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新反应堆利用天然气生产清洁能源和碳纳米管
剑桥大学的科学家开发了一种新型反应堆,可将天然气(一种主要由甲烷组成的常见能源)转化为两种非常有价值的资源:清洁氢燃料和碳纳米管,它们超轻且比钢坚固得多。
来源:英国物理学家网首页剑桥大学的科学家开发了一种新型反应堆,可将天然气(一种主要由甲烷组成的常见能源)转化为两种非常有价值的资源:清洁氢燃料和碳纳米管,它们超轻且比钢坚固得多。
氢是一种很有前途的绿色燃料,因为它完全燃烧,仅产生水蒸气和零二氧化碳。然而,我们今天制造氢气的方式通常涉及使用高压蒸汽分解气体分子,从而释放大量的二氧化碳副产品。
为了避免这种情况,剑桥团队希望完善一种称为甲烷热解的技术,该技术将甲烷转化为氢气和固体碳而不产生二氧化碳。然而,到目前为止,还没有人能够足够有效地进行这一过程以进行大规模使用,因为传统反应器浪费了太多的气体。
多程反应器
科学家们通过建造多通道反应堆解决了这个问题,《自然能源》杂志上发表的一篇论文对此进行了详细介绍。未使用的气体会被不断回收,而不是让气体仅通过系统一次,从而导致大量浪费和能量损失。甲烷不断返回热反应器,直到大部分转化为氢气和碳纳米管气凝胶。
通过作为闭环系统运行,反应器最大限度地减少了浪费的材料量。与单程反应器相比,这种方法带来了性能的巨大飞跃,正如研究人员在论文中报告的那样:“多程反应器的碳产量提高了 8.7 倍,摩尔过程效率提高了 446 倍(系统使用每个气体分子的效率)。”
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