阳光转化成零排放燃料 人造光合作用或得新进展

宇宙奥秘 2017-07-26 16:22宇宙的奥秘www.qiwenkd.com

据国外媒体报道,一种用二氧化钛制成的新薄膜镀层,能更加有效地把阳光转化成零排放燃料,美国加州理工学院专门研究太阳能燃料的化学教授、这篇论文的作者内森-刘易斯表示,这一发现促使人造光合作用的梦想距离变成现实更近一步。

    太阳能电池板能把阳光转变成可用的电能,但是可持续能源研究人员的主要目标,是把阳光转变成氢等耐贮存的化学燃料。刘易斯表示,植物能通过光合作用把阳光转变成化学能,但是这种自然过程的效率非常低。他说:“照射在植物上的阳光的能量,只有不到1%被储存在植物的生物量里。因此我们正在设法打造一个比光合作用的效率高10倍的系统,除此以外,它还要很耐用、持续时间长,而且很划算。”他们的目标是让安装在屋顶和田野里的太阳能发电机直接为汽车、建筑物和工厂生产出液体或者气体燃料。然而刘易斯表示,迄今为止在人造光合作用方面“取得的成功非常有限”。

    典型的太阳能燃料发电机不仅能还原水,生成氢燃料,而且它能氧化水,生成氧,氧又能被用来燃烧燃料,生成更多水。刘易斯称,名叫光电阳极的一种半导体是生产氧所必须的,但是在生产一台太阳能燃料发电机时,这往往会变成一个弱点。“把水氧化成氧一直是个令人头痛的大问题,因为几乎所有普通半导体材料都生锈,因此它们不但没有成功氧化水,而是氧化了它们自己。”他表示,曾有各种尝试试图给光电阳极做镀层,用来防止它生锈,但是到目前为止,这些努力不是未能成功阻止半导体生锈,就是完全阻止了电流穿过光电阳极。“我们已经找到一种可以避免这些问题的方法,至少在实验室的时间尺度上已经取得了成功。”

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