氢气可由甲烷分解(也称为热解)产生。许多研究认为,该过程排放的温室气体 (GHG) 很少,因为甲烷转化为氢气的反应只产生固体碳而不产生二氧化碳。本文评估了三种配置(等离子、熔融金属和热气)下甲烷分解提供氢气的生命周期温室气体排放和平准化成本。然后将这些配置的结果与有和没有二氧化碳捕获和储存 (CCS) 的电解和蒸汽甲烷重整 (SMR) 进行比较。在全球天然气供应链条件下,甲烷分解产生的氢气仍然会造成显著的温室气体排放,介于 43 至 97 g CO2 -eq./MJ 之间。带宽主要由提供工艺热的能源决定,即,使用可再生电力的等离子系统造成的排放量最低。该配置与“传统” SMR(99 g CO 2 -eq./MJ)相比显示出较低的 GHG 排放量,但与带有 CCS 的 SMR(46 g CO 2 -eq./MJ)的排放量相似。但是,只有使用可再生电力进行电解才能产生非常低的 GHG 排放量(3 g CO 2 -eq./MJ)。总体而言,天然气供应是决定 GHG 排放的决定性因素。与 SMR 相比,温室气体排放量低于全球平均水平的天然气供应可降低所有甲烷分解配置的 GHG 排放量。甲烷分解系统(1.6 至 2.2 欧元/kg H 2 )生产氢气的成本明显高于 SMR(1.0 至 1.2 欧元/kg),但低于电解器(2.5 至 3.0 欧元/kg)。采用 CCS 的 SMR 具有最低的 CO 2 减排成本(24 欧元/吨 CO 2 当量,其他 > 141 欧元/吨 CO 2 当量)。最后,评估了来自不同氢气供应选项的燃料。与化石燃料(天然气和柴油/汽油)相比,只有使用可再生能源电解产生的氢气,温室气体排放量才能大幅降低(减少 90% 以上)。其他氢气途径仅导致略低甚至更高的温室气体排放量。
摘要:我们报告称,通过将市售的 Ti:Sapphire 飞秒、1 kHz 激光系统与光参量放大器 (OPA) 相结合,实现了近 50% 的高转换效率。对于 1 kHz 和 35 fs 持续时间的 2.2 mJ/脉冲的输入能量,在信号波长为 1310 nm 时,信号加上闲置脉冲的总 OPA 输出能量为 1.09 mJ/脉冲。我们发现,由于 OPA 中的高增益饱和,输出光束轮廓几乎是平顶的。利用信号脉冲,我们在气体中产生高次谐波,并测量从氩气中电离的光电子的速度图图像与信号波长的关系。我们观察到,在高次谐波光子能量的特定范围内,在低动能区域观察到四倍光电子角结构。我们的结果表明,具有高转换效率OPA和超高斯光束轮廓的输出脉冲可用于需要在极紫外区域产生可调谐高次谐波的实验。
氮固定的第一种工业方法Birkland-Eyde使用电弧排放产生约1%的一氧化氮,并具有3.4-4.1 MJ/mol能量消耗(Birkeland,1906年)。另一方面,弗里茨·哈伯(Fritz Haber)和卡尔·博世(Carl Bosch)商业实施的HA-BER-BOSCH(HB)过程被认为是20世纪最大,最重要的发展之一。HB工艺中的能耗为每摩尔0.5 MJ。氮肥主要是使用HB工艺生产的(Smil,2004)。在此过程中,空气中的n 2与H 2在高温下和在存在催化剂存在下产生NH 3的高压结合(Wu等,2021)。HB过程的缺点是,每年生产的天然气量的约3-5%每年引起天然气输入和3亿吨以上的CO 3排放(Hoeven等,2013)。从这个意义上讲,考虑到增加生产成本,气候危机和人口增加,农业和粮食生产需要新的步骤。
国际航空运输协会(IATA)的全球标准 Corsia,其更严格,更保守的标准可能会阻止某些SAF途径的生产,这可能会减慢脱碳的努力。 然而,40B SAF Greet模型包含碳捕获和固存(CCS)和气候智能农业(CSA)实践,从CORSIA下尚未认识到CI的40 g/mj的综合减少,可能会激励其采用并导致在羊毛农场和乙醇生产中减少大量分解。Corsia,其更严格,更保守的标准可能会阻止某些SAF途径的生产,这可能会减慢脱碳的努力。然而,40B SAF Greet模型包含碳捕获和固存(CCS)和气候智能农业(CSA)实践,从CORSIA下尚未认识到CI的40 g/mj的综合减少,可能会激励其采用并导致在羊毛农场和乙醇生产中减少大量分解。
然而,尽管未来十年对沙特和欧佩克原油的需求预计会增加,但并非所有中东产油国都会受益。在碳边境税和(固定)碳价不断上涨的世界中,中东上游石油和天然气的碳效率将成为竞争的关键指标。例如,众所周知,沙特阿美的上游业务碳强度(每单位能源产生的温室气体排放量)排名全球第二低(~4.6 克二氧化碳当量/兆焦耳),这不仅是因为有效的燃烧管理技术,还因为将太阳能融入石油和天然气加工中,并且每桶石油的含水量较低(减少了回收采出水等能源密集型做法)。这可能会有利于沙特阿拉伯最大的出口业务阿拉伯之光的未来竞争力。相比之下,伊拉克的石油和天然气生产是全球排放最密集的石油和天然气生产之一,平均碳强度约为 15 克二氧化碳当量/兆焦耳,主要是由于高天然气燃烧率(每年超过 180 亿立方米)和每桶石油的含水量。
RS- 源极电阻( Ω ) RSH- 漏极/源极扩散的薄层电阻( Ω / ) CBD- 零偏置漏极-体结电容(F) CBS- 零偏置源极-体结电容(F) MJ- 体结渐变系数(无量纲) PB- 体结的内置电位(V) • 使用 CBD、CBS、MJ 和 PB,SPICE 可计算漏极-体和源极-体电容的电压依赖性:
• 但为什么压缩在 ICF 中如此重要? • 想法: • 固体时 ρ DT = 0.25g/cc • 点火要求:ρR HS > 0.3 g/cm 2 • 对于固体密度 DT => R HS = 1.2cm • 我们不能只将 1.2cm 半径的固体密度 DT 加热到 5 keV 吗? • 不行! • 聚变产量将难以控制 • 输入能量要求巨大(5000 MJ)
氢是一种清洁能源载体,也是储存能量的有效媒介。由于对环境的影响小且特性可靠,氢通常被视为环保的理想能源载体,可以从许多可大量获取的来源生产,例如天然气、水和电、生物质、沼气等。氢是天然气的可持续替代品。从天然气中分离出来后,该过程中释放的二氧化碳被捕获并储存在地下或用于化学品制造。这就产生了所谓的蓝氢。另一种生产氢的方法是通过电解将水分子 (H2O) 分离成氢和氧,由可再生能源提供动力。氨(一个氮原子与三个氢原子结合)是氢的有效能量载体,相比之下具有显著的能量密度。按重量计算,氨的能量几乎是液态氢的两倍。就能量密度而言,液态氨含有 15.6 MJ/L,比液态氢(低温下为 9.1 MJ/L)高出 70%。
1 YRS Rao 博士 科学家 ‘G’ 国家水文研究所 (NIH) 鲁尔基 2 Suresh Kumar 博士 助理化学家 中央地下水委员会 (CGWB) 3 MJ Nandan 博士 首席科学家 国家地球物理研究所 (NGRI),海得拉巴 4 K. Sravanthi Jeevan 女士
抽象破碎的颗粒注射(SPI)已被用作ITER的基线减轻缓解系统,因为从SPI的辐射有效载荷穿透到DIII-D等离子体中比使用大量气体注入(MGI)方法优越。由于ITER等离子体的能量含量和当前实验的能量含量存在很大差异,因此需要针对当前实验的可靠3D MHD建模来投射到ITER等离子体上。为了支持这些需求,通过将SPI注射到两个具有截然不同的能量含量和基座高度的放电中,研究了DIII-D等离子体中SPI片段渗透的深度。400托尔 - 纯ne碎片颗粒被注入0.2 MJ L模式放电和2 MJ超级H模式放电中。结果表明,在DIII-D中,SPI片段深入到低能等离子体中。随着血浆能量含量的增加,SPI碎片渗透降低,一些放电表现出局限于血浆外部区域的渗透。注入的SPI片段也分布在约20厘米的距离上,从而导致一些片段在热淬灭结束后或之后到达。