近日(ri)，美國德(de)克薩(sa)斯(si)(si)大學達拉斯(si)(si)分校（UTD）化(hua)學家(jia)約翰(han)·菲拉里(li)斯(si)(si)、肯尼斯(si)(si)·巴爾庫斯(si)(si)以(yi)(yi)及因加(jia)·馬(ma)塞爾曼發明了一(yi)種薄膜(mo)，利用(yong)它(ta)可將(jiang)氫氣(qi)與火電(dian)廠排放的其他廢氣(qi)分離開來，重新加(jia)以(yi)(yi)利用(yong)。美國能(neng)(neng)源(yuan)部化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)辦公室在(zai)過(guo)去3年(nian)內(nei)共(gong)計撥款1000萬美元，幫(bang)助該(gai)校研(yan)究人員研(yan)制從(cong)火電(dian)廠廢氣(qi)中(zhong)過(guo)濾氫氣(qi)，同(tong)時捕捉二(er)氧化(hua)碳(tan)等溫室氣(qi)體的薄膜(mo)。

據(ju)悉(xi)，上(shang)述(shu)3名UTD專家在金(jin)屬有(you)機物結構的基(ji)礎上(shang)發明(ming)了一種混合基(ji)膜(mo)（又稱“雜化膜(mo)”），它由晶體化合物與經過(guo)特殊(shu)處(chu)理的金(jin)屬簇組成，金(jin)屬簇功(gong)能(neng)與分子(zi)篩(shai)類似，能(neng)通過(guo)化學反(fan)應轉化火電廠(chang)的部(bu)分廢(fei)氣(qi)，用于生(sheng)產清(qing)潔燃料氫(qing)。火電廠(chang)在生(sheng)產電力的同時(shi)會(hui)釋放(fang)二(er)氧(yang)化碳等廢(fei)氣(qi)，而特制薄膜(mo)則能(neng)過(guo)濾其中(zhong)的一些氣(qi)體，如(ru)氫(qing)氣(qi)。

現有(you)的(de)分(fen)(fen)子篩大多使用金屬(shu)(shu)鈀(ba)(ba)分(fen)(fen)離(li)廢(fei)氣(qi)。鈀(ba)(ba)是(shi)一(yi)種稀有(you)金屬(shu)(shu)，儲(chu)量少、價格高，同時(shi)在提煉鈀(ba)(ba)過程中還(huan)會(hui)產生大量二氧化碳，環境效(xiao)益和成本效(xiao)益都(dou)不理想，因(yin)此并不是(shi)廢(fei)氣(qi)分(fen)(fen)離(li)的(de)最佳選擇。基于這些原因(yin)，美國(guo)(guo)能源(yuan)(yuan)部讓UTD研究小組負責尋(xun)找鈀(ba)(ba)的(de)替代(dai)物，同時(shi)提高廢(fei)氣(qi)中氫的(de)分(fen)(fen)離(li)率，從而擴(kuo)大美國(guo)(guo)國(guo)(guo)內清潔能源(yuan)(yuan)的(de)供應量。

菲(fei)拉里斯說：“我們這個研究小(xiao)組中有(you)(you)多個領域的(de)(de)(de)專家，是一個很有(you)(you)戰斗力的(de)(de)(de)隊伍。”菲(fei)拉里斯本身是一位(wei)有(you)(you)機聚合物(wu)方面(mian)的(de)(de)(de)專家，巴(ba)爾庫(ku)斯則擅(shan)長(chang)無機化學(xue)，馬(ma)塞爾曼博士在分析(xi)化學(xue)領域頗(po)有(you)(you)建樹。菲(fei)拉里斯認為，擁有(you)(you)這些專業知(zhi)識背景，可以幫助他們人工制造(zao)出(chu)全新的(de)(de)(de)過濾(lv)膜，并對它們進行測試，了解(jie)它們的(de)(de)(de)效率，世(shi)界上能做(zuo)到這一點的(de)(de)(de)工作團(tuan)隊少之又少。眼下，他們已經從聚合物(wu)著手，開始制造(zao)符合條件的(de)(de)(de)薄(bo)膜。

從二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)中分離氫氣并不(bu)容(rong)易，但實(shi)現煤炭清(qing)潔化(hua)(hua)卻必須(xu)做到這一點。巴爾庫斯表(biao)示(shi)，他們所(suo)開發的混合基膜試(shi)圖(tu)解決其他一些氣體過濾(lv)膜存在的缺陷，并避(bi)免生(sheng)產(chan)金屬鈀的高(gao)昂成(cheng)本以及環境破(po)壞。

在(zai)解釋氣體過濾膜(mo)的(de)(de)工作(zuo)原理時(shi)(shi)，巴(ba)爾(er)克斯說(shuo)：“舉一個淺顯易懂(dong)的(de)(de)例子，假設前一天(tian)晚上(shang)，你(ni)帶了一個充滿氮氣的(de)(de)氣球(qiu)回家。但(dan)第二(er)天(tian)早上(shang)，卻發現它(ta)(ta)已經變癟，因為部分氮氣通過氣球(qiu)表面的(de)(de)氣孔泄露了。我們(men)所(suo)研制的(de)(de)薄膜(mo)就與氣球(qiu)表面類(lei)似，但(dan)它(ta)(ta)們(men)必須要高(gao)效(xiao)、劃算、有韌性，同時(shi)(shi)承受火電廠內的(de)(de)高(gao)溫(wen)、高(gao)壓。”

馬塞爾曼說，正在研發的薄膜由聚合物與混合基膜混合而成(cheng)，而不是幾層薄膜組(zu)成(cheng)的夾層結構(gou)。混合結構(gou)與夾層結構(gou)相比優勢(shi)在于，它們(men)在過濾氣體(ti)時(shi)效率更高，同時(shi)更好控制(zhi)。

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