首页 > 资讯 > 能源
分享到
美国能源部投入1570万美元开发煤炭新用途
友绿• 01月21日   来源:先进能源科技战略情报研究中心   787
能源

近期,美国能源部(DOE)陆续投入1570万美元,支持开发高性能煤基材料,以扩展煤炭作为碳基材料来源在建筑、基础设施等方面的新用途。具体内容如下:

一、用于建筑、基础设施等煤基新材料开发

12月10日,DOE宣布在“先进煤炭加工”计划下,投入870万美元支持14个煤基新材料开发项目,以应用于建筑、基础设施等领域:

1、用于住宅/商业建筑的煤基新材料。包括:①开发轻质、高性能和可扩展的煤基建筑复合材料,含煤量高达95%(质量分数),物理、化学和热性能超过普通硅酸盐水泥,整体加工成本低于10美元/吨;②开发煤基纤维水泥板替代新材料,进行实验室规模挤压试验以评估材料性能和技术可行性,并开发分子动力学模拟以预测材料特性;③开发煤基砖块,将使用无烟煤和塑料废料粘合剂制造煤基砖块,并分析技术经济性和进行市场调查;④开发高性能煤基商用新型复合建筑面板材料,将以煤为主要原料开发原型刚性板,进行性能测试并制定扩大生产规模的计划,同时验证制造成本;⑤开发高性能环保煤基建筑材料,将利用煤热解产物开发建筑材料,包括混凝土砖和碳基结构件,含碳量低于70%(质量分数),以生产具有低成本和低碳足迹的建筑材料。

2、用于基础设施的煤基组件。包括:①开发煤塑复合材料管道基础设施组件,含碳量为70%、含煤量为51%,比现有塑料管道具有更佳的成本、性能和环境效益;②开发用于基础设施产品的轻质高强度煤基建筑材料,比同类商业产品更轻、更结实耐用和耐磨,可实现更大的建筑设计自由度;③利用煤基固体碳材料开发下一代多功能智能路面,将开发和示范可用于野外的多功能智能路面,通过煤基固体碳材料建造和改善沥青路面。

3、煤基高价值碳产品。包括:①开发煤转化为石墨烯的低成本技术,将应用过程工程、在线监测、人工智能和模块化工业设计,示范将煤转化为高质量石墨烯生产设备(250吨/天)的技术经济可行性;②开发将煤转化为石墨烯的简易技术,尝试采用一种突破性的闪光焦耳加热(FJH)工艺,将不同种类的煤转化为高质量石墨烯,并利用人工智能技术进行优化,评估其技术经济性,以促进该技术的商业化;③利用褐煤生产锂离子电池负极碳材料,将以褐煤制备的沥青为主要原料,生产用于锂离子电池的高性能硅碳(Si-C)复合材料,评估基于该材料的电极性能并与商用电极比较,研究小试规模生产的可行性;④利用煤炭生产高质量多功能碳量子点,将开发一种新型、边界、低温、经济高效且环保的技术,以生产高价值煤基量子点,进行两个应用样例的评估,如用于太阳电池和光催化。

4、煤基碳泡沫的连续不间断生产。包括:①开发大气压环境下煤基碳泡沫产品的连续加工工艺,显著降低生产成本,为建立大规模生产平台奠定基础。

5、碳基建筑原型的设计、研究、开发、验证和制造。包括:①开发使用碳基建筑材料的模块化房屋,将使用含碳量至少71%的碳基材料,具备轻质、安装快、设计灵活等优点。

二、碳基建筑原型设计、验证和制造

12月14日,DOE宣布投入700万美元,支持设计、开发、验证和制造碳基建筑原型。本次招标重点针对一个技术主题:利用碳基材料设计和建造部分建筑结构。将通过原型设计,最大限度利用新型碳基产品。建筑原型将使用含碳量至少70%的建筑材料,其中一半以上必须由煤炭生产。将通过原型设计和制造,示范碳基建筑材料的技术和经济可行性,包括抗弯强度、浸出和氧化行为、热稳定性、水吸附性等。
 

本文已标注来源和出处,版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们。

扫描识别二维码下载

“友绿”APP

研报、课程、资讯一手掌握

欢迎订阅“友绿网”公众号

iGreen114

友绿原创资讯,欢迎分享投稿

相关阅读