金属有机骨架纳米材料在能量储存和转换领域中的应用研究

正1.前沿以碳氢化合物为基础的化石燃料,如石油、天然气和煤炭,是支撑当今社会经济和技术快速发展的主要能源来源。然而,随着人口和经济的迅速增长,巨大的全球能源消耗造成了化石燃料的不可持续发展。同时化石燃料的过度开发使用也带来了严重的环境问题。伴随着能源和环境的双重危机,越来越迫切需要开发清洁和可再生的能源,以减少、回收、最好是取代化石燃料的使用。可再生能     

从植物中提取新能源——氢

<正>在传统的化石能源面临枯竭,人们生产生活的需求不断增加,环保现状日益严重的今天,使用新型的清洁能源是世界各国的共识,为此科学家们进行了各种尝试和努力,研发出多种绿色环保能源。前不久,国外科学家新研制出的一套系统,可以利用人造光合作用将光能转化成氢燃料。绿色植物的光合作用是一个化学过程,是植物利用叶绿素在可见光的照射下,将光能和二氧化碳与水转化为有机物成为葡萄糖,同时释放氧气。绿色植物     

清洁可再生能源——大型聚光光伏电站

<正>人类从钻木取火开始,对能源的需求与日俱增。在近代,随着科学技术的高速发展,对能源已经产生了依赖。人类长期赖以生存的能源,如煤炭、石油和天然气等都属于化石能源。虽然还没有准确的方法可以预测化石能源究竟可以开采、使用多少年,     

核聚变——未来的新能源

能源是社会发展的基石。古人伐木为薪,后来柴薪逐渐被煤、石油、天然气等化石燃料取代。而今,化石能源面临“危机”,同时又对环境造成严重污染。以煤炭、石油、天然气等化石能源替代柴薪的第一次能源革命,带来了社会、经济的飞速发展。然而这些宝贵的化石能源是不可再生的,据估     

美国国家能源技术实验室:利用激光永久封存二氧化碳

美国能源部国家能源技术实验室正因利用激光的力量对电厂燃烧化石燃料产生的二氧化碳安全永久的地下封存进行监测而吸引私营企业的关注并获得创新奖。二氧化碳是种温室气体,同时也是因燃烧煤炭、石油及天然气而产生的副产品。分离出大气中的二氧化碳以减少其对全球气候变化影响的呼吁愈来愈多。一旦捕集到电厂所产生的二氧化碳,其就可通过管道输送至地下地质岩层用于永久封存。     

漫谈CO_2减排与氢能源

<正>一、CO2减排的重要性与迫切性世界能源供应主要依赖化石能源,而化石能源的长期大量使用在促进了区域经济发展的同时,也严重破坏了环境,造成了严重的生态问题,如酸雨,     

效率15.05%!首次发现并制备具有反向量子阱分布的高稳定2D钙钛矿太阳能电池

<正>能源一直是人类文明发展的重要动力。煤炭、石油等传统化石能源曾对社会的进步起到功不可没的作用,但储存量却十分的有限。同时,化石燃料的燃烧伴随大量的温室气体和污染物的排放,导致环境恶化。因此,发展新型储量丰富的清洁能源势在必行,太阳能作为一种清洁可再生能源被寄予很大希望。     

浅谈惯性约束核聚变

以煤、石油、天然气为代表的化石能源终将枯竭,基于核裂变反应的核裂变能源也由于安全性和核废料的处理等问题而不尽如人意。     

NMR在固体化石能源中的应用

综述NMR在固体化石能源的科学与技术领域中的应用,各种固态NMR技术,诸如CP、MAS、DD、DNP、TOSS、CRAMPS、NMRI等,均已用于表征化石能源的化学结构,其中以芳碳率与芳氢率作为结构多数最为重要。最近发展中的新方法,例如魔角慢转以及不同结合质子碳的谱编辑技术,展示了从核磁谱取得更多结构信息的前景,NMR可用于研究固体化石能源自然或人工热演化的机理;油气资源潜力的评价;煤在化学加工中性质的预测等。     

太阳能光催化制氢的科学机遇和挑战

面对人类对能源的需求持续增长,以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,太阳能成为主要的可再生清洁能源的来源。讨论了利用太阳能催化生氢或消耗二氧化碳,探索在半导体基光催化剂表面的光催化反应和光化学反应。半导体材料被认为是最有前景的光催化剂,其材料合成是发展先进催化剂的核心。减少电荷重新复合,是提高太阳能转化为化学能的关键,关系到太阳能的转换效率。研究结果发现了提高光催化制氢的关键因素,通过Pt-PdS/CdS催化体系使其量子效率提高到93%,提供了发展高效催化剂体系的方法。     

邮票上的物理学史(55)--核能作为动力

二战后,核能的和平利用被提上了日程.核能独特的优点是:1) 核能是储量丰富的能源.根据专家估算,按现在的能源消耗速度,地球上的石油40年后即将耗尽,煤也只可开采200多年.煤和石油还是重要的化工原料,而核能是地球上储量最丰富的能源,地球上的核裂变燃料即铀矿和钍矿资源,按其所可释放的能量计算,是化石能源的20倍,开发和利用核能来替代煤和石油作为后续能源已是当务之急,而聚变燃料氘更是广泛存在,如能实现可控聚变,人类就不必再为能源担心了.2) 核能是清洁的能源.它不产生二氧化碳,不会引发温室效应,产生的其他污染物也少,有利于保护环境.不过,裂变燃料产生的废料具有放射性,有的放射性废料的半衰期很长,对其处理是一大难题.最近,有人提出了用加速器或反应堆加以照射以处理的建议.     

太阳能的利用

 随着全球的化石能源资源逐渐短缺、气候变化等环境压力也日趋增大,太阳能、风能以及生物质能等新能源和可再生能源已被世界各国政府作为重要的战略替代能源。     

基于太阳能甲醇分解的冷热电联产系统

本文从太阳能与化石能源综合互补利用的思路出发,将中低温太阳能利用与冷热电联产系统有机结合,研究提出了一种太阳能甲醇分解冷热电联产系统.该联产系统能够提高现有太阳能系统在中低温范围内的能源利用效率,并能部分替代化石能源.(火用)分析表明,系统节能关键在于太阳能供热甲醇分解过程有效减少了燃烧过程能量损失.本文的研究可为太阳能系统的发展及化石能源的替代提供新的思路.     

加速器驱动放射性洁净核能系统

 一、核能──人类能源的最终解决之道 经历数百万年而形成的煤、石油和天然气等化石能源,为人类的过去和现在提供了生存和发展的基础。２０世纪以来,人们将它们的化学能转化为更为方便的电能。经济的迅猛发展和人口的急速增长,人类正在加快耗尽这种不可再生能源。据估计,人类可以继续依赖化石能源的时间不过百来年。除了资源问题,化石能源开采和利用所带来的生态与环境问题,已经向我们这代人提出了严峻的挑战。ＣＯ２过量排放引起的温室效应以及酸雨的影响,对我们人类生活和生存的影响有多严重,还要以后才会更加充分地显露出来。无论是资源问题,还是环境问题,都要求人类找到一种可满足人类持续发展需求的洁净能源。     

铅基反应堆研究进展与应用前景

正1.概述核能是一种清洁、安全、高效的能源,具有大规模替代化石能源的潜力,在世界能源结构中占有重要地位。由于目前正在大规模应用的热中子反应堆存在资源利用率低、放射性废物积累和潜在核安全问题,特别是福岛事故后,安全性更高、可持续性更好的先进核能系统成为未来主要发展趋势。铅基反应堆(以下简称"铅基堆")是采用铅基材料(铅或铅合金)作为一回路系统冷却剂的反应堆。     

聚变能和受控核聚变研究简史

 一、聚变能---未来人类的理想能源能源、信息和材料作为社会进步的三大支柱,是现代社会赖以生存和发展的基本条件。我国人口众多,能源需求旺盛,随着国民经济的发展,能源问题日益紧迫。至本世纪中叶,要使我国成为中等发达国家,则需要建立约每年38～45亿吨标准煤、电力装机容量15亿千瓦或者更大些的能源体系。在我国能源构成中,化石燃料所占份额极大,水力资源有限,其他如太阳能、风能、潮汐能、生物能等,只起到重要补充作用。众所周知,化石燃料所造成的环境污染,化工原料的浪费以及运输能力的消耗等都不容忽视.     

大规模储能钠离子电池新进展:富钛贫氧自生长保护层大幅提高层状锰基正极储钠性能

<正>当今世界能源和环境问题日益突出。化石资源储量有限且带来一系列环境污染、温室效应、雾霾等问题迫使我们寻找新的能源体系。可再生能源如太阳能、风能、潮汐能等具有天然的自我再生能力,但是这些新能源体系具有很强的地域性和间隙性,其有效利用面临着许多技术难题,而大规模储能是解决这些问题的关键~([1])。为了满足大规模储能的需求,理想的二次电池除具备优异的电化学性能外,还必须兼顾资源丰富、价格低廉、清洁环保等社会经济效益指标。锂离子电     

利用二氧化碳发电

<正>美国康奈尔大学(Cornell University)的研究者利用容易获得的二氧化碳作为电池燃料,提供了一条减少二氧化碳排放的新途径。阿尔萨达特(W.Al Sadat)和阿彻(L.Archer)构造了以金属铝作为阳极、以二氧化碳/氧气混合气体作为阴极活性物质的电化学电池。氧气在阴极形成超氧化物,然后与二氧化碳成键,和阳极     

锂离子电池材料的中子衍射研究

 历史上每一次人类社会的重大进步都伴随着能源的变革。化石能源的利用给人类社会带来极大便利的同时,也对我们赖以生存的自然环境造成了巨大破坏,发展绿色、清洁、高效的可替代能源是当代科技工作者肩负的重要使命。当前,各国都在加大对核能、太阳能、风能、生物能、水能等清洁能源的开发力度,大量的人力和物力投入到这一能源变革之中。     

用于120～150℃蒸汽生产的超高温空气源自由活塞斯特林热泵性能研究

现有高温工业蒸汽主要产自于化石燃料燃烧,为减少碳排放和提高能源利用率,需提高可再生能源电力占比,同时开发一种高效、环保的电驱动超高温热泵系统代替传统化石能源蒸汽锅炉。本文针对一种用于产生高温蒸汽的电驱动空气源自由活塞斯特林热泵,基于SAGE软件对其在不同压力、频率和大温差情况下的性能进行了计算研究。研究表明,该系统在大温差供热领域性能优良;在环境温度20℃、供热温度120℃、工作频率45 Hz和平均压力8 MPa的工况条件以及1500 W的热端供热量目标下,系统整机供热系数达2.5,相对卡诺效率63.6%。