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科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的化學(xué)過程，可以將難聞的有毒氣體轉(zhuǎn)化為更清潔的燃料。最近發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《ACS可持續(xù)化學(xué)工程》上的一項(xiàng)研究詳細(xì)介紹了這一過程，它將硫化氫(俗稱“下水道氣體”)轉(zhuǎn)化為氫燃料。硫化氫是從廢物堆和下水道管道排放出來(lái)的，是工業(yè)活動(dòng)的關(guān)鍵副產(chǎn)品，包括石油和天然氣開采、造紙和采礦。
研究詳細(xì)介紹的過程使用相對(duì)較少的能源和相對(duì)便宜的材料——化學(xué)硫化物鐵和微量鉬——作為添加劑。除了聞起來(lái)像臭雞蛋，硫化氫是劇毒的，會(huì)腐蝕管道，危害接觸它的人的健康。
“硫化氫是工業(yè)和環(huán)境中最有害的氣體之一，”該研究的合著者、俄亥俄州立大學(xué)化學(xué)和生物分子工程系的研究助理秦朗說(shuō)。“由于這種氣體非常有害，一些研究人員希望將硫化氫轉(zhuǎn)化為危害較小的物質(zhì)，最好是有價(jià)值的物質(zhì)。”
該研究建立在同一研究小組之前的工作基礎(chǔ)上，該研究使用了一種叫做化學(xué)循環(huán)的過程，在這種過程中，金屬氧化物顆粒被添加到高壓反應(yīng)堆中，在空氣和燃料之間不直接接觸的情況下燃燒燃料。該團(tuán)隊(duì)首先對(duì)煤和頁(yè)巖氣進(jìn)行化學(xué)循環(huán)，在不向大氣釋放二氧化碳的情況下將化石燃料轉(zhuǎn)化為電能。最初的過程是用氧化鐵分解化石燃料。
研究人員后來(lái)將這一概念應(yīng)用于硫化氫，并發(fā)明了將硫化氫轉(zhuǎn)化為氫氣的SULGEN工藝。研究人員發(fā)現(xiàn)，純化學(xué)物質(zhì)硫化鐵在廣泛的工業(yè)用途中表現(xiàn)不佳。該研究小組一直在努力尋找其他廉價(jià)的化學(xué)物質(zhì)，以促進(jìn)更大規(guī)模的轉(zhuǎn)化。這項(xiàng)研究表明，在硫化鐵中加入微量鉬可能是一個(gè)有吸引力的選擇。這種材料相對(duì)便宜且容易獲得，使其成為大規(guī)模操作的一個(gè)有吸引力的選擇。
研究人員稱，將有毒氣體轉(zhuǎn)化為氫燃料可以替代石油和天然氣，而石油和天然氣是造成氣候變化的主要因素。
該研究的主要作者、俄亥俄州清潔能源研究實(shí)驗(yàn)室的研究生Kalyani Jangam說(shuō):“現(xiàn)在說(shuō)我們的研究是否可以取代任何現(xiàn)有的氫燃料生產(chǎn)技術(shù)還為時(shí)過早。但我們正在做的是調(diào)整分解過程，并從中生產(chǎn)出有價(jià)值的產(chǎn)品。”
在這項(xiàng)最新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，鉬可以促進(jìn)硫化氫的分解，將其分解為兩部分——?dú)淙剂虾土颉＿@項(xiàng)工作還處于科學(xué)過程的早期階段——研究人員已經(jīng)證明，這一過程在實(shí)驗(yàn)室中是可行的;工業(yè)測(cè)試即將開始。
秦朗說(shuō):“我們想要解決有害氣體的問題，我們認(rèn)為我們的化學(xué)循環(huán)將允許這一點(diǎn)。”現(xiàn)在，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了一種方法，創(chuàng)造這種增值氫燃料。”
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