【美國每日科學網(wǎng)站10月21日報道】題：“人工樹葉”成功產(chǎn)生清潔燃氣

目前廣泛使用的由化石燃料產(chǎn)生的燃氣可以由一種“人造樹葉”來制造，這種人造樹葉只使用陽光、二氧化碳和水，并且最終可用于開發(fā)一種可替代汽油的環(huán)保液體燃料。

英國劍橋大學的研究人員證明這種碳中和裝置能夠以可持續(xù)和簡單的方式直接產(chǎn)生名為合成氣的燃氣，這在太陽能燃料領(lǐng)域樹立了一個新的標桿。

這種人造樹葉的能量來自陽光，而不是化石燃料，而且在多云和陰天情況下仍然可以有效工作。與目前生產(chǎn)合成氣的工業(yè)過程不同，這種樹葉不會向大氣中釋放任何額外的二氧化碳。這一研究結(jié)果發(fā)表在英國《自然·材料學》雜志上。

合成氣目前由氫和一氧化碳混合制成，用于生產(chǎn)燃料、藥品、塑料和化肥等一系列商品。

劍橋大學化學系資深教授歐文·萊斯納說：“你可能沒聽說過合成氣，但你每天都在使用利用它創(chuàng)造出來的產(chǎn)品。能夠持續(xù)生產(chǎn)合成氣將是關(guān)閉全球碳循環(huán)、建立可持續(xù)性化學和燃料工業(yè)的關(guān)鍵一步?！比R斯納已經(jīng)為此目標而努力了7年。

萊斯納及其同事制造的這一裝置是受光合作用啟發(fā)，光合作用是植物利用陽光的能量將二氧化碳轉(zhuǎn)化為食物的自然過程。

在人造樹葉中，兩個吸光—器類似于收集陽光的植物分子—與由在自然界中豐富的鈷元素制成的催化劑結(jié)合在一起。

當該裝置浸入水中時，一個吸光器利用這種催化劑產(chǎn)生氧氣。另一種則進行化學反應(yīng)，將二氧化碳和水變成一氧化碳和氫，形成合成氣混合物。

現(xiàn)在也存在其他“人造樹葉”裝置，但這些裝置通常只生產(chǎn)氫。劍橋大學的研究人員說，他們能以可持續(xù)的方式生產(chǎn)合成氣，是因為他們使用的材料和催化劑。

其中包括最新的鈣鈦礦吸光器，這種吸光器提供了很高的光電壓和電流，為將二氧化碳降為一氧化碳的化學反應(yīng)提供動力。而由硅或染料敏化材料制成的吸光器則達不到這樣的效果。研究人員還采用鈷作為分子催化劑，而不是鉑或銀。鈷成本較低，且比其他催化劑更容易生產(chǎn)一氧化碳。

研究小組目前正在研究如何利用其技術(shù)生產(chǎn)不破壞環(huán)境的液體燃料，以替代汽油。

合成氣已成為液體燃料生產(chǎn)中的基礎(chǔ)材料。兼任圣約翰學院研究員的萊斯納說：“我們接下來要做的不是先制造合成氣然后再將其轉(zhuǎn)化為液體燃料，而是用二氧化碳和水直接制造液體燃料。”

盡管在利用風能和光伏等可再生能源發(fā)電方面取得了巨大進展，但萊斯納表示，合成汽油的開發(fā)至關(guān)重要，因為目前，電力只能滿足全球能源總需求的約25%。他說：“在重型運輸、海運和航空領(lǐng)域，對清潔的液體燃料的需求很大?！?/p>

（轉(zhuǎn)自 參考消息[N]，2019-10-25）