人工光合作用是可再生能源的圣杯吗?

新的淘金热在数字世界是可再生能源。但更重要的是,它是想让这个能量可靠,这意味着寻找不仅生成,但存储时不需要,需要时释放它。

像其他许多开创性的发明,科学家们把大自然的灵感。

我们的星球的能量——和我们的优势种——消费来自太阳在一种或另一种形式。除了太阳之外,然而,这可能是第一个能量来源,当人们一提到太阳,还有另一种方式利用它的能量:光合作用。

光合作用的过程是植物利用太阳的能量将二氧化碳和水转化为葡萄糖。多年来科学家们一直在试图复制过程,最终的结果是电而不是葡萄糖,并取得了一些显著的成功,尽管所有的包含在实验室。

今年早些时候,美国能源部宣布高达1亿美元的资金分布在五年人工光合作用的研究。

“阳光是我们最基本的能量来源,直接从阳光和能力生成燃料有可能改变我们的能源经济,大大提高美国能源安全,”能源部科学保罗Dabbar副部长在新闻发布会上说。

事实上,直接从阳光发电会提高任何国家的能源安全,特别是发展中国家的安全缺乏必要的基础设施来存储大量的未使用的能源,写Dyllan Furness数字趋势。

Furness采访了一些研究人员参与人工光合作用阐明最新发展,虽然这将是相当长一段时间之前,这种技术成为主流太阳能或风能,持有大量的承诺。

生成燃料直接从阳光的能力有可能改变我们的能源经济,大大提高美国能源安全。

所以,人工光合作用是如何工作的呢?首先,它使用太阳能电池,而不是叶绿素吸收阳光并把它变成电。人工“叶子”也使用人工或有机催化剂,水从空气中分割成氢和氧。人工光合作用,换句话说,可以产生不仅仅是一个,而是两个类型的燃料:电力和氢。

两年前,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员联合中心(伯克利实验室)和人工光合作用(JCAP)发表了一篇论文,一个新的太阳能电池,可以这样做:从空气中吸收二氧化碳和水,利用阳光将它们转化为电力和氢。

另一个团队集中在一些细菌叶绿素分子发现,可以吸收光线从红外光谱的一部分。应用于人工光合作用,这可能提高流程的效率,关键技术的可行性。

这只是两个例子所做的工作在实验室人工光合作用,旨在提高对自然,因为该领域的一位研究者告诉数字趋势”Furness、植物并不完全最优阳光转化为能量的转换器。

“(植物)应该是黑色,而不是绿色,吸收大部分的太阳光谱中的颜色,“Nathan Lewis说,化学家在加州理工学院,在JCAP首席研究员。”,他们有其他的约束。他们只是足以做他们需要做生物的功能。”

供人类使用,然而,我们需要更好的东西:一个更有效,更快的转换过程。这样的一个替代自然光合作用问题资产救助计划(tarp)是一种装有太阳能电池,可以在任何平面铺开吸收水和光。tarp是放入注满催化剂将二氧化碳转化为化学燃料,可以存储或立即使用。

听起来遥不可及——光合作用、防水布、坦克的催化剂,但科学家和能源部,似乎认为它可能成为一个武器装备对抗气候变化。,不断提高太阳能电池。

最近,一个国际科学家小组宣布薄太阳能电池的一个突破。他们的薄膜细胞是传统太阳能电池的效率,为25%。这将使新细胞适合屋顶建筑设施和其他太阳能系统但也说明一个趋势:制作太阳能电池尽可能薄来增加他们的多才多艺。

如果人工光合作用,它肯定会受益于这一趋势在太阳能电池。它也将受益于发展储能技术,包括储氢。这是一个艰巨的任务安排这么多的研究领域但最终,共同的目标可以使它所有的工作。我们可以看到一个可再生能源占主导地位的世界在我们的一生中,使用太阳的力量在所有的方面,它可以使用零排放,当然可以。