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基于高干度泡沫实验的非均质咸水层CO_(2)封存能力分析

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天然气工业 2024年第4期44卷 46-55页

作者：李松岩马芮党法强中国石油大学(华东)石油工程学院

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,... 详细信息

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,利用自行设计的高温高压驱替实验装置,进行了不同渗透率级差的并联岩心CO_(2)泡沫驱室内实验研究,分析了驱替过程中岩心的气液产出情况与CO_(2)饱和度的变化规律,指出了不同渗透率级差非均质岩心模型的碳封存效果与机理。研究结果表明:①与CO_(2)气驱相比高干度泡沫驱用于CO_(2)咸水层埋存具有更大优势,当岩心渗透率级差介于2.6~10.8时,泡沫均能有效封堵高渗透岩心,使阻力因子维持在36左右,增大了驱替压差与低渗透岩心的产气、产液速度;②岩心中气相饱和度与渗透率存在一定关系,当岩心的渗透率小于2450 mD时,最高气相饱和度随渗透率增加而增大,当渗透率超过2450 mD时,岩心最高气相饱和度在80%左右;③采用高干度泡沫驱可以有效扩大岩心中CO_(2)封存量,渗透率级差为4时,泡沫驱的CO_(2)封存体积较气驱增长219%,当渗透率级差扩大至10.8,CO_(2)封存量能始终维持在较高水平。结论认为,咸水层条件下CO_(2)泡沫驱替实验探究了CO_(2)封存能力变化,提供了非均质储层提高碳封存效率的实验认识,可为非均质咸水层中CO_(2)的地质封存技术优化提供参考和借鉴。

关键词：碳中和 CO_(2)地质封存高干度泡沫咸水层非均质地层封存效率

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面向动力学未知的高超声速飞行器过载跟踪鲁棒控制

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中国科学:信息科学 2024年第10期54卷 2281-2294页

作者：郭雨岩刘源华南理工大学自动化科学与工程学院西北工业大学自动化学院

针对高超声速飞行器过载跟踪问题,分析并给出了由过载和俯仰角速度组成的非线性系统动力学,设计了有限时间预设性能控制策略以保证过载跟踪性能和精度.考虑过载系统动力学中模型的不确定性,利用神经网络估计系统未知非线性函数.为改善... 详细信息

针对高超声速飞行器过载跟踪问题,分析并给出了由过载和俯仰角速度组成的非线性系统动力学,设计了有限时间预设性能控制策略以保证过载跟踪性能和精度.考虑过载系统动力学中模型的不确定性,利用神经网络估计系统未知非线性函数.为改善神经网络学习性能,采用平行估计模型构造表征学习性能的预测误差,基于预测误差与跟踪误差设计了复合学习权重更新律,通过李雅普诺夫(Lyapunov)函数分析证明了闭环系统学习与跟踪误差的有限时间稳定性.仿真结果表明,所设计的控制策略能够实现对动力学未知函数的在线估计与过载指令的准确跟踪.

关键词：高超声速飞行器过载跟踪控制有限时间控制复合学习预设性能控制

考虑城市多能源系统不确定性的移动能量枢纽规划方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2452-2466,I0002,I0003页

作者：姚宗君张铁岩赵琰沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工程学院沈阳110136

针对低碳新能源供能与电热气负荷间能量平衡困难及其时空不确定性,提出一种基于交通流和多源能量流协同的城市多能源系统移动能量枢纽(mobile energy hub, MEH)模型及规划方法。首先,研究低碳型高比例可再生能源供能的城市多能源系统源... 详细信息

针对低碳新能源供能与电热气负荷间能量平衡困难及其时空不确定性,提出一种基于交通流和多源能量流协同的城市多能源系统移动能量枢纽(mobile energy hub, MEH)模型及规划方法。首先,研究低碳型高比例可再生能源供能的城市多能源系统源网荷能量和功率平衡及其调节需求特性,建立具有灵活的“电-气-氢”能源转换和存储特性的移动能量枢纽模型;其次,基于移动能量枢纽模型,综合考虑交通运输网络流量动态及其输运成本,建立基于交通网与城市多能源系统网络协同和移动能量枢纽能量特性的多能流时空协调模型;然后,考虑可再生能源出力以及负荷不确定性,提出城市多能源系统不确定性模型,并在此基础上建立了综合投资和运行成本最小的移动能量枢纽规划模型;最后,以我国北方某地区多能源系统运行数据为基础,建立移动能量枢纽仿真模型。算例仿真结果表明,该文提出的移动能量枢纽规划模型能够有效提升城市多能源系统维持较高能量平衡水平下的经济性,并可为较大供能规模的多能源网络提供较好的多时空尺度能量调节特性。

关键词：能量平衡不确定性多能源系统移动能量枢纽优化规划交通网多时空尺度

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生产双链RNA工程菌的研究进展

生物工程学报 2024年

作者：崔锦程崔洁卞小莹山东大学微生物技术国家重点实验室

保障粮食安全需要新型绿色农药。双链RNA(double-stranded RNA， dsRNA)农药通过外源添加特异性靶向病虫害的dsRNA来触发RNA干扰，抑制病原菌或害虫的关键基因表达，从而实现对特定病虫害的有效控制。双链RNA农药是一种环境友好型的农... 详细信息

保障粮食安全需要新型绿色农药。双链RNA(double-stranded RNA， dsRNA)农药通过外源添加特异性靶向病虫害的dsRNA来触发RNA干扰，抑制病原菌或害虫的关键基因表达，从而实现对特定病虫害的有效控制。双链RNA农药是一种环境友好型的农药，具有较强的特异性和高效的基因沉默能力，但目前还存在生产成本高等问题。利用工程菌株生产dsRNA是一种可行的策略，然而目前还没有具有经济效益的dsRNA生产工程菌株出现。本文综述了利用微生物生产dsRNA的研究进展和生产策略，能够为dsRNA生产提供参考。

关键词： RNA干扰双链RNA 工程菌株底盘

一种低暗计数率P-I-N结构的单光子雪崩二极管探测器

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光学学报 2024年第9期44卷 25-30页

作者：李峥刘丹璐董杰卞大井徐跃南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023 射频集成与微组装技术国家地方联合实验室江苏南京210023

基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为... 详细信息

基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为虚拟保护环,防止了器件横向击穿,降低了暗计数率(DCR)。测试结果表明,虚拟保护环宽度(GRW)为5μm时,器件雪崩电压为56 V。在5 V过偏压下600 nm处的峰值PDP为41%,在901 nm的近红外波段下PDP大于6%,DCR为0.56 s^(-1)·μm^(-2),后脉冲率小于1.2%,表现出良好的电学和光学特性。所提出的SPAD器件为硅基高灵敏度近红外单光子探测器设计提供了一种可选的解决方案。

关键词：探测器单光子雪崩二极管(SPAD) P-I-N结构光子探测概率(PDP) 暗计数率(DCR)

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基于IAGA算法的信号配时优化及单点信号灯装置研究

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基于IAGA算法的信号配时优化及单点信号灯装置研究

作者：卞云豪安徽理工大学

学位级别：硕士

番茄膜联蛋白SlAnn5的抗烟粉虱分子机制研究

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番茄膜联蛋白SlAnn5的抗烟粉虱分子机制研究

作者：卞雨豪扬州大学

学位级别：硕士

隆基绿能ESG表现对绿色创新绩效的影响研究 ——基于利益相关者视角

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隆基绿能ESG表现对绿色创新绩效的影响研究 ——基于利益相关者视...

作者：卞可丹江西师范大学

学位级别：硕士

Ni/Co/Fe基非贵金属催化剂用作尿素电氧化协同水分解制氢研究

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Ni/Co/Fe基非贵金属催化剂用作尿素电氧化协同水分解制氢研究

作者：卞庆楠曲阜师范大学

学位级别：硕士

随着经济的飞速增长,对化石燃料等资源的需求也在持续上升,这导致了能源供应的不足和一系列环境问题。因此,发展清洁、安全、可持续的新型能源方式来替代化石燃料燃烧,已经成为必然的发展方向。氢能(H2)拥有能量密度高,燃烧无污染,储备... 详细信息

随着经济的飞速增长,对化石燃料等资源的需求也在持续上升,这导致了能源供应的不足和一系列环境问题。因此,发展清洁、安全、可持续的新型能源方式来替代化石燃料燃烧,已经成为必然的发展方向。氢能(H2)拥有能量密度高,燃烧无污染,储备丰富的优点,同样也是在碳达峰、碳中和的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。目前,最具应用前景的制H2技术是电解水制H2,这是一种无污染的清洁方法,可以减少温室气体排放和空气污染,因此吸引了研究人员的广泛关注。电解水过程包含了阳极的析氧反应(OER)和阴极的析氢反应(HER)。其中,由于OER有着复杂的反应机制以及缓慢的动力学流程,导致阳极的过电位过高,从而增加了电解能耗,严重影响了电解水生成H2的效率。而利用热力学平衡电势低的有机小分子氧化反应代替OER能够有效地降低阳极电位,减少电解能耗,提高制H2能量效率。尿素氧化反应(UOR)的热力学电极电势(***)远低于OER(***),是替代OER的理想选择。基于此,本工作对价格低廉、稳定性好、催化活性高的OER和UOR催化剂开展了研究工作,合成了三种催化性能优异的Ni/Co/Fe基非贵金属复合电催化剂,并研究了其在大电流密度下OER和UOR催化性能。主要包含以下工作:1.在第一部分工作中,我们通过水热法成功地在泡沫镍(NF)表面构建了纳米针状阵列的CoNi-LDH/Fe MOF/NF异质结构催化剂。当使用1.0MKOH溶液为电解液时,催化剂仅需275和305mV的过电位就能实现500和1000mA/cm2的高电流密度。其催化性能明显优于单独组分的CoNi-LDH/NF或Fe MOF/NF催化剂。该异质结构催化剂催化性能的提高可归因于CoNi-LDH和Fe MOF的协同作用。当使用UOR取代阳极OER时,达到相同电流密度所需的电位分别降低了80和50mV。此外,在Pt/C/NF‖CoNi-LDH/Fe MOF/NF双电极电解池中,驱动100mA/cm2电流密度的整体尿素电解(OUS)所需的电池电压仅为1.55V,比整体水分解(OWS)所需的电位低60mV。研究结果表明,异质结构催化剂可以显著提高电催化性能,使用UOR代替阳极的OER可以大大降低反应所需的电位。这项研究为开发和研究高效电催化剂开辟了一条新的途径。2.在第二部工作中,通过三步水热法在NF上合成了Fe2O3-NiVS/NF纳米片状催化剂。我们在有无0.5M尿素的1.0MKOH中进行了OER和UOR性能测试。结果显示,该催化剂无论是在UOR还是OER都有着十分优异的催化性能,分别仅需1.44和1.53V的电压即可实现500mA/cm2的电流密度,并且在1000 mA/cm2的大电流密度下,这两种反应所需的电压分别为1.51和1.57V,这比许多文献报道的多数非贵金属催化剂的催化性能更优越。进行超过40个小时的稳定性测试,该催化剂仍然维持稳定的催化活性且未见明显活性的下降,证实该催化剂具备优秀的稳定性。此外,Fe2O3-NiVS/NF催化剂的OUS和OWS测试结果显示,在10、50和100mA/cm2的电流密度下,OUS所需要的电压分别为1.36、1.46和1.56V,比OWS分别低70、100和90mV。本工作为今后设计高活性和高稳定性的非贵金属电催化剂提供了新的设计思路。3.第三部分工作采用浸泡法、水热法和电沉积法制备了NiFeOxHyS-Ni(OH)2/NF电催化剂,并对其进行了在有无0.5M尿素的1.0MKOH条件下的OER与UOR催化性能的研究。对于OER而言,无论是在低电流密度还是高电流密度情况下,该催化剂都表现出优越的催化活性,特别是在1000 mA/cm2的高电流密度下,其过电位降到了300mV以下,只有291mV。使用UOR来替代阳极的OER,仅需要1.36、1.40和1.44V的电位就可以达到100、500和1000mA/cm2的电流密度,远低于OER过程所需的电位(1.46、1.50和1.52V)。在500mA/cm2的电流密度下进行了40小时的稳定性测试后,该催化剂的催化活性有所降低,这表明在高电流密度的条件下,其耐久性需要进一步提升。此外,当使用NiFeOxHy-S-Ni(OH)2/NF催化剂作为阳极,Pt/C/NF作为阴极进行OUS测试,该催化剂仅需要1.52V就可以达到100mA/cm2的电流密度,明显低于相同电流密度下OWS所需的电压(1.61V)。这项研究为利用一种便捷的电沉积方法开发高效电催化剂,提供了一条极具潜力的研究思路。

关键词：非贵金属催化剂大电流密度氧气析出反应尿素氧化反应全解水