美國研制特殊物質可存儲二氧化碳及化工原料
據美國物理學家組織網8月25日報道,一種叫做“干水”的像糖粉似的特殊物質,提供了一種吸收存儲二氧化碳的新方法,可協助減輕全球變暖;還能提供一種更加安全的方式,存儲和運輸有害工業原料。在近日召開的美國化學協會第240屆全國大會上,科學家匯報了這項研究成果。
“干水”發現于1968年,最初只是關注了它在化妝品中的應用。在英國工程與物理科學研究委員會(EPSRC)與材料開發中心資助下,利物浦大學的安德魯·庫珀科研小組研究了“干水”的結構,廣泛開拓了它的潛在用途。
二氧化碳和甲烷是造成全球變暖的最主要溫室氣體。庫珀小組用“干水”作為一種氣體存儲材料。他們發現,同樣體積的“干水”吸收的二氧化碳量,是沒有與水結合的普通硅石所吸收二氧化碳的3倍多,這在通過吸收二氧化碳以控制全球變暖方面有著巨大應用前景。
研究人員卡特解釋說,這種物質稱為“干水”,因為它的成分中95%是水,卻仍然是干燥的。每一個粉末顆粒都包含著一滴水,以化學方式結合水分子,形成一種水合物,包裹在一層改良硅石中,使水不會匯集在一起成為常見的液體,而是形成了這種能夠吸附氣體的精細粉末。
同時,“干水”在存儲甲烷方面也很有效,吸收了甲烷的“干水”可以作為一種未來新能源,給交通工具供給天然氣燃料。甲烷是天然氣的主要成分,目前的“可燃冰”就是一種冷凍的甲烷形式,而“干水”粉末在存儲甲烷燃料方面更加安全便利。科學家還希望能用它收集和運輸天然氣礦藏,這些天然氣礦可能以天然氣水合物的形式沉積在海底。“要達到這一目標,我們還有很多工作要做。”卡特說。
除了存儲氣體,“干水”還具有巨大的液體儲存潛能,尤其是膠體。膠體是兩種或多種不相溶液體的混合物,比如蛋黃醬中的油水混合物,它們在“干水”中會轉化為一種簡單的膠體,這使得“干水”能夠安全運輸有風險的工業有害液體。
科學家還展示了“干水”加速氫氣和馬來酸化學反應的催化能力,由此生成的琥珀酸是一種廣泛用于藥物、食品配料及其他消費品的原料。在工業上,通常是把這些物質混在一起攪拌,讓它們互相反應。加入包含馬來酸的“干水”微粒,無需任何攪拌,就能使馬來酸和氫氣的反應加快。卡特說,減少了攪拌的工序,就大大節約了能源,使整個制造過程更加環保高效。
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