Este artículo patrocinado es presentado por usted por NYU Tandon School of Engineering.
Como el mundo polemizar con la urgente falta de hacer la transición al quitamanchas energía sistemasun número creciente de investigadores está profundizando en el diseño y mejoramiento de tecnologías emergentes. A la vanguardia de este esfuerzo está Dharik MallapragadaProfesor asistente de productos químicos y biomoleculares Ingeniería en NYU Tandon. Mallapragada se dedica a comprender cómo la nueva energía tecnologías integrarse en un paisaje energético en desarrollo, desprendimiento luz en la intrincada interacción entre innovaciónescalabilidad e implementación del mundo efectivo.
Mallapragada Transiciones de energía sostenible El orden está interesado en desarrollar matemática modelado Enfoques para analizar tecnologías bajas en carbono y su sistema de energía integración bajo diferente política y contextos geográficos. El orden investigación tiene como objetivo crear el conocimiento y el prospección analítico herramientas necesario para apoyar las transiciones de energía aceleradas en economías desarrolladas como Estados Unidos y emergentes mercado y desarrollando caudal países del sur integral que son centrales para integral clima esfuerzos de mitigación.
Puente de investigación y verdad
“Nuestro orden se enfoca en diseñar y optimizar las tecnologías de energía emergente, asegurando que adaptar Sin problemas en los sistemas de energía en rápida desarrollo ”, dice Mallapragada. Su equipo usa sofisticado simulación y herramientas de modelado para encarar un desafío dual: subida Descubrimientos científicos del laboratorio mientras se adaptan a las realidades dinámicas de la energía moderna rejillas.
“Los sistemas de energía no son estáticos”, enfatizó. “¿Qué podría ser un diseño ideal? objetivo Hoy podría cambiar mañana. Nuestro objetivo es proporcionar a las partes interesadas, ya sean responsables políticos, Capitalistas de peligroo industria Líderes con ideas procesables que guían tanto la investigación como el ampliación de políticas “.
Dharik Mallapragada es profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en NYU Tandon.
La investigación de Mallapragada a menudo utiliza estudios de casos para ilustrar los desafíos de integrar nuevas tecnologías. Un ejemplo destacado es hidrógeno producción a través de agua Electrólisis: un proceso que promete hidrógeno bajo en carbono pero viene con un conjunto único de obstáculos.
“Para electrólisis Para producir hidrógeno bajo en carbono, el electricidad Usado debe estar desinteresado ”, explicó. “Esto plantea preguntas sobre la demanda de electricidad limpia y su impacto en red descarbonización. ¿Esta nueva demanda acelera o obstaculiza nuestra capacidad de descarburar ¿La cuadrícula? “
Adicionalmente, a nivel de equipo, abundan los desafíos. Electrolizeros que puede funcionar de forma flexible, para utilizar intermitentes renovables como singladura y solara menudo confía en metales preciosos como iridioque no solo son caros, sino que incluso se producen en pequeñas cantidades actualmente. Resquilar estos sistemas para cumplir con los objetivos globales de descarbonización podría requerir cadenas de suministro de materiales de expansión sustancial.
“Examinamos las cadenas de suministro de nuevos procesos para evaluar cómo el uso de metales preciosos y otros diligencia Los parámetros afectan las perspectivas de escalera en las próximas décadas ”, dijo Mallapragada. “Este prospección se traduce en objetivos tangibles para los investigadores, guiando el ampliación de tecnologías alternativas que equilibran eficienciaescalabilidad y disponibilidad de posibles “.
A diferencia de los colegas que desarrollan nuevos catalizadores o materialesMallapragada se centra en los marcos de apoyo a la valentía que unen la innovación de laboratorio y la implementación a gran escalera. “Nuestro modelado ayuda a identificar restricciones en etapas tempranas, ya sea provenir De las cadenas de suministro de materiales o la producción costoeso podría obstaculizar la escalabilidad ”, dijo.
Por ejemplo, si un nuevo catalizador funciona correctamente pero se plinto en materiales raros, su equipo evalúa su viabilidad tanto del costo como del costo como del sostenibilidad perspectivas. Este enfoque informa a los investigadores sobre dónde dirigir sus esfuerzos, ya que prosperidad la selectividad, reduce consumo de energíao minimizar la dependencia de los posibles.
La aviación presenta un sector particularmente desafiante para la descarbonización correcto a sus demandas de energía únicas y limitaciones estrictas sobre el peso y fuerza. La energía requerida para el despegue, conexo con la falta de larga distancia revoloteo capacidades, exige una energía muy densa en energía combustible que minimiza el prominencia y el peso. Actualmente, esto se logra usando turbinas de gas Impulsado por los combustibles líquidos de aviación tradicionales.
“La energía requerida para el despegue establece un requisito de energía insignificante”, señaló, enfatizando los obstáculos técnicos de diseño propulsión sistemas que satisfacen estas demandas mientras reducen emisiones de carbono.
Malapragada Destaca dos estrategias de descarbonización primaria: el uso de renovable Combustibles líquidos, como los derivados de biomasay electrificaciónque se puede implementar a través de sistemas con fila o combustible de hidrógeno. Si correctamente la electrificación ha generado un interés significativo, permanece en su infancia para la aviación aplicaciones. Hidrógeno, con su incorporación energía por masaes prometedor como una alternativa más limpia. Sin retención, existen desafíos sustanciales tanto en el almacenamiento de hidrógeno y el ampliación de las tecnologías de propulsión necesarias.
La investigación de Mallapragada examinó la potencia específica requerida para obtener la reducción de la carga útil cero y la reducción de la carga útil requerida para cumplir con la potencia específica de la celda de combustible objetivo variable, entre otros factores.
Hidrógeno se destaca correcto a su densidad de energía por masa, lo que lo convierte en una opción atractiva para aplicaciones sensibles al peso como la aviación. Sin retención, juntar hidrógeno de forma competente en un avión requiere licuación, lo que exige extremo refrigeración a -253 ° C, o contención de incorporación presión, lo que requiere sistemas de almacenamiento robustos y pesados. Estos desafíos de almacenamiento, conexo con la falta de avanzar celdas de combustible Con altas densidades de potencia específicas, plantea barreras significativas para prosperar la aviación con hidrógeno.
La investigación de Mallapragada sobre el uso de hidrógeno para la aviación se centró en los requisitos de rendimiento del almacenamiento a lado y pila de combustible Sistemas para vuelos de 1000 NMI o menos (por ejemplo Nueva York a Chicago), que representan un segmento más pequeño pero significativo de la industria de la aviación. La investigación identificó la falta de avances en almacenamiento de hidrógeno sistemas y combustible células Para certificar que las capacidades de carga útil no se vean afectadas. Las tecnologías actuales para estos sistemas requerirían reducciones de carga útil, lo que lleva a vuelos más frecuentes y mayores costos.
“Los sistemas de energía no son estáticos. Lo que podría ser un objetivo de diseño ideal hoy podría cambiar mañana. Nuestro objetivo es proporcionar a las partes interesadas, ya sean responsables políticos, capitalistas de peligro o líderes de la industria, con ideas procesables que guíen tanto la investigación como el ampliación de políticas ”. —Dharik Mallapragada, NYU Tandon
Una consideración fundamental en la asimilación de hidrógeno para la aviación es el impacto aguas en lo alto en producción de hidrógeno. La demanda incremental de la aviación regional podría aumentar significativamente el hidrógeno total requerido en una caudal descarbonizada. Producir este hidrógeno, particularmente a través de la electrólisis alimentada por energía renovableestablecería demandas adicionales en las redes de energía y requeriría más infraestructura expansión.
El prospección de Mallapragada explora cómo esta demanda interactúa con una asimilación de hidrógeno más amplia en otros sectores, considerando la falta de captura de carbono tecnologías y las implicaciones para el costo militar de la producción de hidrógeno. Esta perspectiva sistémica subraya la complejidad de integrar el hidrógeno en el sector de la aviación mientras se mantiene objetivos de descarbonización más amplios.
El trabajo de Mallapragada subraya la importancia de colaboración a través de disciplinas y sectores. Desde la identificación de cuellos de botella tecnológicos hasta la formación de la política incentivosla investigación de su equipo sirve como un puente crítico entre el estudiado descubrimiento y transformación social.
A medida que evoluciona el sistema de energía integral, investigadores como Mallapragada están iluminando el camino a seguir, lo que se asegura de que la innovación no solo sea posible sino experiencia.
