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零排放!太阳能“光合作用”制造汽车燃料

www.cechina.cn2023.06.21阅读 2432

  研究人员已经开发出一种太阳能技术,可以将二氧化碳和水转化为液体燃料,这种燃料可以作为插入式燃料直接添加到汽车的发动机中。
  面对碳减排的巨大压力,使用具有良好降碳属性的生物液体燃料将成为交通领域减排的重要手段。国际能源署和国际粮农组织的综合研究表明控制工程网版权所有,生物液体燃料能在一定程度上减少温室气体排放。一直以来,生物液体燃料的代表——生物乙醇被吹捧为汽油的清洁替代品,因为它是由植物而不是化石燃料制成的。今天上路的大多数汽车使用的汽油中含有高达10%的乙醇(E10燃料)。根据外媒报道,美国是世界上最大的生物乙醇生产国,美国种植的所有玉米中几乎有45%用于乙醇生产。当然,这样也会带来一定的弊端。剑桥大学的欧文·赖斯纳教授称:“像乙醇这样的生物燃料是一项有争议的技术,尤其是因为它们占用了可以用来种植粮食的农业用地。”因此,欧文·赖斯纳教授领导的研究小组提出了一种名为人工叶子的概念,类似于植物的光合作用,这种人工叶子也可以利用太阳能将二氧化碳转化为乙醇和丙醇等生物燃料。如图所示,这是一种附着在金属棒支撑物上的独立的人造叶子。光阳极侧(绿色方形)在照片中可见。此前,这些人造叶子只能制造简单的化学物质,如一氧化碳等,但现在,为了使这项技术更实用,研究人员开发了一种铜钯基催化剂www.cechina.cn,经过催化剂的优化,可以让人造叶子产生更复杂的化学物质,如乙醇和正丙醇,这两种醇都是高能量密度的燃料,易于运输和储存。目前,其他科学家已经能够利用电力生产类似的醇类混合物,但这是第一次仅利用人造叶子的“光合作用”生产如此复杂的化学物质。该研究结果发表在《自然能源》杂志上。该论文的第一作者拉赫曼博士说:“将阳光照射到人造叶子上,并从二氧化碳和水中获得液体燃料,这是一种惊人的化学反应。通常,当你试图用人造叶子装置将二氧化碳转化为另一种化学产品时,你几乎总是得到一氧化碳等混合气CONTROL ENGINEERING China版权所有,但在我们的研究中www.cechina.cn,已经能够利用太阳能生产出一种实用的液体燃料。这是一个令人兴奋的进步,为我们的工作开辟了全新的途径。”然而www.cechina.cn,虽然这项技术仍处于实验室规模,但研究人员表示,他们的“人造叶子”是从化石燃料经济转型的重要一步。该人工叶子生产醇类燃料的速度比较慢,研究人员正在努力优化光吸收器,使其能够更好地吸收阳光,并优化催化剂,使其能够将更多的阳光转化为燃料。这些太阳能燃料的净碳排放量为零,完全可再生,而且与大多数生物乙醇不同,它们不会占用任何用于粮食生产的农业用地。此技术具有美好的前景。以我国为例,在未来很长的时间内,燃油车还会是主流车辆,而中国乙醇汽油的乙醇添加标准是10%,这就意味着,若所有汽油都添加乙醇加工成乙醇汽油,那么中国未来对燃料乙醇的需求量将会非常可观,这项技术的用武之地也就更大。

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