人工光合设备将二氧化碳和水变成燃料

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  剑桥大学开发的一个设备在人工光合作用技术上迈进了一大步,模仿植物将阳光转化为能量。只需阳光、二氧化碳和水,就能产生无污染的洁净燃料。

人工光合设备将二氧化碳和水变成燃料

  这个设备完全独立,无需外接电源、电缆或任何其它模块。研究人员称要扩大设备的规模很容易,可以建成太阳能农场一样的模式,只需阳光和水,商业化生产洁净燃料。

  这是个前景很好的技术,可以减少对石油的依赖,并减少碳排放。难点在于如何减少不需要的副产品。

  这份研究的第一作者剑桥大学化学系的王倩说:“人工光合系统产品的高度选择性很困难,我们想产出尽可能多的燃料,少产生废料。”

  这项研究的负责人赖斯纳说:“如果生成的是气态燃料,其储存以及和副产品的分离也比较复杂。所以我们想直接产出液态燃料,便于储存和运输。”

  2019年,赖斯纳带领的研究组开发了一款名为“人工绿叶”的太阳能反应设备,也是通过阳光、二氧化碳和水产生燃料,不过产生的是合成气燃料。

  这次新发布在《自然-能源》期刊上的研究,采用的是全新的技术,而且产出的是甲酸。

  “人工绿叶”还需要额外的太阳能电池模块,新设备不需要这些部件,仅靠一个内嵌光触媒(也叫光催化剂)材料的薄片工作。这种薄片由半导体粉末制成,容易批量生产,成本很经济。

  另外,新技术更可靠,产生的燃料更便于储存,具有投入大规模生产的潜力。这个测试设备只有20平方厘米大。但是研究人员说,制成几平方米的规模也很容易。

  而且,研究者称,甲酸可以储存在特定的溶液中,通过化学反应还可以转化成不同类型的燃料。

  研究者表示,在投入商业运作之前,最好能再提高效率。这项研究中使用的催化剂是基于钴的材料。研究人员还在尝试不同的催化剂,改善转化的稳定性和性能。

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