摘要。建筑部门的脱碳需要开发提供能源效率的建筑组件,同时产生最小的环境影响。我们研究了聚合物3D打印(3DP)对于制造单材料半透明的立面组件的潜力,其性能可以根据气候结合和功能要求来定制。这些组件具有减少建筑物中能源消耗的潜力,同时,由于原料材料的可回收性,可以用最小的环境影响来制造。在这项研究中,我们探讨了成分几何形状对具有定制间结构的3DP对象的热绝缘特性的影响。使用机器人聚合物挤出机制造不同的原型,并按照热盒测试方法测量其热性能。然后使用实验结果来校准传热模拟模型,描述了通过组件的诱导,自然对流和红外辐射的关节作用。我们表明,只能通过更改内部空腔分布和尺寸来制造提供范围从1.7到1 W/m 2 K的绝缘聚合物组件。这证明了为不同气候条件和要求设计3DP热构件的可能性。这项研究提供了对聚合物3DP立面热行为的首次见解。结果表明,这种创新的制造技术有望在立面上应用,并鼓励进一步研究表演者和低体现的能源3DP建筑组件。
锌金属电池 (ZnBs) 因其在水性电解质中的可操作性、Zn 含量丰富和可回收性而安全且可持续。然而,Zn 金属在水性电解质中的热力学不稳定性是其商业化的主要瓶颈。因此,Zn 沉积 (Zn 2 + → Zn(s)) 不断伴随着氢析出反应 (HER) (2H + → H 2 ) 和树枝状生长,进一步加剧了 HER。因此,Zn 电极周围的局部 pH 值增加并促进 Zn 上形成不活跃和/或导电性差的 Zn 钝化物质 (Zn + 2H 2 O → Zn(OH) 2 + H 2 )。这加剧了 Zn 和电解质的消耗并降低了 ZnB 的性能。为了推动 HER 超越其热力学电位(pH 0 时 0 V vs 标准氢电极 (SHE)),水包盐电解质 (WISE) 的概念已用于 ZnBs。自 2016 年发表第一篇关于 ZnB WISE 的文章以来,这一研究领域不断取得进展。本文概述并讨论了这一有希望加速 ZnBs 成熟的研究方向。本综述简要介绍了 ZnBs 中传统水性电解质的当前问题,包括 WISE 的历史概述和基本理解。此外,还详细介绍了 WISE 在 ZnBs 中的应用场景,并描述了各种关键机制(例如副反应、Zn 电沉积、金属氧化物或石墨中的阴离子或阳离子插入以及低温下的离子传输)。
气候相关风险大致可分为向脱碳社会过渡的风险(过渡风险)和全球变暖的物理影响的风险(物理风险)。这些风险可能导致成本增加(生产、内部管理、融资等)和收入减少。如果向脱碳社会过渡(集团业务战略的前提)取得进展,预计社会对减少所有产品和服务的温室气体排放的需求将会增加,能源供需将发生变化,由于可再生能源发电量增加而导致的能源结构变化以及汽车电气化(转向电动汽车)的进展。此外,在这种情况下,温室气体排放法规收紧、技术开发负担增加以及技术开发延迟等过渡风险可能会超过物理风险。为了应对过渡风险,三菱电机集团已经在努力通过实施其环境计划和设定 SBT 来减少温室气体排放。例如,即使温室气体排放限制收紧,我们认为影响也很小。我们估计,即使材料价格飙升,只要更加积极地推行环保设计,就可以将影响降至最低,这反过来也会支持我们已经在努力的全球变暖对策、资源节约和可回收性。此外,为了应对空调制冷剂等法规的收紧以及低碳高效技术的开发竞争,我们正在战略性地结合短期、中期和长期的研发投资来开发新技术。此外,我们还对环境活动进行资本投资,包括节能等全球变暖对策。
聚氨酯(PU)在全球生产的第6个最多的聚合物中排名,并且由于其提供的物业多样性而被广泛用于多种应用中。尽管如此,PU仍在提出有关环境,立法,健康和回收问题的问题。在这种情况下,引入了异氰酸盐毒性,异氰酸酯,水生PU系统和非异氰酸酯聚氨酯(NIPU),以防止异氰酸酯处理风险。此外,可持续的原料脱颖而出,综合了绿色的pu。特别是,基于生物的多功能醇和异氰酸酯化合物已经出现了具有靶向化学和机械性能的完全基于生物的PU材料。最后,市场上放置的大量PU现在导致了有关其在环境中积累的环境问题。因此,最近开发了几种方法,以促进其寿命终止的管理和可回收性。本综述提供了有关PUS合成的最新进展的完整概述,重点是替代有毒异氰酸酯和基于石油的资源,使用更绿色的过程及其回收方法。在快速摘要有关脓历史和全球状况的摘要之后,在学术和工业方面引入了不同的基于生物的酒精和异氰酸酯,以及相应的PU概述了。此外,讨论了产生nipus的不同合成途径。最后,概述了脓液的酶和化学回收。©2024作者。由Elsevier Ltd.这是CC BY-NC许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)下的开放访问文章
与循环经济相关的战略和框架:2018 年通过的绿色增长政策是促进生产力、增长和经济竞争力的关键战略,同时确保可持续利用自然资本和社会包容,符合 2030 年的气候目标。 [2] 为实施该政策,商务部 (MINCIT) 和环境与可持续发展部 (MADS) 于 2019 年发布了国家循环经济战略。该战略作为指导方针,通过提高耐用性、可重复使用性、可修复性和可回收性,支持优先考虑的物质和资源流(如包装、建筑、工业材料、大众消费产品以及自然资源)向循环经济过渡。该战略的实施需要一系列有利条件,国际资源、资金和知识可以为此做出重大贡献。有必要通过技术援助和财政支持使企业正规化。此外,采用可持续实践认证计划(例如,通过生态标签促进竞争和可持续性)也需要支持。此外,22 家国家商业和开发银行与国家规划部 (DNP) 和环境与可持续发展部自愿签署了《绿色议定书》。目标是走向可持续和低碳增长,保护和确保自然资本的可持续利用,改善环境质量和治理,以及通过为绿色项目提供贷款和改善环境审查和绩效来实现弹性增长并降低脆弱性。虽然一些银行已经发行了绿色债券,[3] 但该国寻求
摘要。追逐可持续性已在复合纤维和再生塑料方面取得了很大的进步,这些塑料在许多领域都可以提供可行的选择。复合纤维以其创纪录的破坏力量到重量的比例和功能的能力而闻名,这就是为什么它们从汽车行业到航空的全部使用。但天然纤维是亲水性的,因此它们与疏水矩阵无法充分混合,它们需要表面调整和阻燃性处理,以便将复合材料表现出来。另一方面,塑料最重要的好处之一是它们的可回收性,回收计划可以做很多事情来应对广泛的塑料污染。回收具有积极的环境影响,但是在塑料回收方面仍然存在重大挑战,包括污染和所有需要解决的不同类型的塑料。可以通过更好地分类和回收塑料废物的方法来为这些问题提供有希望的答案。例如,与通过回收塑料制成的常规材料相比,生命周期评估和碳足迹研究对于确定对环境的影响至关重要。在这项研究中,我们可以看到,通过其生命周期综合纤维的所有内容都可以排出最少的温室气体,从而减少了能量用途以减少污染。一般而言,可持续指标在确保我们基于可靠信息做出选择的情况下绝对必要同样,与处女相比,关于再生塑料的工作通过从塑料废物中节省垃圾填埋场,减少了对原材料的需求和高能源生产技术来降低对环境的影响。
与先进的锂离子系统相比,利用锂金属阳极的固态电池具有提高性能(比能 >500 Wh/kg,能量密度 >1,500 Wh/L)、安全性、可回收性和降低成本(< 100 美元/千瓦时)的潜力。1,2 这些改进对于电动汽车和卡车的广泛应用至关重要,并可能催生短途电动航空业。1-3 人们对固态电池的期望很高,但仍有许多材料和加工方面的挑战需要克服。2020 年 5 月 15 日,橡树岭国家实验室 (ORNL) 举办了一场为时 6 小时的全国在线研讨会,讨论实现固态锂金属电池的最新进展和主要障碍。研讨会包括来自国家实验室、大学和公司的 30 多位专家,他们都从事固态电池研究多年。与会者的共识是,尽管固态电池的最新进展令人兴奋,但仍有许多东西有待研究、发现、扩展和开发。我们的目标是研究这些问题,找出最迫切的需求和最重要的机会。组织者要求研讨会参与者通过阐明材料和加工科学、机械行为和电池架构方面的基础知识差距来表达他们的观点,这些对于推进固态电池技术至关重要。组织者利用这些意见制定了研讨会议程。该小组还考虑了什么将激励美国制造业的采用,以及如何加速和集中研究注意力以造福美国的能源、气候和经济利益。参与者确定了硫化物、氧化物和聚合物固态电池的优缺点,并确定了不同化学物质之间的共同科学差距。解决这些共同的科学差距可能会揭示未来最有前途的系统。
环氧玻璃二聚体代表了一类新的高性能可持续树脂,因为它们具有所需的机械和热延展性。不幸的是,由于机械鲁棒性,可回收性和R.T.的“冷冻”状态,现有的环氧玻璃二聚体无法在室温(R.T.)上进行自我修复(R.T.)。此处是通过固化双(2,3-环氧丙基)环氧基-4-烯1,2-二羧酸盐(DCNC),具有50 wt%的磷/硅/硅含量的聚乙基烯(ped-Ethylenemine in R.t ped),是一种高性能的超单血性环氧玻璃体玻璃体(DCNC/50PEDA)。将互补的动态非共价氢键和π-π堆积和共价β-羟基酯键集成到DCNC/50PEDA网络的高弹性分支单元中。此设计使玻璃二聚体具有室温的自愈合效率,高达96.0%,高机械强度达到36.0 mPa,并且所需的闭环回收能力。此外,它对各种底物的牢固粘附力和出色的火势粘贴,例如,有限的氧指数为39.0%,所需的UL-94 V-0等级使其成为适合火焰底物(例如木材)的出色的火涂层。这样的性能投资组合使DCNC/50PEDA的表现胜过现有的自我修复聚合物和玻璃二聚体。这项工作建立了一种有希望的互补动态设计协议,可通过整合动态的非共价互动和共价键来创建自我修复,强,可回收和火力安全的聚合物,这些键在工业中具有很棒的现实应用,例如散装材料,涂料,涂料和胶粘剂。
摘要 - “关闭循环”的概念已成为当代社会的基本原则,尤其是在可持续和循环系统的背景下。本摘要研究了在材料科学,能源管理和减少废物方法中取得的显着进步,所有这些方法在实现更加环保和资源有效的未来中起着至关重要的作用。材料科学领域经历了重大进步,其特征是向可持续和可回收材料的利用进行了显着的过渡。由于许多创新的出现,包括可生物降解的塑料,智能材料以及对创新复合材料的研究,制造业和消费部门正在经历重大转变。这些进步在重新定义这些行业的当前景观方面起着至关重要的作用。通过将耐用性,可重复使用性和可回收性的原理纳入材料的设计中,我们有效地减轻了对有限资源的依赖并减轻产品的环境影响。除了材料的进步外,能源管理领域已成为一个突出的重点。将可再生能源,节能技术和电网优化的结合融合到了产生,分布和消耗能源的方法。这些技术进步不仅可以减轻温室气体的排放,而且还促进了能源自给自足的实现,并增强了承受和适应与气候相关的逆境的能力。当我们探索这些显着的发展时,我们发现了材料,能源和废物管理之间的互连。这些领域的融合表明,对可持续性的全面方法不仅可以实现,而且是必要的。通过整合这些进步,不仅可以缓解环境后果,还可以促进经济增长,创造就业机会以及增强社会福祉。
摘要在对人类活动对气候变化的后果的越来越多的意识中,所有部门都越来越多地压力,以大大降低其环境足迹,尤其是其碳排放;运输通常是关注点的核心。此关键挑战并不是什么新鲜事物,但现在得到了强烈加强,此外还包括其他传统驱动因素,例如提高性能,满足所需的生产率和控制总拥有成本。铝制行业的位置良好,积极地为这些可持续性挑战做出了贡献。首先,该行业正在部署从冶炼到最终加工的铝生产的巨大工作。这意味着各种方法,包括赞成绿色能源,但也继续该行业在增加使用再生材料方面的长期努力。铝实际上非常适合循环经济,因为它的出色可回收性已经使包装和汽车行业受益。多亏了一套非常有趣的属性,它被大量用于电池电动汽车。关于航空航天,铝合金在目前正在研究的替代推进技术方面也可以很好地定位,例如,由于其对氢气罐的适应性以及对复杂的3-D装载案例的适用性,该案例将由多个电动发动机产生。本演讲将说明旨在解决上述复杂方程的主要发展趋势。正在开发已开发的高性能产品,新的铝合金和各种混合解决方案正在开发,以为所有运输方式提供高级轻量级解决方案,包括汽车和航空航天。这些事态发展还纳入了先进制造过程的工作,这些过程仍然非常适合现有工厂,以帮助客户达到成本和雄心勃勃的野心以及其可持续性目标。
