太陽能燃料
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-05
太陽能燃料的視頻教程
燃料電池發動機技術現狀與展望
關于燃料電池汽車發動機技術現狀與展望 為什么發展燃料電池技術 燃料電池發動機技術現狀 燃料電池發動機技術挑戰與展望 EPLAN在燃料電池發動機設計中的應用
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一種太陽能光伏新型跟蹤支架結構力學分析方法
本次課程主要是介紹一種光伏行業跟蹤支架的結構建模及力學分析方法，使用的結構分析軟件為SAP2000，同時使用到了AutoCAD和PTC mathCAD，采用GB50009建筑結構荷載規范和GB50797光伏發電站設計規范進行參數選取設計等，通過本課程大家可以對光伏行業的新型跟蹤支架及其結構的建模、受力分析等有一個比較直觀的理解和認識。
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氫能燃料電池汽車發展的機遇與挑戰
本視頻中，歐陽明高院士介紹了面向能源革命的新能源汽車愿景，讓大家更清楚了解氫燃料電池汽車在整個新能源革命中的位置；以及清華團隊在氫燃料電池方面做的探索和實踐；中國燃料電池汽車技術路線圖2020年版。
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太陽能燃料的實例教程
最后，零價的氫原子和氧原子分別成鍵形成氫分子和氧分子；這樣一來，氣態的太陽能燃料就誕生了。
通過阿爾貢光子源，研究者能夠在反應過程中直接測量鈷的化合價，并通過理論計算一個名為“交換耦合”的量子力學數值。該值定義了氧和鈷之間的電子自旋量。研究者認為這些電子對的自旋方向是相反的，也就是說它們具有反鐵磁性。
“反鐵磁性在氧分子共價鍵的形成過程中起到了重要作用，”Hadt補充道。“因為它為化學鍵同時提供兩個電子創造了可能。”
而X射線吸收光譜則成功觀測到了高價鈷離子的位置。“最終，我們看到了反應的具體的位置和過程，我們通過電子的轉化看到了催化劑的性質。”
文章轉載自微信公眾號：材料科學與工程
展開 圖示：瑞典哥德堡查爾默斯理工大學教授開發的太陽能熱能燃料儲能系統
瑞典科學家研制出一種特殊液體，可以吸收少量太陽能并儲存起來，然后在需要的時候釋放出來。
太陽能是一種清潔能源，如果我們可以把太陽能裝進瓶子，即便沒有太陽光，也可以為我們提供能源，但這種想法能實現嗎？
幾十年來科學家們一直在尋找方法，現在瑞典研究人員表示，相關工作有了重大進展。他們已經開發出一種特殊的液體，可以吸收少量太陽能，并儲存幾個月甚至幾年，然后在需要的時候釋放出來。如果這種太陽能熱能燃料能夠得到完善，它可能會取代化石燃料，并幫助解決我們面臨的全球變暖問題。
與石油、煤炭和天然氣不同，太陽能熱能燃料是可重復使用的，而且對環境友好。這種燃料能夠在不排放二氧化碳和其他溫室氣體的前提下釋放能量。
麻省理工學院研究此類材料的實驗室負責人杰弗里 格羅斯曼(Jeffrey Grossman)表示:“太陽能熱能燃料就像可充電電池，但與電能不同的是，需要先吸收陽光，然后在需要的時候將熱量釋放出來。”
在瑞典哥德堡查爾默斯理工大學的物理大樓屋頂上，卡斯珀·莫斯-保爾森（Kasper Moth-Poulsen）建造了一個原型系統，用于測試研究小組開發的新型太陽能熱能燃料。
當泵驅動液體循環通過透明管道時，來自太陽的紫外光會激發其分子進入充能狀態。光使得燃料中碳、氫和氮原子之間的鍵進行重新排列，將一種被稱為降冰片二烯的化合物轉化為一種四環烷的化合物。由于能量被強化學鍵所束縛，即使當它冷卻下來時，四環烷仍然保留著捕獲的太陽能。
為了提取儲存的能量，莫斯-保爾森將這種活性燃料通過鈷基催化劑，四環烷分子就會轉變為降冰片二烯。這種轉化釋放出大量的熱量，足以將燃料的溫度提高63攝氏度。
圖示：這種能量系統能夠實現閉環運行。
展開 作為可持續太陽能燃料領域的全球領先者，Synhelion使用Ansys多物理場仿真解決方案以及高溫太陽能熱，將二氧化碳（CO2）和水轉化為合成燃料，如適用于傳統內燃機和飛機渦輪機的太陽能汽油、柴油、航空燃料。
在執行這種轉化時，鏡面反射陽光并將其直接聚集到太陽能接收器上，從而將傳熱流體的溫度加熱到高達1500攝氏度（2732華氏度）。隨后使用太陽能熱驅動熱化學反應器，以生產可持續燃料。Synhelion充分利用Ansys計算流體動力學（CFD）與有限元分析（FEA）軟件的優勢，比如采用Ansys? Fluent?和Ansys? Mechanical?來了解復雜流，并在極高的溫度下復制熱-流體動力學，從而設計并驗證合適的設備。憑借Ansys業界一流的仿真工具，Synhelion能夠克服設計挑戰，預測未來結果，并減少原型設計時間，最終的太陽能燃料能夠應對各種挑戰，不僅綠色環保、經濟實惠、易于運輸，而且能夠長期存儲。
Synhelion利用鏡面場產生高溫太陽熱能，驅動熱化學過程，從而生產即用燃料（圖片來源：Synhelion）
Synhelion熱系統負責人Lukas Geissbühler表示：“Ansys CFD和有限元仿真可幫助我們研發、測試和驗證極為復雜的技術，從而創造出可持續的太陽能燃料。尤其在研發太陽能接收器時，我們需要先進且準確可靠的軟件，而Ansys能夠充分滿足我們的需求。得益于Ansys軟件，我們能夠減少原型設計時間，并更快地構建我們的首款工業接收器。”
Synhelion直接在熱化學流程中使用聚集的太陽能，可利用100%的光譜，相較之下，使用光伏（PV）面板只能利用20%的光譜。
展開 作為可持續太陽能燃料領域的全球領先者，Synhelion使用Ansys多物理場仿真解決方案以及高溫太陽能熱，將二氧化碳（CO2）和水轉化為合成燃料，如適用于傳統內燃機和飛機渦輪機的太陽能汽油、柴油、航空燃料。
在執行這種轉化時，鏡面反射陽光并將其直接聚集到太陽能接收器上，從而將傳熱流體的溫度加熱到高達1500攝氏度（2732華氏度）。隨后使用太陽能熱驅動熱化學反應器，以生產可持續燃料。Synhelion充分利用Ansys計算流體動力學（CFD）與有限元分析（FEA）軟件的優勢，比如采用Ansys? Fluent?和Ansys? Mechanical?來了解復雜流，并在極高的溫度下復制熱-流體動力學，從而設計并驗證合適的設備。憑借Ansys業界一流的仿真工具，Synhelion能夠克服設計挑戰，預測未來結果，并減少原型設計時間，最終的太陽能燃料能夠應對各種挑戰，不僅綠色環保、經濟實惠、易于運輸，而且能夠長期存儲。
Synhelion利用鏡面場產生高溫太陽熱能，驅動熱化學過程，從而生產即用燃料（圖片來源：Synhelion）
Synhelion熱系統負責人Lukas Geissbühler表示：“Ansys CFD和有限元仿真可幫助我們研發、測試和驗證極為復雜的技術，從而創造出可持續的太陽能燃料。尤其在研發太陽能接收器時，我們需要先進且準確可靠的軟件，而Ansys能夠充分滿足我們的需求。得益于Ansys軟件，我們能夠減少原型設計時間，并更快地構建我們的首款工業接收器。”
Synhelion直接在熱化學流程中使用聚集的太陽能，可利用100%的光譜，相較之下，使用光伏（PV）面板只能利用20%的光譜。
展開 通過從海水中提取氫氣來生產氫燃料電池是有可能的，但是這一過程所需要的電能使整個過程變得代價高昂。日前，來自UCF的研究員楊洋提出了一種新型的混合納米材料，可以通過太陽能，從海水中產生氫氣，比目前的材料更便宜、更有效。這一突破有望成為清潔燃料的新來源，減少對化石燃料的需求，促進經濟的發展。
楊洋是佛羅里達中央大學納米科學技術中心和材料科學與工程學系聯合任命的助理教授，他已經研究了近10年的太陽能氫分裂。它是用一種光催化劑來完成的，這是一種利用光的能量刺激化學反應的材料。當他開始研究的時候，楊教授專注于利用太陽能從純凈水中提取氫，用海水所需的光催化劑不夠耐用，無法處理其生物量和腐蝕性鹽。正如《能源與環境科學》雜志所報道一樣，楊教授和他的研究團隊開發出了一種新的催化劑，不僅能夠獲得比其他材料更廣泛的光譜，而且能夠經受住在海水中發現惡劣環境。
楊教授表示：“我們已經打開了一個新的窗口來分解真正的水，不僅僅是實驗室里的純凈水。在海水中也很有效。”楊洋開發了一種由混合材料組成的光催化劑，微小的納米技術被化學蝕刻在二氧化鈦薄膜的表面上，這是最常見的光催化劑。這些納米孔的凹痕表面涂上了二硫化鉬的納米薄片，這是一種具有單一原子厚度的二維材料。典型的催化劑只能將有限的光轉化為能量，有了新材料，楊教授的團隊能夠顯著提高可以收獲的光，通過控制納米薄片中硫的密度，可以產生從紫外光波到近紅外光波長的能量，使其效率達到目前光催化劑的兩倍。
楊教授表示:“我們可以從光中吸收比傳統材料多得多的太陽能。在許多情況下，從太陽能中生產化學燃料比太陽能電池板發電更好。電力必須使用或儲存在電池中，這將降低其性能，而氫氣則很容易儲存和運輸。制造催化劑相對簡單和便宜。楊教授的團隊正在繼續進行研究，專注于擴大制造的最佳方式，并進一步提高其性能，這樣就有可能從廢水中分離出氫。
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太陽能燃料的最新內容
CIGS太陽能電池中的吸收12天前
摘要
太陽能電池是可再生能源領域的一種基礎技術。為了優化效率，大多數常見的設計使用薄膜結構和具有高吸收系數的介質——因為正是這種吸收的光能最終會轉化為電流。基于銅銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經很普遍地使用了。
建模任務
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩態下到達板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應。
目標
觀察由于一個發熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
[圖片]
comsol鈣鈦礦太陽能電池仿真2個月前
鈣鈦礦太陽能電池仿真，半導體模塊不會設置，需要出p-v J-V曲線圖，還請大神們指點一二
本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Addresses Hydrogen Fuel Challenges》
作者：Kyutae Kim | 大田韓國科學技術院航空航天工程副教授
Kiyoung Jung | Ansys主任應用工程師
編輯整理：姚翔 | Ansys高級應用工程師
位于大田的韓國科學技術院（KAIST）正在與Ansys合作，利用大渦模擬仿真預測氫甲烷混合火焰的火焰結構
展示范圍：
各系列成品電池、組合電池；動力電池及管理系統；電池材料及零部件；智能工廠及生產設備與測試儀器；太陽能\氫能\燃料電池及產業鏈；電源產品及能源電子器件；回收再生技術設備/三廢處理設備；電池測試與認證機構測；
感謝您對本屆展會的參會和支持，謹祝參展成功！
Synhelion使用Ansys多物理場仿真技術以及高溫太陽能熱，將二氧化碳和水轉化為用于運輸的碳中和合成“太陽能燃料”，如適用于傳統內燃機和飛機渦輪機的太陽能汽油、柴油、航空燃料。創新的“太陽能燃料”是碳中和的，即CO2排放量與生產過程中的吸收量一樣多，這意味著不會向大氣中排放額外的CO2。
在此應用案例中，通過合理設計初始結構并進行進一步優化，我們開發出了一種在可見光和近紅外光譜范圍內均具有優異減反射性能的鍍膜。該鍍膜能有效降低寬范圍入射角的反射，提高光的透射效率，從而提升整體能量轉換效率。
摘要
應用場景
設計結果
可見光及近紅外光
摘要
在此應用案例中，通過合理設計初始結構并進行進一步優化，我們開發出了一種在可見光和近紅外光譜范圍內均具有優異減反射性能的鍍膜。該鍍膜能有效降低寬范圍入射角的反射，提高光的透射效率，從而提升整體能量轉換效率。
應用場景
可見光及近紅外光（400–1100 nm）約占太陽能總能量光譜的
航運業是全球經濟和國際貿易的支柱。全球超80%的貿易運輸量通過航運完成。在所有的貨物運輸方式中，航運的運力最強，也最經濟。20世紀50年代以來，重油 (HFO) 憑借其廣泛的供應及價格優勢成為航運業最重要的燃料，但大量重油燃燒卻也造成了難以估量環境代價。
雖然傳統的重油（HFO）燃料雖然具有廣泛的供應和價格優勢，卻對環境造成了嚴重的污染。為了應對這一挑戰，國際海事組織（IMO）制定了逐步減少溫室氣體排放的戰略
