磁流體又稱磁性液體、鐵磁流體或磁液，是一種新型的功能材料，它既具有液體的流動性又具有固體磁性材料的磁性。磁流體發(fā)電是一種新型的高效發(fā)電方式，其定義為當帶有磁流體的等離子體橫切穿過磁場時，按電磁感應定律，由磁力線切割產(chǎn)生電;在磁流體流經(jīng)的通道上安裝電極和外部負荷連接時，則可發(fā)電。

為了使磁流體具有足夠的電導率，需在高溫和高速下，加上鉀、銫等堿金屬和加入微量堿金屬的惰性氣體(如氦、氬等)作為工質(zhì)，以利用非平衡電離原理來提高電離度。前者直接利用燃燒氣體穿過磁場的方式叫開環(huán)磁流體發(fā)電，后者通過換熱器將工質(zhì)加熱后再穿過磁場的叫閉環(huán)磁流體發(fā)電。

近期，電工研究所研發(fā)全球首臺聚能射流磁流體發(fā)電原理性樣機，并成功實現(xiàn)發(fā)電。該技術(shù)顛覆了常規(guī)脈沖磁流體發(fā)電系統(tǒng)的加速和電離方法，有效突破了磁流體發(fā)電高速高電導率的技術(shù)瓶頸，解決了脈沖功率電源高功率輸出、高效率轉(zhuǎn)換、高速度響應、高可靠性和輕便化的技術(shù)難題，實現(xiàn)了超高功率脈沖磁流體電源的小型化。

磁流體發(fā)電技術(shù)是一種新型的高效發(fā)電方式，由于無需經(jīng)過機械轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，所以也稱之為直接發(fā)電，燃料利用效率顯著提高，用燃料(石油、天然氣、煤、核能等)直接加熱工作介質(zhì)，使之在高溫下電離成導電的離子流，然后讓其在磁場中高速流動。離子流中的正負離子分別在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，到達相應電極并將自身所帶的電荷傳遞給電極，即達成了發(fā)電的目的。這種技術(shù)也稱為等離子體發(fā)電，是一種將工作介質(zhì)的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能的先進技術(shù)。

本技術(shù)難點在于需要含鉀、銫等微量堿金屬的惰性氣體(如氦、氬等)作為工質(zhì)，所以如何大規(guī)模生產(chǎn)成本可接受的氣體為一難關(guān);另一方面，磁流體高溫陶瓷通道需長期在高達2000-3000K的溫度下工作，而電極長期在高溫惰性氣體下工作也容易被腐蝕，因而材料加工技術(shù)為另一大難關(guān)。燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)就是磁流體發(fā)電的典型應用。燃燒煤得到的2.6×10^6℃以上的高溫等離子氣體以高速流過強磁場時，氣體中的帶電粒子在洛倫茲力(一種由磁場對在其中運動的帶電粒子產(chǎn)生的力)的作用下流向電極，發(fā)出直流電，經(jīng)直流逆變成為交流電送入交流電網(wǎng)。

磁流體發(fā)電本身的效率僅20%左右，但由于其排煙溫度很高，從磁流體發(fā)電機排出的氣體可送往一般鍋爐繼續(xù)燃燒成蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電，組成高效的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，總的熱效率可達50%～60%，是正在開發(fā)中的高效發(fā)電技術(shù)中最高的。同樣，它可有效地脫硫，有效地控制NOx的產(chǎn)生，也是一種低污染的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。

在磁流體發(fā)電技術(shù)中，高溫陶瓷不僅關(guān)系到在2000～3000K磁流體溫度能否正常工作，且涉及通道的壽命，亦即燃煤磁流體發(fā)電系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)，高溫陶瓷的耐受溫度最高已可達到3090K。磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)比一般的火力發(fā)電效率高得多，但在相當長一段時間內(nèi)它的研制進展不快，其原因在于伴隨它的優(yōu)點而產(chǎn)生了一大堆技術(shù)難題。

磁流體發(fā)電機中，運行的是溫度在三、四千度的導電流體(注：此處導電流體的溫度與前文(“磁流體發(fā)電”條目下的第二段，“發(fā)電技術(shù)”與“發(fā)電流程”條目下的第一段)矛盾，望有關(guān)技術(shù)人員進行考證后對其加以修改)，它們是高溫下電離的氣體。電離了的氣體導電性能還不夠，為進行有效的電力生產(chǎn)，還要在其中加入鉀、銫等金屬離子，以提高其導電性能。但是，當這種含有金屬離子的氣流，高速通過強磁場中的發(fā)電通道，達到電極時，電極也隨之遭到腐蝕。電極的迅速腐蝕是磁流體發(fā)電機面臨的最大難題。

另外，磁流體發(fā)電機需要一個強大的磁場，人們都認為，真正用于生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)電機必須使用超導磁體來產(chǎn)生高強度的磁場，這當然也帶來技術(shù)和設備上的難題。最近幾年，科學家在導電流體的選用上有了新的進展，發(fā)明了用低熔點的金屬(如鈉、鉀等)作導電流體，在液態(tài)金屬中加進易揮發(fā)的流體(如甲苯、乙烷等)來推動液態(tài)金屬的流動，巧妙地避開了工程技術(shù)上一些難題，制造電極的材料和燃料的研制方面也有了新進展。

但想一下子省錢省力地解決磁流體發(fā)電中技術(shù)、材料等方面的所有難題是不現(xiàn)實的。隨著新的導電流體的應用，技術(shù)難題逐步解決，磁流體發(fā)電的前景還是樂觀的。在美國，磁流體發(fā)電機的容量已超過32000千瓦;日本、德國、波蘭等許多國家都在研制碘流體發(fā)電機。我國也已研制出幾臺不同形式的磁流體發(fā)電機。

磁流體發(fā)電的原理

根據(jù)電磁感應原理，用導電流體(氣體或液體)與磁場相對運動而發(fā)電。導電流體在通道中橫越磁場B流過時，由于電磁感應而在垂直于磁場和流速的方向上感生出一個電場E，如把導電流體與外負載相接，導電流體中的能量就可直接轉(zhuǎn)換成電能，向外輸出。這樣能省去普通發(fā)電機組中某些能量轉(zhuǎn)換的中間過程，因此這種發(fā)電又稱磁流體直接發(fā)電，在這種發(fā)電裝置中主要部件是發(fā)電通道、電極和磁場。裝置類型 按照電流由導電流體中引出的方式，發(fā) 電裝置可分為傳導式和感應式兩種。

在傳導式發(fā)電器中，電流是通過發(fā)電通道兩側(cè)的電極引出的;在感應式發(fā)電器中，沒有電極，電流直接由磁場繞組輸出。按照輸出 電流的類別，發(fā)電裝置可分為交流和直流兩種。根據(jù)工作介質(zhì)在裝置中是一次使用還是在系統(tǒng)中循環(huán)使用,發(fā)電裝置可分為開式和閉式兩種。根據(jù)發(fā)電通道幾何形狀的不同，發(fā)電裝置可分為直線型、渦旋型和徑向外流型等幾種。

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