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Ankur古普塔因改进能源储存和海水淡化技术而获得美国国家科学基金会职业奖

Ankur古普塔
Ankur古普塔

可再生能源储存和脱盐生产饮用水是非常不同的环境问题, 但是助理教授 Ankur古普塔他的研究涉及一个技术共性:多孔电极,以最大限度地提高性能. 

古普塔,总部设在 化学与生物工程系, 最近收到一封 职业生涯 奖金为51.7万美元,为期5年 国家科学基金会 来支持他博彩app推荐离子如何穿过多孔材料的研究. 研究结果将帮助古普塔和他的团队 界面,流动和电动力学实验室 (LIFE)设计更好的多孔材料,以最大限度地提高海水淡化以及太阳能和风能储存的性能. 

职业生涯项目是美国国家科学基金会(NSF)最负盛名的奖项,旨在支持那些有潜力在研究和教育中成为学术榜样,并在其部门或组织的使命中引领进步的早期职业教师. 

古普塔说:“获得职业生涯奖是信心的助推器. “该领域的其他研究人员喜欢这个提议,认为它值得资助,这意味着很多.”

使用多孔电极的技术包括超级电容器——一种只需几秒钟就能充电且寿命更长的能源设备, 与笔记本电脑电池相比, 哪些会在两到三年内退化并无法使用. 这些技术还包括通过用电来去除海水中的盐分的去离子剂. 去离子器和超级电容器的相似之处在于,当施加电压时,离子被吸引到电极的复杂孔隙网络上. 

古普塔说,设计多孔材料以使这两种设备的性能最大化是很复杂的. 研究人员首先需要了解多种离子如何通过电极的孔隙网络, 包含数百万个不同大小和形状的孔. 应用数学技术与计算机相结合的初步结果令人鼓舞, 他补充说, 这证明了当离子穿过毛孔时会发生什么是可能的.

古普塔解释说,高性能超级电容器对一些能量存储需求很重要, 但对其他人来说不是这样. 一辆频繁停车的电动公交车可以让超级电容器在每次停车时充电. 然而, 超级电容器只能让一辆电动汽车行驶几英里, 所以在这种情况下它们是没有用的. 

基于他的团队在电解质传输方面的基础工作, 古普塔设想,有一天,制造商将能够为小型咖啡机和大型电动公交车等各种物品定制超级电容器的3D打印.

国家科学基金会的资助将为一名博士生提供五年的支持. 古普塔还计划开设一门大规模在线开放课程(MOOC),培训工程师如何为可再生能源和可持续设备做出贡献. 他还计划创建开源的基于网络的交互式模拟,并通过博彩平台推荐的大学预科发展计划为年轻学生提供STEM研讨会, 目标是亚当斯县的第一代大学生.

“没有一个人能解决所有问题,”古普塔说. “作为一名化学工程师,我觉得我可以为这些设备做出贡献,帮助创造一个更可持续的未来.”