研究發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。