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学院工程与计算

  • 黄博士在一次会议上与一群研究生交谈

固体氧化物燃料电池中心

固体氧化物燃料电池代表了一种有前途的先进清洁能源解决方案,可以实现可持续的未来,因为它们效率高,与各种燃料一起工作,并且不会向大气中排放有毒化学物质。

概述

南卡罗来纳固体氧化物燃料电池中心由南卡罗来纳智能州经济卓越中心项目于2006年成立。作为美国唯一的此类中心,它的使命是应用科学来推动工程解决方案,为光明和可持续的能源未来提供先进的清洁能源系统。研究范围涵盖能源材料、元器件和器件的基础研究和应用研究。


研究的优点

该中心的研究优势根植于固体氧化物电化学电池的材料和组件,了解固体氧化物功能材料的物理和化学性质,H2和合成燃料从H2O和CO2,直接CO2捕获和转换,可充电电池,多尺度(原子到系统)计算建模,基本固态化学和电化学。


固体氧化物燃料电池中心由六名核心教师组成,并由黄文胜博士他是机械工程教授和SmartState捐赠主席。他的研究领域包括固体氧化物电化学电池、蓄电池、气体分离膜、固态缺陷化学和电化学以及多尺度计算建模。黄博士领导着一个由研究人员、研究生和本科生组成的研究团队。


高亮显示项目

固体氧化物电解电池(SOECs)商业化的主要障碍之一是化学膨胀不匹配引起的氧电极机械分层和金属互连氧化导致的cr中毒导致的电池/堆寿命短。该项目旨在开发用于soec的高活性和耐用的氧电极,以高效率和低成本生产高通量氢气。研究项目活动包括材料合成、材料分析/表征、性能测试/优化和计算建模。这项研究是在UofSC和马萨诸塞大学洛厄尔分校现有的专门建造的实验室设施中进行的。其他合作包括氢能材料网络国家实验室联盟。

(发起人:美国能源部)

页岩革命使低成本天然气的大规模生产成为可能。这些资源的大部分仍被用于供热和发电,向大气中释放二氧化碳,进一步增加了碳捕获工作的负担。与此同时,由于低成本天然气带来的潜在利润,直接将天然气转化为有价值的化学品已引起学术界和工业界的极大兴趣。该研究项目旨在以新型化学势驱动(无电)、陶瓷基催化塞流膜反应器(PFMRs)为平台,进一步深化与二氧化碳捕获、天然气转化机制和催化剂开发相关的基础科学知识。气体分离和天然气转换统一在一个反应器设计中,具有能源效率和成本效益。

在南卡罗来纳大学的年度“爱迪生系列讲座”项目中,将向公众展示二氧化碳捕获和天然气转换技术的持续科学进步的重要性和潜在影响。bob官方体育登陆UofSC将与本尼迪克特学院合作举办一个关于能源研究主题的联合夏季研讨会,以促进STEM领域代表性不足的学生的教育和劳动力发展。本尼迪克特学院工程专业的本科生将通过提供暑期实习和学年兼职工作来参与该项目,同时还可以使用UofSC和马萨诸塞大学洛厄尔分校现有的本科课程。两门关于气体分离/转换和电化学系统计算分析的新课程将独立开发,并为UofSC和UML的研究生提供。

(主办单位:美国国家科学基金会)

本项目致力于可再生能源生产和电网稳定管理中大规模固定储能应用的先进电池系统的基础研究。目前最先进的锂离子电池还不足以用于大规模的固定储能,因为考虑到循环稳定性,特别是在高循环率下,安全性和成本。固体氧化物金属-空气电池系统是一种新型的基于高温氧化离子化学的先进电池。它能够以更快的速度和更低的成本充电和放电,由于其可扩展和模块化的性质,非常适合大规模的固定能量存储。

该项目旨在通过对新型电池的两个关键部件(可逆固体氧化物燃料电池和金属基储能床)之间的动态相互作用进行基础研究,推动高温固体氧化物金属空气电池走向商业化。从更广泛的影响角度来看,该项目将推动材料化学、电化学和多相催化科学的发展。该项目的进展和新发现将包括在一个新的研究生课程中,并通过期刊出版物向社区传播。长期的研究合作将加强与邻近的小型历史黑人学院和大学,本尼迪克特学院。

(主办单位:美国国家科学基金会)


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