| cyqdesign |
2010-12-25 18:28 |
科學(xué)家利用太陽能生成氫氣
大部分科學(xué)家將可再生能源的來源鎖定在太陽能身上，太陽能可謂是其它可再生能源如風(fēng)能，生物能的根本源頭。不過太陽能技術(shù)也有自己需要克服的難點，由于太陽能極易轉(zhuǎn)換為熱能和電能，但是將這兩種能源達(dá)到一定能量密度的儲存，并將其應(yīng)用于交通等應(yīng)用領(lǐng)域卻非常困難。正是由于這些缺點，人們不得不選擇其它效率較低的方法如生物電池或電等來產(chǎn)生氫。最近一期的《科學(xué)》雜志上，便發(fā)表了有關(guān)這個課題的一篇文章。 =Mx"+/Yo*
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文章的作者展示了一種能夠吸收太陽能，并將其直接用于水的分解，得到氧氣和氫氣的設(shè)備，不僅如此，這種設(shè)備還可以對二氧化碳進(jìn)行分解，得到一氧化碳和氧氣。難能可貴的是，這種設(shè)備不需要使用昂貴的催化劑，而只需要使用鈰作為催化器，眾所周知，鈰在地球上的含量與銅接近，同時鈰催化劑還可以在成千數(shù)百次使用的條件下保持催化性能的穩(wěn)定。 + kMj|()>\
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這套設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常簡單，其大部分結(jié)構(gòu)起到的作用于聚焦鏡相似，它們將陽光直接通過透明的石英玻璃傳輸?shù)椒磻?yīng)腔中，而反應(yīng)腔則采用內(nèi)反射結(jié)構(gòu)，這樣便能保證對光子的吸收效率�！霸O(shè)備的尺寸能夠保證產(chǎn)生多次內(nèi)反射，能充分吸收太陽能，吸收比超過了0.94，幾乎快要達(dá)到理想的黑體吸收效率的極限。” [bHm-X]
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太陽能被吸收之后，光子被轉(zhuǎn)化為熱能，溫度在一分鐘之內(nèi)可由140攝氏度上升到1250攝氏度，并最終在1400-1600攝氏度的范圍內(nèi)穩(wěn)定下來，這樣的溫度等級足以讓需要分解的物質(zhì)在催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而催化劑則采用多孔二氧化鈰材料。 sg7h&<Xx
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在這樣的高溫條件下，催化器中的二氧化鈰材料中會失去兩個氧原子中的一個，接下來再向多孔催化器里吹入惰性氣體，此時對設(shè)備的出口端進(jìn)行測試，可以發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)數(shù)量的氧氣放出（量最多的一次使用325mg的二氧化鈰按照每小時34毫升的速度生成氧氣）. N-upNuv
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接下來，當(dāng)設(shè)備生成的氧氣數(shù)量越來越少時，設(shè)備的溫度會下降到900攝氏度左右，然后再把需要分解的物質(zhì)重新吸入反應(yīng)腔中。如果用于分解的物質(zhì)是水蒸汽，那么二氧化鈰催化劑還可以將分解出的氧氣用于二氧化鈰的再生。這種方法可以有效而快速地從水蒸汽中分解出氫氣，而催化-分解的過程則通常少于10分鐘。另外也可以將二氧化碳作為待分解物質(zhì)來生成一氧化碳。 wL8j i>"
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