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项目详情 01

University of Sydney Nano Institute|按需制备过氧化氢

供电方式、设备利用率与部件寿命如何影响现场生产方案?我建立 Excel 框架,将电化学假设与设备和年度成本联系起来。

项目概览

项目类型
2025 年荣誉论文 · 基于文献的 Excel 评估
Marshall 的负责内容
个人技术经济建模与情景评估
学术指导
由 Sydney Nano 成员 Dr. Li Wei 指导导师官方主页

研究问题

小规模或偏远用户在采购大宗过氧化氢时,可能面临运输与储存限制。我的论文研究模块化电化学生产这一替代路径,分析评估方案时需要考虑哪些技术与运行假设。

我的负责内容

我根据已发表的电化学数据、工程假设与成本输入,建立性能和成本框架,将电化学性能模型连接到部件成本及更换安排。工作还包括示例需求与模块数量之间的计算流程,以及传统蒽醌法供应链的比较框架。

模型如何连接

使用法拉第定律建立产量关系,按面积估算堆栈成本,并应用资本回收因子与部件寿命安排费用。供电比较采用示例假设,属于概念性评估,并非三套经过独立运行验证的仿真。

  • 在 Excel 中将电流密度、有效面积、电压和假设的法拉第效率联系到用电功率与过氧化氢产量。
  • 按电极面积建立膜、气体扩散层、催化剂与耐腐蚀硬件的成本,再连接资本年化、公用工程和部件更换费用。
  • 比较电网、无电池的纯太阳能,以及太阳能加电网备用三种方式的利用率、间歇性和装机容量需求。

分析揭示了什么

交付物是一套呈现供电方式、运行时间与部件更换关系的评估框架。情景讨论说明纯太阳能运行面临的利用率问题,以及太阳能不足时电网备用维持运行的作用。

项目交付与依据

  • 性能与成本框架

    论文方法部分(第 3.2–3.4 节)及配套性能、资本成本和部件更换工作表,记录了模型结构。

  • 供电情景

    论文第 4.3 节及表 10 记录电网、纯太阳能与混合供电的比较,其中容量因子为示例假设。

结果边界

这是基于文献的建模研究,未经实验或装置验证,不构成已验证的生产成本或商业优势结论。长期性能、逐时太阳能调度和完整生命周期评价不在本案例范围内。

Excel 建模技术经济分析供电情景