XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System可储存
2021 年开放催化剂挑战赛：竞赛报告
在本报告中，我们描述了在 NeurIPS 2021 上举办的开放催化剂挑战赛，该挑战赛的重点是使用机器学习 (ML) 来加速寻找可以驱动将可再生能源转化为可储存形式的反应的低成本催化剂。具体来说，挑战赛要求参与者开发用于松弛能量预测的 ML 方法，即给定吸附质-催化剂系统的原子位置，目标是预测系统松弛或最低能量状态的能量。为了在这项任务上表现出色，ML 方法需要近似密度泛函理论 (DFT) 中的量子力学计算。通过对这些进行准确建模，可以估计催化剂对化学反应总体速率的影响；这是筛选潜在电催化剂材料的关键因素。挑战赛鼓励整个社区在这项任务上取得进展，获胜方法将直接松弛能量预测相对于之前的最先进水平提高了约 15%。
沉积盆地水和能量储存 - IIASA PURE
摘要：地下水储存是一种重要的水资源管理解决方案，但被全球多个国家忽视。本文评估了巴纳纳尔沉积盆地的储水潜力，并建议修建运河以减少河流中的沉积物阻塞和有害的洪水事件。这将使水位得到更好的控制。沉积盆地中储存的水可用作气候变化适应措施，以确保在干旱期间洪水平原的水位保持在高位，或在洪水期间保持在低位。此外，洪水平原将充当水库，调节洪水平原下游的河流流量，并增强水力发电。预计水库面积将大大缩小，因为水将以地下水的形式储存在沉积盆地中。结果表明，巴纳纳尔盆地最多可储存 49 立方公里的水，这可以为巴西能源矩阵增加 11.7 TWh 的储能，而资本支出储能成本为 0.095 美元/千瓦时。对于阿拉瓜亚盆地以及世界其他几个盆地来说，这是一个有趣的解决方案。
认证和融资提案
拟议项目包括设计、建造和运营一个 100 兆瓦交流电、持续四小时的电池储能系统 (BESS)，以及一个用于互连的升压变电站，位于加利福尼亚州圣地亚哥县波威市 (“项目”)。电网产生的电力将通过一条 Gen-Tie 线路进行存储和输送，该线路将 BESS 与圣地亚哥天然气和电力公司 (SDG&E) 基础设施互连。4 由 BESS 生成或启用的电力和产品 (辅助服务) 将在 CAISO 运营的批发电力市场上出售。5 该项目的目的是增加加州电网的储能容量，这将使系统运营商能够减少使用上升/下降的化石燃料发电厂，并更有效地管理电网。该项目将通过最大限度地减少电力中断和减少供需不匹配造成的能源损失来支持更高效、更可靠的电网，并确保最佳地利用电网中整合的可再生能源电力。该项目预计每年可储存高达 146,000 兆瓦时的能源。因此，该项目每年将减少约 31,854 公吨二氧化碳、46 公吨氮氧化物和 0.81 公吨二氧化硫的排放。6
BD 2023-XX 阿罗约项目草案（英语）
拟议项目包括设计和建造七个 25.7 兆瓦交流独立一小时电池储能系统 (BESS)，BESS 总容量为 180 兆瓦交流，以及一个项目变电站和一条 200 英尺的发电机接线（“项目”）。3 这七个 BESS 和变电站都将建在德克萨斯州卡梅伦县的同一地点，并将与项目场地西侧的 Gulch 变电站互连。4 BESS 产生或支持的电力和产品（辅助服务）将在德克萨斯州电力可靠性委员会 (ERCOT) 运营的批发电力市场上出售。5 该项目的目的是增加德克萨斯州电网的储能容量，这将使系统运营商能够更有效地管理电网并减少使用上升/下降的化石燃料发电厂。该项目还将有助于整合太阳能和风能等间歇性可再生能源产生的电力，并通过最大限度地减少电力中断和减少供需不匹配造成的能源损失来支持更可靠的电网。该项目预计每年可储存高达 69,367 兆瓦时的能源。因此，该项目将减少每年约 28,154 公吨二氧化碳、16 公吨氮氧化物和 22 公吨二氧化硫的排放。6
建立太空文明的 50 年窗口
人类可能只有短短 50 年的时间来成为太空文明，在此之后，实现这一目标的机会可能会变得太难或不切实际。当前的太空探索和基础设施开发政策隐含地假设了技术、预算和任务执行的渐进方法——人们普遍认为，人类未来将有足够的时间成为太空物种，而我们无法完成的一切将由后代承担。然而，考虑到自然事件、可用能源和人类倾向，现在可能是做出最有效努力实现多行星地位的时机，在势头丧失之前，在我们被石油峰值和不断变化的能源经济分散注意力之前——在没有廉价、可储存、高能量密度石油的情况下，在如此动荡之后重新启动太空计划可能比实际更困难。“太空文明”被定义为一种经济上有利可图的太空经济，需要人类在外星存在才能维持高水平的繁荣。适合在 50 年内实现的太空经济的初始立足点可能包括地球对从卫星或小行星开采的稀土元素或其他难以获得的矿物的依赖，或在另一个星球上永久定居。使用已发布的资料，计算出最低限度自给自足的火星定居点的名义质量和能量需求，并讨论运载火箭的数量。将发射时间表设置为与 NASA 当前预测相匹配，可能需要超过 26 年
用于水电解推进系统的阴极蒸汽供给电解器的研究
近年来，我们看到航天工业发生了重大变化，每年发射的卫星数量比以往任何时候都多。据预测，到本世纪末，将有 4.5 倍的航天器被送入太空，这将带来各种挑战 [1]。为了满足日益增长的需求，每颗卫星的生产成本必须降低，而卫星数量的增加将导致必须更频繁地执行防撞机动。这也意味着更多的航天器将需要推进系统来确保安全运行并确保遵守《欧洲空间碎片减缓行为准则》。截至目前，大多数推进系统都在使用肼及其衍生物等剧毒推进剂，因此在处理推进系统组件时需要采取广泛的安全措施。这使得新设备的开发以及现有设备的测试和集成变得复杂，因此成本高昂。即使是电力推进系统也经常依赖氙气等稀缺气体，而氙气的年产量有限，因此推进剂成本对整个推进系统成本有重大影响。这种情况和许多其他原因正在推动人们不断寻找使用绿色推进剂的替代解决方案。最有前途的绿色推进技术之一是水电解推进 (WEP) [ 2 ] [ 3 ]。在这种系统中，航天器在地面上用纯净水代替传统的高反应性推进剂填充。进入太空后，电解器用于将水分解成氢气和氧气。产生的气体随后可储存在较小的中间罐中，或直接用于化学或电动推进器以推动航天器。欧洲的几家公司和大学目前正在开发这项技术，而两个关键部件是推进器和电解器。到目前为止，只有少数电解器曾被发射到太空。
Andrew LOCKLEY , Ted von HIPPEL The carbon dioxide removal potential of Liquid Air Energy Storage: A high-level technical and economic appraisal
摘要 液态空气储能 (LAES) 处于中试规模。空气冷却和液化可储存能量；再加热可使空气在压力下重新蒸发，为涡轮机或发动机提供动力 (Ameel 等人，2013)。液化需要去除水和二氧化碳，防止结冰。本文提出随后对这种二氧化碳进行地质储存——为储能行业提供一种新型二氧化碳去除 (CDR) 副产品。它还评估了实施这种 CDR 方法的规模限制和经济机会。同样，现有的压缩空气储能 (CAES) 使用空气压缩和随后的膨胀。CAES 还可以增加二氧化碳洗涤和随后的储存，但需要额外付费。CAES 每公斤空气储存的焦耳比 LAES 少——每储存焦耳可能洗涤更多的二氧化碳。本世纪，实际运营的 LAES/CAES 技术无法提供全面的 CDR（Stocker 等人，2014 年），但它们可以提供 LAES 预计的 CO 2 处理量的约 4% 和当前技术 CAES 的不到 25%。本世纪，LAES CDR 可能达到万亿美元的规模（至少 200 亿美元/年）。由于需要额外的设备，改进的传统 CAES 存在更大但不太确定的商业 CDR 机会。CDR 对 LAES/CAES 使用量增长可能具有商业关键性，而必要的基础设施可能会影响工厂的规模和布局。理论上，低压 CAES 的建议设计在一个世纪内提供了全球规模的 CDR 潜力（忽略选址限制）——但这必须与竞争的 CDR 和储能技术进行成本核算。
太空推进 2024
(1) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Thomas.M.Brown@NASA.GOV (2) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Mike.Fazah@NASA.GOV (3) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Michael.A.Allison@NASA.GOV (4) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Hunter.Williams@NASA.GOV 关键词：低温推进、低温流体管理、低温系统测试与演示 摘要：当前对月球探索和未来人类火星任务的关注推动了太空推进系统对具有长期存储和运行能力的更高性能低温系统的要求。这些系统不仅比可储存推进剂选项提供更高的性能，而且还具有现场生产推进剂的潜力。未来的火星运输系统预计将使用高推力核热推进（使用液氢推进剂），或混合系统，即采用低温化学系统（可能是 LOX/CH 4 ）进行高加速机动，采用核电系统进行长时间高 Isp 机动。基于这两种选择的探索架构都需要使用具有长期储存能力的高性能低温推进剂，用于太空运输以及行星下降和上升功能。当前专注于月球探索的努力也依靠低温推进剂（LOX/LCH 4 或 LOX/LH 2 ）进行月球运输和下降/上升运输功能。空间低温推进系统在长期推进剂储存和使用方面面临许多技术挑战，包括先进的绝缘技术、储箱分层和压力管理、低温制冷以减少推进剂因沸腾而损失、低泄漏低温阀门、低温液体采集和低温推进剂转移。美国宇航局已投资于技术开发工作，演示了单个技术和系统级操作。美国宇航局马歇尔太空飞行中心还投资了多个测试设施和模块化测试台，用于在地面演示多种集成技术和系统操作概念。还进行了额外投资以完善分析
太阳能电解水和氢经济
氢：一种能源载体 尽管地球上自然界中氢气 (H 2 ) 非常少，但美国政府仍将氢列为交通运输的替代燃料。然而，氢 (H) 是宇宙中最丰富的元素： • 生物质的主要成分，约占此类碳基有机材料重量的 14%； • 水 (H 2 O) 的两种主要成分之一；以及 • 地壳中第十丰富的元素，主要存在于水 (H 2 O) 中，但也存在于煤、石油和天然气等碳氢化合物中。 需要能量才能将氢气 (H 2 ) 形式的氢从地球上与 H 发生化学结合的元素中分离出来。分离后，氢气有可能以可控且有用的方式释放能量。因此，人们说氢是一种能源载体。生产氢气所用的大部分能量可以在以后从单独的位置提取出来用于有用的目的。许多科学家/技术人员认为，氢气很可能是未来的清洁燃料。燃烧时，它只产生热量和水，几乎不会造成污染。当氢气与氧气一起进入燃料电池时，燃料电池会产生电、水和热量，而不会产生危险排放。几十年来，美国太空计划一直利用这项技术为宇宙飞船提供电力，为机组人员提供饮用水。氢气及其所含的有用能量在用作能源时具有以下潜力：• 可储存 • 可运输 • 无污染 • 可用于运输系统、家庭和工业。此外，氢气可以从多种丰富的资源中生产，包括生物质、水和碳氢化合物。然而，在氢气能够广泛经济地使用之前，还需要在储存、运输和燃料电池技术方面取得科学和技术进步。氢能最终对环境的友好程度在很大程度上取决于氢气的来源和获取氢气的能源。例如，当从化石燃料中获得氢气时，会释放出一种强大的温室气体（二氧化碳）。另一方面，当从水中获取氢气时，释放的是氧气。当使用化石燃料作为能源来分离氢气时，该过程会产生我们今天所熟悉的有害排放。然而，如果氢气的生产、运输和使用比汽油或取暖油等石油产品的生产、运输和使用效率更高，排放量可能会减少。或者，当使用太阳能、水力或风能等可再生能源来分离氢气时，几乎没有排放，尽管肯定还有其他环境影响需要考虑。
利用甲烷发电技术进行季节性储能
要实现可持续发展的社会，不可避免地需要使用可再生能源来发电。由于其中一些能源（风能、太阳能）对天气的依赖性，必须使用公用事业规模的能源储存。这些波动范围从几分钟（云层飘过）到整个季节（冬季/夏季太阳能可用）。短期储存可以通过电池解决（至少在理论上）。然而，由于可储存能量的数量和某些储存方法的自放电，季节性储存仍然是近期需要解决的挑战。最近，在经典的长期储存技术（如抽水蓄能）中出现了新方法。电池越来越好，自放电更少，能量密度更大；因此，它们可以用于季节性储存，尽管它们不能满足总需求。因此，电转气方法（主要是电转氢，P2H 和电转甲烷，P2M）在储存组合中发挥着越来越大的作用。在这些方法中，多余的电力用于电解水并产生氢气；然后可以将其储存起来并在以后用于回收电力。由于长期储存氢气的技术困难，替代方法（例如电转甲烷或电转氨）也是有吸引力的解决方案。在电转甲烷技术中，可以通过化学或生物化学方法将添加二氧化碳的氢气转化为甲烷。甲烷可以储存起来并在以后用于回收电力。比较P2H和P2M方法，P2H的能量回收率更高，但无损储存和回收需要特殊设备。相比之下，对于P2M（即生产的甲烷SNG，即合成天然气），可以利用现有的储气设施进行储存，并通过现有的成熟方法（例如燃气发动机）进行回收。虽然电力回收与二氧化碳排放有关，但排放量与用于合成的二氧化碳相等；因此，该技术也可以被视为无碳技术。氢气转化为甲烷有两种成熟的方法：化学方法和生物化学方法。化学方法（即所谓的 Sabatier 反应）快速高效，但它是一种高压高温反应，需要在特殊设备中进行；此外，它可能需要难以获取的金属进行催化。尽管有时速度较慢，但生物化学法是一种利用微生物的低温低压方法；有些微生物甚至可以在沼气设施中找到。生物化学法的另一个优势是它可用于 CH 4 /CO 2 混合物，即它可以将沼气浓缩为 SNG。本期特刊专门介绍生物化学电转甲烷技术。P2M 技术现在即将全面投入工业使用；因此，专门介绍这种方法的特刊非常及时。本文涵盖的主题范围从基础生化研究到各种存储方法的比较，再到完整的能源存储解决方案。能源结构中依赖天气的可再生能源所占比例不断增加，迫使研究人员寻找新的能源存储解决方案，以满足时间平衡的需求。Sterner 和 Spechts [ 1 ] 在他们的论文中描述了 30 年的发展历史，这导致了“电转一切”（包括电转甲烷和其他电转燃料）技术的出现。