美研发可快速制造烃类燃料的反应器

2011-1-14 10:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网1月12日报道,美国科学家研发出了一种新反应器,其能利用太阳光、二氧化碳、水和氧化铈快速地制造烃类燃料。该研究发表在上周出版的《科学》杂志上。

  这个过程类似于植物的生长过程,植物为维持生长也会使用来自太阳的能源将二氧化碳转变为糖基聚合物和芳香烃化合物。这些化合物中包含的氧被去除后即可转变为燃料,其方式或是通过在地下历经数千年的降解以形成化石燃料,或通过一种更加迅速的分解、发酵和氢化过程来产生生物燃料。

  然而,利用植物将太阳光转化为化学燃料并非最有效的办法,制造出实用的太阳能燃料还有很长的路要走。因此,研究人员正在寻找方法,希望可以在不依赖植物的生长和分解等中间步骤的情况下用太阳光将二氧化碳转变为烃类燃料。

  现在,美国加州理工学院的威廉姆·陈和同事演示了一种可能的反应器设计。在这种反应器中,被聚集在一起的太阳光能将氧化铈——稀土金属铈的氧化物加热到足够高的温度,将氧原子从它的晶格中摇散并使之脱落;接着,该材料可以很容易地从水或二氧化碳中剥夺其氧原子以取代自己失去的氧原子,从而得到氢气或一氧化碳;再使用额外的催化剂,可以将氢气和一氧化碳结合在一起生成燃料。

  按照设计,集聚的太阳光通过一个窗孔进入该太阳腔室反应器,光线在腔室内可反射多次,以确保反应器能捕捉到足够多的入射太阳能。圆柱形的氧化铈片同样被置于腔室内,并经受数百次的热—冷循环以诱导燃料的产生。