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宾夕法尼亚州立大学的科学家表示，通过一步等离子体增强催化工艺将尾气中的二氧化硫转化为纯硫，可能会为当前的多级热、催化和吸收工艺提供一种有前途且更环保的替代方案。

宾夕法尼亚州立大学能源管理系统研究所的副研究员王小杏说：“二氧化硫会导致酸雨等重大环境问题，并可能导致海洋酸化。”“硫还会在我们呼吸的空气中形成微粒，这可能比硫氧化物本身更严重。”

根据《柳叶刀》全球疾病负担研究》(2015年发布)，估计接触颗粒物将导致420万人过早死亡，超过1亿人的残疾调整生命年，这可以衡量因疾病、残疾或死亡而损失的年数。

王认为，目前的脱硫方法可以成功去除尾气物流中的二氧化硫，但也不是没有明显的缺点。

例如，烟气脱硫技术是最常用的捕获二氧化硫的方法，但这些过程会产生大量的固体废物，需要以金属硫酸盐的形式进行处理。此外，这些工艺产生需要额外处理的废水，这使得整个方法成本高且对环境不利。

此外，二氧化硫可以通过催化(由催化剂和还原剂，通常是氢气、甲烷或一氧化碳引起的化学反应)还原成固体元素硫，然后用作肥料等的原料。然而，在传统的催化方法中，通常需要高温来实现高转化率。根据科学家的说法，这并不理想，因为这将消耗大量能量，并降低催化剂的活性。

由于这些缺陷，王和他的同事测试了一种新技术，即分步低温等离子体辅助催化工艺，该工艺不需要高温，产生的废物比烟气脱硫技术少得多。

为了测试这一过程，研究小组将硫化铁催化剂放入填充床反应器中。然后，他们引入氢气和二氧化硫的气体混合物，该混合物在大约300华氏度的温度下通过催化剂床。然后，他们打开非热等离子体，反应立即开始发生。

完成这个过程后，他们分析了样本，看看气体中有多少二氧化硫，消耗了多少氢气。他们还收集并分析了堆积在反应器底部的固体硫。他们在ACS催化和最新一期的《催化》杂志上发表了他们的研究成果。

王说，“我们使用的温度是150摄氏度(约300华氏度)，高于硫的熔点，以避免硫沉积在催化剂上。”“通过这个过程，催化剂表现出非常好的稳定性。经过几个小时的操作，我们看不到任何停用。活性和选择性保持不变。”

研究人员还发现，这一过程大大促进了二氧化硫在低温下的还原，利用氢气和甲烷，转化率分别提高了148%至200%和87%至120%。

工程、技术和专业规划学院助理教授肖恩克内赫特(Sean Knecht)表示，NTP之所以有效，是因为高能电子与气体分子相互作用产生反应性物质(自由基、离子和受激分子)，这些物质可以在低温下进行各种化学反应。

Knecht说：“因此，电子可以通过在比热催化低得多的温度下离解和激发反应物来引起看似热力学上不利的化学反应。”“正如我们已经表明的那样，如果这些反应能够在比热催化的典型温度低得多的温度下进行，未来系统的功率输入将大大减少，这是非常大的。”

王补充说，使用等离子体可以使他们只需10瓦的电力就能达到最佳性能。另一个优点是，可再生能源(如风能或太阳能)可以很容易地应用于这一过程，为等离子体供电。