Energies: 氢能专题精选文章 | MDPI 编辑荐读
点击左上角"MDPI工程科学"关注我们，为您推送更多最新研究。
本期荐读精选了近两年发表在Energies 期刊 “Hydrogen Energy (氢能)”专题的5篇优秀文章，内容涵盖了燃料电池稳态建模、微生物制氢、燃料电池热电联产系统的展望、CO2 加氢工艺的经济技术分析以及PSSF工艺制氢的研究，希望为相关领域读者带来有价值的参考。
01
Seed Pretreatment for Increased Hydrogen Production Using Mixed-Culture Systems with Advantages over Pure-Culture Systems
混合培养系统较纯培养系统进行种子预处理在提高产氢量上的明显优势
Vinayak Laxman Pachapur et al.
https://doi.org/10.3390/en12030530
利用生化转化途径对复杂底物厌氧消化的过程。
氢气作为一种重要能源形式，被认为是后石油时代的未来能源载体。目前，人们正在探索和发展各种生产氢气的方法，致力于最大限度降低其生产成本；其中生物制氢是一个不错的选择，虽然产量不高，但非常经济。与纯培养系统使用确定的微生物种类不同，混合培养系统使用不确定的微生物群生产氢气。本综述总结了为提高产氢率的混合培养系统的预处理方式，如加热法、化学法 (酸/碱)、微波法、超声法、曝气法、电流及其之间相互组合的方法等。与纯培养相比，混合培养具有技术可行性高、接种步骤少、培养基补充少、易于操作等优点，被广泛应用于低成本、易获得的有机废物制氢过程。此外，本文还总结了基底预处理、分子技术使用以及混合培养的挑战、优势、方法和未来展望等信息。
识别右侧二维码
阅读英文原文
02
Prospects of Fuel Cell Combined Heat and Power Systems
燃料电池热电联产系统的展望
A.G. Olabi et al.
https://doi.org/10.3390/en13164104
燃料电池微型热电联产系统模型及优势。
燃料电池的热电联产 (Combined Heat and Power, CHP) 技术具有减少二氧化碳排放量和降低电力成本等显著优势，但高昂的初始资本成为阻碍其商业化的关键因素，因此开发新颖廉价的燃料电池材料和更加稳定的系统是当务之急。本综述重点介绍了燃料电池CHP技术的系统设计以及该技术的最新发展趋势，并详细回顾了阻碍其商业化的关键参数，同时全面讨论了燃料电池热电联产系统的各个组成部分。最终得出，在较低温热电联产下运行的质子交换膜燃料电池具有良好效率，而燃料电池材料表征的优化将大大减少建立所需的初始资本；同样，气体纯度也是影响系统性能的关键因素。此外本文认为，为了促进与现有技术的健康竞争，应当对整个系统和各系统组件进行风险评估，并向公众宣传技术的有效性。
识别右侧二维码
阅读英文原文
03
Techno-Economic Optimization of CO2-to-Methanol with Solid-Oxide Electrolyzer
应用固体氧化物电解槽将二氧化碳转化为甲醇的技术经济优化
Hanfei Zhang et al.
https://doi.org/10.3390/en12193742
与固体氧化物电解槽 (SOE) 集成的二氧化碳转化为甲醇系统的示意图。
碳的捕获和利用有望解决化石燃料的枯竭和气候变化问题，CO2加氢可以合成各种化学品和燃料，如甲醇、甲酸、尿素和甲烷。将固体氧化物电解槽 (Solid-Oxide Electrolysis, SOE) 工艺与CO2制甲醇相结合，可以在回收CO2的同时将可再生能源储存在甲醇中，从而达到储存多余可再生能源和减少CO2排放的双重目的。本文采用固体氧化物电解法，对CO2加氢合成绿色甲醇工艺进行了技术经济优化，并且在进行了工艺集成、技术经济评价和多目标优化的基础上，全面讨论了案例中所研究的热力学和经济性能间的关系。结果表明，能源效率与甲醇生产成本之间存在一种权衡关系。
识别右侧二维码
阅读英文原文
04
Enhancing Hydrogen Production from Chlorella sp. Biomass by Pre-Hydrolysis with Simultaneous Saccharification and Fermentation (PSSF)
通过预水解同步糖化发酵 (PSSF) 提高小球藻生物质产氢能力的研究
Tran Thi Giang et al.
https://doi.org/10.3390/en12050908
小球藻在SSF (A) 和PSSF (B) 过程中还原糖和生物氢的概况。
氢能因其高性价比与环境友好的优点成为当今最有应用前景的能源载体之一。目前，氢的工业生产是通过化石燃料与碳氢化合物的化学转化而实现的，但化石燃料储量的枯竭与大量消耗引起了人们广泛的关注，科学界也对产氢的生物途径展开了研究。本文重点研究了同时糖化和发酵 (Simultaneous Saccharification and Fermentation, SSF) 工艺在小球藻产氢中的适用性，通过在这一过程中加入预水解步骤，进一步改善工艺，并将此称为预水解和同时糖化发酵 (Pre-Hydrolysis with Simultaneous Saccharification and Fermentation, PSSF)。本文将SSF和PSSF的实验结果与文献报道进行了比较，以展示这些过程的制氢潜力。这是关于SSF和PSSF从微藻类生物质中产氢的首次报道，并且，该研究中获得的氢气产量是目前报道的最高收率，这表明PSSF将是很有前途的微藻生物质制氢工艺。
识别右侧二维码
阅读英文原文
05
Steady-State Modeling of Fuel Cells Based on Atom Search Optimizer
基于原子搜索优化器的燃料电池稳态模型
Ahmed M. Agwa, Attia A. El-Fergany and Gamal M. Sarhan
https://doi.org/10.3390/en12101884
SR-12模块的特点 (由ASO估算的SR-12模块化PEM燃料电池的I–V特性的最佳结果)。
燃料电池是近年发展最快、最具应用前途的可再生能源存储设备之一，而质子交换膜 (Proton Exchange Membrane, PEM) 燃料电池的商业重要性更是不可小觑。在仿真模拟研究中，燃料电池模型的精度是影响结果和质量的关键因素，但由于缺乏厂商数据，需要定义一些未知参数来建立燃料电池模型，以进行精确的预估分析。本研究提出了新的基于原子搜索优化 (Atom Search Optimization, ASO) 算法来生成未知参数的燃料电池模型，目的是建立可提供准确结果的PEM燃料电池模型。本文在MATLAB/SIMULINK下进行了仿真和演示，比较了模拟结果与商用PEM燃料电池的实验结果，验证了模型的可行性，同时将基于该优化方法得到的数值结果与其它具有挑战性的结果进行了比较。最后的参数测试结果体现出ASO方法的稳健性，且提取未知参数的能力较强、误差较小。
识别右侧二维码
阅读英文原文
Energies 期刊介绍
主编：Enrico Sciubba, University of Roma Sapienza, Italy
主要关注能源动力工程研究相关各个领域的最新研究成果、工程技术开发以及能源政策经济管理。
2020 Impact Factor | 3.004 |
2020 CiteScore | 4.7 |
MPT | 39 |
TFD | 17 |
*MPT: Median Publication Time; TFD: Submission to First Decision Time
识别左侧二维码，
订阅Energies 期刊最新资讯。
Energies 学者交流群
识别左侧二维码，备注“机构+姓名+研究方向”添加小编微信，邀您进入期刊学者交流群。
本文专业审校
廖松义 博士
仲恺农业工程学院化学化工学院
滕勇强 助理研究员
中国科学院电工研究所多学科交叉研究中心
往期回顾
Energies 能源建筑专题文章荐读 | MDPI 编辑荐读
版权声明：
翻译作者：Zoey Song
本文内容由MDPI中国办公室编辑负责撰写，一切内容请以英文原版为准。如需转载，请邮件联系：
engineeringscience@mdpi.com
由于微信订阅号推送规则更新，建议您将“MDPI工程科学”设为星标，便可在消息栏中便捷地找到我们，及时了解最新开放出版动态资讯！
点击左下方“阅读原文”，进入期刊主页。
期待您的【分享，点赞，转发】