新型太陽能催化劑可在捕捉甲烷后生成純氫和碳

在 20 年的時間里，甲烷的溫室效應比二氧化碳嚴重 80 倍，即使我們開始減少二氧化碳，甲烷的排放量也在激增。因此，中佛羅里達大學的新型碳氫化合物捕集、陽光驅動催化劑是一個非常有吸引力的想法。

催化專家理查德-布萊爾（Richard Blair，左）和納米技術專家勞倫-泰塔德（Laurene Tetard）（均來自佛羅里達大學）聯手發現了令人興奮的光催化新技術 圖/中佛羅里達大學

中佛羅里達大學納米科學技術中心和佛羅里達太空研究所的研究人員表示，他們已經研制出一種富含硼的光催化劑，這種催化劑具有納米級缺陷或結構不規則，可以將甲烷等碳氫化合物鏈拆分成無害成分。

(資料圖)

輸入僅僅是太陽光（如果可能的話，進行濃縮）和含有碳氫化合物的空氣。輸出是純氫（可用于各種能源目的）和純碳（另一種可銷售的商品，具有導熱性和導電性，還可用作潤滑劑等）。

重要的是，該工藝不會產生二氧化碳或一氧化碳。這與利用甲烷和水生產氫氣或合成氣的典型工業流程形成了鮮明對比，后者會排放大量的二氧化碳或一氧化碳。

加州大學弗吉尼亞分校催化專家理查德-布萊爾在一份新聞稿中說："這項發明實際上是一舉兩得。我們可以獲得綠色氫氣，還可以去除，而不是真正封存甲烷。將甲烷加工成氫和純碳后可用于電池等用途。我們的工藝將甲烷這種溫室氣體轉化為非溫室氣體和兩種有價值的產品--氫和碳--我們已經從循環中去除甲烷。"

研究小組認為，他們的工作可以大大降低能源生成催化劑的成本，擴大他們工作的可見光頻率范圍，并提高太陽能光催化的效率。它不僅可以在不需要水的情況下實現比綠色更環保的氫氣的工業生產，還可以為直接捕捉大氣中的甲烷提供一種商業上可行的方法。

甲烷是農業、垃圾填埋場、廢水處理設施和一些主要工業流程中不可避免的副產品。天然氣生產商在鉆探甲烷時，甲烷就會大量泄漏出來，并通過管道和配件輸送到家庭和工業，在那里甲烷通常會被燃燒，產生更多的二氧化碳。

人類驅動的氣候變化已經開始導致大氣中甲烷的顯著飆升，這要歸功于熱帶濕地的擴大（甲烷從濕地中分解釋放出來），以及極地永久凍土的融化（永久凍土會截留大量甲烷）。

如果這種光催化劑在商業規模上證明是可行的，那么太陽能驅動的甲烷捕集技術就有可能部署在大型甲烷排放點周圍，同時產生多種收入來源，這無疑是一個令人興奮的想法。

布萊爾說："在我們出現之前，這種氮化硼一直被認為是惰性的。也許是用于潤滑劑，也許是化妝品。但它沒有任何化學用途。然而，通過缺陷工程，研究團隊發現這種化合物在生產碳和綠色氫氣方面具有巨大潛力，而且可能會大量生產。"

該團隊正在尋找許可和贊助研究的機會，以推進該技術的發展。

關鍵詞：