لارنس لیورمور دو جایگاه را در برنامه انرژی زمین شات DOE کسب کرد

Newswise – آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور دانشمندان پروژه هایی را در حمایت از وزارت انرژی جدید (DOE) رهبری و رهبری خواهند کرد. انرژی زمین شات برنامه

ابتکار Energy Earthshots خواستار نوآوری و همکاری برای مقابله با سخت‌ترین موارد است موضوعات در تحقیقات مرتبط با انرژی. در ماه ژانویه، DOE اعلام کرد دفتر علوم بودجه برای مراکز تحقیقاتی Energy Earthshot (EERCs) – آنها بر مفهومی بنا خواهند شد که DOE با موفقیت در مراکز تحقیقاتی مرزی انرژی قبلی (EFRCs) و برنامه کشف علمی از طریق محاسبات پیشرفته (SciDAC) نشان داده است. EERC های جدید از تحقیقات بنیادی برای تسریع پیشرفت ها در حمایت از ابتکار Energy Earthshots حمایت خواهند کرد.

Energy Earthshots برای تحریک توسعه و اجرای برنامه یکپارچه در دفاتر علوم پایه و فناوری انرژی DOE طراحی شده است. آنها بخشی از یک رویکرد جامع برای ارائه نوآوری های علم و فناوری هستند که کشور برای مقابله با چالش های فناوری سخت مورد نیاز برای دستیابی به اهداف آب و هوایی ما نیاز دارد. انرژی زمین شات پیشرفت‌ها را به سمت راه‌حل‌های انرژی پاک فراوان، مقرون‌به‌صرفه‌تر و قابل اعتمادتر و حذف دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای مقابله با انتشار گازهای گلخانه‌ای که به سختی کاهش می‌یابد، تسریع می‌کند.

شش عکس زمینی انرژی تا به امروز اعلام شده است: Hydrogen Shot™، Long Duration Storage Shot™، Carbon Negative Shot™، Enhanced Geothermal Shot™، Floating Offshore Wind Shot™ و Industrial Heat Shot™. آنها توسط سه دفتر برنامه اصلی دفتر علوم پشتیبانی می شوند: تحقیقات محاسبات علمی پیشرفته، علوم پایه انرژی، و تحقیقات زیستی و زیست محیطی.

جنیفر پت ریج، رئیس LLNL’s Carbon Initiative، رهبری یک مرکز 19 میلیون دلاری به نام “خاکی که از کربن منفی شات پشتیبانی می کند. از مجموع جایزه، LLNL حدود 17 میلیون دلار دریافت خواهد کرد.

جیاکی لی، دانشمند LLNL، به عنوان معاون مرکز شیمی-مکانیک جفت کامپوزیت های سیمانی، که از شات زمین گرمایی پیشرفته پشتیبانی می کند، خدمت خواهد کرد. آزمایشگاه ملی بروکهاون (BNL) رهبری این مرکز را بر عهده دارد و LLNL 1.9 میلیون دلار در طول چهار سال برای نقش خود در این پروژه دریافت خواهد کرد.

خاک سازی

برای کاهش دی اکسید کربن خالص ایالات متحده (CO₂) انتشار به صفر و محدود کردن تأثیر گرمایش جهانی، حذف فعال CO ضروری است₂ از جو خاک‌ها مقدار زیادی کربن را در هر دو شکل آلی و معدنی ذخیره می‌کنند – حدود 3000 میلیارد تن در سطح جهان – این کربن بیشتر از کربن موجود در جو و گیاهان زمینی است.

اگرچه 166 میلیون هکتار از زمین های کشاورزی در ایالات متحده در طول قرن گذشته به دلیل کشت و فرسایش مقدار زیادی کربن از دست داده است، پتانسیل روشنی برای معکوس کردن این روند و مدیریت فعال زمین های کشاورزی با استراتژی هایی وجود دارد که CO2 را جذب می کند.₂ از جو مرکز تحقیقات انرژی خاکی Earthshot Terraforming (EERC) تکنیک‌های جدید مهندسی زیستی و ژئومهندسی را برای درک، پیش‌بینی و تسریع CO مقیاس پذیر و مقرون به صرفه بررسی خواهد کرد.₂ جذب در خاک، از طریق مسیرهای چرخه کربن آلی و معدنی.

“هدف ما ارتقاء درک اساسی CO است₂ پت ریج گفت: جذب در خاک از طریق مسیرهای آلی و معدنی، اندازه‌گیری ظرفیت ذخیره‌سازی کربن خاک، ماندگاری و تغییرات منطقه‌ای که بر شیوه‌های لازم مدیریت زمین تأثیر می‌گذارد.

تیم Terraforming Soil EERC شامل 50 متخصص در سطح جهانی در چرخه کربن خاک، بیوشیمی فتوسنتزی، مهندسی ژنتیک و ژنومیک گیاهی/میکروبی، ژئوشیمی معدنی، یادگیری ماشینی، مدل سازی و محاسبات اگزا مقیاس، تولید مواد افزودنی و در محل خصوصیات مبتنی بر ایزوتوپ

این مرکز تحقیقات تحلیلی و محاسباتی پیشرفته را با تعهد به تعامل با ذینفعان جامعه، کاوش در مفاهیم فنی، اجتماعی و اقتصادی CO خاک مهندسی شده ترکیب خواهد کرد.₂ جذب علاوه بر این، این تیم بر فرصت‌های یادگیری متنوع برای دانش‌آموزان و دانشمندان در مراحل اولیه شغلی تأکید می‌کند و برابری و شمول را در سراسر فرآیند تحقیق تقویت می‌کند.

مشارکت کنندگان عبارتند از UC Berkeley، UC Davis، دانشگاه رایس، دانشگاه پرینستون، دانشگاه ییل، کالج کارلتون، MIT، دانشگاه شمالی آریزونا، دانشگاه ایالتی کلرادو، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام، Andes Ag, Inc. و مرکز تحقیقات آب و هوایی Woodwell.

مرکز شیمی مکانیک کوپل شده کامپوزیت های سیمانی

LLNL تحقیقات بنیادی را برای درک و پیش‌بینی شیمی مکانیک مواد پایدار در محیط‌های سیستم زمین گرمایی پیشرفته (EGS) و توسعه مواد جدید برای غلبه بر چالش‌های عمده در اجرای EGS مقرون‌به‌صرفه انجام خواهد داد.

محیط چاه زمین گرمایی شاید بزرگترین چالش برای بقای سیمان باشد و بسیاری از مسائل مربوط به دوام و عملکرد چاه به مواد سیمانی و روش های سیمان چاه مربوط می شود. اینها شامل مقاومت ضعیف در برابر اسید سیمانی، مقاومت ضعیف در برابر تنش حرارتی و مکانیکی تحت بارهای ترمومکانیکی چرخه ای، اتصال ضعیف به روکش فلزی و در نتیجه محافظت ضعیف روکش در برابر خوردگی است. مسائل مربوط به یکپارچگی چاه مربوط به تخریب و شکست سیمان برای شرایط دمای بالا که چاه های EGS در طول عملیات تحریک هیدرولیکی و شوک حرارتی در معرض آن قرار می گیرند، شدیدتر است. علاوه بر این، عملیات سیمان کاری در حین ساخت چاه های زمین گرمایی از تلفات دوغاب سیمان در سازندها، زمان انتظار طولانی برای گیرش سیمان، یا گیرش سریع کنترل نشده سیمان و به دنبال آن عملیات حفاری یا رها شدن چاه رنج می برد.

لی گفت: «برای رسیدگی به مسائل دوام و پایداری چاه‌های زمین گرمایی تقویت‌شده، به درک اساسی از شیمی مکانیک مواد سیمانی جایگزین نیاز است که بتواند راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه و پایدار EGS را ارائه دهد.»

کار پیشنهادی بر دستیابی به درک اساسی از مکانیسم‌های واکنش، ترکیبات تعادلی و فازی، خواص مکانیکی کامپوزیت‌های سیمانی تحت شرایط EGS در نظر گرفته شده برای زباله‌های صنعتی متمرکز خواهد بود. دانش تولید شده توسط این پروژه چارچوبی جامع برای توسعه آگاهانه و تجاری سازی 1) مواد چاهی پایدار، بادوام و مقرون به صرفه از نظر زیست محیطی، از جمله کامپوزیت های سیمانی و پوشش های معدنی و 2) طراحی چاه های جدید که استفاده از مواد سیمانی را نادیده می گیرند، تشکیل می دهد. در چاه های EGS برای دستیابی به این هدف، تکنیک های تحلیلی و محاسباتی پیشرفته با انرژی بالا در طراحی، نظارت و تعیین مشخصات سیستم های مدل استفاده خواهد شد.

علاوه بر BNL و LLNL، همکاران شامل آزمایشگاه‌های ملی ساندیا، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، دانشگاه کرنل، دانشگاه پرینستون، دانشگاه تگزاس در آستین و دانشگاه ایلینوی اوربانا-شامپین هستند.