科技INF 23-09-24 14:18
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【科学家一次解决两个环境问题,把白色污染变成干净氢气】
氢被认为是化石燃料的潜力替代品,但目前制造氢气方法要不是会产生过多的二氧化碳,不然就是相当昂贵,但现在美国科学家找到新解决方案,利用低排放方法从塑料废弃物中获得氢气,既能解决白色污染,也能制造干净氢气,一石二鸟。

美国莱斯大学科学家在这项实验中,成功将不需要分类与清洗的混合废弃塑料,转化为高产氢气和高价值石墨烯,还可以贩售石墨烯来抵销制氢成本,莱斯大学博士兼研究负责人 Kevin Wyss 表示,若以当前市场价值的 5% 出售产出的石墨烯,也就是打 95 折,就可以免费生产清洁氢气。

目前市面上的氢气制程属于灰氢,2022 年全球使用的近 1 亿吨氢气大部分源自化石燃料制程,每生产一吨氢气会产生约 12 吨二氧化碳;较常听见绿氢解方、电解水制氢虽然为有效的方案,但 5 美元只能产生 5 磅。

莱斯大学化学教授 James Tour 表示,当今使用的灰氢是透过蒸汽甲烷重整产生,会产生大量二氧化碳。预料未来几十年氢需求可能会猛增,如果真想在 2050 年实现净零排放,就不能继续按照目前的方式生产氢。

而团队的解方,是将塑料废弃物样本暴露在快速焦耳热(rapid flash Joule heating)下约 4 秒钟,温度达到 3,100 K 迅速蒸发塑料中的氢,留下石墨烯。Wyss 表示,当我们第一次将闪蒸焦耳加热用于废弃塑料转化石墨烯时,观察到过程产生大量挥发性气体,当时还疑这些从反应器中喷出的气体是小分子碳氢化合物和氢气的混合物,但缺乏仪器来研究确切成分。

最后团队表征气化物后,得知聚乙烯由 86% 的碳和 14% 的氢组成,Wyss表示,我们能够以气体形式回收高达 68% 的原子氢,纯度达 94%。

团队希望,未来这项研究能够延续,利用废弃塑料生产干净氢气,解决塑料污染。

发布于 山东