比利時(shí)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一款新設(shè)備,它可以將污染物從空氣中清除,然后轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的氫。如何轉(zhuǎn)化的?用陽(yáng)光、納米粒子、光電化學(xué)薄膜完成。
安特衛(wèi)普大學(xué)的薩米·維爾布魯根(Sammy Verbruggen)說(shuō),項(xiàng)目構(gòu)想來(lái)自?xún)山M研究人員,設(shè)備也是他們開(kāi)發(fā)的。維爾布魯根的團(tuán)隊(duì)一直在研究如何用光凈化空氣,他們開(kāi)發(fā)了一種特殊的納米材料,名叫“光催化劑”,光將材料激活,將空氣污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒混合物。
另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)來(lái)自于比利時(shí)盧汶大學(xué),由教授約翰·馬杜斯(Johan Martus)領(lǐng)導(dǎo),他們開(kāi)發(fā)光電化學(xué)材料,這是一種薄膜,可以將水轉(zhuǎn)化為氫氣,用來(lái)發(fā)電。
維爾布魯根解釋說(shuō),新設(shè)備將兩種技術(shù)整合在一起,不是將水轉(zhuǎn)化為氫,而是將污染物轉(zhuǎn)化為氫。
“在理想條件下,任何東西穿過(guò)設(shè)備光的一端之后就會(huì)氧化,變成CO2?!本S爾布魯根解釋說(shuō),“讓我舉一個(gè)比較容易懂的例子,以甲烷為例,它有4個(gè)碳原子,4個(gè)氫原子。在大多數(shù)理想的情況下,最終會(huì)在一端生成一個(gè)C02分子,在另一端生成2個(gè)氫氣分子。從化學(xué)上講,這種反應(yīng)是完全清潔的。就目前而言,轉(zhuǎn)化的效率達(dá)不到100%的水平,但是我們正在朝著這個(gè)方向努力?!?/p>
研究人員使用的是相對(duì)簡(jiǎn)單、細(xì)小的有機(jī)分子,比如甲醛,醋酸、乙醇,它們對(duì)人體有害。甲醛是比常見(jiàn)的室內(nèi)空氣污染物,它讓人頭痛,還會(huì)讓人患上其它疾病,甚至可能是癌癥。乙醛進(jìn)入大腦會(huì)讓人有喝醉酒的感覺(jué)。
小原型設(shè)備為我們指明了方向,很有希望,但是維爾布魯根指出要讓它產(chǎn)生明顯的效果,必須按比例放大,這是一個(gè)挑戰(zhàn)。
“我想我們有兩個(gè)主要的問(wèn)題要解決,然后才能形成突破。”維爾布魯根說(shuō),“一是提高效率,現(xiàn)在我們使用的材料是用紫外線激活的??纯刺?yáng)光譜,紫外線只占總光譜的5%。”
有一種方法就是修改材料,這樣就可以使用可見(jiàn)光。還有一種辦法就是改進(jìn)當(dāng)前設(shè)計(jì)。在第一次測(cè)試時(shí),研究人員制作了一塊薄膜,激活區(qū)域只有1平方厘米。維爾布魯根說(shuō),與其它太陽(yáng)能技術(shù)相比,比如屋頂太陽(yáng)能面板,這樣的面積很小。
即使研究人員成功將設(shè)備擴(kuò)大,如果污染區(qū)的面積很大,設(shè)備可能也派不上用場(chǎng)。
“能不能凈化整個(gè)城市?這種想法有點(diǎn)脫離實(shí)際,有點(diǎn)遙遠(yuǎn)。”維爾布魯根說(shuō),“但是我認(rèn)為這種技術(shù)遲早會(huì)有用,比如與特殊工業(yè)處理結(jié)合起來(lái),發(fā)揮更好的效果。如果你在涂料行業(yè)或者紡織品行業(yè)工作,有些工序可能會(huì)用到大量的有機(jī)溶劑。工序中會(huì)排出廢水,包含有機(jī)分子,排出時(shí)必須達(dá)到一定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。它們不能裸露在空氣中。”
“如果我們這樣使用技術(shù),一次就可以解決兩個(gè)問(wèn)題:一方面凈化空氣,另一方面將存儲(chǔ)在空氣污染物中的能量轉(zhuǎn)化為氫氣?!?/p>
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