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Lehigh University 연구원들은 가스화 생산 수소의 폐기물 공급원료를 특성화하기 위해 기계 학습과 고급 분광학을 결합한 기술에 대한 DOE 지원 연구에 협력합니다.

리하이대학교

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리하이 에너지 연구 센터 소장인 리하이 대학교 교수 카를로스 로메로(오른쪽)와 ERC의 수석 연구 과학자인 Zheng Yao(왼쪽)가 "바이오 연료 및 폐기물 석탄을 측정하고 처리하기 위한 기계 학습 강화 LIBS"라는 연구 프로젝트에 협력하고 있습니다. Gasifier Improved Operation'은 최근 에너지부로부터 2단계 자금 지원을 받았습니다. 제안팀에는 뉴저지 주 플레인필드에 위치한 Energy Research Co.(ERCo)(중소기업 대표), GTI Energy 및 SpG Consultants가 포함되어 있습니다.

출처: 사이버 물리 인프라 및 에너지 연구소(I-CPIE)/리하이 대학교 제공

리하이 대학교 연구원 Carlos Romero, 에너지 연구 센터(ERC) 소장, 사이버 물리 인프라 및 에너지 연구소(I-CPIE) 공동 부소장, 기계공학 및 기계학과 교수, Zheng ERC의 수석 연구원인 Yao는 "기화기 개선된 운영을 위해 바이오 연료 및 폐석탄을 측정하고 처리하기 위한 기계 학습 강화 LIBS" 제안의 2단계로 DOE STTR(에너지 중소기업 기술 이전부) 상을 받았습니다. ” 제안팀에는 뉴저지 주 플레인필드에 위치한 Energy Research Co.(ERCo)(중소기업 대표), GTI Energy 및 SpG Consultants가 포함되어 있습니다. 2023년 8월부터 2년간 지원 예산은 총 1,650,000달러입니다. 이번 연구는 전체 프로젝트의 2단계로, 초기 1단계 프로젝트는 2022년부터 2023년까지 진행된다. 바이든 행정부는 2050년까지 온실가스(GHG) 배출 순 제로 목표를 세웠고, DOE는 이를 돕는 프로젝트를 지원한다. 미국은 그 목표를 달성했습니다.

석탄은 1880년대부터 에너지원으로 사용되어 왔으며, 이를 사용하면서 발생하는 부산물 중 하나가 비소, 크롬, 수은 및 기타 유해 물질을 함유할 수 있는 석탄 폐기물입니다. 2019년 석탄 사용으로 인해 29억 700만 톤의 석탄 폐기물이 발생했는데, 이는 수년간 비축할 수 있습니다. 석탄 폐기물은 적절한 처리가 이루어지기를 기다리면서 인근 지역 사회와 근로자에게 여러 가지 위험을 초래합니다. 이러한 위험에는 독소와 온실가스(메탄 및 CO2)를 방출할 수 있는 자연 화재와 지하수로 침출되어 하천으로 흘러갈 수 있는 독성 금속이 포함될 수 있습니다. 이렇게 저장된 석탄은 낭비되는 자원이기도 하며, 폐기물의 약 60%에는 여전히 실행 가능한 발열량이 포함되어 있습니다.

인간과 자연 생활에 대한 위험을 제거하고 폐기물을 재생 및 사용하기 위해 연구자들은 폐석탄 및 기타 탄소 기반 바이오매스 물질(예: 목재 폐기물 및 농업 잔여물)과 폐플라스틱을 사용하는 방법을 조사하고 있습니다. 수소. 이 공정은 기본적으로 가스화기라고 불리는 반응기 용기에서 탄소 기반 물질을 산소와 고열(화씨 700도 이상)에 도입하는 것을 포함하는 가스화로 알려져 있습니다. 가스화는 이러한 폐기물 공급원료를 사용하여 수소로 처리될 수 있는 물질인 합성가스를 생성할 수 있습니다. 이 공정은 석탄 연소보다 오염 물질을 적게 배출합니다. 가스화로 생산된 수소는 또한 바이든 행정부의 목표에 따라 미국이 GHG를 덜 배출하는 연료인 수소의 사용을 늘리는 데 도움이 될 수 있습니다.

ERCo와 ERC는 Romero가 "에너지 및 발전 산업 분야의 애플리케이션을 위한 스마트 소프트웨어를 포함하여 인공 지능으로 강화된 크로스커팅 기술"이라고 표현하는 공동 프로젝트를 위해 10년 이상 협력해 왔습니다. 이 연구는 파트너십에 적합하며, 1단계에서 Lehigh와 ERCo는 공급원료 혼합물이 가스화기에 들어가기 전에 현장에서 실시간으로 그 구성을 특성화할 수 있는 시스템의 기본 구성 요소 개발에 중점을 두었습니다(그림 보기). .