摘要︰
溫室氣體所帶來的暖化效應正逐步並有感的影響我們的生活。六氟化硫(SF6)氣體,是目前廣泛運用於電力輸電及配電網路的絕緣氣體,有著優異的滅弧性能、絕緣特性及穩定性,除了可提供長期安全的電力設備運行之外,也有助於氣體絕緣開關設備(GIS)及氣體絕緣線路(GIL)體積小型化。
然而,SF6的全球暖化潛值GWP卻是二氧化碳(CO2)的23,500倍,可以存在大氣層中約3,200年,是聯合國組織政府間氣候變化專門委員會IPCC評估過最強的溫室氣體。萬一被釋放到大氣1公斤的SF6相當於23.5噸二氧化碳所造成的暖化效應。假設SF6的年洩漏量為2,500公噸,其所造成的溫室效應等同於1,200萬輛車子一年的溫室氣體排放. 因此SF6在1997年的《京都議定書》中被列入了限制排放的氣體清單中。
隨著再生能源發電系統的增設,電力公司也需要安裝更多的電力開關設備以及斷路器在電網上。根據英國廣播公司BBC引述自英國卡地夫大學的研究,預估2030年,SF6的使用量將比現在大增75%以上。因此,尋找SF6的替代氣體方案刻不容緩。
過去的幾十年中,估計有超過2,000種化合物被評估,科學家們也針對了SF6的替代方案做了許多研究。如一般氣體(由乾燥空氣、氮氣、及二氧化碳混和而成)及全氟碳化物氣體等方式,但這些方式也伴隨著一些在運行上的先天缺陷。一般氣體,有著全球暖化潛值低的優點,但其絕緣強度只有SF6的約40%。全氟碳化物如三氟碘甲烷,有著低全球暖化潛值和高絕緣強度的性能,但對人體卻有著潛在毒性。
降低SF6排放可能對環境帶來的危害,3M致力於發展SF6的替代方案,通過量子化學計算,我們用密度泛函理論(B3LYP/6-311G*理論)作了分子模擬(使用Schrodinger Jaguar軟體),3M最終篩選出目前研究比較可能和有機會替代的兩款,是C4和C5,分別為Novec™4710及Novec™5110。
關鍵字:3M、六氟化流SF6、Novec™