英國萊斯大學(xué)和美國普林斯頓大學(xué)科學(xué)家借助金納米顆粒，僅需一個(gè)步驟，就將石化煉油廠(chǎng)產(chǎn)生的臭氣熏天的副產(chǎn)品硫化氫轉化成了氫氣。新工藝效率高且成本低廉，在節能環(huán)保的同時(shí)還有望促進(jìn)氫經(jīng)濟的發(fā)展。相關(guān)研究刊發(fā)于最近的美國化學(xué)學(xué)會(huì )《能源快報》雜志。
硫化氫氣體具有明顯的臭雞蛋味，通常來(lái)自下水道、堆場(chǎng)和垃圾填埋場(chǎng)等地。對于煉油廠(chǎng)、石化廠(chǎng)等行業(yè)來(lái)說(shuō)，它也是一個(gè)大問(wèn)題，這些行業(yè)每年會(huì )產(chǎn)生數千噸這種有毒氣體，作為從石油、天然氣、煤炭和其他產(chǎn)品去除硫過(guò)程中的副產(chǎn)品。
為處理這些氣體并“變廢為寶”，萊斯大學(xué)化學(xué)家娜奧米·哈拉斯及其合作者研發(fā)了一種新工藝，使用金納米顆粒，且僅需一個(gè)步驟，就將硫化氫轉化為氫氣和硫。更重要的是，這一工藝所需的能量都來(lái)自于光。
哈拉斯解釋說(shuō)，在最新研究中，她們在二氧化硅粉末顆粒表面點(diǎn)綴了一些金“島”，每個(gè)金“島”都是一個(gè)直徑約百億分之一米的金納米顆粒，它會(huì )與特定波長(cháng)的可見(jiàn)光發(fā)生強烈的相互作用。這些等離子體反應會(huì )產(chǎn)生“熱載流子”——一種可以驅動(dòng)催化的“短命”高能電子。
研究結果顯示，她們借助一組LED燈，就產(chǎn)生了熱載體光催化，并有效地將硫化氫氣體直接轉化成氫氣和硫，這與煉油廠(chǎng)用來(lái)分解硫化氫的現有催化技術(shù)形成了鮮 明對比。目前煉油廠(chǎng)分解硫化氫的催化技術(shù)稱(chēng)為“克勞斯工藝”，它會(huì )產(chǎn)生硫，但不產(chǎn)生氫，而是將氫轉化為水。此外，“克勞斯工藝”還需要多個(gè)步驟，其中一些 需要將燃燒室加熱到約800多攝氏度的高溫。
哈拉斯表示，她們會(huì )不斷精簡(jiǎn)這一最新工藝，最終使其變得成本低廉且效率極高，從而能夠經(jīng)濟地從下水道氣體和動(dòng)物糞便等來(lái)源清除非工業(yè)硫化氫?！拌b于這一工 藝只需要可見(jiàn)光而不需要外部加熱，使用可再生太陽(yáng)能或高效固態(tài)LED照明即可，因此這一工藝相對比較簡(jiǎn)單，而且得到的氫氣是目前極受追捧的氫經(jīng)濟的‘主 角’?！?/p>