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。
摘要 Polygonum cognatum Meissn. 是一种野生可食用植物,在土耳其被称为 madimak。其嫩芽在春季栽培并用作蔬菜。本研究评估了不同干燥处理对 madimak 植物颜色属性的影响,这些植物使用两种不同的方法干燥:热风干燥和微波干燥。风干处理分别在 60、70 和 80 °C 下进行。微波干燥使用四种不同的微波功率水平进行,范围在 160 至 750 W 之间。madimak 的微波干燥比热风干燥更快。随着微波功率的提高,干燥时间大大减少。干燥过程在 0.058 到 0.308 小时之间完成,具体取决于微波功率水平,而热风干燥在 2.583 到 4.166 小时之间。微波干燥对样品颜色质量的影响不如热风干燥大。微波干燥植物的叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素含量显著保留。颜色和叶绿素属性均表明,与热风或常温干燥相比,微波干燥更适合马迪马克植物。研究发现,在 750 W 微波功率下,颜色变化最小,叶绿素含量最高。此外,80 °C 热风干燥和 160 W 微波功率水平的最低比能量需求分别为 44.58 kWh/kg 和 107.00 kWh/kg。结果表明,热风干燥温度之间的比能量需求没有显著差异,而微波功率水平之间的差异很大。关键词:Madimak、微波、热风、颜色、比能、可食用植物、叶绿素引言叶绿素是分布最广的植物色素,叶绿素 a 和 b 在食品技术中的重要性源于它们在绿色蔬菜中的作用(King 等人,2001)。叶绿素 a 和叶绿素 b 是主要形式,通常存在于常用于食用的高等植物中,它们的比例大约为 3:1。叶绿素 a 和 b 都是四吡咯酞菁氧合物的含镁衍生物。叶绿素 a 和叶绿素 b 在感知颜色和热稳定性方面也不同。叶绿素 a 呈蓝绿色,叶绿素 b 呈黄绿色(Cui 等人,2004)。它们极易在加工和储存过程中降解。叶绿素转化为脱镁叶绿素和其他衍生物会导致从鲜绿色变为暗橄榄绿色或橄榄黄色,最终被消费者视为品质的下降 King 等人(2001 年)和 Ahmed 等人(2001 年)。叶绿素保留对于确定热脱水绿色植物的最终质量非常重要。在较高温度和酸性条件下,叶绿素环中的中心镁被两个氢离子取代,绿色叶绿素转化为橄榄棕色脱镁叶绿素。在约 60–80 o C 的较低温度下,叶绿素酶活性增加,形成绿色叶绿素,然后叶绿素易受镁损失的影响,从而形成橄榄褐色脱镁叶绿素 (Cui 等,2004)。颜色是植物产品的重要质量属性,叶绿素已被用作绿色蔬菜的质量指标 (Guan 等,2005)。Polygonum cognatum Meissn. 是一种野生植物,在土耳其语中称为“madimak”。这种可食用植物是一种多年生细长木本植物。它生长在海拔 720-3000 米的路边、斜坡和悬崖上。春季收集带叶的嫩芽 (Yildirim 等,2003)。植物的新鲜叶子和茎可作为蔬菜食用。干燥的植物可用作药用植物 (Ozbucak 等,2007)。在土耳其民间医学中,它被用于各种目的,例如其利尿作用和治疗糖尿病(Yildirim 等人,2003 年)。脱水是最古老的食品保存方法之一,是食品加工中非常重要的一个方面。产品在干燥过程中产生的热损伤与温度成正比
绝热、可定制的比强度、出色的冲击能量吸收和缓冲性能,而且结构重量很轻。通过调整基础材料特性和细胞结构,可以定制这些结构的宏观(体积)行为,这使得细胞固体广泛应用于汽车、航空航天、体育、生物力学和包装行业。已确定细胞固体的密度、承载、能量吸收、声学和热特性在很大程度上取决于其细胞结构的几何形状、连通性和结构。细胞固体中特性结构性能的相互依赖性导致开发出各种类型的随机或无序(泡沫)和周期性或有序(晶格)结构,这些结构具有可定制和特定于应用的特性。然而从实际角度来看,在设计和开发多孔固体时,特别是对于结构的承载能力至关重要的用途,一个常见的缺点是在比强度和能量吸收性能之间进行权衡。 [1] 研究表明,增加多孔固体的细胞壁厚度通常会导致更高的强度和更低的能量吸收能力。相反,可以通过减少细胞壁厚度(以强度和刚度为代价)来提高比能量吸收(以重量为标准的吸收应变能量)。在解决多孔固体的强度能量吸收二分法方面已经取得了重大进展。例如,膨胀结构的开发为一种新型多孔结构打开了大门,这种结构在抗变形和压痕性能的改善、增强的承载和断裂性能以及增强的冲击能量缓解性能方面优于传统结构。 [2 – 4] 事实证明,膨胀结构前景广阔,尤其是在体育应用中,可用作具有可调性能的轻质防护垫。[5] 然而,尽管它们有可能为提高强度和缓冲性能提供途径,但仍需要克服一些困难,并呼吁在这一领域进一步发展。例如,膨胀结构(尤其是膨胀泡沫)的加工和制造并不适用于所有聚合物系统,需要精确且通常成本高昂的加工技术。[2,6]
随着时间的推移,世界各国越来越重视寻找替代能源,以满足全球不断增长的能源需求 (4,5)。为了子孙后代的生存,我们必须迅速从化石燃料转向清洁能源。航空业是全球排放的重要贡献者之一,2018 年美国碳排放量的 2.4% 来自航空业,这是由于燃烧喷气燃料的煤油所致 (6)。与汽车使用的汽油一样,煤油是一种化石燃料,由各种液态碳氢化合物组成,通过精炼石油获得 (7)。为了满足不断增长的全球经济和人口的交通需求,航空业必须克服对煤油的依赖,实现环境可持续。随着氢动力汽车的进步,近年来,氢气已成为一种有前途的潜在飞机燃料来源 (8)。氢气的比能量密度为 120 MJ/kg,几乎是煤油的三倍,是锂离子电池的 100 多倍 (9)。氢气既可以在氧气存在下直接燃烧以驱动内燃机,也可以在燃料电池中与氧气反应产生电流,为电动机提供动力。这两个过程的主要副产品都是水蒸气,这意味着使用氢气发电不会直接产生二氧化碳 (10)。虽然使用氢气不会排放二氧化碳,但生产氢气的各种方法都会排放二氧化碳。目前,美国几乎所有商业生产的氢气都是通过蒸汽甲烷重整 (SMR) 生产的。商业氢气工厂和石油炼油厂在催化剂存在下将高温蒸汽 (700˚C 至 1000˚C) 与甲烷反应生成氢气和一氧化碳 (CO) (11)。由于 CO 是一种致命气体,因此它会与额外的蒸汽反应生成二氧化碳和更多的氢气。纯通过 SMR 生产的氢气被归类为灰色氢气。尽管这是最便宜的方法,但 SMR 会排放大量二氧化碳 (11)。然而,通过碳捕获和储存 (CCS) 技术可以减少 SMR 的大量排放,该技术使用各种化学方法在源头回收二氧化碳并将其储存在地下深处。目前的 CCS 技术可以捕获高达 80% 的释放二氧化碳 (12)。当 SMR 与 CCS 结合时,产生的氢气被归类为蓝色氢气
先进锂离子电池和技术的开发通常解决以下四个目标之一:1)创造更高的体积能量密度和/或比能量/功率,2)赋予本质上更安全的化学性质,3)实现更快的充电速度,和4)使用价格较低但性能具有竞争力/接近竞争力的电池。当然,其他因素也会发挥作用,这取决于目标市场类型和全球供应的可用性;然而,为了广泛采用,上述要点/标准仍然很重要。锂离子在商业上已在通信和运输 (EV) 应用行业中根深蒂固。如今,轻微的迭代(主要是电解质定义的)正在逐步提高安全性、成本和循环或日历寿命。最后一点,日历寿命,是能量密度极高的锂离子电池经常被忽视的一点,因为它们在较高电荷(OCV 条件)和高温下具有反应性。虽然循环寿命与容量/能量性能下降之间存在争议,但重新利用电池本身或在电池寿命结束时回收内部化学成分的尝试在该领域已大大增加。希望在回收循环中也能考虑能源中性过程。尽管如此,能源存储领域相当大,这一追求取决于推动该领域朝着许多方向之一迈进,朝着更崇高的目标迈进。因此,下一代电池和技术的追求必须更深入地研究新的和新颖的化学和电化学,以创造一个中性、无碳环境的世界,一个仅靠太阳能和风能等可再生能源就能满足能源需求的世界。因此,电力和化学在我们这个世界中的应用是 21 世纪的杰作。钠离子电池 (SIB) 进入电池领域让我们认识到预知由锂离子衍生的非水 (电) 化学知识的价值,这可以加快研究方向并缩短开发时间。在过去 10 年中,有关 SIB 的出版物数量大幅增长,这确实代表了一种“超越锂离子”的电池系统方法;然而,这种方法的固有能量密度可能较低。接近 250 Wh/kg 或相当于当今市场上最好的锂离子电池的 SIB 能量密度尚未得到证实/发现。然而,与锂离子相比,电池组建模确实表明生产和原材料提取成本更低,以及材料加工所需的能量更低(以成本/kWh 计算)。如果 SIB 的成本低于石墨/LFP (LiFePO 4 ),同时具有相同的能量密度、寿命、性能和安全性,那将会很有趣,而且肯定具有竞争力。在纸面上这很容易陈述,但挑战在于在现场展示这种比较。我们期待继续开发新的 SIB 阴极和阳极材料的相空间,新的电解质、盐和其他 SIB 技术和特性将引起人们对这个快速发展领域的兴趣。