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美國能源部（DOE）化石能源辦公室（Fossil Energy Office）投資400萬美元聯(lián)邦資金，用于四個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)的研究和開發(fā)項(xiàng)目，以確定通過空氣分離生產(chǎn)氧氣的新概念和新技術(shù)，用于靈活、模塊化的氣化系統(tǒng)。

這些項(xiàng)目得到了國家實(shí)驗(yàn)室研究的支持：2018年6月發(fā)布的“用于生產(chǎn)氧氣的先進(jìn)空氣分離概念和技術(shù)支持”。目標(biāo)是開發(fā)空氣分離技術(shù)，用于先進(jìn)的基于化石能源的模塊化能源系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將在實(shí)現(xiàn)具有成本競爭力、接近零排放的煤基發(fā)電方面取得進(jìn)展。開發(fā)的空氣分離技術(shù)最終可應(yīng)用于煤炭、小型（1-5 MWe）模塊化氣化發(fā)電廠。

美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）是美國能源部下屬的一個(gè)多功能實(shí)驗(yàn)室，其研究重點(diǎn)反映了美國乃至全球在能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展方向，其將負(fù)責(zé)研究和開發(fā)項(xiàng)目的管理，具體如下：

“使用新型混合基質(zhì)膜從空氣中進(jìn)行高級(jí)氧氣分離”—— 愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室（Idaho Falls, ID）打算創(chuàng)造一種耐用、高性能的膜材料，利用氧氣/氮?dú)怙@著推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)－選擇性聚合物材料，通過包含化學(xué)可定制且耐用的納米顆粒，最大限度地減少或消除其性能損失。

“高選擇性和高通量碳分子篩基于中空纖維膜的模塊化空分裝置，用于生產(chǎn)高純度氧氣”—— 洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（Los Alamos,NM）打算開發(fā)和論證一種模塊化空氣分離裝置，使用具有氧氣/氮?dú)膺x擇性的新型膜來生產(chǎn)高純度氧氣。該設(shè)計(jì)將進(jìn)行優(yōu)化，以最大限度地減少壓縮/真空需求和能量損失，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能模塊化空分裝置與模塊化1-5MWe氣化系統(tǒng)集成。

“用于高效空氣分離的磁熱氧氣液化系統(tǒng)”—— 太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（Richland, WA）的目標(biāo)是探索磁熱技術(shù)替代壓縮強(qiáng)度高的低溫空分裝置的可行性。一旦論證了技術(shù)的可行性，將進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)可行性。

“通過混合導(dǎo)電雙相技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓力驅(qū)動(dòng)氧氣分離”—— 太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（Richland, WA）計(jì)劃開發(fā)一種模塊化空分裝置，使用一種沉積在多孔支架上的薄混合導(dǎo)電兩相復(fù)合材料，每天可產(chǎn)生10噸氧氣，以最大限度地使氧氣通過膜的滲透性最大化。

美國能源部化石能源辦公室資助研究和發(fā)展項(xiàng)目，以降低先進(jìn)化石能源技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和成本，進(jìn)一步促進(jìn)國家化石資源的可持續(xù)利用。