近日，美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校（UTD）化學(xué)家約翰·菲拉里斯、肯尼斯·巴爾庫(kù)斯以及因加·馬塞爾曼發(fā)明了一種薄膜，利用它可將氫氣與火電廠排放的其他廢氣分離開(kāi)來(lái)，重新加以利用。美國(guó)能源部化石能源辦公室在過(guò)去3年內(nèi)共計(jì)撥款1000萬(wàn)美元，幫助該校研究人員研制從火電廠廢氣中過(guò)濾氫氣，同時(shí)捕捉二氧化碳等溫室氣體的薄膜。

據(jù)悉，上述3名UTD專家在金屬有機(jī)物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)明了一種混合基膜（又稱“雜化膜”），它由晶體化合物與經(jīng)過(guò)特殊處理的金屬簇組成，金屬簇功能與分子篩類似，能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化火電廠的部分廢氣，用于生產(chǎn)清潔燃料氫�；痣姀S在生產(chǎn)電力的同時(shí)會(huì)釋放二氧化碳等廢氣，而特制薄膜則能過(guò)濾其中的一些氣體，如氫氣。

現(xiàn)有的分子篩大多使用金屬鈀分離廢氣。鈀是一種稀有金屬，儲(chǔ)量少、價(jià)格高，同時(shí)在提煉鈀過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，環(huán)境效益和成本效益都不理想，因此并不是廢氣分離的最佳選擇�；谶@些原因，美國(guó)能源部讓UTD研究小組負(fù)責(zé)尋找鈀的替代物，同時(shí)提高廢氣中氫的分離率，從而擴(kuò)大美國(guó)國(guó)內(nèi)清潔能源的供應(yīng)量。

菲拉里斯說(shuō)：“我們這個(gè)研究小組中有多個(gè)領(lǐng)域的專家，是一個(gè)很有戰(zhàn)斗力的隊(duì)伍。”菲拉里斯本身是一位有機(jī)聚合物方面的專家，巴爾庫(kù)斯則擅長(zhǎng)無(wú)機(jī)化學(xué)，馬塞爾曼博士在分析化學(xué)領(lǐng)域頗有建樹(shù)。菲拉里斯認(rèn)為，擁有這些專業(yè)知識(shí)背景，可以幫助他們?nèi)斯ぶ圃斐鋈碌倪^(guò)濾膜，并對(duì)它們進(jìn)行測(cè)試，了解它們的效率，世界上能做到這一點(diǎn)的工作團(tuán)隊(duì)少之又少。眼下，他們已經(jīng)從聚合物著手，開(kāi)始制造符合條件的薄膜。

從二氧化碳中分離氫氣并不容易，但實(shí)現(xiàn)煤炭清潔化卻必須做到這一點(diǎn)。巴爾庫(kù)斯表示，他們所開(kāi)發(fā)的混合基膜試圖解決其他一些氣體過(guò)濾膜存在的缺陷，并避免生產(chǎn)金屬鈀的高昂成本以及環(huán)境破壞。

在解釋氣體過(guò)濾膜的工作原理時(shí)，巴爾克斯說(shuō)：“舉一個(gè)淺顯易懂的例子，假設(shè)前一天晚上，你帶了一個(gè)充滿氮?dú)獾臍馇蚧丶�。但第二天早上，卻發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)變癟，因?yàn)椴糠值獨(dú)馔ㄟ^(guò)氣球表面的氣孔泄露了。我們所研制的薄膜就與氣球表面類似，但它們必須要高效、劃算、有韌性，同時(shí)承受火電廠內(nèi)的高溫、高壓。”

馬塞爾曼說(shuō)，正在研發(fā)的薄膜由聚合物與混合基膜混合而成，而不是幾層薄膜組成的夾層結(jié)構(gòu)。混合結(jié)構(gòu)與夾層結(jié)構(gòu)相比優(yōu)勢(shì)在于，它們?cè)谶^(guò)濾氣體時(shí)效率更高，同時(shí)更好控制。

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