轉換陽光的人工葉子能迅速改革能源產業

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我們都了解植物對我們生存之重要性及眾生與植物的依存關係。受惠於光合作用,樹木吸收大氣中二氧化碳製造了氧氣,使星球上可存在有氧生活,(包含人類及靠氧氣代謝的生物)

若是樹能夠以燃料的形式產生能量呢? (我想若是這樣,我們就不會砍那麼多樹了…) 被稱作人工光合作用的過程能使它成真。這種化學過程模仿了自然光合作用,使用陽光水和二氧化碳製造化學燃料。多年來世界各地的科學家皆試圖要使人工光合作用更臻完美,但總有生產成本過高的瓶頸。 不過最近在這方面有了突破,能使我們朝有效、符合成本效益且將之用作商業利益來使用的技術更加靠近,這也迅速改革了能源工業。

根據來自澳洲的研究

墨爾本Monash 大學研究員創建一種能模仿光合作用的人工葉子,據說能比真正樹葉更有效的將太陽光轉換成能源。尤其他們的人工光合作用機器,能以將電流導入水裡的方式,產生氫氣和氧氣,此過程被稱做電化電解(electrochemical splitting)。在過程中產生的氫氣能作為零二氧化碳排放的乾淨能源被使用。

這名澳洲科學家的發明雖然擁有目前人工葉子界的最高能源效能22%,但尚無法當為可行的商業技術使用。不過,科學家對於人工光合作用技術的潛能還是相當樂觀。

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“水的電化電解能提供廉價又乾淨的再生能源氫氣,並作永續燃料使用。這項最新突破顯著的表示,我們需要朝這方向它更進一步實現它。"(來自首席研究員Leone Spiccia教授所言)

根據加州理工學院的研究

另一來自加州理工學院光合作用聯合中心(JCAP) 的進步,使人工葉子的能源生產成本更能被降低。該系統由陰極、陽極兩個電極和一個薄膜組成,陽極利用太陽光將水分子氧化,陰極靠重組質子和電子形成氫氣。而塑膠薄膜能使氧氣和氫氣保持分離,有助於系統效率及穩定性。同時,加州理工研究員的主要進步成果為:利用鎳作為燃料生產的催化劑。因為鎳是一種廉價金屬,這也意味著能源生產的成本能顯著被減低。該系統的測試版能把吸收的陽光轉化10%成為能源,且能持續工作超過40小時。

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“我們的工作顯示出在廉價零件組合的整合系統裡,安全又有效的使用太陽能來生產燃料是確實且可行的,當然我們仍有很多工作要做,才能使其在延長使用壽命和研發出有成本效益的全套生產系統兩個方面持續進步。"(來自JCAP科學主辦人Nathan S. Lewis教授所言)

藉著更多類似的進步,推使我們很快能見到來自再生能源和一般能源工業領域根本的改變。100%乾淨能源的被製造,關乎於大自然本身比起解決全球能源危機來說更廣闊的成果,為我們整個星球帶來益處。

來源: The Mind Unleashed

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