Nature Materials: “人造叶”成功产生清洁气体

在人造叶子上,两个类似植物吸收阳光的分子吸光器与一种由天然丰富的钴元素制成的催化剂结合在一起。

这种人造叶子并不使用化石燃料,而是由阳光提供动力,而且研究人员发现他们的光吸收器甚至在雨天或阴天的低水平阳光下也能工作。

与目前生产合成气的工业过程不同,这种叶子不会向大气中释放任何额外的二氧化碳。

研究结果发表在最新《自然材料》杂志上。

二类电商我是这样做到月营业额500万

合成气目前是由氢和一氧化碳的混合物制成,用于生产一系列的商品,如燃料、药品、塑料和化肥。

当装置浸入水中时,一个光吸收器利用催化剂产生氧气。

另一种进行化学反应,将二氧化碳和水还原成一氧化碳和氢气,形成合成气混合物。

这项研究是在克里斯蒂安多普勒可持续合成气化学实验室完成的。

该实验室由奥地利政府和奥地利石油化工公司OMV共同出资,OMV正在寻找使其业务更具可持续性的方法。

以碳中和的方式生产合成气作为液体燃料的基础的基础研究是开创性的。

其他“人造叶子”装置也被开发出来,但它们通常只产生氢气。

剑桥大学的研究人员表示,他们之所以能够可持续地生产合成气,是因为他们使用的材料和催化剂的组合。

其中包括最先进的钙钛矿光吸收器,与硅或染料敏化材料制成的光吸收器相比,它能提供高的光电压和电流,为化学反应提供动力,从而使二氧化碳还原为一氧化碳。

研究人员还使用钴作为分子催化剂,而不是铂或银。

钴不仅成本更低,而且比其他催化剂更能产生一氧化碳。

该团队目前正在研究如何利用他们的技术生产一种可替代汽油的可持续液体燃料。

合成气已经被用作生产液体燃料的基本原料。

科学家们下一步想做的,不是先制造合成气,然后再把它转化成液体燃料,而是一步一步地从二氧化碳和水中制造出液体燃料。

尽管在利用风能和光电等可再生能源发电方面已经取得了很大的进展,但合成汽油的发展是至关重要的,因为目前电力只能满足全球25%的能源需求。

液体燃料的主要需求是为重型运输、航运和航空提供可持续的动力。

科学团队们表示,其终极目标是可持续地生产容易被用作燃料的乙醇等产品。

利用二氧化碳还原反应一步就从阳光中产生这种物质是很有挑战性的。

但是他们有信心,正在朝着正确的方向前进,有正确的催化剂,相信将能够在不久的将来生产出一种能够演示这一过程的装置。

参考资料:1. Bias-free solar syngas production by integrating a molecular cobalt catalyst with perovskite–BiVO4 tandems2. 'Artificial leaf' successfully produces clean gas3. News from University of Cambridge。

导言:目前广泛使用的由化石燃料产生的气体,可以由一种只使用阳光、二氧化碳和水的“人造叶子”制造,并最终可以用来开发一种可替代汽油的可持续液体燃料。

哈佛房车12万哈佛造出人造兔肉 图-1

剑桥大学Reisner和同事们制造的“人造叶子”设备的灵感来自于光合作用----植物利用阳光的能量将二氧化碳转化为食物的自然过程。

来源:

发表评论

图片表情