Themâu ymchwil | University of South Wales

Ymchwil treuliad anaerobig

Treulio anaerobig Cynhaliwyd gwaith ymchwil yn y Brifysgol ers canol y 1970au. Dros y blynyddoedd hyn, mae ymchwil wedi ' i anelu at wella dealltwriaeth sylfaenol o ' r broses microbig diwylliant cymhleth hwn, sy ' n darparu dau brif fudd i Gymdeithas sy ' n sefydlogi gwastraff ac yn cynhyrchu ynni glân a chynaliadwy.

Datblygiadau

Dylunio adweithydd uwch

Rydym wedi ymchwilio i amrywiaeth o ddyluniadau adweithyddion newydd yn cynnwys, adweithyddion llif plygiant, hidlwyr, UASBs, gwelyau ffiwleiddio, EGSBs yn ogystal ag adweithyddion tanc wedi ' i droi ' n gonfensiynol mewn nifer o gyfluniadau gan gynnwys gwaith arloesol mewn treulio anaerobig dau gam ar gyfer y cynhyrchu biohydrogen a biomethan. Mae gwaith wedi cael ei gyfeirio hefyd at integreiddio systemau rhagdriniaethau a biolectrocemegol (gan gynnwys celloedd tanwydd microbaidd) â phrosesau anaerobig.

Monitro prosesau a rheoli

Mae ymchwil mewn monitro a rheoli prosesau wedi gweld datblygu nifer o synwyryddion newydd gan gynnwys biosynwyryddion i fonitro ystod o baramedrau critigol mewn treuliad anaerobig e.e. alcalinedd bicarboad, asidau brasterog anweddol, cyfanswm a solidau anweddol trwy FT-NIR. Yna, mae ystafelloedd monitro synwyryddion wedi ' u cynnwys mewn ystod o fioadweithyddion i fonitro paramedrau cam nwy fel cyfaint nwy, cyfansoddiad nwy gan gynnwys hydrogen, a pharamedrau cyfnod hylif fel cyfanswm carbon organig ac alcalinedd deuarbonate. Casglu data yn barhaus o nifer o fioadweithyddion hydrogen a methan i ddatblygu addasu model yn y safon aur ADM1 platfform. Rydym hefyd wedi datblygu systemau rheoli dynamig gan ddefnyddio technegau AI i optimeiddio perfformiad treulwyr anaerobig.

Technegau dadansoddi newydd

Rydym wedi datblygu ystod o dechnegau dadansoddol datblygedig a chadarn sy ' n defnyddio ystod o dechnoleg ddadansoddol gan gynnwys, cromatograffeg nwy headspace, FT-NIR, cromatograffeg hylifol perfformiad uchel iawn a cromatograffeg nwy sy ' n gysylltiedig â màs sbectrometreg. Mae datblygiadau diweddar wedi cynnwys datblygu nifer o dechnegau bioleg foleciwlaidd gan gynnwys Q-PCR a pyrosequnceing ar gyfer monitro ' r poblogaethau microbaidd cymhleth mewn prosesau anaerobig.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Mae arbenigedd y Brifysgol ym maes ymchwil proses anaerobig yn cael ei gydnabod yn rhyngwladol gan y dewis ar gyfer cynrychiolaeth y DU ar bwyllgor treulio anaerobig y Gymdeithas dŵr ryngwladol a Grŵp Gorchwyl Atodiad 21 AGIC-HIA ar gyfer Biohydrogen.

Seilwaith ymchwil blaenllaw ' r byd

Ym Mhrifysgol De Cymru, mae 450 m2 o ofod labordy wedi ' i neilltuo ar gyfer ymchwil i broses anaerobig. Mae ' r cyfleusterau ' n cynnwys ystod o fioadweithyddion anaerobig sy ' n amrywio o 5-100 L, y gellir ei offerynnu ' n llawn ar gyfer cydrannau cyfnod hylifol a nwyol ar gyfer monitro a rheoli ar-lein, systemau glanhau bionwy a ffwrneisi SOFC. Mae cyfres helaeth o offer dadansoddol oddi ar lein yn cynnwys headspace GC/FID, yn cromatograffeg Ion, ICP-AES, mae ' n dadansoddi, GC/TCD, GC/FPD, GC/MS/MS, LC/MS/MS, RT-PCR DGGE ac offer dadansoddi electrogemegol.

Ymgysylltu diwydiannol

Mae Canolfan Ragoriaeth SERC Cymru ar gyfer treuliad anaerobig, a sefydlwyd yn 2008, yn darparu cymorth a gwasanaethau technegol i ' r diwydiant AD, rhanddeiliaid y diwydiant, datblygwyr polisi a rheoleiddwyr. Ein nod yw hwyluso datblygu seilwaith treuliad anaerobig cadarn yng Nghymru, er mwyn meithrin atebion arloesol sy ' n manteisio i ' r eithaf ar fuddion amgylcheddol ac economaidd y broses a ' r cynnyrch, ac annog twf hirdymor y Diwydiant.

Technoleg ddadansoddol

Cyflwyniad

Mae SERC wedi ' i fendithio â chyfres ardderchog o offerynau dadansoddol sydd wedi ' u neilltuo i gefnogi ' r Ganolfan ym mhob rhan o ' i gwaith.

Ni waeth beth rydych chi ' n ei astudio, lle mae eich damcaniaethau yn mynd â chi neu sut mae eich ffantasi yn cyfarwyddo eich ymchwil, heb y gallu i gefnogi eich casgliadau gyda data caled efallai na fyddwch chi erioed wedi dechrau. Er mwyn ateb gofynion yr amgylchedd ymchwil modern, mae ' n amlwg bod angen dod o hyd i ffyrdd newydd o gasglu data manwl gywir, cywir, cadarn, atgynhyrchadwy a dibynadwy.

Mae ' r cyfleusterau dadansoddol newydd ar gampws Glyn-Taf yn darparu ' r amgylchedd gweithio perffaith i ' r offer labordy a ategir yn fedrus gan systemau sy ' n canolbwyntio ar brosesau sy ' n gallu cymryd data yn y fan a ' r lle os yw mewn bwyd neu gwaith gweithgynhyrchu fferyllol neu waith trin gwastraff.

Labordai

Labordy sbectrosgopeg màs tandem

UWC-MS/MS

Dadansoddiad meintiol uwch a gallu sgrinio ansoddol. Cyfuniad o ' r system cromatograffeg hylifol ACQUITY perfformiad uchel ar gyfer y Gwyddoniaeth gwahanu hylif gorau a ' r Quattro micro™ pwysau atmosfferig ïoneiddio ansawdd uchaf sbectra màs tandem o safon i ddarparu lefelau uwch o sensitifrwydd, detholusrwydd, cadernid, cyflymder, a chywirdeb. Mae ' r system yn gallu cyrraedd cyfyngiadau canfod is mewn sampl uwch y mae ' n ei wneud na systemau HPLC confensiynol. Yn gymwys ar gyfer ymchwil i sgrinio cyfansawdd, diogelwch bwyd, monitro a rheoli amgylcheddol, fforensig amgylcheddol, Gwyddor glinigol, bioargaeledd ac ati.

Mae ymchwil ddiweddar ar y system hon yn cynnwys penderfynu ' n feintiol ynghylch cyffuriau anghyfreithlon a fferyllol yn yr amgylchedd-cymwysiadau fforensig o ddata amgylcheddol.

Celloedd tanwydd biolegol ac Electolysis microbaidd

Mae celloedd tanwydd microbaidd (MFC) ac electrolysis microbaidd (ME) yn defnyddio micro-organebau sy ' n byw fel catalyddion i gynhyrchu pŵer trydanol yn uniongyrchol o ' r egni cemegol sylweddol sydd ar gael mewn biomas, gwastraff ac effros a gellir defnyddio ' r pŵer hwn yn allanol fel Ffynhonnell pŵer fel MFC ac fel hydrogen ynof fi.

Er bod dwyseddau pŵer y systemau hyn wedi cynyddu ' n fawr yn ystod y degawd diwethaf, mae ' r pŵer wedi bod yn ddibynnol iawn ar raddfa ' r system.

Mae ein tîm wedi canolbwyntio ar wella perfformiad pŵer drwy ddyluniadau newydd eu graddio o systemau MFC a ME. Bod y systemau ' n gallu trosi ffrydiau gwastraff, cnydau a/neu gyd-gynhyrchion eraill, yn uniongyrchol i drydan, hydrogen neu ddeunyddiau eraill; ac yn gallu trin ffrydiau gwastraff ar yr un pryd. O ' r herwydd, mae eu cymhwysedd diwydiannol yn bennaf wrth wneud defnydd o ynni o ' r fath sydd mor isel fel mewn gwastrabiau ac o ganlyniad, mae trwybwn mawr swmpus yn darged pwysig.

MFC Mae ymchwil ym Mhrifysgol De Cymru wedi cael ei ariannu yn bennaf drwy gelloedd tanwydd biolegol yr RCUK. Dan arweiniad Prifysgol Rhydychen a Phrifysgol Surrey, ynghyd â phrifysgolion De Cymru, Glasgow, Newcastle, UWE, UCL a UEA.

Mae ' r gwaith ar fi wedi cael ei ariannu o dan brosiect consortiwm ar wahân cymorth yr RCUK a sicrhawyd rhagor o gyllid gan y New EPSRC SUPERGEN H2FC Hub i ymchwilio i gynhyrchu mwy o hydrogen drwy integreiddio prosesau hydrogen biolegol eraill gyda prosesau electrogemegol microcemegol.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Sicrhawyd cyllid dilynol fel rhan o brosiect consortiwm cell tanwydd biolegol ran RCUK, o Ebrill 2010, lle parhaodd USW fel arweinydd ar gyfer y thema cell tanwydd microbaidd.

O ganlyniad i waith y pum mlynedd diwethaf, mae USW wedi datblygu system newydd o MFC a ME ar gyfer graddio, ac wedi cyhoeddi 19 o bapurau Cyfnodolyn Rhyngwladol ar ei ddatblygiad mewn cyfnodolion effaith uchel e.e. cyfnodolyn ynni, yr Amgylchedd a gwyddoniaeth.

Dros y cyfnod hwn mae ' r tîm SERC yn USW wedi cynyddu ' r dwysedd pŵer yn eu systemau newydd o 6.1 i 63 WM-3, cynnydd 10 plyg. Hefyd, gall y systemau hyn weithredu ar 15 º c, gan arbed costau ynni gweithredol sylweddol.

Cydweithio diwydiannol

Mae astudiaeth ddichonoldeb ddiwydiannol wedi ' i chynnal a ' i hariannu gan A4B, lle ' r oedd 15 o gwmnïau o nifer o sectorau gwahanol yn cymryd rhan. Cynhaliwyd astudiaeth hefyd i ganfod pa mor effeithiol oedd ein system lleihau tiwbaidd cenhedlaeth gyntaf i gael gwared â llygredd mewn ffordd sy ' n defnyddio ynni ' n effeithlon, gan leihau costau rhyddhau dyfroedd i garthffosydd. Mae nifer o geisiadau am arian gyda chymorth cwmnïau amrywiol ar draws Ewrop wedi ' u gwneud o ganlyniad. Er enghraifft, cynhaliwyd ymchwiliad cydweithredol gyda charbon mast lle mae ' r cwmni ' n darparu garneddau arbenigol i ' w defnyddio mewn MFC, ac mae un arall ar y gweill.

Mae USW wedi ffeilio dau batentau i ddiogelu datblygiadau newydd SERC yn y maes hwn o ymchwil carbon isel sy ' n tyfu ' n gyflym, (US2010203361 (a1) 2010-08-12, US2010203361 (a1) 2010-08-12).

Cynhyrchu biohydrogen a biomethan

Cydnabyddir ein harbenigedd yng ngwaith ymchwil biohydrogen a biomethan yn rhyngwladol

Mae SERC wedi bod yn gweithio ar wella perfformiad cynhyrchu hydrogen a methan o adnoddau biomasau gan ddefnyddio micro-organebau sy ' n digwydd yn naturiol.

Mae ymchwil wedi ' i thargedu at ddefnyddio adnoddau biomas gradd isel nad ydynt yn cael eu defnyddio ' n uniongyrchol fel adnoddau bwyd sylfaenol. Mae ' r swbstradau hyn yn cynnwys glaswelltau â siwgr uchel, gwellt gwenith, gwastraff bwyd, indrawn cnwd cyfan, porthiant gwenith a Biosolidau carthion.

Datblygiadau

Ymchwiliwyd i dechnegau monitro perfformiad gwell i wella perfformiad adweithyddion gan gynnwys ssbectrosgopeg magnetig (MIS), sbectrometreg màs a dulliau deallusrwydd artiffisial gan ddefnyddio data o synhwyrau is-goch (NIR).

Mae technegau optimeiddio eraill yn cynnwys datblygu technegau bioleg foleciwlaidd megis Q-PCR a pyro-dilyniannu i nodi diwylliannau neu systemau microbaidd cynhyrchiol. Mae integreiddiad adweithydd cynhyrchu biohydrogen gydag adweithydd methanenig confensiynol sy ' n trin bwyd gwenith (sy ' n gyd-gynnyrch bwyd gwenith) yn dangos cynnydd o 37% mewn cynnyrch methan a phan ddefnyddiwyd glaswellt porthiant gwelwyd gwelliant o 18% mewn cynnyrch methan hefyd. O ganlyniad i ' w gwaith, mae tîm SERC wedi datblygu gwell biobroses anaerobig integredig gyda chynhyrchiant gwell o lawer dros systemau bio-nwy confensiynol.

Nododd y gwaith hwn hefyd y gellid ychwanegu at ansawdd bio-nwy drwy ychwanegu bio-nwy sy ' n gyfoethog o ran hydrogen a ' r fantais ychwanegol o sicrhau gwell sefydlogrwydd prosesau a sefydlogi gwastraff yn well.

Mae serc yn gweithio ar broses fwy datblygedig fyth sy ' n cyplysu ' r eplesydd biohydrogen â electrolysis microbaidd yn lle ' r broses biomethan i gynhyrchu biodanwydd 100% H2. Gellid defnyddio ' r broses biohydrogen hefyd i gynhyrchu hylif sy ' n uchel mewn asidau brasterog anweddol fel llwyfan ar gyfer cynhyrchu cemegau cynaliadwy.

Ymgysylltu diwydiannol

Mae Canolfan Ragoriaeth SERC Cymru ar gyfer treuliad anaerobig, a sefydlwyd yn 2008, yn darparu cymorth a gwasanaethau technegol i ' r diwydiant AD, rhanddeiliaid y diwydiant, datblygwyr polisi a rheoleiddwyr. Ein nod yw hwyluso datblygu seilwaith treuliad anaerobig cadarn yng Nghymru, er mwyn meithrin atebion arloesol sy ' n manteisio i ' r eithaf ar fuddion amgylcheddol ac economaidd y broses a ' r cynnyrch, ac annog twf hirdymor y Diwydiant.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Rydym wedi cyhoeddi 19 o bapurau ' r Cyfnodolyn Rhyngwladol yn ardal biohydrogen a biomethan cynhyrchu ac electrolysis microbaidd (ME) cynhyrchu hydrogen yn ogystal ag un cymhwysiad patent.

Ceisiwyd cael arian gan gynghorau ymchwil y DU a chronfeydd fframwaith Ewropeaidd i gefnogi ' r gwaith hwn ymhellach.

Yn arbennig, y maes ymchwil hwn oedd yr unig ymchwil cynhyrchu hydrogen a gefnogwyd yn yr EPRSC uwch consortiwm ynni hydrogen cynaliadwy sy ' n gweithredu o 2007 tan 2012.

Mae cyllid wedi ' i roi ' n ddiweddar fel rhan o ' r EPSRC i ymchwilio i integreiddiad electrodialysis a MINNAU i wella ymhellach y broses o gynhyrchu hydrogen o fiomas gradd isel. Mae Hyb SUPERGEN y H2 yn hyrwyddo ' r tirlun hydrogen a chelloedd tanwydd cyflawn y tu mewn a thu allan i ' r DU.

Mae gan SERC ddau aelod ar Fwrdd gwyddonol y consortiwm hwn, gan gynrychioli ' r maes ymchwil allweddol hwn o fewn y consortiwm ac yn fyd-eang. Caiff arbenigedd y brifysgol yng ngwaith ymchwil biohydrogen a biomethan ei gydnabod yn rhyngwladol gan y dewis ar gyfer cynrychiolaeth y DU ar bwyllgor treulio anaerobig y Gymdeithas dŵr ryngwladol a Grŵp Gorchwyl Atodiad 21 AGIC-HIA ar gyfer Biohydrogen.

Cydweithio

Mae cynlluniau ' r SERC i arloesi ym maes cynhyrchu biohydrogen a biomethan yn cael eu defnyddio drwy ' r prosiect £ 6.3 M CymruH2Wales, sy ' n arwain y broses o ddatblygu R&D ynni hydrogen yng Nghymru.
Drwy ' r prosiect hwn mae SERC wedi cynorthwyo dros 20 o gwmnïau o Gymru yn ardal biohydrogen a biomethan ac mae pedwar yn dilyn prosiectau R&D cydweithredol sy ' n cynnwys cwmnïau ledled Cymru a Lloegr. * Er mwyn hyrwyddo datblygiad diwydiannol a ' r defnydd o ' r broses treulio anaerobig ar gyfer sefydlogi gwastraff a chynhyrchu ynni glân, yng Nghymru, sefydlwyd canolfan ragoriaeth Cymru ar gyfer treuliad anaerobig yn 2009 gyda £1. 7,000,000 o gyllid gan LlC ac ERDF.

Storio ynni hydrogen a systemau hydrogen

Fel cludydd ynni glân, gall hydrogen chwarae rhan fawr yn y newid i economi carbon isel, gan alluogi mwy o bobl i gynhyrchu ynni adnewyddadwy ar y grid trydan.

Mae hydrogen yn cynnig opsiwn ar gyfer storio ynni am gyfnod hir, yn enwedig yn y treigliadau trydan adnewyddadwy a dargedir gan Lywodraeth y DU a Llywodraeth Cymru dros y degawd nesaf a thu hwnt bydd y cyfraniad adnewyddadwy cynyddol yn cynyddu ' r amrywioldeb mewn cyflenwad a y gwahaniaeth posibl rhwng y cyflenwad a ' r galw.

Mae gan SERC raglen sefydledig o R&D i ' r rôl y gall hydrogen ei chwarae fel storfa ynni hir ei hyd i oresgyn yr anghydbwysedd a achosir gan ysbeidioldeb ynni adnewyddadwy.

Drwy ' r hyn a fu ' n gydweithredol, sef consortiwm ynni hydrogen cynaliadwy y DU (£ 5.94 m 2007-2012), ymchwiliodd Prifysgol De Cymru i ' r broses o integreiddio cynhyrchu hydrogen â systemau ynni adnewyddadwy wedi ' u gwreiddio.

Dangosodd yr ymchwil y gallai ynni sy ' n cael ei storio ar ffurf hydrogen gynyddu faint o ynni a dderbynnir i ' r rhwydweithiau trydan. Aethpwyd ymlaen â ' r gwaith hwn drwy sefydlu Canolfan hydrogen Prifysgol De Cymru ym Maglan yn 2008, gyda gosod electrolyswr alcalïaidd newydd, cywasgu a storio a chell danwydd PEM Sefydlog, ar y cyd ag air Liquide , Hydrogeneg a systemau UPS (£2,200,000 a ariennir gan ERDF).

Prosiect Cymru H2

Mae ' r gwaith hwn wedi ' i ymestyn ymhellach drwy ' r prosiect cynllun y PDG ERDF/LCRI CymruH2Wales (£ 6.3 miliwn 2010-2014), lle mae gwaith wedi cynnwys cydweithio ' n agos â phwerdy ITM ar amrywiaeth o systemau hydrogen sy ' n seiliedig ar electrolyser, gan gynnwys profi caeau o nofel uniongyrchol DC-DC wedi bwydo electllyser solar PV a phrofi electrolyser PEM mwy ar gyfer storio ynni a thanwydd ail-lenwi cerbydau.

Mae ' r gwaith yn parhau ar lwyfannau profi ' r system hydrogen hyn drwy ' r prosiect ERDF/LCRI SOLCER (£ 635k 2012-2014), gan ystyried storio ynni ar sail hydrogen ar raddfa adeiladu, cymuned a grid a phrosiect arsefyll hydrogen yr Ecoynys (£ 4.66 m TSB) gan ystyried cyfieithiad electrolytig o drydan adnewyddadwy i danwydd cerbydau.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Mae pum papur ymchwil newydd wedi ' u cyhoeddi o ganlyniad i ' r R&D a gynhaliwyd yn y maes hwn, yn enwedig yn y Cyfnodolyn Rhyngwladol ar ynni hydrogen a chyhoeddiadau IEEE.

Mae gwelliannau i ddyluniad a rheolaeth Electrolyser hefyd wedi deillio, ynghyd â gwell dealltwriaeth o ofynion diogelwch adeiladu systemau hydrogen integredig.

Cydweithio diwydiannol

ITM Power, SSE, IBM yn cymryd rhan fel partneriaid R&D cydweithredol
Llywodraeth Cymru – rôl gynghori ar hydrogen fel fector storio ynni

Cerbydau hydrogen a seilwaith ail-lenwi

Mae SERC wedi chwarae rôl arweiniol wrth gynghori llywodraethau Cymru a ' r DU yn y maes hwn, drwy ' r rhaglen ardal economaidd carbon isel (LCEA)

Mae ' r sefydliad wedi galluogi ' r ganolfan ymchwil amgylcheddol gynaliadwy (SERC) ym Mhrifysgol De Cymru i chwarae rhan flaenllaw yn y gwaith o sefydlu seilwaith tanwydd hydrogen yn y DU.

Gosodwyd gorsaf tanwydd hydrogen gyntaf Cymru yng Nghanolfan hydrogen y Brifysgol ym Maglan yn 2008 (a ariennir gan ERDF), gyda ' r fantais bod yr hydrogen yn cael ei gynhyrchu ar y safle gan ddefnyddio hydrogen a gynhyrchir yn adnewyddadwy.

Yn ogystal, gosododd y Brifysgol ail orsaf tanwydd hydrogen ar gampws Glyntaf yn 2011 (a ariennir gan yr Adran Drafnidiaeth), yn gyfagos i brif labordai SERC. Mae ' r cyfleusterau hyn yn darparu ' r sail ar gyfer ymchwil, datblygu ac arddangos cerbydau a thanwydd hydrogen y brifysgol, gan gynnwys cerbydau a ddatblygwyd gan y brifysgol, ynghyd â rhai gan bartneriaid diwydiannol.

Mae ' r datblygiadau hyn yn werthfawr o ran galluogi defnyddio cerbydau i ddechrau, ond mae sefydlu seilwaith ar gyfer ail-lenwi â thanwydd llawn yn gofyn am ymdrech fawr gan y Llywodraeth, y sector cyllid a diwydiant. Mae SERC wedi chwarae rôl arweiniol wrth gynghori llywodraethau Cymru a ' r DU yn y maes hwn, drwy ' r rhaglen ardal economaidd carbon isel (LCEA) (2010-2013) a rhaglen symudedd H2 y DU (2012-2013).

I ategu ' r rôl gynghori hon, mae ymchwil y Brifysgol yn cynnwys modelau gofodol, llif traffig logisteg a modelu defnyddio technoleg ac optimeiddio mathemategol i helpu i gynllunio ' n strategol ar gyfer datblygu seilwaith ail-lenwi tanwydd hydrogen, gan gynnwys llwybrau pontio optimaidd.

Mae ymgysylltiad diwydiannol wedi bod yn nodwedd allweddol o ' r thema hon. Yn deillio o ' r LCEA, cynorthwyodd SERC Honda, forward Swindon a De orllewin RDA yn y broses o greu pwerdy tanwydd Honda Swindon hydrogen, a osodwyd gan BOC Linde (2011) a phrosiect llochesi fferi hydrogen Harbwr Bryste (Auriga Energy, air Cynhyrchion 2013).

Mae SERC hefyd yn cyflawni R&D Cerbydau hydrogen, ar gyfer cerbydau sy ' n danwydd tanwydd a cherbydau peiriannau hylosgi ac yn cynnwys tanwyddau hylosgi uwch hydrogen a hydrogen. Mae ' r mwyafrif o R&D SERC mewn cerbydau celloedd tanwydd wedi canolbwyntio ar fodelu a rheoli trenau Drive, tra bod diddordeb mewn cerbydau hylosgi ar sail hydrogen yn cynnwys profi injan a defnyddio cerbydau.

Yr enghraifft ddiweddaraf o hyn yw prosiect ail-reoli hydrogen yr EcoIsland (£ 4.66 m TSB a ariennir), sy ' n ceisio integreiddio cynhyrchu trydan adnewyddadwy, cynhyrchu hydrogen electrolytig a defnyddio cerbydau hydrogen. Mae SERC ar y cyd â ITM Power, SSE, IBM, Toshiba, NPL a Phrifysgol Nottingham. Bydd y prosiect yn cynnwys defnyddio cerbydau hydrogen i gael eu lloecio ym Maglan a Glyntaf.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Mae ' r thema hon, o fewn gweithgarwch ymchwil hydrogen ehangach SERC, wedi canolbwyntio ' n bennaf ar ymgysylltiad y Llywodraeth a ' r diwydiant. Fodd bynnag, mae SERC wedi cyhoeddi chwe phapur cyfnodolyn rhyngwladol, gan ganolbwyntio ' n benodol ar waith ar optimeiddio trenau cell danwydd hydrogen.

Cydweithio diwydiannol

Air Liquide, Air Products, Honda, BOC Linde, ITM Power, IBM, Toshiba, SSE, NPL, grŵp Hardstaff-yn cymryd rhan fel partneriaid R&D cydweithredol
Grŵp llywio cerbydau carbon isel Cymru, Fforwm Modurol Cymru, Llywodraeth y DU (DfT – OLEV, BIS) – rôl gynghori ar gerbydau hydrogen a ' u datblygiad, ac yn y broses o ddatblygu ' r seilwaith yn dioddef o hydrogen.

R&D biopolymerau

Mae SERC yn cynnal ymchwil ar gynhyrchu polymer sy ' n seiliedig ar fioamrywiaeth a bioddiraddadwy sef polyhydroxyalkanoates ac asid polyglutamig. Mae ymchwil yn cynnwys dealltwriaeth o cineteg prosesau a gweithredu systemau monitro, modelu a rheoli newydd er mwyn gwneud y gorau o gynhyrchu biopolymer.

Mae ' r swbstradau a ddefnyddir yn fiomas a gwastraff gradd isel. Mae ' r pwyslais R&D presennol yn cynnwys integreiddio prosesau fel biohydrogen ac asianiaethau anaerobig a threulio anaerobig gyda phroses PHA cynhyrchu gan ddefnyddio diwylliannau bacteriol pur a chymysg.

Mae SERC yn rhedeg prosiect ar hyn o bryd yn y maes hwn o ' r enw SUPERPHA – systemau a ymchwil peirianneg cynnyrch ar gyfer Polyhydroalkanoates (PHA).

Modelu a rheoli

"Fframwaith gweithredu ar gyfer modelau trin dŵr gwastraff sy ' n gofyn am arbenigedd rhaglennu gofynnol"

Mae ' r lawrlwytho sydd ar gael yn rhad (o ' r fan hon) yn llwyfan Matlab-Excel ar gyfer gweithredu modelau o blanhigion WWT.

Yn draddodiadol, mae modelu mathemategol mewn biotechnoleg amgylcheddol wedi bod yn adnodd anodd ei ddefnyddio i ymchwilwyr a myfyrwyr sydd heb arbenigedd rhaglennu. Mae ' r hyblygrwydd mawr sydd ei angen o lwyfannau gweithredu enghreifftiol i fod yn addas ar gyfer ceisiadau ymchwil yn cyfyngu ar eu defnydd i raglennu defnyddwyr arbenigol. Fodd bynnag, nid yw pecynnau meddalwedd sy ' n gyfeillgar i ' r defnyddiwr yn cynnwys yr hyblygrwydd angenrheidiol ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau ymchwil. Mae ' r gwaith hwn yn cyflwyno methodoleg yn seiliedig ar Excel a Matlab-efelychydd ar gyfer gweithredu modelau mathemategol yn hyblyg ac yn hygyrch gan ymchwilwyr gyda a heb arbenigedd rhaglennu.

Mae ' r modelau bron wedi ' u diffinio ' n llawn mewn ffeil Excel lle mae enwau a gwerthoedd y newidynnau a pharamedrau cyflwr yn cael eu creu yn hawdd. Mae ' r wybodaeth hon yn cael ei phrosesu yn awtomatig yn Matlab i greu strwythur model ac efelychu model bron ar unwaith, ar ôl dim ond diffiniad Cod Matlab lleiaf, yn bosibl. Mae ' r fframwaith a gynigir hefyd yn darparu ymchwilwyr rhaglennu arbenigol gyda llwyfan hyblyg ac addasadwy iawn i seilio gweithrediad model mwy cymhleth arno. Mae ' r dull yn manteisio ar gyffredinoldebau strwythurol yn y rhan fwyaf o fodelau o fiobrosesau amgylcheddol tra ' n galluogi integreiddio elfennau uwch (e.e. swyddogaethau heuristig, cydberthyniadau). Mae ' r fethodoleg eisoes wedi cael ei defnyddio ' n llwyddiannus mewn nifer o astudiaethau ymchwil.

Modelu celloedd tanwyddau microbaidd

Datblygwyd a dangoswyd model mathemategol cynhwysfawr ar gyfer celloedd tanwydd microbaidd. Mae ' r model, gyda strwythur yn seiliedig ar hafaliadau cydbwysedd màs, yn disgrifio dynameg celloedd tanwydd microbaidd cyflawn. Tybir bod compartmentau anodig a catthodic yn adweithyddion hollol gymysg a disgrifir bioffilm amryliw gan ddefnyddio ymagwedd arwahanol un dimensiwn i haenau hollol gymysg. Mae ' r model yn cynrychioli ' n fanwl, ymhlith elfennau eraill, electrod chineteg a cylched trydanol cyflawn; rhywogaethu cemegol cynhwysfawr sy ' n sylfaen i asid a chodi niwtraliaeth; cludiant torfol o ' r holl rywogaethau y tu mewn i ' r bioffilm a thrwy ' r bilen wahanu a fodelwyd yn benodol; metaboledd microbaidd (a chynnyrch) yn swyddogaeth egnigion lleol. Mae mecanweithiau cludiant electron lluosog, sydd wedi ' u cydgysylltu gan ystyriaethau bioegol, yn cael eu cyflwyno a ' u trafod mewn theori.

Cyflwynir nifer o astudiaethau achos cynrychioliadol er mwyn dangos y gallu enghreifftiol i ddisgrifio ymddygiad a arsylwir trwy arbrawf mewn MFCs. yn seiliedig ar yr efelychiadau model, roedd yn bosibl cynrychioli ffenomenau a welwyd arbrofol ar gerrynt uchel fel y gostyngiad cyfredol mewn foltedd cynyddol mewn cromliniau MFC. Drwy ddadansoddi efelychiadau enghreifftiol Priodolwyd hyn i graddiannau pH difrifol ac ataliad y tu mewn i ' r bioffilm. Cadarnhau astudiaethau cynnar, mae ' r model hefyd yn atgynhyrchu effaith gadarnhaol crynodiadau clustogi uwch ar berfformiad MFC ar gerrynt uchel. Mae cynnyrch twf microbaidd amrywiol a metabolaeth fel swyddogaeth egnigion lleol yn sefydlu perthynas rhwng tyfiant biomas electroactif a thrwch bioffilm gyda photensial electrod a chrynodiadau lleol. Gweithredir y model mewn llwyfan hyblyg iawn ar gyfer addasiadau strwythurol sy ' n galluogi gweithredu model ar gyfer cyfluniadau eraill ar y BES.

Storio hydrogen a gwyddor deunyddiau

Mae ' r ymchwil yn ein grŵp yn ymwneud â dylunio a synthesis o bolymerau a geliau metel trosiannol wedi ' u teilwra ' n benodol ar gyfer ceisiadau mewn math newydd o storio hydrogen, lle mae rhwymo math kubas (math o gallbryniant gwan o hydrogen gydag diflanu yn y 20-30 kJ/mol amrediad a ragwelir i fod yn ddelfrydol ar gyfer defnyddio tymheredd yr ystafell) yw ' r prif fecanwaith storio, gan eu gwneud yn wahanol i ddeunyddiau hydrereidiau a physisorption traddodiadol.

Cafodd y deunyddiau eu darganfod am y tro cyntaf yn 2009 gan y grŵp Antonelli ac yn dangos eiddo storio rhyfeddol gyda galluoedd storio folirig sydd eisoes yn debyg i lawer o ' r 2015 o dargedau system DOE heb anfanteision deunyddiau ffisisorption neu hydreids. Mae ' r deunyddiau hyn yn meddu ar isothermau llinol, diflanu sy ' n codi gyda gorchudd arwyneb, nad oes ganddynt unrhyw rwystrau cinetig neu thermodynamig i storio ar 298 K, ac maent yn gweithredu gan ddefnyddio pwysau fel Toglo ar gyfer defnydd ar unwaith a rhyddhau hydrogen. Mae astudiaethau Cyfrifiannol yn awgrymu perfformiadau mor uchel â 9.9 WT% mewn rhai achosion, fel bod potensial y deunyddiau hyn mewn cymwysiadau masnachol yn ymddangos yn eithriadol yn y cyfnod cynnar hwn.

Mae canlyniadau ymchwil mawr yn effeithio ar

Mae ' r grŵp Antonelli wedi cyhoeddi 26 o bapurau ers 2008 yn y meysydd storio hydrogen a gwyddor deunyddiau ac wedi ffeilio dau batentau yn yr ardal storio hydrogen gan ddefnyddio ' r rhyngweithiad Kubas.
Mae ' r ymchwil wedi arwain at bum papur yn y cyfnodolyn y Gymdeithas Gemeg Americanaidd yn ogystal â sawl papur yn arwain cylchgronau Cymdeithas gemegol Americanaidd yn ogystal ag uchafbwynt yn y bwletin i MRS Bulletin a deunyddiau wiley.
Rydym hefyd yn ddiweddar wedi dechrau prosiect 1.6 M USD gyda Chrysler a hydro Quebec i ddatblygu ein deunyddiau storio hydrogen.

Cydweithio diwydiannol

Mae Chrysler a hydro Quebec yn gyllidwyr a Chydweithredwyr, gwerth 1.6 M USD, drwy ' r rhaglen A4B Cymru. Rydym yn datblygu eiddo deallusol o batentau ar gyfer masnacheiddio
Drwy ' r Athro Antonelli, SERC yw cynrychiolaeth y DU ar yr MPNS MP1103 Action COST ar gyfer deunyddiau Nanostrwythuredig ar gyfer storfeydd hydrogen y wladwriaeth ar gyfer hydrogen

SERC yw cynrychiolaeth y Deyrnas Unedig ar MPNS COST gweithredu MP1103: deunyddiau Nanostrwythuredig ar gyfer storio hydrogen solet-wladwriaeth

Uned Ymchwil trin dŵr gwastraff

Mae ' r uned ymchwil triniaeth dŵr gwastraff yn canolbwyntio ' n arbennig ar dreulio anaerobig i gynhyrchu methan o wastraff organig, solid a hylifol, gan gynnwys monitro a rheoli ar-lein ac mae ganddo 30 mlynedd o brofiad yn y maes hwn a chyfleusterau ardderchog. Mae ' r uned ymchwil yn cael ei chydnabod yn genedlaethol ac yn rhyngwladol am ei gwaith ac mae ' n un o ' r grwpiau ymchwil mwyaf blaenllaw yn Ewrop. Mae dros 100 o bapurau gwyddonol wedi ' u cyhoeddi ac mae ' r tîm yn dal nifer o batentau ym maes monitro prosesau biolegol. Mae llawer o waith SERC mewn cysylltiad â diwydiant.