人工光合作用把阳光变燃料 再也不怕汽油涨价?

字体 2018-09-10 16:41:55
     来源: 网易科技  

据英国每日邮报报道称,科学家最新研制一种方法,能够将太阳光能转变为燃料,未来可能引导产生一个“无限可再生能源的渠道”。英国剑桥大学的研究人员用光子诱发化学反应,通过将水分解为氢和氧,制造碳氢燃料,达到了这一能源转换“里程碑”。他们利用一种叫做半人工光合作用的技术,其基于植物吸收太阳光线转变为能量的同一过程。

氢气产生于水分解过程,有望成为一种绿色和无限可再生能源,研究人员通过激活氢化酶来实现,氢化酶存在于藻类生物,它们可以将质子转变为氢分子。

氧气产生于植物吸收水分出现“分裂”时,这是光合作用的副产物。这是植物重要的一项反应,因为植物光合作用差不多提供了地球上所有的氧气。

研究人员将生物成分和人造技术结合在一起,利用自然太阳光线将水转变为氢和氧,目前剑桥大学化学系赖斯纳实验室的专家研制了太阳能驱使水分解的最新技术。

依据近期发表在《自然能源杂志》的一篇研究报告,他们的方法比自然光合作用吸收更多太阳光线。研究报告第一作者是剑桥大学圣约翰学院博士生卡塔日娜·索科特(Katarzyna Sokot),她说:“自然光合作用的效率并不高,因为它的进化仅能满足最低限度的能量数量——潜在转换和存储1-2%的能量。”

人工光合作用现已存在了几十年时间,但它尚未成功地用于制造可再生能源。这是因为它依赖于催化剂的使用,通常情况下催化剂成本较高,并且含有毒素物质。

剑桥大学赖斯纳实验室主任欧文·赖斯纳(Erwin Reisner)是研究报告作者之一,他表示,这项研究是一个“里程碑事件”,该工作克服了困难挑战,其中涉及到将生物和有机成分整合到无机材料中用于装配半人工装置,并开启了研制未来太阳能量转换系统的一个工具箱。

研究人员不仅提高了能量制造和存储的数量,他们还设法恢复了沉醒数千年时间藻类生物的光能转换机制。卡塔日娜说:“氢化酶是保存在藻类生物中的一种酶,它能够将质子转变为氢分子。”

在进化历程中,该过程已逐渐失效,因为它不是生物存活的必要条件,但是这项最新研究中成功地绕过了光能转换中失效环节,而获得了我们期望的研究结果——将水分解成氢和氧。

她希望这项发现形成一种新型太阳能转换创新系统,这是令人兴奋的,我们可以有选择性地确定期望的过程,并达到我们想要的反应,在本质上是难以实现的。

该方法可用于结合其它一些反应,观察实验效果怎样,从这些反应中学习,之后研制更完善的人工太阳能技术。


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编辑:任梓嘉

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