研究人员开发了一种新型的太阳能电池,该太阳能电池能够仅使用阳光作为能量将二氧化碳转化为可用的烃燃料。
与传统的太阳能电池相比,将阳光转化为电池中的电力,新的太阳能电池便宜有效地将大气中的二氧化碳直接转化为可用的燃料。
新设备的工作原理类似于树木和植物,这些树木和植物捕获并将二氧化碳转化为糖,以将其存储到能量中。与使用催化剂生产糖的植物不同,研究人员使用纳米液钨氧化物催化剂将二氧化碳转化为一氧化碳。
“在光合作用中,树木需要光,水和二氧化碳才能制成燃料;在我们的实验中,成分是相同的,但产品是不同的,”研究合着者拉里·柯蒂斯(Larry Curtiss)说。
潜在的改变游戏规则的系统可能会解决与能源使用有关的关键问题。新的太阳能电池会产生可用的能量浓密燃料,这可以帮助解决与燃烧其他类型的碳氢化合物(例如石油,汽油和煤炭)相关的挑战。
这些所谓的太阳能农场人造树叶还可以在已知可显着驱动全球变暖的大气中去除大量的温室二氧化碳碳。
在植物中,将二氧化碳转化为糖的过程涉及有机催化剂酶。柯蒂斯(Curtiss)是美国能源部Argonne国家实验室的化学家,但是,同事使用了一种称为杜松子化的金属化合物作为催化剂,可以将二氧化碳转换为可用燃料。
一氧化碳也是一种温暖的温室气体,但科学家已经找到了一种将其转换为可用燃料(例如甲醇)的方法。另一方面,将二氧化碳转换为可用的东西更具挑战性,因为它在化学上没有反应性。
研究人员在研究中报告说:“ CO2的化学惰性使许多电化学和光化学转化过程效率低下。”出版在日记中科学7月29日。
“我们报告了一种用于催化电化学二氧化碳转化为一氧化碳(CO)的过渡金属二甲化合物纳米结构。”
该系统的反应与自然界中的反应非常相似。人造叶子将光子或光包转换为带负电荷的电子,并彼此分开的带正电荷的孔。当孔与水分子反应时,会产生质子和氧分子。随后,质子和电子与二氧化碳一起反应,产生一氧化碳和水。