近年来,欧洲地热资源的开发利用取得了迅速的发展。我国地热能的开发利用与欧洲相比具有诸多的相似性。因此,欧洲地热利用的发展经验对我国地热开发利用具有重要的借鉴意义。本文介绍了欧洲地热开发利用的现状和趋势,分析总结了欧洲地热利用的发展模式,并针对我国地热的开发现状和存在的问题,提出了促进我国地热利用发展的对策和建议。
太阳能具有分散性强、能流密度低、适合得到中低温热源的特性,太阳能低温热利用是人们最早认识和利用的太阳能转换手段,也是将来太阳能低成本、规模化应用的最重要的领域。本论文针对太阳能集热、太阳能采暖、太阳能干燥、太阳能热泵、太阳能空调、太阳能低温热发电等几个当前太阳能低温热利用的主要技术,介绍了各种技术的应用原理和背景,分析了各种已有技术的研究现状和社会需求,讨论了部分新技术的未来发展方向。同时介绍了中国科学技术大学在该领域的一些研究进展。
介绍了生物质热解液化技术,总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面,介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法;在热解工艺方面,介绍了催化热解和混合热解两种新工艺;在生物油分离精制方面,介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术,并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。
本文从发酵原料拓展、预处理和厌氧消化工艺等三个方面对我国生物燃气高效制备领域的最新研究成果进行了介绍与评述。重点介绍了高固体浓度、固态、两相、混合发酵等4种高效厌氧消化工艺;鉴于我国正处于生物燃气产业化发展初期,从生物燃气高效制备技术方面对今后的研究重点给出建议。
纤维素酶作为一种高活性的生物催化剂,在纤维素类资源的利用方面发挥重要的作用。本文综述了纤维素的分子结构,纤维素酶种类及其作用机理,酶解反应动力学模型,影响纤维素酶高效酶解的因素以及酶解效率提高的措施,并对纤维素酶研究存在的问题以及今后的发展作了进一步的展望。
21世纪以来,面对常规能源日益枯竭、环境恶化的局面,各国将目光转向可再生能源。海洋潮流能因为优越的可再生性、环保性及巨大的贮藏量而成为重点研究对象。至2013年,海洋潮流能利用在技术上取得了长足的进步,而且发展十分迅速,新概念、新技术和新装置层出不穷。本文从工作原理、技术特征、实验及应用情况等方面对其中具有代表性的潮流能发电装置的模型及实型作了综述和评价,通过对比分析能量转换装置和载体形式的技术特点,指出了当前潮流能开发中存在的主要问题及未来的发展趋势。
天然气水合物以其储量大、能量密度大、分布广的特点被认为是一种非常具有潜力的替代能源。勘测数据表明迄今已至少在全球116个地区发现了天然气水合物。天然气水合物广泛存在于冻土区和海底沉积物中。但目前实现实际试开采的区域仅有四处,分别位于:美国的阿拉斯加北坡地区、俄罗斯的西伯利亚玛索亚哈气田、加拿大西北部的麦肯齐三角洲及日本的南海海槽。目前主要的开采技术研究主要集中于实验室模拟阶段。美国、德国、日本、中国分别建立了自己的水合物模拟开采实验装置并且进行了相关研究。提出了不同的水合物开采方案,并且对水合物开采过程中的关键技术问题进行了研究。
综合调查已揭示了一系列显示南海北部陆坡存在天然气水合物的地质、地球物理和地球化学指标。结果表明两类天然气水合物系统即低通量扩散型水合物和高通量渗漏型水合物共存于南海北部陆坡,特别是东沙海域和神狐海域。天然气水合物钻探航次获得的资料为进一步理解神狐海域和东沙海域的天然气水合物系统提供了基础。钻探结果证明强似海底反射往往与低饱和度的含天然气水合物沉积物薄层联系在一起;高饱和度的天然气水合物一般不需要与地震剖面上识别的似海底反射对应,而与气体渗漏和断裂构造等特征相关。地球化学资料显示神狐海域和东沙海域的天然气水合物气源主要为微生物成因气。神狐海域钻探证实的天然气水合物分布区具有160亿立方米的甲烷地质储量,在目前天然气水合物开采技术和工艺条件下,开采具有较大困难,有待于开发更为先进的技术。随钻测井资料显示东沙海域浅部存在中等-高饱和度水合物,而深部水合物稳定带底界上方存在低饱和度天然气水合物。南海北部陆坡天然气水合物有待于深入探究其赋存状态、饱和度、储层特性和资源前景。
在现有商品化二次电池中,锂离子电池的比能量最高、循环性能最好,而且因其电极材料选择的多样性,作为储能电池具有广阔的应用前景。锂离子电池发展面临一些问题:比能量、比功率和循环寿命有待提升,安全性还没有可靠保证,制造成本过高,等等。针对这些问题,人们从电池材料选择、电池结构设计、电池制备装配与工艺、电池管理系统等方面探索解决方案。本文结合作者所在研究团队开展的工作,介绍锂离子电池关键材料(正极、负极和电解质)的研究进展。
全钒液流电池因其安全可靠、使用寿命长、环境友好、电池均匀性好、可实时直接监测其充放电状态等特点,已成为规模储能技术领域的首选技术之一。本文对储能技术的研究背景、储能在电力系统中的作用进行了分析,并重点对全钒液流电池储能技术在电力系统中的应用进行了概述。