光动力催化剂一步法从刺激性气体中产生氢能

莱斯大学的工程师和科学家为石化炼油厂创造了一种将恶臭的副产品转化为现金的好方法。硫化氢气体具有明显的臭鸡蛋香气。它通常来自下水道、堆场和垃圾填埋场，但对于炼油厂、石化厂和其他行业来说尤其成问题，这些行业每年都会产生数千吨有毒气体，作为从石油、天然气、煤炭中去除硫的过程的副产品和其他产品。

在ACSEnergyLetters上发表的一项研究中，赖斯工程师、物理学家和化学家NaomiHalas及其合作者描述了一种使用金纳米粒子一步将硫化氢转化为高需求氢气和硫的方法。更好的是，一步过程从光中获取所有能量。研究的合著者包括Rice的PeterNordlander、普林斯顿大学的EmilyCarter和SyzygyPlasmonics的HosseinRobatjazi。

纳米光子学先驱哈拉斯说：“硫化氢排放可能会导致工业界巨额罚款，但补救措施也非常昂贵，”他的实验室多年来一直在开发商业上可行的光活化纳米催化剂。“‘游戏规则改变者’这个词被过度使用了，但在这种情况下，它适用。实施等离子体光催化应该比传统修复便宜得多，而且它具有将昂贵的负担转化为越来越有价值的商品的额外潜力。”

每个硫化氢气体分子(H2S)包含一对氢原子和一个硫原子。每个清洁燃烧的氢气(H2)分子(氢经济的主要商品)都包含一对氢原子。在这项新研究中，Halas的团队在二氧化硅粉末颗粒的表面上点缀着微小的金岛。

每个岛都是一个直径约十亿分之一米的金纳米粒子，它会与特定波长的可见光发生强烈的相互作用。这些等离子体反应产生“热载流子”，即可以驱动催化的短寿命高能电子。

在这项研究中，Halas和合著者使用实验室装置并展示了一组LED灯可以产生热载体光催化，并有效地将H2S直接转化为H2气体和硫。这与炼油厂用于分解硫化氢的成熟催化技术形成鲜明对比。

被称为克劳斯工艺，它产生硫但不产生氢气，而是将氢气转化为水。克劳斯工艺还需要多个步骤，包括一些需要将燃烧室加热到约1,500华氏度的步骤。

等离子体硫化氢修复技术已获得SyzygyPlasmonics的许可，这是一家位于休斯顿的初创公司，拥有60多名员工，其联合创始人包括Halas和Nordlander。

哈拉斯说，整治过程最终可能具有足够低的实施成本和足够高的效率，从而可以经济地清理来自下水道气体和动物粪便等来源的非工业硫化氢。

“鉴于它只需要可见光而无需外部加热，因此使用可再生太阳能或高效固态LED照明来扩大规模应该相对简单，”她说。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！