告称,全世界约有6.6亿人无法获得安全的饮用水,每年有30万婴幼儿因水污染而丧命。饮水问题不光被列为联合国可持续发展目标(SDGs)的第六个目标,而且水还与其他许多主题相关。例如,有很多女性被迫在艰苦条件下去取水,有很多孩子也因为取水而无法充分接受教育。在海水淡化国际会议上,也有人发表关于水与性别平等、教育机会均等紧密相关的论文。世界上自来水能够直接饮用的国家只有十几个。在自来水基础设施老化和水源恶化背景下,提高生活用水质量成为紧迫课题。

国际社会正朝碳中和方向大步迈进。以沙特阿拉伯为首的中东国家正在计划增加植被和保护海洋生物,就是其中一个潮流。因此,可持续发展的海水淡化技术成为必要条件。随着全球变暖而出现的沙漠化,以及人口增多、经济增长等原因,导致水消费急剧增加,水资源紧张状况日益突出。通过海水淡化技术的进步和制水技术的革新来开拓水资源,是人类社会面临的共同课题。

——反渗透膜技术进步使成本降低——

在海水淡化利用方面,目前的主要技术路线是“反渗透膜法”。就是利用反渗透原理,只让水分子能够通过有无数细微孔洞的膜,从而将盐分从海水中过滤掉,从而制备淡水。目前,全世界每天用这种方法生产6500万吨水,这相当于拥有约1400万人口的东京都自来水日用量的14倍。经过这种方式淡化处理后的水,60%用作城市用水,30%用作工业用水。反渗透膜技术已经为人类做出了巨大的贡献。

反渗透膜自20世纪70年代成功研发出来后,进行了诸多改良。现在被广泛应用的反渗透膜,是由一种名为“交联芳香族聚酰胺”的高分子尼龙制成的,是一种厚度只有几百纳米的薄膜。使用反渗透膜淡化海水的技术,作为一种安全可靠的制水方法,正在为世界做贡献。但今天这个时代,人们高度重视可持续发展的地球生态环保措施,这就要求还要有进一步的技术革新。

首先应该改善的是降低成本。目前,对反渗透膜施加5-7兆帕的巨大压强,可以去除99.8%的盐分,制备出水来。这一过程需要消耗大量电力,制水成本每吨约1美元。将这一成本降低一半,已成为海水淡化国际会议的目标之一。

如何防止海洋污染,也是必须考虑的问题。在海水淡化过程中,每制备1升饮用水会产生约1.5升的浓缩液体“brine(高浓度盐水)”。由于高浓度盐水中含有两倍于海水浓度的盐分,必须考虑其对海洋生态系统的影响,特别是在封闭性海域环境之中。作为应对措施最值得期待的是,将含有高浓度盐分的废水当作可再利用的矿物资源来看待。目前正在推动从中回收盐分、锂、镁等矿物资源的研发工作。为了削减成本,加强环保措施,必须进一步提升反渗透膜的强韧度。

——从海洋环保角度来看也要增强韧性——

为了减缓反渗透膜老化,提高其强度,重要的是要减少附着在膜上的污垢。海水中含有浮游生物等各种杂质,因此在海水过滤阶段会发生膜被堵塞的现象。海藻中的褐藻酸和植物腐败产生的腐殖酸等天然有机物,是特别难以去除的污垢。这些污染物会使反渗透膜的分子层级扩散路径发生堵塞,降低膜的透水性能和脱盐率。这样一来,即便提高施加在膜上的压力也无法保证制备水量,只能停止运作。虽然将海水淡化装置暂时停转,把纯水灌入膜中,是可以洗掉膜表面的污垢的。这也是需要成本的。

而为了减少堵塞膜,必须提前用药剂处理准备淡化的海水,通过化学预处理方法去除海水中的杂质。在此过程中使用的药剂,会在无害化处理后遗弃到海里。从海洋环保的观点来看,我们要将药剂的使用量控制到最低。如果膜的耐久性得以提高,所需药剂的总量就能减少。因此,基于这一点,人们热切期待出现更加强韧的反渗透膜。

——成功开发出全新的反渗透膜——

为了回应这种需求,2013年,我们在信州大学成立了产官学联动的研究机构“全球水创新中心”,使用纳米技术(超微技术)的代表性材料——碳纳米管研究开发反渗透膜。碳纳米管是同时具备“碳”“纳米”“圆筒”这三种要素的物质,在铁等金属粒子的催化作用和约1000℃的温度下,可由甲烷等碳氢化合物生成。它只有五万分之一头发丝那么细,重量极轻,强度是钢的数十倍,而且化学特性稳定,能高效导热导电,因此被用作锂离子电池的电极材料,为电池性能的提升做出了贡献。除此之外,它还作为网球拍和高尔夫球杆的长柄等碳纤维增强树脂的添加材料被广泛使用。碳纳米管可以用生物甲烷来制备,此种情况下会生成副产品氢气,属于一种环保型纳米材料。

2018年,信州大学在现有的交联芳香族聚酰胺中混入碳纳米管,成功研发出全新的反渗透膜。因为混合了比例恰当的纳米材料,所以膜本身自带正电,表面的凹凸也减少了。结果,那些被称为“foulants(污垢)”的杂质就很难附着在膜上了。

如果将含有碳纳米管、不易堵塞的纳米复合膜推广商用,就有可能实现符合环保世纪潮流的“绿色海水淡化技术”,既节能,又能尽量少地使用药剂,有利于生态环境。

从2020年开始,在北九州的“北九州水广场”,通过纳米复合膜将真实的海水进行淡化处理,其针对污染物质的性能得到验证。通过这类实验,能够证明与以往的膜相比,各种药剂使用量能显著降低,膜的使用寿命也能够延长。基于实验结果我们可以期待,海水淡化装置能运行得更久,运营成本也有望减少10-15%。甚至还能简化海水预处理设备装置,而这原本是成本居高不下的原因之一。

目前,信州大学正在与国内外海水淡化相关企业和研究机构合作,推进将这种纳米复合膜实装到海水淡化装置的研究。此外,信州大学开发的反渗透膜,也可用于下水处理和至今尚未被充分利用的工厂排水再利用方面,在构建与环境、社会相协调的水资源再利用系统方面也大有前景。我相信,在碳纳米管技术研究方面处于世界最尖端地位的信州大学所研发的纳米复合膜,将对解决世界水资源问题做出巨大贡献。

全文请看日本网:https://t.cn/A6x9hPCC

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【一汽丰田凌放正式下线 将于11月18日上市】11月17日,以“凌空傲放、势领新航”为主题的“一汽丰田HARRIER凌放下线仪式”在长春丰越公司举行。吉林省委常委、常务副省长吴靖平,吉林省委常委、长春市委书记张志军,长春市委副书记、市长王子联,吉林省政府副秘书长赵海峰,吉林省工业和信息化厅厅长孙简,长春市委常委、常务副市长、长春国际汽车城党工委书记王海英,中国一汽董事、总经理、党委副书记邱现东,党委常委、副总经理雷平,党委常委、总会计师全华强,部分供应商、经销商代表以及一汽丰田的员工共同见证了这一荣耀时刻。

下线仪式由一汽丰田党委书记、常务副总经理黄勇主持,总经理前川智士通过视频致欢迎辞。
丰田汽车中国本部长、丰田汽车(中国)投资有限公司董事长上田达郎以视频形式致辞祝贺,同时表示非常期待HARRIER凌放能够赢得客户的满意和信赖,并在品牌提升和事业发展中做出新贡献。
中国一汽董事、总经理、党委副书记邱现东在致辞中表达了中日汽车产业在新技术、新产品、新业态等领域合作深度、广度不断持续拓展,合资合作的“倍数效应”正在彰显;同时也希望HARRIER凌放能够赢得更多客户青睐。
吉林省委常委、常务副省长吴靖平在致辞中指出,一汽丰田积极加速新能源、新业态布局,为中国900万用户提供了极致美好的移动出行体验,成为一汽集团、吉林省和中国汽车产业的中坚力量。省委省政府将继续全力支持中国一汽、一汽丰田的创新发展,全力提供优质服务和加快国际汽车城建设,高质量推动中国一汽“世界一流企业、世界一流汽车城”建设,打造汽车产业新坐标。

随后,参加活动的领导及嘉宾共同启动新车下线道具,优雅从容的HARRIER凌放耀目全场。来自丰田汽车的车型总工程师高桥司对新车的设计理念做了精彩解读。长春丰越公司总经理庞海飚、常务副总经理新里胜弘向销售一线代表交付新车钥匙和大麦,并祝愿凌放上市大卖。最后,伴随一汽丰田各事业体的祝福和产销联协的品质宣言,在一汽丰田员工《我奋斗 我幸福》歌声和“夯基础、提速度、快转型、跨双百、翻一番”的加油喝彩中,HARRIER凌放下线仪式圆满结束。

精益制造赋能HARRIER凌放


作为一汽丰田主打SUV车型的重要整车生产基地,长春丰越集中了最优势产品资源和生产资源。截至目前已累计生产整车超过120万辆,创造产值2051亿元,累计纳税370亿元,为发展地区经济做出了积极的贡献。
2019年,在一汽丰田统筹布局下,HARRIER凌放以941B为项目代码立项,从工厂22万辆扩能技术改造到新车下线,整体项目历经24个月建设期,项目规划投资8.04亿元。

改造后的生产线以智能制造为主导,集高品质、高效率,高自动化、高柔性化于一体,实现了模块化及多车型零件的通用化生产,是制造、产品、材料等技术创新成果的全面集成和应用。焊装线采用大量的小型高速焊接机器人,导入自动弧焊视觉引导系统及铝合金点焊等先进工艺,车身强度、表面品质方面取得了新的突破,骨骼精度达到98%以上,处于丰田全球事业体领先水平。涂装线导入丰田领先的IX涂装工艺,通过干式喷房过滤技术,提高了喷涂稳定性,确保了凌放漆面的高品质要求。总装生产线导入先进的自动涂胶设备、拧紧设备、检测设备,在确保工程内品质的同时提升了工厂产能,为新车高标准顺利达产奠定了坚实基础。

“最美SUV” 加持丰田Ⅰ级品质
基于一汽丰田TNGA-K平台架构以及先进的技术工艺,在达成全球丰田整车质量监查标准的同时,打造出一汽丰田家族魅力非凡的新成员。
为了打造HARRIER凌放Ⅰ级品质,工厂在建立生产制造、品质管理、供应商“三位一体”的大品质管理体系的基础上,重点在零部件、制造工艺、员工标准作业等多维度保证品质的同时,秉持客户第一理念,从焊装、涂装、成型,到总装、检查,每个工程、每个细节都追求极致与完美。技术方面,以高刚性车身、专属调校,精心打造了HARRIER凌放高标准的精致品质。

动力方面,全新改版的发动机悬架系统及领先的E-Four电子四驱系统,带来了极致静谧的优质驾乘体验。造型方面,唯美灵动的车身线条勾勒出“水滴式”车身,动感优雅,蕴含饱满的跑车姿态;首尾呼应的“鹞鹰之翼”元素的运用,尽显潮流魅力。安全性上,充分考虑主动安全和被动安全,全系标配全新一代Toyota Safety Sense智行安全2.0系统、标配7个SRS空气囊及高刚性车身,为乘客提供全方位的安全守护。

2021年是一汽与丰田战略合作的第十八年,一汽丰田以为900万中国客户提供极致美好的移动出行体验为初心使命,继8月份推出高端旗舰SUV皇冠陆放之后,11月份又倾力打造了一款最美SUV HARRIER凌放。它的成功下线,不仅诠释了一汽丰田始终与客户“共创共享、量产幸福”的初心使命,开启了一汽丰田转型升级、跃迁发展的崭新篇章。同时,作为一汽丰田的“桥头堡”,长春基地将以“双品牌、五款系列整车”的全新产品格局迈上22万辆产能新台阶,为一汽丰田品牌和竞争力提升注入活力、增添动力,为打造长春国际汽车城、推动地方经济发展做出新贡献。

阿瑞氏行业资讯:2021第十九届广州国际汽车展览会将于11月19日盛大开幕
广州国际汽车展览会创办于2003年,是三大汽车展览会之一,被誉为汽车市场风向标。11月19日,2021第十九届广州国际汽车展览会将于中国进出口交易会馆隆重举行。2021年广州车展秉承“新科技、新生活”的主题,预计展出面积预计24万m2,到会专业观众1000000人。

间:11月19日-28日(乘用车馆)

11月19日-22日(零部件馆)

其中11月19日为媒体日,仅对国内外媒体及特邀嘉宾开放。11月20日至21日为专业观众日,11月22日至28日为公众日。

点:中国进出口商品交易会琶洲展馆A B区

展会规划

(一)整车:A区全部13个展厅,集中展示国内外汽车厂商,充分展现汽车领域新技术、产品、服务和商业模式,向行业传递新理念,向市场展示新模式,为汽车加持新科技,为大众打造新生活。

(二)新能源及氢能源汽车:B区,集中展示智能汽车、新能源汽车,造车新势力、氢能源汽车系列品牌、技术及关键零部、充电基础设施、燃料电池、新材料等相关行业生态圈

(三)智能网联汽车:B区,集中展示时下最热的汽车黑科技,智能网联汽车技术、车联网技术、智慧出行、无人驾驶,车载AI智能系统,传感技术、动态地图技术、汽车导航技术、设计开发解决方案、测试解决方案、无人驾驶汽车等,为大众展示未来科技的无限可能。

(四)人工智能与汽车科技:B区,集中飞行车、无人飞行及的技术,科研院校、投资机构、初创公司等,加强人机互动、机器人指引与服务、AR/VR应用、5G体验等,在数字经济、智慧城市、等方面取得辉煌成就和未来发展构想。

(五)智能制造与数字产业:B区,集中展示汽车智能制造/工业互联网、电子商务、智能工厂、智能交通、网络安全技术领域的领军企业和先进方案以及内外大数据与云计算、人工智能、5G与北斗导航、新型显示、智能机器人、未来工厂车间示范工程,工厂控制系统整体解决方案,

(六)汽车零部件:B区,集中展示汽车关键零部件、轮胎轮毂、零部件加工技术及设备、测试测量技术、汽车模具及相关配套、汽车电子、汽车轻量化等联袂呈现,丰富及差异化的汽车零配件及相关产品。全面优化 产品分类及展馆布局,提升与会者的参观效率及观 展体验。持续关注汽车零部件、整车独立售后等热点,引领行业加速变革。。

大会亮点

1、在粤港澳大湾区整体规划带动下,华南地区数字跃创新发展潜力无限。广州需要一个与之地位和体量相匹配的高质量、重技术、创新型、综合性的展示平台。

2、汇聚汽车整个产业链生态圈上下游企业,推出更富体验性和互动性的融创新展示区,无法驾驶动态展示、人机互动,深度融合5G与汽车技术应用和解决方案,完美呈现产业链中的创新技术及产品的有效合作,体现数字新时代新生活。鼓励企业携手方案提供商一起将实际应用解决方案带到现场,以热门技术集合场景,为观众呈现不同应用解决方案,突出企业展示亮点,带动品牌提升, 激发创新灵感。

3、这里聚集着中国乃是全球地区优秀的汽车产业、技术和服务,能获得更多行业市场信息,扩大自己竞争力,能更加贴近了解客户,促进汽车科技成果转化吸引更多资本关注,提高合作成功率。

4、广州车展多场高端论坛,知名院士、专家及企业代表将共商汽车行业创新发展,就行业理论与关键技术、高性能计算与人工智能、大数据、云计算的融合发展,汽车设计与实现,未来汽车发展趋势和挑战等话题进行探讨交流。

5、论坛议题为:1、国家政策、市场分析;2、整车商电气化战略及技术;3、电池、电机、电控技术;4、混合动力技术;5、智能汽车技术;6、氢燃料电池车等。

6、各展馆内均划分区域,明确企业布展面积。参展企业全部为汽车相关领域优企业,智能、科技展区设计美观、高端、大气,通过声、光、电、AR/VR等新颖展示形式,重点展出汽车科技领域最新技术、产品、服务和商业模式,突出体现新、特、精和国际元素,突出展示企业研发“黑科技”,突出应用技术体验和人车互动。

参展单位

乘用车、新能源汽车、智能汽车、无人驾驶汽车、氢能汽车、商用车制造厂、商家;汽车互联网企业;汽车零部件制造厂、商家;汽车及相关产品设计、研发机构;汽车装饰用品、消费品商家;金融服务机构,汽车及相关产品商贸公司;汽车行业及相关媒体等

在展位图中,出现了沙龙品牌的身影,这也是长城全新品牌首次公开亮相;而布加迪品牌也是近年来首次参加国内车展,值得期待。


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