座人美新研制太阳能反应器使二氧化碳变液态燃料
美新研制太阳能反应器 使二氧化碳变液态燃料
据美国物理学家组织4月7道,美国加州理工学院和瑞士科学家携手研制出了一种太阳能反应器。该太阳能反应器采用了低成本的新型催化剂,可集中太阳的热量,通过热化学循环方法,将水和二氧化碳转变为氢气和一氧化碳,而大量的氢气和一氧化碳结合在一起可形成液态燃料,为汽车、手提电脑和全球定位系统(GPS)供电。
太阳是地球上主要的能量来源,更好地利用丰富的阳光是所有新能源专家试图摘取首次试水办展引业界注视的“圣杯”。科学家很早就知道如何将水和二氧化碳转变为氢气和一氧化碳。但如何高效、批量且低廉地转换一直困扰着科学家。其中的一个“拦路虎”,是转换过程需要昂贵且稀有的铂或铱等元素来作催化剂,以促使反应发生。
该研究的领导者之一、加州理工学院材料科学和化学工程教授索西娜·海尔将目光投向了二氧化铈,金属铈的氧化物二氧化铈常用于自洁烤箱内壁,可作催化剂使用。铈储量丰富,因此,在完成同样任务时,成本更低。
新方法分两步进行:首先,使用太阳光散发的高温将二氧化铈分解为铈和氧气;然后在低温下将二氧化碳和水变为一氧化碳和氢气。
海尔如是描述该过程:当将二氧化铈加热至约1500摄氏度高温时,会自动地从其结构内释放出氧气厚度为6mm的圆形胶片组成;接着将其冷却,氧气离开后留下的空白需要新氧气来填满。在约为900摄氏度的较低温度时,铈、氢气和碳都需要氧气,但铈的需求更强烈,于是,它就会从水和二氧化碳中“掠夺”氧气来填满这些空白,因此,水和二氧化碳就变成了氢气和一氧化碳。
海尔表示,实验设备包括两部分,其中一部分是由加州理工学院研制的圆柱状容器,其内壁布满了二氧化铈。第二部分是目前安放在瑞士保罗谢勒研究所的太阳能收集器,它是一套巨大的曲面镜,可大范围收集太阳光。
科学家让这两个设备“联姻”,首先用积聚的阳光加热圆柱内的二氧化铈,然后朝反应器中输入水蒸气和二氧化碳,并测量流出的氢气和一氧化碳的数量。
海尔表示,铈储量丰富,是铂储量的10万倍,因此,可将反应成本减少几个数量级。但目前这个将太阳光、二氧化碳和水转变为开端进行实验也许终了实验液态燃料的反应器的转换效率不足1%。科学家表示,热动7、 当活塞超越行程(约20mm)力学分析表明,理论上转换效率可达15%以上。此外,科学家也希望能找到比二氧化铈更好的燃料,同时降低发生反应所需要的高温和低温
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