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加州理工学院计划投资6000万美元能源部项目

上传时间:2020-07-30浏览量:139

摘要:能源部(DOE)今天宣布,它将为两个人工光合作用研究项目提供1亿美元的资金,其中一个是由加州理工学院领导的与劳伦斯·伯克利国家实验室(LBNL),SLAC国家加速器实验室和美国国家实验室的合作伙伴关系可再生能源实验室。下面和托普仕小编详细了解一下。

  液体阳光联盟(LiSA)将在五年内获得约6000万美元,以推行一种称为“共同设计”的方法,该方法旨在简化将阳光转化为燃料以提高流程效率所需的复杂步骤。由加州理工学院的哈里·阿特沃特(Harry Atwater)领导的团队将使用超快X射线和其他先进的成像技术,将计算驱动的理论工作与实时观察结合起来。

  “ LiSA将为从阳光中制造液体燃料开辟一条新的道路。通过将化学科学和材料科学的见解结合在一起,我们将形成耦合的化学微环境,使我们能够使用自然界用于形成复杂化学产品(例如液体燃料)的相同策略” ,霍华德·休斯(Howard Hughes)应用物理与材料科学教授Atwater说。

  Atwater还领导着加州理工学院Resnick可持续发展研究所(RSI)的四个主要倡议之一,该倡议被称为“万能的阳光”,旨在通过利用阳光并减少温室气体排放和浪费的系统来创造价格更实惠的材料。除了获得美国能源部的资助外,LiSA还将利用RSI的资助来支持博士后学者。RSI成立于2009年,使命是促进可持续发展,2019年,RSI创始人Stewart和Lynda Resnick 进一步承诺提供7.5亿美元加州理工学院,以支持环境可持续性研究。LiSA的科学家们将可以使用加州理工学院新的Resnick可持续性资源中心中最新的实验室和设备,该中心目前正计划在加州理工学院校园内使用。

  由美国能源部资助的第二个合作伙伴关系,即由北卡罗来纳大学教堂山分校领导的太阳能转化为液体燃料的混合方法中心(CHASE),将致力于开发用于燃料生产的混合光电极,该混合光电极将吸收光的半导体与分子催化剂相结合用于转换和燃料生产。

  LiSA和CHASE将接替人工光合作用联合中心(JCAP),这是由Atwater领导的阳光能源创新中心提供的DOE燃料。JCAP成立于10年前,在LBNL和校园均设有主要站点。JCAP聚集了一支由化学家,物理学家,材料科学家,工程师和其他研究人员组成的多元化团队,他们在寻找新的方法来改善自然光合作用,从而仅利用阳光和碱性气体就可以制造“太阳能”(例如氢燃料和碳氢化合物等产品)水和二氧化碳等分子。

  JCAP的资助于今年结束,但在过去的十年中,其科学家为新能源经济奠定了基础科学基础。他们通过将太阳能转化为化学能效的效率从不到1%提高到19%,并设计了高度稳定的太阳能燃料发电机,为人工光合作用创造了新记录。这些努力为单个材料和指导材料发现的集成系统建立了性能标准,进而导致创建了世界上最大的材料库。

  “我们为与加州理工学院的合作以及过去10年在JCAP人工光合作用研究方面取得的进展感到自豪。这是科学领域的重要领域,我们很高兴能与这一新合作开展工作, ” JCAP科学与研究整合副总监LBNL的Frances Houle说。

  太阳能有望做其他可再生能源替代品不能做的事情。液体燃料可以随时轻松存储和使用。相比之下,光伏太阳能电池板只能在阳光普照时吸收光线,它们需要对电池技术进行重大改进才能存储电能以备后用。越来越多的电动汽车加入了美国的高速公路,但是随着续航时间的延长,其电池续航能力也受到限制。

  当前,电池无法匹敌液体燃料以小体积存储大量能量的能力。为了将太阳能转化为液体燃料,JCAP的科学家致力于开发新的催化剂(加速化学反应的物质),在必要的化学反应过程中携带电荷的新材料以及简化电化学反应的新策略。LiSA和CHASE将基于这些进步。

  科学部副部长保罗·达巴(Paul Dabbar)在宣布该奖项的新闻稿中说:“阳光是世界上最基本的能源,直接从阳光中产生燃料的能力有可能改变美国的能源经济。” “这项努力将使美国处于人造光合作用研究的最前沿,这是一个充满挑战但又充满希望的领域。”

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