新催化剂可以减少燃烧天然气的温室气体

天然气产生相对较低的污染物,如二氧化碳 - 一种强大的温室气体和气候变化的主要因素 - 因此,它是最干净的传统化石燃料源。

构成金属氧化物纳米颗粒催化剂的元素。图片来源:黄振南

然而,通过使用先进的催化剂来降低甲烷(天然气的主要成分)燃烧的温度,可以大大减少天然气燃烧排放的污染物和温室气体。

我们燃烧甲烷越有效,我们用来燃烧它的能量较少,温室气体和污染物较少。因此,我们可以做的任何事情都可以让这种燃烧温度下来是一种环境胜利

Reza Shahbazian-Yassar,伊利诺伊大学芝加哥大学机械工业工程教授

Shahbazian-Yassar和他的团队研制出了一种先进的“瑞士军刀”催化剂,由10种不同的元素组成,每种元素都有自己的能力来降低甲烷燃烧的温度,以及氧气。这种独特的催化剂可以将甲烷的燃烧温度降低近一半,从1400多K降到600-700 K。

这项研究的结果已经发表在催化性质杂志。

在早些时候发布的一项研究中,Shahbazian-Yassar及其团队借助特殊的冲击波技术表现出开发多元素纳米颗粒催化剂,称为高熵合金。在此之前,由于每个元素原子的趋势趋于彼此,因此,材料科学家没有严重的努力来开发纳米颗粒,这些元欧洲杯足球竞彩素是由于每个元素原子彼此分离的趋势并无用。欧洲杯猜球平台

Shahbazian-Yassar的团队利用了独家的实时高温电子显微镜系统芝加哥证明由10种金属氧化物组成的高熵纳米粒子在高达1073 K的温度下非常稳定,欧洲杯猜球平台单个元素均匀分布在每个纳米粒子中,从而形成单一的固态稳定的晶体结构。

新开发的金属氧化物合金包括不同的过渡金属(包括稀土元素)和贵金属以及氧气的混合物。

由于原子半径,晶体结构,氧化电位和电子性能的电子性质,几乎不可能在固相中保持这些元素的完美混合。但我们能够表明这是可能的

黄振南,研究共同第一作者,伊利诺伊大学芝加哥分校

黄是沙洲 - 亚萨的实验室的博士学位。

在我们创造的含有多种元素的多种合金中,由10种元素组成的颗粒不仅最有效地降低了甲烷气体的燃点,而且在这些温度下也最稳定欧洲杯猜球平台

Reza Shahbazian-Yassar,伊利诺伊大学芝加哥大学机械工业工程教授

Shahbazian-Yassar是这项研究的通讯作者。

研究小组相信,这种催化剂可以用于减少个人家庭燃烧天然气时合成的有害温室气体的排放,可以用于驱动涡轮机,甚至可以用于使用压缩天然气的汽车。

该研究的共同作者包括唐元李,永港尧,孟川杨,景龙高,亚历山德拉双子,梁虎,伊菲莫,格伦·雅戈,苗族娇,齐洞,嘉琪黛,以及马里兰大学的横出;彭飞谢,开珠曾,韩宗,朝王从约翰霍普金斯大学;毕茨堡大学振宇刘和郭峰王;来自橡树岭国家实验室的苗木池;来自加州大学圣地亚哥的建罗。

期刊引用:

李,T.,.(2021)二氧化二烯纳米颗粒作为甲烷燃烧的高稳定欧洲杯猜球平台催化剂。催化性质doi.org/10.1038/s41929 - 020 - 00554 - 1

来源:https://www.uic.edu/

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