悉尼大学的研究人员提出了一种抑制工业排放的新方法,即利用液态金属的“原子智能”来实现更环保、更可持续的化学反应。

研究人员称液态金属为更绿色的化学过程提供了潜力

尽管全球都在努力发展可再生能源和电气化,但化学品生产仍占温室气体排放总量的10-15%。全球总能源的10%以上用于化工厂,而且这一数字还在不断上升。

这是因为制造不同产品的化学反应需要大量能量。研究人员在《科学》杂志上发表了一篇路线图,展示了如何通过改变反应发生的性质来改变化学加工。

领导这项研究的化学工程学院院长KouroshKalantar-Zadeh教授表示:“人们常常忘记,化学反应是我们所拥有和使用的一切的核心;几乎所有现代产品都是通过某种化学反应制造的。从用于医疗设备的高级塑料到用于农业的氨,目前的制造过程需要大量能源,导致温室气体排放不断增加。”

许多化学反应,包括绿色氢气生产的化学反应、具有特定结构的化学品的合成(例如用于制造家用产品的聚合物)以及各种材料(如微塑料和持久性物质,包括全氟和多氟烷基物质(PFAS)))的分解都是使用液态金属进行改进的潜在目标。

“使用液态金属进行化学反应仍然是一个非常新的概念;大多数化学反应仍然依赖于几十年前的工艺。利用液态金属的‘原子智能’来驱动反应在很大程度上仍未得到探索,但对于改变化学工业的未来具有巨大的潜力,”Kalantar-Zadeh教授说。

去年,他的团队测试了一种使用液态金属的技术,他们希望该技术能够取代能源密集型的化学工程工艺,该工艺使用固体催化剂(引起化学反应的固体金属或化合物)来制造一系列产品,包括塑料、肥料、燃料和原料。

他的团队还证明了利用多种金属衍生的液态金属合金生产氢气的可能性。

该团队的方法意味着化学反应可以在较低温度下引发,而不像现有技术那样需要将金属加热到几千摄氏度。相反,液态金属会在低温下溶解催化金属(引发反应的金属),如锡、铜、银和镍,从而形成在低能量下促进化学反应的合金。