美化学家研发出一种能够将氢从煤炭中分离出来的滤膜

2014-05-11 19:20:15 admin 78
来源:人民网记者 刘姝池 / 时间:2010-3-15 9:49:57
  据人民网环保频道2010年3月12日讯 美国德克萨斯大学达拉斯分校(UT Dallas)的三位化学家花费三年时间,研发出一种能够将氢从煤炭中分离出来的滤膜。为此,美国能源部化石能源局(DOE Office of Fossil Energy)奖励这三位科学家一百万美元。(1美元约合6.83元人民币)
  三位教授分别时约翰·法拉利斯(John Ferraris)、肯尼斯·鲍克斯(Kenneth Balkus)和英加·穆瑟曼(Inga Musselman)。他们制造出的混合矩阵滤膜基于金属-有机框架物(Metal-Organic Frameworks)的一种晶体状的混合物,使用了特制的金属串作为分子过滤器或者滤网。这些过滤器可从煤电厂排放气体中转化出氢气,作为清洁能源。
  现有的过滤器用钯元素分离瓦斯。钯是一种稀有昂贵的金属,其提炼过程中会释放大量二氧化碳。因此,美国能源部委托法拉利斯的团队寻找替代品,并改善氢的制造过程,从而满足家庭的清洁能源需要。
  “团队智慧是研究的驱动力所在,” 有机聚合体化学家法拉利斯说。“鲍克斯博士是无机化学专家,而穆瑟曼博士是资深的分析化学师。不同的研究背景帮助我们制造和测试新的滤膜,并分析了它们的效果。”
  法拉利斯说,他们的研究始于聚合体分离器。煤炭产能过程中会排放二氧化碳和其他气体,经过分离可产生氢。法拉利斯说:“从二氧化碳中分离出氢气十分困难。但是这可以最大程度地清洁煤炭,同时还能提供氢气,满足其他能源需求。”
  鲍克斯表示,他们在研发的新金属-有机框架物将克服现有气体滤膜的缺陷,避免出现收集和制造钯的过程中的高成本和环境污染。他说:“想象一个氦气球。它开始是膨胀的,但是当氦气从气球表面的小孔泄漏出去,它会沉到地上。我们研究的滤膜有相同的功能,但是必须有效、性价比好、灵活,还要能承受煤电厂极端的温度和压强。”
  穆瑟曼说,该滤膜是聚合体和金属-有机框架物的混合,而不是滤膜简单的层层叠加。用混合取代叠层的优势在于滤网运作更高效,而且能更稳定地覆盖整个表面。穆瑟曼说:“我们想要制造标准化的滤膜。我们正使用一种特制的声学混频器,将材料均一地分布到滤膜上。”
  达拉斯分校称,这三个人的团队已经合作了16年多,研究方向主要是用化学手段清洁煤炭。去年他们从美国能源部和国家科学基金会(National Science Foundation)分别获得了30万美元的资助。
  “风能、太阳能和其他可再生能源是未来,”法拉利斯说,“但几十年后这些能源才能取代煤炭。如果我们的研究成功,现有的煤电厂就能与清洁能源技术的发展同步了。”