會光合作用的太陽能電池 能將CO2轉(zhuǎn)為燃料

:美國伊利諾大學(xué)芝加哥分校（UIC）的研究團隊設(shè)計出一種突破性的新太陽能電池，能把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)換成碳氫化合物（hydrocarbon）燃料，過程便宜又有效率，能一箭雙雕解決現(xiàn)代社會的兩大挑戰(zhàn)：“減少大氣的碳含量”以及“有效率地制造高密度能源”。研究成果發(fā)布在7月29日的《科學(xué)》雜志上，整個計劃由國家科學(xué)基金會與美國能源局贊助。

UIC機械與工業(yè)工程助理教授兼論文通訊作者的阿敏．薩利希－寇金（AminSalehi-Khojin）解釋：“這種新太陽能電池不是光伏作用，而是光合作用。過去為了制造能源，只能單向地從石化燃料制造溫室效應(yīng)氣體，但現(xiàn)在我們能逆向操作，靠著陽光從大氣中回收碳來產(chǎn)生能源。”

來源：University of Illinois

傳統(tǒng)的太陽能光伏電池是把陽光轉(zhuǎn)換成電能，然后儲存在電池中等待使用，而新太陽能電池更像是模仿植物光合作用的“人造仿生葉”，只不過植物吸收太陽光和二氧化碳后產(chǎn)生的是有機物，而電池產(chǎn)生的則是燃料。

其實不是沒有科學(xué)家想過用二氧化碳制造燃料，但過去最大的問題在于二氧化碳比較懶惰（誤），如果不用昂貴的貴金屬做催化劑，反應(yīng)效率就很低。

而UIC研究團隊最重要的發(fā)現(xiàn)，就是他們找到一種比貴金屬速度快1000倍、價格又便宜20倍的新催化劑。那就是過渡金屬二硫族化合物（TMDCs）家族中的二硒化鎢奈米薄片（nanoflaketungstendiselenide）

科學(xué)家把這種催化劑搭配非典型離子液與水當(dāng)電解質(zhì)，再用兩塊18平方公分的硅三聯(lián)光伏電池接收陽光，當(dāng)電池受到每平方米100瓦強度的光照（同等于陽光照射到地球表面的平均密度），會進行還原反應(yīng)，打破二氧化碳的化學(xué)鍵，重新組成一種燃料氣體“合成氣（Syngas）”。合成氣由氫氣與一氧化碳混合，可直接燃燒，也可轉(zhuǎn)換成柴油或其他碳氫化合物燃料。

UIC助理教授AminSalehi-Khojin（左）和博士后研究員MohammadAsadi與他們的新創(chuàng)太陽能電池合影。（圖片來源：University of Illinois）

這種新電池技術(shù)的適應(yīng)性強，不論是小規(guī)模的設(shè)備或大規(guī)模的太陽能電池廠都能應(yīng)用。薩利希－寇金指出，如果我們能在火星上找到水，這套電池甚至可能應(yīng)用在大氣充滿二氧化碳的火星上。

原標(biāo)題:會光合作用的太陽能電池 能將CO2轉(zhuǎn)為燃料