校園生活：人造葉可用于開發(fā)可持續(xù)的液體燃料替代汽油
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如今，由化石燃料生產(chǎn)的一種廣泛使用的氣體可以由僅使用陽光，二氧化碳和水的“人造葉”制成，最終可用于開發(fā)可持續(xù)的液體燃料替代汽油。
該碳-零排放裝置設(shè)置在太陽能能源領(lǐng)域的新標(biāo)桿，之后研究人員在劍橋大學(xué)的證明，它可以直接產(chǎn)生氣體稱為合成氣，以可持續(xù)的和簡單的方式。
而不是運(yùn)行化石燃料的人造葉子是由太陽光提供動力，雖然它仍然有效運(yùn)作多云和陰天。與當(dāng)前生產(chǎn)合成氣的工業(yè)過程不同，葉片不會向大氣釋放任何額外的二氧化碳。結(jié)果發(fā)表在《自然材料》雜志上。
目前，合成氣是由氫氣和一氧化碳的混合物制成的，用于生產(chǎn)多種商品，例如燃料，藥品，塑料和肥料。
“您可能沒有聽說過合成氣本身，但是每天您都會消費(fèi)使用合成氣制造的產(chǎn)品。能夠可持續(xù)地生產(chǎn)合成氣對于關(guān)閉全球碳循環(huán)以及建立可持續(xù)的化學(xué)和燃料工業(yè)而言是至關(guān)重要的一步，”他說。來自劍橋大學(xué)化學(xué)系的資深作者Erwin Reisner教授，為實現(xiàn)這一目標(biāo)花費(fèi)了七年的時間。
Reisner及其同事生產(chǎn)的設(shè)備受到光合作用的啟發(fā)-光合作用是植物利用太陽光的能量將二氧化碳轉(zhuǎn)化為食物的自然過程。
在人造葉子上，類似于吸收陽光的植物中的分子的兩種光吸收劑與由天然豐富的元素鈷制成的催化劑結(jié)合在一起。
當(dāng)設(shè)備浸入水中時，一個光吸收劑會使用催化劑產(chǎn)生氧氣。另一者進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，將二氧化碳和水還原為一氧化碳和氫氣，形成合成氣混合物。
作為一項額外的獎勵，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在下雨天或陰天，即使在低日照下，它們的光吸收器也能正常工作。
博士說：“這意味著您不僅限于在溫暖的國家使用該技術(shù)，也不只是在夏季使用該工藝?！痹撜撐牡牡谝蛔髡邔W(xué)生Virgil Andrei?！澳梢栽谑澜缛魏蔚胤綇睦杳鞯近S昏使用它?！?/p>
這項研究是在該大學(xué)化學(xué)系的***多普勒可持續(xù)SynGas化學(xué)實驗室進(jìn)行的。它由奧地利政府和奧地利石化公司OMV共同出資，后者正在尋找使業(yè)務(wù)更可持續(xù)發(fā)展的方法。
“ OMV在過去七年一直是***多普勒實驗室的堅定支持者。該團(tuán)隊以合成碳中和的方式生產(chǎn)合成氣作為液體燃料基礎(chǔ)的基礎(chǔ)研究具有開創(chuàng)性，”高級顧問Michael-Dieter Ulbrich說。在OMV。
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圖片來源：Virgil Andrei
還開發(fā)了其他“人造葉”裝置，但這些裝置通常只會產(chǎn)生氫氣。劍橋大學(xué)的研究人員說，之所以能夠持續(xù)生產(chǎn)合成氣，是因為他們使用了多種材料和催化劑。
這些包括最先進(jìn)的鈣鈦礦光吸收劑，與由硅或染料敏化材料制成的光吸收劑相比，該鈣鈦礦光吸收劑可提供高的光電壓和電流來驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)，從而將二氧化碳還原為一氧化碳。研究人員還使用鈷代替鉑或銀作為分子催化劑。鈷不僅成本較低，而且在生產(chǎn)一氧化碳方面比其他催化劑更好。
該團(tuán)隊現(xiàn)在正在研究使用其技術(shù)來生產(chǎn)可持續(xù)的液體燃料替代汽油的方法。
合成氣已被用作液體燃料生產(chǎn)的基礎(chǔ)。瑞斯納(Reisner)表示：“下一步，我們要做的是先將二氧化碳和水從一步驟制得液態(tài)燃料，而不是先制造合成氣再轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料?！睂W(xué)院。
賴斯納說，盡管利用風(fēng)能和光伏等可再生能源發(fā)電已取得了巨大進(jìn)步，但合成汽油的發(fā)展至關(guān)重要，因為目前電力僅能滿足我們?nèi)蚩偰茉葱枨蟮?5%。他說：“對液體燃料的主要需求是可持續(xù)地為重型運(yùn)輸，運(yùn)輸和航空提供動力?！?/p>
安德烈(Andrei)說：中國科普網(wǎng)“我們的目標(biāo)是可持續(xù)生產(chǎn)乙醇等可輕松用作燃料的產(chǎn)品?！薄袄枚趸歼€原反應(yīng)從陽光中一步一步生產(chǎn)它具有挑戰(zhàn)性。但是我們有信心，我們將朝著正確的方向前進(jìn)，而且我們擁有正確的催化劑，因此我們相信我們將能夠生產(chǎn)出一種裝置可以在不久的將來證明這一過程?！?/p>
