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俄亥俄州立大学将“下水道气体”转化为清洁的氢燃料

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58京牌 ,科学家们开发了一种新化学工艺,可以将发臭的有毒气体转化为清洁燃烧的燃料。

(图片来源:俄亥俄州立大学)

该工艺可以将硫化氢(通常称为“下水道气体”)转化为氢燃料。硫化氢从粪堆和下水道管道中排放出来,是炼油和天然气、造纸和采矿等工业活动的主要副产品。本项研究中提到的工艺,使用的能源相对较少,而且材料成本相对较低,以化学硫化铁和微量钼为添加剂。

除了闻起来像臭鸡蛋,硫化氢还具有剧毒,能腐蚀管道,损害接触到的人的健康。俄亥俄州立大学化学和生物分子工程学研究助理Lang Qin表示:“硫化氢是对环境最有害的工业气体之一。因此,许多研究人员希望将其转化为接近无害的物质,最好有一定的使用价值。”

这项研究建立在同一研究小组先前工作的基础上。该小组使用了一种名为化学循环(chemical looping)的方法,即在高压反应器中加入金属氧化物颗粒,以在空气和燃料没有直接接触的情况下燃烧燃料。该研究小组首先通过煤和页岩气化学循环,将化石燃料转化为电能,而不向大气排放二氧化碳。最初的过程是使用氧化铁来分解化石燃料。

研究人员后来将这一概念应用于硫化氢,并发明了将硫化氢转化为氢的SULGEN工艺。研究人员发现,硫化铁纯化学物质在大规模工业应用中表现不佳。研究小组一直在努力寻找其他低成本化学物质,以进一步催化转化过程。这项研究表明,在硫化铁中引入微量钼或是一种有吸引力的选择。这种材料相对成本较低,易于获得,有望用于大规模运营。

将这些有毒气体转化为氢燃料,可以替代石油和天然气,从而减少对气候变化的影响。俄亥俄州立大学清洁能源研究实验室的研究生Kalyani Jangam表示:“现在判断我们的研究是否可以取代现有氢燃料生产技术,还为时过早。我们正在调整分解过程,以制造有价值的产品。”

在最近的研究中,研究人员发现,钼能促进硫化氢的分解,将其分解为两部分,即氢燃料和硫。该工艺在实验室中行之有效,并即将进行工业级测试。Qin表示:“总的来说,我们想要解决有害气体的问题。我们认为,化学循环工艺可以实现这一点。我们找到了一种在实验室中制造增值氢燃料的方法。”

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