近日，中国经济新闻网记者从兰州理工大学省部共建国家重点实验室获悉，专为光热发电领域量身打造的低成本耐热合金研发成功。
据兰州理工大学省部共建国家重点实验室教授、博士生导师喇培清介绍，此次新研发的低成本耐热合金，分别是高铝不锈钢、高铝耐热合金。研发团队基于材料科学微纳结构设计前沿理论，对合金成分进行优化设计，并经过调整热处理工艺，最终找到最佳的合金配方与制备工艺。使得低成本耐热合金在硝酸熔盐中，不仅具备较好的高温强度和稳定性，有效应对复杂装置设计要求，还具备出色的耐熔盐腐蚀性能。更为关键的是，得益于原材料的选择以及成分的调控，这几种合金成本较现有的高性能耐热材料大幅降低，为光热发电成本的削减提供了切实可行的路径。这一成果为光热发电产业的规模化、高效化发展注入了强劲动力。
光热发电作为可再生能源领域的重要分支，通过收集太阳能并转化为热能进行发电，具备储能特性，可实现稳定供电，对能源结构优化意义非凡。然而，其发展长期受限于关键材料的高成本与性能瓶颈。传统光热发电设备使用的耐高温材料，如347H不锈钢以及IN625合金等，这些高性能材料的高昂价格，使得光热发电项目的前期建设成本居高不下，进一步压缩了项目的盈利空间，成为制约产业发展的“拦路虎”。
研发过程中，团队克服重重困难。从理论研究阶段对合金成分的反复推演与计算，到实验阶段多次的测试与优化，每一步都凝聚着团队成员的心血。面对实验过程中出现的种种困难，研发团队积极寻找问题根源，引进先进设备和技术，逐步完善研发流程。经过多次实验，终于确定最佳的合金配方以及制备工艺。目前，低成本耐热合金已完成多项测试，测试结果表明，三种低成本耐热合金在力学性能方面，均具有良好的表现，并且满足光热发电用材料的服役需求。耐熔盐腐蚀性能方面，高铝不锈钢最低年腐蚀速率为52.61微米/年，而高铝耐热合金最低年腐蚀速率为24.64 微米/年，耐热合金的耐蚀性能接近于IN625合金，可以替代其作为低成本吸热器材料使用；而高铝不锈钢的最低年腐蚀速率为64.43微米/年，耐蚀性能接近于347H耐热合金，可以替代其成为低成本熔盐储罐材料使用。
喇培清教授表示，低成本耐热合金的成功研发，是光热发电领域的一大突破。它不仅解决了长期制约产业发展的关键材料难题，更为后续光热发电技术向更高温度、更高效率方向创新发展奠定了坚实基础。随着该合金的广泛应用，光热发电有望在能源市场中占据更重要地位，在助力实现碳达峰、碳中和目标的进程中发挥更为重要的作用，为构建清洁、低碳、安全、高效的全球能源体贡献中国智慧和中国方案。