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微波可能是合成燃料和綠色化學產品的關鍵

來自瓦倫西亞政治大學(UPV)和西班牙國家研究委員會(CSIC)的研究人員團隊發現了一種新方法,該方法使得僅使用微波即可將電轉化為氫或化學產品,而無需電纜和任何類型。與電極接觸。這可能代表著能源研究領域的中斷,以及過程工業脫碳,汽車行業和化學工業以及其他方面的重要發展。該研究已經發表在最新版的《自然能源》上。

UPV和CSIC開發並獲得專利的技術基於固態材料的微波還原現象,在本研究中以氧化鈰的還原為例。該方法無需電極就可直接進行電化學過程,從而簡化並顯著降低了投資成本,因為它為設備結構設計和選擇操作條件(主要是電解溫度)提供了更大的自由度。

“它是在耀發娛樂城具有很大的實際應用潛力的技術,特別是用於能源存儲以及合成燃料和綠色化學品的生產。由於運輸和工業都沉浸在向脫碳和電氣化的過渡中,因此這方面如今具有重要意義,這意味著它們必須在2030年和2040年實現非常具有挑戰性的目標,才能減少化石能源(主要是天然能源)的能源和物質的消耗天然氣和石油。”化學技術研究所(ITQ)的研究員JoséManuel Serra教授強調說。

工業和交通用綠色氫

UPV和ITIC的聯合中心,UPV和ITQ的信息技術和通信研究所(ITACA)的研究人員報告說,這種“破壞性”技術的主要用途是生產綠色氫(不排放溫室氣體)水,用於工業和運輸用途。

正如ITQ和ITACA團隊所指出的那樣,這項技術在汽車領域具有巨大的潛力,特別是在以燃料電池和混合動力汽車為燃料的汽車或火車或輪船等大型車輛上。但也適用於化學工業,冶金,陶瓷部門或化肥生產等許多部門。 “這種方法將使通常來自太陽能或風能的可再生電力轉化為增值產品和綠色燃料成為可能。它具有無數用途,我們希望通過調整材料的成分和運行條件,在儲能和加工行業中出現新用途。” UPV ITACA研究所研究員JoséManuelCatalá教授強調說。

在發表於《自然能源》上的文章中,研究人員還提供了一項技術經濟研究,該研究表明該技術將能夠獲得高能效,並且實施該技術的設施成本(CAPEX)2019娛樂城推薦 與常規的製氫技術相比,制氫工藝極具競爭力。

電池超快速充電…和太空探索

UPV和CSIC團隊正在研究該技術的其他未來用途,並且目前正在集中精力用於電池的超快速充電。“我們的技術可以實現電極(金屬陽極)的實際瞬間還原(電子注入) )存儲能量。換句話說,我們將從可能需要數小時的基於(2D)層的漸進式充電過程轉變為對存儲能量的材料的整個(3D)體積進行同時充電的過程,這將使充電成為可能幾秒鐘內就充滿了電池。”卡塔拉教授說。

另一個用途是通過微波直接產生氧氣,這開闢了廣泛的新用途。 “一種特定用途是直接利用陸地外岩石(碎屑岩)生產氧氣,這可能在未來的月球勘探和定居中發揮關鍵作用威博娛樂城,火星或太陽系中的其他衛星。”塞拉教授總結道。

發現的簡短歷史

研究小組觀察到,當用微波處理離子材料時,這些材料的性能,特別是電子傳導性顯示出不尋常的變化,而常規加熱則不會發生這種變化。 “我們對這些電氣特性的突然變化非常感興趣,並想了解正在進行的過程。為此娛樂城推薦因此,我們將繼續設計新的實驗,新的微波反應器並利用其他分析技術。”Catalá教授解釋說。

ITACA和ITQ研究所的研究小組驗證了“加速器”中微波與這些材料的相互作用娛樂城廣告封住電子並觸發氧氣分子從其結構中釋放出來(也稱為還原)。在相對較低的溫度下(約300ºC),電導率突然改變,對我們來說,這種變化變得顯而易見。 “當施加微波時,這種非平衡狀態會保持,但是當微波關閉時,往往會通過再氧化(重新氧化)而恢復原狀。”乍一看,我們意識到了這一發現的巨大實踐潛力,特別是現在要在未來二十年內實現非常雄心勃勃的目標,以實現溫室氣體淨排放量為零的經濟,”塞拉教授總結道。

參考:Serra JM,Borras-Morell JF,Garcia-Baños,B等。通過低溫微波分解水製氫。 納特能源2020; 5,910-919。 doi:10.1038 / s41560-020-00720-6

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