UIC開發「瑞士軍刀」催化劑 提升天然氣燃燒清潔度

2021-01-17 騰訊網

蓋世汽車訊 據外媒報導,伊利諾伊大學芝加哥分校(University of Illinois Chicago,簡稱UIC)的機械與工業工程系教授Rze Shahbazian-Yassar及其同事開發了一種領先的「瑞士軍刀」(Swiss Army knife)催化劑。該催化劑由10種不同的元素和氧組成,其中每種元素都具有降低甲烷加氧燃燒溫度的能力,可以將甲烷的燃燒溫度降低約一半,從1400開氏度降至600-700開氏度(1攝氏度=274.15開氏度)。

(圖片來源:phys.org)

在之前的研究中,Shahbazian-Yassar及同事利用獨特的衝擊波技術,製造多元素納米顆粒催化劑,這種催化劑被稱為高熵合金。而在此之前,材料科學家未曾詳細探討過使用三種以上的元素製造納米粒子,因為不同元素的原子之間傾向於相互分離,從而失去效力。

Shahbazian-Yassar的團隊利用UIC的實時高溫電子顯微鏡系統進行觀測,在高達1073開氏度下,由10種金屬氧化物組成的高熵納米顆粒,能夠保持高度穩定狀態。並且,在每個納米顆粒中,各種元素均勻分布,形成穩定的單一固態晶體結構。

此類金屬氧化物合金中含有不同的過渡金屬混合物,即稀土元素、貴金屬加上氧。研究人員Zhennan Huang表示:「各種元素的原子半徑、晶體結構、氧化電位和電子性質都不同,要在固相材料中使其達到良好混合狀態,幾乎是不可能的。然而,我們能夠證明其可行性。」

Shahbazian-Yassar表示:「我們開發了多種多元素合金,其中均含有由10種元素組成的顆粒,不僅能夠有效降低甲烷氣體的燃燒點,並可在相關溫度下保持穩定性。」

研究人員認為,這種催化劑可用於為渦輪機提供動力,或用於壓縮天然氣汽車。

相關焦點

  • 《自然》子刊:科學家開發新催化劑可減少天然氣燃燒溫室氣體排放
    該研究來自伊利諾伊大學芝加哥分校(UIC),研究人員在一種新型催化劑的開發上取得進展。該催化劑由10種不同元素組成,每種元素都具有降低甲烷和氧氣燃燒溫度的能力。這種獨特的催化劑可以將甲烷的燃燒溫度降低大約一半——從1400開爾文以上降至600至700開爾文。此前,該校的團隊曾製作了一種使用獨特的衝擊波技術製造的多元納米粒子催化劑,稱為高熵合金。
  • 歐洲航天局將用「瑞士軍刀」為LEO刮骨療傷
    瑞士軍刀 - 「清潔太空一號」機器人據媒體報導,「清潔太空一號」機器人將於2025年升空,任務耗資約1.33億美元與ESA合作的瑞士清潔太空公司CEO呂克·皮格特說,在不遠的將來,人類所需衛星的數量將增加一個數量級,地球周邊將出現一個「星座」,因此必須儘快移除那些軌道上的垃圾,為「衛星新生兒」騰出空間。事實上,清除太空垃圾的想法由來已久。
  • 維氏瑞士軍刀好不好,維氏瑞士軍刀都市獵人怎麼樣測評
    在我第一次有意買刀的時候,就選擇了瑞士軍刀的獵人款,在那以後,我對這個十字盾牌的刀具一直不曾失望過。好的刀具是每個EDC愛好者求之不得的東西,既要有顏還得有料,能拿在手上顯得有逼格,又能在實際使用中表現出優異性能。瑞士軍刀,不僅只是刀,還是一個多功能的組合工具。
  • 組合式工具典範 瑞士軍刀救生員試用
    [中關村在線鍵鼠頻道原創] 說道瑞士知名產品,除去人盡皆知的瑞士名表和外設發燒友極為熟悉的羅技鍵鼠,還有一樣不得不說的產品,就是瑞士軍刀,印有十字盾牌標誌的瑞士軍刀,與鐘錶一起成為瑞士的象徵。維氏瑞士軍刀依途不同,配備有不同的刀身長度和組合功能,其中救生員,是一款專為有車人士量身打造的極限求生工具。
  • 我的第一把多用的設計都市獵人瑞士軍刀
    而為了解決煩惱,我們會經常使用一些多功能的工具,比如維氏瑞士軍刀。瑞士軍刀是一款很有名的多功能刀具,不僅功能齊全,而且款式也有很多。那麼下面就來測評一款比較受歡迎的款式——都市獵人瑞士軍刀。小巧的身材+便攜的設計維氏都市獵人瑞士軍刀採用了小巧的設計,軍刀的規格為91mm,並且配備了專用的中型刀袋,不使用的時候可以把軍刀放在刀袋裡,防止丟失。
  • 瑞士軍刀可以託運嗎 飛機管制物品盤點
    瑞士軍刀想必大家都耳熟能詳。瑞士軍刀是一把摺疊小刀,小小的身量卻包含了六七種工具,如簡單,開瓶器,螺絲刀等。現在的瑞士軍刀越來越與時俱進,有的款式甚至還含有手電筒和驗鈔燈光。瑞士軍刀歷史悠久、做工精良,並且功能豐富、使用頻率也很高。這樣優秀的一把刀具,想必可以說是人手一個了。
  • 【科研進展】大連化物所開發高水熱穩定性Pd基催化劑用於甲烷燃燒
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究室研究員李為臻、喬波濤和中科院院士張濤團隊,與北京大學教授馬丁合作,在高穩定Pd基甲烷燃燒催化劑製備研究中取得新進展
  • 催化劑研究進展或將建造通往清潔能源的高速公路—新聞—科學網
    圖片來源:Jasiek Krzysztofiak/Nature 在她1794年的書籍《一篇關於燃燒的文章》中,蘇格蘭化學家Elizabeth Fulhame注意到了一個奇怪的現象:煤炭和木炭等物質潮溼時會燃燒地更好
  • 囧瑟夫將接替"瑞士軍刀男"主演劫機電影《7500》
    囧瑟夫將接替"瑞士軍刀男"主演劫機電影《7500》 時間:2017.11.02 來源:1905電影網 作者:米米 分享到:
  • 水中高效批量生產氫即將成為現實比從天然氣中提取更清潔、更可持續
    科學家們利用先進的實驗工具,對電化學催化過程有了更清晰的認識,這種過程比從天然氣中提取氫氣更清潔、更可持續。研究結果發表在的《科學進展》雜誌上。氫存在於地球上各種各樣的化合物中,最常見的是與氧結合生成水,它在科學、工業和能源方面發揮著許多作用。它也以碳氫化合物的形式存在,這是由氫和碳組成的化合物,如天然氣的主要成分甲烷。
  • 貴金屬催化劑催化燃燒揮發性有機物(VOCs):活性組分、載體性質等的...
    對於Pt催化劑來說,隨著Pt顆粒尺寸的減小,Pt的分散度提升,Pt(0)的比例則下降,因而採用合適的方法,精確控制組分顆粒的尺寸,是改善催化性能的有效途徑。Chen等研究了一系列Pt顆粒尺寸在1.3~2.3 nm的Pt/ZSM-5對甲苯的催化燃燒性能,結果顯示,直徑為1.9 nm的Pt顆粒表現出了最佳的活性,因其較高分散度和高比例Pt(0)。
  • 維吉尼亞大學開發新型催化劑 大幅提升太陽能利用效率
    據外媒報導,維吉尼亞大學、加州理工學院和美國能源部阿貢國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室和布魯克海文國家實驗室的研究人員取得的突破性進展或將消除這一過程中的關鍵障礙,將極大促進清潔能源發展。
  • 亞聯高科:成功研發燃料電池用天然氣制氫變換催化劑
    11月27日,亞聯高科天然氣制氫變換催化劑研發課題組對「一種寬溫無鉻水氣變換催化劑研發」項目做結題報告。目前,該催化劑ALGC-T1865已經在某天然氣制氫加氫一體化站內投入使用,對高溫轉化氣出口換熱工藝進行高度集成,在換熱的同時變換制氫,達到天然氣消耗最小化,少產甚至不副產蒸汽。中變入口溫度可以低至220℃,出口氣體CO含量<0.5v/v%,氫氣轉化效率提高2~3%。
  • 焦爐氣甲烷化催化劑替代進口 在4億Nm3/a焦爐氣制天然氣裝置投用
    近日,西南化工研究院甲烷化催化劑替代丹麥託普索公司產品在內蒙古三聚家景新能源有限公司4億Nm3/a焦爐氣甲烷化制天然氣裝置一次開車成功,各項指標均達到裝置設計要求。這是國產甲烷化催化劑首次實現對國外甲烷化催化劑的替代,標誌著該院焦爐氣甲烷化催化劑成為目前唯一能比肩國外先進技術水平的甲烷化催化劑,開創了國產甲烷化催化劑應用的新局面。
  • 瑞士四大「金字招牌」產業
    1998年瑞士聯邦《反洗錢法》出臺,特別規定了銀行機構在反洗錢活動中的職責義務,並且規定其他金融中介機構均有舉報義務,因此,這個手段在一定程度上可以有效預防和打擊洗錢犯罪,更好地維護和提升瑞士來之不易的金融市場的極高聲譽。
  • ...UOP 與中國石油天然氣集團公司合作攜手在中國開發生物燃料項目
    這些舉措,不僅可以使中國石油天然氣集團公司實現中國國家發展和改革委員會 (NDRC) 制定的可再生能源目標,也與 NDRC 和美國能源部及農業部於 2007 年達成的提高工業能源效率和促進減排的戰略協議精神相契合。 UOP 可再生能源和化學品部總經理 Jennifer Holmgren 表示,「雙方的合作將推動中國運輸領域可行性可再生能源的開發。
  • 瑞士學者開發出具有非線性光束清潔功能的時空鎖模雷射器
    江蘇雷射聯盟導讀:來自瑞士洛桑–洛桑聯邦理工學院 (EPFL)的學者開發了一種針對多模雷射腔體的新穎的非線性光束清潔的辦法。這一技術為產生具有單模光束質量的高能量的超快脈衝找到了一個新的辦法。據期刊《Advanced Photonics 》報導,來自瑞士洛桑–洛桑聯邦理工學院 (EPFL)的學者開發了一種針對多模雷射腔體的新穎的非線性光束清潔的辦法。
  • 清潔燃燒技術的突圍之路
    呂俊復和他的團隊完成的「600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐技術開發、研製與工程示範」項目,在沒有國際先例的條件下,系統地突破了超臨界循環流化床容量跨域和參數提高帶來的巨大理論及工程挑戰,構建了超臨界循環流化床鍋爐設計理論和關鍵技術體系,研製出世界上容量最大、參數最高的600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐,標誌著我國在循環流化床燃燒技術領域走在了國際前列,在世界循環流化床鍋爐發展史上烙下濃重一筆。
  • 科學網—催化劑的「催化」之路
    催化劑的「催化」之路圖片來源:Jasiek Krzysztofiak 在1794年撰寫的《一篇關於燃燒的文章》中,蘇格蘭化學家Elizabeth Fulhame注意到一個奇怪的現象:煤炭和木炭等物質潮溼時會燃燒得更好。經過很多實驗了解其背後的原因之後,她總結稱水會分解成氫和氧,它們可以與其他化合物產生相互作用從而使燃燒更加猛烈。
  • VOCs催化劑原理、應用及常見問題
    作為催化燃燒系統的關鍵技術環節,催化劑的合成技術及應用規則就顯得尤為重要,醇醚酯化工清潔生產國家工程實驗室自2008年經國家發改委批准設立以來,圍繞醇醚酯化工清潔生產技術,以綠色催化劑和清潔製備工藝為研發重點,開展相關工作,為持續優化催化劑及催化燃燒系統提供技術支持。