科学家利用微波使化学反应更加节能

加热是工业化学中最耗能的步骤之一,但东京大学的科学家们找到了一种巧妙的方法来提高加热效率——使用微波。他们的新技术仅将热量集中在需要的地方,而不是浪费能源来加热整个反应堆。结果呢?大约 4.5 的化学反应 […]科学家使用微波使化学反应更加节能的帖子首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
理想情况下,微波反应可以由绿色能源驱动,在这种情况下,系统可以通过将二氧化碳转化为其他有用的化学物质来帮助减少二氧化碳。图片来源:2025 Kishimoto 等人。 CC-BY-ND

加热是工业化学中最耗能的步骤之一,但东京大学的科学家们找到了一种巧妙的方法来提高加热效率——使用微波。

他们的新技术仅将热量集中在需要的地方,而不是浪费能源来加热整个反应堆。

新技术

结果?

化学反应的效率比传统加热方法高约 4.5 倍。

效率提高约 4.5 倍

制造日常材料(从燃料到肥料)的许多化学反应都需要高温。

但是传统的加热方法,例如燃烧气体或循环热流体,是浪费的,因为它们会加热所有东西,而不仅仅是实际发生反应的小区域。

“在大多数情况下,化学反应仅发生在非常小的局部区域,仅涉及几个原子或分子,”东京大学化学系统工程系讲师 Fuminao Kishimoto 说。

岸本文尚

“这意味着即使在大型化学反应器内,也只有有限的部分真正需要能量输入来进行反应。”

为了解决效率低下的问题,岸本和他的团队转向使用微波炉,类似于家用烤箱中使用的微波炉。

微波炉

厨房微波炉通过在 2.45 GHz 左右激发水分子来加热食物,而研究人员则使用低频微波(900 MHz)来瞄准一种称为沸石的特殊多孔材料内的特定原子。

低频微波(900 兆赫) 沸石

这种材料就像一块充满微小空腔的海绵。

铟离子

创建这种精确的加热效果并不容易。 “最具挑战性的方面是证明只有一个原子活性位点被微波加热,”岸本解释道。

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