《科学家发明了一种将塑料升级为可以储存氢能的液体的聪明方法》

  • 来源专题:大气污染防治与碳减排
  • 编译者: 李扬
  • 发布时间:2023-09-14
  • 新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家创造了一种工艺,可以使用发光二极管(LED)和市售催化剂,将大多数塑料升级为对储能有用的化学成分,所有这些都在室温下进行。新工艺非常节能,未来可以很容易地由可再生能源供电,不像热解等其他热驱动回收工艺。

    这项创新克服了当前回收聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)等塑料的挑战,这些塑料通常被焚烧或丢弃在垃圾填埋场。在全球范围内,只有9%的塑料被回收利用,塑料污染正以惊人的速度增长。

  • 原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230913122738.htm
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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-10-29
    • 随着电动车和新能源储能需求上升,业界期待更好的电池技术,其中液流电池在大规模储能系统方面具有很好前景。英国帝国理工学院26日表示,该校学者已获得欧盟资金资助,开发新一代液流电池技术。   帝国理工学院宋启磊博士获得了欧洲研究理事会科研启动基金总值150万欧元(约合160万美元)的项目资助。他的团队将与爱丁堡大学、剑桥大学以及欧洲和中国的机构合作开发这种电池技术。   宋启磊向新华社记者介绍说:“传统的锂离子电池是把电解液和电极材料封装起来,有机电解液热稳定性受到限制,容易发生爆燃,安全性受限;相比之下,液流电池将可以充放电的电解液材料和电堆单元解耦,这样正负极电解液可以单独储存在容器中,然后通过泵输送到电池内部实现充放电,安全性高,能量可长久储存,非常适合大规模的储能系统应用。”   当前,比较常见的液流电池是全钒液流电池,这种电池采用的是商业化的离子交换膜和钒材料,但活性材料和隔膜的成本都很高,限制了液流电池的大规模使用。宋启磊在帝国理工学院的实验室中向记者展示了液流电池的关键组成部分——隔膜。这种材料的性能显著制约着液流电池性能和生产成本等因素。   他说:“我们希望开发新型纳米多孔隔膜材料和低成本的电解质材料,通过分子设计从根本上提高膜的离子传导能力和选择性,结合纳米加工技术制备纳米膜,集成新型的电解质材料,有望开发下一代新型、廉价、环保、高能量密度的液流电池技术。”   据团队介绍,新型膜材料技术不但可用于电池,未来在污水处理、气体净化等能源与环保领域也会有很好的应用前景。
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    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-06-22
    • 新材料有望用于检测和解毒环境中的有害化学物质,以及在医药和能源存储方面的应用 美国西北大学国际纳米技术研究所(IIN)的研究人员开发了一种新的纳米材料工程方法,这种材料被称为胶体晶体,使用具有独特特性的建筑材料,这可能会促进医学、能源和环境方面的进步。 这项研究发表在5月19日的《自然通讯》杂志上。 表面涂有核酸的纳米颗粒可以被编程并组装成被称为胶体晶体的有序阵列。其中一些晶体的结构与自然界中发现的其他固体类似,比如食盐,但其他晶体的结构没有天然的等价物。胶体晶体可以应用于光子学等领域。 金属-有机骨架已用于解决气体储存、药物传递、化学传感和催化等方面的问题。这些框架是由有机分子配合金属离子或团簇在多孔,多维晶体结构。 纳米颗粒形式的金属有机骨架(MOF NPs)具有类似的潜力,但由于其纳米尺度的大小,具有显著的优势。然而,MOF NPs作为胶体晶体构建块的有效性受到其尺寸不均匀性和稳定性差的限制。 在这项研究中,由Chad a . Mirkin和Omar K. Farha领导的IIN研究人员设计了一种方法来克服这一限制,提高MOF NPs的统一性。用离心机分离小范围和密度的颗粒后,这些MOF NPs被DNA进行化学修饰。然后,研究人员使用MOF NPs来设计胶体晶体超晶格,这些超晶格要么完全由MOF NPs组成,要么是MOF NPs和金属纳米颗粒的组合。 这些新材料不仅在检测某些环境中的有害化学物质方面很有前景,而且在清除它们方面也很有前景。例如,利用MOF的NP超晶格作为光催化剂,研究人员能够将芥子气的模拟物转化为无毒形式。 使用这种方法,二维阵列和三维超晶格可以以非凡的精度设计和制备,使开发能够收集光用于储能、感知分子或催化化学反应的材料成为可能。他们的研究也显示了MOF NP构造块的形状如何影响整体晶格的最终结构。 论文题为“金属有机框架纳米粒子与DNA的胶体晶体工程”。 米尔金,通讯作者,是IIN的创始人和主任,以及温伯格文理学院乔治·b·拉斯曼化学教授。 与IIN合作的还有温伯格文理学院化学系的合著者王顺志、Sarah S. Park、Cassandra T. Buru、林海欣和Farha;以及麦考密克工程学院的陈鹏程和埃里克·罗斯。