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156manbetx.com麻省理工学院能源倡议颁发九种子基金授予早期能源研究

奖励人员将使用赠款在包括能量存储,可再生能源扩展建模和电催化剂的化学等领域进行研究。

Francesca McCaffrey · 2018年6月7日 · Mitei.

2018年春季,麻省理工学院能源倡议(M156manbetx.comITEI)通过其授予九次补助金为1,350,000美元种子基金计划,一年一度的竞争,支持跨越能谱的早期创新研究。奖项将使用150,000美元的赠款来探索高度创造性和有前途的能源研究项目。

“这是一个极具竞争力的过程,”Mitei Director说罗伯特C.阿姆斯特朗,雪佛龙化学工程教授。“每年我们收到的提交都非常令人印象深刻,而今年也不例外。我们的授权人在创造性,跨学科途径中令人瞩目,以解决关键的全球能源和气候挑战。“

迄今为止,Mitei支持了170个项目,赠款总额约为2275万美元。这些项目涵盖了各种能源研究领域,从基本物理和化学到工程到政策和经济,并从所有五个麻省理工学院和28个部门,实验室和中心汲取。

种子格兰特获奖者从已建立的教授到新教师成员的球员运行。今年,九个批准者中的六名是首次获奖者 - 包括在麻省理工学院的职业生涯中的四位研究人员。

用可调渗透性和选择性制造膜化学生产,石油精炼等产业分离工艺占美国能源消耗的三分之一。大多数过程使用热蒸馏,这需要大量的热量。材料科学与工程的杰弗里·格罗斯曼教授和他的团队正在开发一种新的纳米多孔膜来取代热蒸馏,从而削减化学分离所需的能量超过80%。上面描绘了膜的多层结构。石墨烯层包括石墨烯片(GO)片,并由稳定的多孔层支撑。当混合物在去纸之间流动时,较大的分子被阻断。通过用原油和其他工业相关解决方案测试膜,研究人员的目的是证明石墨烯膜可以在商业规模上有效地操作。

能量化学

虽然实验室的研究可能对推进能源技术至关重要,但计算机模拟也有价值,作为有效的测试地面,可以迅速探讨新思路和低风险。原子水平的模拟对于发现新能源材料和研究能量产生和储存的化学变化特别有价值。但与这种“原子”模拟相关的计算成本可能是教授的极高问题Rafael Gomez-Bombarelli他的团队将在他们的项目中解决。Gomez-Bombarelli,Toyota助理材料加工教授,计划使用机器学习创建软件,通过利用已经存在的计算结果,可以加速高精度量子化学计算,降低了成本。

“我们将使用多年的计算机时间使用现有的计算机模拟,以便自动学习关于能源过程中物质行为的一致模式,”Gomez-Bombarelli说。“这种新增的信息将提高大量速度的化学准确模拟,更快,加速更有效和可持续的燃料,光伏材料,固态照明,电池化学品和工业催化剂的预测设计。”

Karthish Manthiram.是一位化学工程助理教授,正在从不同角度接近能量产生和储存。他的团队正在研究锂基材料作为氮气催化剂,用于减少氮气,氨的生产是一种潜在的途径,用于将电能从液体燃料中的间歇可再生源存储在液体燃料中。锂的固有反应性使其成为催化剂的主要候选者,可能在液体燃料创造和储能中开始新的篇章。

制作更好的网格:电池和经济学

贝加兰特是一位机械工程助理教授,为她的团队的研究赢得了钙的种子补助,作为低成本,高能量密度电池的有希望的阳极。这种电池如果成功开发,可以在确保可再生能源繁忙电网上的稳定性以及实现传送系统的电气化时发挥关键作用。如今,市场上最常见的电动汽车电池组是锂离子电池,但需要改进重量和体积能量密度来实现更长的驱动范围。虽然广泛的努力集中于开发锂阳极以更换当今锂离子电池中的石墨电极,但锂金属循环很差,昂贵,并提高了显着的安全问题。勇敢和其他人认为,通过追求替代金属阳极的改进是有关的大量空间。与基于锂的电池相比,基于钙的电池具有特别有吸引力的容量能量密度和潜力,并且如果可以克服关键挑战,也更安全,更昂贵,并且可能更多样化。

“这个领域在其婴儿期间非常重要;虽然锂阳极已经进行了几十年来研究,但研究人员刚刚开始研究基于钙的电极的基本行为,“勇敢说。“钙电极面临的最重要挑战是有限的往返效率和不良的环状性。如果可以克服这些挑战,钙电极将被解锁用于各种先进的电池化学物质,并将开辟新的和令人兴奋的途径进行研发。“

荆丽是一位来电管理学院的进入麻省理工学院,她的团队计划通过基于基础材料和基础科学的模型开发模型来生产更准确的电池成本减少曲线,然后使用关于设计,结构,成本的数据来估算它们,和在市场上商业产品使用的电池数量。结果应有助于澄清近年来电池成本急剧下降以及该趋势将来是否会持续下去。

李的团队还将鉴于扩大能量储存能力,需要检查电力市场监管结构的变化。目标是了解谁应该拥有并经营网格上的能量存储单位以及不同选项对能源存储所有权的社会福利影响。研究人员将模拟潜在业主的决策策略,包括私营公司和系统运营商,以确定对市场结果的可能影响,包括价格,数量和成本。

深刻的专业知识,新想法

加入这四个早期职业研究人员是几家员工,在他们的专业领域拥有长长,深刻的经验。首次种子格兰特获奖者IgnacioPérez-Arriaga是MIT Sloan Management学院的访问教授,正在领导一项研究,将电力和经济建模结合在可再生组合标准的政策分析中,以及其他激励措施,以鼓励美国可再生能源增长。目标是确定可再生能源生成类型的混合,以确保给定国家的高可靠性以及可再生能源的最具成本效益的能力扩展策略,因为全国各地的自然资源和环境法规。

化学教授蒂姆震动也是第一次种子授予者。他的团队的研究重点介绍了一种新的具有三维孔隙率的聚合物膜的方法。这种膜用于化学分离,以在燃料电池中运输离子以及与化学生产和水净化有关的方法。分离通常考虑到这些过程中消耗的大部分能量,因此提高其有效性至关重要。SWAGE的小组也专注于有巨大的气体分离潜力以及应用新的离子导电材料来实现化学和电化学转化的相关材料。

不断增长的长期创新

种子补助可能会瞄准早期的能源研究,但Mitei的希望是这项研究将继续并导致现实世界问题的实际解决方案。自最初的赠款以来,若干过去的种子基金项目已经取得了进步。

例如,2016年受让人Marta Gonzalez.是一名公民和环境工程系的访问副教授,她的团队开发了一个称为人类流动,能源和自主权,或枯萎的电动车展应用程序。如2018年4月在自然能源的论文中所述,该应用程序旨在通过连接电动车辆网络和优化时间表,在城市中拥有和操作电动车辆(EV)更容易,更易于破坏电网他们应该何时何地收取费用。“大多数人开万博体育平台网页始在他们上班时向他们的电动机充电,然后在他们离开时拔掉大约6点左右,”Gonzalez说。“电力运营商无法处理那种陡峭的峰值。我们希望激励个人带来整体更平坦的需求的趋势。“万博体育平台网页使用该应用程序的人可以创建个性化的能源配置文件,当他们在高峰时段以外时,将在他们的时间表中指出开口。

新拨款的资金主要来自Mitei的创始和维持成员,由慷慨捐赠者的礼物补充。

Mitei Seed Fund Grants的收件人,2018春季

3D孔隙度:新一代聚合物膜的方法
蒂姆震动
化学系

从中间温度范围内的化学过程捕获碳捕获
艾伦哈顿
化学工程系
Alexie Kolpak.
机械工程系

快速学习的合同基础集,用于热化学和其他能量过程的快速计算
Rafael Gomez-Bombarelli
材料科学与工程系

储能金经济学
荆丽
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可再生电力扩大可再生电力与美国国家能源与环境法规的马赛克设计
IgnacioPérez-Arriaga
MIT Sloan管理学院

用于模块化电能存储的电化学氨合成
Karthish Manthiram.
化学工程系

离子导电陶瓷膜甲烷的氧化偶联
Ahmed Ghoniem.
机械工程系
毕业迪尔兹
核科学与工程系

可扩展的纳米多孔膜,用于节能化学分离
杰弗里格罗斯曼
材料科学与工程系

解锁钙的可充电能力为高能密度电池
贝加兰特
机械工程系


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