将下水道气体转化为清洁的氢燃料

科学家们发现了一种新的化学过程,可以将发臭的有毒气体转化为清洁燃烧的燃料。

最近在美国化学学会杂志上详细介绍了这个过程 ACS 可持续化学工程,将硫化氢(通常称为“下水道气体”)转化为氢燃料。硫化氢从粪便堆和下水道管道中排放出来,是包括炼油和天然气、造纸和采矿在内的工业活动的主要副产品。

本研究中详述的过程使用相对较少的能源和相对便宜的材料 - 化学硫化铁和微量钼作为添加剂。

除了闻起来像臭鸡蛋外,硫化氢还具有剧毒,会腐蚀管道并危害接触它的人的健康。

“硫化氢是工业和环境中最有害的气体之一,”说 郎勤,该研究的合著者和研究助理 化学和生物分子工程 在俄亥俄州立大学。 “而且由于这种气体非常有害,许多研究人员希望将硫化氢转化为一种不太有害的东西,最好是有价值的。”

该研究建立在同一研究小组之前的工作基础上,使用的过程称为 化学循环,这涉及在高压反应堆中添加金属氧化物颗粒来燃烧燃料,而无需空气和燃料直接接触。该团队首先在煤和页岩气上使用化学循环将化石燃料转化为电能,而不会将二氧化碳排放到大气中。最初的过程使用氧化铁来分解化石燃料。

研究人员后来将这一概念应用于硫化氢并发明了 SULGEN 工艺,该工艺将硫化氢转化为氢气。秦说,研究人员发现,纯化学物质硫化铁在工业用途所需的大规模上表现不佳。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。该研究表明,将痕量钼引入硫化铁可能是一个有吸引力的选择。

这种材料相对便宜且易于获得,使其成为大规模运营的有吸引力的选择。

研究人员说,将这种有毒气体转化为氢燃料会产生一种替代石油和天然气,这是导致气候变化的主要因素。

“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,” 卡利亚尼·詹甘,该研究的主要作者和俄亥俄州立大学的研究生 清洁能源研究实验室. “但我们正在做的是调整这个分解过程,并从中制造出有价值的产品。”

在最近的这项研究中,研究人员发现钼可以改善硫化氢的分解,将其分解成两部分——氢燃料和硫。

这项工作处于科学过程的早期——研究人员表明该过程在实验室中有效;工业级的测试即将到来。

“大局是我们想要解决有害气体问题,我们认为我们的化学循环过程可以实现这一点,”秦说。 “在这里,我们找到了一种在实验室中制造这种增值氢燃料的方法。”

这篇论文的资深作者是 范良世,俄亥俄州立大学化学和生物分子工程教授。范实验室的前博士生陈玉燕也做出了贡献。


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