逐步淘汰航运业的化石燃料对于减少温室气体排放至关重要。基于可再生能源的合成燃料是可持续海运业的一个有前途的选择,可再生甲醇是最广泛考虑的能源载体之一。然而,可再生甲醇的供应仍然有限,而且与传统燃料相关的成本明显高于传统燃料,这也是因为燃料合成必须依赖二氧化碳作为资源。通过使用船上碳捕获,可以避免燃烧过程中二氧化碳的释放,这种闭式循环减少了对碳源的需求。本文通过分析使用内燃机和相连的燃烧前和燃烧后碳捕获技术的整体船舶能源系统来研究这种情况。通过建立一个混合整数优化框架来优化船舶推进系统的设计和运行,研究了这些技术对完全可再生能源系统的技术经济性能的影响。所选案例研究的推进需求包括在波罗的海运营的渡轮的典型运行概况。将捕获情况与仅基于可再生甲醇的系统进行比较,可以发现封闭式碳循环系统具有显著的成本优势。基线情景的年成本降低了近 20%,燃烧后情况下的总捕获率为 90%,燃烧前情况下的总捕获率为 40% 左右。广泛的敏感性分析表明,这些成本优势在各种技术和经济边界条件下都具有稳健性。在燃烧前情况下,工艺热需求减少与发动机热供应增加相结合可能会使捕获率超过 90%。结果表明,将可再生燃料与船上碳捕获相结合可以为成本效益高、可持续的航运创造机会。
需要高生产率和鲁棒性提高的代谢工程,以使木质纤维素生物量的可持续生物生产乳酸。乳酸是一种重要的商品化学化学物质,例如作为可生物降解聚合物的聚乳酸生产的单体。在这里,使用有理和模型的优化来设计二倍体的木糖发酵酵母酿酒酵母菌株以产生L-乳酸。通过删除ERF2,GPD1和CYB2的多种乳酸脱氢酶编码基因,将代谢通量转向乳酸。使用木糖作为碳源实现了93 g/l的乳酸,其产率为0.84 g/g。增加了木糖利用并减少乙酸合成,还从菌株中删除了PHO13和ALD6。最后,编码丙酮酸激酶的CDC19过表达,导致消耗的0.75 g乳酸/g糖的产率,当使用的底物是一种合成木质纤维素水解培养基时,含有六糖和乙酸和固定剂等合成木质纤维素水解培养基。值得注意的是,建模还为理解氧气在乳酸产生中的影响提供了潜在客户。从木糖中产生高乳酸,在氧气限制下可以通过氧化磷酸化途径减少的通量来解释。在对比度上,较高的氧气水平对乳酸的产生有益于合成水解培养基的乳酸,这可能是耐受抑制剂所需的ATP浓度较高。这项工作突出了酿酒酵母对木质纤维素生物量产生乳酸的潜力。
有机材料(例如树皮和生物炭)可以是治疗雨水的有效过滤材料。但是,这种过滤器在保留微塑料(MPS)(一种新兴的雨水污染物)中的效率尚未得到充分研究。这项研究研究了通常与雨水相关的MP的去除和运输。将不同的MP类型(聚酰胺,聚乙烯,聚丙烯和聚苯乙烯)混合到25、50和100 cm长的水平树皮和生物炭过滤器的最初2 cm材料中。MP类型由25-900μm的球形和碎片形状组成。过滤器的水流为5 mL/min,持续一周,并通过μFTIR成像分析了MPS的总废料。为了获得更深入的见解,将一个100 cm的树皮过滤器副本分为10 cm段,并提取并计数每个段中的MPS。结果表明,在所有生物炭和树皮过滤器中,MP有效保留了> 97%。但是,无论滤波长度如何,在所有废水中都检测到MP。流出浓度分别在树皮和生物炭废水中测量5 - 750 MP/L和35-355 MP/L,> 91%的MP计数由小型(25μm)聚酰胺球形颗粒组成。将所有数据结合起来,使用更长的过滤器发现了平均MP浓度的降低,这可能归因于25和50 cm滤波器中的引导。树皮介质中MPS的ALYSES显示,大多数MP都保留在0-10 cm段中,但有些MPS进一步运输,其中19%的聚酰胺保留在80 - 90 cm段中。总体而言,这项研究表明,树皮和生物炭过滤器保留国会议员的有希望的结果,同时强调了系统堆积过滤器以减少污染雨水对环境的MP排放的重要性。
拓扑量子材料的独特电子性能,例如受保护的表面状态和外来的准粒子,可以提供带有垂直磁各向异性磁铁的外部无磁场磁力切换所需的平面自旋偏振电流。常规自旋 - 轨道扭矩(SOT)材料仅提供平面自旋偏振电流,而最近探索的具有较低晶体对称性的材料可提供非常低的平面自旋偏振电流组件,不适用于能量固定的SOT应用。在这里,我们使用拓扑WEYL半候选牛头牛Tairte 4具有较低的晶体对称性,在室温下在室温下表现出大型的脱离平面阻尼样SOT。我们基于Tairte 4 /ni 80 Fe 20异质结构进行了自旋 - 扭矩铁磁共振(STFMR)和第二次谐波霍尔测量,并观察到大型平面外阻尼样的SOT效率。估计平面外旋转大厅的构成为(4.05±0.23)×10 4(ℏ⁄ 2 e)(ωm)-1,这比其他材料中报道的值高的数量级。
本文对海浪能驱动的反渗透进行了分析。市售的海水淡化系统通过 DC/AC 转换器连接到可变 DC 电源,并改变输入电压以模拟可再生能源系统的响应。具体而言,使用了 2015 年肯尼亚基利海的波浪数据。波浪资源变化会导致波浪能转换器的估计功率输出以及波浪能驱动的海水淡化系统的估计淡水产量发生变化。对于基利海,研究了最多三个用于海水淡化的波浪能转换器。此外,还提出了一种包括太阳能和波浪能的混合系统。实验表明,反渗透海水淡化系统可以在低于额定值的功率水平下运行,但淡水流量较低。结论是,波浪能或波浪能与光伏系统相结合,可被视为海水淡化的电源,带或不带电池储存。
工业生物技术和代谢工程对工业生物技术的影响,微生物发酵用于生产用于农业,家庭护理产品,化妆品以及食品和制药企业的多种化学物质。传统产品包括有机酸(乳酸,柠檬酸盐),抗生素,用作饲料添加剂的氨基酸,用于人类和牲畜的维生素,用于洗涤剂和多种工业过程的酶以及用作生物燃料的乙醇。近年来,还开发了微生物发酵过程来生产用于生产材料的商品化学物质(参见词汇表),以及生产用作食品和化妆品中成分的精细化学物质(Box 1)。这一开发的关键驱动因素是我们能够设计微生物细胞具有量身定制的代谢网络的能力,该网络非常适合生产一种特定产品,通常称为代谢工程[1,2]。在过去的20年中,代谢工程领域取得了巨大的进步[3],文献报告了数百种有关可能在市场上潜在使用的不同化学物质的学术研究。但是,对于这些学术项目,重要的是要扩展流程并确保该过程能够满足某些技术经济目标。在这里,出售商品的成本(COGS)是评估新过程的关键参数,因为如果产品可以在市场上竞争,则可以确定。后者可以大大不同,具体取决于产品。当提出了已经具有已建立市场的化学物质以及制造必须将其定位在市场中的新化学物质时,这将达到这一点。齿轮基本上取决于以下成本因素:(i)原材料成本,(ii)运营成本,(iii)生产设施的贬值,以及(iv)贬值研究和开发成本。例如,由于昂贵的临床试验和注册费,新颖的小麦克糖的开发成本通常高于商品化学品的发展成本。正如我们最近讨论的[4],工程的研发成本在过去的10年中有明显减少,因此,今天它们仅占开发新流程的成本的一小部分。此外,即使扩展新过程可能会昂贵,但这通常会导致生产一些可以出售或用于开发市场的产品,并且在整体
就像在任何选举中一样,媒体在影响人们的投票偏好、政客的行为以及政党之间的权力动态方面发挥着至关重要的作用。在过去十年中,技术进步从根本上改变了政治沟通。社交媒体的兴起为政治参与者提供了众多选择,可以直接与选民沟通,影响他们的意见并与选民互动。虽然互联网在很大程度上使政治辩论民主化,但它也为那些试图通过虚假信息、操纵技术和宣传来操纵意见和辩论的邪恶参与者打开了大门。媒体继续受到这些变化的影响,其商业模式受到科技公司力量的破坏,其受众转向其他信息来源。尽管如此,新闻业仍然在传播组合中发挥着重要作用。
如今,由于可再生能源(RESS)和车辆电气化的整合增加,因此本地分销网格一直面临技术,经济和监管挑战。 电网扩展的传统解决方案,例如建立额外的电力线,是以公用事业为中心的解决方案,即分销网格运营商(DSOS)是唯一涉及解决网格问题的方。 DSO必须与电网用户与技术提供商联系,以开发创新的解决方案来解决一个问题并具有成本效益。 本文提出了一种整体解决方案,可在相互连接的微电网(MGS)之间进行最佳控制跨部门的能量流,该微电网(MGS)由不同的Ress,水力发电厂(HPP)和风tur bines(WTS)组成,以满足电动汽车(EVS),居住,商业和工业需求,并提供主要网格的贡献。 此问题将提供基于社区的MGS在本地能源交易中的优势,这会导致活跃和参与的系统,但是,需要适当的控制策略。 提出的解决方案是基于两个MG之间的新互连线,通过多托转换器(MPC),对新安装的组件(例如MPC,电缆和所需的电池储能系统(BESS))的技术经济考虑考虑。 在三种不同条件下评估了拟议的案例研究,例如,载荷增量,需求响应(DR)和N-1标准在单独的互连和岛模式下。 使用GAMS软件的CPLEX求解器用于求解混合组的线性编程模型。如今,由于可再生能源(RESS)和车辆电气化的整合增加,因此本地分销网格一直面临技术,经济和监管挑战。电网扩展的传统解决方案,例如建立额外的电力线,是以公用事业为中心的解决方案,即分销网格运营商(DSOS)是唯一涉及解决网格问题的方。DSO必须与电网用户与技术提供商联系,以开发创新的解决方案来解决一个问题并具有成本效益。本文提出了一种整体解决方案,可在相互连接的微电网(MGS)之间进行最佳控制跨部门的能量流,该微电网(MGS)由不同的Ress,水力发电厂(HPP)和风tur bines(WTS)组成,以满足电动汽车(EVS),居住,商业和工业需求,并提供主要网格的贡献。此问题将提供基于社区的MGS在本地能源交易中的优势,这会导致活跃和参与的系统,但是,需要适当的控制策略。提出的解决方案是基于两个MG之间的新互连线,通过多托转换器(MPC),对新安装的组件(例如MPC,电缆和所需的电池储能系统(BESS))的技术经济考虑考虑。在三种不同条件下评估了拟议的案例研究,例如,载荷增量,需求响应(DR)和N-1标准在单独的互连和岛模式下。使用GAMS软件的CPLEX求解器用于求解混合组的线性编程模型。结果表明,与分离的操作模式相比,MGS的应用互连线可以降低系统的总成本,将所应用的峰降低到上游网格中,并在不同条件下增强系统的依赖能力。此外,应用的解决方案即使在不同条件下(24小时)在岛模式下(24小时)也提供了MGS操作的能力。
随着社会电气化趋势,机场面临着不可避免的电动汽车(电动汽车)和电动航空潜在升高(EA)的不可避免的过渡。对于航空,短途航班首先是燃料交换到电气运输的排队。这项工作研究了Visby,瑞典的机场以及EA和EV充电对电力系统的影响。它使用了一年操作中测得的机场负载需求以及模拟的EA和EV充电配置文件。太阳能光伏(PV)和电池电池储能系统(BES)进行了建模,以分析潜在的技术 - 经济增长。用四种方式对BESS电荷和放电控制进行建模,包括新型的多目标(MO)调度,以结合自消耗(SC)增强和峰值功率。将每个模型方案进行比较的峰值剃须能力,SC速率和付款额(PBP)。还评估了BESS控件的年度退化和相关成本。结果表明,新颖的MO调度在峰顶剃须和SC方面表现良好,从而有效地减少了Bess的闲置时期。MO调度还通过名义经济参数导致电池控制最低的PBP(6。9年)。此外,对PBP的灵敏度分析表明,峰值关税显着影响BESS投资的PBP。
