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    从左到右:加布里埃拉schlau - 科恩,拉斐尔·哈拉米略,许大卫,努诺·洛雷罗

    照片:(1-R)贾斯汀骑士,克劳迪奥康邦,凯瑟琳shozawa,苏珊年轻

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新教师加强,扩大MIT的能源专业知识

从左到右:加布里埃拉schlau  - 科恩,拉斐尔·哈拉米略,许大卫,努诺·洛雷罗

澳门太阳城最新网站的最新教师带来了广泛的能源利益和发展的数组学院。


记者联系

弗朗西斯麦卡弗里
电子邮件: mccafffr@mit.edu
电话:617-324-2408
澳门太阳城最新网站能源倡议

从聚变反应器设计模仿人造太阳能系统光合作用的自然特性,建模等离子体行为,一些MIT的最新教师带来广泛的能量专门知识阵列到研究所。澳门太阳城最新网站能源倡议(MITEI)杂志的最新一期, 能源期货,给出了一个深入了解什么驱使他们中的四个。

加布里埃拉schlau - 科恩:光伏什么可以学习的光合作用

不像人为电网,自然界的能量采集系统永远不会遇到停电。 加布里埃拉schlau - 科恩澳门太阳城最新网站化学系助理教授,正试图从能源使这个天赋的学习,让她可以改变我们的能源系统变得更好。

对于schlau - 科恩,这意味着开始与植物。植物是最终的能源用户:光合作用的全球平均税率为130太瓦 - 的级能捕获超过六次全球能源消耗。 “叶子吸收光在整个可见光谱,和他们基本上漏斗所有的精力去哪里进行发电专用的蛋白质,” schlau-Cohen说。植物对太阳光转换成电能的能力比典型的太阳能光伏(PV)系统的两到三倍以上。

考虑到这一点,schlau - 科恩和她的同事们着手解开植物的能量的秘密。他们开始通过研究植物的基本物理,在一个人造系统模拟这些自然特性的最终目标。通过 澳门太阳城最新网站的中心excitonics,schlau - 科恩和她的团队能够与前沿技术实验仿生人工捕光系统。

从她的植物研究中最重要的外卖店之一的不一定就是天然能量处理如此高效的单一种植结构或化学的发现,schlau-Cohen说。它是由系统作为一个整体的操作所代表的经济选择。

“我认为,这里大的图景是,自然已经解决了这个问题的间歇,” schlau-Cohen说。对可再生能源的主要挑战之一是,其主要来源的两个 - 风和阳光 - 是间歇性的。可变性证明为那些谁正在努力开发技术从这些来源收获能量的一个挑战。 schlau-科恩给出构建太阳能光伏系统的示例。 “建立一个系统来处理只是太阳光的最高金额,而这将闲置的大部分时间,” schlau-Cohen说。 “但建立它在阳光下的最低水平最好的工作,并在高阳的情况下大部分的光未被使用。”

应对这一挑战,植物中的能量采集途径,旨在打击是顽强的足够充分的阳光操作和微调足以使大部分的低日照条件之间的平衡。增加的时间量的系统可以是主动的具有经济优势。自然系统通过确保其能源最昂贵的机器始终是在使用,使他们能够充分利用它的优化。 “通过在其分子机制实现复杂反馈环路中,系统响应于在太阳强度的变化,” schlau-Cohen说。这种反应解决了间歇性问题,同时确保该采取的最能发展农业种植结构来充分发挥其潜力。

基于他们对植物的能量收集途径有了新的认识,schlau - 科恩和她的团队正在想方设法控制不同的变量 - 创建生物质,例如,而不是保护系统免受太阳光的照射。 “如果我们重新连接这些途径来优化生物质能,我们可以得到在生物量提高了15%,或在某些情况下甚至是30%,”她说。

作为schlau - 科恩解决此类问题,在能源知识的前沿,她发现在她的研究界的灵感来源。当她作出的决定来澳门太阳城最新网站,学生们特别出彩。 “我认为澳门太阳城最新网站的学生都是精英中的精英,不仅在自己的智慧方面,但他们对科学的兴奋方面,”她说。 “那是我不能拒绝,因为我觉得他们会让我我可能是最好的科学家。”学生们没有失望,同时提供灵感和乐趣 - schlau - 科恩的自己的可再生能源。

拉斐尔·哈拉米略:做新材料,以激励当今的技术

拉斐尔·哈拉米略 学过物理作为本科生和研究生,但在澳门太阳城最新网站 - 第一次作为一个博士后,现在是助理教授 - 他的作品已经采取了他一个稍微不同的方向。他现在开发新材料和教学材料科学与工程。他在工程职业生涯中,他学到一个重要的教训是怎么看的超越,而且经常连接的科学发现,研究领域新的途径。

“我试图找到其中的连接是科学的范围之间,有什么你能在一所大学,并为能源的应用,如太阳能光伏发电有什么事情,”哈拉米略说。作为一个博士后,他曾与 托尼奥buonassisi在机械工程MIT教授,谁是在太阳能光伏发电方面的专家。 “我真的很感激真实世界的教育我在托尼奥的组得到的,”哈拉米略说。 “它教我如何成为投机 - 如何定义,所有的这些因素聚集在一起的项目,你可以找到一种方法来帮助。”

尽管光伏是不是哈拉米略唯一着眼现在,他的持有此技能寻找在整个他的研究和他的早期发现教授的机会。在能源方面,他现在专门从事半导体的研究以及其作为提高能源设备新材料的使用,从电池和微电子光伏系统。

哈拉米略知道他在半导体的兴趣是从他的基本物理训练出发的东西。 “物理学在移动上的方式,”他说。 “这是几十年以来有关部门真的教半导体。”这充分研究的一类材料,但是,看到了新时代的曙光。在低碳能源领域,科学家都在不断采用新材料,这将提高经济和现有技术的能源足迹,允许急需增加以及来自规模经济降低成本生产试验。

不同的材料将针对不同的缩放挑战领域从太阳能光伏发电,以计算到全球可持续发展,但需要新材料的事实仍然恒定,哈拉米略说。 “我们正在对接起来反对尝试和真正的材料的限制。这是令人兴奋的,因为这意味着你能潜水和思考的新材料。而且他们所有的半导体器件。”

作为哈拉米略致力于开发新的材料,他也在寻求新的方法来激发学生学习的最经典的(和看似基本的)主题在科学一个:热力学,入门课程他教本科生的主题。 “热力学几乎是材料科学的核心,”他说。 “它可以让你做出如何处理的材料并获得所需产品的预测。”这种重要性,不过,有时会丢失在教学主体的传统方式。 “有典型的例子,如钢的发明和不锈钢的发明,但我倾向于更专注于微电子和半导体,”他说。 “你可以从行动不只是60,70%,80年前发现热力学的伟大经典的例子,但在过去的10年,20年,今天。我想达到的。”

根据哈拉米略,这一切都归结为是开放的看待世界的新方法,并应用科学是一个重要组成部分。 “我想了很多伟大的,深的见解已经出来了历史上的应用研究,”他说。 “爱因斯坦通过看火车表,询问如何在欧洲同步列车到达和出发时间非常实际的问题提出了相对论。这听起来落入他人之手很无聊。所以我认为,用启发的研究和在多个方向去从有做科学最有意义的方式。”

许大卫:规划为城市可持续发展的生活

“气候变化,气候变化,气候变化。”助理教授 许大卫 在城市研究与规划部门有没有犹豫命名了他认为今天面对城市规划者最显著的挑战。对城市的威胁范围从海平面上升到极端天气事件。但对于许,眼前的挑战是设法使城市及其居民更有效地消耗资源,如能源和水,以应对气候变化本身。

解决特定部门可以在全球范围内影响气候。许说,“如果你把刚才美国建筑作为一个国家,它将美国后剩下的是这个星球上第三大碳排放国经济与中国“,因此,一些许氏目前的项目都涉及如何使建筑环境,城市和农村,更可持续。他与同事研究人员在澳门太阳城最新网站和其他地方就广泛的项目,包括嵌入在物理系统的智能基础设施,促进可再生能源的监管政策,以及在印度的实验微型电网的部署合作。

以减少对建筑用能的最有效途径之一,虽然是针对那些居住在建筑物的行为。为了了解人类的能源行为,以及如何去改变它,研究人员需要的数据。许氏新项目之一涉及到整合的计划,政策和技术,使能源的监测建筑和电网之间流动。这种设置可以使提高电网稳定性 - 一个前景:许和他的同事研究人员希望将吸引今天的事业的关注。这些信息也将帮助研究人员绘制出能量分配和消费,这反过来将帮助他们更好地了解如何塑造消费尽量减少碳排放和能源的使用,他说。有时,最直接的方式来鼓励人们消费少一个是简单地与他们分享这些数据。一旦消费者看到他们是如何使用能源,他们可以在哪里,他们可以做出改变的决定。

许了一个自称“长,曲折的教育路径,”一说,他笑着告诉学生从不复制。这条道路从本科和硕士学位导致物理学在城市规划和设计学博士学位。他毕业后的工作从绿色建筑的工程范围,以房地产金融,并最终把他带到市政府。他在城市规划第一份工作是在纽约市工作曼哈顿下城九月后重建。 11,2001年。

从那时起,许已在城市工作,从费城到西雅图到伦敦。与城市生活这种丰富,丰富的经验,导致许以他目前的重点放在基础设施人际交往,以及涉及基础设施适应新兴气候制约的挑战。去年春天,他教了一个名为的基础理论课程,这比起人们如何使用技术系统交互替代理论。许享受学生不亚于课程内容。 “我谁是真正进入正题学生的多样化一堆,”他说。 “他们很好奇,感兴趣,我们有很大的争论。”

许氏澳门太阳城最新网站能源倡议的能源教育专责小组成员展示了他在能源的各个方面的培训领袖的承诺。但他特别专注于准备明天的城市规划者与人类的能源关系搏斗 - 一个非常不同的一个,这取决于你住的地方。 “在很多地方,人们从未有过便宜,安全,可靠的电力。一个或两个出了三,也许,但从来没有这三个,”许说。提供所有三个同时,也鼓励全世界人民打造生活的可持续发展的方式是 - 在许的观点 - 今天面对城市规划者面临的巨大挑战之一。

努诺·洛雷罗:寻找更完美的聚变反应堆的

努诺·洛雷罗,核科学与工程澳门太阳城最新网站助理教授,是特别切合复杂系统的内部运动。他的大部分等离子体理论和建模的担忧动荡和磁重联,破坏核聚变反应堆的操作两种现象的研究。

到洛雷罗,澳门太阳城最新网站本身就是一个迷人的系统 - 一个,因为他在2016年一月留校任教,他一直在探索“这是伟大的,是在一个环境下,系统将在您需要的水平作出回应,”他说。 “有时很难找到一个机构那里有你想要的东西之间的完美共振,你想为自己的研究的节奏,和机构本身。和澳门太阳城最新网站这样做了。澳门太阳城最新网站将基本上你扔在任何回应“。

是什么吸引到洛雷罗等离子体物理,他说,是能源。 “如果一个人是不是太天真当今世界和当今社会,人们必须明白,有一个能源问题。如果你是一个物理学家,你有工具来尝试做一些事情。”

聚变反应堆,与他们的潜在提供连续的,温室气体无排放能量,是一个答案的问题。工作聚变反应堆从等离子体,热离子化的气体的有组织的运动拾荒者其能量,沿由反应器内的磁性条带,类似于方式形成的磁迹被太阳的磁指示的沿着路径的太阳移动表面上的太阳能等离子体领域。洛雷罗,谁在等离子体因为它涉及到反应堆物理和天体物理学两者知道这个平行的细节很好。有时太阳的表面上的磁力线重新排列本身,和能量释放所产生的“暴力现象”是太阳耀斑,洛雷罗说。

类似的事情可以采取核聚变反应堆内发生。的反应器中的等离子体偶尔会自发地重新配置规定的磁场,诱导的不稳定性可能突然终止实验。此外,聚变反应堆等离子体往往处于紊流状态。这两种效应阻碍反应堆的运作能力。

洛雷罗采用理论计算和超级计算机模型,试图找出是什么原因导致这些现象,什么可以做,以避免他们在未来的实验。他说,“当有人提出一个新的概念的核聚变反应堆,或当一个人在现有机器上规划新的实验中,你必须要考虑的就是一件事,怎么会在它的血浆的行为?”他的模拟使用几种理论方法来解决这些问题。他指出,他的模拟,并不意味着是指令性的,这需要复杂性和现实主义的高度。 “我的做法是在一个更根本的层面,”他说。 “我需要很复杂的现象,并尝试把他们变成了最简单的系统,还抓住了这些现象的基本物理理解他们。”

洛雷罗期待着继续涉及在他的研究更多的学生。在他的实验室,并在课堂上,他的作品已经与本科和研究生物理的学生。他现任教研究生核科学与工程,并在等离子体物理和聚变能的本科介绍研讨会的数值方法的类。 “中已经给我印象最深约澳门太阳城最新网站的事情之一是同学们多么有才华的,”洛雷罗说。 “人们告诉我,‘哦,同学们都只是惊人的。’但我不认为我预期他们是多么惊人的。”

他觉得他的研究伙伴的一致推崇。 “这是鼓舞人心的是在同一个校园,因为人们从我的谁都是各自领域的世界领袖完全不同的领域,”他说。 “在这个时候,是唯一的澳门太阳城最新网站,我觉得不可思议的激励。”

与此同时,他还在的充满活力的环境启发 等离子科学和聚变中心 (PSFC)。 “我觉得一些在融合中最有趣的想法,现在正在探索在PSFC,”他说。 “这是伟大的,是兴奋的积极参与。”

澳门太阳城最新网站的数百名教职员工与MITEI合作。详细了解他们的工作,请访问: MITEI的研究页.


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