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水分解技术大幅简化 阳光即可高效制备氢气氧气

http://www.kexue.com 2013-08-05 15:58:50 网易探索  发表评论

  美国科学家研发出一种全新的水分解技术——用太阳光有效地将水分解成氢气和氧气,发表在今天出版的《科学》杂志上的新方法有望为人类迈入氢经济时代铺平道路。

  该研究团队的领导者、科罗拉多大学波德分校化学和生物工程学院的教授阿兰·维摩解释道,他们设计出了一种太阳能—热系统,其中,太阳光可以被置于距离地面10米高的一个中央塔周围的镜子聚集到该塔的某个点上,系统产生的热会聚集于中央塔内,随后被递送到包含有金属氧化物的反应器内。当金属氧化物被加热时,会释放出氧原子,留下的新化合物会四处搜寻新的氧原子。随后,他们再将蒸汽流(由聚集到塔上的太阳光束加热反应器中的水形成)引入该系统中,水分子中的氧气会依附到金属氧化物(由铁、钴、铝和氧组成)的表面,释放出的氢分子聚合在一起就形成了氢气。

  另一名研究人员、化学和生物工程学院教授查尔斯·马斯葛雷夫表示,新的水分解技术与其他水分解技术的关键区别在于,新方法能让两个化学反应在同一温度下发生。马斯葛雷夫说:“传统方法需要对反应堆中的温度进行控制,让其从热状态转变到冷状态,也需要对蒸汽流引入系统进行控制。而新系统的创新之处在于温度没有变化,整个过程通过打开或关闭一个蒸汽阀就可以搞定。我们可以将太阳光聚集起来,然后用其产生的热来驱动化学反应。尽管我们很容易将系统的温度加热到1350摄氏度之上,但我们只想将其加热到化学反应能够进行的最低温度。温度越高,越有可能对化学材料和反应堆本身造成伤害。”

  维摩补充道,传统的两步分解水法会浪费时间和热,毕竟,太阳光每天“露面”的时间有限。新方法产生的氢气量完全取决于金属氧化物的数量以及引入该系统的蒸汽量。

  研究人员表示,尽管这一太阳能—热系统可以以较低的成本产生大量氢气,但对其进行商业化开发可能还需数年时间。

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