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科学家开发会光合作用的太阳能电池

紫光   发布时间: 2016-08-02 21:43   

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来源:https://panx.asia/archives/53584

美国伊利诺大学芝加哥分校(UIC)的研究团队设计出一种突破性的新太阳能电池,能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物(hydrocarbon)燃料,过程便宜又有效率,能一箭双雕解决现代社会的两大挑战:「减少大气的碳含量」以及「有效率地制造高密度能源」。研究成果发布在 7 月 29 日的《科学》杂志上,整个计划由国家科学基金会与美国能源局赞助。

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UIC 机械与工业工程助理教授兼论文通讯作者的阿敏.萨利希-寇金(Amin Salehi-Khojin)解释:




这种新太阳能电池不是光伏作用,而是光合作用。过去为了制造能源,只能单向地从石化燃料制造温室效应气体,但现在我们能逆向操作,靠着阳光从大气中回收碳来产生能源。


传统的太阳能光伏电池是把阳光转换成电能,然后储存在电池中等待使用,而新太阳能电池更像是模仿植物光合作用的「人造仿生叶」,只不过植物吸收太阳光和二氧化碳后产生的是有机物,而电池产生的则是燃料。


其实不是没有科学家想过用二氧化碳制造燃料,但过去最大的问题在于二氧化碳比较懒惰(误),如果不用昂贵的贵金属做催化剂,反应效率就很低。


而 UIC 研究团队最重要的发现,就是他们找到一种比贵金属速度快 1000 倍、价格又便宜 20 倍的新催化剂。那就是过渡金属二硫族化合物(TMDCs)家族中的二硒化钨奈米薄片(nanoflake tungsten diselenide)


科学家把这种催化剂搭配非典型离子液与水当电解质,再用两块18 平方公分的矽三联光伏电池接收阳光,当电池受到每平方公尺100 瓦强度的光照(同等于阳光照射到地球表面的平均密度),会进行还原反应,打破二氧化碳的化学键,重新组成一种燃料气体「合成气(Syngas)」。合成气由氢气与一氧化碳混合,可直接燃烧,也可转换成柴油或其他碳氢化合物燃料。

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UIC 助教 Amin Salehi-Khojin (左)和博士后研究员 Mohammad Asadi 与他们的新创太阳能电池合影。


这种新电池技术的适应性强,不论是小规模的设备或大规模的太阳能电池厂都能应用。萨利希-寇金指出,如果我们能在火星上找到水,这套电池甚至可能应用在大气充满二氧化碳的火星上。


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2016-08-03 12:48  
游客(广东深圳)

放心,一般没下文了。

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回复 被石油大亨毙掉

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2016-08-02 23:50  
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2016-08-02 22:52  
游客(云南昆明)

燃烧后继续释放二氧化碳么?

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2016-08-03 08:39  
180pdx

“合成气由氢气与一氧化碳混合“,一氧化碳能烧吗?

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2016-08-03 20:12  
游客(广东惠州)

回复 @180pdx :可以的

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