新「人造葉」能利用陽光製造出潔淨合成燃料 未來有望取代石油

近年來,我們在永續能源方面上取得了許多的進展, 現在一個關於「人造葉」的突破性發展也許能讓我們生產真正「潔淨」的合成燃料。

在這案例中,要達成目標的關鍵是永續生產合成氣,也就是氫氣和一氧化碳的混合物。 目前,合成氣被廣泛用於各種燃料、藥物、塑膠和肥料的生產中。 它可以透過多種方式被製造,但通常涉及煤或石油的剩餘材料,因此,它不是碳中和的產品。

這新的葉片裝置浸入水中並由陽光驅動,但仍可以在陰天運作,它可以產生永續的合成氣,而不會向空氣中釋放任何二氧化碳。

英國劍橋大學的化學家Erwin Reinser表示,「你可能沒有聽說過合成氣,但每天你都會消耗使用合成氣製造的產品,能夠永續生產它是關閉全球碳循環並建立永續化學和燃料工業的關鍵一步。」

該葉片模仿了我們在植物中看到的光合作用,它將進來的光、水和二氧化碳與稱為鈣鈦礦(perovskite)的鈷催化劑結合在一起,因而得到氫氣和一氧化碳,然後製造出合成氣。

雖然目前的機器效率很低,不過進一步的研究可以讓它提高效率。 科學家們表示,材料和催化劑的獨特結合使他們的系統領先於其他類似的設備。

劍橋大學的化學家Virgil Andrei表示,「該技術不只可以在溫暖的國家或夏季使用,它可以在世界任何地方從白天到太陽下山都能使用。」

這在世界上沒有穩定電力或可靠陽光供應的地方來說就會很重要。雖然風能和太陽能等可再生能源在發電方面變得越來越好,但世界能源的需求遠超過這些電力,大量的運輸和航空旅行都需要更潔淨的燃料,這就是人造葉能派上用場的地方。

對於這項新研究,研究小組成員表示,他們對自己的催化劑和材料組合充滿信心,這對未來的發展是好事,未來合成氣可能不會再是中間階段,生產可能會直接轉化為碳中和液體的燃料。

Reisner表示,「下一步,我們要做的不是先製造合成氣,然後將它轉化為液體燃料,而是一步一步地將二氧化碳和水轉化為液體燃料。」

該研究已發表在《Nature Materials》上。

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