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效率提高八倍成本更低 科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)氫提取新技術(shù)

   2022-06-07 汽車(chē)之家

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核心提示:最近,從美國(guó)傳來(lái)好消息,氫提取技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展。該技術(shù)不僅大幅度控制了提取氫氣的成本,而且效率快了八倍。這項(xiàng)新技術(shù)

最近,從美國(guó)傳來(lái)好消息,氫提取技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展。該技術(shù)不僅大幅度控制了提取氫氣的成本,而且效率快了八倍。

這項(xiàng)新技術(shù)是由美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)的,除了三個(gè)小時(shí)內(nèi)可從液體載體中提取99%的氫分子之外,并且銠的使用量也減少了四分之三。特別是該系統(tǒng)易于擴(kuò)展規(guī)模,允許催化劑在商業(yè)規(guī)模上重復(fù)使用。目前北卡羅來(lái)納州已為該技術(shù)申請(qǐng)了臨時(shí)專(zhuān)利。

研究人員表示:在傳統(tǒng)的間歇式反應(yīng)器中,99%的光催化劑是氧化鈦,1%是銠,但該技術(shù)只需要使用0.025%的銠。銠的比例大量降低,無(wú)疑對(duì)最終成本產(chǎn)生了很大影響。因?yàn)橐豢算櫟某杀境^(guò)了500美元。

更重要的是,在他們的原型反應(yīng)器中,氫分子從液體載體中的釋放速度也很驚人。論文第一作者、北卡羅來(lái)納州前博士后研究員Malek Ibrahim說(shuō):“這比傳統(tǒng)的間歇反應(yīng)器快八倍,后者需要24小時(shí)才能達(dá)到99%的產(chǎn)率”。

另外,實(shí)驗(yàn)中唯一的副產(chǎn)品是氫氣和液體載體本身,上一輪循環(huán)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)后,只需經(jīng)過(guò)六小時(shí)的簡(jiǎn)單清潔過(guò)程,便可重復(fù)使用,非常具有可持續(xù)。

據(jù)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)披露的信息,該新技術(shù)成功的一個(gè)關(guān)鍵原因,是一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)器。反應(yīng)器類(lèi)似于一個(gè)裝滿沙子的薄而透明的管子。“沙子”由微米級(jí)的二氧化鈦顆粒組成,其中許多都涂有銠。氫液載體被泵入管的一端。鍍銠顆粒排列在管的外部,陽(yáng)光可以照射到那里。這些顆粒就是光反應(yīng)催化劑,在陽(yáng)光的作用下,與液體載體反應(yīng)并釋放出氣態(tài)的氫氣分子。

由于研究人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了精確的設(shè)計(jì),使得只有氧化鈦的外層顆粒涂有銠,確保系統(tǒng)使用的銠不超過(guò)必要的量。實(shí)際操作中,該技術(shù)應(yīng)用還可重復(fù)使用光催化劑和陽(yáng)光,以更快地從液體載體中提取氫氣,并使用更少的銠——使整個(gè)過(guò)程明顯降低成本。

在熱評(píng)君看來(lái),如果該技術(shù)一旦能夠被正式成功運(yùn)用,必將進(jìn)一步推動(dòng)氫能源汽車(chē)的快速發(fā)展。目前,該研究成果已發(fā)表在化工技術(shù)領(lǐng)域著名刊物《ChemSusChem》上,論文名稱(chēng)為“Continuous Room-Temperature Hydrogen Release from Liquid Organic Carriers in a Photocatalytic Packed-Bed Flow Reactor”。



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