研究报告
哈佛仿生叶技术大跃进!能源转化率更胜自然界光合作用
2016-06-14   | 编辑:EnergyTrend1208   |    1468 浏览人次

比尔.盖兹曾说,为了解决人类的能源问题,有一天我们得效仿大自然的光合作用,甚至未来能源转换效率还可能超越大自然,现在,那一天已经到来。
 
植物经过几十亿年的演化,习得了吸收阳光、水和二氧化碳,透过叶片转化成自身需要的葡萄糖,顺便放出氧气的大绝招,也就是所谓的“光合作用”。
 
过去人类试着重现光合作用的一部分,研发出以太阳能把水分解成氢气来发电的技术,但却无法用在只吃液体燃料的传统车辆与飞机上。
 
而哈佛大学研究团队在 2011 年曾提出一种新人造光合作用的系统,希望透过微生物的帮忙,把氢气进一步转化成液体燃料。现在这套靠阳光、水和空气产出液体燃料的“仿生叶”系统有了重大突破。
 
哈佛大学能源科学系教授丹尼尔.诺赛拉(Daniel Nocer)和哈佛医学院教授帕米拉.银(Pamela Silver)对外展示第二代的“仿生叶”系统,和第一代相比,能源转换效率大幅提升。相关研究已刊登在《科学》期刊上。
 
 
那么,“仿生叶”系统是如何运作的呢?首先研究团队以太阳能和催化剂,把水分解成氢分子和氧分子,再把这些氢,连同二氧化碳喂给细菌吃,最后就会被细菌们转换成液体燃料。
 
诺赛拉指出第一代仿生叶最大的问题在于,他们使用的催化剂“镍钼锌合金”,在生成氢气的同时也会产生活性氧,该物质会破坏细菌的 DNA。如果想要避免这种状况,仿生叶系统只能放在极端高电压的环境中运作,间接降低了转换效率。但在新一代的仿生叶系统中,团队找到一种不会产生活性氧的新催化剂“钴磷合金”,也就不需要提供高电压,让效率大大的提升。
 
 
 
哈佛科学团队宣称,第二代人造光合作用系统在使用纯二氧化碳的情况下,转换效率高达 10 %,即使用一般的空气也有 3 至 4 % 的效率,都比自然界植物光合作用的 1% 能源转换率来的高。
 
目前科学团队已经运用这套“仿生叶”系统产生出异丁醇、异戊醇及环保塑胶 PHB 等化合物,接下来将朝着商业化的目标继续迈进。
 
New bionic leaf can turn sunlight into liquid fuel
A Big Leap for an Artificial Leaf
(本文内容由 PanX 授权使用)

 
标签:太阳能发电
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