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阳光燃料:太阳能燃料研究的重大突破

时间:2023-08-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:这条从太阳到燃料的途径是2010年建立的能源部创新中心人工光合联合中心推动太阳能燃料研究的重要目标之一。

阳光燃料:太阳能燃料研究的重大突破

美国能源伯克利劳伦斯国家实验所的科学家利用光合作用的力量把二氧化碳转化为燃料乙醇,其效率远超植物。这项成果是迈向可持续燃料来源过程中一个重要的里程碑。

许多系统成功地把二氧化碳变为化学和燃料前体,例如,一氧化碳和氢的混合物(名为合成气)。而这项新成果第一次成功展示了从二氧化碳直接到目标产物(即乙稀和乙醇)的方法,且能量转换效率可与自然界的对应物相媲美。

这项研究的首席研究员、实验所科学家乔尔·阿格说:“这是一项激动人心的进展。随着不断上升的大气二氧化碳水平改变地球的气候,研发可持续能源的需要变得越来越迫切。我们的研究成果显示,我们具有一条可行的途径直接从阳光中获得燃料。”

这条从太阳到燃料的途径是2010年建立的能源部创新中心人工光合联合中心(JCAP)推动太阳能燃料研究的重要目标之一。JCAP的研究最初聚焦于水在光合作用过程中的有效分解。在基本实现这项任务后,科学家开始着眼于实现与分解水类似的效率,许多人认为这是人工光合作用领域的下一个巨大挑战。(www.xing528.com)

该实验所另一个研究小组正在重点研究光电——电化学系统的某个特定组件来应对这项挑战。他们在发表的一项研究结果中,描述了一种能够利用最低的能源投入实现二氧化碳向多碳转化的新型催化剂。

为了JCAP的这项研究,科研人员设计了一个完整的系统以在一天中不同的时间工作,而不只是在一级光能量太阳照明的情况下,他们改变光源亮度,显示该系统即使在低亮度情况下也依然有效。

研究人员研发的新组件有一个铜银纳米珊瑚阴极和氧化铱纳米管阳极。前者把二氧化碳变为碳氢化合物和含氧化合物,后者氧化水和制造氧气。阿格说:“纳米珊瑚吸引人的特性是:和植物一样,它能在范围广泛的条件下生产目标产物,而且它非常稳定。”

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