太陽能“光合”電池變二氧化碳為燃料

新電池和傳統(tǒng)太陽能電池不同，后者是把陽光轉(zhuǎn)化為電力儲存在電池中，而新電池的工作原理則更像植物，通過“人工樹葉”產(chǎn)出氫氣和一氧化碳的“合成氣”，可以直接燃燒，也可以轉(zhuǎn)化為柴油或其他烴燃料，成本和一加侖汽油相當。這種技術既能從大氣中除去大量的碳，又能高效產(chǎn)出能量密度較高的燃料。

論 文高級作者、該校機械與工業(yè)設計助理教授阿明·薩利希-柯金說，新太陽能電池不是光伏電池，而是“光合”電池，它產(chǎn)生能量的方式不是從化石燃料到溫室氣 體，而是反過來，通過陽光循環(huán)利用大氣中的碳。他們集中研究了一族稱為過渡金屬硫化物（tmdcs）的納米結(jié)構(gòu)化合物，將它們和一種非常規(guī)離子液搭配作為 電解液，制成一種電化學電池。用兩個約18平方厘米大小的硅三聯(lián)光伏電池作“樹葉”來捕獲陽光，以每平方米100瓦強度的光照射激活電池，陰極會產(chǎn)生氫氣 和一氧化碳氣泡，陽極產(chǎn)生氧氣和氫離子。

多年來，工程師一直在探索各種能還原二氧化碳的高效催化劑，但迄今為止要么反應效率很低，要么需依靠貴金屬。該校博士后研究員穆罕默德·阿薩迪說，新催化劑更活躍、能力更強，比貴金屬催化劑速度快1000倍，而價格便宜20倍。

這一技術適應性強，不僅能大規(guī)模使用于太陽能電廠，還可以小規(guī)模使用。薩利希-柯金說，將來甚至還可以用在大氣主要成分是二氧化碳的火星上。

二氧化碳為無色、無味、不助燃、不可燃窒息性氣體，密度比空氣略大，能溶于水，并生成碳酸?？諝庵械亩趸己繛? 387ppmv，空氣氣中的二氧化碳含量隨季節(jié)變化，當春夏季來臨時，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量隨之減少；反之，當秋冬季來臨時，植物不但不 進行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量隨之上升。當二氧化碳少時對人體無太大危害，但其超過一定量時會影響人和其他生物的呼吸，但并不會中毒。高純二氧 化碳用于干冰、青霉素制造，魚類、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低溫輸送、滅火劑，冷卻劑；高純二氧化碳用于冷卻劑、焊接、鑄造工業(yè)、清涼飲料、滅火劑、碳 酸鹽類的制造、殺蟲劑、氧化防止劑、植物生長促進劑、發(fā)酵工業(yè)、藥品(局部麻醉)、制糖工業(yè)、膠及動物膠制造等。在半導體制造中氧化、擴散、化學氣相淀 積，蔬菜保鮮，某些反應的惰性介質(zhì)，石墨反應器的熱載體，輸送易燃液體的壓入氣體，標準氣，校正氣，在線儀表標準氣，特種混合氣。

食品二氧化碳用于生產(chǎn)碳酸飲料、啤酒等

工業(yè)二氧化碳用于鋼板的焊接保護

高純二氧化碳跟高純氦氣和高純氮氣一起用于激光切割機的激光氣體

高純二氧化碳用于胚胎等細胞培養(yǎng)

高純二氧化碳用于醫(yī)藥的臨界萃取

用作農(nóng)業(yè)氣體肥料，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和生長速度

用作電氣設備等領域的滅火氣體

用作食品的氣調(diào)保鮮

用于油田壓裂洗井，提高原油產(chǎn)量

用作干冰使用，可以除油、制冷