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比利时研究人员开发新设备 将空气污染物变成氢能源

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发表于 2017-6-20 04:17:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
腾讯数码讯 比利时研究团队开发了一款新设备,它可以将污染物从空气中清除,然后转化为简单的氢。如何转化的?用阳光、纳米粒子、光电化学薄膜完成。

  安特卫普大学的萨米·维尔布鲁根(Sammy Verbruggen)说,项目构想来自两组研究人员,设备也是他们开发的。维尔布鲁根的团队一直在研究如何用光净化空气,他们开发了一种特殊的纳米材料,名叫“光催化剂”,光将材料激活,将空气污染物转化为无毒混合物。

  另一个研究团队来自于比利时卢汶大学,由教授约翰·马杜斯(Johan Martus)领导,他们开发光电化学材料,这是一种薄膜,可以将水转化为氢气,用来发电。

  维尔布鲁根解释说,新设备将两种技术整合在一起,不是将水转化为氢,而是将污染物转化为氢。

  “在理想条件下,任何东西穿过设备光的一端之后就会氧化,变成CO2。”维尔布鲁根解释说,“让我举一个比较容易懂的例子,以甲烷为例,它有4个碳原子,4个氢原子。在大多数理想的情况下,最终会在一端生成一个C02分子,在另一端生成2个氢气分子。从化学上讲,这种反应是完全清洁的。就目前而言,转化的效率达不到100%的水平,但是我们正在朝着这个方向努力。”

  研究人员使用的是相对简单、细小的有机分子,比如甲醛,醋酸、乙醇,它们对人体有害。甲醛是比常见的室内空气污染物,它让人头痛,还会让人患上其它疾病,甚至可能是癌症。乙醛进入大脑会让人有喝醉酒的感觉。

  小原型设备为我们指明了方向,很有希望,但是维尔布鲁根指出要让它产生明显的效果,必须按比例放大,这是一个挑战。

  “我想我们有两个主要的问题要解决,然后才能形成突破。”维尔布鲁根说,“一是提高效率,现在我们使用的材料是用紫外线激活的。看看太阳光谱,紫外线只占总光谱的5%。”

  有一种方法就是修改材料,这样就可以使用可见光。还有一种办法就是改进当前设计。在第一次测试时,研究人员制作了一块薄膜,激活区域只有1平方厘米。维尔布鲁根说,与其它太阳能技术相比,比如屋顶太阳能面板,这样的面积很小。

  即使研究人员成功将设备扩大,如果污染区的面积很大,设备可能也派不上用场。

  “能不能净化整个城市?这种想法有点脱离实际,有点遥远。”维尔布鲁根说,“但是我认为这种技术迟早会有用,比如与特殊工业处理结合起来,发挥更好的效果。如果你在涂料行业或者纺织品行业工作,有些工序可能会用到大量的有机溶剂。工序中会排出废水,包含有机分子,排出时必须达到一定的环保标准。它们不能裸露在空气中。”

  “如果我们这样使用技术,一次就可以解决两个问题:一方面净化空气,另一方面将存储在空气污染物中的能量转化为氢气。”



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