作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2019-2-22 0:0:52
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紫外线或为绿色燃料新来源

 

图片来源:SHENG CHU/MCGILL UNIVERSITY

本报讯 甲醇是一种无色液体,可以从农业废料中提取,长期以来被认为是化石燃料的绿色替代品。但是甲醇有毒,而且其能量只有汽油的一半。现在,研究人员报告说,他们已经找到了一种潜在的廉价方法,利用阳光将甲醇转化为乙醇—— 一种更受欢迎的替代燃料,有害程度更低且能量转化率更高。

将甲醇转化为乙醇的想法并不新鲜。但目前的工艺需要热量、压力和有毒添加剂,如一氧化碳。人们也可以通过直接发酵玉米或甘蔗生产乙醇,但是种植这些作物需要农田。研究人员也设计出将农业废料转化为乙醇的方法,但成本太高,不具竞争力。

加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的研究人员之前展示了由半导体氮化镓制成的微小纳米线森林,可以作为催化剂,将甲烷气体转化为苯。这种催化剂是一种化合物,它能促使其他化学物质发生反应,但不会耗尽。因此,研究人员决定看看氮化镓纳米线能否在甲醇上发挥神奇的作用。

研究人员制造并测试了几种不同的纳米线成分。正如他们近日在《化学》网络版上报道的那样,他们发现,在一片由细长的氮化镓纳米线构成的“森林”中加入镁最能吸收紫外线,并利用这些能量将甲醇转化为乙醇。研究小组发现,吸收的紫外线使纳米线的表面比其核心带有更多的负电荷。这些电荷从单个甲醇分子上撕下一个水分子,留下一种名为甲基碳烯的化合物。当水分子漂走时,甲基碳烯就会与邻近的甲醇分子发生反应产生乙醇。

但这个过程只是一个概念的证明。研究人员表示,将甲醇转化为乙醇需要紫外线,而紫外线只是到达地球的阳光中的一小部分。因此,要使这一过程变得经济,可能需要调整纳米线,使其能与可见光一起工作。(唐一尘

相关论文信息:DOI:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.01.005

《中国科学报》 (2019-02-22 第2版 国际)
 
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