燃料替代品

工程師們正在新能源綠色燃料和儲能裝置方面取得進展

加入我們的科學愛好者社群!

儘管人們努力釀造乙醇作為汽油的可持續汽車燃料替代品,但這種植物來源的酒精也有其缺點。例如,一加侖(3.8升)乙醇所含能量比同等體積的汽油少近三分之一。

因此,當詹姆斯·A·杜梅西克和他在威斯康星大學麥迪遜分校的化學工程師同事們開發出一種從糖中提取合成燃料的直接方法時,這種燃料在許多方面都超過了乙醇,科學界對此表示關注。這種燃料被稱為2,5-二甲基呋喃,或簡稱DMF,其能量密度與汽油相當。它也不溶於水,並且在儲存中穩定。雖然化學家們早就知道這種化合物,但批次生產一直很棘手。新的兩步工藝改進了中間製造步驟,而該步驟是DMF大規模生產的障礙。

除了為內燃機尋找新的替代燃料外,研究人員還在研究燃料電池,燃料電池為實現環境可接受的動力提供了另一條途徑。有效的氫或質子交換膜(PEM)燃料電池的關鍵是在帶正電的電極上微薄的鉑顆粒塗層,在那裡氧分子分裂成單個帶電原子。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。


化學家拉多斯拉夫·R·阿德齊克和他在布魯克海文國家實驗室的團隊找到了一種方法來阻止電極表面上的鉑氧化,氧化會減緩發電化學反應,並且經常導致其膜降解,從而使電池失效。透過用金奈米粒子噴塗電極,阿德齊克的研究團隊使鉑層具有抗溶解性,並幫助其保持了大部分原始催化功效。

為了產生電力,大多數PEM燃料電池必須由氫氣或碳氫化合物提供,碳氫化合物可以催化分解成氫氣。然而,一些原型燃料電池類似於生物細胞,因為它們使用化學酶來分解糖類——一種特殊的碳氫化合物分子——以產生電子。與活細胞不同,它們通常很快就會耗盡維持反應所需的酶。

電化學家雪萊·D·明特爾和她的同事塔瑪拉·克洛茨巴赫,他們都在聖路易斯大學工作,他們開發了一種方法來補充糖動力燃料電池中隨著使用而降解的酶。研究人員為酶設計了一種聚合物包裹層,它可以使催化分子保持活性數月而不是數天。

© .