新型太陽(yáng)能催化劑可在捕捉甲烷后生成純氫和碳

在 20 年的時(shí)間里，甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳嚴(yán)重 80 倍，即使我們開(kāi)始減少二氧化碳，甲烷的排放量也在激增。因此，中佛羅里達(dá)大學(xué)的新型碳?xì)浠衔锊都㈥?yáng)光驅(qū)動(dòng)催化劑是一個(gè)非常有吸引力的想法。

催化專(zhuān)家理查德-布萊爾（Richard Blair，左）和納米技術(shù)專(zhuān)家勞倫-泰塔德（Laurene Tetard）（均來(lái)自佛羅里達(dá)大學(xué)）聯(lián)手發(fā)現(xiàn)了令人興奮的光催化新技術(shù) 圖/中佛羅里達(dá)大學(xué)

中佛羅里達(dá)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心和佛羅里達(dá)太空研究所的研究人員表示，他們已經(jīng)研制出一種富含硼的光催化劑，這種催化劑具有納米級(jí)缺陷或結(jié)構(gòu)不規(guī)則，可以將甲烷等碳?xì)浠衔镦湶鸱殖蔁o(wú)害成分。

(資料圖)

輸入僅僅是太陽(yáng)光（如果可能的話(huà)，進(jìn)行濃縮）和含有碳?xì)浠衔锏目諝狻］敵鍪羌儦洌捎糜诟鞣N能源目的）和純碳（另一種可銷(xiāo)售的商品，具有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，還可用作潤(rùn)滑劑等）。

重要的是，該工藝不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳或一氧化碳。這與利用甲烷和水生產(chǎn)氫氣或合成氣的典型工業(yè)流程形成了鮮明對(duì)比，后者會(huì)排放大量的二氧化碳或一氧化碳。

加州大學(xué)弗吉尼亞分校催化專(zhuān)家理查德-布萊爾在一份新聞稿中說(shuō)："這項(xiàng)發(fā)明實(shí)際上是一舉兩得。我們可以獲得綠色氫氣，還可以去除，而不是真正封存甲烷。將甲烷加工成氫和純碳后可用于電池等用途。我們的工藝將甲烷這種溫室氣體轉(zhuǎn)化為非溫室氣體和兩種有價(jià)值的產(chǎn)品--氫和碳--我們已經(jīng)從循環(huán)中去除甲烷。"

研究小組認(rèn)為，他們的工作可以大大降低能源生成催化劑的成本，擴(kuò)大他們工作的可見(jiàn)光頻率范圍，并提高太陽(yáng)能光催化的效率。它不僅可以在不需要水的情況下實(shí)現(xiàn)比綠色更環(huán)保的氫氣的工業(yè)生產(chǎn)，還可以為直接捕捉大氣中的甲烷提供一種商業(yè)上可行的方法。

甲烷是農(nóng)業(yè)、垃圾填埋場(chǎng)、廢水處理設(shè)施和一些主要工業(yè)流程中不可避免的副產(chǎn)品。天然氣生產(chǎn)商在鉆探甲烷時(shí)，甲烷就會(huì)大量泄漏出來(lái)，并通過(guò)管道和配件輸送到家庭和工業(yè)，在那里甲烷通常會(huì)被燃燒，產(chǎn)生更多的二氧化碳。

人類(lèi)驅(qū)動(dòng)的氣候變化已經(jīng)開(kāi)始導(dǎo)致大氣中甲烷的顯著飆升，這要?dú)w功于熱帶濕地的擴(kuò)大（甲烷從濕地中分解釋放出來(lái)），以及極地永久凍土的融化（永久凍土?xí)亓舸罅考淄椋?/p>

如果這種光催化劑在商業(yè)規(guī)模上證明是可行的，那么太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的甲烷捕集技術(shù)就有可能部署在大型甲烷排放點(diǎn)周?chē)瑫r(shí)產(chǎn)生多種收入來(lái)源，這無(wú)疑是一個(gè)令人興奮的想法。

布萊爾說(shuō)："在我們出現(xiàn)之前，這種氮化硼一直被認(rèn)為是惰性的。也許是用于潤(rùn)滑劑，也許是化妝品。但它沒(méi)有任何化學(xué)用途。然而，通過(guò)缺陷工程，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種化合物在生產(chǎn)碳和綠色氫氣方面具有巨大潛力，而且可能會(huì)大量生產(chǎn)。"

該團(tuán)隊(duì)正在尋找許可和贊助研究的機(jī)會(huì)，以推進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展。

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