研究人员用金属氧化物的圆柱衬里开发新的原型电抗器

Sossina Haile在自我清洁烤箱中使用最着名的普通金属，希望改变我们的能源未来。

金属是氧化铈 - 或二氧化铈 - 它是由Haile和她的同事开发的有希望的新技术的核心，这些技术集中了太阳能，并用它可以有效地将二氧化碳和水转化为燃料。

太阳能一直被吹捧为解决我们的能源困境，但同时也丰富和自由的，它不能瓶装起来，从阳光明媚的地点运送到世界各地的drearier，但更多的能源饥渴的零件。通过开发的过程中海尔，一个在加利福尼亚技术学院（加州理工学院） - 和她的同事材料科学与化学欧洲杯足球竞彩工程教欧洲杯线上买球授能做到这一点。

研究人员设计并制造了一个双脚高的原型反应器，具有石英窗和吸收浓缩阳光的腔体。Haile说，集中器效果“像你用作孩子用过的放大镜”，以焦点太阳光线。

在反应器的心脏是二氧化铈的圆柱形衬。氧化铈 - 一个是通常嵌入在自清洁炉的壁的金属氧化物，其中它催化反应，其分解食品等卡住上泥状物质-推动太阳能驱动的反应。反应器需要在非常高的温度，然后“吸气”在较低温度下的氧回优点的二氧化铈的能力从它的结晶骨架“呼出”氧。

“有什么特殊的材料，它不释放所有的氧气。这有助于离开材料不变，因为氧气叶的框架内，”海尔说。“当我们冷却它背下来，材料的热力学首选状态是拉氧回结构。”

具体地，将吸入的氧气剥离二氧化碳（CO₂）和/或水（h₂o）将气体分子泵入反应器中，产生一氧化碳（CO）和/或氢气（H2）。H2可用于燃料燃料电池;CO，与H 2合并，可用于制造合成气体或“合成气”，其是液态烃燃料的前体。同时，将其它催化剂加入气体混合物中，产生甲烷。一旦二氧化碳含氧到满载量，就可以再次加热，并且循环可以重新开始。

所有这一切工作，在反应器中的温度必须非常高，近3000华氏度。在加州理工学院，海尔和她的学生取得使用电炉这样的温度。但对于真实世界的测试，她说，“我们需要使用的光子，所以我们去了瑞士。”在保罗谢勒研究所的高通量太阳模拟器，研究人员和他们的合作者，领导的研究所，实验室安装了太阳能技术的反应器的阿尔施泰因费尔德上能够提供的1500个太阳的热量大的太阳模拟器。

在去年春天进行的实验中，海勒和她的同事达到了合作赛的最佳速度₂解离曾经实现过，“按数量级，”她说。CO的反应堆效率罕见₂部分拆分，她说，“因为我们正在使用整个太阳频谱，而不只是特定的波长。”与电解不同，速率不受CO的低溶解度限制₂在水里。此外，Haile表示，反应堆的高效温度意味着可以快速催化，而无需昂贵和稀有金属催化剂（铈，其实是稀土金属最常见的铜）。

在短期内，Haile和她的同事计划用二氧化铈配方进行修补，以便可以降低反应温度，并重新设计反应器，以提高其效率。目前，系统利用它接收的太阳能的1％的系统，大部分能量通过反应器的墙壁或通过石英窗口重新辐射而损失。“当我们设计了反应堆时，我们没有做太多控制这些损失，”HaIle说。主要作者和前卡特克研究生威廉·克冯的热力学造型表明，效率为15％或更高。

最终，Haile说，该过程可以在大型能源设备中采用，允许在白天和夜晚可靠地使用太阳能推导的电力。co.₂可以收集车辆发出并转换为燃料，“但这很难，”她说。更现实的情景可能是采取公司₂煤为动力的电动工厂的排放，并将它们转换为运输燃料。“你会有效地利用碳的两倍，”海尔说。另外，她说，该反应器可以在一个“零CO使用₂排放”循环：H₂O和CO₂将被转换为甲烷，将燃料电产生发电厂产生更多的CO₂和H.₂O，以保持持续的过程。

来源：http://www.caltech.edu/