《美国能源部投入2.64亿美元支持能源攻关计划基础研究》

  • 来源专题:工程机械与高端装备
  • 编译者: 张欣
  • 发布时间:2024-07-05
  • 9月29日,美国能源部(DOE)宣布未来4年投入2.64亿美元,推进基础研究以解决实现能源攻关计划面临的关键科学挑战。该笔资助将支持由DOE国家实验室主导的11个能源攻关计划研究中心(EERC)和18个由大学研究团队主导的前沿交叉领域研究项目。详情如下:

    1、能源攻关计划研究中心

    投入1.95亿美元支持8个国家实验室建设11个EERC,解决2023年前启动的6个能源攻关计划的基础研究挑战。具体包括:

    (1)氢能。①离聚物水电解研究中心(CIWE),由劳伦斯伯克利国家实验室主导,通过分析离子导电聚合物(离聚物)在低温电解中的应用以改善制氢,将结合先进的表征和建模,从根本上了解离聚物界面形态和化学性质如何影响电解槽的耐用性和效率;②等离子体增强制氢科学中心(PEHPr),由普林斯顿等离子体物理实验室主导,将增进对等离子体和等离子体-表面相互作用中的能量流动和化学的基本理解,并可通过开发高效等离子体介导的催化过程,推进清洁制氢的范式转变。

    (2)长时储能。电热储能降解反应研究中心(DEGREES),由国家可再生能源实验室主导,将耦合理论、先进计算工具和新颖表征方法,增进对储热材料降解的理解,控制降解和不稳定性,设计耐用且高强度的改进材料。

    (3)负碳技术。①精准生物策略土壤固碳研究中心(RESTOR-C),由劳伦斯伯克利国家实验室主导,将应用领先的分子和计算方法来增加植物对碳的吸收,促进向土壤的运输,并在农业系统中提高其在土壤中的持久性;②仿地成形土壤研究中心,由劳伦斯利弗莫尔国家实验室主导,将通过基因编辑植物和微生物加速碳固存,研究促进土壤矿物-有机物相互作用的策略,开发预测土壤小孔隙中碳耐久性的模型,对可增加土壤碳去除的地点进行区域范围估算。

    (4)增强型地热(EGS)。①水泥基复合材料耦合化学力学中心(C4M),由布鲁克海文国家实验室主导,阐明和控制用于增强地热系统的可持续复合材料的化学变化和机械性能,以推动地热能发展;②地下信号和渗透率研究中心(CUSSP),由西北太平洋国家实验室主导,将开发预测和控制流体通过增强型地热系统裂隙网络的能力,了解流体与受压热岩的相互作用随时间改变流动行为的机理,并研究如何通过先进实时传感工具远程监控这些变化。

    (5)浮动式海上风电。①浮动式海上风电研究中心,由西北太平洋国家实验室主导,将发展对气象和海洋条件关键现象的新认识,并利用机器学习迅速推进浮动海上风力涡轮机和发电场的设计、控制及与电网的整合;②浮动式海上风电建模与仿真中心,由国家可再生能源实验室主导,将建立下一代数据驱动的替代模型,增进对浮动式海上风能系统的认知,包括气候变化对海上风力资源的影响、浮动式风电场的物理原理和涡轮机尾流动力学,以及风力涡轮机在运行和极端事件期间的载荷和动力学。

    (6)工业供热。①电合成炼钢电气化研究中心(C-STEEL),由阿贡国家实验室承担,将探索电化学炼铁技术,克服电沉积制备纯铁的基础科学挑战;②高效反应非平衡能量传递中心(NEETER),由橡树岭国家实验室承担,重点研究利用电气化过程取代大量稳态供热过程,利用非平衡化学过程中的瞬态温度和压力条件,遵循具有高能量效率和原子效率的非常规反应途径,实现工业供热的电气化以降低排放。

    2、能源攻关计划科学基金

    投入6910万美元支持18个大学主导的前沿跨学科研究项目,包括:①氢弧等离子体高效无碳炼钢基础研究(亚利桑那州立大学);②用于清洁能源系统弹性和风险降低的百亿亿次模拟、观察和深度学习混合框架(加州理工学院);③储热材料和复合材料中的热化学机械转变研究(佐治亚理工学院);④电催化的原子级组成复杂性研究(佐治亚州立大学);⑤极端数据条件下的学习简化模型,用于复杂系统的设计和快速决策(纽约大学);⑥利用解构木质素废料和木质素价值化过程中捕集的二氧化碳合成生物油,开发工业平台化学品丙烯的生物路线(俄亥俄州立大学);⑦可再生能源弹性优化中心(加州大学洛杉矶分校);⑧解决根际影响土壤碳循环的悖论(加州大学圣克鲁斯分校);⑨工程孢粉素及其碳供应(佛罗里达大学);⑩基于高性能计算的能源系统模拟(夏威夷大学);11使用快速和模块化组装进行多孔框架的设计、发现和合成科学(伊利诺伊大学芝加哥分校);12新型液流电池开发(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);13界面电催化环境的分子和原子工程(明尼苏达大学);14用于控制脆性地壳中裂隙网络生成的基于过程的实验和机器学习方法(内华达大学里诺分校);15双极板-隔膜电化学系统中的质子和离子管理(宾夕法尼亚大学);16跨尺度地下能源系统的先进多物理机器学习(德克萨斯大学埃尔帕索分校);17利用光合作用和固氮作用生产富氮化合物(华盛顿大学);18碳去除及高性能计算(耶鲁大学)。


    (信息来源:中国科学院武汉文献情报中心)

  • 原文来源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NzQwMjAxNQ==&mid=2247497372&idx=1&sn=c36256a1ca72ceb44b7379a43f686081&scene=0
相关报告
  • 《美国参议院议员提出《美国能源部量子领导法案》,计划在未来五年内授权25亿美元资金用于美国能源部开展量子研究》

    • 来源专题:计量基标准与精密测量
    • 编译者:李晓萌
    • 发布时间:2024-08-08
    • 近日,美国参议院多数党助理领袖Dick Durbin(伊利诺伊州民主党)和美国参议员Steve Daines(蒙大拿州共和党)提出了《美国能源部量子领导法案》(DOE Quantum Leadership Act),旨在通过美国能源部(DOE)提高美国在量子信息科学和研发方面的投资能力。随着研发推动量子科学、工程和技术的发展,2024年的《美国能源部量子领导法案》将在未来五年内授权25亿美元的资金,重振美国能源部的研发项目,远高于现已到期的《2018年国家量子倡议法案》中规定的6.25亿美元的美国能源部相关项目。《美国能源部量子领导法案》还将赋予美国能源部扩大其当前量子研发计划的权力。 Durbin表示:“在过去的五年里,能源部率先开展了量子技术的研究,以确保美国在计算、安全和连接方面处于世界领先地位。更重要的是,随着量子计算在我们州占据中心地位,伊利诺伊州有望成为全球技术和创新中心。我想保持这一势头。这就是为什么参议员Daines和我引入了《美国能源部量子领导法案》,以加强量子技术的研发和商业化。通过这项立法,我们可以确保我们的美国能源部设施,包括伊利诺伊州的费米实验室和阿贡国家实验室,有能力领导这场量子革命。” Daines表示:“我们的国家量子倡议计划对于保持我们作为全球科技领导者的地位至关重要,也为蒙大拿州的数百个工作岗位提供了支持。我很高兴与我的同事们合作,更新这项两党立法,这将加速量子研究,增强我们的国家安全,并促进蒙大拿州和全国的经济发展。”。 “量子技术将彻底改变多个行业,影响我们的日常生活,加强我们的经济和国家安全,但前提是我们减少商业化的障碍,”芝加哥大学担任分子工程和物理学领域 Liew家族教授、芝加哥量子交流中心(Chicago Quantum Exchange)主任David Awschalom表示。“为了充分发挥量子的潜力,我们需要一个强大的供应链,一支包容且准备充分的量子劳动力,其规模足以满足快速增长的需求,以及政府机构、行业部门和生态系统其他成员之间的沟通渠道。扩大美国能源部五个国家研究中心的重要工作将有助于确保美国仍然是量子技术的全球领导者。” “2018年的《国家量子倡议法案》最初使美国在全球量子竞赛中处于领先地位,但该法案已经到期。重新授权国家量子倡议以保持美国在量子技术方面的领先地位至关重要。参议员Durbin和参议员Daines提出的《美国能源部量子领导法案》在量子技术接近真正的最终用途应用的全球量子竞赛的这一关键时刻至关重要。蒙大拿州光子与量子联盟执行董事Jason Yager表示:“蒙大拿州光子和量子联盟全心全意地支持《能源部领导法案》,并认为现在需要采取行动。”。 具体而言,美国能源部量子领导法案将: ·到2029年,重新授权并扩大整个能源部的研发活动; ·以美国能源部五个国家研究中心的基础工作为基础,包括伊利诺伊州的费米实验室和阿贡国家实验室; ·指导能源部研究和解决量子供应链挑战,减少商业化障碍; ·加强机构间和行业协调;和 ·制定新的计划,以支持不断增长的量子研发和商业生态系统的劳动力需求。 能源部量子领导法案得到了能源科学联盟、芝加哥量子交易所、蒙大拿光子与量子联盟、量子产业联盟、量子经济发展联盟、美国科学家联合会、计算研究协会、PsiQuantum、蒙大拿商会、芝加哥大学、西北大学、P33、伊利诺伊州州长办公室、伊利诺伊州经济机会部、EeroQ、MxD、mHub和D-Wave Systems的认可。 Durbin一直是推动量子研究向前发展的坚定支持者。上个月,他访问了芝加哥的MxD,讨论将量子技术整合到制造过程中。他还与伊利诺伊州领导人一起宣布了联邦政府与伊利诺伊州之间的新伙伴关系——量子试验场,以促进该州的量子计算研究、开发和制造。6月,Durbin会见了美国国防部高级研究计划局(DARPA)局长Stefanie Tompkins博士,讨论了伊利诺伊州在国防工业研发中的作用。 早些时候,Durbin与伊利诺伊州领导人一起庆祝伊利诺伊州量子与微电子园区(IQMP)在芝加哥南区USX的新选址,以及量子园区第一个主要租户PsiQuantum的宣布。伊利诺伊州计划向新的量子园区投资5亿美元,以吸引财富500强公司和量子计算初创公司。
  • 《美国能源部启动31.6亿美元计划 加强本土电池供应链稳定 》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-05-05
    • 5月2日,据美国能源部消息,将从两党基础设施法中拨款31.6亿美元,用于在美国制造更多电池和组件,支持国内电池供应链,基础设施投资将支持新建、改造和扩建汽车电池相关的制造设施。 同时,美国能源部还宣布单独拨款6000万美元,支持曾经用于电动汽车的电池的第二生命应用——废旧电池的回收利用。 美国能源部表示,截至2022年3月底,美国已售出250多万辆插电式电动汽车,自2008年以来,电池成本下降了90%以上,能量密度和性能迅速提高,全球锂离子电池市场预计在未来几年快速增长,能源部正与工业界合作,为美国增加的市场需求做准备,包括可持续的采购用于制造锂离子电池的关键材料——如锂、钴、镍和石墨,有助于避免或减轻供应链中断,并加快美国的电池生产,以满足这一需求并支持电动汽车的采用。 据悉,这两个融资机会是美国政府供应链战略的关键组成部分,以用于加强美国的能源独立,减少对竞争国家的依赖,并有利于推进到2030年电动汽车占美国所有汽车销量的一半的目标。 5月3日,美国能源局再次宣布将提供高达4500万美元的资金,支持国内开发先进的电动汽车电池。能源部的高级研究计划署-能源正在启动美国低碳生活电动汽车计划,以开发更实惠、方便、高效和弹性电池。 电池网注意到,美国两党基础设施法已有超过70亿美元用于加强美国电池供应链,包括生产和回收关键矿物,无需新的开采或采矿,以及为国内制造业采购材料。此外,两党基础设施法还包括75亿美元用于电动汽车充电器,50亿美元用于电动公交巴士,50亿美元用于清洁和电动校车。 值得关注的是,除了美国,欧洲也正在加强自身电池制造能力以及供应链稳定,以摆脱对亚洲电池产业链企业的依赖。 4月25日,德国经济部表示,由11家合作伙伴组成的财团打算研发“电池护照(battery passport)”,以追踪欧洲电池的相关成分含量和碳足迹。据悉,为扶持电池项目,欧盟支持的欧洲电池联盟(EBA)日前推出了一项最新的行动计划,以使其90%的市场需求能够在2030年之前采用欧盟成员国的电池产品来满足。 2021年9月30日,欧盟公布了一项17亿欧元的稀土产业投资计划,呼吁各成员国政府和制造商通过补贴及销售配额等方式支持稀土开采和加工,从而减少欧盟对中国稀土出口的依赖。 2021年1月,欧盟还批准了29亿欧元(35.2亿美元)资金,用于支持欧洲电池制造四个核心阶段的研究:电池原材料开采、电池单元设计、电池系统以及供应链中的电池回收。