[EET] 新型高科技滤氢法

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【大纪元3月20日讯】(玛莉‧肯(Mary Cann)文、大纪元记者朱光安编译)绝大部分氢来源于天然气等化石燃料,用于从汽车到化学品的很多产品。但是研究人员想要分离出微小的氢分子时,必须先去掉其中的杂质。要达成这个目的,目前工程师们不仅需要使用不灵便的仪器,而并还要使用有毒的化学物质。

然而,希望就在眼前。据科学 (Science) 杂志二月份第三期报导,工程师们发现,一种类似目前生物医学技术上使用的筛选塑胶膜是一种简单、安全的材料,可能支持并在某些情况下取代现有的滤氢法。它的应用不仅包含了氢的分离而且也包含了天然气自身的分离。

此研究由德州大学 (University of Texas) 的研究合著者、国家科学研究会 (National Science Foundation) 获奖人班尼‧佛利曼 (Benny Freeman)与德州大学奥斯汀分校 (The University of Texas at Austin) 及北卡三角研究园地 (Research Triangle Park )三角国际研究所(Research Triangle Institute)的同事合作完成。佛利曼说:“我们的团队原先安排设计出一种渗透薄膜,用以净化从煤中产生的氢。”以前所使用的薄膜对氢的可渗透性比对杂质还大。

通常在蒸气重组 (steam reforming) 反应期间,氢会从天然气中产生,而甲烷会转换成一种主要由二氧化碳、一氧化碳和氢气所组成的气体。

最初的现象似乎是反常的,比较大的气体分子,如二氧化碳,可以通过这个新薄膜,但比较小的氢分子却被留下来。直到他们们了解了这个过滤场的功能后,才知道为什么会出现这种奇怪的现象。这个结构场里的分子是属于正极,可以吸引电子;然而负极却排斥电子。二氧化碳里有一些这种两极特性,所以可以像盐溶进水中一样溶入这个场中。

研究者发现,当越来越多的极性分子留在高聚合物中时,分子的扩散速率就会增加。聚合物的极性特征将不需要的杂质分子以更快的速率从主流中分流出来,而使大部分氢分子继续上游。即使薄膜上杂质达到饱合,这个过程还会持续下去。

该新型逆向选择 (reverse-selective) 过程中,获取氢的压力与进气压力相当,因此比其他方法更为先进。班尼‧佛利曼指出:“就压力来讲,过程中最好是使氢的压力接近进气压力 (feed pressure) 。”而通常使用的允许氢通过却滞留其他气体的薄膜则会降低氢的压力。这种新型薄膜的一个主要优点就是不会降低压力,而高压是运送气体的重要条件。以前,这是整个过程昂贵的原因所在。

现在传统的氢提取方法还在使用,然而研究员已经看到了把新型薄膜合并于现有系统中的巨大潜力。
(http://www.dajiyuan.com)

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