ISSN 2095-560X
CN 44-1698/TK
CONDEN XJIIA8
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生物质资源具有碳中和性，是一种良好的能源燃料。传统生物质气化制备合成气包含水气变换反应、分离净化等过程，可得到高浓度合成气以及氢气，但工艺复杂。利用生物质进行化学链气化重整制氢是一种新型制备合成气以及氢气的技术。基于Aspen Plus软件研究生物质化学链气化重整制氢，以松木生物质和水蒸气为原料，合成气、氢气为最终产品，结合过程模拟和灵敏度分析，探讨关键参数对系统性能的影响，获得最大氢气/合成气产量。利用吉布斯反应器模拟反应过程中燃料反应器、制氢反应器以及空气反应器，在满足相平衡和化学平衡的条件下为预测生物质化学链气化重整制氢能力提供参考。通过对关键参数进行灵敏度分析以及热力学分析，确定最佳操作条件及运行参数为：燃料反应器温度为800 ℃，载氧体与生物质质量比为0.4，水蒸气与生物质质量比为1.36，制氢反应器温度为600 ℃，空气与生物质质量比为0.57。合成气产率为0.98 m3/kg，H2产率为0.025 kg/kg，系统的㶲效率为68.06%。基于模拟分析，证明生物质化学链气化重整制氢系统不仅能获得较高产量合成气及高纯氢气，同时可实现系统自热。构建的生物质化学链气化重整制氢系统可为后续工艺关键技术的优化设计和更大规模的工程示范提供必要的依据和信息。
超级电容器因具有快速充放电、良好的稳定性和长寿命等优势被认为是最理想的储能器件之一。生物质衍生炭具有一定的孔隙结构和导电性，适合作为超级电容器电极材料。生物质基超级电容器炭材料的开发是实现生物质能高附加值利用以及能源可持续性发展的重要途径。根据储存原理的不同，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。首先从生物质选择、预处理方式等方面介绍了生物质衍生炭作为双电层超级电容器电极的制备策略，着重介绍了生物质炭化方式、活化方法及其成孔原理。随后阐述了炭材料表面修饰与改性方法，重点介绍了生物炭与赝电容器电极材料耦合组成复合材料的优势以及制备方式。最后，结合目前已有的研究提出了生物质制备超级电容器炭材料面临的挑战以及未来展望。
LiMn2O4电池凭借其高安全性、低成本等优势，已被广泛应用于动力电池领域，但其高温循环稳定性仍面临重大挑战。设计合成了一种新型胺基功能化的三硅氧烷电解液添加剂 [3-(N,N-二甲基氨基)二乙氧基丙基]七甲基三硅氧烷（MTSON），以提升LiMn2O4电池的高温电化学性能。在55 ℃、1 C倍率下，添加0.5% MTSON的LiMn2O4/Li电池经过200次循环后，容量保持率达95.2%，而使用基础电解液的电池容量保持率为92.6%。X射线光电子能谱显示，MTSON添加剂在LiMn2O4电极表面形成了稳固的正极固态电解质界面膜。同时，MTSON添加剂抑制了电解液中LiPF6盐的水解，在55 ℃下循环200次后，LiMn2O4/Li电池中LiMn2O4电极锰离子溶解量降低近80%。结果表明，MTSON是一种极具前景的电解液添加剂，可用于提高LiMn2O4电池的高温性能。
含天然气水合物细粒土分解特性对水合物矿藏安全高效开采有重要的参考意义。通过自主搭建的含水合物沉积物分解测试装置，开展了水合物饱和度、生产压差以及环境温度为控制变量的含甲烷水合物细粒土降压开采实验。实验结果表明：降压开采过程中，储层的最低温度主要受生产压差影响。较高的生产压差有益于获得较高的峰值产气速率，但降压后期产气速率仅受水合物分解速率影响，高生产压差对产气速率没有增益效果。降压过程中，影响水合物储层产气行为的因素主要为生产压差，其次是初始水合物饱和度，最后为环境温度。研究结果对天然气水合物安全高效开采具有指导意义。
为缓解日益严重的能源危机及提高生物质资源的利用效率，气化作为热化学转化技术的重要手段，被认为是一种潜力巨大的生物质制氢技术。综述了生物质气化原理，阐述了该过程中发生的化学反应机制，探讨了气化剂、温度、压力以及催化剂种类等对制氢过程的影响，综合分析了生物质气化制氢技术中存在的问题及改进方法，为绿氢来源及其制备技术提供思路。
波浪滑翔机是一种依靠波浪提供前进动力、太阳能等提供观测电力的海上无人驾驶航行器。针对传统波浪滑翔机在阴雨和小浪等海洋环境下电力不足等缺点，研发了一种新型波浪能发电滑翔机，利用波浪能提供前进动力的同时进行发电，并将电能储存后在较差环境时使用。介绍了新型波浪能滑翔机的结构组成、工作原理，设计了小比例物理模型并开展模型试验。试验结果显示，设计的新型波浪能发电滑翔机可在持续巡航的同时将波浪能转换为机械能做功。在设定的试验波况下，滑翔机最大输出功率为529.8 mW。在海洋工况下，随着波浪波高和周期的增大，能量转换系统做功功率逐渐增大，滑翔机前进速度呈现先增大后减小的趋势。试验结果初步验证了该方案的可行性，为后续试验、应用提供了参考。
充分利用海上漂浮式基础平台，综合开发波浪能、风能和太阳能，实现海洋可再生能源“多能互补”综合利用，是海洋可再生能源研究的发展趋势。大量国内外学者在海上多种可再生能源一体化综合利用领域开展了研究，并在波风联合、波光联合和风光联合等相关技术研究与装置研发方面取得了一定成果。波浪能发电（波电）、风电和光伏均具有间歇性、随机性和波动性等可再生能源典型特征，其相互之间的互补关系和多能互补一体化平台技术现状缺乏综合论述。从多能互补一体化平台研究现状，漂浮式海上波电、风电和光伏的特点，同一海域三种能源的时空关系展开论述，可为波电、风电、光伏多能互补一体化平台总体规划、详细设计、模型试验、平台研建和协同控制提供参考。
地热能在双碳目标背景下优势凸显，是发展前景良好的低碳能源。近年来，人工智能技术迅猛发展，在地热领域融合应用为产业发展赋能，引起了人们的高度关注并产生深刻影响。系统总结了人工智能技术在地热勘探、开发、利用诸环节应用的最新进展和成效，指出人工智能技术正逐渐延伸应用到地热产业各主体技术方向。伴随新一代人工智能技术不断演进，人工智能与地热的融合将进一步加速，推动地热资源开发利用向实时调配、动态调整、多体系协同迈进。预计经过8 ~ 10年，将构建形成涵盖地热勘探、开发和利用的一体化智能综合体，形成“找热−采热−用热”全产业链的闭环智能系统，实现地热和多种能源互补协同、高效开发利用的新格局。
以2,5-呋喃二甲酸、1,4-丁二酸和1,4-丁二醇为原料，钛酸四丁酯为催化剂，亚磷酸三苯酯为稳定剂，采用直接酯化法合成不同醇酸摩尔比的聚2,5-呋喃二甲酸−丁二酸−丁二醇共聚酯（PBSF）。采用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等表征共聚酯的结构，结果表明，原料醇酸摩尔比对PBSF结构和晶型的影响较小，PBSF的链结构主要是以含有刚性环的聚呋喃二甲酸丁二醇酯（PBF）链段为主。PBSF显示出典型的热塑性弹性体特征。所合成的PBSF的玻璃化转变温度（0.27 ~ 6.81 ℃）均低于室温，且具有良好的热稳定性，起始热分解温度高于347 ℃。原料的醇酸摩尔比对PBSF的力学性能有较大影响，随着醇酸摩尔比的增大，PBSF的杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势。当原料醇酸摩尔比为2.50时，PBSF-2.50共聚酯的力学性能最优，其拉伸强度为19.93 MPa，断裂伸长率为932.94%。优异的拉伸性能使PBSF可以应用于热塑性塑料以及弹性体或冲击改性剂等领域。
广东省电力消费量长期居全国首位，开展其碳排放驱动因素分析可为行业和区域减排路径的选择提供支撑。分别构建发电侧和消费侧视角的Kaya-LMDI电力碳排放影响因素分解模型，基于2010—2022年数据，分析和探讨各类影响因素对电力行业碳排放变化的驱动效应和贡献度。以获得的主要影响因素为基础，分别设置地区生产总值增速作为社会发展规模对电力碳排放增长的主要因素，设置煤发电煤炭消费强度、煤电量占总电量比例、工业生产总值占比、工业用电强度作为减碳方面电力行业的主要因素。将社会发展的速度及减排的强度等不同影响因素随时间序列的变化率水平组合为9种情景。通过对各情景下2060年前广东省电力行业的碳排放量进行预测，对比分析了典型情景中各影响因素对碳排放量变化的驱动效应。中速发展的三种减排情景，广东电力行业的碳排放均有望在2025年或2030年实现达峰，其中中速中减排情景相对比较适合未来广东电力发展，在此情景下，2025年和2030年用电量预计将分别为9 410亿kW∙h和12 468亿kW∙h。
