美國能源部撥款4300萬美元支持工業(yè)部門脫碳

10月8日，美國能源部（DOE）宣布向16個(gè)項(xiàng)目撥款4300萬美元，用于支持研發(fā)可以減少工業(yè)部門能源使用和溫室氣體排放的變革性技術(shù)。項(xiàng)目分為3大類：

 

1

 

工業(yè)熱能電氣化。

 

①在工業(yè)相關(guān)的工作溫度下識(shí)別和驗(yàn)證彈性熱材料，開發(fā)經(jīng)濟(jì)上可行的彈性熱泵（Elastocaloric Heat Pump, EHP）和主動(dòng)彈性熱再生器（Active Elastocaloric Regenerator, AER），克服目前依賴揮發(fā)性液體制冷劑和工業(yè)熱泵的局限性；②利用激光技術(shù)開發(fā)和示范工業(yè)加熱過程電氣化，并將激光技術(shù)與其他加熱技術(shù)和干燥技術(shù)相結(jié)合；③開發(fā)并評估一種創(chuàng)新且具有成本效益的高揚(yáng)程空氣源無油閉式循環(huán)機(jī)械蒸汽壓縮熱泵；④開發(fā)一種具有跨行業(yè)應(yīng)用、用于高溫（>1300 ℃）的先進(jìn)可擴(kuò)展熱電池，為高溫工業(yè)加熱應(yīng)用提供可行的替代方式；⑤驗(yàn)證并全面試驗(yàn)一種低能耗、基于激光的低溫（<250 ℃）和高溫（＞400 ℃）粉末涂層固化技術(shù)，用于工業(yè)涂料應(yīng)用，取代現(xiàn)有的低效天然氣固化爐。

 

2

 

能源高效利用。

 

①開發(fā)和展示一種新型的利用增材制造（Additive Manufacturing, AM）技術(shù)制作的陶瓷硅化碳化硅（Si-SiC）熱交換器，用于在超過800 ℃高溫的直接燃燒過程中回收熱量；②開發(fā)一種具有成本效益、高效、跨介質(zhì)的利用金屬高導(dǎo)熱性的聚合物熱交換器，用于中低溫廢熱回收；③開發(fā)并擴(kuò)大連續(xù)卷對卷制造工藝，制造穩(wěn)健且可調(diào)的還原氧化石墨烯（rGO）和rGO-X納濾膜，同時(shí)設(shè)計(jì)螺旋纏繞組件；④設(shè)計(jì)、制造和示范一種高溫?zé)峤粨Q器，能夠從高達(dá)900 ℃的高溫和腐蝕性廢氣中預(yù)熱500 ℃的助燃空氣；⑤開發(fā)并擴(kuò)大新型耐溶劑、耐高溫（250 ℃）的碳摻雜氧化鈦薄膜（CDTO），該膜具有精確控制的孔隙和超高滲透率，可用于替代傳統(tǒng)熱分離；⑥提高長壽命促進(jìn)傳遞膜（FTMs）的選擇性性能，并通過生產(chǎn)連續(xù)涂覆的薄膜復(fù)合膜和開發(fā)用于中試規(guī)模測試的膜模塊來實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模生產(chǎn)，可用于混合膜蒸餾系統(tǒng)，減少低溫蒸餾的能源消耗和燃燒產(chǎn)生的溫室氣體排放。

 

3

 

有機(jī)廢水脫碳和濕垃圾處理。

 

①優(yōu)化將廢水生物固體轉(zhuǎn)化為生物炭和氣體的自熱熱解技術(shù)，取代生物處理場、垃圾填埋和生物固體焚燒；②制定并實(shí)施控制策略，以最大限度地減少生物脫氮和其他過程中氧化亞氮的排放，同時(shí)提高過程效率；③利用離子交換和電解方式減少氨去除過程中氧化亞氮的排放；④提出在水資源回收設(shè)施曝氣過程中使用納米氣泡，減少二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的排放；⑤利用催化劑二氧化鈦（TiO?）和紫外線燈提取的氯化合物與廢水殘留物中的羥胺相互作用，減少氧化亞氮排放。

 

原文題目：U.S. Department of Energy Announces More Than $43 Million in Projects To Drive Industrial Decarbonization Through Cross-Cutting Technologies

 

來源：https://www.energy.gov/eere/articles/us-department-energy-announces-more-43-million-projects-drive-industrial