Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
أخبار التقنية

11 معلمًا هندسيًا مثيرًا للبحث عنه في عام 2023


تم تصميم DC-MUSE هذا الصيف في ورشة عمل حضرتها أكثر من 40 شركة ومؤسسة ، ونظمتها منحة تخطيط من مؤسسة العلوم الوطنية لبناء القدرات في مجال البحوث المتقاربة. هدفها هو تطوير تقنيات واستراتيجيات لمساعدة الصناعة الكيميائية في الولايات المتحدة على الانتقال من عمليات التصنيع القائمة على الحرارة إلى العمليات القائمة على الكهرباء.

هناك مجموعة من اللوائح الحكومية التي تهدف إلى تحقيق انبعاثات خالية من الكربون تقود هذه الهجرة. ستدخل اللوائح الخاصة بانبعاثات الدفيئة حيز التنفيذ تدريجياً في العقود القادمة ، وستبلغ ذروتها ، على سبيل المثال ، في هدف الاتحاد الأوروبي لخفض 95 في المائة من انبعاثات الاحتباس الحراري على مستوى عام 1990 بحلول عام 2050. ويمكن أن تهدد هذه اللوائح وغيرها من اللوائح الدولية الخاصة بانبعاثات الدفيئة بنسبة تصل إلى 12 في المائة من إجمالي صادرات الولايات المتحدة (220 مليار دولار) ، إذا كانت الصناعة الكيميائية الأمريكية غير قادرة على إزالة الكربون من عملياتها. من الواضح أن المهمة هائلة ، ليس فقط للصناعة نفسها ولكن للاقتصاد الأكبر.

أندرو تايلوركلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك

ثلاثون في المائة من ثاني أكسيد الكربون الصناعي الأمريكي2 تأتي الانبعاثات من الصناعة الكيميائية ، و 93٪ من العمليات الكيميائية تستخدم تسخين الوقود الأحفوري ، “كما أشار أندريه تايلور ، الأستاذ المشارك في كلية الهندسة بجامعة نيويورك تاندون. “نحن نتحدث عن تغيير صناعة بأكملها تتضمن أيضًا تأثيرًا هائلًا على المجتمع ، يشمل 70 ألف منتج ، و 25٪ من الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة.

يعتقد العديد من الخبراء أن الخطوة الأولى في إصلاح الصناعة الكيميائية ستشمل الابتعاد عن التفاعلات الكيميائية المدفوعة بالحرارة وعمليات الفصل التي تتطلب حرارة من الوقود الأحفوري والانتقال نحو التفاعلات التي تستخدم الكهرباء المولدة من مصادر متجددة ، مثل الرياح والطاقة الشمسية.

في حين أن هذه الهجرة قد بدأت بالفعل ، مع تضاعف تغلغل المصادر المتجددة في الشبكة الكهربائية الأمريكية في العقد الماضي ، فإن تقنيات دمج هذه المصادر في العمليات الكيميائية المكهربة فعالة من حيث التكلفة ظلت غير موجودة عمليًا.

يوري دفوركينيوري دفوركينكلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك

قال يوري دفوركين ، الأستاذ المساعد في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك: “بعد الاجتماع مع العديد من ممثلي الصناعة الكيميائية ، علمنا أن التقنيات التي من شأنها تمكين الكهرباء على النطاق الصناعي غير موجودة في الوقت الحالي”. هذه التقنيات بحيث يمكن اعتمادها بطريقة مجدية اقتصاديًا “.

أحد المجالات التي اعتقد دفوركين وزملاؤه أنهم بحاجة إلى التركيز عليها هو التغلب على مشكلات الموثوقية الناشئة التي تمنع وتزيد من تكلفة استخدام الطاقة المتجددة في الشبكة الكهربائية. بمعنى آخر ، كيف تتأكد من عدم حدوث انقطاع في الإمداد بالكهرباء عندما تكون الطاقة من الشمس والرياح متقطعة؟

في الوقت الحالي ، لا ترقى تقنيات تخزين الطاقة تمامًا إلى مهمة موازنة التقطع للكهرباء المتجددة. نتيجة لذلك ، كان باحثو جامعة نيويورك تاندون ينظرون إلى تخزين الطاقة في شكل روابط كيميائية ، على عكس الإلكترونات ، كحل ممكن.

في أساليب تخزين الطاقة مثل هذه ، يتم تخزين الطاقة كيميائيًا في شكل هيدروجين ، ويتم إعادة استخدام هذا الهيدروجين لاحقًا في خلية وقود. يشار إلى خلايا الوقود المستخدمة لالتقاط الطاقة باسم بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال (RFBs). تتكون RFBs من إلكتروليت موجب وسالب مخزّن في خزانين منفصلين. عندما يتم ضخ السوائل في كومة خلايا البطارية الموجودة بين الخزانات ، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال ويولد الكهرباء عند أقطاب البطارية.

نشر العديد من باحثي جامعة نيويورك مؤخرًا ورقة بحثية في المجلة تقارير الخلية العلوم الفيزيائية التي تبحث في تحسين قدرات تخزين الطاقة واقتصاديات هذه الأجهزة الإقليمية لمصايد الأسماك.

لم يقم باحثو جامعة نيويورك ببساطة بتعديل تقنية RFB لتحسين كثافة طاقتها أو تقليل تكاليفها. بدلاً من مجرد توصيل أجهزة RFB بمصادر الطاقة المتجددة لتخزين إنتاجها المتقطع للطاقة ، أوضح باحثو جامعة نيويورك كيف يمكنك استخدام مفاهيم RFB لدمج التصنيع الكيميائي تمامًا في عملية تخزين الطاقة بأكملها.

ميغيل موديستينوميغيل موديستينوكلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك

أوضح ميغيل موديستينو ، الأستاذ المساعد في جامعة نيويورك وأحد المؤلفين المشاركين في تقارير الخلية ورق. “قيمة التخزين التي توفرها تقلل من تكلفة إنتاج المادة الكيميائية التي تريد صنعها في نهاية اليوم.”

وأضاف موديستينو أن هذا النهج يسمح أيضًا لشركات المواد الكيميائية بدمج مصادر الكهرباء المتقلبة ، مثل مصادر الطاقة المتجددة. يمكنك بالتالي إزالة الكربون عن الصناعة بطريقة اقتصادية وتعمل بشكل جيد مع ديناميكيات الشبكة المتجددة.

توسع مشروع DC-MUSE بشكل كبير منذ أن ترسخت أفكاره الأولى قبل بضعة أشهر. قام المشروع بالفعل بتكوين مجموعة من 30 باحثًا من 11 جامعة و 3 مختبرات وطنية تغطي مجموعة واسعة من مجالات البحث.

في جامعة نيويورك تاندون ، يقود ريان هارتمان ، الأستاذ المساعد ، مجموعة لتطوير تقنية تحفيز البلازما لهذه الأنواع من التفاعلات الكيميائية. تعمل مجموعات تايلور وموديستينو على إنشاء مفاعلات كهروكيميائية للتصنيع الكيميائي. وقد عمل دفوركين على دمج هذه المصانع في الشبكة. تقوم مجموعات أخرى خارج جامعة نيويورك بالتحقيق في استخدام الأغشية لعمليات الفصل وتكامل النظام.

بالإضافة إلى ذلك ، كان فريق جامعة نيويورك يتشاور مع أعضاء هيئة التدريس في كلية الحقوق وكلية إدارة الأعمال حول كيفية تصميم السياسات التي يمكن أن تمكن من التحول الاقتصادي نحو التصنيع الكيميائي القائم على الطاقة المتجددة.

يتواصل الباحثون أيضًا مع الصناعة للحصول على مشاركة مبكرة. في الواقع ، كان نشأة مشروع DC-MUSE عبارة عن ورشة عمل دعت فيها جامعة نيويورك 50 خبيرًا في الصناعة وأفرادًا من الأوساط الأكاديمية للاجتماع معًا للحديث عن التحديات في الصناعة الكيميائية ، مثل تكثيف العملية.

دي سي ميوزدي سي ميوزميغيل موديستينو

“لقد تحدثنا مع أشخاص في شركات تصنيع المواد الكيميائية الكبرىو قالت إليزابيث بيدنجر ، كلية مدينة نيويورك ، التي بدأت في تطوير نماذج تجريبية لإنتاج الكيماويات الكهربائية. واجهات ECSوصف كيف أن المزايا البيئية للتركيبات الكهروضوئية ، مثل تقليل توليد النفايات ، واستخدام المواد الأولية غير الأحفورية ، والتصنيع الكيميائي عند الطلب هي أيضًا محركات كبيرة للاستدامة في العمليات الكيميائية عبر قطاعات متعددة.

إن تورط شركات البتروكيماويات لم يكن مصادفة. تمثل العمليات البتروكيماوية – وفي الواقع مجموعة فرعية صغيرة جدًا من العمليات البتروكيماوية – أكثر من 80 بالمائة من الطاقة وثاني أكسيد الكربون2 وفقًا لموديستينو.

نظرًا لأن DC-MUSE يكتسب الزخم ، فإن المهندسين المعماريين في جامعة نيويورك يتصورون المشروع كمركز انتقال للبحوث الهندسية الأساسية اللازمة لتمكين هذه التقنيات. قال موديستينو ، “الطريقة التي نراها هي أن تقوم بالبحث في المختبر ، وتطورها من خلال العروض التوضيحية على مستوى المعمل ، ولكن بعد ذلك من خلال الشراكات مع الشركات ستطورها إلى عمليات.”

بينما ينتظر مشروع DC-MUSE هدفه الموسع من خلال زيادة التمويل ، فإنه يؤثر بالفعل على النهج التربوي لأساتذة جامعة نيويورك.

“لقد أجرينا بالفعل مناقشات حول الدكتوراه المشتركة. قال دفوركين: “يمكن للطالب أن يكون لديه مستشارين متعددين. وبهذه الطريقة ، يمكننا حقًا العمل معًا لحل هذه المشكلات وتزويد الطلاب بمنظور متعدد التخصصات ، لأنه بدون هذا النوع من التعاون ، وبدون تقديم هذه المدخلات إلى الطلاب ، لا توجد طريقة لحل المشاكل الاجتماعية.

وأضاف تايلور: “من التطبيقات التي رأيناها في برنامجنا ، نعلم أن الناس يريدون متابعة الأشياء التي لها تأثير فعلي على تغيير المجتمع وتحسين العالم. يريد الناس اكتشاف شيء أساسي ، ولكن إذا كان له تأثير اجتماعي أوسع ، فيمكن للناس رؤية أهميته. هذا هو السبب في أنني أقوم بالبحث في هذا المجال.

لمعرفة المزيد حول المبادرات الجارية في كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك ، يرجى زيارة موقعها الإلكتروني.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى

performance male enhancement cbd gummies effectiveness bio science male enhancement gummies an in depth look full body male enhancement cbd gummies health benefits dr oz gummies for ed do they really work truth male enhancement cbd gummies are they effective male enhancement gummies love bites a user guide love bites male enhancement gummies reviews what users say full body male enhancement gummies what to know alpha male enhancement gummies benefits and uses full body cbd gummies for ed user experiences sex drive gummies for woman boost your libido naturally hims sex pills effective solutions for men rhino sex pills powerful solutions for enhanced performance from 400 pounds to a healthier life nikocado avocados weight loss journey this is how khloe kardashian really lost weight the ultimate guide to ozempic vs wegovy for weight loss what you need to know 8 common weight loss mistakes and how to avoid them everything you need to know about the diet kelly clarkson says changed her life stop counting calories how wegovy help busy people lose weight before and after how did chrissy metz lose weight how chrissy metz lost 100 pounds her amazing weight loss story losing 100 pounds chrissy metzs weight loss journey overview 6 fast weight loss myths busted what really works how ben napier lost weight a deep dive into his 90 pound weight loss journey what is the best weight loss gummy try these in 2024 how to lose weight fast 8 expert approved strategies you cant miss how slimming gummies can boost your weight loss journey expert tips and tricks chrissy metzs 100 pound weight loss journey its not what you think 10 simple steps to kickstart your weight loss journey today chrissy metzs weight loss journey revealed how she lost stunning 100 pounds 7 days with apple cider vinegar a weight loss journey diary top 15 exercises for fast weight loss get fit in no time 6 reasons youre not losing belly fat and how to fix it delicious homemade protein shakes for weight loss you cant miss kelly clarkson shares her weight loss story2024 update oprah winfrey says no to weight loss gummies heres what worked for her kevin james weight loss explained the motivation method and mindset nikocado avocado 89 pound weight loss journey secrets uncovered lizzos weight loss journey through 2024 how she did that 10 proven strategies to melt away belly fat in just 4 weeks ozempic wegovy mounjaro reviews do they work for weight loss khloe kardashians weight loss methods approach to rapid weight loss oprah winfrey spills the tea my weight loss journey not gummies top 10 belly fat burning workouts you can do at home finding the best belly fat burning gummies for you a buyers guide the truth behind ozempic unveiling before after weight loss transformations wegovy weight loss results revealed seeing before and after photos what to expect weight loss wow what did kelly clarkson do to lose weight best foods to include in your diet for a flatter stomach do slimming gummies work for weight loss seeing the ingredients benefits reviews gummies vs lifestyle changes a sustainable approach to belly fat loss wegovy success guide 5 ways to maximize weight loss on wegovy oprah winfrey opens up about using ozempic weight loss medication mindy kaling dropped 40 lbs her secret diet finally revealed in 2024 kelly clarkson reveals how she lost a reported 60 lbs the best alternatives to ozempic without the side effects wegovy weight loss before after pictures that shock you kelly clarkson weight loss triumph in 2023 shedding 60 lbs kelly osbourne reveals how she lost 85 lbs not ozempic nikocado avocados shocking 89 pound weight loss journey exposed do keto gummies really work for weight loss seeing the truth exposing shark tank gummies for weight loss do they work can gummy bears help you slim down the truth about lose weight gummies did kelly clarkson lose weight using keto acv gummies details revealed kelly clarkson reveals weight loss was prompted by pre diabetic diagnosis the most talked about shark tank weight loss products do they work top 5 slimming gummies you need to try for fast weight loss blue vibe cbd gummies reviews what you need to know before you buy 2024 update sleep your way to slimmer the truth about nighttime fat burner gummies do nighttime fat burner gummies work what you need to know before buying kelly osbourne talks about her weight loss journey and ozempic dream of shedding pounds like kelly clarkson fast weight loss supplements to consider when to drink apple cider vinegar for stunning weight loss shark tank weight loss gummies exposed do they really work science behind dr ozs weight loss tips fact or fiction saxenda vs wegovy comparison of glp 1s for stunning weight loss 8 myths about belly fat loss debunked by health experts can drinking water really help you lose weight weight loss facts to know wegovy weight loss reviews does it really work for shedding pounds top 3 herbal teas for effective weight loss what works pre workout drinks that maximize weight loss are they safe how apple cider vinegar can help you lose weight 8 science backed tips best weight loss pills for men which ones burn fat fastest insights from experts 7 secrets to fast weight loss you need to know right now wegovy vs liraglutide which is best for weight loss shocking results revealed 10 surprising benefits of apple cider vinegar for weight loss you need to know ingredients exposed whats inside belly fat burning gummies that really work the science behind slimming gummies how they can help lose weight kelly clarksons weight loss secret the plant paradox diet explained keto acv gummies reviews you need to see in 2024 shark tanks miracle weight loss pills do they really work drinking apple cider vinegar for weight loss does it really work semaglutide for weight loss a game changer in obesity management must see truth about dr oz gummies for weight loss before trying them shark tank reviews do acv keto gummies really work dr oz vs keto acv gummies which is the best for weight loss shark tank gummies for weight loss fact or faction a buyers guide to shark tank acv keto gummies official website the shocking truth about dr ozs weight loss gummies 12 foods that promote fast weight loss eat these to slim down fast you wont believe chrissy metzs amazing transformation of losing 100 lbs unmasking the shark tank gummy scam are they real ozempic before and after pictures wegovy other results shark tank cbd gummies exploring the potential and legitimacy shark tank gummies scam or legit 2024 update pure slim keto acv gummies reviews do they really work lainey wilsons weight loss story how she lost 70 pounds chrissy metzs stunning transformation all details of her weight loss journey do weight loss pills really work for men unpacking the science success stories kelly clarkson explains how she dropped weight before and after photos an ultimate guide to shark tank keto gummies where to buy exposing shark tank keto gummies did they really work chrissy metzs weight loss journey the this is us star shared her 100 pound transformation