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    太阳能“光合”电池变二氧化碳为燃料

    2016-7-30 10:04:31

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    据美国伊利诺斯大学芝加哥分校网站消息,该校研究人员设计出一种新型太阳能电池,能直接把大气中的二氧化碳转化成碳氢化合物燃料,整个过程廉价而高效,有助于加快淘汰化石燃料。
    新电池和传统太阳能电池不同,后者是把阳光转化为电力储存在电池中,而新电池的工作原理则更像植物,通过“人工树叶”产出氢气和一氧化碳的“合成气”,可以直接燃烧,也可以转化为柴油或其他烃燃料,成本和一加仑汽油相当。这种技术既能从大气中除去大量的碳,又能高效产出能量密度较高的燃料。
    论 文高级作者、该校机械与工业设计助理教授阿明·萨利希-柯金说,新太阳能电池不是光伏电池,而是“光合”电池,它产生能量的方式不是从化石燃料到温室气 体,而是反过来,通过阳光循环利用大气中的碳。他们集中研究了一族称为过渡金属硫化物(tmdcs)的纳米结构化合物,将它们和一种非常规离子液搭配作为 电解液,制成一种电化学电池。用两个约18平方厘米大小的硅三联光伏电池作“树叶”来捕获阳光,以每平方米100瓦强度的光照射激活电池,阴极会产生氢气 和一氧化碳气泡,阳极产生氧气和氢离子。
    多年来,工程师一直在探索各种能还原二氧化碳的高效催化剂,但迄今为止要么反应效率很低,要么需依靠贵金属。该校博士后研究员穆罕默德·阿萨迪说,新催化剂更活跃、能力更强,比贵金属催化剂速度快1000倍,而价格便宜20倍。
    这一技术适应性强,不仅能大规模使用于太阳能电厂,还可以小规模使用。萨利希-柯金说,将来甚至还可以用在大气主要成分是二氧化碳的火星上。
    资助这项研究的美国国家科学基金会(nsf)项目主管罗伯特·麦凯布说,这些成果很好地融合了实验和计算研究,利用所得新知识巧妙结合化学设计,在有重大挑战性的催化剂研究领域取得了巨大进步。
    相关产品:二氧化碳
    二氧化碳技术指标

    产品规格和技术指标

    容器规格
    容器尺寸 (cm)
    平均总重 (kg)
    阀门/螺纹出口 
    充装量
    40L二氧化碳气瓶/银色
    22×140
    72
     QF-2 螺纹G5/8
    22kg
    20~100m3储槽
    260×800以上
    3200以上
     按客户需求
    20~100吨

    成分
    工业二氧化碳
    食品二氧化碳
    高纯二氧化碳
    单位
    二氧化碳
    99.% 99.9% 99.999% %V
    氢气
    - - 0.5 ppmv
    氧气
    - 30 1 ppmv
    氮气
    - - 3 ppmv
    一氧化碳
    不得测出油分 10 0.5 ppmv
    总碳
    无异味 50 2 ppmv
    水份
    0.2% 20 3 ppmv

    产品说明

    二氧化碳为无色、无味、不助燃、不可燃窒息性气体,密度比空气略大,能溶于水,并生成碳酸。空气中的二氧化碳含量为 387ppmv,空气气中的二氧化碳含量随季节变化,当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不 进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。当二氧化碳少时对人体无太大危害,但其超过一定量时会影响人和其他生物的呼吸,但并不会中毒。高纯二氧 化碳用于干冰、青霉素制造,鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存,低温输送、灭火剂,冷却剂;高纯二氧化碳用于冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳 酸盐类的制造、杀虫剂、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀 积,蔬菜保鲜,某些反应的惰性介质,石墨反应器的热载体,输送易燃液体的压入气体,标准气,校正气,在线仪表标准气,特种混合气。

    二氧化碳的应用

    食品二氧化碳用于生产碳酸饮料、啤酒等
    工业二氧化碳用于钢板的焊接保护
    高纯二氧化碳跟高纯氦气和高纯氮气一起用于激光切割机的激光气体
    高纯二氧化碳用于胚胎等细胞培养
    高纯二氧化碳用于医药的临界萃取
    用作农业气体肥料,提高农作物产量和生长速度
    用作电气设备等领域的灭火气体
    用作食品的气调保鲜
    用于油田压裂洗井,提高原油产量
    用作干冰使用,可以除油、制冷

     
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