太陽(yáng)能“光合”電池變二氧化碳為燃料

據(jù)美國(guó)伊利諾斯大學(xué)芝加哥分校網(wǎng)站消息，該校研究人員設(shè)計(jì)出一種新型太陽(yáng)能電池，能直接把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锶剂?，整個(gè)過(guò)程廉價(jià)而高效，有助于加快淘汰化石燃料。

　　新電池和傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池不同，后者是把陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電力儲(chǔ)存在電池中，而新電池的工作原理則更像植物，通過(guò)“人工樹(shù)葉”產(chǎn)出氫氣和一氧化碳的“合成氣”，可以直接燃燒，也可以轉(zhuǎn)化為柴油或其他烴燃料，成本和一加侖汽油相當(dāng)。這種技術(shù)既能從大氣中除去大量的碳，又能高效產(chǎn)出能量密度較高的燃料。

　　論文高級(jí)作者、該校機(jī)械與工業(yè)設(shè)計(jì)助理教授阿明·薩利希-柯金說(shuō)，新太陽(yáng)能電池不是光伏電池，而是“光合”電池，它產(chǎn)生能量的方式不是從化石燃料到溫室氣體，而是反過(guò)來(lái)，通過(guò)陽(yáng)光循環(huán)利用大氣中的碳。他們集中研究了一族稱為過(guò)渡金屬硫化物（tmdcs）的納米結(jié)構(gòu)化合物，將它們和一種非常規(guī)離子液搭配作為電解液，制成一種電化學(xué)電池。用兩個(gè)約18平方厘米大小的硅三聯(lián)光伏電池作“樹(shù)葉”來(lái)捕獲陽(yáng)光，以每平方米100瓦強(qiáng)度的光照射激活電池，陰極會(huì)產(chǎn)生氫氣和一氧化碳?xì)馀荩?yáng)極產(chǎn)生氧氣和氫離子。

　　多年來(lái)，工程師一直在探索各種能還原二氧化碳的高效催化劑，但迄今為止要么反應(yīng)效率很低，要么需依靠貴金屬。該校博士后研究員穆罕默德·阿薩迪說(shuō)，新催化劑更活躍、能力更強(qiáng)，比貴金屬催化劑速度快1000倍，而價(jià)格便宜20倍。

　　這一技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，不僅能大規(guī)模使用于太陽(yáng)能電廠，還可以小規(guī)模使用。薩利希-柯金說(shuō)，將來(lái)甚至還可以用在大氣主要成分是二氧化碳的火星上。

　　資助這項(xiàng)研究的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（nsf）項(xiàng)目主管羅伯特·麥凱布說(shuō)，這些成果很好地融合了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算研究，利用所得新知識(shí)巧妙結(jié)合化學(xué)設(shè)計(jì)，在有重大挑戰(zhàn)性的催化劑研究領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步。