新聞直報員供求信息會員
當前位置 > 首頁 > 新材料 > 行業動態 > 正文內容
新型催化劑可再未來提供清潔的液氫燃料
文章來源:新能源網     更新時間:2023-12-28 15:16:02
研究人員正在開發一種零溫室氣體排放的氫基汽車燃料系統,使用的是一種經催化劑轉化的液體。這種方法仍在研究之中,但面臨著催化劑耐久性和氫氣生產的生態友好性等挑戰,凸顯了尋求政治層面支持可再生能源的必要性。

瑞典隆德大學的研究人員開發了一種創新的汽車燃料系統,該系統以循環方式運行,最大限度地減少了溫室氣體排放。該系統利用一種獨特的液體,在與固體催化劑結合后,轉化為汽車使用的氫燃料。使用后,用過的液體從汽車油箱中取出,重新充入氫氣即可再次使用。這一過程形成了一個閉環系統,大大減少了對環境的影響。

隆德大學的研究人員在兩篇研究文章中證明了這一方法的有效性,雖然目前仍處于基礎研究階段,但未來有可能成為一種高效的儲能系統。

隆德大學化學系教授奧拉-溫特(Ola Wendt)是這篇文章的作者之一,他說:"我們的催化劑是目前最有效的催化劑之一,至少從公開的研究成果來看是如此。"

應對氣候影響和探索氫氣

為了減少化石燃料產生的二氧化碳排放,必須找到生產、儲存和轉化能源的替代方法,以降低對氣候的影響。其中一種方法就是備受關注的氫氣,許多人認為氫氣是未來能源儲存的一種解決方案。自然界將能量儲存在化學鍵中,而氫氣相對于其重量而言具有最高的能量密度。然而,氣體很難處理,因此我們正在研究充有氫氣的液體燃料,這種燃料可以通過泵輸送,與現在加油站的輸送方式大致相同。

這一概念被稱為 LOHC(液態有機氫載體),并不是什么新概念。目前的挑戰在于找到一種盡可能高效的催化劑,能夠從液體中提取氫氣。

該系統打算使用一種"充有"氫的液體。液體被泵送通過固體催化劑,從而提取出氫。這可以用于燃料電池(將化學燃料轉化為電能),而"用過"的液體則被輸送到另一個罐中。唯一的排放物是水。

用過的液體可以在加油站倒掉,然后再注入新的充好電的液體。這可能意味著要大規模生產這種物質,相當于今天的煉油廠。

研究人員轉化了液體中 99% 以上的氫氣,并正在計算是否有可能將這種燃料用于大型車輛,如公共汽車、卡車和飛機。

"利用它們的大型油箱,也許可以達到與使用一箱柴油幾乎相同的行駛距離。"奧拉-溫特說:"與壓縮氫相比,還可以多轉換約 50% 的能量。"

組件與挑戰

研究過程中使用的液體是異丙醇(紗窗清洗劑的常見成分)和 4-甲基哌啶。這聽起來是不是有點好得不像真的?是的,至少現在還存在一些挑戰。其一是催化劑的壽命相當有限。另一個挑戰是催化劑所基于的銥是一種貴金屬。

"但我們估計,每輛汽車大約需要兩克銥。"奧拉-溫特(Ola Wendt)說:"這可以與今天的尾氣清潔催化轉換器相比,后者含有大約三克的鉑金、鈀金和銠,這些也都是貴金屬。"

這是一種基于基礎研究的技術解決方案。如果決定生產成品,研究人員相信,只要經濟上可行、社會上有興趣,這一概念在十年內就能實現。

另一個問題是如何生產氫氣--目前,大多數氫氣生產都不是氣候友好型的。然后,還需要以有效的方式儲存和運輸氫氣,而這在今天并不那么簡單。此外,使用壓縮氫燃料也存在風險。隆德大學的研究人員希望用他們的方法解決這個問題。

"目前,98% 的氫氣都是化石氫氣,由天然氣生產。副產品是二氧化碳。"奧拉-溫特說:"從環保的角度來看,如果使用天然氣生產用于鋼鐵、電池和燃料的氫氣,這個概念就毫無意義。"但他解釋說,目前正在進行大量研究,探討如何利用可再生能源將水分成氫氣和氧氣,從而生產出"綠色氫氣"。

同時,要想讓可再生和氣候友好型替代品站穩腳跟,它需要更低的成本,就必須做出政治決策。這。他總結說:"可再生能源不可能與從地里挖出來的東西競爭,運輸幾乎是唯一的成本,化石燃料也是如此。"

參考文獻: Kaushik Chakrabarti、Alice Spangenberg、Vasudevan Subramaniyan、Andreas Hederstedt、Omar Y. Abdelaziz、Alexey V. Polukeev、Reine Wallenberg、Christian P. Hulteberg 和 Ola F. Wendt 于 2023 年 7 月 27 日發表在《催化科學與技術》上的論文:"4-甲基哌啶在連續流中通過支撐鉗狀配位銥催化劑的無受體脫氫反應"。

doi: 10.1039/d3cy00881a

"連續流反應器中的銥催化脫氫,從液態有機氫載體中生成實用的車載氫氣",作者:Alexey V. Polukeev、Reine Wallenberg、Jens Uhlig、Christian P. Hulteberg 和 Ola F. Wendt,2022 年 3 月 9 日,ChemSusChem。

   相關新聞
国产成人午夜性A一级毛片,久久影院成人肏屄免费视频,午夜影院体验区成人影院,成人国产精品一区二区八戒网