加州大學(xué)圣巴巴拉分校Michael J. Gordon等研究了在液態(tài)烴中直接激發(fā)的交流等離子體在再循環(huán)液體“噴射”流配置中生產(chǎn)氫氣和不飽和C2烴的情況。在C6-C8碳?xì)浠衔铮和椤h(huán)己烷、苯、甲苯和二甲苯）中以兩種不同的頻率（60 Hz和17.3 kHz）激發(fā)電弧放電，產(chǎn)生H2、C2H4、C2H2和CH4，以及液態(tài)和固態(tài)碳副產(chǎn)物。
交流頻率可以改變等離子體特性和氣泡形成動(dòng)力學(xué)，顯著影響效率和反應(yīng)途徑。更高的放電頻率能夠最大限度減少熱損失，將能量效率提高2倍以上。而且，由于反應(yīng)物與等離子體的接觸時(shí)間更短，有利于生成氫化化合物。通過在等離子體電極周圍引入流體流，能夠進(jìn)一步優(yōu)化己烷的轉(zhuǎn)化率，實(shí)現(xiàn)具有競(jìng)爭(zhēng)性的低比能量需求（SER，specific energy requirement）3.2 kWh/kg C2H4、4.9 kWh/kg C2H2和24.3 kWh/kg H2。
（2）
分析烴類化合物進(jìn)料的影響，表明己烷和環(huán)己烷更適合生成C2烴，芳烴能夠生成更多的H2。使用高速成像、光學(xué)發(fā)射光譜（OES）、氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、掃描電子顯微鏡/透射電子顯微鏡（SEM/TEM）和拉曼光譜分析氣泡動(dòng)力學(xué)和液體/固體產(chǎn)物。這項(xiàng)工作有助于理解液體中的等離子體轉(zhuǎn)化機(jī)制，展示了在獨(dú)特的反應(yīng)環(huán)境中用等離子體高效轉(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏臐摿Α?/span>
參考文獻(xiàn)
Norleakvisoth Lim, Eric McFarland, and Michael J. Gordon*, AC Plasmas Directly Excited in Liquid-Phase Hydrocarbons for H2 and Unsaturated C2 Hydrocarbon Production, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c11174
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11174
