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“人工光合作用”:二氧化碳與水合成液體燃料丙烷

2019/6/20 9:21:35 來源:新浪科技 作者:葉子 責編:孤城

北京時間6月20日消息,據國外媒體報道,利用陽光,光合作用可將二氧化碳和水轉化為能量,這一過程對植物而言至關重要,而一項擬天然光合作用的技術未來或可用于減少大氣中的二氧化碳、并為引擎提供動力,科學家近日首次在實驗室中對這一過程進行了復制和改造,成功合成了液體燃料丙烷。丙烷能量密度很高,可以為引擎提供動力。

液體燃料相比氣體燃料有許多優(yōu)勢,如易于運輸、安全性更高、能量密度更大等等,若能進行大規(guī)模生產,這一技術可以幫助我們吸收大氣中過剩的二氧化碳,并利用陽光合成高能化學物質,為汽車和飛機提供動力。

綠色植物進行天然光合作用時,會利用陽光的光能、土壤中的水和空氣中的二氧化碳合成富含能量的葡萄糖,葉綠素在這一反應過程中起到催化劑的作用,使葉片呈現(xiàn)綠色的“染料”也是它,此外,葉綠素還會吸收陽光,而科學家在實驗室中復制光合作用時,用來吸收光能的并不是葉綠素,而是一種金屬。光能能夠促進二氧化碳和水之間化學反應的電子與質子轉化。

科學家在實驗室中復制光合作用時,用來吸收光能的并不是葉綠素,而是一種金屬。光能能夠促進二氧化碳和水之間化學反應的電子與質子轉化。

伊利諾伊大學厄巴納香檳分校的研究人員發(fā)現(xiàn),金納米粒子在人工光合作用中也能起到很好的催化作用,該粒子表面可以與二氧化碳發(fā)生相互作用,并且吸收光能的效率很高,不僅如此,由于金本身并不活躍,在使用多次之后,也不會像其它金屬一樣分解或降解。

該研究的共同作者普拉山特?賈因博士表示:“液體燃料是一種理想的燃料,相比氣體燃料,它們運輸起來更容易、更安全、也更經濟,由于它們由長鏈分子構成,含有更多化學鍵,因此能量密度更高?!?/p>

有幾種方法可以將碳氫化合物中儲存的能量轉化為燃料,但賈因博士指出,傳統(tǒng)的燃燒方法(“燃燒”二氧化碳)反而會產生更多二氧化碳,“二氧化碳可以為燃料電池供能,產生電流和電壓。全世界有多家實驗室正在研究如何提高‘碳氫化合物—電能’的轉化效率?!?/p>

目前的人工光合作用效率還遠遠比不上植物,科學家們承認,他們還需要進一步調整使用的催化劑,以提高化學反應效率,實現(xiàn)了這一點之后,他們才會開始考慮將該反應過程商業(yè)化,賈因博士補充道:“到了那時,我們才能開始考慮如何擴大反應規(guī)模,這會是項艱難的工作,并且不同于任何非傳統(tǒng)的能量技術,這一技術還有許多經濟問題有待解決?!?/p>

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關鍵詞:人工光合作用,二氧化碳,丙烷

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