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新创 2016-8-01 18:49

人造“光合作用”:太阳能“叶子”可将二氧化碳转化成燃料

二氧化碳,是全球气候变暖的元凶。而燃料,其稀缺性一直是人类的梦魇。既然一个太多,一个太少,为什么不把前者转化成后者呢?

这种好事不是说说而已,来自伊利诺伊大学芝加哥校区的工程师们最近在国际最前沿的 Science 期刊上发布一篇论文,介绍由他们开发出一款太阳能板。不同寻常的是,这不是一款光伏发电板,而是一款可以进行光化学反应、将二氧化碳转化为烃类燃料的太阳能板。

solar convertor

(图片来自:Gizmodo

这个装置直接利用了大气中的二氧化碳,并使用一种纳米结构的过渡金属硫化物作为催化剂。在阳光的照射下, 二氧化碳的化学键被打破,并重新组合为一种合成气。 研究员 Amin Salehi-Khojin 称,他们还有可能用这种方法转化出其他形式的燃料。

根据大学官方,类似的由二氧化碳制造烃类燃料的实验早就存在,但长期以来,二氧化碳的化学惰性导致其效率非常的低。而这项研究本质上是解决了催化剂的问题。采用这种新催化剂,化学反应效率可以比之前快 1000 倍,并比之前便宜 20 倍。

solar fuel transformation breakthrough

(图片来自:phys.org

如果这项技术可以在未来进行应用,人类很可能一箭双雕,同时解决能源危机和全球气候变暖两个问题。

你可能会意识到,这个太阳能板的原理像极了植物的光合作用。但如果你不幸忘记了中学生物知识,那爱范儿(微信号:ifanr)生物课堂先帮你补补课。

绿色植物内的光合色素在可见光的照射下,可以将二氧化碳和水转化成有机物,并释放出氧气。

leaf veins

(图片来自:Inhabitat

这款最新研究出的“人造叶子”也同样借助光化学反应,但它释放出的却不是淀粉,而是实实在在的燃料。

类比两者的异同,是为了点出它们共同的作用:促进自然界中的物质循环。Salehi-Khojin 对此表示:

平日对燃料的使用,是将化石燃料转化为温室气体,这是单向的,不可持续的。我们的目的是逆转这个过程,用阳光将大气中的碳再变回燃料。

这样一来,这个逻辑链条就成功闭合了,圈出了一个绿色的未来!

题图来自:NASA

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