太陽能—“人工樹葉”

    這種“人工樹葉”由硅片制成，形狀大小與撲克牌近似，使用方法也非常簡單：將它放在水中，暴露在太陽光下，即可將水有效地分解為氧氣和氫氣，這些氣體再被輸送到一個分離的燃料電池中儲存并發(fā)出電力。

    3年前，麻省理工學(xué)院化學(xué)家Daniel Nocera的團隊曾經(jīng)開發(fā)一種特殊的基于鈷和磷的催化劑，用于將水分解并促使成對氧原子聚合成氧分子。研究人員還開發(fā)出了氫氣重整催化劑，但成本高昂。此次Nocera等人開發(fā)出的制氫催化劑使用了3種不同金屬，成本低廉。但由于研究工作尚未發(fā)表并且處于專利申請過程中，Nocera并未透露新催化劑的組分。研究者將催化劑涂覆在硅片的正反兩側(cè)，硅片吸收陽光并將電子和空穴傳遞到兩側(cè)的催化劑處，用于產(chǎn)生氫和氧分子。當(dāng)將這種“人工樹葉”放置于陽光下，它可以將光能的5.5%轉(zhuǎn)換成氫燃料。
    英國出版的ChemicalSocietyReviews（《化學(xué)學(xué)會評論》）雜志曾以封面形式報道了這一發(fā)現(xiàn)，圖為該雜志當(dāng)期封面圖。

    美國科學(xué)家丹尼爾·諾切拉（DanielNocera）日前在第241屆美國化學(xué)學(xué)會的年會上宣布了其研究小組的最新進展——一種廉價高效的“人工樹葉”。他在報告中說：“將一加侖水和人造樹葉放置在陽光下，可以提供發(fā)展中國家一個家庭一天的基本用電�！边@個發(fā)明引起了科學(xué)界乃至世界各國主流媒體的關(guān)注——它被認為是人類尋找替代能源的征程中一個里程碑式的發(fā)明，甚至有人認為這片小小的“樹葉”可能將徹底解決未來的能源和與之相關(guān)的環(huán)境問題。
    在為這一發(fā)明興奮的同時，我們還應(yīng)該清醒地意識到，所謂的“人工樹葉”其實還存在著較大的局限性。首先，“人工樹葉”并未真正實現(xiàn)自然界早已運行上億年的樹葉的全部功能，它僅僅模仿了樹葉中光系統(tǒng)II中的局部功能。其次，它的運行也要依賴太陽能電池和燃料電池來完成。再次，它還需要新型的廉價的壓縮氣體系統(tǒng)以儲存所產(chǎn)生的氫氣和氧氣，然后用于發(fā)電。因此，要把這一發(fā)明真正規(guī)模化應(yīng)用還有很長的路要走。
 

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