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美化學(xué)家研發(fā)出一種能夠?qū)鋸拿禾恐蟹蛛x出來的濾膜

2014-05-11 19:20:15 admin 133
來源:人民網(wǎng)記者 劉姝池 / 時(shí)間:2010-3-15 9:49:57
  據(jù)人民網(wǎng)環(huán)保頻道2010年3月12日訊 美國德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校(UT Dallas)的三位化學(xué)家花費(fèi)三年時(shí)間,研發(fā)出一種能夠?qū)鋸拿禾恐蟹蛛x出來的濾膜。為此,美國能源部化石能源局(DOE Office of Fossil Energy)獎(jiǎng)勵(lì)這三位科學(xué)家一百萬美元。(1美元約合6.83元人民幣)
  三位教授分別時(shí)約翰·法拉利斯(John Ferraris)、肯尼斯·鮑克斯(Kenneth Balkus)和英加·穆瑟曼(Inga Musselman)。他們制造出的混合矩陣濾膜基于金屬-有機(jī)框架物(Metal-Organic Frameworks)的一種晶體狀的混合物,使用了特制的金屬串作為分子過濾器或者濾網(wǎng)。這些過濾器可從煤電廠排放氣體中轉(zhuǎn)化出氫氣,作為清潔能源。
  現(xiàn)有的過濾器用鈀元素分離瓦斯。鈀是一種稀有昂貴的金屬,其提煉過程中會(huì)釋放大量二氧化碳。因此,美國能源部委托法拉利斯的團(tuán)隊(duì)尋找替代品,并改善氫的制造過程,從而滿足家庭的清潔能源需要。
  “團(tuán)隊(duì)智慧是研究的驅(qū)動(dòng)力所在,” 有機(jī)聚合體化學(xué)家法拉利斯說。“鮑克斯博士是無機(jī)化學(xué)專家,而穆瑟曼博士是資深的分析化學(xué)師。不同的研究背景幫助我們制造和測(cè)試新的濾膜,并分析了它們的效果。”
  法拉利斯說,他們的研究始于聚合體分離器。煤炭產(chǎn)能過程中會(huì)排放二氧化碳和其他氣體,經(jīng)過分離可產(chǎn)生氫。法拉利斯說:“從二氧化碳中分離出氫氣十分困難。但是這可以*大程度地清潔煤炭,同時(shí)還能提供氫氣,滿足其他能源需求。”
  鮑克斯表示,他們?cè)谘邪l(fā)的新金屬-有機(jī)框架物將克服現(xiàn)有氣體濾膜的缺陷,避免出現(xiàn)收集和制造鈀的過程中的高成本和環(huán)境污染。他說:“想象一個(gè)氦氣球。它開始是膨脹的,但是當(dāng)氦氣從氣球表面的小孔泄漏出去,它會(huì)沉到地上。我們研究的濾膜有相同的功能,但是必須有效、性價(jià)比好、靈活,還要能承受煤電廠極端的溫度和壓強(qiáng)。”
  穆瑟曼說,該濾膜是聚合體和金屬-有機(jī)框架物的混合,而不是濾膜簡(jiǎn)單的層層疊加。用混合取代疊層的優(yōu)勢(shì)在于濾網(wǎng)運(yùn)作更高效,而且能更穩(wěn)定地覆蓋整個(gè)表面。穆瑟曼說:“我們想要制造標(biāo)準(zhǔn)化的濾膜。我們正使用一種特制的聲學(xué)混頻器,將材料均一地分布到濾膜上。”
  達(dá)拉斯分校稱,這三個(gè)人的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)合作了16年多,研究方向主要是用化學(xué)手段清潔煤炭。去年他們從美國能源部和國家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)分別獲得了30萬美元的資助。
  “風(fēng)能、太陽能和其他可再生能源是未來,”法拉利斯說,“但幾十年后這些能源才能取代煤炭。如果我們的研究成功,現(xiàn)有的煤電廠就能與清潔能源技術(shù)的發(fā)展同步了。”
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