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钻研人员始末改进电化学还原技术实现可不息能源生产

时间:2021-10-09 13:59作者:admin打印字号:

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由宁靖洋西北国家实验室(PNNL)的钻研人员领导的一项新的评论挑供了一个捕获这些未行使原料的解决方案:位于废物源附近的迷你炼油厂,以及行使可新生能源驱动的电化学还原逆答处理这些望似难以被行使的物质。

在近来发外在《化学评论》上的论文中,钻研人员从100多年的化学理论中搜集了迷你炼油厂添工工业物质的高效片面所需的理论、原料和逆答器设计的新闻。在以前的四年里,该计划不息在钻研功能性迷你炼油厂所需的基础电化学、催化剂设计和逆答器设计。

将浑水、厨余和植物废舍物转化为燃料的挑衅在于必要的分子转化。这栽转化的第一步是在高温下分解生物质,以产生粗制的生物油。这栽油含有醛、酮、酯、酸和酚平分子,其中含有很多氧原子。然而,燃料是由各栽碳氢化相符物分子构成的,这些碳氢化相符物分子含有的氢比氧多。向富含氧的分子中增补氢气必要进走化学转化,称为还原逆答。为了在生物油上进走这些逆答,现有的工业工艺在高温高压下用氢气轰击生物原油。

在大周围内,这些逆答过程中产生的炎量被搜集并重新用于其他精炼步骤。这最大限度地挑高了该工艺的总体能源效果。然而,在幼周围的情况下,这些炎量就会流失,无法再行使。这意味着必要采用其他的还原逆答手段来对幼周围的废物进走片面处理。

多所周知的电化学还原逆答是实现节能幼型精炼厂所需的温暖条件的一条途径。在这些逆答中,电力和金属催化剂,而不是氢气和炎量推动了分子转化。同化物中的其他分子也能够同时被驱逐,在逆答过程中挑供氢原子。

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与行使氢气的炎化学还原相比,生物油中特定分子的电化学还原能够在不挑高逆答温度的情况下更快地进走,并产生较少的副产品。这意味着在以后的生产过程中必要更少的净化步骤,从而挑高了整个过程的能源效果。

电化学转化所需的基本电化学已为人所知数百年。然而,大无数做事都涉及到实验室对代外来自生物质的分子的模型化相符物的钻研。在这篇综述中,钻研人员概述了现有的新闻--照样必要将这些逆答搬出实验室。这些新闻包括钻研开发能够处理生物油中发现的复杂分子同化物的新催化剂,以及电化学分析以开发节能工艺。

PNNL的 "化学转化计划 "为推进这项做事挑供了一个独一无二的机会,由于它将具有催化专科知识的钻研人员与拿手电化学的钻研人员结相符在一首。这些分歧的视角共同带来了相关请示电催化逆答每一步的基本原理的知识。然后,钻研人员能够在这个普及的基础上推动现有科学向行使发展,并将特定逆答与特定的生产步骤相匹配。

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