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第一篇化学能源论文范文参考：多能源互补回收CO_2的化学链燃烧机理与动力系统研究
传统解决能源利用与环境污染之间矛盾的思路往往局限于“先污染,后治理”的链式思路,即化石燃料燃料采用简单的直接燃烧方式转换成热能,然后再组织热力循环实现热转功.对于化石燃料燃烧产生的污染物则采用基本独立于热转功过程之外的化工分离过程进行处理.由于化石燃料在能源系统中转化利用后所排放的C02浓度很低,而且CO2的处理量大,导致CO2减排能耗过高,减排成本居高不下.
本论文围绕多能源互补回收CO2的化学链燃烧,以太阳能与燃料化学能综合梯级利用为突破口,将中温太阳能热化学过程与化学链燃烧过程相结合,从太阳能驱动化石燃料转化与CO2产生源头着手,实现中温太阳能高效热发电和动力系统中C02零能耗捕集.本文从太阳能与化石燃料互补回收CO2的化学链燃烧机理研究、实验验证和新型氧载体的制备与系统集成三个方面开展了相关工作.
在燃料化学能梯级利用与CO2分离一体化理论的基础上,建立了燃料转化过程Gibbs自由能变化、燃料化学能梯级利用程度和CO2浓度富集度的关联式,探索了化学链燃烧过程的能量释放机理；通过与燃烧前分离CO2的能量释放过程的对比,指出化学链燃烧过程具有燃料化学能梯级利用与CO2零能耗捕集的一体化特征.探讨了中温太阳能热化学过程与化学链燃烧过程的耦合作用机制,阐明了化学链燃烧过程对中温太阳能集热品位的内在提升作用,揭示了太阳能与化石能源互补回收CO2的综合效应.
对化学链燃烧过程进行了相关实验研究,采用溶解法制备了基于Fe、Ni、Co的不同氧载体材料,分析比较了各氧载体的反应性能,分析了反应温度、反应气组分、氧载体粒径等关键参数对CoO/CoAl2O4氧载体反应性能的影响,研究了反应气加湿对积碳的抑制作用以及氧载体的循环再生能力,拓展了化学链燃烧在替代燃料和新能源领域中的利用.为进一步提高氧载体的反应速率,缩短反应时间,通过考察不同助剂对氧载体反应性能的影响,研究制备了一种中温条件下具有高还原反应性能的新型氧载体材料(CoO+PtO21.0%)/CoAl2O4.研究结果表明,新材料与DME还原反应过程的表观活化能为85kJ/mol,相比CoO/CoAl2O4材料降低了43kJ/mol,还原反应速率相应地提高了近4倍之多,通过对助剂含量对氧载体反应特性影响的研究发现,(CoO+PtO2)/CoAl2O4氧载体中助剂PtO2的理想含量应为1.0%,新材料与DME还原反应的最佳加湿比为H2O/DME等于1.0,低于CoO/CoAl2O4还原反应过程的加湿比(H2O/DME等于2.0).
基于中低温太阳能和燃料化学能综合互补利用的原则,提出了一种利用中低温太阳热能驱动甲醇化学链燃烧动力系统,探讨了燃料化学能与物理能综合梯级利用的多能源互补动力系统的集成机制,揭示了中低温太阳能集热品位提升和热转功效率提高的本质,分析了新系统特性规律和关键参数对循环性能的影响.
本论文的研究上作为从多能源互补综合梯级利用和新型燃烧方式耦合的角度实现低能耗回收CO2提供了理论和实验支撑.
第二篇化学能源论文样文：鄂尔多斯盆地与能源矿产有关的一些地球化学研究
鄂尔多斯盆地是我国的一个巨型能源矿产聚集盆地,不同时代、不同类型的多种能源矿产同盆共存,为地质工作者从事科学研究提供了一个内容丰富的大型试验场.开展该盆地能源矿产地球化学及相关流体研究,不仅对丰富成藏(矿)理论本身具有重要作用,而且对寻找能源矿产新基地、扩大能源战略储备都有十分重要的意义.本文以国家973项目《多种能源矿产共存成藏(矿)机理与富集分布规律》(2003CB214600)为依托,通过对鄂尔多斯盆地能源矿产地球化学特征的研究获得了以下新的认识.
1、鄂尔多斯盆地地表元素地球化学场特征与深部构造特征中存在深部流体活动信息和能源矿产成藏(矿)信息.地表元素地球化学分区与能源矿产分布特征密切相关,盆地内壳内高导层和深大断裂为深部流体活动提供了基本条件,中生代以来的构造活动与地表元素地球化学场特征反映了深部流体仍在继续活动,基底断裂控制了多种能源矿产和地球化学场的分布特征,元素地球化学场特征在某种程度上反映出深部流体参与了盆地能源矿产成藏(矿)作用. 2、基底断裂带和构造活动强的区域,原油中元素组合复杂,并含有深源物质,元素地球化学特征和同位素特征反映部分能源矿产中含有深部流体成分,盆地内油气藏伴生水的物质来源较为复杂,具有多源性,元素地球化学特征显示东胜铀矿的铀源主要来自上地壳,灰白色高岭土化泥质粉砂岩及灰绿色粗砂岩对铀矿的形成具有重要的意义,灰色粗砂岩具有良好的找矿潜力,元素地球化学特征还表明,黑岱沟煤及煤层夹矸中微量元素来源于上地壳. 3、对能源矿产伴生氯仿沥青A的地球化学特征研究表明,石油沥青与石油具有相似的元素组合特征,反映它们在来源上具有某种程度上的同源性,但是石油沥青中所含的深部流体组分相对较高,且较石油经历了更复杂的后期演化,东胜含铀砂岩沥青主要属外来流体,与含铀砂岩所含的物质组分不具同源性,表明铀源并非由沥青等有机流体提供,各能源矿产中伴生沥青的来源和成因均有差异,表明盆地的流体活动具有多期性,是盆地演化不同阶段的产物:激光拉曼光谱特征显示,氯仿沥青中广泛存在还原性气体C_2H_2,C_2H_6,CH_4,C_2H_4等,其含量与氧化性气体CO_2具有互为消长关系,显示了氯仿沥青的后期改造和氧化-还原条件的变化特征. 4、能源矿产伴生流体的Q型聚类分析结果反映出石油的贼存层位以及所赋存的构造位置是影响其元素地球化学特征的主要因素:石油伴生水与石油有一定成因联系,陈家山煤层石油可能是石炭二叠系与侏罗系延安组煤成油的混合产物,侏罗系延安组石油和直罗组石油具有相似的流体活动特征和物质来源,侏罗系延安组煤和直罗组煤具有相似的沉积环境和后期演化特征,延安组石油沥青对铀的活化、迁移、富集具有重要作用,天然气伴生水与石油相关性较弱,但与石油沥青和煤沥青具有一定相关关系. 5、根据地球化学研究成果,提出了一套多种能源矿产成藏成矿标志,并据此标志圈出石油、天然气和煤的共生富集远景区2个,天然气和煤的共生富集远景区2个,石油与煤的共生富集远景区1个,铀矿富集区3个.第三篇化学能源论文范文模板：力学期刊群的内外关系与学科结构
研究学术期刊对探索学科结构和科学发展具有重要的意义.本文以SCI扩展版(SCIE)数据库中力学领域66种专业期刊构成的力学期刊群为样本集,利用文献计量学和科学计量学方法,分析了力学期刊群的内部结构和外部关联,在此基础上对力学的学科结构以及力学在整个科学体系中的性质进行了研究.
对力学期刊群内部结构的探讨采用的是内容分析和引文分析两种方法.首先,利用词频分析法分别从标题用词、关 键 词 、摘 要 用词等方面对力学期刊之间在内容上的相似度与区分度作了分析.其次,利用引文分析法从力学期刊论文所引用的出版物和力学期刊之间的相互引用关系两方面对力学期刊群基于引文平台的内部结构作了分析.同时通过多维尺度分析和因子分析将期刊群的内部结构以图谱的形式展现出来.最后,在此基础上进行力学期刊群内部结构关系的综合分析,从而通过力学期刊群展现出力学的学科结构.并运用社会网络分析中的Q测度法(Q-measure),揭示了流体力学、固体力学和计算力学之间的关系.基于力学期刊群内部关系的力学学科结构研究表明:力学主要是由固体力学、流体力学、理性力学(含力学中的数学方法)、声音与振动力学、计算力学、力学与热学耦合、流变学、黏附力学八大部分组成.固体力学和流体力学是力学中最重要的分支学科,二者不管是在研究内容上还是在引文关系上均具有明显的分界,相互独立.计算力学是与固体力学和流体力学均有较强联系的一门工具性学科.
对力学期刊群外部关联的探讨是从引用和被引用两方面进行的:力学期刊群主要引用哪些学科期刊群中的文献,力学期刊群中的文献主要被哪些学科的期刊群所引用.从而揭示了力学及其分支学科与其他学科之间相互融合、相互渗透、相互交叉和相互支撑的关联状况及关联程度.力学期刊群与其他学科期刊群之间的引用、被引用及这两方面的对比研究表明:力学倾向于引用的学科包括物理学(综合)、应用物理学、声学、原子分子及化学物理学、光学、基础数学、应用数学、航空航天工程学、自然科学(综合)、地球科学(综合)、计算机科学(各学科应用)、气象学与大气科学、高分子学、电气电子工程学等,这些学科以物理学、数学等学科为主,是力学的学科基础或学科支撑,对力学有较强引用倾向的学科包括工程学(综合)、机械工程学、冶金学与冶金工程学、纳米科学与技术学、制造工程学、土木工程学、化学工程学、器械仪器学、材料学(综合)、复合材料学、化学(综合)、物理化学、凝聚态物理学、数学物理学、数学(各学科应用)、地球化学与地球物理学、水资源学、热力学、海洋学、能源与燃料学、流体与等离子体物理学等,这些学科主要是工程技术类学科,也包括基础学科的一些分支学科,是力学的重要应用领域,力学可以看作是这些学科的基础或学科支撑.
最后,本文以钱学森的技术科学思想为理论依据,基于上述相关研究结果,从基础科学、技术科学、工程技术三个层次上对力学学科的性质与作用进行了分析.力学作为技术科学中的典型学科,是根植于基础科学之上的,主要以物理学的基本理论为指南,以数学和计算机科学为研究工具,为机械工程学、化学工程学、土木工程学、冶金学与冶金工程学等工程技术类学科服务的一门学科.力学还是材料学、热力学、能源与燃料学、纳米科学与技术学、海洋学等技术科学的基础.可以说,力学是技术科学和工程技术中大多数学科的共同基础.总之,力学以基础科学为指南,广泛应用于工程技术领域,是联系基础科学与工程技术的纽带.
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第四篇化学能源论文范例：P型窄带隙半导体纳米结构的构建、修饰及光电化学分析
科技的发展和社会的进步引起了能源危机的进一步加剧,可以说,现代社会的进一步发展依赖于稳定的能源供给.迄今为止,全球大约85%的能源是化石燃料的燃烧提供的.然而,化石燃料是不可再生资源,是自然界经历亿万年逐渐形成的.按照现在的能源消耗推测,化石燃料可能在几百年内全部被人类耗尽.同时,化石燃料燃烧所排放的二氧化碳、二氧化硫和粉尘等,引起了气候变暖、酸雨和一系列环境问题.
为了解决能源问题,太阳能被认为是储量最丰富、最为环保的新能源.各种利用太阳能的方式,如光热,光电,光化学转化,正在蓬勃发展.在本论文中,我们主要通过设计,合成,或者修饰纳米结构的铜锌锡硫、硅等储量丰富的半导体材料,理解其内在性质,开发新的性能,并研究其结构和性能的关系,进一步评价和提高其在太阳能转化领域中的应用潜力.
1、禁带宽度连续可调的(Cu2Sn)x/3Zn1-xS纳米颗粒及其在量子点敏化太阳能电池中的应用
将被选作新一代太阳能电池的材料应满足以下几个要点.首先,应该是环保型材料,不含镉、砷等剧毒元素,不会对环境造成危害.其次,应该是储量丰富,价格低廉的材料,或者该材料可由储量丰富,价格低廉的材料通过绿色方法制备.第三,材料应该可以尽可能地吸收利用不同波长的太阳光,以获得尽可能高的光电转换效率.迄今为止,真正同时满足这三个标准的材料还未见报道.
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针对现有材料和技术的不足,我们设计了一种禁带宽度可调的(Cu2Sn)x/3Zn1-xS半导体纳米颗粒.这种纳米颗粒通过溶剂热的方法合成,粒径在3.3nm左右,粒径分布均匀,并且可以均匀分布在正己烷、甲苯等有机溶剂中.通过XRD表征,这类材料与传统铜锌锡硫的四方晶体结构不同,不同组成的纳米颗粒有着相同的立方闪锌矿晶体结构,说明纳米颗粒中的阳离子无序分布,引起了四方晶格的畸变,变成了立方的晶体结构.通过对纳米颗粒的光学性质表征,我们发现通过调节Cu、Sn、Zn三种金属元素的相对含量可以调节半导体的禁带宽度,不含Cu、Sn时,单纯ZnS的禁带宽度最高,为3.5电子伏特,只能吸收紫外光,随着Cu和Sn含量的升高,材料的禁带宽度逐步降低,其对光的吸收也逐步红移,一直到Cu2ZnSnS4的禁带宽度为1.23电子伏特.
我们将制备的Cu2Snx/3Zn1-xS半导体纳米颗粒滴在多孔的二氧化钛薄膜上,制备了纳米颗粒敏化的多孔二氧化钛光阳极,并和铂对电极配合组装了量子点敏化电池.不同组成的纳米颗粒得到的量子点敏化电池在100mW/cm2的光照强度下得到的的转化效率显示了其在太阳能转化中的潜在应用.
2、多孔铜锌锡硫薄膜为光电阴极的双结光电化学太阳能电池染料敏化太阳能电池,因为其制备工艺简单,对设备要求低,有利于降低成本等优点,引起了广泛地关注.然而,现在的光电化学电池主要为单结的光电化学太阳能电池,理论最大效率为31%,同时,染料敏化电池一般使用铂覆盖的导电基底作为对电极,成本较高,不利于大规模生产.为了提高电池的理论效率,同时也为了降低电池的成本,使用半导体光电阴极取代铂电极制备双结光电化学电池是一种很好的方法.我们引入了多孔的铜锌锡硫薄膜(CZTS)作为光电阴极来取代铂对电极,将传统的染料敏化电池转化为了双结光电化学太阳能电池.首先,我们通过乙醇热的方法,不使用模板材料,在钼箔基底上沉积了多孔的CZTS薄膜.扫描电子显微镜照片显示这种薄膜由粒径20-40nm的CZTS纳米颗粒组成,相比于传统的CZTS薄膜,展示出了很高的表面积和多孔率.因为其多孔结构,CZTS薄膜在400到1600nm的区间都展示出了低于3%的反射率,说明它是一种非常有效的陷光材料.
因此,我们使用多孔CZTS薄膜为光电阴极,染料敏化的多孔二氧化钛为光电阳极,和I/13-电解液组成了一种双结的光电化学太阳能电池.这种太阳能电池和单节染料敏化电池相比,展示了更高的短路电流和转化效率.量子效率(EQEs)测试证明了多孔的CZTS薄膜在作为背电极的同时,也起着光吸收层的作用.
3、原子层沉积在硅纳米线上修饰铂纳米颗粒及在太阳能制氢中的应用
相比于单晶硅而言,硅纳米线更容易制备,而且对杂质有更高的容忍度,因为其种种优点,引起了大家的广泛关注,已经成为第三代太阳能转换的一种潜在材料.因为硅的导带(-4.05V,相比于真空能级)比还原水制氢的电位(-4.51V,相比于真空能级,pH等于0)要更负,使用硅纳米线来实现太阳能裂解水制取氢气也吸引了大量科研工作者的兴趣.然而,使用硅作为光电阴极来裂解水制取氢气需要解决一个很重要的问题：硅的交换电流密度非常低,这使得硅很难维持得到一个能够和光通量相符的光电流密度,除非给它施加很高的过电势.因此,在硅上修饰氢气还原反应的催化剂来提高交换电流密度是一个必须面对的很大的挑战.
现在存在的沉积催化剂的方法像物理蒸镀或者化学沉积,并不适合像纳米线这样高长径比的材料.物理蒸镀的方法,譬如磁控溅射,电子束蒸发等,因为是方向性的沉积,催化剂只能沉积在纳米线的顶端.而化学沉积,因为前驱物要通过扩散作用才能进入纳米线的空隙中,因此大部分催化剂也是沉积在纳米线顶端.这使得光生电子还是需要一个很长的扩散半径,到达纳米线顶端的催化剂处,进而要求纳米线要有像单晶硅一样非常高的纯净度和高质量的结晶度,而这种要求恰恰是单晶硅生产高成本的主要原因.
我们使用原子层沉积的方法,在高长径比的材料上均匀修饰了铂纳米颗粒.沉积的纳米颗粒可以有效地提高在径向的光生载流子的收集,可以有效地发挥出纳米线在太阳能应用中的优点.同时,我们发现,很高密度的硅纳米线会影响离子和分子的扩散,从而影响光电流的大小.另外,我们发现硅纳米线在光电压方面比平面硅有更好的表现,我们将其归因于由纳米线的高表面积引起的更好的电子传输.
第五篇化学能源论文范文格式：我国典型低品质煤提质利用及分级分质多联产的基础研究
我国经济的快速发展提出了对能源需求量的逐年攀升,随着高品质能源的不断消耗,储量巨大的低品质煤炭资源的开发和利用成为保障能源持续供给和经济发展的必然要求.受制于低品质煤的自然缺陷,改性提质成为低品质煤资源开发利用的关键技术.微波和水热是典型的低品质煤样脱水改性提质方法,能够一定程度上消除低品质煤缺陷,提高其能源品位和资源价值,从而弥补高品质煤炭资源的不足.
基于粉煤锅炉的以发电为前提以低品质煤提质为基础的煤炭分级分质多联产系统是符合我国国情的煤炭利用方式,它基于煤炭具有能源和资源双重属性的理念,集合了电力、化工和建材等系统,就煤中不同组分具有的不同能源和资源价值实现分质利用,而根据煤中不同成分的物质属性和化学活性给予分级转化,最大限度的提取煤中高附加值的化学资源,同时实现电力、化工原料、油气产品、灰渣综合利用、污染物减排等多重目的.
本文采用微观分析和宏观研究相结合的方法对精心选择的我国5种典型低品质煤进行了微波和水热脱水提质,对改性前后煤样煤质组成、微观形貌、孔隙结构、化学结构特性等微观理化性质进行了深入细致的研究和分析,着重考察了煤样改性前后煤阶参数的变化.结果发现改性后低品质煤中水分大幅度降低,热值升高,致密度增加,孔隙结构扩展,活性基团分解和转换,凝胶式整体结构被破坏,不稳定相组分减少,稳定相组分增加,低品质煤的煤阶在改性后升高.
接着采用热重实验手段基于热重曲线,特征参数和动力学计算相结合的分析对改性前后煤样的宏观热解、气化和燃烧等热转化过程进行了表征和分析,结果表明微波和水热改性后,低品质煤样的热解活性降低,热稳定性增强,热解反应区间向高温区移动,各项热解性质向高阶烟煤接近.挥发份中活性小分子物质析出量减少,稳定的芳香大分子物质的析出量增加.气化特性上微波和水热改性后煤样表现出不同性质,微波后的气化活性上升,而水热后煤样的气化活性降低,与两种方法改性后煤样微观孔隙结构的变化及改性作用机理不同有关.同样由于改性后煤中稳定相组分的增加,煤样煤阶的升高,改性煤样的燃烧反应过程向高温区推移,各项表征参数向高阶烟煤靠近.
本文研究旨在能够为我国低品质煤炭资源提质后的规模应用提供基础数据,通过提质前后煤样微观和宏观理化性质的研究发现改性后煤样的缺陷得到改善,品位有所提升,煤阶相对升高.虽然由此带来了煤样在宏观热转化过程中化学反应活性的降低,但是所有的变化都相对有限甚至某些特性比原煤样活性更高,在改善自身缺陷的同时改性煤样保持了原煤样较高的化学反应活性,这对我国储量丰富的低品质煤资源提质及规模利用具有重要意义.
最后在低品质煤提质及微观和宏观理化性质分析的基础上采用理论热力计算和基础实验手段相结合的方法对基于低品质煤提质为基础的粉煤分级分质多联产利用系统进行了初步研究和分析.结果表明,热力计算从整体上验证了系统流程的可行性,给出了系统中各单元的物质流和能量流结果,建立了系统整体的运行结构.初步预实验结果表明过高的热解温度和过细的煤样粒径不仅能耗大,而且挥发份的析出量增加有限,但所得半焦的化学反应活性较差,不利于后续的燃烧发电.而过低的热解温度和过大的颗粒尺寸不利于煤中高附加值化学组分的析出和转化.综合挥发份的析出和半焦化学活性两大因素确定出比较合适的多联产初步运行工况是热解温度1000℃,原煤样粒径0.15-0.3mm.
本文是一篇化学能源论文范文,可作为选题参考.
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