研究發(fā)現溫室氣體六氟化硫的有效替代品

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員董文銳、中國科學院院士楊學明實驗團隊，聯合理論研究合作者貴州民族大學龍波教授、美國明尼蘇達大學Donald G. Truhlar教授，在克里奇中間體雙分子反應動力學的研究中取得新進展。他們發(fā)現全氟異丁腈在大氣中主要通過與克里奇中間體反應途徑被消耗，為評估全氟異丁腈作為六氟化硫替代氣體提供了科學依據。相關成果發(fā)表在《美國化學會志》上。

六氟化硫因其卓越的絕緣性能廣泛應用于電力設備中，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絕緣氣體之一。

本工作中，科研人員對克里奇中間體與全氟異丁腈的反應進行了系統(tǒng)研究，通過測量反應速率常數隨溫度的變化，并結合最新的電子結構計算及雙層次動力學理論發(fā)現，如果將克里奇中間體反應作為新的清除途徑，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的56年大幅降至2至34.5年。理論模擬與實驗測量結果高度一致，表明應用最新的電子結構計算和反應動力學理論方法，能夠準確預測高反應活性物種的反應速率常數，并且為理解復雜反應體系提供了可靠的理論框架。

該工作進一步確認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，助力推動碳減排和減緩全球氣候變暖。