红外成像技术在可视化动态成像方面的创新发展

Null 20200215

  • 红外热成像技术
  • 可再生能源
现在，EPFL的科学家们设计了一个反应器，可以利用红外热像图来可视化动态表面反应，并将其与其他快速气体分析方法相关联，以获得快速变化条件下反应的整体理解。

　　红外热成像技术是在不干扰系统的前提下，高精度地测定生物体和物体的温度。用红外相机拍摄的一幅图像可以同时捕捉到与数亿到数百万个温度传感器相同的信息量。此外，现代红外相机可以实现超过50赫兹的快速采集频率，这使得研究动态现象具有高分辨率。

　　现在，EPFL的科学家们设计了一个反应器，可以利用红外热像图来可视化动态表面反应，并将其与其他快速气体分析方法相关联，以获得快速变化条件下反应的整体理解。这项研究由Robin Mutschler和Emanuele Moioli在Andreas Züttel实验室（EPFL和Empa）领导，他们与米兰理工大学的研究人员合作。

　　科学家们将它们的方法应用于二氧化碳和氢之间的催化表面反应，包括萨巴蒂尔反应，它可以用来通过将来自大气的CO2和来自水分解的H2相结合，从可再生能源中产生合成甲烷，因此，能够合成与化石燃料性质相似的可再生合成燃料，这就是萨巴蒂尔（Sabatier）反应近年来受到广泛关注的原因。在萨巴蒂尔（Sabatier）反应中需要催化剂来激活作为反应物的相对惰性的CO2。特别是EPFL的研究者们着重于研究不同初始催化剂状态下反应活化过程中发生的动态反应现象。

　　Mutschler说：“催化剂上的反应有利于表面氢化，而接触二氧化碳会毒害催化剂并抑制快速反应活化。多亏了这种新方法，我们可以想象出以前从未观察到的新的动态反应现象。”

　　在他们的工作中，他们首次实时显示了催化剂的工作情况，并对原料气组成的变化以及在不同初始状态下的活化过程作出反应。通过这些结果，可以更好地了解反应的启动和活化行为，从而优化反应器和催化剂的设计，提高这些反应器系统在动态条件下的性能。

　　这一点至关重要，因为可再生能源通常随机提供能源和反应物，因此将可再生能源转换为燃料的反应堆必须适应在某些情况下的动态条件下工作。

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