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太陽能“光合”電池變二氧化碳為燃料

2016年07月30日02:29 科技日報

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　　科技日報北京7月29日電（記者常麗君）據(jù)美國伊利諾斯大學芝加哥分校網(wǎng)站消息，該校研究人員設計出一種新型太陽能電池，能直接把大氣中的二氧化碳轉化成碳氫化合物燃料，整個過程廉價而高效，有助于加快淘汰化石燃料。

　　新電池和傳統(tǒng)太陽能電池不同，后者是把陽光轉化為電力儲存在電池中，而新電池的工作原理則更像植物，通過“人工樹葉”產(chǎn)出氫氣和一氧化碳的“合成氣”，可以直接燃燒，也可以轉化為柴油或其他烴燃料，成本和一加侖汽油相當。這種技術既能從大氣中除去大量的碳，又能高效產(chǎn)出能量密度較高的燃料。

　　論文高級作者、該校機械與工業(yè)設計助理教授阿明·薩利希-柯金說，新太陽能電池不是光伏電池，而是“光合”電池，它產(chǎn)生能量的方式不是從化石燃料到溫室氣體，而是反過來，通過陽光循環(huán)利用大氣中的碳。他們集中研究了一族稱為過渡金屬硫化物（TMDCs）的納米結構化合物，將它們和一種非常規(guī)離子液搭配作為電解液，制成一種電化學電池。用兩個約18平方厘米大小的硅三聯(lián)光伏電池作“樹葉”來捕獲陽光，以每平方米100瓦強度的光照射激活電池，陰極會產(chǎn)生氫氣和一氧化碳氣泡，陽極產(chǎn)生氧氣和氫離子。

　　多年來，工程師一直在探索各種能還原二氧化碳的高效催化劑，但迄今為止要么反應效率很低，要么需依靠貴金屬。該校博士后研究員穆罕默德·阿薩迪說，新催化劑更活躍、能力更強，比貴金屬催化劑速度快1000倍，而價格便宜20倍。

　　這一技術適應性強，不僅能大規(guī)模使用于太陽能電廠，還可以小規(guī)模使用。薩利希-柯金說，將來甚至還可以用在大氣主要成分是二氧化碳的火星上。

　　資助這項研究的美國國家科學基金會（NSF）項目主管羅伯特·麥凱布說，這些成果很好地融合了實驗和計算研究，利用所得新知識巧妙結合化學設計，在有重大挑戰(zhàn)性的催化劑研究領域取得了巨大進步。

　　相關論文發(fā)表在7月29日的《科學》雜志上。

(責任編輯：羅伯特)

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