摘要。这项研究的目的是开发创新的损害响应性细菌基于细菌的自我修复纤维(以下称为生物纤维),可以将其掺入混凝土中以同时启用两个功能:(1)裂纹桥接功能以控制裂纹生长和(2)发生裂纹时发生裂纹愈合功能的裂纹功能。生物纤维由承载核心纤维,含细菌水凝胶的鞘和外部不渗透应变反应性壳涂层组成。即时浸泡制造过程与多个含有含细菌的,亲水性的前聚合物和交联试剂的储层一起使用,以开发生物纤维。亚硫酸钠用作前聚合物,通过核纤维上的离子交联产生钙藻酸盐水凝胶。在水凝胶中掺入了脂肪菌的休眠细菌(孢子)作为自我修复剂。然后,将不可渗透的聚合物涂层应用于水凝胶涂层的核纤维。使用聚苯乙烯和聚乳酸的聚合物混合物制造了不可渗透的应变反应性壳涂层材料。在这项研究中,高钙钙酸钙的高肿胀能力提供了微生物诱导的碳酸钙沉淀(MICP)化学途径所需的水。应变反应不足的涂层在混凝土铸造过程中提供了足够的柔韧性,以保护孢子和藻酸盐,并在破裂和足够的应力应变行为之前,以在发生裂缝时赋予损害反应性以激活MICP。研究了开发的生物纤维的行为,水凝胶的肿胀能力,壳涂层的不渗透性,孢子铸造的生存能力和MICP活性。
随着世界转向低碳未来,对高效,安全和成本效益的储能解决方案的需求变得越来越重要。氢已经成为有前途的能量载体,具有许多优势,例如高能密度,零发射燃烧和多功能应用。尽管如此,仍然存在有效的氢储存的挑战。本研究研究了北达科他州地下氢(UHS)的潜力,评估了其在支持该地区可再生能源目标方面的机会和挑战。北达科他州的独特地质特征,丰富的可再生能源资源以及不断增长的能源需求使其成为UHS实施的理想场所。本评论探讨了各种UHS技术,包括盐洞,耗尽的石油和天然气储层以及含水层,强调其技术可行性,环境影响以及北达科他州环境中的经济生存能力。在地下盐形成中创建的盐洞穴由于不渗透性,结构完整性和快速循环能力而非常适合UHS。北达科他州的丰富盐沉积物,尤其是在威利斯顿盆地,为大规模氢存储提供了很大的机会。耗尽的石油和天然气储层提供了另一种可行的选择,利用现有的基础设施和水库知识。该州的石油和天然气生产历史悠久,为潜在的UHS项目产生了许多耗尽的储层候选者。含水层是天然存在的地下水地层,构成了第三个选择。虽然比盐洞的研究少于盐洞和耗尽的水库,但由于其广泛的分布和实质性储存能力的潜力,含水层在北达科他州对UHS表现出了希望。此外,我们强调了国家的关键经济因素和利益。总而言之,这项研究对与在北达科他州实施地下氢存储有关的机遇和挑战进行了全面评估。通过对该地区的地质特征,经济因素和环境问题进行详细分析,我们旨在为决策者,行业利益相关者和研究人员提供宝贵的见解。此信息可以帮助告知未来的UHS项目,并支持该州向可持续能源未来的过渡。