从我国能源消费现状入手,介绍了碳排放"双控"进展,分析了水电、核电、风光电等作为主力能源的短板以及氢能的主要特性。从国内外视角出发,着重阐述了氢能发展的机遇和加快替代化石能源的紧迫性。以案例法对电解水制氢主要成本组成、相互关系以及不同电价、不同年利用小时数对制氢成本影响的敏感性进行研究,对化石能源制氢增加"碳捕捉与封存技术"后成本变化进行比较,针对性地提出降低绿电制氢成本、开辟氢能生产新渠道、破解关键技术、扩大氢能化改造等解决方案。结论认为,以政策扶持为动力、以多方联动加快试点示范为方法、以"绿电+储能+氢能"组合弥补清洁能源的短板是实现"双碳"目标和绿色发展的首选路径。
围绕2023年美国绿色化学挑战奖获奖项目的概要、创新与价值进行了分析与介绍。其中绿色合成路线奖授予SOLUGEN公司,其贡献在于物理分离二氧化碳的显著成效;绿色反应条件奖授予Captis Aire公司,其开发了一种创新化学吸附减排技术(CAIRETM);设计绿色化学品奖授予高乐氏公司,其开发了Clorox EcoCleanTM消毒清洁剂;小企业奖授予现代牧场公司(Modern Meadow),其开发了由Bio-AlloyTM提供动力能源的现代牧场品牌Bio-FREEDTM;学术奖(Academic Award)授予密歇根大学Richard Laine教授,其贡献在于对大量农业废弃物的回收与产业化利用;环境特别奖授予Air Company,他们开发了 AIRMADETM碳技术,用光合作用激发的二氧化碳转化为可持续的航空燃料和酒精。
采用溶剂蒸发法制备聚(2,5-苯并咪唑)/磺化聚醚醚酮(ABPBI/SPEEK)高温质子交换复合膜。考察了SPEEK的掺入对ABPBI/SPEEK质子交换复合膜的结构及性能的影响。结果表明,ABPBI膜和ABPBI/SPEEK复合膜在高温下的热稳定性能良好;随着SPEEK的掺入,ABPBI/SPEEK复合膜有更好的氧化稳定性和机械性能,ABPBI/SPEEK(20%)复合膜在芬顿试剂中96 h后的质量损失为0.84%,其拉伸强度为120.51 MPa,相较于Nafion 117膜明显提高;ABPBI/SPEEK(20%)复合膜的酸掺杂率为186.68%,该膜在160℃、0% RH时的质子电导率为3.4 mS/cm,约为ABPBI膜的1.78倍。
以气相SO3作磺化剂,设计了合成十二烷基苯磺酸(DBSA)的气液微磺化系统。依据响应面法分析各因素间交互作用;通过高速摄像机对微通道内伴有磺化反应的气液两相流型进行表征,并测量液膜厚度;通过湍流扩散系数考察湍流对传质的影响,并以此计算液相传质系数和Hatta数。结果表明,微通道内伴有反应气液两相呈带波浪环状流,液膜平均厚度在90~160 μm之间;增加液相流量会增大湍流扩散系数,从而增大传质系数。同时,传质系数会随十二烷基苯(DDB)转化率的增加而显著降低,表明随着反应的进行,特别是在反应后期,反应产物将严重阻碍传质过程;此外,Hatta数计算结果表明,其值均大于3,表明微通道中磺化反应仍然是一个快速但受扩散控制的反应。