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将“下水道气体”转化为清洁氢燃料

发布时间:2021-09-10 10:00:40

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燃烧的燃料。

美国化学学会杂志《ACS可持续化学工程》最近详细介绍了这一过程,该过程将硫化氢(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排放,是炼油、制气、造纸和采矿等工业活动的主要副产品。

本研究中详细介绍的工艺使用了相对较少的能源和相对便宜的材料,即化学硫化铁和微量钼作为添加剂。

硫化氢除了有臭鸡蛋的味道外,还具有剧毒性,会腐蚀管道,危害接触硫化氢的人的健康。

“硫化氢是工业和环境中最有害的气体之一,”该研究的合著者、俄亥俄州立大学化学和生物分子工程副研究员郎琴说。“由于硫化氢的危害性很大,许多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。”

这项研究是建立在同一研究小组之前的工作基础上的,该研究小组使用了一种称为化学链的方法,即在高压反应堆中添加金属氧化物颗粒,以燃烧燃料,而不使空气和燃料直接接触。该团队首先利用煤和页岩气的化学链将化石燃料转化为电能,而不会向大气排放二氧化碳。最初的过程使用氧化铁分解化石燃料。

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气的SULGEN工艺。秦说,研究人员发现,纯化学物质硫化铁在工业应用所需的大规模应用中表现不佳。该研究小组一直在努力寻找其他廉价的化学物质,这些化学物质可以大量催化这种转化。这项研究表明,在硫化铁中引入微量钼可能是一个有吸引力的选择。

这种材料相对便宜,而且容易获得,这使它成为大规模作业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可以产生替代石油和天然气,这是气候变化的主要原因。

该研究的主要作者、俄亥俄州清洁能源研究实验室的研究生Kalyani Jangam说:“现在判断我们的研究是否可以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分解过程,并从中生产出有价值的产品。”

在这项最新的研究中,研究人员发现钼改善了硫化氢的分解,将其分解为两部分氢燃料和硫。

这项工作是科学过程的早期,研究人员表明,这一过程在实验室中起作用;工业层面的测试即将到来。

秦说:“总的来说,我们希望解决有害气体问题,我们认为我们的化学链过程会允许这一点。”“在这里,我们已经找到了一种在实验室中实现这一点的方法,这种方法创造了这种增值氢燃料。”

本文的资深作者是俄亥俄州立大学化学和生物分子工程教授梁世凡。曾在范的实验室攻读博士学位的陈玉燕也做出了贡献。

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