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利用太阳能电化学反应从废水中制造氨体彩app下

2021-09-17 01:07

  伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的工程师们创造了一种太阳能电化学响应,它不但操纵废水缔制氨(宇宙上产量第二大的化学品),况且还实行了太阳能到燃料的效果,比任何其他可比技能好 10 倍。他们的探求结果公告正在《能源与情况科学》上,这是一本探求能源输送和情况偏护交叉题目的顶级期刊。

  首席探求员、UIC 工程学院化学工程助理讲授 Meenesh Singh 说:“这项技能和咱们的手法正在答应按需合成肥料方面有很大的潜力,体彩app下载并能够对富强邦度和进展中邦度的农业和能源部分,以及对淘汰化石燃料形成的温室气体的悉力形成雄伟影响”。

  氨是一个氮原子和三个氢原子的组合,是化肥和很众制制品(如塑料和药品)的一种要害化合物。目前用氮气缔制氨的手法必要燃烧化石燃料形成的大宗热量,以粉碎氮原子之间的强键,使它们也许与氢气连结。这个有百年汗青的进程形成了环球温室气体排放的很大一片面,这是天气转折的驱动力。

  此前,辛格和他的同事开拓了一种情况友谊的手法,通过正在水基溶液顶用带电的、遮盖着催化剂的网筛过滤纯氮气来缔制氨。这种响应只操纵了极少量的化石燃料能源来电化网屏,从而明白氮原子,但它形成的氢气(80%)众于氨气(20%)。

  现正在,探求职员正在该根底长进一步革新,并开拓出了一种新的手法。它们操纵硝酸盐(最常睹的地下水污染物之一)来供给氮气,并操纵太阳光来电化响应。该体例形成近 100% 的氨,氢气副响应简直为零。该响应不必要化石燃料,也不形成二氧化碳或其他温室气体,其对太阳能的操纵形成了空前未有的太阳能-燃料效果,即STF,为 11%,体彩app下载比任何其他坐褥氨的前辈体例(约1%的STF)好10倍。

  这种新手法依赖于一种钴催化剂,探求职员正在他们公告正在《能源与情况科学》杂志上的论文《太阳能驱动的电化学合成氨,正在情况条目下具有11%的太阳能-燃料效果》中形容了这种催化剂和新工艺。

  为了确定催化剂,探求职员最初运用企图外面来预测哪种金属的成果最好。正在通过这些模子确定了钴之后,探求小组对这种金属实行了尝试,考试用分歧的手法来优化其正在响应中的活性。探求职员发掘,由氧化形成的粗疏的钴外观正在创造一个具有采取性的响应方面成果最好,这意味着它简直将一齐的硝酸盐分子转化为氨。

  辛格说:“操纵废水硝酸盐意味着咱们还必需从地外和地下水中铲除污染物。跟着时光的推移,这意味着这个进程能够同时有助于订正工业废物和径流水,并从新均衡氮轮回,独特是正在乡下地域,这些地域能够会始末经济上的倒霉身分,或担任着接触过量硝酸盐的最大危急”。

  他延续说道:“咱们都对这一效果觉得极度兴奋,况且咱们不会正在此止步。咱们祈望咱们很速就会有一个更大的原型,咱们可能正在更大的领域内实行测试,咱们依然正在与市政公司、污水管制中央和行业内其他机构配合,进一步开拓该体例”。