ERI: Elucidating co-gasification of biochar and waste mixed plastics to produce low-cost, net-zero carbon, hydrogen-enriched syngas for polygeneration systems

ERI:阐明生物炭和废混合塑料的共气化,为多联产系统生产低成本、净零碳、富氢合成气

基本信息

项目摘要

This award is funded in whole or in part under the American Rescue Plan Act of 2021 (Public Law 117-2). To achieve a net-zero emissions goal by 2050, the United States is prioritizing decarbonization of the transportation, aviation, and energy-generation sectors. Hydrogen fuel holds great promise as a clean alternative to fossil fuels. However, hydrogen is now produced primarily through steam methane reforming (SRM) and coal-gasification processes that both emit significant CO2, exacerbating climate change. This Engineering Research Initiative (ERI) project is designed to address two major environmental threats simultaneously: eliminating CO2 from clean hydrogen fuel production pathway while reducing the amount of waste mixed plastics now disposed of in landfills. Specifically, this project will develop methods to produce carbon-neutral or carbon-negative, hydrogen-enriched syngas. Successful results will contribute to national health, prosperity, and welfare by advancing clean energy technology and to national security by moving toward energy independence. The project will also provide hands-on training in experimental and modeling approaches to graduate and undergraduate students, who will learn to work and communicate effectively in diverse teams. Their research engagement will prepare them for further education and careers as leaders of the 21st-century clean-energy workforce. The project will produce clean, hydrogen-enriched syngas through the co-gasification of biochar with waste mixed plastics. The specific objectives are: 1) to modify a fixed-bed reactor to generate fundamental data on hydrogen-rich syngas production using catalytic steam co-gasification of biochar and mixed waste plastics; 2) to identify the optimal catalyst-to-feedstock and steam-to-feedstock ratios to improve hydrogen content in syngas; 3) to determine the effects of temperature and feed composition on syngas yield and composition, cold and hot gas efficiencies, tar content, and carbon-conversion efficiency; and 4) to develop numerical models to predict and optimize syngas composition from co-gasification of biochar and mixed waste plastics. A laboratory-scale, fixed-bed, batch-gasification system will be used to accomplish the objectives. Numerical models will be developed using commercially available finite-element analysis (FEA) software. Research outcomes have potential applications in carbon-neutral or carbon-negative polygeneration processes, such as power generation, and commercial products, such as jet fuels, methanol, olefins, and plastics.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该奖项全部或部分根据2021年美国救援计划法案(公法117-2)资助。为了到2050年实现净零排放目标,美国正在优先考虑运输、航空和能源生产部门的脱碳。氢燃料作为化石燃料的清洁替代品具有很大的前景。然而,现在氢气主要通过蒸汽甲烷重整(SRM)和煤气化工艺生产,这两种工艺都会排放大量的二氧化碳,加剧了气候变化。该工程研究倡议(ERI)项目旨在同时解决两大环境威胁:消除清洁氢燃料生产途径中的二氧化碳,同时减少目前在垃圾填埋场处理的废弃混合塑料的数量。具体而言,该项目将开发生产碳中性或碳负性富氢合成气的方法。成功的结果将有助于国家的健康,繁荣和福利,通过推进清洁能源技术和国家安全,通过走向能源独立。该项目还将为研究生和本科生提供实验和建模方法的实践培训,他们将学习在不同的团队中有效地工作和沟通。他们的研究工作将为他们进一步的教育和职业生涯做好准备,成为21世纪清洁能源劳动力的领导者。 该项目将通过生物炭与废弃混合塑料的共气化生产清洁的富氢合成气。具体目标是:1)改进固定床反应器以产生关于使用生物炭和混合废塑料的催化蒸汽共气化生产富氢合成气的基础数据; 2)确定最佳催化剂与原料和蒸汽与原料的比率以提高合成气中的氢含量; 3)确定温度和进料组成对合成气产率和组成、冷和热气效率、焦油含量以及碳转化效率;以及4)开发数值模型以预测和优化生物炭和混合废塑料的共气化合成气组成。一个实验室规模的,固定床,间歇气化系统将被用来实现这些目标。将使用商用有限元分析软件开发数值模型。研究成果在碳中和或碳负多联产过程中有潜在的应用,如发电,以及商业产品,如喷气燃料,甲醇,烯烃和塑料。该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Prakashbhai Bhoi其他文献

Prakashbhai Bhoi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

基于基因组溯源方法体系阐明MRSA跨种 属传播机制和风险
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
利用致病疫霉泛基因组阐明Avr8 的毒性变异机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于ABPP-CCR策略阐明栀子苷改善原发性胆汁性胆管炎的机制
  • 批准号:
    82304814
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
鉴定赖氨酸感知受体并阐明其调节代谢内稳态的机制
  • 批准号:
    32371231
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
线粒体DNA损伤的机制阐明及其作为农药亚致死性暴露生物标志物的应用
  • 批准号:
    82373538
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Cyclooctatin型抗肿瘤二萜生物合成途径阐明及化学多样性拓展
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于“microRNA146a/IRAK1/JNK1”信号通路阐明“益气生津法”对混合型干眼的效应机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
新型-抗毒化碳限域磷化物异质结电解海水催化剂的设计与制备:阐明水分子和氯离子的竞争及效能增强机理
  • 批准号:
    22109090
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于菌植根系代谢交流和正反向分析策略阐明番茄根际微生物核心菌群介导植物抗病机制
  • 批准号:
    42177112
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Elucidating the novel mechanism of importins in NLRP6 inflammasome regulation
阐明NLRP6炎症小体调节中输入蛋白的新机制
  • 批准号:
    10574850
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the role of EYA2 at centrosomes in glioblastoma stem cells
阐明 EYA2 在胶质母细胞瘤干细胞中心体的作用
  • 批准号:
    10751806
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the mechanism by which ADAR1 prevents autoimmunity against self RNA
阐明 ADAR1 预防针对自身 RNA 的自身免疫的机制
  • 批准号:
    10667182
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating how a USP9X-COP1 axis regulates RIT1 protein abundance and reveals druggable targets in lung adenocarcinoma
阐明 USP9X-COP1 轴如何调节 RIT1 蛋白丰度并揭示肺腺癌中的药物靶标
  • 批准号:
    10536485
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the GPCR protein networks that drive lymphatic growth
阐明驱动淋巴生长的 GPCR 蛋白网络
  • 批准号:
    10462115
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the role of the E3 ubiquitin ligase UBE3B in neuronal activity
阐明 E3 泛素连接酶 UBE3B 在神经元活动中的作用
  • 批准号:
    10703223
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the GPCR protein networks that drive lymphatic growth
阐明驱动淋巴生长的 GPCR 蛋白网络
  • 批准号:
    10708774
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating the role of the E3 ubiquitin ligase UBE3B in neuronal activity
阐明 E3 泛素连接酶 UBE3B 在神经元活动中的作用
  • 批准号:
    10536505
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating how a USP9X-COP1 axis regulates RIT1 protein abundance and reveals druggable targets in lung adenocarcinoma
阐明 USP9X-COP1 轴如何调节 RIT1 蛋白丰度并揭示肺腺癌中的药物靶标
  • 批准号:
    10681250
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Elucidating a novel metabolic mechanism of glucosamine-driven treatment resistance in castration-resistant prostate cancer through stimulation of 3b-HSD1-mediated DHEA metabolism
通过刺激 3b-HSD1 介导的 DHEA 代谢,阐明去势抵抗性前列腺癌中葡萄糖胺驱动的治疗抵抗的新代谢机制
  • 批准号:
    10387549
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了