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太阳能产生清洁氢气

导读 剑桥大学的一个科学家团队已经开发出一种利用太阳能产生可持续且相对便宜的燃料的方法。它利用自然光从生物质中产生氢气。现代社会面临的挑

剑桥大学的一个科学家团队已经开发出一种利用太阳能产生可持续且相对便宜的燃料的方法。它利用自然光从生物质中产生氢气。现代社会面临的挑战之一就是它的废物产品。随着自然资源的大量减少,将废物用于能源对政府和企业来说变得越来越紧迫。

自记录历史开始以来,生物质一直是热量和能量的来源。地球上的石油储量来自古老的生物质,这些生物质经历了数百万年的高压和高温。木质纤维素是植物生物质的主要成分,到目前为止,它只能通过使用高温将其完全分解的气化过程实现转化为氢气。

来自剑桥大学化学系的Moritz Kuehnel博士是Nature Energy上发表的一篇新研究论文的联合主要作者,他说:

“木质纤维素是天然的,相当于钢筋混凝土。它由强力,高度结晶的纤维素纤维组成,与木质素和半纤维素交织在一起作为胶水。这种刚性结构已发展成植物和树木的机械稳定性并保护它们免受降解,并使木质纤维素的化学利用具有挑战性。“

新技术依赖于简单的光催化转化过程。将催化纳米颗粒添加到碱性水中,其中悬浮生物质。然后将其放置在模拟太阳光的实验室的灯前。该溶液非常适合吸收这种光并将生物质转化为气态氢,然后可以从顶部空间收集。氢不含燃料电池抑制剂,例如一氧化碳,这使其可用于电力。

纳米粒子能够从太阳光吸收能量并用它来进行复杂的化学反应。在这种情况下,它重新排列水和生物质中的原子,形成氢燃料和其他有机化学物质,如甲酸和碳酸盐。联合主要作者,化学系的David Wakerley博士说:

“原料生物质中储存了大量的化学能,但它没有被定义,所以你不能指望它能用于复杂的机器,如汽车发动机。我们的系统能够将构成生物质的长而混乱的结构转换为氢气,这更有用。我们专门设计了催化剂和溶液的组合,允许使用太阳光作为能源进行这种转化。有了这个,我们可以简单地将有机物添加到系统中,然后,如果它是晴天,就会生产氢燃料。“

该团队在他们的实验中使用了不同类型的生物量。将木片,纸和叶子放入试管中并暴露在太阳光下。生物质预先不需要任何处理。该技术是在剑桥大学基督教多普勒可持续合成气化学实验室开发的。实验室负责人Erwin Reisner博士补充说:

“我们的阳光驱动技术令人兴奋,因为它可以在环境条件下从未加工的生物质中生产出清洁的氢气。我们将其视为高温气化和其他可再生氢气生产方式的新型可行替代方案。

未来的发展可以从任何规模设想,从离网应用的小型设备到工业规模的工厂,我们目前正在探索一系列潜在的商业选择。“

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