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碳减少计划 - 2025年2月
HEET与MIT ESI和MIT Open Learning合作，在1月30日至31日在独立活动期（IAP）的1月30日至31日提供了为期两天的课程“地热能网络：改变我们的热能系统”。本课程的目标是为参与者提供地热网络如何将热系统转换为清洁可再生能源的概述。本课程将汇集不同的专家和利益相关者，以涵盖以下主题，因为它们与地热能网络（GENS）相关：构建气候变化和能源挑战；劳动力，健康和环境正义；政策创新；城市和社会规模的扩张；设计原则；钻探，建筑和调试；生产力的建模和对电网的影响；和案例研究。
朝着光网络中的可解释的强化学习：RMSA用例
为了优化激光诱导的石墨烯（LIG）JANUS膜，本研究研究了膜孔结构，聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层序列以及银（AG）纳米颗粒对膜蒸馏（MD）性能的影响。这项研究旨在增强石墨烯的光热特性，同时使用固有的电导率进行同时照相和电热MD。在相同的照片和电热功率输入中操作，lig janus membrane用较小的毛孔（即闪亮的一面）处理膜面部的膜膜，可改善53.6％的透气性能，并降低特定能量的特定能量35.4％，而与膜相比，用较大的毛孔（i.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e）来治疗膜面孔。PDMS涂层序列的效果也取决于孔结构。对于具有较小孔结构的面部，激光照射前的涂层PDM（PDMS-BLSS）与激光照射后的涂层PDMS相比，与涂层PDMS相比，磁通量的提高高达24.5％，特异性能量降低了19.7％（PDMS-ALS）。至于孔结构较大的面部，激光照射前的涂层PDM（PDMS-BLDS）导致与辐照后涂层PDMS相比，与涂层PDMS相比，通量降低高达20.8％，比能量增加了27.1％（PDMS-ALDS）。带有Ag纳米颗粒的LIG JANUS膜导致光热特性提高，将通量提高43.1 - 65.8％，并使特定能量降低15.2 - 30.5％，同时维持相似的电热热特性。进行同时进行照相和电热量MD表明，只有Ag掺杂的Janus Lig膜产生协同作用，从而使组合加热模式的通量高于在单个加热模式下运行时获得的通量的求和。
木质素纳米颗粒用于光子晶体和光热膜Jinrong liu
摘要，由于基于化石的材料引起的环境问题，从生物基础资源中开发了可持续材料。木质素是一种化学复杂的生物聚合物，存在于血管植物的木质组织中。木质素具有许多有用的特性，例如抗氧化活性，热稳定性，紫外线吸收性，刚度等。然而，木质素的固有挑战与其复杂的分子结构以及在水和常见溶剂中的溶解度差有关。一种利用木质素的一种策略是制造木质素纳米颗粒（LNP），以在水中产生胶体稳定的分散体。本论文旨在开发基于LNP的材料，这些材料可用于光子晶体和光热膜用于节能功能材料。论文的第一部分重点是阐明在LNP-Photonic Crystal（L-PC）的离心辅助组装过程中发生的现象。L-PC。在后续工作中，开发了一种改进的方法来提高L-PC的产量。研究了诸如初始木质素浓度以及稀释时间对粒径和稀释时间的影响，并研究了形成的LNP的PDI。经验模型以预测LNP的大小，并成功用于控制L-PC的颜色。此外，研究了L-PC的纳米结构。LNP-Chitosan膜和涂料并将其应用于室内热管理。将LNP含量从10到40 wt％调节。在论文的第二部分中开发了木质素吸收太阳能（光波长：250–2500 nm），基于LNP的复合膜和具有光热性能的涂层的能力。通过合并LNP，与纯壳聚糖膜相比，膜的机械强度和光热性能得到了改善。此外，通过使用LNP作为还原剂制备LNP-Silver-Chitosan（CC-AG@LNP）膜。用紫外线辅助在LNP的表面降低了银离子，并使用杂交纳米颗粒来通过铸造来制备膜。CC-AG@LNP膜表现出改善的湿势，并针对大肠杆菌表现出抗菌性能（灭菌作用> 99.9％）。总的来说，本文既有助于木质素聚集的基本见解，又有助于胶体颗粒的胶合颗粒，并展示了控制其组装并掺入具有附加功能的宏观材料中的方法。
MADSCAN：用于表征回收聚合物的新热分析系统
目前，许多可回收的塑料都无法使用，因为它们的组成很难确定，因此在垃圾填埋场中被丢弃或燃烧。。当前的常规分析方法一次仅一次性塑料的量实际上只有很少的塑料（<0.1 g）。该样本量不足以代表大量的再生塑料，在这些塑料中，局部种类的聚合物可能会有很大差异，如图1.²Veridis所示，它开发了一种热分析方法，用于分析称为MADSCAN的聚合物（Massive DSC分析），该方法通过增加最高50 g的样本大小来解决此问题。当前的设置为30克。这项研究的目的是使用MADSCAN技术构建合适的数据库，该数据库可用于使用拟合分析来量化未知的聚合物样品。..图1：由局部不同聚合物组成的再生塑料示例。⁴
利用 CO₂-Plume 地热 (CPG) 能源技术...
CO 2 -羽状地热 (CPG) 技术是一种地热发电系统，它使用地质储存的 CO 2 作为地下热提取流体来产生可再生能源。CPG 技术可以通过提供可调度电力来支持可变风能和太阳能技术，而灵活 CPG (CPG-F) 设施可以同时提供可调度电力、能量存储或两者。我们提出了第一项研究，研究 CPG 发电厂和 CPG-F 设施如何通过将工厂级发电厂模型与系统级优化模型相结合，作为可再生重度电力系统的一部分运行。我们以美国北达科他州为例，展示 CPG 将地热资源基础扩展到通常不考虑地热发电的地点的潜力。我们发现，太阳-风能-CPG 模型的最佳系统容量可以比峰值需求高出 20 倍。CPG-F 设施可以通过在季节性和短期时间范围内提供能量存储，将这种模拟系统容量降低到峰值需求的 2 倍多一点。 CPG-F 设施的运营灵活性进一步提高了 CPG 发电厂的环境空气温度限制，通过在临界温度下储存能量。在所有情况下，需要对二氧化碳排放征收每吨数百美元的税，才能在经济上证明使用可再生能源而不是天然气发电厂是合理的。我们的研究结果表明，CPG 和 CPG-F 技术可能在未来的可再生重电系统中发挥宝贵作用，我们提出了一些建议，以进一步研究其整合潜力。
基于热电冷却器（TEC）用于空间应用的热控制系统：数值研究
本研究设计并数值研究了一个新的热控制系统，用于用于航天器系统光学有效载荷的检测器。系统使用热电冷却器（TEC）作为维护冷手指在所需的设定点保持探测器温度的活性元件，使其在整个操作过程中保持在所需的范围内。该系统没有使用任何热管网络，而是使用附着在TEC热侧的辐射器将热负载耗散到环境空间环境中。使用有效属性的系统级建模用于对TEC的性能进行建模，而无需对任何内部复杂的几何形状进行建模。与温度相关的电流轮廓用作TEC的输入条件，因此TEC仅消耗所需的外部功率。研究了散热器的TEC设定点和几何参数的效果，并观察到，通过使用较大的设定点或具有较大尺寸的散热器，获得了功耗或提高性能系数的大幅度降低。该系统将进一步研究不同的热载荷和占空比（在100分钟的轨道周期内高达50％），以评估其在不同操作条件下的功效。还研究了该系统的连续操作周期，可以观察到，连续循环之间的循环误差最终将其变为零至零，因此表明在整个系统的整个生命中，都满足了连续的循环的温度控制要求。
引用了原始发表的论文（记录的版本）：Amirpour，S.，Orbay，R.，Thiringer，T。等（2024）。高温导电石墨烯
这项研究介绍了一种创新的多学科设计方法，用于高度导电和轻巧的针脚的散热器，利用石墨烯技术的优势。主要目的是优化电动汽车（EV）中基于硅碳化物（SIC）的逆变器的热管理。在模块上，在模块上进行了综合分析，包括扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS），在模块上进行了全面的分析。采用3D结合传热（CHT）方法的详细流体动力学模型用于评估与冷却液接触的SIC功率开关的热行为。多学科分析最初是在基于铝制的散热器上实施的，经过实验验证，随后与石墨烯进行了比较。与热链设计中的石墨烯的整合表现出显着的改进，包括在6 L/min min流体流量的情况下，传热系数（HTC）增加了24.4％，热电阻（接收到流体）降低了19.6％。因此，与铝制版本相比，基于石墨烯的散热器中的SIC芯片的温度升高11.5％。通过采用石墨烯而不是传统金属实现的SIC逆变器的冷却解决方案的改进，作为概念证明。这表示在性能和功率密度之间的关键平衡方面向前迈出了一步。
二维材料的热机械纳米质量
CO 2羽状地热（CPG）能量系统循环地质存储的CO 2从自然渗透的沉积盆地中提取地热热。CPG系统比温度适中和渗透性的地质储层中的盐水系统比盐水系统产生更多的电力。在这里，我们在数值上模拟了沉积盆地的温度耗竭，并发现了相应的CPG发电变化。我们发现，对于给定的储层深度，温度，厚度，渗透性和井配置，最佳的井间距为储层寿命提供了最大的平均电力发电。如果井的间隔比最佳的距离更接近，则会产生较高的峰值电力，但是储层热耗尽较快。如果井的间隔大于最佳井，则伏耐热较长，但对流动的阻力更高，因此产生了较低的峰值电力。此外，比最佳的井相比，井的间距比最佳井比最佳井的间距要比最佳井的距离高10％。我们的模拟还表明，对于300 m厚的储层，707 m的井间距可在50年内提供一致的电力，而300 m的井间距会随着时间的推移而产生大量的热量和电力。最后，增加注射或生产井的管道不一定会增加平均电力发电。©2020作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放访问文章（http://creativecommons.org/licenses/4.0/）。
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文章 - 公用事业网络地热factsheet.docx
网络地热的工作地热加热和冷却系统，也称为地面源热泵（GHP），使用地面而不是空气中的热能来适应建筑物的温度。整个系统都是由水平和垂直管道网络制成的，该网络是一种水基溶液，可在管道内传输热能，以及温暖而凉爽的单个房屋和建筑物的热泵。地面将基于水的溶液在恒定温度下通过管道循环。热泵将热能从溶液中拉到温暖的建筑物。同样，这些系统通过溶液将热能分散到冷却建筑物中。在网络地热系统中，地热加热和冷却系统连接，可以使多个建筑物受益 - 使用一栋建筑物的废热来加热附近的另一座建筑物。