新研发的光动力催化剂可以从恶臭的硫化氢中制造出低成本的氢气
2022-11-02 20:35:23 来源: cnBeta

硫化氢像臭鸡蛋一样臭,人类的臭屁中就包含这一化合物因而“臭名昭著”,它还具有毒性、腐蚀性、易燃性,并作为石油炼制厂的一种昂贵的副产品大量生产。现在,研究人员已经找到了一种简单、有利可图的方法,将其转化为氢气。

目前处理硫化氢的方法,特别是应对提炼石油或天然气时不可避免的废品时,是用空气将其加热到800-1100℃(1470-2000℉)之间,然后通过一系列的冷凝器、再热器和催化反应器,在所谓的克劳斯工艺中将其转化为硫磺和水。硫磺可以出售,但所涉及的高温使这一过程非常耗费能源。

现在,莱斯大学的研究人员说,他们已经找到了一种方法,可以基本消除能源的使用及其相关的排放,同时仍然可以回收硫磺并捕获有用的氢气。

新工艺使用了一种纳米设计的二氧化硅粉末催化剂,每颗颗粒上都有仅十亿分之一米宽的纳米金颗粒。这些金颗粒对特定波长的可见光反应强烈,射出被称为"热载体"的短命电子,其携带的能量足以将硫化氢分子有效地分裂成氢气和硫,以便单独捕获。

这个过程可以完全由太阳光驱动,因此在有太阳光的地方,炼油厂的运营成本或多或少是零成本的。但是根据研究小组的说法,它在人造光下也能正常工作,而且最终可能会非常便宜和高效,以至于可以用低功率LED照明来完成,并在清理地下污水气体时收获氢气和硫磺。

"硫化氢排放可能导致工业界的高额罚款,但补救措施也非常昂贵,"该研究的主要作者、Syzygy Plasmonics公司的联合创始人Naomi Halas说,该公司已授权新技术进行商业化。"'改变游戏规则'这一短语被过度使用,但在这种情况下,它适用。实施等离子体光催化应该比传统的补救措施要便宜得多,而且它还有可能将昂贵的负担转化为越来越有价值的商品。"

虽然这种方法实际上可以减少碳排放,因为它在提炼过程中避免了大量的能源使用,但所产生的氢气似乎不太可能满足"绿色"分类的标准,因为它依旧来自化石燃料。

该研究发表在《ACS能源通讯》杂志上。

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