美国能源部5.4亿美元推进清洁能源和低碳制造前沿研究

作者: 2023-02-20 14:42 来源:
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2022825日,美国能源部(DOE)宣布为54所大学和11个国家实验室投入超过5.4亿美元[1],支持清洁能源技术和低碳制造研究。

1、支持能源前沿研究中心。投入超过4亿美元用于新建和延续43个能源前沿研究中心,研究涵盖清洁能源科学、先进制造、量子科学等,以应对阻碍能源技术进步的科学挑战。

2、支持化学和材料科学基础研究项目。投入1.4亿美元支持53个化学和材料科学基础研究项目,推进清洁能源技术和低碳制造,包括:

1)储能技术。共资助9个项目:使用资源丰富材料的电网级电池;利用糖类回收锂离子电池关键金属;固态电解质中钠离子传导的动态原子过程;用于长期储能的低成本和低温固态电池的液态金属电极;使用阴离子作为电荷载体的高能电池界面;金属氧化物直接还原成金属用于储能;水性锌硫电池的钼硫族化合物催化剂开发;了解缺陷对加速Wadsley-Roth型铌酸盐长期储能的作用;储能合成科学研究。

2)氢能技术。共资助7个项目:使用基于石墨烯的碳--氮材料实现可逆储氢和运输;甲基环己烷脱氢双金属催化剂设计;经济高效的金属氮化物电解制氢催化剂开发;硫化钼团簇制氢的表面固定化与水溶性、组成-功能的关系以及机理研究;双电极析氢的电化学辅助脱氢反应;可编程非平衡化学合成氨以高效储氢;先进氢氧化物交换膜电解槽的催化位点和催化剂/膜集成基础研究。

3)能源材料。共资助11个项目:铁磁性氮化物的设计、发现和化学合成;能源材料结晶和位错动力学的声学改性以降低碳强度;用于高能量密度液体复杂化学转化的多点催化剂;稀土混合价态与磁各向异性的相互作用;控制镁铁质和超镁铁质矿物碳化过程中关键元素的地球化学过程;通过金属-氧簇化学转化分离关键材料;仿生人工水通道中的运输和分子识别用于分离镧系元素;金属氧化物中的氢活化和转移;电场调节多电子/多质子氧化还原反应催化剂的热化学性质;二维过渡金属碳(氮)化物中精细调谐氢相互作用控制的分子研究;用于清洁能源的氟元素选择性分离的自主发现。

4)太阳能技术。共资助9个项目:太阳能制氢生物纳米系统;胶体组件可编程集成式太阳能燃料生产的可调平台;界面光谱显微镜研究光阳极水氧化过程;具有高载流子寿命的磷化物太阳能吸收器设计;太阳能制氢和氮还原的界面现象;用于太阳能转换的多金属簇合物;太阳能光化学的界面电子动力学研究;全色铜光敏剂中的长寿命电荷分离;跨时空协同的光控多电子催化。

5CCUS技术。共资助6个项目:二氧化碳长期生物封存技术;超氧化物铀酰基催化剂直接分离空气中的二氧化碳;离子液体复合材料的二氧化碳捕集机理;带电聚合物中湿驱动直接空气碳捕集的分子机制;矿物循环提高碳捕集效率的基本驱动机制;用于直接空气碳捕集电场控制固体吸附剂。

6)碳转化技术。共资助4个项目:乙烯直接转化为丙烯的多相催化剂;塑料循环的自氧化机制和方法;用于C-H键功能化的新型生物杂化二铁催化剂;二氧化碳和乙烯偶联制丙烯酸衍生物多相催化剂的计算设计。

7)核能技术。共资助2个项目:核能材料中晶界缺陷产生和传输现象研究;了解和预测高温熔融盐中辐射诱导的碘形态、化学和迁移。

8)制造技术。共资助5个项目:电场驱动精密材料合成;定向、可扩展合成多维大分子以改进增材制造;精密合成可持续催化剂材料的综合电化学方法;基本化学构件的低温电催化制造;新型制造中的膜催化剂协同设计。                                           (岳芳)



[1] DOE Announces $540 Million for Technologies to Transform Energy Production and Cut Emissions. https://www.energy.gov/articles/doe-announces-540-million-technologies-transform-energy-production-and-cut-emissions

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