搜索可再生起源和低成本的新相变材料(PCM),作为使用石蜡蜡的替代方法,有助于太阳能热能系统的环境弹性。可再生原产的PCM的重要来源是植物油和脂肪,尤其是那些具有既定农业链的脂肪。在全球范围内,棕榈油在许多工业领域都定位为必不可少的产品。棕榈油炼油的主要副产品之一是棕榈脂蛋白,可以将其氢化以改善其热性能。本文介绍了位于哥伦比亚Paramo地区的太阳能热储能系统(STESS)的性能的结果,高度为3,200 M.A.S.L.系统将热量储存在550千克氢化棕榈树脂蛋白(HPS)中,其中包含在矩形容器中,可以为乡间别墅提供热水和空间加热。白天的平均环境温度为12°C,晚上为7°C。这个实验站实现了一个可靠的测量和控制系统,其中包括39个PT-100型温度传感器,以及基于Arduino和Raspberry Pi设备的控制系统连接的不同执行器。此配置许可证还可以实现远程监视系统。构造的Stess采用140个收集器管,在95°C的最高温度下运行。根据运行7小时的能量负荷测试,将大约40.0 mJ的热量存储在氢化的棕榈树脂蛋白中。在同一时期,传热液接收了约170 MJ的能量。在随后的放电测试中,储存在HPS中的热量使房间内的环境温度在夜间在外部环境温度高达8小时以上的周围温度保持在8°C,这表明从可再生源中使用此新PCM的技术可行性。
i. 地球上的生命 [ 4 个讲座]:原始条件下有机分子的形成、热液喷口的作用;RNA 在第一个自我复制系统假设中的意义;细胞生命的出现;代谢途径的发展;以及产氧光合作用的兴起。 ii. 太空环境中的地球生命 [5 个讲座]:微生物对太空物理极端条件的适应,例如温度、辐射、压力、重力和地球化学极端条件(例如干燥、盐度、 pH 值、氧气耗尽或极端氧化还原电位);模拟地球上的月球和军事环境。 iii. 太空生命的生物特征 [5 个讲座]:生命的定义;寻找我们所知的生命;寻找我们不所知的生命;太空生命的潜在生物特征;分子、同位素和形态生物特征,例如特定的有机分子、同位素比和微化石结构;了解当前检测方法的局限性并讨论潜在发现对我们理解宇宙生命的影响;在光谱数据中识别潜在的生物特征 iv. 生命研究的空间仪器 [5 个讲座]:现场生命检测和监测太空生命的方法;从任务科学到飞行硬件;行星保护和污染控制;样品处理和流体学;热环境和调节;抗辐射;虚拟原型;仪器验证平台(实验室、气球、火箭、立方体卫星、国际空间站、AUV 等)。 v. 印度航天任务中的天体生物学和空间生物学 [2 个讲座]。 Gaganyaan 和载人航天。 Chandrayaan-4、Chandrayaan-5、Bharatiya Antariksha 站、金星和火星任务(检测生物特征)。 c. 先决条件(如果有):N/A d. 包含在学习课程手册中的简短摘要:
从烟气中分离 SO2 的传统方法是用湿式石灰石洗涤或用胺基吸收剂处理。[6] 重油或煤燃烧产生的烟气通常含有 500-3000 ppm 的 SO2 ,使用这些成熟的方法可将其降低高达 95%。[7] 重要的是,<500 ppm 的痕量 SO2 仍残留在烟气中并排放到大气中。而且,这些残留的 SO2 会使 CO2 吸附剂失活或毒害选择性 NOx 氧化催化剂。[8–10] 因此,进一步降低烟气中的 SO2 含量具有重要的经济和环境意义。多孔材料对 SO2 的可逆物理吸附被视为进一步降低烟气中 SO2 的一种方法。目前,用金属有机骨架(MOF)进行 SO2 吸附引起了人们的浓厚兴趣。 [11–27] 金属有机骨架通常是微孔金属配体配位网络,具有均匀的孔隙率、低密度,并可通过有机连接体(即金属桥接配体)进行高度可调。[28] MOF 在作为吸附剂(特别是 N 2 、 H 2 、 CO 2 、 CH 4 等)用于未来的气体储存和气体分离 [29–31] 或有毒和污染气体的捕获方面的作用受到广泛研究。[32–38] 然而,MOF 通常不具有很高的化学和热液稳定性。[39] MOF 的优势显然在于它们的可设计性,尤其是它们可控的孔径和可修改的孔表面是无与伦比的,然而,其他多孔材料也可能具有良好的 SO 2 吸收特性。典型烟气混合物的主要成分是 N 2 或 CO 2 以及少量 SO 2 (500–3000 ppm)。[7] 对 SO 2 的亲和力优于 CO 2 和 N 2 ,这决定了高选择性,这对于实现高分离效率至关重要。有前途的材料还应具有较高的 SO 2 单气
闭环地热系统为资源受限的水热系统和刺激密集型地热系统提供了替代方案。在这项工作中,我们采用细长的体型理论(SBT)模型来模拟丹佛 - 朱尔斯堡盆地Wattenberg地区U环井设计的井流量和传热性能。研究了三种U环井模式,包括单,双重和多边设计。感兴趣区域内的地下的特征是深,热(> 200°C)的火成岩/变质地下室岩石,其背后是多个沉积地层。在6 km的目标深度内,U环的侧截面(S)估计接近300°C。作为基本情况,通过用u-loops中的SBT模型模拟带有开孔的侧面的SBT模型,研究了仅传导热传递,这些模型将使用水作为工作流体直接与热的干燥岩石直接交换。还考虑了超临界CO 2作为传热液的利用。在每种情况下,都评估了20年期限内的每年热量产生和温度曲线的系统性能。此外,使用自上而下的技术经济分析模型确定热量和电的升级成本(LCOH和LCOE)。结果表明,性能和成本优化的U-Loop设计是一种注射井的井间距为1,000米,具有10个50米间距的侧面,其温度梯度为60°C/km。通过此回路以60 kg/s的速度注入20°C的水,可以实现19兆瓦Th的平均热量产量(即2.2兆瓦E净植物产量),从而使LCOE和LCOH分别为$ 136/MWH E和$ 1.53/gj,在20年的项目中。
全球对可再生能源的需求不断增长,这加剧了对生物质转化的研究,其中异相催化成为优化生物燃料生产效率和可持续性的关键技术。生物质是一种复杂的有机原料,其催化转化涉及固液和固气界面上复杂的动力学和热力学相互作用。了解这些相互作用对于提高催化剂性能、反应选择性和整体工艺效率至关重要。本研究探讨了生物质转化中异相催化的动力学和热力学建模,重点研究了控制热解、气化、热液液化和生物乙醇合成的催化机制。对 Langmuir-Hinshelwood、Eley-Rideal 和幂律模型等动力学模型进行了评估,以描述反应速率对催化剂表面特性、原料成分和工艺条件的依赖性。此外,热力学模型提供了对反应可行性、能量障碍和相平衡的洞察,这对于优化反应途径至关重要。本文还回顾了计算建模的最新进展,包括密度泛函理论 (DFT)、蒙特卡罗模拟和基于机器学习的预测模型,以了解它们在加速催化剂设计和反应优化方面的作用。动力学和热力学见解的结合使得合理设计具有增强的活性、稳定性和对生物质衍生燃料和化学品的选择性的催化剂成为可能。尽管取得了重大进展,但由于催化剂失活、工艺多变性和能源密集型再生方法,将实验室模型扩展到工业应用仍然存在挑战。未来的研究应侧重于开发稳健的多尺度模型,将实验数据与人工智能驱动的模拟相结合,以推动生物质转化为能源技术的创新。
许多政府和机构都在倡导更多地部署可再生能源,以降低碳足迹并减轻气候变化的影响。康奈尔大学制定了“气候行动计划”,以实现碳中和,其中从深层岩石中提取的地热(地球源热)是其中的关键组成部分。本文提出将基载地热供热与康奈尔奶牛场废弃生物质能源相结合,以满足校园的峰值供热需求。设想中的生物质峰值系统由混合厌氧消化/热液液化/生物甲烷化工艺组成,可生产可再生天然气 (RNG) 以注入和储存到天然气 (NG) 配电网中,并在供热需求高峰时使用天然气抽取量。我们表明,使用康奈尔 600 头奶牛的粪便连续生产 RNG 可满足 97% 的年度峰值供热需求(9661 MW h),每年可提供 910 10 6 升 RNG。整个 RNG 系统需要 890 万美元的资本投资,假设有优惠政策,在 30 年的项目生命周期后,可以实现 32 美元/GJ(最低 RNG 销售价格)的有效平准化热成本 (LCOH) 和 750 万美元的净现值。通过检查 RNG 注入的一系列激励价格(47 美元/MJ)并假设批发公用事业成本(NG 提取和电力进口),可以量化优惠政策。以纽约商业 NG 价格(7 美元/GJ)出售 RNG,以商业价格进口公用事业,产生的 LCOH(70 美元/GJ)超过 RNG 销售价格,凸显了碳信用额对财务盈利能力的重要性。
拟议的研究涉及“主题领域 1:将海藻转化为低碳燃料和生物产品”,并计划开发一种低成本连续催化热液液化 (CHTL) 工艺 (TRL2→4),该工艺能够处理腐蚀性原料,以展示将褐藻 Saccharina latissima (糖海带) 中的多糖最佳转化为低碳、稳定且高能量密度 (>35 MJ/kg) 的生物油/生物原油前体 (产量 >45 wt.%),用于可持续航空燃料 (SAF)。为了进一步提高可行性和可持续性,我们建议探索 i) 储存和预处理方法,以保存多糖,同时降低灰分/盐含量;ii) CHTL 反应器系统的低成本涂层,以承受与连续、热效率高、高通量反应器运行相关的腐蚀性反应条件。我们工艺开发工作的总体目标是制定适用于农场藻类生物精炼模式的糖海带连续 CHTL 加工蓝图,使温室气体排放减少 60% 以上(石油原油基线)。所提出的方法解决了目前在以下方面的知识空白:1)节能高效的海带储存,保存多糖;2)HTL 原料的高盐/灰分管理;3)生物原油的稳定性和热值;4)连续水热加工以获得高能生物原油;5)反应器腐蚀问题,以解决在更高 TRL 下生产生物原油的可行性。该项目将使用由低成本 304H 钢制成的具有耐腐蚀涂层的 CHTL 反应器系统,展示从糖海带中连续生产 500 小时或 3 周的油,并在考虑 SAF 途径的同时,通过 TEA 和 LCA 展示经济和环境影响。
ZnMgO 固溶体体系之所以受到关注,是因为通过改变其成分可以调整许多重要的物理特性。该合金体系在室温下覆盖了直接带隙 3.36 eV(ZnO)和 7.8 eV(MgO)之间的宽紫外 (UV) 光谱范围,因此对短波长光学应用非常有吸引力,例如紫外探测器 [1-3] 和光发射器 [4-6]。Zn 1-x Mg x O 体系 [7,8] 通过调整体系中的成分(x 参数值),可以模拟宽光谱范围内的光学、发光和光电特性。通过改变成分,可以生产用于短波长 UV-A(320-400 nm)、UV-B(280-320 nm)和 UV-C(200-280 nm)辐射的装置 [9,10]。这些材料的纳米结构化,特别是纳米结构薄膜的生产,是模拟特定性能的另一个元素。各种技术已用于制备 ZnMgO 薄膜,如脉冲激光沉积 (PLD) [11]、等离子体增强原子层沉积 (PE-ALD) [12]、热液 [13]、化学浴沉积 (CBD) [14]、射频等离子体辅助分子束外延 (RF-MBE) [15-18]、DC [19, 20] 和 RF [21-23] 磁控溅射、化学气相沉积 (CVD) [24]、金属有机化学气相沉积 (MOCVD) [25, 26]、气溶胶沉积 [27-31] 和溶胶-凝胶旋涂 [30, 32-35]。气溶胶沉积法具有易于控制和处理化学品和基材以及对化学计量具有出色控制的优点。由于采用非真空设备、低温处理、低缺陷密度和低环境影响,该方法适合于以更快的速度和低成本制备高质量大面积薄膜。该方法可以在相当短的时间内沉积薄膜,易于掺杂,并制备具有良好电学和光学性质的均匀薄膜。
由降水所产生的在自然界中比比皆是,从热液通风口的烟囱到洞穴中的苏打水。 它们的形成受到预言发生的化学梯度的控制,定义了模板生长结构的表面。 我们报告了一种自组织的周期性模板,在铁 - 硫酸盐溶液中用电化学产生肾小管结构;铁氧化物沉淀在气泡表面,这些气泡在管缘上徘徊,然后脱离,然后留下一圈材料。 通过氨从气泡扩散到溶液中,酸 - 碱和氧化还原梯度自发产生,在管壁内组织径向构成分层,这是一种通过含有凝胶含量的摄氏4的氨基氧化物形成的复杂的液体氧化物模式在更大范围内研究的机制。 当壁内形成磁铁矿时,管可能会在外部磁场中弯曲。 在speleothem形成中与自由边缘问题的联系被强调。 产生管状结构的 t繁殖过程跨越了大量的尺度和机制。 在一个极端处是铁硫化物的烟囱,高于水热通风孔(1),在上升,酸性,酸性,热,富含矿物质的液体和较冷的海水周围的碱性,碱性,富含矿物质的液体和更冷的海水之间形成。 有毫米尺度的空心''botryoidal'(类似葡萄的)簇和硫化铁硫化铁的烟囱的化石证据(2)。 管状化石的“藻类结构”,可能是生物源,在带状铁的沉积层中发现(3)。 1)。在自然界中比比皆是,从热液通风口的烟囱到洞穴中的苏打水。它们的形成受到预言发生的化学梯度的控制,定义了模板生长结构的表面。我们报告了一种自组织的周期性模板,在铁 - 硫酸盐溶液中用电化学产生肾小管结构;铁氧化物沉淀在气泡表面,这些气泡在管缘上徘徊,然后脱离,然后留下一圈材料。通过氨从气泡扩散到溶液中,酸 - 碱和氧化还原梯度自发产生,在管壁内组织径向构成分层,这是一种通过含有凝胶含量的摄氏4的氨基氧化物形成的复杂的液体氧化物模式在更大范围内研究的机制。当壁内形成磁铁矿时,管可能会在外部磁场中弯曲。在speleothem形成中与自由边缘问题的联系被强调。t繁殖过程跨越了大量的尺度和机制。在一个极端处是铁硫化物的烟囱,高于水热通风孔(1),在上升,酸性,酸性,热,富含矿物质的液体和较冷的海水周围的碱性,碱性,富含矿物质的液体和更冷的海水之间形成。有毫米尺度的空心''botryoidal'(类似葡萄的)簇和硫化铁硫化铁的烟囱的化石证据(2)。管状化石的“藻类结构”,可能是生物源,在带状铁的沉积层中发现(3)。1)。生物源例子包括软体动物贝壳,部分形成,部分是由于通过地幔中的泵送机制维持的化学梯度(4)和某些细菌,以及某些细菌,该阴离子多糖鞘的鞘吸引并吸引金属阳离子,可以产生由生物体细胞体(5)产生的管状结构(5)。最近的工作还确定,从微生物中挤出的多糖链可以充当氧化铁氧化铁沉淀的模板(6),并且细菌细胞的细丝甚至可以用作合成矿化的模板(7)。石灰石洞穴中的Speleothem形成提供了另一种相关的检查。当水向下流动,并徘徊在吊坠下,溶解的二氧化碳量大,提高pH值,并在滴下碳酸钙沉淀。掉落的脱落留下了一块附着在生长管上的材料环;重复此过程会产生直接的“苏打水”或弯曲的‘helictites'(8)。在电气沉积中也证明了气泡上的降水膜形成(9)。最后,树状“硅酸盐花园”(10-12)生长在硅酸钠溶液中,含有金属离子盐,可能来自硅酸盐凝胶膜上的渗透胁迫,现在可以以非常控制的方式研究(13)。我们在这里描述了一个自组织的过程,该过程是根据气泡的模板作用而生长的(图在电化学细胞的阴极生产,这些气泡支持在气体溶液界面形成的沉淀膜。气泡的脱离留下了延伸试管的物质环,过程继续。从机械上讲,这是洞穴中苏打水的增长的相位版本。,气泡以一到几秒钟的间隔脱离,这些
氢(H 2)是一种干净的燃料和能量过渡到绿色可再生能源的关键促进器,到2050年才能实现零排放的方法。地下H 2存储(UHS)是一种重要的方法,为低碳经济提供了一种永久解决方案,以满足全球能源需求。但是,UHS是一个复杂的程序,在该过程中,由于与垫子气和储层液混合,可以影响H 2污染,孔尺度散射和大规模存储容量可能会受到H 2污染的影响。文献缺乏对现有热力学模型的全面研究,以计算H 2蓝色混合物的准确传输特性对于有效设计各种H 2存储过程所必需的必不可少的混合物。这项工作基于国家(EOSS),彭 - 鲁滨逊(PR)和Soave Redlich-kwong(SRK)(SRK)及其对波士顿 - 马西亚斯(PR-BM)和Schwartzentruber-Renon(SRK)的修改以及其在可靠性方面的可靠性,并预测热液的属性,并涵盖了Hyphersical propertial hyphers, C 2 H 6,C 3 H 8,H 2 S,H 2 O,CO 2,CO,CO和N 2除了基于Helmholtz-Energy的EOSS(即PC-SAFT和GERG2008)。基准模型反对涉及较大压力(0.01至101 MPa),温度(92 K至367 K)和摩尔级分(0.001至0.90)h 2的蒸气 - 液平衡(VLE)的实验数据。这项工作的新颖性在于基准和优化上述EOSS的参数,以研究VLE信封,密度和其他关键运输特性,例如热容量和Joule -joule -joule -thomson h 2混合物的Thomson系数。结果突出了依赖温度的二进制相互作用参数对嗜热物理特性的计算的显着影响。SR-RK EOS在立方EOSS中与均方根误差和绝对平均偏差之间的VLE数据表现出最高的一致性。PC-SAFT VLE模型显示出与SR-RK相当的结果。敏感性分析强调了杂质对在H 2存储过程中更改H 2蓝色流的热物理行为的高影响。©2022作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
