科学家建造了一种利用阳光生产清洁合成燃料的“人造叶子”
(纳诺诺夫/iStock)
我们做了取得了很大进展近年来,随着可持续能源的发展,但仍然存在很多工作剩下要做的事。现在,有关于“人造叶子”开发的令人鼓舞的消息,它可以生产真正“清洁”的合成燃料。
在这种情况下,实现这一目标的关键一步是可持续生产合成气(氢气和一氧化碳的混合物)。目前,合成气广泛用于生产各种燃料、药物、塑料和化肥;它可以通过多种方式制造,但通常涉及煤或石油基材料的剩余产品。因此,最终产品并不总是碳中和的。
新的叶子装置浸入水中并由阳光供电 - 但在阴天仍然可以运行;它可以产生可持续的合成气,而不向空气中释放任何二氧化碳。
“你可能没有听说过合成气本身,但你每天都会消费用它创造的产品,”化学家欧文·赖因瑟说来自英国剑桥大学。
“能够可持续地生产它,将是结束全球碳循环和建立可持续化学和燃料工业的关键一步。”
新设备投入使用。 (维吉尔·安德烈)
这种叶子模仿了我们在植物中看到的光合作用,将入射光、水和二氧化碳与称为钴催化剂的钴催化剂结合起来。钙钛矿。在另一端你得到氢气和一氧化碳,然后可以制造合成气。
虽然目前机器的效率较低,但通过进一步的研究应该可以提高效率。科学家们说,这是材料和催化剂的独特组合,这使得他们的系统领先于类似的设备。
“你不仅限于在温暖的国家使用这项技术,或者只在夏季操作该过程,”化学家维吉尔·安德烈说来自剑桥大学。
“你可以从黎明到黄昏,在世界任何地方使用它。”
对于世界上那些无法始终保证稳定电力或可靠阳光供应的地区来说,这当然很重要。
尽管风能和太阳能等可再生能源的性能越来越好发电对我们来说,世界的能源需求远远超出了电力的范围——重型运输、航运和航空旅行都需要更清洁的燃料,而这正是这种人造叶子可以发挥作用的地方。
就这项新研究而言,团队成员表示,他们对自己的催化剂和材料组合充满信心,这对未来来说是个好兆头——最终,可能不需要合成气作为中间阶段,生产可以直接进行碳生产-中性液体燃料。
“我们下一步想做的不是首先制造合成气,然后将其转化为液体燃料,而是一步一步用二氧化碳和水制造液体燃料,”赖斯纳说。
该研究发表于自然材料。