- 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)
- 發(fā)布日期：2022-06-07
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(mǎn)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”。
