在單個催化步驟中二氧化硫到元素硫的低溫轉(zhuǎn)化仍然難以實現(xiàn)。據(jù)物理學家組織網(wǎng)10月28日最新消息，美國賓夕法尼亞州立大學研究人員研究出一步式低溫等離子體催化二氧化硫工藝，該工藝可實現(xiàn)在低溫下將二氧化硫直接還原為元素硫。據(jù)介紹，這項技術(shù)利于能源節(jié)約和環(huán)境保護。該研究發(fā)表在著名期刊《ACS催化》和最新一期的《催化》雜志上。

“二氧化硫會引起諸如酸雨之類的嚴重環(huán)境問題，并且可能導致海洋酸化，”賓夕法尼亞州立大學EMS能源研究所副研究員王曉星(音譯)說，“硫也有助于細顆粒物在空氣中的懸浮，這可能比二氧化硫本身帶來的危害更嚴重。”

據(jù)《柳葉刀》發(fā)布的2015全球疾病負擔研究報告估計，PM2.5長期暴露會造成420萬人過早死亡和1億多傷殘調(diào)整壽命年，該壽命年可衡量因疾病、殘疾或死亡所致的壽命損失年數(shù)。

王曉星認為，當前的脫硫技術(shù)并非完美無缺。例如，煙氣脫硫過程會產(chǎn)生大量需要處理的金屬硫酸鹽形式的固體廢物。此外，這些工藝產(chǎn)生的廢水需要額外處理，成本高昂，對環(huán)境也不友好。另外，二氧化硫可以通過催化作用還原為固體元素硫。然而，傳統(tǒng)的催化工藝通常需要較高的溫度才能達到較高的轉(zhuǎn)化率。科學家稱，這種方法會消耗大量能量并降低催化劑的活性。

王曉星和他的同事測試了一種新技術(shù)，即一步式低溫等離子體輔助催化工藝，該工藝無需高溫，并且產(chǎn)生的廢物比煙氣脫硫技術(shù)少得多。整個工藝過程中，催化劑表現(xiàn)出非常好的穩(wěn)定性，沒有失去活性和選擇性。同時發(fā)現(xiàn)，該過程極大地促進了低溫下二氧化硫的還原，使用氫氣和甲烷時，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率分別從148%和87%提高至200%和120%。

工程設(shè)計、技術(shù)與專業(yè)項目學院助理教授肖恩·奈赫特表示，結(jié)果顯示，電子能夠在比熱催化低得多的溫度下，通過裂解和激發(fā)反應(yīng)物引發(fā)化學反應(yīng)。如果這些反應(yīng)能在比典型熱催化溫度低得多的溫度下進行，那么未來系統(tǒng)的功率輸入將大大減少。

王曉星補充說，使用等離子可使他們僅用10瓦電就能達到最佳性能。另一個優(yōu)勢是可再生能源，如風能或太陽能，可以很容易地應(yīng)用到這個過程中，為等離子體提供電力。

報道稱，該工藝極有可能取代當前的煙氣脫硫技術(shù)。(實習記者張佳欣)