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僅利用太陽能，人造樹葉可制成清潔液體燃料

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2023-05-19 08:47:04 字號：A- A A+ 來源：科技日報

英國劍橋大學化學系研究人員開發(fā)了一種太陽能技術(shù)，可以將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為液體燃料，并能直接作為臨時燃料驅(qū)動汽車發(fā)動機。研究結(jié)果發(fā)表在18日的《自然·能源》雜志上。

附在金屬桿支架上的人造樹葉。照片中可以看到光電陽極側(cè)（綠色方塊）。

圖片來源：論文第一作者莫蒂亞爾·拉哈曼

研究人員利用光合作用的力量，只需一步就能將二氧化碳、水和陽光轉(zhuǎn)化為多碳燃料，即乙醇和丙醇。這些燃料能量密度高，易于儲存或運輸。與化石燃料不同，這些太陽能燃料可實現(xiàn)凈零碳排放，完全可再生。與大多數(shù)生物乙醇不同，它們無需任何農(nóng)業(yè)用地。

雖然這項技術(shù)仍處于實驗室規(guī)模，但研究人員表示，他們的人造樹葉系統(tǒng)是擺脫以化石燃料為基礎(chǔ)的經(jīng)濟的重要一步。

幾年來，研究小組一直在開發(fā)受光合作用啟發(fā)的可持續(xù)的零碳燃料。此前開發(fā)的人造樹葉只能制造簡單的化學品，如合成氣，這是一種氫氣和一氧化碳的混合物，用于生產(chǎn)燃料、藥品、塑料和化肥。但為了使這項技術(shù)更實用，它需要能夠在單一的太陽能驅(qū)動步驟中直接生產(chǎn)更復雜的化學品。

現(xiàn)在，人造樹葉可以直接生產(chǎn)清潔的乙醇和丙醇，而無需生產(chǎn)合成氣的中間步驟。

研究人員開發(fā)了一種以銅和鈀為基礎(chǔ)的催化劑。催化劑經(jīng)過優(yōu)化，使人造樹葉能夠產(chǎn)生更復雜的化學物質(zhì)，特別是多碳醇，如乙醇和正丙醇。這兩種醇都是高能量密度的燃料，易于運輸和儲存。

此前研究已經(jīng)能夠使用電力生產(chǎn)類似的化學品，但這是第一次僅利用來自太陽的能量通過人造樹葉生產(chǎn)復雜的化學品。

總編輯圈點：

生物乙醇一直被視為汽油的清潔替代品，因為它是從植物而非化石燃料中提取的。但有聲音認為，這依然是一項爭議性技術(shù)，因為它們占用了很多可用于種植糧食的農(nóng)田。如果換個思路，讓陽光照射在人造樹葉上，就能從二氧化碳和水中獲得液體燃料，該是多么令人驚嘆的化學現(xiàn)象！不過目前，該設(shè)備只是概念驗證，科學家還在努力優(yōu)化吸光器，使其能夠更好地吸收陽光，同時也需改進催化劑，使其能夠?qū)⒏嗟年柟廪D(zhuǎn)化為燃料。

（記者?張佳欣）
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