将“下水道气”转化为清洁的氢燃料

时间：2022-05-31 09:33:07来源：

科学家们发现了一种新的化学过程，可以将一种臭气熏天的有毒气体转化为清洁燃烧的燃料。

最近在美国化学学会期刊ACS 可持续化学工程中详细介绍了这一过程，它将硫化氢——通常称为“下水道气体”——转化为氢燃料。硫化氢从粪肥堆和下水道排放，是包括炼油和天然气、造纸和采矿在内的工业活动的关键副产品。

本研究中详述的过程使用相对较少的能源和相对便宜的材料——化学硫化铁和微量钼作为添加剂。

除了闻起来像臭鸡蛋外，硫化氢还具有剧毒，腐蚀管道，危害接触者的健康。

“硫化氢是工业和环境中最有害的气体之一，”该研究的合著者、俄亥俄州立大学化学和生物分子工程研究助理 Lang Qin 说。“而且由于这种气体非常有害，许多研究人员希望将硫化氢转化为不那么有害，最好是有价值的东西。”

该研究建立在同一研究小组之前的工作基础上，使用了一种称为化学循环的过程，该过程涉及在高压反应器中添加金属氧化物颗粒来燃烧燃料，而空气和燃料之间没有直接接触。该团队首先使用煤和页岩气的化学循环将化石燃料转化为电能，而不会将二氧化碳排放到大气中。最初的过程使用氧化铁来分解化石燃料。

研究人员后来将该概念应用于硫化氢，并发明了将硫化氢转化为氢气的 SULGEN 工艺。秦说，研究人员发现，纯化学物质硫化铁在工业用途所需的大规模生产中表现不佳。研究小组一直在努力寻找其他廉价的化学物质，这些化学物质可以大量催化这种转变。这项研究表明，在硫化铁中加入微量的钼可能是一个有吸引力的选择。

这种材料相对便宜且易于获取，使其成为大规模运营的有吸引力的选择。

研究人员说，将这种有毒气体转化为氢燃料可以创造一种替代石油和天然气，这是造成气候变化的主要因素。

“现在判断我们的研究是否可以取代现有的任何氢燃料生产技术还为时过早，”该研究的主要作者、俄亥俄州立大学清洁能源研究实验室的研究生 Kalyani Jangam 说。“但我们正在做的是调整这个分解过程，并从中制造出有价值的产品。”

在这项最近的研究中，研究人员发现钼可以促进硫化氢的分解，将其分成两部分——氢燃料和硫。

这项工作处于科学过程的早期阶段——研究人员表明该过程在实验室中有效;工业水平的测试即将进行。

“大局是我们想要解决有害气体问题，我们认为我们的化学循环过程可以实现这一点，”秦说。“在这里，我们找到了一种在实验室中制造这种增值氢燃料的方法。”

这篇论文的资深作者是俄亥俄州立大学化学与生物分子工程教授范良世。范实验室的前博士生Yu-Yen Chen也做出了贡献。

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