大自然的秘方激发了更安全、更绿色的氟化工生产的突破性进展

大自然的秘方激发了更安全、更绿色的氟化工生产的突破性进展新开发的氟化合物生成方法背后的球磨过程艺术图解。资料来源：CalumPatel牛津大学的化学家们首次在不使用危险的氟化氢气体的情况下生成了对许多行业至关重要的氟化合物。这种创新方法的灵感来自于形成我们牙齿和骨骼的生物矿化过程。相关成果发表在权威杂志《科学》上。一个化学家小组开发出了一种全新的方法，可以绕过危险产品氟化氢（HF）气体，生成极其重要的氟化合物。该研究成果于7月20日发表在《科学》杂志上，可对改善日益增长的全球工业的安全性和碳足迹产生巨大影响。氟化学品是一类具有广泛重要用途的化学品，包括聚合物、农用化学品、药品以及智能手机和电动汽车中的锂离子电池，2018年的全球市场规模达214亿美元。目前，所有氟化合物都是通过高能耗工艺从有毒和腐蚀性气体氟化氢（HF）中生成的。尽管制定了严格的安全法规，但在过去几十年中，氟化氢泄漏事故仍屡屡发生，有时还会造成致命事故和有害环境影响。为了开发一种更安全的方法，牛津大学的化学家团队与牛津大学衍生公司FluoRok、伦敦大学学院和科罗拉多州立大学的同事一起，从形成牙齿和骨骼的自然生物矿化过程中汲取灵感。通常，氟化氢本身是在苛刻的条件下通过一种名为萤石（CaF2）的结晶矿物与硫酸反应生成的，然后再用于制造氟化合物。在新方法中，氟化合物直接由CaF2制成，完全绕过了氟化氢的生产过程：这是化学家几十年来一直在追求的成就。研究人员利用X射线衍射等高精密技术，揭开了有关Fluoromix组成和氟化物质结构的关键信息。图中显示了作为氟化试剂的Fluoromix晶体成分的结构。资料来源：迈克尔-海沃德教授在这种新方法中，固态CaF2由生物矿化启发过程激活，该过程模仿了磷酸钙矿物质在牙齿和骨骼中的生物形成方式。研究小组将CaF2与粉末状磷酸二氢钾盐在球磨机中研磨数小时，使用的机械化学过程是从我们用杵和臼研磨香料的传统方法演变而来的。由此产生的粉末状产品被称为Fluoromix，可直接从CaF2合成50多种不同的氟化合物，产率高达98%。所开发的方法有可能简化当前的供应链并降低能源需求，有助于实现未来的可持续发展目标，并降低该行业的碳足迹。令人兴奋的是，所开发的固态工艺对于酸级萤石（>97%，CaF2）和合成试剂级CaF2同样有效。该工艺代表了全球氟化工产品生产模式的转变，并促成了FluoRok公司的成立，该公司是一家分拆公司，致力于该技术的商业化以及安全、可持续和高成本效益氟化技术的开发。研究人员希望这项研究能鼓励世界各地的科学家为具有挑战性的化学问题提供颠覆性的解决方案，从而为社会带来益处。牛津大学化学系的卡勒姆-帕特尔（CalumPatel）是这项研究的主要作者之一，他介绍说："用磷酸盐对CaF2进行机械化学活化是一项令人兴奋的发明，因为这一看似简单的过程是解决复杂问题的高效方法。合作是回答这些问题的关键，也是推进我们对这一尚未探索的氟化学新领域的理解的关键。应对重大挑战的成功解决方案来自于多学科方法和专业知识，我认为这项工作真正体现了这一点的重要性。"这项研究的构思和领导者、牛津大学化学系的VéroniqueGouverneurFRS教授说："直接使用CaF2进行氟化是这一领域的终极目标，几十年来人们一直在寻求解决这一问题的方法。如今，向可持续的化学品制造方法过渡，减少或消除对环境的有害影响，已成为一个高度优先的目标，可以通过雄心勃勃的计划和对当前制造工艺的全面反思来加快实现这一目标。这项研究是朝着这个方向迈出的重要一步，因为在牛津大学开发的方法有可能在学术界和工业界的任何地方实施，通过缩短供应链等方式最大限度地减少碳排放，并在全球供应链脆弱的情况下提高可靠性。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375753.htm

燕郊爆炸已致2死26伤 如何安全用“气"？

燕郊爆炸已致2死26伤如何安全用“气"？燃气为我们的日常生活带来了极大的便利，但是一旦使用不当或疏忽大意，极易引发燃气安全事故。燃气燃爆事故频发，造成巨大的人身伤害和经济损失，痛心的同时也为我们敲响警钟——燃气安全问题不可轻视。安全用“气”，我们首先需要了解燃气。天然气、人工燃气、液化石油气有何不同燃气是气体燃料的总称，它能通过燃烧放出热量，供居民日常生活和工业企业使用。燃气的种类有很多，日常生活中我们常见的主要有天然气、人工燃气、液化石油气。那么，它们都有哪些不同呢？1、成分不同天然气是从自然界的油气田、煤层气、泥火山气中抽取出来的可燃性气体，是古生物残骸在高温高压下经过数亿年演化而来。主要成分为甲烷，占80%以上，其余还有少量乙烷、丙烷、丁烷、氮气、硫化氢、水蒸气等气体成分。如今我们家中使用的管道气源大多是天然气，它经过预设管道被输送到各家各户。天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生的二氧化碳少于其他化石燃料，因此造成温室效应较低。人们赋予天然气“蓝金”称号，与石油“黑金”对应，并驾齐驱，足以见得天然气地位的重要性。煤气，并不是天然形成的，它是用煤炭作原料制成的可燃气体。根据加工方法可以分为水煤气、半水煤气或发生炉煤气，其主要成分是一氧化碳，也含有少量的甲烷和氢气。煤气很难被压缩，所以也是通过固定管道输送到各家各户。煤气比天然气、液化石油气的使用历史都要早，早在1949年前，哈尔滨、沈阳等城市就开始使用煤气了。随着天然气工程的发展，现如今，煤气逐渐被天然气取代。液化石油气是烷烃类及烯烃类混合物气体，成分比较复杂，主要成分是丙烷和丁烷，通常含有少量的丙烯和丁烯。它是对天然气或者石油进行加压降温液化后，得到的一种无色挥发性液体。日常生活中，液化石油气在适当的压力下以液态储存在罐容器中，常被用作炊事燃料。比如我们吃火锅时用的瓶装气体，一般就是液化石油气。2、热值有差异燃气的热值是一定体积或质量的燃气所能放出的热量，故而热值越高，同体积燃气的放热量越大。天然气每立方燃烧热值约为8000大卡至8500大卡；城市煤气每立方热值在3500大卡左右；液化气每立方燃烧热值约为25200大卡。液化石油气的热量值是三者最高的，这也是饭店后厨常选择液化气罐作为热源炒菜的原因之一。3、安全性有差异煤气的主要成分是一氧化碳，一旦发生煤气泄漏，很容易造成一氧化碳中毒现象；天然气的主要成分甲烷无色无味无毒，为了在泄漏时能尽早发现，管道天然气中常添加臭味剂；液化石油气主要成分烷烃、烯烃气体无色无味无毒，但其中含有的少量硫化氢等组成的混合气体会刺激呼吸道，浓度过高时甚至会导致窒息、神经麻痹。燃气是一种易燃物质，燃气与空气在一定的浓度范围内混合,遇火源会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限。天然气的爆炸极限在5%~15%；煤气的爆炸极限随混合气组成成分含量的差异而不同，一般在4.5%~35.8%；液化石油气爆炸极限在1.5%~9.5%，1千克液化石油气全部气化后的爆炸威力相当于4～10千克TNT炸药的当量。需要注意的是，燃气不完全燃烧时产生的碳氧化物也会引发中毒，因此使用燃气必须注意安全。如何安全用“气”？以下内容请牢记使用燃气设备，要做到“按时更换、常检查”：经常检查燃气管线上的各个连接点是否漏气；胶管每18个月更换一次，期间多观察是否老化、开裂；此外，胶管应远离热源，两端要用管箍卡紧。使用燃气灶期间，要注意人不能远离；打不着火时应停顿一会儿，确定燃气消散后再重新打火；养成用气后及时关闭燃气阀门的习惯；根据气源类型选用并正确安装燃气报警器，报警器宜选择靠近燃气表或燃气管道接点的位置安放。长时间使用燃气，一定要通风换气。如果厨房通风不好，使用煤气灶的过程中可能会使厨房内氧气不足，从而造成一氧化碳中毒。另外，不同气源的炉灶千万不能混用。如果更换气源类型，要更换相应的灶具来匹配。这是因为，不同燃气空气混合比例不同，相同体积下的燃气完全燃烧所需空气量不同，进气压力也有差异：液化石油气压力大，气喷嘴孔径小；天然气气压小，喷嘴孔径大。混合比例不适配，会出现非正常燃烧情况，形成安全隐患。正规厂家生产的天然气炉具标牌上会用“T”标注，液化气炉具上用“Y”标注，人工煤气炉具用“R”标注。一旦发现燃气泄漏，应立即关闭管道燃气阀门。把家里门窗打开通风，稀释空气中的燃气，使之不能达到爆炸极限。切记此时不要在室内开启任何电器设备，包括电灯、排气扇等，避免金属摩擦，以防电火花引发爆炸。如果发现燃气泄漏或着火情况严重，应马上离开现场，并通知邻里撤离，到室外拨打119求助。燃气安全无小事。杜绝事故的发生，一定要提高防范意识，防患于未然，多一份小心，增一份平安。参考文献[1]EnavP.China'soilandgasimportstrategyto2020.London:SMiPublishingLtd.,2001.[2]LeiZhao.TheAdaptabilityofGasRangeinNaturalGasConversion.JournalofJilinInstituteofArchitectureandCivilEngineering.2019.[3]同济大学，重庆大学，哈尔滨工业大学，北京建筑工程学院.燃气燃烧与应用(第四版)．北京:中国建筑工业出版社.2011.[4]中国消防.预防燃气爆炸，这些要牢记.2021....PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423550.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423550.htm

拜登政府希望用清洁能源制作奶酪通心粉

拜登政府希望用清洁能源制作奶酪通心粉工业排放几乎占到美国地球热污染的四分之一。这也被普遍认为是最难防止的一种气候污染。化石燃料燃烧炉和工业流程的替代品一直落后于其他清洁能源技术。拜登政府认为可以通过资助这些项目来改变这一现状，并希望这些项目能成为更广泛行业的可持续发展模式。能源部长詹妮弗-格兰霍姆（JenniferGranholm）在周五的新闻发布会上说："我们资助的解决方案是可复制的，也是可扩展的，这意味着它们将为美国乃至全球的清洁制造业树立新的黄金标准。他们将为清洁生产制定新的黄金标准。"根据该计划，卡夫亨氏有资格获得高达1.709亿美元的资助。卡夫亨氏将利用这笔资金对位于美国九个州的10家工厂进行更新和电气化改造，其中包括位于密歇根州荷兰市的工厂，该工厂生产标志性的蓝色包装奶酪通心粉。"烘干通心粉需要大量的热量，会产生大量的废气。因此，这个项目将采用热泵、电加热器和电锅炉等清洁技术，将这些排放减少99%，"格兰霍姆在与记者的通话中说道。佛蒙特州、密苏里州和田纳西州的冰淇淋生产企业也将获得高达2090万美元的资金进行升级。联合利华将利用这笔资金用电锅炉和热泵取代燃气锅炉。目标是减少生产Ben&Jerry's、Breyers、Klondike、Magnum、Popsicle、Talenti和其他包装冰淇淋产品时的温室气体排放。Bulleit威士忌生产商DiageoAmericasSupply也将利用7500万美元的资金，用更清洁的替代品取代燃气供热。该公司计划在其位于肯塔基州和伊利诺伊州的工厂使用电锅炉和新式热能电池，由现场产生的可再生能源供电。该公司利用比尔-盖茨的气候投资基金"突破能源风险投资公司"（BreakthroughEnergyVentures）提供的资金开发了热能电池。另有12个项目旨在减少钢铁、水泥和混凝土生产过程中的二氧化碳排放量。五个铝和铜项目也被选中资助。 这些都是建设美国经济脱碳所需的基础设施的重要材料。建筑和机械电气化可以防止石油、煤炭和天然气造成的污染，但前提是电网必须进行改造，以使用清洁能源。这意味着要铺设更多由铝和铜制成并用钢筋加固的电线。 与此同时，混凝土是继水之后世界上使用最广泛的物质，其本身产生的温室气体排放量占全球总量的8%。能源部认为，它所选择的项目每年总共可以减少相当于1400多万吨二氧化碳的排放。这相当于每年减少300万辆汽油车上路。这些措施还有望减少化石燃料燃烧产生的其他污染，如烟尘和形成烟雾的氮氧化物。拜登政府表示，近80%的项目都位于贫困社区。获奖者必须制定一项社区福利计划，旨在将居民和劳工团体纳入规划过程。这些项目的资金包括来自《两党基础设施法》的4.89亿美元和来自《通货膨胀削减法》的54.7亿美元。目前入选的项目在获得资金之前仍需与能源部进行谈判。政府高级官员表示，这些项目是根据其减排能力、市场可行性、部署速度以及从新的就业机会到更清洁的环境等潜在的社会效益进行评估后选定的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424963.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424963.htm

更清洁的室内空气：巧妙涂层让灯罩变成空气净化器

更清洁的室内空气：巧妙涂层让灯罩变成空气净化器涂有催化剂的灯罩利用白炽灯泡的热量消灭室内空气污染。资料来源：MinhyungLee研究人员在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的成果。美国化学学会2023年秋季会议共有约12000场报告，涉及广泛的科学主题。该项目的首席研究员金亨日（Hyoung-ilKim）博士说，灯罩针对的是挥发性有机化合物（VOC），这些化合物占室内空气污染物的大部分。这些化合物包括乙醛和甲醛，由油漆、清洁剂、空气清新剂、塑料、家具、烹饪和其他来源释放。"虽然家庭或办公室中的挥发性有机化合物浓度很低，但人们90%以上的时间都是在室内度过的，因此接触的时间会逐渐增加，"Kim说。延世大学Kim实验室的研究生MinhyungLee说："去除室内空气中挥发性有机化合物的传统方法依赖于活性炭或其他类型的过滤器，而这些过滤器必须定期更换。Lee将在ACS会议上介绍该团队的工作。已经开发出的其他设备可以借助高温激活的热催化剂或光催化剂（对光线有反应）来分解挥发性有机化合物。但Kim指出，这些装置大多需要一个单独的加热器或紫外线（UV）光源，这会产生不必要的副产品。他的团队希望采用一种更简单的方法，只需要一个也能产生热量的可见光源（如卤素灯或白炽灯）和一个涂有热催化剂的灯罩。"据Lee称，卤素灯泡仅能将10%的电能转化为光能，其余90%则转化为热能。白炽灯泡的情况更糟，只能发出5%的光和95%的热。"这些热量通常会被浪费掉，"Kim说，"但我们决定用它来激活热催化剂，分解挥发性有机化合物。"在去年秋天发表的一篇论文中，研究小组报告说，他们合成了由二氧化钛和少量铂组成的热催化剂。研究人员在铝制灯罩内侧涂上催化剂，然后将灯罩罩在一个装有空气和乙醛气体的试验室中的100瓦卤素灯泡上。打开灯泡后，灯罩被加热到约250华氏度--温度足以激活催化剂并分解乙醛。在这个氧化过程中，挥发性有机化合物最初转化为乙酸，然后转化为甲酸，最后转化为二氧化碳和水。Kim指出，这两种酸都很温和，释放的二氧化碳量也无害。研究人员还发现，在同样的条件下，甲醛也能被分解，而且这种技术对白炽灯泡也有效。"这是利用灯源废热的首次示范，"Kim说。以前的大多数研究项目，甚至市场上的一些灯具，都是依靠光激活光催化剂来消灭室内空气污染。最近，Kim的团队一直在探索成本更低的铂金替代品。该团队已经证明，这些以铁或铜为基础的新型催化剂可以分解挥发性有机化合物。此外，铜还是一种消毒剂，因此Kim预计铜催化剂可以杀死空气中的微生物。现在，科学家们正在寻找将破坏污染的灯罩概念推广到LED的方法，LED是照明市场中一个快速增长的细分市场。然而，与卤素灯和白炽灯不同，发光二极管释放的热量太少，无法激活热催化剂。因此，Kim的团队正在开发受LED发出的近紫外光刺激的光催化剂，以及将LED的部分可见光输出转化为热量的其他催化剂。Kim说："我们的最终目标是开发出一种混合催化剂，它可以利用光源产生的全部光谱，包括紫外线和可见光以及废热。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378241.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378241.htm

研究人员揭示家用燃气炉如何悄无声息地影响我们的健康

研究人员揭示家用燃气炉如何悄无声息地影响我们的健康一项关于美国家庭空气污染的研究发现，使用煤气炉或丙烷炉的家庭经常吸入不健康水平的二氧化氮。斯坦福大学多尔可持续发展学院教授罗布-杰克逊（RobJackson）是5月3日发表在《科学进展》（ScienceAdvances）上的这项研究的资深作者。他说，煤气炉和丙烷炉产生的污染不仅仅是厨师或厨房里的人的问题。"这是整个家庭的问题。"除其他对健康的负面影响外，长期吸入高浓度的二氧化氮（NO2）会加剧哮喘发作，并与儿童肺部发育不良和过早死亡有关。虽然接触二氧化氮的大部分原因是汽车和卡车燃烧化石燃料，但研究人员估计，燃气炉和丙烷炉产生的污染物组合可能是目前多达20万例儿童哮喘病例的罪魁祸首。论文作者包括来自加利福尼亚州中部哮喘合作组织、PSE健康能源公司和哈佛大学陈嘉庚公共卫生学院的科学家，他们表示，其中四分之一可归咎于二氧化氮本身。"我们发现，到目前为止，炉子里燃烧多少煤气是影响暴露量的最大因素。之后，你是否有一个有效的抽油烟机--以及你是否使用它？"斯坦福大学博士生梅塔-尼科尔森（MettaNicholson）在家中观察煤气灶，科学家们在加利福尼亚州、德克萨斯州、科罗拉多州、纽约州和华盛顿特区测量空气污染，这是他们数据收集工作的一部分。图片来源：罗布-杰克逊，斯坦福大学多尔可持续发展学院除了哮喘病例之外，使用煤气炉的美国家庭长期暴露于二氧化氮中，每年足以导致数千人死亡，可能多达19000人，占每年与二手烟雾有关的死亡人数的40%。这一估计基于研究人员对人们在家中因使用燃气灶而吸入的二氧化氮量进行的新测量和计算，以及关于长期暴露于室外二氧化氮（受美国环境保护局监管）而导致死亡的现有最佳数据。死亡人数估计值是近似值，部分原因是它没有考虑到短时间内反复暴露于极高浓度的二氧化氮所产生的有害影响，而在使用燃气灶的家庭中就会出现这种情况。它还依赖于过去对室外二氧化氮对健康影响的研究，因为在室外还有来自车辆和发电厂的污染物。斯坦福大学多尔可持续发展学院的科林-费尼根（ColinFinnegan）检查没有安装抽油烟机的燃气灶上正在炖煮的锅。使用将空气排放到室外的抽油烟机可以极大地影响家中空气中的二氧化氮含量。图片来源：罗布-杰克逊，斯坦福大学多尔可持续发展学院研究人员使用传感器测量了100多个不同大小、布局和通风方式的家庭在使用炉灶之前、期间和之后的二氧化氮浓度。他们将这些测量结果和其他数据纳入一个由美国国家标准与技术研究院（NIST）的软件CONTAM支持的模型中，该软件用于模拟建筑物中的气流、污染物传输和逐个房间的居住者暴露情况。这样，他们就能在一系列现实条件和行为下估算出全国范围内的平均值和短期暴露量，并将模型输出结果与家庭测量结果进行交叉检验。研究结果表明，在全国范围内，通常使用煤气炉或丙烷炉会增加二氧化氮的暴露量，估计平均一年会增加十亿分之四。这相当于世界卫生组织认定的室外空气中二氧化氮暴露水平的四分之三。卡什坦说："这还不包括所有室外污染源的总和，因此你的二氧化氮超标的可能性要大得多。"这项研究是斯坦福大学杰克逊研究小组对燃气灶造成的室内空气污染进行的一系列研究中的最新一项。此前的研究记录了燃气灶排放其他污染物的速度，包括温室气体甲烷和致癌物质苯。但要了解炉灶排放对人体健康的影响，研究人员需要弄清污染物在家中扩散、积聚并最终消散的程度。"杰克逊是米歇尔和凯文-道格拉斯教务长地球系统科学教授，他说："我们正在从测量炉灶产生了多少污染转向人们实际呼吸了多少污染。"任何燃料在热锅中烹饪食物时都会产生微粒污染。然而，新的研究证实，食物在烹饪过程中几乎不会排放二氧化氮，电炉也不会产生二氧化氮。杰克逊说："是燃料的问题，而不是食物的问题。电炉不会排放二氧化氮或苯。如果你拥有煤气炉或丙烷炉，就需要通过通风来减少污染物的暴露。"即使在较大的住宅中，即使抽油烟机打开并向室外排气，在烹饪期间和之后，二氧化氮的浓度也会经常飙升到不健康的水平。但是，与全国平均水平相比，居住在面积小于800平方英尺（约为一个小型两居室公寓的面积）的人一年中接触到的二氧化氮是全国平均水平的两倍，是居住在面积超过3000平方英尺的最大住宅中的人的四倍。由于家庭规模的不同，不同种族、族裔和收入群体的暴露量也存在差异。研究人员发现，与全国平均水平相比，美国印第安人和阿拉斯加原住民家庭的二氧化氮长期暴露量高出60%，黑人和西班牙裔或拉丁裔家庭高出20%。在较贫困社区（通常是少数民族社区）中，人们暴露于室外二氧化氮污染源（如汽车尾气）的几率通常也更高，而燃气灶造成的室内空气污染则加剧了这一事实。杰克逊说："贫困社区的人们并不总是有能力更换电器，或者他们可能是租房居住，因为他们并不拥有电器，所以无法更换，"他说。"同样的炉灶使用量，住在小房子里的人吸入的污染也更多"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429557.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429557.htm

NIST的新突破：简单材料可擦除电厂烟囱当中的二氧化碳

NIST的新突破：简单材料可擦除电厂烟囱当中的二氧化碳甲酸铝是该团队的研究对象。它是被称为金属有机框架（MOFs）的一类物质之一。作为一个群体，MOFs在过滤和分离有机材料--通常是化石燃料中的各种碳氢化合物--方面表现出巨大的潜力。一些MOFs在提炼天然气或分离汽油中的辛烷成分方面显示出前景；其他的MOFs可能有助于降低塑料制造的成本或廉价地将一种物质转化为另一种。它们进行这种分离的能力来自于其固有的多孔性。甲酸铝，科学家们称之为ALF，具有将二氧化碳（CO2）从其他气体中分离出来的天赋，这些气体通常从火力发电厂的烟囱中飞出。与此同时，据NIST的HaydenEvans（海登·埃文斯）说，它也缺乏其他拟议的碳过滤材料所具有的缺点。埃文斯是该团队研究论文的主要作者之一，该论文于11月2日发表在同行评议的《科学进展》杂志上。"这项工作令人振奋的是，相对于其他高性能的二氧化碳吸附剂，ALF的性能确实很好，但它在简单性、整体稳定性和易于制备方面可以与设计者的化合物相媲美，"NIST中子研究中心（NCNR）的化学家埃文斯说。"它是由两种很容易找到和很丰富的物质组成的，因此创造足够的ALF来广泛使用应该是可能的，而且成本非常低。"来自新加坡国立大学、新加坡科学、技术和研究机构、特拉华大学和加州大学圣巴巴拉分校的科学家也被列入研究小组。全球大约30%的二氧化碳排放是由燃煤电厂造成的。即使世界正在接受其他能源，如不产生温室气体的太阳能和风能，找到一种方法来减少现有电厂的碳输出，可以帮助缓解它们在运行中的影响。一个合理的方法是在烟气进入大气层之前就将其洗净。然而，事实证明创建一个有效的洗涤装置是具有挑战性的。流入燃煤电厂烟囱的混合气体通常是相当热、潮湿且具有腐蚀性--这些特点使得我们很难找到一种经济的材料来有效地完成这项工作。一些MOFs效果很好，但由昂贵的材料制成；其他MOFs本身成本较低，但只有在干燥条件下才有足够的表现，需要一个"干燥步骤"，以降低气体湿度，但提高了洗涤过程的整体成本。"把这一切放在一起，你需要某种神奇的材料，"埃文斯说。"在这里，除了在非常潮湿的条件下的稳定性，我们已经成功地勾选了每一个盒子。然而，使用ALF将足够便宜，以至于干燥步骤成为一个可行的选择。"ALF是由氢氧化铝和甲酸制成的，这两种化学品在市场上很丰富，而且很容易得到。埃文斯说，它的成本将低于每公斤1美元，这比具有类似性能的其他材料的成本低100倍。低成本是很重要的，因为单个工厂的碳捕获可能需要多达数万吨的过滤材料。整个世界需要的数量将是巨大的。在微观尺度上，ALF类似于一个有无数小孔的三维铁丝笼。这些小孔大到足以让二氧化碳分子进入并被困住，但小到足以排除构成烟气大部分的稍大的氮气分子。埃文斯说，国家核研究中心的中子衍射工作向研究小组展示了材料中的单个笼子是如何收集和填充二氧化碳的，揭示了气体分子像手套中的手一样适合ALF中的某些笼子。尽管有潜力，ALF还不能立即开始运用。工程师们将需要设计一个程序来大规模地制造ALF。燃煤电厂也需要一个兼容性测试过程，还需要在洗涤烟气之前降低烟气的湿度。埃文斯说，人们已经对如何解决这些问题有了很大的了解，而且它们不会使使用ALF的成本过高。之后如何处理二氧化碳也是一个主要问题，尽管这是所有碳捕捉材料的一个问题。正在进行的研究工作是将其转化为甲酸--甲酸不仅是一种天然存在的有机材料，也是ALF的两种成分之一。新的想法是，ALF可以成为一个循环过程的一部分，在这个过程中，ALF从废气中去除二氧化碳，而捕获的二氧化碳被用来制造更多的甲酸。然后，这种甲酸将被用来制造更多的ALF，进一步减少材料循环的整体影响和成本。埃文斯说："现在有大量的研究在进行，研究如何处理所有捕获的二氧化碳，我们最终有可能利用太阳能从水中分离出氢气，然后将氢气与二氧化碳结合，制造更多的甲酸。与ALF相结合，这是一个有助于地球的解决方案。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331957.htm