二氧化钛被公认为是白色涂料中的关键成分,在空气污染控制领域正开始为自己开辟一个多用途的场所。尽管尚未达到ShamWow的适用范围标准,但由于华盛顿大学的科学家已经释放了其强大的反应力背后的机制,因此这种常见的物质可能即将在与可持续性相关的领域中发挥更大的作用。
烟雾吞噬的建筑物等
二氧化钛具有光催化性能,这意味着阳光会在其分子表面引发反应。
美铝公司已经将该特性开发为钛基涂料,该涂料可以通过将空气中的氮氧化物(烟雾和酸雨的主要贡献者)转化为硝酸盐来“吞噬”烟雾。一家名为Pureti的公司一直在开发一种类似的概念,用于可用于道路的表面处理,以中和车辆的氮氧化物排放。
二氧化钛对空气中污染物的敏感性也导致了受到蚕蛾触角启发的炸弹探测装置的开发。
除了其抗污染能力外,二氧化钛也正在探索作为提高太阳能转换效率的一种手段。具体来说,用二氧化钛增强的太阳能电池将提供一种无排放的方式来生产用于燃料电池的氢气(例如,请参阅麻省理工学院的研究人员丹尼尔·诺塞拉的“人造叶子”)。
二氧化钛的关键
根据对诸如二氧化钛之类的金属氧化物的长期研究,表面上的化学反应包括电子的转移,而原子本身则保持不变。
华盛顿的研究表明,在某些情况下,转移还可能包括电子与质子耦合。
正如化学教授詹姆斯·梅耶(James Mayer)在一份准备好的声明中所解释的那样,这一发现可能导致基于更有效反应的新技术:
“研究和制造已经围绕电子运动而不是原子运动的模型发展起来……从原理上讲,这是朝着更有效地利用能源的方向发展。”
超越二氧化钛
作为更节能途径的必然结果,电子-质子耦合可能导致使用常见的低成本物质从化学反应中产生能量,从而有助于降低燃料电池和太阳能电池的成本。
二氧化钛不是这方面的唯一候选者。华盛顿研究小组在另一种常见物质氧化锌中也观察到了同样的现象,人们已经对其氧化锌在开发下一代低成本太阳能电池方面的潜力进行了研究。
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