美國(guó)研究人員研制出一種人造葉子。它模仿植物葉子的光合作用,可以在光照下用水發(fā)電。
發(fā)電
人造葉子形狀像天然葉子,大小如一張撲克牌,內(nèi)含硅、電子元件和催化劑。
人造葉子研制者、美國(guó)麻省理工學(xué)院化學(xué)家丹尼爾·諾切拉說(shuō),在明亮日光照射下,把人造葉子放入大約4.5升水中,可以產(chǎn)生電,“夠發(fā)展中國(guó)家一戶(hù)人家用一天”。
美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站日前援引諾切拉的話報(bào)道,人造葉子在光照下把水分解為氫和氧,然后將這兩種氣體貯存在燃料電池中,讓它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電能。
改進(jìn)
諾切拉承認(rèn)人造葉子不是新概念,但是他說(shuō),先前的人造葉子存在諸多弊端,難以應(yīng)用。
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)所研究員約翰·特納十多年前首次研制出人造葉子。
特納研制的葉子光合作用效率相當(dāng)高,但是需要用一些稀有昂貴的金屬制造,性能極不穩(wěn)定,壽命僅一天。
新研制的人造葉子原料成本較低,容易獲取,運(yùn)行條件簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種人造葉子可連續(xù)工作至少45小時(shí)而不出現(xiàn)功效衰減。
諾切拉說(shuō),實(shí)現(xiàn)人造葉子性能突破的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)幾種用鎳和鈷制造的催化劑。這些催化劑“價(jià)廉物美”,可以在簡(jiǎn)單條件下從水中高效分解出氧和氫。
前景
人造葉子光合作用效率比天然葉子高大約10倍。諾切拉相信,今后仍然可以大幅度提升效率。
“人造葉子作為一種造價(jià)不高的電力來(lái)源,對(duì)于發(fā)展中國(guó)家那些貧困家庭尤其有前途,”諾切拉說(shuō),“可以設(shè)想,住在印度和非洲村莊里的人們不久可以買(mǎi)得起基于這項(xiàng)技術(shù)制造的基本發(fā)電系統(tǒng)。”
諾切拉給人造葉子項(xiàng)目定下目標(biāo):讓每個(gè)家庭有自己的發(fā)電站。他說(shuō):“大自然靠光合作用提供能量,未來(lái)世界可以靠人造葉子的光合作用獲取能量。”
印度塔塔集團(tuán)看好人造葉子應(yīng)用前景,打算與諾切拉合作,研究如何壓縮然后貯存人造葉子從水中分解出的氫,以便為汽車(chē)提供清潔能源。
這家工業(yè)巨頭提供1500萬(wàn)美元資金用于人造葉子研制。