气候变化领域集成服务门户

10月8日，美国能源部（DOE）宣布向16个项目拨款4300万美元，用于支持研发可以减少工业部门能源使用和温室气体排放的变革性技术。项目分为3大类：

（1）工业热能电气化。①在工业相关的工作温度下识别和验证弹性热材料，开发经济上可行的弹性热泵（Elastocaloric Heat Pump, EHP）和主动弹性热再生器（Active Elastocaloric Regenerator, AER），克服目前依赖挥发性液体制冷剂和工业热泵的局限性；②利用激光技术开发和示范工业加热过程电气化，并将激光技术与其他加热技术和干燥技术相结合；③开发并评估一种创新且具有成本效益的高扬程空气源无油闭式循环机械蒸汽压缩热泵；④开发一种具有跨行业应用、用于高温（>1300 ℃）的先进可扩展热电池，为高温工业加热应用提供可行的替代方式；⑤验证并全面试验一种低能耗、基于激光的低温（<250 ℃）和高温（＞400 ℃）粉末涂层固化技术，用于工业涂料应用，取代现有的低效天然气固化炉。

（2）能源高效利用。①开发和展示一种新型的利用增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术制作的陶瓷硅化碳化硅（Si-SiC）热交换器，用于在超过800 ℃高温的直接燃烧过程中回收热量；②开发一种具有成本效益、高效、跨介质的利用金属高导热性的聚合物热交换器，用于中低温废热回收；③开发并扩大连续卷对卷制造工艺，制造稳健且可调的还原氧化石墨烯（rGO）和rGO-X纳滤膜，同时设计螺旋缠绕组件；④设计、制造和示范一种高温热交换器，能够从高达900 ℃的高温和腐蚀性废气中预热500 ℃的助燃空气；⑤开发并扩大新型耐溶剂、耐高温（250 ℃）的碳掺杂氧化钛薄膜（CDTO），该膜具有精确控制的孔隙和超高渗透率，可用于替代传统热分离；⑥提高长寿命促进传递膜（FTMs）的选择性性能，并通过生产连续涂覆的薄膜复合膜和开发用于中试规模测试的膜模块来实现更大规模生产，可用于混合膜蒸馏系统，减少低温蒸馏的能源消耗和燃烧产生的温室气体排放。

（3）有机废水脱碳和湿垃圾处理。①优化将废水生物固体转化为生物炭和气体的自热热解技术，取代生物处理场、垃圾填埋和生物固体焚烧；②制定并实施控制策略，以最大限度地减少生物脱氮和其他过程中氧化亚氮的排放，同时提高过程效率；③利用离子交换和电解方式减少氨去除过程中氧化亚氮的排放；④提出在水资源回收设施曝气过程中使用纳米气泡，减少二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放；⑤利用催化剂二氧化钛（TiO₂）和紫外线灯提取的氯化合物与废水残留物中的羟胺相互作用，减少氧化亚氮排放。