科学家创造无线光催化剂薄片将二氧化碳和阳光转化为清洁燃料

据外媒New Atlas报道,一个有效模仿自然光合作用过程的设备将代表能源研究人员的巨大突破,而剑桥大学的一个团队在过去的十年中一直处于这一技术的前沿。其最新的进展涉及到一个装满光催化剂的无线薄片,可以将阳光、水和二氧化碳转化为清洁燃料,该团队希望有一天能将该设备作为巨型能源农场的一部分。

科学家创造无线光催化剂薄片将二氧化碳和阳光转化为清洁燃料

这项研究是由该大学化学系Erwin Reisner教授领导的一个小组进行的,该系在过去十年里在能源研究方面取得了许多有前途的进展。2013年,它展示了如何使用钴作为廉价催化剂生产氢气,2017年展示了如何使用生物质作为起点制造气体。

最近,有研究团队宣布开发了一种人工叶子,它和天然叶子很像,可以将阳光和水转化为燃料–在这种情况下,它是由一氧化碳和氢气组成的合成气。这种装置通过过氧化物吸光器捕捉阳光,这是一些太阳能电池中的组件,但该团队现在对其方法进行了一些调整。新平台依靠的不是过氧化物光吸收器,而是嵌入在由半导体粉末组成的薄片中的新型光催化剂,这种光催化剂可以轻松廉价地生产。

研究人员将开发的20平方厘米的薄片作为测试单元,用于将阳光、二氧化碳和水转化为氧气和甲酸(而不是合成气),这些气体可以很容易地储存起来,直接作为燃料使用,或者以后作为氢气的构件使用。

科学家创造无线光催化剂薄片将二氧化碳和阳光转化为清洁燃料

根据该团队的说法,这种方法是一种将二氧化碳转化为清洁燃料的全新方式,而且很容易推广。科学家们说,生产跨度数米的版本应该是比较简单的,想象一下这些类型的设备形成大型阵列,作为生产清洁能源的设施的一部分,就像太阳能农场一样。

“我们很惊讶它的选择性工作得很好–它几乎没有产生任何副产品,”该研究的第一作者王倩博士说。“有时候,事情并不像你预期的那样好,但这是一个罕见的案例,它实际上工作得更好。”

对于下一步,该团队正在努力通过尝试不同的催化剂来提高设备的效率,这也可能使其能够生产不同类型的太阳能燃料。

“我们希望这项技术能够为可持续和实用的太阳能燃料生产铺平道路,”Reisner说。

该研究发表在《自然能源》杂志上。[cnbeta]

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