研究發(fā)現(xiàn)溫室氣體六氟化硫的有效替代品

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員董文銳、中國科學(xué)院院士楊學(xué)明實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合理論研究合作者貴州民族大學(xué)龍波教授、美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Donald G. Truhlar教授，在克里奇中間體雙分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究中取得新進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)全氟異丁腈在大氣中主要通過與克里奇中間體反應(yīng)途徑被消耗，為評(píng)估全氟異丁腈作為六氟化硫替代氣體提供了科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)志》上。

 

六氟化硫因其卓越的絕緣性能廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備中，但其極高的全球變暖潛能值和超長大氣壽命，使其成為最強(qiáng)效的溫室氣體之一。尋找既具備良好絕緣性能又環(huán)境友好的替代物是減緩氣候變化的關(guān)鍵。全氟異丁腈是一種無毒化合物，有著良好的絕緣性能和較低的全球變暖潛能值，是最有可能替代六氟化硫的介質(zhì)絕緣氣體之一。

 

本工作中，科研人員對(duì)克里奇中間體與全氟異丁腈的反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過測(cè)量反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度的變化，并結(jié)合最新的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算及雙層次動(dòng)力學(xué)理論發(fā)現(xiàn)，如果將克里奇中間體反應(yīng)作為新的清除途徑，并將其納入全球大氣模型中，全氟異丁腈的大氣壽命將從原估計(jì)的56年大幅降至2至34.5年。理論模擬與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果高度一致，表明應(yīng)用最新的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論方法，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高反應(yīng)活性物種的反應(yīng)速率常數(shù)，并且為理解復(fù)雜反應(yīng)體系提供了可靠的理論框架。

 

該工作進(jìn)一步確認(rèn)了全氟異丁腈的低碳特性，證明其是溫室氣體六氟化硫的有效替代品，助力推動(dòng)碳減排和減緩全球氣候變暖。