首个热力学可逆化学反应器代表着化学工业向前迈出的一大步

一项新研究的作者认为,第一个可以生产氢作为纯产品流的热力学可逆化学反应器表明了化学工业的“转型”行动。

这个新反应堆发表在著名的学术期刊上化学性质上5月28日th,通过固体氧储层在反应物流之间传输氧气,防止了反应物气体的混合。

当反应气流沿着反应轨迹运动时,该储层以这样一种方式发展,它与反应气流保持接近平衡,因此保留了对其所受条件的“化学记忆”。

其结果是氢气形成一个纯的产品流,省去了昂贵的最终产品分离的需要。

这项研究由纽卡斯尔大学该项目包括来自英国杜伦大学和爱丁堡大学以及法国欧洲同步辐射设施的专家,由工程和物理科学研究理事会(EPSRC)资助。

化学变化通常是通过混合反应进行的,即多种反应物混合在一起并加热。但这会导致损失、反应物的不完全转化以及最终需要分离的产物混合物。利用我们的氢记忆反应器,我们可以生产纯净的、分离的产品。你可以称之为完美的反应堆

伊恩·梅特卡夫教授,主要作者,纽卡斯尔大学化学工程教授

宇宙中最丰富的元素

宇宙中最丰富的元素是氢。它是由水分子的分裂合成的,向可再生能源的转变导致了所谓的“绿色氢”的增加。

氢是一种清洁而有价值的能源,可以作为燃料来发电,也可以通过天然气网络来储存和运输。

所有的过程——无论它们是机械的、电的还是化学的——在热力学上都是不可逆的,而且效率比它们本来可以做到的要低。

这意味着,当氢在传统的化学反应器中产生时,它必须与其他产品隔离,这一过程不仅昂贵,而且往往是能源密集型的。

研究人员描述了他们的新系统,并首次演示了一个化学反应器,可以接近热力学可逆操作。

在该系统中,水与一氧化碳反应产生氢气和二氧化碳,也阻止碳进入氢气并以二氧化碳或一氧化碳的形式产生流,从而防止产品污染。

通过像开关一样“翻转”储层,研究人员证明了该系统可以实现高转化率,因此氢气和二氧化碳作为纯产物在反应器的两端形成。

传统的氢气生产需要两个反应器和一个分离装置,而我们的反应器在一个装置中完成所有步骤梅特卡夫教授补充道。

当我们用氢气演示这个概念时,记忆反应堆的概念也可以应用到其他过程中."

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