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新技术:人工树叶可通过光合作用获得燃料

【发表时间:2020-05-16 19:16:44 来源:骏瑞网】

  “我们已经开发出一种新型保护膜,它能使太阳能分解生产燃料的效率、稳定性以及效果将达到前所未有的高度,安全性也很好,不会产生易爆的氢氧混合物。”来自加州理工大学的该发明的合作者之一,乔治·阿吉罗斯教授(George L. Argyros Professor)奈特·路易斯(Nate Lewis)介绍了他们的新成果。这一研究刊登于今年3月9日上线的美国国家科学院院刊(PNAS)网络版上,详细描述了这种新型保护膜。

  这张膜能让我们创造出一个安全、高效的人工光合作用系统,俗称太阳能燃料制造机或者“人工树叶”。“人工树叶”复制了自然界中植物利用阳光将水、二氧化碳转化成氧气和碳水化合物类燃料的过程。

人工树叶

  加州理工大学人工光合作用联合中心(JCAP)的“人工树叶”项目包含了3个主要的组合部分:两种电极——光阳极和光阴极以及薄膜。

  光阳极利用阳光氧化水分子产生氧气、质子和电子,而光阴极利用光阳极产生的质子和电子合成氢气。膜,通常用塑料制成,用来将这两种气体隔开,以防止任何可能性的爆炸。然后在一定的压力下这些气体会被压入管道收集起来。

光阳极利用阳光氧化水分子产生氧气、质子和电子

  科学家们已经尝试过用硅或者砷化镓这类用在太阳能电池板上能够吸收光的普通半导体来制作电极,然而主要问题是这些材料碰到水会容易氧化,也就是生锈。

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