新型设备：可同时净化空气和产生能量

　　一个很小的创新可能对空气污染情况产生重大影响。在比利时，研究人员设计了一种装置，这种装置可以利用阳光净化被污染的空气，并产生可以储存和使用的氢气。

　　“我们在同一设备中同时实现两种功能，氢气和净化的空气分别在两个端口实现排放”Sammy Verbruggen说，他是比利时安特卫普大学的生物工程系教授。

　　Verbruggen的两组研究人员曾分别研究这两个进程已经有多年。在安特卫普大学，科学家们一直在致力于用不同的方法测试用将光能和纳米材料结合起来实现空气的净化。在鲁汶大学，另一个小组一直在研究一种膜，可以从水中产生氢气实现微型燃料电池。

　　现在，这两个小组已经结合了他们的专业知识，创造了这种最新的设备，它可以净化污浊的空气，同时也能产生能量。

　　Verbruggen表述说研究人员的重点是针对空气中挥发性的有机化合物（VOCs）的污染，这是由化学粘合剂、座垫、地毯、复印机器、清洗液中等多种材料中产生的小分子物质。在足够的浓度，这种挥发性有机物可引起严重的头痛、眼睛刺激、头晕、恶心、哮喘发作等。

　　根据美国环境保护局的说明，小分子可以存在于封闭的建筑物中，不通风的空气中，其中可能包括新建的高楼大厦，工厂，还有一些制造品如油漆和地毯等。

　　“这些化学物质可以导致一种称为病态建筑综合症的疾病，”Verbruggen 说。

　　原型细胞是一个正方形的活动面积约0.4英寸乘以0.4英寸面积大小的范围。在设备的一侧，一个管道将污染的空气输送到电池中。光通过透明窗口自然进入，该窗口覆盖了用光活化催化剂处理的膜。一旦污染的空气和光相遇在膜上，催化剂就会撕裂小的有机分子。

　　在这个过程中，质子被释放，并通过膜渗透，在另一侧被收集。目前，铂催化剂将氢转换成气体，据研究人员。同时，净化后的空气通过第二管出口排出。

　　Verbruggen和他的同事们能够净化空气和多种有机化合物，包括甲醇生成的气体，乙醇和乙酸。科学家们还进行了新的实验，即乙醛，这是一种液体用于制造乙酸和香水。维尔布鲁根说最明显的应用是在产生废水的工业中，如油漆或纺织品制造商。

　　“你可以净化废水，达到环保指标，同时恢复被存储在这些分子中的能量，”Verbruggen说。他补充说，生产出来的气体可以用来给工厂的电灯或其他机器供电。

　　目前，该小组还没有拿出一个工程解决方案收集和储存气体。但这是在工程过程中的第一步，你将需要进一步的研究和发展来解决，Verbruggen说。

　　“现在我更有动力去提高器件的性能，”他说。

　　目前，该膜对日光中的紫外线有响应，其光谱只有百分之4到百分之5的总光谱占比。但是，如果研究人员能够修改材料，使它们对太阳光谱的40或百分之50产生反应，这将提高整个器件的效率，他们说。

　　“改善环境是我们的驱动力”Verbruggen说。“如果我们能同时捕捉到两个苍蝇，一边清洁环境，一边又提供了一个更清洁的能源，这将是一个净效益，因为没有额外的能量投入来推动这些反应，只是纯粹的利用阳光。”