你知道科學家正在探索開發(fā)的新能源有哪些查閱資料了解目前人們利用新能源的狀況。

【專家解說】：研究人員正研究如何模仿樹葉的光合作用來將水分解成氫和氧，從而以此發(fā)電為地球提供能源。 科學家們希望能夠模仿進化史上登峰造極的成就之一：樹葉。（照片：格雷姆·羅伯遜） 樹葉是進化史上登峰造極的成就之一，可謂是一個小型的綠色電站兼有機食品加工廠，是地球上所有生物的能量來源。 目前，開發(fā)新一代清潔能源的科學家們正在著力解決如何復制并最終改進謙謙樹葉的問題。光合作用是植物利用陽光將水及二氧化碳轉化為糖類有機物的過程，其中所涉及的錯綜復雜的化學反應過程是地球上最高效的太陽能轉換過程。研究人員認為，模仿這一過程的部分可能就是實現清潔能源取之不斷的關鍵。 太陽光尚未開發(fā)的利用潛力非常巨大。陽光照射地球一小時的能量就能滿足人類一整年所有活動的能源需求。哪怕只是能利用其中的一小部分，將其轉化成電力或可使用的燃料，也就能滿足世界日益增長的能源需求（預計至2050年將增加一倍），而且對全球氣候不會造成進一步的危害。 大多數太陽能電力系統(tǒng)直接利用硅片發(fā)電。但是，盡管其成本正在降低，在許多情況下，與煤、石油及天然氣之類的礦物燃料相比，仍過于昂貴?？茖W家們正熱衷于開發(fā)更高效、更便宜的替代能源。 在倫敦帝國學院（imperialcollegelondon），研究人員開始了一項預算達100萬英鎊的科研課題，旨在研究然后最終模仿光合作用。該科研課題的一個分項目是“人工葉”，研究樹葉究竟是如何利用太陽光來制造出有益的物質分子。該課題小組隨后計劃建造一個人工系統(tǒng)，可以用相同的方法來制造氫及甲醇之類清潔燃料。然后，這些燃料就會被用于燃料電池用以發(fā)電，或直接向超凈車輛提供動力。 世界各地都在加緊類似研究項目的步伐：美國即將批準一項每年預算為3500萬美元的聯邦研究經費，提供給致力于利用陽光制造燃料的研究項目。荷蘭政府也為類似研究項目撥出4000萬歐元的專用經費。 倫敦帝國學院生物學家、人工葉項目負責人詹姆斯·巴伯（jamesbarber）指出，如果人工光合作用系統(tǒng)能夠利用所照射到陽光的10％，那么它們只需覆蓋地球表面的0.16％，就可以滿足全球每年20太瓦（terawatt，又稱兆兆瓦）的能源消耗，這一數據是世界2030年需求的預測數據。與生物葉不同，人工葉可被放置在世界上干旱的沙漠地區(qū)，無需占用農田。 最終，巴伯希望能在樹葉這大自然本身所固有的太陽能電池的基礎上加以改善?！叭绻麡淙~可以做到，我們就能做到，甚至做得更好，”他說，“（但是）這并不意味著我們需完全按照樹葉來設計建造人工葉。達芬奇曾試圖設計羽毛可以上下擺動的飛行器。但最終人類建造出波音747及空中客車380，這些飛機與鳥完全不同，事實上，它們甚至飛得比鳥更好?！? 光合作用的第一步就是利用陽光將水分解為氫和氧的化學反應。產生的氧氣被釋放到大氣中，而氫則被用于合成植物所需的糖類及其他有機物分子。巴伯負責的人工葉項目其目的是找到一個有效地模擬水分解反應的方式，來創(chuàng)建一個取之不盡用之不竭而且清潔環(huán)保的氫來源。與正常的樹葉不同，這些新的裝置不會吸收大氣中的二氧化碳。 氫氣是一種清潔而又高能量的燃料，可用于燃料電池發(fā)電，或者與大氣中（或從礦物燃料發(fā)電站所排放的）二氧化碳結合，制造甲醇，這種燃料可直接灌入汽車而無需對引擎做任何修改就可使用。巴伯說：“目前的挑戰(zhàn)就是，利用陽光這種隨處可得的能源，將氫從水中分解出來。” 麻省理工學院化學家丹·諾塞拉（dannocera）計算過，在家用方面，每天只需使用人工葉將幾公升的水分解為氫和氧，就足以供應整個家庭一天的能源需求。 科學家們已可以通過分解水來生產氫，但目前的水分解技術成本昂貴，而且需使用有害的化學品，運作環(huán)境也需要得到嚴格控制。人工葉項目的關鍵部分就是開發(fā)由廉價原料制成的催化劑，可以在日常環(huán)境中用來分解水。 英國能源研究中心（ukenergyresearchcentre）執(zhí)行董事約翰·勞赫德（johnloughhead）非常看好人工葉這一設想的前景，因為“我們知道植物早就進化出這一功能，而且我們知道，從根本上說，在大規(guī)模推廣利用方面來說，這是可行的。” 他補充說：“歸根結底，我們所能得到的唯一可持續(xù)的能源形式就是太陽。從戰(zhàn)略角度看，你不得不承認這似乎頗為有趣，因為我們知道，我們始于一個完全可行的基礎。” 倫敦帝國學院化學家詹姆斯·達蘭特（jamesdurrant）領導的巴伯的一些同事，最近開發(fā)出一種由銹制成的可完成部分水分解反應的催化劑。到目前為止，這個水分解過程不是很有效，因此達蘭特的研究小組正在嘗試，通過精心處理銹表面來改進水分解過程。“我們正在嘗試通過在氧化鐵表面上添加少量鈷催化劑，希望能增加其有效性?！? 新能源汽車英語介紹諾塞拉也正在從事于開發(fā)一種由鈷及磷制成的可在室溫下分解水的催化劑。去年在《科學》雜志上，他發(fā)表了其初步研究結果，那時他曾指出，有效的水分解技術將會是儲存太陽能的一種非常有用的方法，而儲存太陽能對任何想要大量使用太陽能的人來說，都是一個關鍵問題。在白天，一片人工葉可以利用陽光進行水分解，而在夜晚，儲存的氫將按照即時需求而用以發(fā)電。氫之類的化學燃料每單位質量所儲存的能量甚至可以比最先進的電池都要多。 達蘭特和諾塞拉各自正在開發(fā)的催化劑都還需好多年才能真正成為商業(yè)化產品。