可以人工光合作用是可再生能源的圣杯?
新的淘金热在数字世界是所有关于可再生能源。但更重要的是,它的目的是使这种能量可靠的,这意味着要想办法不只是产生,但存储是不需要的时候,释放它在需要时。
像其他许多开创性的发明,科学家们转向了灵感自然。
而我们的优势种 - - 我们这个星球上的能源消耗来自于一种形式或另一种太阳。除了太阳能,然而,这可能是我想到的,当一个提到太阳第一能量源,还有另一种方式来利用能源:光合作用。
光合作用是通过该植物利用太阳的能量转换二氧化碳和水转化为葡萄糖的过程。科学家一直试图多年复制的过程中,随着最终结果是电,而不是葡萄糖,并取得了包含在实验室里虽然都有些显着的成就。
今年早些时候,能源的美国能源部公布1亿$起来的资金是跨5年的研究,人工光合作用。
“阳光是我们最基本的能量来源,并且直接从太阳光产生燃料的能力有可能改变我们的能源经济,大大增强美国能源安全的潜力,”副局长能源部科学保罗Dabbar在新闻发布会上说。
事实上,直接从太阳光发电制造将提高任何国家的能源安全,特别是发展中国家缺乏必要的存储大量未使用的能源基础设施的安全,写Dyllan弗内斯数字趋势。
弗内斯采访了参与人工光合作用对最新的发展揭示一些研究,虽然这将是很长一段时间之前这种技术成为主流的太阳能或风能,它保持相当的承诺。
那么,如何人工光合作用的工作?对于初学者来说,它使用的不是叶绿素太阳能电池吸收阳光并将其转化为电能。人为的“叶子”还使用任一种人工或有机催化剂的水从空气分离成氢气和氧气。人工光合作用,换言之,可以产生不仅一个而是两个类型的燃料:电力和氢气。直接从太阳光产生燃料的能力有可能改变我们的能源经济,大大增强美国能源安全的潜力。
Two years ago, researchers from the DoE’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) and the Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) published a paper on a new solar cell that could do just that: take in carbon dioxide and water from the air and use sunlight to turn them into electricity and hydrogen.
另一个团队重点上的叶绿素分子中,可以从光谱的红外部分吸收光一些细菌中发现。适用于人工光合作用,这可能会提升流程的效率,一键使得该技术可行。
这些都是在人工光合作用实验室正在做的工作只是两个例子,旨在提高对自然,因为,作为该领域一个研究员告诉数码趋势弗内斯,植物不是阳光正好最佳转换成能量。
“[植物]应该是黑色的,不绿,吸收大部分的颜色的太阳光谱,”内森刘易斯,加州理工学院的化学家和主要研究者在JCAP说。“他们有其他的限制了。他们只是不够好做他们需要做的生物学功能。”
供人类使用,但是,我们需要更好的东西:更高效,更快速的转换过程。一种这样的替代自然光合作用是一种篷布的配备有可卷出在任何平面上,以吸收水和光的太阳能电池。然后篷布被放入一个完整的催化剂转换成二氧化碳化学燃料可以被存储或者立即使用的坦克。
这听起来可能有些牵强 - 光合作用,篷布,催化剂的坦克 - 但科学家和能源部,似乎相信它可以成为我们应对气候变化的阿森纳多了一个武器。也就是说,不断提高的太阳能电池。
一个国际科学家小组最近公布在薄的太阳能电池的一个突破。他们的薄膜电池是高效作为一个传统的太阳能电池中,在25%。这将使屋顶安装和建筑物等太阳能系统的新细胞完美的,但它也表明一个趋势:制造太阳能电池尽可能薄,以增加其多功能性。
如果人工光合作用是起飞,这肯定会受益于太阳能电池这一趋势。这也将受益于不断发展的技术,能源存储,包括储氢。这是一个艰巨的任务,以协调的研究如此多的领域,但最终,在共同的目标可以使各项工作。我们可能会看到在我们的有生之年可再生能源主导的世界中,使用所有的太阳的力量可以使用的方法 - 无排放,当然。
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