人工樹葉將太陽能功效發揮至前所未有的新高

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人類多年來一直致力於發展乾淨、可再生,不會導致地球毀滅的能源。令人氣憤的是,一直以來那些隨風搖擺的植物,根本早在人類出現之前就在製造“綠色”能源了。植物透過進行光合作用,把水和二氧化碳轉變成葡萄糖和氧氣。最近人類一直試圖從植物身上學習著製造我們自己的乾淨、「綠色」的機器,也就是在本篇文章中介紹的人造樹葉。

人工樹葉的最新進展是來自墨爾本蒙納許大學(Monash University in Melbourne)的研究成果,使我們距離將水變成商業上可使用的燃料又邁進了一步。相較於原本植物製造的葡萄糖,人工樹葉用水和陽光產生氫氣和氧氣,我們將電流通過水來促成這個“電化電解 (electrochemical splitting)”的過程,製成的氫氣就可以當成燃料來使用。

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任何能源生產技術的成敗是取決於該技術的生產效率。如果能量產率太低,那麼人造樹葉永遠不會有機會取代目前的能源,例如化石燃料和核能。過去人工樹葉所達到的最高效率為18%,但是墨爾本的科學家們已經把效能提高到22%了,這令人印象深刻,因為這是有史以來人造樹葉所能達到的最高效率。你可以在能源與環境科學期刊(Energy and Environmental Science)上閱讀到關於人工樹葉的詳細資訊。

雖然這樣的效率水平是目前最好的,但要使這個技術有其經濟效益,這樣的生產效率仍然不夠高。不過研究人員表示,他們已經注意到在下一代的測試中,有哪些參數需要微調還有哪些部件需要調整了。

該項研究的首席研究員Leone Spiccia教授說:“水電解製造氫氣,可以成為一種便宜、乾淨又可再生的能源來源,最終實現永續能源的理想。這一項最新突破最重要的地方是,它使得我們距離實現這個理想更接近了一步。“在21世紀面臨的最大問題之一,就是如何在生產能源的過程中不要有任何的浪費。就在最近,美國總統歐巴馬訂立了一個宏偉的目標,預計在2050年以前,溫室氣體的排放量要比2005年減低80%以上。有了像人工樹葉這樣的發明,這個目標將會更容易實現。

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如果人造樹葉可以提高到市場化水準的話,我們可能可以看到它們因為廣泛使用而形成一座森林,為我們的房子、汽車,甚至為整個城市提供能源。

研究的共同作者Doug MacFarlane教授總結說:"氫氣可直接用於在燃料電池中產生電,越來越多汽車製造商都已經有在賣燃料電池車了。每家每戶甚至可以透過從屋頂的太陽能電池來獲得價格低廉的能量,並且以氫氣的形式儲存起來。"
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來源: Iflscience