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碳球正迅速成为实现绿色和可持续发展的未来的重要产品

斯旺西大学的研究人员已经开发出一种快速,绿色且一步一步的方法来生产多孔碳球,这是碳捕获技术和新的可再生能源存储方式的重要组成部分。

该方法产生的球具有良好的碳捕获能力,并且可以大规模有效地工作。

碳球的尺寸范围从纳米到微米。在过去的十年中,它们已开始在诸如能量存储和转换,催化,气体吸附和存储,药物和酶的输送以及水处理等领域中发挥重要作用。

它们也是碳捕获技术的核心,该技术可锁定碳而不是将其排放到大气中,从而有助于应对气候变化。

问题在于现有的制造碳球的方法具有缺点。它们可能很昂贵或不切实际,或者它们产生的球在捕获碳方面表现不佳。有些使用生物质,使它们更加环保,但是它们需要化学物质才能活化它们。

这是位于大学能源安全研究所的Swansea团队的工作所取得的重大进步。它指出了通往更好,更清洁,更绿色的碳球生产方式的途径。

该团队采用了一种称为CVD的现有方法-化学气相沉积。这涉及利用热量将涂层施加到材料上。他们使用均苯四酸作为碳和氧源,他们在600-900°C的不同温度下应用了CVD方法。然后,他们研究的领域是如何高效地收集CO 2在不同的压力和温度

他们发现:

800°C是形成碳球的最佳温度

球体中产生的超微孔使它们在大气压和低压下均具有较高的碳捕获能力

比表面积和总孔体积受沉积温度的影响,导致总二氧化碳捕获能力发生明显变化

在大气压力下,对于最佳碳球,以毫摩尔/克计,最高的CO 2吸附容量在0°C时约为4.0,在25°C时约为2.9。

与现有的生产碳球的方法相比,这种新方法具有许多优势。它不含碱,不需要催化剂即可触发球的成形。它使用了一种廉价安全的原料,可以在市场上轻松获得。不需要溶剂来纯化材料。这也是一种快速而安全的过程。

负责这项研究的斯旺西大学能源安全研究所的Saeid Khodabakhshi博士说:

“碳球正迅速成为实现绿色和可持续发展的未来的重要产品。我们的研究表明,制造绿色和可持续的方法。

我们展示了一种安全,清洁和快速的生产方式。至关重要的是,我们球体中的微孔意味着它们在捕获碳方面表现非常出色。与其他CVD方法不同,我们的程序可以大规模生产球体,而无需依赖危险的气体和液体原料。

还正在研究碳球在电池和超级电容器中的潜在用途。因此,及时地,它们对于可再生能源的存储将变得至关重要,就像它们已经对于碳捕获一样。”

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