DOE资助5600万美元支持先进煤炭技术研发

9月20日，DOE宣布将投入5600万美元支持32个先进煤炭研发项目，旨在通过新技术的研发和示范推进洁净煤技术的发展。本次资助着重关注六个主题：煤制高价值产品；先进蒸汽轮机；先进材料；煤基资源回收稀土元素和关键材料；碳封存；交叉领域研究。具体研究内容如下：

1、煤制高价值产品（1000万美元）

（1）改进煤炭原料用于发电和炼钢。开发和测试煤炭提质/热解技术，以生产低排放、高热值燃料用于发电和炼钢，并从低阶煤中回收高价值煤产品的前驱体。

（2）煤制高价值固体产品。将烟煤和次烟煤转化为高价值聚氨酯泡沫产品和低硫燃料油副产品的新工艺；将低成本煤（如褐煤）转化为高性能、高价值的锂离子电池石墨的新方法；煤制高价值碳纳米材料和吸附剂的经济高效技术；煤制碳纤维的新工艺；利用煤制造高价值煤塑复合材料以开发煤塑复合地板；煤制碳纤维生产高价值复合材料的连续加工技术；利用直接液化技术使用煤生产碳纤维前驱体。

（3）利用微波或等离子体技术将煤转化为高性能碳材料。使用低温微波等离子体煤热解技术将煤转化为工业电极用碳和石墨材料，以及3D打印复合材料；将煤低成本转化为优质石墨烯的技术。

2、燃煤电厂先进蒸汽轮机（1190万美元）

开发用于燃煤电厂蒸汽轮机的增材制造解决方案，以降低常规维护、维修和大修成本，提高蒸汽轮机运行效率；利用增材制造加快蒸汽轮机的设计和制造过程。

3、高效、灵活、可靠的燃煤电厂先进材料（500万美元）

开发用于先进超超临界锅炉的耐腐蚀和耐侵蚀涂层；大面积电弧增材制造用于低成本生产先进超超临界锅炉组件；基于增材制造开发和示范用于先进超超临界发电厂的异种金属焊接的复合过渡接头；开发先进发电循环组件的低成本热等静压制造工艺和焊接工艺；将新型镍基高温合金Haynes 282焊接到用于蒸汽轮机转子的几种常用钢材上，从而为先进超超临界蒸汽轮机提供模块化转子。

4、煤基材料回收稀土元素和关键材料（1500万美元）

利用创新低成本工艺和电路利用煤基原料大规模生产稀土氧化物和关键材料（钴和锰）的示范；从褐煤及其相关原料中回收稀土的中试示范；开发能够高效从酸性矿山废水中回收稀土元素和关键材料的连续工艺，并进行中试示范。

5、CO2地下封存的传感器开发（530万美元）

开发、制造和示范基于无线微传感器的集成井下传感系统，以监测CO２地下封存区的CO２羽流流动。开发和验证一种新型传感器系统，将集成无线自主微传感器、传感器封装、定位技术及智能完井技术，以提高监测地下流体运动的能力。

6、交叉领域研究（930万美元）

（1）嵌入式传感器的先进制造。通过增材制造方法，开发用于监测蒸汽轮机运行的嵌入式传感器，以及开发用于监测燃煤锅炉运行的内置传感器的陶瓷锚固件。

（2）燃煤电厂冷却技术。开发并示范全天候亚露点冷却塔原型，以提高火电厂效率和运行灵活性；构建、优化和测试冷却塔羽流收集系统；通过吸湿冷却系统回收发电厂废水。

（3）燃煤电厂的建模及预测。对当前和下一代锅炉组件中使用的镍基高温合金材料的行为和老化进行建模和预测；通过模型研究现有火电厂循环运行对其关键组件的影响，提出经济高效的运行解决方案以延长电厂寿命；开发基于组件老化的建模工具包以优化电厂运行；电厂蒸汽循环关键组件的寿命建模研究。