南加州煤氣公司新工藝：在制氫時獲得碳纖維及碳納米管

據(jù)外媒報道，南加州煤氣公司（Southern California Gas Co．，SoCalGas）于近日宣布，該公司正與一支研發(fā)團(tuán)隊開展合作，采用了一款新工藝，將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣、碳纖維及碳納米管。

該項低排放工藝獲得了美國能源部能源效率和可再生能源局（Office of Energy Efficiency and Renewable Energy，EERE）燃料電池技術(shù)辦公室（Fuel Cell Technologies Office，F(xiàn)CTO）的資金支持，該工藝制作的氫氣可被用于燃料電池車、工業(yè)流程（industrial processes）及碳纖維制備中。

該合作由C4－MCP， LLC （C4）公司牽頭，該公司是一家位于圣塔莫尼卡（Santa Monica－based）的技術(shù)初創(chuàng)公司，可利用出售碳纖維及碳納米管獲得收入來抵消昂貴的制氫費用，將制氫的凈成本降至2美元／千克以下。相較于傳統(tǒng)汽柴油車，該方法有助于提升氫燃料車的成本競爭優(yōu)勢。此外，該技術(shù)旨在利用甲烷－氫氣轉(zhuǎn)化工藝（methane－to－h(huán)ydrogen process），消除二氧化碳排放量。

盡管碳纖維及其用途在業(yè)內(nèi)已名聲斐然，碳納米管（carbon nanotubes，CNTs）被視為材料科學(xué)及工程技術(shù)上的一大飛躍，因為其抗張強(qiáng)度及硬度遠(yuǎn)勝碳纖維數(shù)倍。據(jù)估計，截止至2020年，全球碳納米管市場將從2016年的35億元增至87億美元，年增幅在17％以上。

該合作旨在采用新催化劑，研發(fā)先進(jìn)的甲烷重整工藝（methane reforming process），用于制造碳納米管。新催化劑系統(tǒng)將促進(jìn)碳納米管成型的“基底生長（base growth）”而非“頂端生長（tip growth）”?；咨L成形可實現(xiàn)催化劑的再生，并創(chuàng)建一款純度較高的結(jié)晶碳產(chǎn)品。此外，可優(yōu)化反應(yīng)條件，調(diào)整碳納米管的直徑及長度。

美國西弗吉尼亞大學(xué)（West Virginia University）及美國西北太平洋國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory）將進(jìn)一步研發(fā)新催化劑及新技術(shù)。（本文圖片選自南加州煤氣公司官網(wǎng)）

作者：李文龍