零碳科技：低碳低能耗LionGlass玻璃

　　玻璃行业是建材行业的重要组成部分，是重要的基础材料产业，在国民经济和社会发展过程中具有不可替代的作用。主要应用领域包括建筑、机车车辆、光伏新能源、电子信息等。经过近年来快速发展，在规模、技术等发展取得明显成效。

　　在我国，“十二五”以来玻璃行业节能减排工作取得一定成效，绿色制造水平有所提高。目前平板玻璃生产线%；取得排污许可证企业占比96%以上，全面达标排放的生产线多家企业通过国家级绿色工厂评价。玻璃行业单位产品平均能耗由2012年的16.09kgce/重量箱下降至2020年的12.74kgce/重量箱。

　　按照单位万重量箱排放360吨二氧化碳计算，2020年中国平板玻璃二氧化碳排放量约3400万吨，约占全国碳排放量的0.33%;玻璃虽然碳排放总量小，但属于高能耗行业。玻璃行业碳排放主要来源于三方面：化石燃料燃烧排放占玻璃生产碳排放的60%以上，原料分解或碳氧化形成的二氧化碳占比25%-27%，电力排放占比约13%。

　　由John Mauro博士领导的宾夕法尼亚州立大学研究人员的目标是通过其发明“LionGlass”将这一足迹减少一半。

　　从窗户到水杯，最常用的玻璃形式在技术上称为钠钙硅酸盐玻璃。这种玻璃由三种主要材料熔融制成，包括石英砂、纯碱和石灰石。纯碱是碳酸钠，石灰石是碳酸钙，二者在融化时均释放二氧化碳（CO2）。另外，制造这种常见材料需要温度高达 1500 °C (2732 °F) 的熔炉，这当然会消耗大量能源，并向大气中释放大量二氧化碳。

　　现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员改进了玻璃的配方，使其生产起来更加环保，同时也更加坚固。该团队将这种新型玻璃组合物系列称为“LionGlass”，通过将纯碱和石灰石替换为氧化铝或铁化合物，获得了新的功能。二氧化硅含量可以从 40% 到 90%（按重量计）变化。

　　更换碳酸盐不仅可以减少熔化过程中的直接排放，还可以将所需温度降低高达 400 °C (720 °F)。这反过来又减少了约 30% 的能源消耗，从而减少了碳排放。

　　LionGlass还被发现具有比标准钠钙玻璃至少高 10 倍的抗裂性。该团队在维氏金刚石压头下测试了样品，发现即使在 1 千克（2.2 磅）的力载荷下，玻璃也不会破裂 - 相比之下，普通玻璃在仅 0.1 千克（2.2 磅）的载荷下就会开始破裂（ 0.2 磅）。LionGlass 的抗裂性可能比这个更高，但这是测试设备所能达到的最高水平。

　　该团队表示，LionGlass 的好处在现实世界中可以成倍增加。由于其强度较高，用该材料制成的产品可以更薄、更轻。

　　“我们应该能够减少厚度，同时仍然获得相同水平的抗损伤能力，”该项目的首席研究员约翰·毛罗（John Mauro）说。“如果能够生产出重量更轻的产品，那对环境将更好，因为使用的原材料更少，生产所需的能源也更少。即使在下游，对于运输而言，这也减少了运输玻璃所需的能源，因此这对每个人来说都是双赢的局面。”

　　该团队已为 LionGlass 申请了专利，并希望能够尽快将其推向市场。