埃因霍温理工大学 二氧化碳的球杆模型
鸣谢:维基百科 为了分裂二氧化碳分子中的化学键,需要加热
获得这种热量的一种方式是来自等离子体,由于苏联40年的研究,人们早就知道等离子体可以有效地分解二氧化碳
“气候和温室气体的问题导致了这一古老的研究,许多科学家已经进行了探索,”应用物理系气体放电基本过程小组的研究员亚历克斯·范·德·斯蒂格说
虽然旧的研究给科学家留下了印记,但也让他们感到困惑
“很难重现过去的结果,”范德斯蒂格指出
“例如,最近用二氧化碳等离子体进行的实验表明,需要更高的温度,实际上超过3000开尔文(K)
但是旧的研究表明,分裂可以在较低的温度下发生
" 新方法的动机 过去的结果与最近试图复制它们的结果之间的分歧证明是Van de Steeg研究的巨大动力,他在Gerard van Rooij和Richard van de Sanden的监督下,与马斯特里赫特大学和壳牌公司合作,在DIFFER进行了这项研究
“为了更好地了解二氧化碳如何在等离子体中离解或分裂,我们开发了新的方法,使用所谓的激光散射诊断来研究微波中产生的二氧化碳等离子体,”Van de Steeg说
“这包括将一束强烈的激光束聚焦到等离子体中,然后测量散射光
这样,我们可以收集等离子体的温度和成分的时间和空间信息
" 对二氧化碳等离子体的测量提供了分子分裂过程中发生的化学和物理过程的信息
此外,研究人员对二氧化碳等离子体中的极端条件有了新的认识
“等离子体的温度超过6000 K,比太阳表面还热,”范·德·斯蒂格指出
探测等离子体也有助于Van de Steeg和研究人员创建等离子体地图,然后与数字模型相结合
“这有助于我们确定等离子体不同部分的反应速率和参与这些反应的分子,它表明化学反应性取决于非常高的温度,这与过去的结果相矛盾
之前我们没有这些信息,所以拥有这些信息意义重大
" 反应计数 此外,Van de Steeg的研究揭示了产生最多一氧化碳的化学反应,这当然会增加以后生产更多燃料的潜力
“两个反应导致几乎所有的分裂:二氧化碳分子与等离子体中其他分子的碰撞,以及氧气和二氧化碳的聚集(称为缔合),最终导致一氧化碳和氧气,”范·德·斯蒂格说
第二种反应可能会提高热二氧化碳反应堆的能效
“没有O-CO2关联的最大效率刚刚超过50%,如果将它们包括在内,则增加到70%
这接近40年前实验中达到的效率
" 需要注意的一点是,启动等离子体反应需要大量的能量,但由于利用一氧化碳分子制造可持续燃料的潜力,这种能量可以得到平衡
“因此,我们可以利用过去燃烧燃料时大气中已经存在的二氧化碳来制造燃料,而不是从油井中提取石油来生产化石燃料
这是一个循环的过程
" 未来燃料 Van de Steeg的研究表明,二氧化碳裂解的高能效指日可待,他对这些发现的前景非常乐观
“有了这些发现和精心的反应堆设计,高能效指日可待,这意味着等离子体分裂方法可能是一种有吸引力的能源转换技术
" 更吸引人的是大规模微波辐射设备的可用性,它可以用来利用等离子体分解二氧化碳
随着大气中大量二氧化碳的存在和技术的到位,像Van de Steeg这样的研究有助于建立从二氧化碳生产未来燃料的反应堆似乎只是时间问题
来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!