德克萨斯州 4-H 4-H 全区 STEM 研究项目名称:风力涡轮机年级:5 年级和 6 年级 TEKS:科学 5.1(A)、5.2 (A)(B)(C)(D)(F)(G)、(5.3 A)、(5.4 A)、(5.7 C) (6.7 A) 数学 (5.1 A, D)、(5.3 A, G, K)、(5.9 A, C)。课程名称:风力涡轮机 目标(2 到 4): 学习科学方法 步骤 了解可再生能源 练习 15 项 SET 能力(构建、分类、协作、演示、描述、对比、解决、设计、评估、假设、发明、推断、解释、测量和学习图形表示的基础知识) 用品:一个 Pico 涡轮机、风扇、码尺或卷尺 一个电压表,时间分配:60 分钟(建议至少进行 5 次试验,每次 10 分钟)探索内容:涡轮机以不同的距离暴露在风扇产生的风中,叶片角度也会发生变化。 词汇: 可再生能源:从人类时间尺度上自然补充的资源中收集的能量,例如阳光、风、雨、潮汐、波浪和地热。 风力涡轮机:通过因形状而产生升力来工作。 叶片:形状旨在以最小的成本从风中产生最大的功率。角度:风力涡轮机产生的电力将根据叶片的放置角度而变化,产生最大功率输出的角度为 45 度。伏特:电压或电位差的电气单位(符号:V)。一伏特定义为每库仑电荷消耗一焦耳的能量。
不平等交换理论认为,全球北方“发达经济体”的经济增长依赖于全球南方通过国际贸易价格差异大量净占用资源和劳动力。过去估算这种流失规模和价值的尝试面临许多概念和经验限制,无法捕捉到贸易商品中所包含的上游资源和劳动力。在这里,我们使用环境投入产出数据和足迹分析来量化 1990 年至 2015 年期间南方净占用的物理规模(以资源和劳动力为单位)。然后,我们用现行市场价格来表示占用资源的价值。我们的结果表明,2015年北方国家从南方国家净占用了120亿吨隐含原材料、8.22亿公顷隐含土地、21艾焦耳隐含能源和1.88亿人年的隐含劳动力,按照北方国家的价格计算价值10.8万亿美元 — — 足以70次消除极端贫困。整个时期,来自南方国家的流出总额为242万亿美元(2010年不变美元)。这一流出对全球北方国家来说是一笔不小的意外之财,相当于北方国家GDP的四分之一。为了进行比较,我们还报告了全球平均价格的流出。通过这种方法,我们发现南方国家因不平等交换而遭受的损失是其同期获得的总援助额的30倍。我们的分析证实,不平等交换是全球不平等、发展不平衡和生态破坏的重要驱动因素。
在过去的十年中,拉曼光谱已被证明是一种强大的光谱方法,有助于了解纳米级复杂而迷人的能量传输世界。人们开发了各种基于拉曼的方法来测量二维材料和其他纳米级结构的热性能。光热拉曼法常用于确定原子级薄材料(如石墨烯和过渡金属二硫属化合物 (TMD))的界面热阻 (R ″ tc ) 和热导率 (k)。[1–4] 该技术同时使用激光加热样品和拉曼信号表征。温度相关的拉曼信号和 3D 热传导模型用于提取热性能测量值。通过焦耳加热的拉曼测温法同样可以探测界面能量传输和热导率;通过用激光加热代替电流加热源,可以使用物理建模和温度相关的拉曼信号来确定 R ″ tc 。 [5,6] 最近,人们设计了另一种综合光热拉曼方法,使用连续波和脉冲激光来测量二维材料的热性能。[7] 该方法通过比较一系列激光光斑尺寸和脉冲持续时间的不同拉曼温度响应来测量单层和多层石墨烯的 k。此外,双激光拉曼测温法和双波长闪光拉曼映射法分别用于测量二维材料和纳米线的热导率。[8,9]
AC 交流电 ATB 国家可再生能源实验室年度技术基准 BESS 电池储能系统 CCUS 碳捕获利用与封存 CFPC 清洁燃料生产信用 CMA 关键材料评估 CO 2 二氧化碳 CORSIA 国际航空碳抵消与减排计划 DAC 直接空中捕获 DC 直流电 EIA 美国能源信息署 EISA 2007 年能源独立与安全法案 EPA 美国环境保护署 ESGC 美国能源部的储能大挑战 EV 电动汽车 FEED 前端工程与设计 FEOC 关注外国实体 FTA 自由贸易协定 GJ 千兆焦耳 GHG 温室气体 GREET 温室气体、受管制排放和技术中的能源使用 GW 千兆瓦 GWh 千兆瓦时 H 2 氢气 HDV 重型车辆 IRA 通货膨胀削减法案 IRS 美国国税局 ITC 投资税收抵免 kWh 千瓦时 LCE 碳酸锂当量 LCOE 平准化能源成本 LFP锂、铁和磷 LNG 液化天然气 MDV 中型汽车 MGS 冶金级硅 MJ 兆焦耳 MLPY 百万升/年 MMbtu 百万英热单位 MW 兆瓦 MWh 兆瓦时
在本研究中,使用4043 MIG填充线(WAAM)制造了300 x 200 x 20 mm 3的矩形平板300 x 200 x 20 mm 3。研究了焊接电流(热输入)对4043 WAAM合金的焊缝微结构和机械性能的影响。通过将焊接电流从140到160 a改变,以使其他焊接参数从140 a变化为恒定值。实验发现表明,所有焊接接头都是无缺陷的,并且焊接的强度降低了焊接电流的增加。在较低的热输入(140a)焊接接头的情况下,达到了120 MPa的最高关节强度(占基本WAAM强度的119%)。显着的强度是由于存在更精致的e术树突微观结构和融合边界尺寸较小的原因。焊接接头的韧性分别为低,中和高热量输入的10、11和12焦耳。焊接接头的韧性显示出焊接电流增加的趋势增加。更多的焊接接头软化导致了更高的延展性和韧性。蚀腐蚀研究的结果表明,由于Al基质中存在更多的Si,总体而言,在所有焊接接头中都实现了更好和类似的腐蚀行为。焊接微结构中的热输入和谷物变高的差异归因于焊接接头腐蚀性的变化。但是,焊接接头的耐腐蚀性在行业标准的可接受极限之内。
A 安培 h 小时 oz 盎司 ac 交流电 hf 高频 o.d. 外径 AM 调幅 Hz 赫兹 Ω 欧姆 cd 坎德拉 i.d. 内径 p. 页 cm 厘米 in 英寸 Pa 帕斯卡 CP 化学纯 IR 红外线 pe 可能误差 c/s 每秒周期 J 焦耳 pp. 页数 d 天 L 朗伯 ppm 百万分率 dB 分贝 L 升 qt 夸脱 dc 直流电 lb 磅 rad 弧度 ° C 摄氏度 lbf 磅力 rh 相对湿度 ° F 华氏度 lbf � in 磅力 英寸 s 秒 dia 直径 lm 流明 SD 标准差 emf 电动势 ln 对数(底为 e)秒。节 eq 方程对数对数(底为 10)SWR 驻波比 F 法拉 M 摩尔 uhf 超高频 fc 英尺烛光 m 米 UV 紫外线图。数字 µ 微米 V 伏特 FM 调频 min 分钟 vhf 甚高频 ft 英尺 mm 毫米 W 瓦特 ft/s 英尺每秒 mph 英里每小时 N 牛顿 g 加速度 m/s 米每秒 λ 波长 g 克 mo 月 wk 周 gal 加仑 N � m 牛顿米 wt 重量 gr 格令 nm 纳米 yr 年 H 亨利 编号 数字 面积=单位2(例如,ft 2 、in 2 等);体积=单位3(例如,ft 3 、m 3 等)
•收费:表示电动汽车所有者要求的能量。•充电变量:表示在给定的时间阶段的电流和从充电器到电动电池电池传递的待处理的电能。•充电枢纽:该市由充电站组成的独立充电枢纽。•直流快速字符:是使用480伏系统的EV充电器。这些充电器可以在30分钟内将电动汽车电池充电至80%。也称为3级充电器。•电流:从充电器到EV的电荷流量速率。•EV:乘用车。•能量:电能存储在电场中或由电流运输。•千瓦(KW):一千瓦。•千瓦时(千瓦时):一千瓦小时。•2级充电器:通过240V或208V电气服务提供高速AC充电的EV充电器,并且在家庭,工作场所和公共收费方面很常见。这些充电器可以在3-10小时内将电动汽车电池充电至80%。•兆瓦小时(MWH):一百万(10 6)瓦小时。•功率:电路可以传递电能的速率。它等于电流和电压的乘积。•城市:假设城市在此问题声明中。•总负载:充电集线器为所有电动汽车提供的每小时累积能量。•电压:导致电子并因此流经电路的压力。•伏特(V):电压量度。•瓦特(W):一个权力单位。一个伏特是驱动电流一个安培的势能的差。一瓦等于每秒一个焦耳,与电路电路的电源相同,电势差为一伏,一个安培的电流。•瓦小时(WH):电能单位。一瓦小时等同于在一个小时内以一瓦的功率使用/传输的能量。
碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在各个行业中都是必不可少的,这是由于其出色的强度与重量比率,出色的耐用性和较高的刚度。但是,CFRP的有效回收仍然是一个重大挑战,需要开发先进技术和更可持续的废物管理解决方案。在这项研究中,我们提出了一种将CFRP废物升级为大量碳纤维复合闪光石墨烯(CFC-FG)的有效且可再现的方法,该方法是通过成本效益的闪光灯焦耳加热(FJH)在毫秒范围内的。所得的闪光石墨烯的广泛特征是形态,结构,光谱和化学分析。这些研究揭示了高度多孔的层状结构,其氧官能团和涡轮质石墨结构低。重要的结构特征,包括拉曼光谱中的独特d'峰和在选定区域电子衍射(SAED)中观察到的椭圆形图案,强调了其独特的特性。这些CFC-FG的这些组合属性在两电子氧还原反应(2e-ORR)中对过氧化氢(H 2 O 2)产生了出色的电化学性能(2e-ORR)。CFC-FG在0.1 M KOH中显示出近100%的选择性和良好的活性,稳定性测试证实了性能的保留,使其成为实际电气合成应用的有前途的候选人。这项工作的核心概念是为H 2 O 2电气合成的回收,可持续的Elec trocatalyst开发出循环经济并支持全球可持续性目标。
能源转型一直是人类进化的关键决定性过程之一(Smil 2017a)。第一次(长达数千年的)转型是从依赖传统生物燃料(木材、木炭、作物残渣)和有生命的原动力(人类和动物的肌肉)转向越来越普遍地依赖无生命的能源转换器(水车、风车)和用于田间工作和运输的更好的驾驭牲畜。向化石燃料的转型(燃烧产生热量、热电和动能)早在 16 世纪的英国就开始了,但它直到 1800 年之后才在欧洲和北美开始流行,而直到 1950 年之后才在亚洲大部分地区流行起来。这一转型伴随着对初级电力的日益依赖(自 19 世纪 80 年代以来以水力发电为主,自 1950 年代末以来核能发电也发挥了作用)。 1800 年后,从传统生物燃料向化石燃料的转变导致了相对脱碳的逐渐进行,但绝对二氧化碳排放量却大幅增长。相对脱碳最明显的表现是主要燃料的 H:C(氢碳比)比率不断上升:木材的 H:C 比率不超过 0.5,煤炭的 H:C 比率不超过 1.0,最轻的精炼燃料(汽油和煤油)的 H:C 比率上升到 1.8,而天然气的主要成分甲烷(CH 4)的 H:C 比率显然上升到 4.0(Smil 2017b)。每单位能量的二氧化碳排放量则相反:天然气燃烧每千兆焦耳产生的二氧化碳不到 60 千克(kg CO 2 /GJ),而液态碳氢化合物的 H:C 比率在 70-75 千克/GJ 之间,95 千克/GJ 是
诸如电动汽车中使用的锂离子电池(LIB)(EV)制成的电池组(EV)制成的电池组(EV)的电池组(EV)的热量损失,不均匀的温度分布和热失控,限制了其适用性,尤其是在高功率需求的情况下。本文分析了锂离子电池组中热量产生的原因,重点是它们对总热量产生的优势。它讨论了热产生,根本原因和影响参数引起的热问题。此外,它研究了冷却系统对峰值电池温度和温度均匀性及其设计,操作和性能参数的影响。审查表明,在设计冷却系统时,应在低排放率和高温期间与焦耳加热一起考虑熵加热,这是当EV在炎热天气下在高速公路上巡航时盛行的条件。电池的容量淡出是由温度依赖性因素(例如SEI层的生长,分离器耐药性上升和主动物质损失)引起的。因此,有效的电池冷却系统应维持15°C至35°C的温度范围和低于6°C的“ΔTmax”。在审查的冷却系统中,发现空气冷却简单且具有成本效益,但对于大型电池组来说效率低下。基于PCM的冷却技术提供了更高的温度均匀性,但对熔点敏感。液体冷却最有效,但增加了成本和复杂性。蒸发冷却可以作为空气和液体冷却之间的中间地面,并进一步研究将其付诸实践。电池热管理中未来的研究可能会通过考虑到电池运行方式的精确冷却需求来降低冷却系统的能源消耗。