
科技发展日新月异,在汽车行业的体现尤为明显。传统的燃油汽车,二氧化碳的排放是一个大问题,这也使得新能源汽车逐渐占据更多的市场份额。后者中,纯电动汽车势头正猛,氢动力汽车慢慢浮出水面。
近日,科研人员又有新举措,丹麦的一项新科技可以减少CO2的排放;同时,来自英法等国家的国际科学家团队研发出了热学可逆氢反应器,可以直接生产纯净的氢气。
合成气新技术降低CO2排放
合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分,用作化工原料的一种原料气。合成气的原料范围很广,可由煤或焦炭等固体燃料气化产生,也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取,还可由重油经部分氧化法生产。最主要的合成气化学品,是用合成气中的氢和空气中的氮在催化剂作用下加压反应制得的氨,其加工产品有尿素、各种铵盐(如氮肥和复合肥料)、硝酸、乌洛托品、三聚氰胺等,这些都是重要的化工原料。此外,甲醇是合成气化学品中第二大产品。

据国外媒体报道,丹麦技术大学、丹麦技术研究所以及其他科研单位的研究小组共同开发一项突破性技术,将电加热催化结构直接整合到蒸汽甲烷重整反应器中,使得合成气的生产过程中,CO2的排放量将大大降低。数据显示,全球大约3%的CO2排放来自合成气生产过程,相当于所有航空公司的排放量,这一技术可以在生产合成气时,将CO2的排放减少到三分之一。
通过计算机模拟和实验室测试,研究小组发现,直接电加热与创新的薄催化涂层相结合,可以提高能源效率和催化效率。电热源与反应部位密切接触,使反应接近热平衡状态,提高了催化剂的利用率,限制不必要的副产物的生成,包括CO2。专家表示,电气化反应器将是化学工业的下一个发展方向,生产商可以在不增加生产成本的情况下,使整个行业向更加环保的方向发展。如果这项技术能应用到汽车行业,将极具商业吸引力。此前,就有德国的研究人员利用蜂窝状催化剂从基于生物质合成气体混合物中生产出可再生甲烷,可用于汽车的燃料。
热学可逆氢反应器堪称“完美”
除了甲烷,氢也是一种非常有用的燃料,前不久,氢能源车也成为一个热词。然而,虽然氢是宇宙中最丰富的元素,但很难提纯。不过据外媒报道,一个国际科学家团队,首次研发出热力学可逆的氢化学反应器,从而以纯产品流的形式生产氢,无需对最终产品进行昂贵的分离,这也被外界誉为化学工业向前迈出的“转型”一步。同时,这项技术对氢能源车来说绝对是一大利好——目前,氢燃料电池在价格和技术上存的瓶颈,使得氢能源车的推广之路并不顺畅。

这项研究由英国纽卡斯尔大学领导,由杜伦大学、爱丁堡大学和法国欧洲同步加速器辐射设施的专家参与。纽卡斯尔大学化学工程教授伊恩·梅特卡夫表示:化学变化通常是通过多种反应物混合在一起并加热混合反应来实现,但是这导致了损失,反应物的不完全转化和最终需要分离的产物的混合物。有了氢记忆反应堆,可以生产出纯净的、分离的产品,这样的反应堆堪称“完美”。
氢是一种清洁而有用的能源,可以用作燃料、发电,还可以通过天然气网络储存和运输,但所有的过程(无论是化学、机械的还是电子的)在热力学上都是不可逆的,如果没有这些过程,效率就会降低。因此在传统的化学反应器中,氢被生产出来它需要与其他产品分离,这是一个既昂贵又往往能源密集型的过程。
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