科学家们发现了一种新的化学方法,可以将恶臭的有毒气体转化为清洁的燃料。
美国化学学会期刊《ACS可持续化学工程》最近详细介绍了这一过程,它将硫化氢——通常被称为“下水道气体”——转化为氢燃料。硫化氢从粪堆和下水管道排放出来,是石油和天然气炼制、造纸和采矿等工业活动的主要副产品。
本研究中详细描述的过程使用相对较少的能源和相对便宜的材料——化学硫化铁和微量钼作为添加剂。
除了闻起来像臭鸡蛋,硫化氢是剧毒的,会腐蚀管道,危害人体健康。
该研究的合著者、俄亥俄州立大学化学和生物分子工程研究助理Lang Qin说:“硫化氢是工业和环境中最有害的气体之一。由于这种气体非常有害,一些研究人员希望将硫化氢转化为无害的物质,最好是有价值的物质。”
该研究建立在同一研究小组之前的工作基础上,使用了一种称为化学循环(chemical looping)的过程,即在高压反应堆中加入金属氧化物颗粒,在空气和燃料不直接接触的情况下燃烧燃料。
该团队首先利用煤和页岩气的化学循环将化石燃料转化为电能,而不向大气中排放二氧化碳。最初的过程是用氧化铁来分解化石燃料。
研究人员后来将这一概念应用到硫化氢上,并发明了将硫化氢转化为氢的SULGEN工艺。Qin说,研究人员发现,纯化学物质硫化铁在大规模工业应用中表现不佳。
该研究小组一直在努力寻找其他可以催化这种转化的廉价化学物质。研究表明,在硫化铁中加入微量钼可能是一个有吸引力的选择。
这种材料相对便宜且容易获得,使其成为大规模应用的一个有吸引力的选择。
研究人员说,将这种有毒气体转化为氢燃料,就会产生替代石油和天然气的燃料,而石油和天然气是造成气候变化的主要因素。
该研究的主要作者、俄亥俄州立大学清洁能源研究实验室的研究生Kalyani Jangam说:“现在说我们的研究能否取代现有的任何氢燃料生产技术还为时过早。但我们正在做的是调整这个分解过程,并从中制造出有价值的产品。”
在这项最新的研究中,研究人员发现钼可以促进硫化氢的分解,将其分解为两部分——氢和硫。
这项工作还处于科学研究的早期阶段——研究人员表明,这一过程目前是在实验室中进行的,但即将进行工业层面的测试。
Qin说:“我们想要解决有害气体问题,化学循环过程可以做到这一点。我们找到了一种方法,在实验室里创造了这种增值的氢燃料。”
本文的资深作者是俄亥俄州立大学化学与生物分子工程教授Liang-Shih Fan,其实验室的前博士生Yu-Yen Chen也做出了贡献。
(原文来自:氢能新闻 全球氢能网、新能源网综合) |