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生物质耦合燃煤发电经济环境效益评估

化工学报 2021年第12期72卷 6311-6327页

作者：云慧敏代建军李辉毕晓涛北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 英属哥伦比亚大学生物与化学工程系清洁能源中心不列颠哥伦比亚省温哥华V6T 1Z3加拿大湖南省林业科学院省部共建木本油料资源利用国家重点实验室湖南长沙410004

建立了生物质直燃、生物质耦合燃煤发电及煤电的经济及环境影响评估模型,对比了四种不同的生物质预处理技术,量化了生物质固体燃料的供应链成本,不同发电策略的度电成本,电力碳排放强度,边际减排成本,以及考虑碳交易情况下的电厂成本收... 详细信息

建立了生物质直燃、生物质耦合燃煤发电及煤电的经济及环境影响评估模型,对比了四种不同的生物质预处理技术,量化了生物质固体燃料的供应链成本,不同发电策略的度电成本,电力碳排放强度,边际减排成本,以及考虑碳交易情况下的电厂成本收益率。研究发现,生物质耦合燃煤发电较生物质直燃发电是更为低碳的生物质利用路径,且可利用电厂的规模效应,即随着规模增大度电成本降低,成本利润率上升,而直燃发电相反。与煤电相比,耦合发电的度电成本更低,且可受益于碳交易,成本利润率更高。因此,生物质耦合燃煤发电是具有经济与环境效益的煤电淘汰方案。

关键词：生物质耦合燃煤发电生物质预处理方案对比经济环境影响评估煤电淘汰方案碳排放边际减排成本

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质子交换膜电解池内氧气泡输运过程特性

江苏大学学报（自然科学版） 2021年第2期42卷 139-144页

作者：何旭罗马吉陈奔武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070 不列颠哥伦比亚大学化学与生物工程系清洁能源研究中心加拿大温哥华V6T1Z3

研究了质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)阳极流场内的氧气泡运动特性,采用VOF(volume of fluid)方法分析了多孔输运层(porous transport layer,PTL)表面接触角、液态水流速、氧气产生速率及PTL孔径对氧气泡在流道中运动特性的影响.结果表明:PTL处理为亲水性有利于气泡脱离,降低表面气体覆盖率,促进液态水到达催化层;高的液态水流速会减小气泡脱离时间及脱离体积,降低PTL表面气体覆盖率及容积含气率,促进气泡从流道中排出;气体生成速率增大会提高流道容积含气率和PTL表面气体覆盖率,不利于电解池的运行;随PTL孔径增大,气泡脱离体积增大,脱离时间先减小后增加.

关键词：质子交换膜电解池 VOF方法两相流氧气泡输运特性多孔输运层

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PEM水电解池装配接触压力试验

江苏大学学报（自然科学版） 2021年第3期42卷 257-263页

作者：龙盼罗马吉陈奔武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070 不列颠哥伦比亚大学化学与生物工程系清洁能源研究中心加拿大温哥华V6T 1Z3

由于质子交换膜水电解池(proton exchange membrane water electrolyzer,PEMWE)核心组件膜电极(membrane electrode assembly,MEA)上的压力分布对电解池性能有较大的影响,因此,对水电解池不同装配方案对膜电极上压力分布的影响进行了研... 详细信息

由于质子交换膜水电解池(proton exchange membrane water electrolyzer,PEMWE)核心组件膜电极(membrane electrode assembly,MEA)上的压力分布对电解池性能有较大的影响,因此,对水电解池不同装配方案对膜电极上压力分布的影响进行了研究.首先,采用压敏纸替换电解池核心组件膜电极;然后,采用不同装配方案组装质子交换膜水电解池,通过试验观察与图像处理技术分析压敏纸上压力分布情况,获得不同装配方案对膜电极上压力分布的影响.结果表明:随着电解池装夹压力的增加,膜电极上压力值逐渐变大,且分布更均匀,但压力过大会导致阴极扩散层碳纸损坏;方案5是最佳的装配方案,既保证了密封效果,又保证了膜电极压力分布.

关键词：质子交换膜水电解池装配方案压敏纸膜电极压力分布

氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的机理研究

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第5期60卷 884-891页

作者：司亚威王智超叶跃元张朝霞王夺李水荣刘运权郑志锋厦门大学能源学院福建省生物质清洁高值化技术工程研究中心福建厦门361102 厦门大学化学化工学院醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室福建厦门361005

以PdCl_(2)为催化剂、环己烷为萃取溶剂,考察各反应参数对氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的影响,并研究多种模型化合物与氢碘酸反应后的产物分布,以推断氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的反应路径.结果显示:在110℃、氢气压力4... 详细信息

以PdCl_(2)为催化剂、环己烷为萃取溶剂,考察各反应参数对氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的影响,并研究多种模型化合物与氢碘酸反应后的产物分布,以推断氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的反应路径.结果显示:在110℃、氢气压力4 MPa、0.01 g PdCl_(2)、8 mL环己烷、57%(质量分数)氢碘酸(0.12 mmol)反应3 h的条件下,氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯和碘己烷的总产率最高,可达93.92%.氢碘酸还原山梨醇过程中涉及取代、消去和加成反应.山梨醇上的羟基从端位开始被碘离子取代,相邻碳原子上的两个碘离子结合,脱去碘分子后生成C=C双键,然后C=C双键进一步与氢碘酸发生加成反应.经过多次取代、消去和加成反应后生成2-己烯,2-己烯进一步加成可得2-碘己烷和3-碘己烷.

关键词：氢碘酸山梨醇 2-己烯碘己烷还原反应机理

SO2蒸汽预处理对花旗松制取生物乙醇的影响

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SO2蒸汽预处理对花旗松制取生物乙醇的影响

全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会

作者：钟月华 Jack N Saddler 肖泽仪沈飞四川大学化学工程学院 Forest Products Biotechnology Department of Wood ScienceUniversity of British ColumbiaVancouver V6T1Z4Canada 四川农业大学资源环境学院

以加拿大不列颠哥伦比亚省甲虫致死花旗松为原料,通过SO催化蒸汽爆破方式对其进行预处理,并对预处理后的原料进行酶水解和乙醇发酵研究,以考察预处理方式结合酶水解对花旗松制取乙醇的影响。结果表明,较低的SO吸收率和原料含水率(干基)... 详细信息

以加拿大不列颠哥伦比亚省甲虫致死花旗松为原料,通过SO催化蒸汽爆破方式对其进行预处理,并对预处理后的原料进行酶水解和乙醇发酵研究,以考察预处理方式结合酶水解对花旗松制取乙醇的影响。结果表明,较低的SO吸收率和原料含水率(干基)影响了预处理效果;水洗对预处理后原料的酶水解效率没有显著的影响;当水解底物质量浓度由20mg/mL增加到150mg/mL时,水解率均在42%左右,底物质量浓度的增加纤维素的水解率没有受到显著影响。从发酵结果看,花旗松经汽爆预处理后,不进行水洗处理更有利于后续发酵。分步糖化发酵乙醇得率可以达最大乙醇得率的66%,而同步糖化水乙醇得率为55%。由此可见,低浓度SO催化汽爆预处理低湿度花旗松不能得到较好的预处理效果,需进一步优化。

关键词：农业废弃物酶水解发酵生物乙醇 SO2催化汽爆

来源： cnki会议评论

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飞秒强激光诱导烧蚀点火及传感探测

飞秒强激光诱导烧蚀点火及传感探测

作者：梁天凤吉林大学

学位级别：硕士

根据我国“双碳”战略目标的发展方向,能源的高效清洁利用是实现节能减排的重要途径。贫燃燃烧技术具有高燃烧效率、低污染物排放的潜力。在贫燃条件下,传统的电火花点火技术需要通过增加点火电压以保证稳定的击穿实现点火,但这会缩短... 详细信息

根据我国“双碳”战略目标的发展方向,能源的高效清洁利用是实现节能减排的重要途径。贫燃燃烧技术具有高燃烧效率、低污染物排放的潜力。在贫燃条件下,传统的电火花点火技术需要通过增加点火电压以保证稳定的击穿实现点火,但这会缩短火花塞寿命、降低点火可靠性及增加失火概率。激光点火技术因其具有在贫燃条件下良好的点火能力、无侵入电极、点火时间位置灵活等诸多优势而受到研究人员的广泛关注。当前,激光点火技术中多采用纳秒光源诱导击穿产生等离子体火花实现点火,但由于击穿过程内禀的不稳性,潜在的失火仍然难以避免;并且纳秒激光诱导等离子体点火的最小点火激光脉冲能量(Minimum Pulse Energy,MPE)高达几十毫焦,这制约着其工程应用。近期,飞秒激光点火技术取得了突破性进展,利用飞秒激光非线性成丝传输特性,得益于光丝内部诱导燃气分子产生大量活性自由基以及“线”点火特性,实现了超低的亚毫焦量级的MPE和100%成功率的甲烷/空气贫燃气体点火。然而,进一步降低飞秒激光点火的MPE、延长点火距离,对推进其在各种实际工况下的工程应用意义重大。此外,光学传感探测手段作为一种非入侵式、响应速度快、灵敏度高的诊断技术,在环境检测、生物医疗以及工业制造方面,尤其是燃烧诊断领域得到了广泛应用,用于测量燃烧中间产物浓度、温度、当量比等各种燃烧参数。为此,本文提出了飞秒强激光诱导烧蚀点火技术路径,并结合光学传感探测手段对飞秒强激光诱导烧蚀点火特性及机理进行研究,其中主要研究内容如下:1、采用中心波长为800 nm、脉宽为45 fs的飞秒激光聚焦产生光丝烧蚀金属钽靶,在甲烷/空气混合气体流场中进行点火实验,通过测量激光脉冲每次烧蚀靶面后的火焰荧光图像,表征点火成功率。证明了飞秒强激光诱导烧蚀点火技术是可行的,实现了激光脉冲能量低至1 m J的100%成功率点火,相比飞秒激光点火技术的MPE降低了约50%。2、分别利用光丝诱导非线性光谱技术、时间分辨光谱与成像技术对点火过程的等离子体组分和火焰核形状及光谱随时间的演变规律进行了传感探测,发现了光丝内部包含大量O、OH等活性自由基,同时激光击穿靶面产生的高能等离子体通过碰撞将激光能量耦合到自由基中,促进持续的燃烧链式化学反应,最终形成火焰核,揭示了飞秒强激光诱导烧蚀点火的原理。3、采用焦距为1 m的透镜产生约70 mm的光丝,实验研究发现金属靶在近40 mm的光丝范围内均能稳定点火,证明了该技术对光丝与烧蚀靶表面相互作用位置不敏感,并展示了其远程点火能力。4、通过扫描电子显微镜和超深三维显微镜表征了光丝对烧蚀靶表面的损伤情况,发现飞秒激光光丝对烧蚀靶的损伤极小,约80 ng/脉冲,不足纳秒激光烧蚀损伤的百分之一。因此,烧蚀靶在经历上千次激光脉冲烧蚀后仍能保持良好的点火能力,在点火过程中不需要频繁移动和更换,使用寿命大幅延长。

关键词：飞秒激光光丝激光点火烧蚀传感探测

含双膦配体的仿生催化剂的合成、表征和电化学性能研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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含双膦配体的仿生催化剂的合成、表征和电化学性能研究

作者：田文镜四川轻化工大学

学位级别：硕士

全球对能源的需求随着经济发展和人口增长而不断增加,而有限的化石燃料数量已开始锐减。近年来,科学家和工程师面临的一个持续的挑战是开发利用清洁能源,氢气作为绿色环保、清洁零碳的二次能源,受到全球高度重视。氢化酶一种可以高效催... 详细信息

全球对能源的需求随着经济发展和人口增长而不断增加,而有限的化石燃料数量已开始锐减。近年来,科学家和工程师面临的一个持续的挑战是开发利用清洁能源,氢气作为绿色环保、清洁零碳的二次能源,受到全球高度重视。氢化酶一种可以高效催化分子氢的产生和氧化的酶,氢化酶共有三种类型:[Fe]、[FeFe]、[NiFe]氢化酶,它们都有共同的特征:有一个质子/氢结合位点、一个氧化还原中心和π受体（CO和/或CN）和能够稳定低氧化态金属的硫配体,通常含有硫结合的半胱氨酸配体（H-簇）。基于氢化酶活性中心能够催化质子还原成氢气,本文设计合成了两个系列13个仿生物酶-[FeFe]氢化酶和[NiFe]氢化酶活性中心模型物制氢催化剂,并通过核磁等表征结构和测试了模型物的电化学性能。第二章合成并表征了关于[FeFe]氢化酶的二硫醇盐辅因子非常有用的含双膦配体的FeS簇合物。制备了一系列含有与[FeFe]-氢化酶亚位点相关的氨基二膦的FeS簇模型物,FeS簇模型物Fe（μ-S）（CO）[（PhP）NR]（2-7）(R=（CH）CH,CH（CH）,（CH）CH,CHCH（CH）,p-CHCCH和m-CHCCH)。同时,FeS（CO）和（PhP）NR(R=CH（CH）Ph)反应得到FeS簇桥连模型物Fe（μ-S）（CO）[（PhP）NCH（CH）Ph]（8）和螯合模型物Fe（μ-S）（CO）[（κ-PhP）NCH（CH）(Ph)]（9）。通过IR,H NMR、C NMR、P NMR、元素分析、X-射线单晶衍射进行结构表征,然后在弱酸质子源下测试了模型物均具有电催化质子还原成氢气的能力和可能具有的催化还原机理。第三章设计合成了结构新颖的含双膦配体的双核镍（II）模型物。针对单核镍对反应条件的苛刻,优化设计首先合成单核镍（II）二硫醇盐配合物,再接着研究双核镍（II）模型物的合成方法。含膦配体和Ni Cl·HO反应得到Ni Cl（diphos）,然后和硫醇反应得到（diphos）Ni Cl(SC_nHS),中间体和（diphos）Ni Cl(SC_nHS)反应得到目标模型物[（CH）Ni（SCHCHS）Ni（dppp）]BF（10）、[（CH）Ni（SCHCHS）Ni（dppv）]BF（11）、[（CH）Ni（SCHCHCHS）Ni（dppe）]BF（12）、[（CH）Ni（SCHCHCHS）Ni（dppv）]BF（13）、[（CH）Ni（SCHCHCHS）Ni（pnp）]BF（14）。通过H NMR和X-射线单晶衍射进行结构表征,利用循环伏安法在弱酸质子源在测试了模型物10-14的电化学性能,推测可能存在的催化还原机理。

关键词：氢化酶膦配体结构表征电化学性能催化机理