太陽能「光合」電池變二氧化碳為燃料

2021-01-21 網易科技

2016-07-30 10:18:32　來源: 科技日報社-中國科技網

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研究人員展示他們的突破性太陽能「光合」電池。

科技日報北京7月29日電 （記者常麗君）據美國伊利諾斯大學芝加哥分校網站消息，該校研究人員設計出一種新型太陽能電池，能直接把大氣中的二氧化碳轉化成碳氫化合物燃料，整個過程廉價而高效，有助於加快淘汰化石燃料。

新電池和傳統太陽能電池不同，後者是把陽光轉化為電力儲存在電池中，而新電池的工作原理則更像植物，通過「人工樹葉」產出氫氣和一氧化碳的「合成氣」，可以直接燃燒，也可以轉化為柴油或其他烴燃料，成本和一加侖汽油相當。這種技術既能從大氣中除去大量的碳，又能高效產出能量密度較高的燃料。

論文高級作者、該校機械與工業設計助理教授阿明·薩利希-柯金說，新太陽能電池不是光伏電池，而是「光合」電池，它產生能量的方式不是從化石燃料到溫室氣體，而是反過來，通過陽光循環利用大氣中的碳。他們集中研究了一族稱為過渡金屬硫化物（TMDCs）的納米結構化合物，將它們和一種非常規離子液搭配作為電解液，製成一種電化學電池。用兩個約18平方釐米大小的矽三聯光伏電池作「樹葉」來捕獲陽光，以每平方米100瓦強度的光照射激活電池，陰極會產生氫氣和一氧化碳氣泡，陽極產生氧氣和氫離子。

多年來，工程師一直在探索各種能還原二氧化碳的高效催化劑，但迄今為止要麼反應效率很低，要麼需依靠貴金屬。該校博士後研究員穆罕默德·阿薩迪說，新催化劑更活躍、能力更強，比貴金屬催化劑速度快1000倍，而價格便宜20倍。

這一技術適應性強，不僅能大規模使用於太陽能電廠，還可以小規模使用。薩利希-柯金說，將來甚至還可以用在大氣主要成分是二氧化碳的火星上。

資助這項研究的美國國家科學基金會（NSF）項目主管羅伯特·麥凱布說，這些成果很好地融合了實驗和計算研究，利用所得新知識巧妙結合化學設計，在有重大挑戰性的催化劑研究領域取得了巨大進步。

相關論文發表在7月29日的《科學》雜誌上。

本文來源：科技日報社-中國科技網 責任編輯： 白鑫_NT4464

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