零排放！太陽能“光合作用”制造汽車燃料

這些太陽能燃料的凈碳排放量為零，未來或許真正能夠?qū)崿F(xiàn)零碳出行！

文／NE-SALON新能薈小編團(tuán)

研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種太陽能技術(shù)，可以將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為液體燃料，這種燃料可以作為插入式燃料直接添加到汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中。

面對(duì)碳減排的巨大壓力，使用具有良好降碳屬性的生物液體燃料將成為交通領(lǐng)域減排的重要手段。國際能源署和國際糧農(nóng)組織的綜合研究表明，生物液體燃料能在一定程度上減少溫室氣體排放。一直以來，生物液體燃料的代表——生物乙醇被吹捧為汽油的清潔替代品，因?yàn)樗怯芍参锒皇腔剂现瞥傻?。今天上路的大多?shù)汽車使用的汽油中含有高達(dá)10%的乙醇(E10燃料)。根據(jù)外媒報(bào)道，美國是世界上最大的生物乙醇生產(chǎn)國，美國種植的所有玉米中幾乎有45%用于乙醇生產(chǎn)。當(dāng)然，這樣也會(huì)帶來一定的弊端。劍橋大學(xué)的歐文·賴斯納教授稱“像乙醇這樣的生物燃料是一項(xiàng)有爭議的技術(shù)，尤其是因?yàn)樗鼈冋加昧丝梢杂脕矸N植糧食的農(nóng)業(yè)用地。”

因此，歐文·賴斯納教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組提出了一種名為人工葉子的概念，類似于植物的光合作用，這種人工葉子也可以利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙醇和丙醇等生物燃料。

如圖所示，這是一種附著在金屬棒支撐物上的獨(dú)立的人造葉子。光陽極側(cè)(綠色方形)在照片中可見。此前，這些人造葉子只能制造簡單的化學(xué)物質(zhì)，如一氧化碳等，但現(xiàn)在，為了使這項(xiàng)技術(shù)更實(shí)用，研究人員開發(fā)了一種銅鈀基催化劑，經(jīng)過催化劑的優(yōu)化，可以讓人造葉子產(chǎn)生更復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)，如乙醇和正丙醇，這兩種醇都是高能量密度的燃料，易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。

目前，其他科學(xué)家已經(jīng)能夠利用電力生產(chǎn)類似的醇類混合物，但這是第一次僅利用人造葉子的“光合作用”生產(chǎn)如此復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)。該研究結(jié)果發(fā)表在《自然能源》雜志上。該論文的第一作者拉赫曼博士說:“將陽光照射到人造葉子上，并從二氧化碳和水中獲得液體燃料，這是一種驚人的化學(xué)反應(yīng)。通常，當(dāng)你試圖用人造葉子裝置將二氧化碳轉(zhuǎn)化為另一種化學(xué)產(chǎn)品時(shí)，你幾乎總是得到一氧化碳等混合氣，但在我們的研究中，已經(jīng)能夠利用太陽能生產(chǎn)出一種實(shí)用的液體燃料。這是一個(gè)令人興奮的進(jìn)步，為我們的工作開辟了全新的途徑。”

然而，雖然這項(xiàng)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，但研究人員表示，他們的“人造葉子”是從化石燃料經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要一步。

該人工葉子生產(chǎn)醇類燃料的速度比較慢，研究人員正在努力優(yōu)化光吸收器，使其能夠更好地吸收陽光，并優(yōu)化催化劑，使其能夠?qū)⒏嗟年柟廪D(zhuǎn)化為燃料。這些太陽能燃料的凈碳排放量為零，完全可再生，而且與大多數(shù)生物乙醇不同，它們不會(huì)占用任何用于糧食生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)用地。

此技術(shù)具有美好的前景。以我國為例，在未來很長的時(shí)間內(nèi)，燃油車還會(huì)是主流車輛，而中國乙醇汽油的乙醇添加標(biāo)準(zhǔn)是10%，這就意味著，若所有汽油都添加乙醇加工成乙醇汽油，那么中國未來對(duì)燃料乙醇的需求量將會(huì)非?？捎^，這項(xiàng)技術(shù)的用武之地也就更大。來源NE-SALON新能薈G

原文標(biāo)題:零排放！太陽能“光合作用”制造汽車燃料