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英科学家研发出人工光合作用制氢技术

据英国每日邮报报道,该国科学家日前研制出一种能够将太阳光能转变为燃料的方法,未来可能引导产生一个“无限可再生能源的渠道”。

报道称,英国剑桥大学的研究人员用光子诱发化学反应,通过将水分解为氢和氧以制造碳氢燃料,并达到了这一能源转换的“里程碑”。

基于植物吸收太阳光线转变为能量的过程,研究人员利用半人工光合作用的技术,通过分解水而产生氢气,通过激活氢化酶来实现,氢化酶存在于藻类生物,它们可以将质子转变为氢分子。

这有望成为一种绿色和无限可再生能源。

众所周知,氧气产生于植物吸收水分出现“分裂”时,是光合作用的副产物。这也是植物重要的一项反应,因此也差不多提供了地球上所有的氧气。

剑桥大学化学系赖斯纳实验室研制出的这一太阳能驱使水分解的最新技术,将生物成分和人造技术结合在一起,利用自然太阳光线将水转变为氢和氧。

该技术的研究报告发表在近期的《自然能源杂志》上。报告称,该方法比自然光合作用吸收更多太阳光线。

英科学家研发出人工光合作用制氢技术
研究报告的第一作者是剑桥大学圣约翰学院博士生卡塔日娜·索科特(Katarzyna Sokot)。她说:“自然光合作用的效率并不高,因为它的进化仅能满足最低限度的能量数量——潜在转换和存储1-2%的能量。”

人工光合作用已存在了几十年时间,但尚未成功用于制造可再生能源。这是因为它依赖于催化剂的使用,通常情况下催化剂成本较高,并且含有毒素物质。

作为该项研究报告的作者之一,剑桥大学赖斯纳实验室主任欧文·赖斯纳(Erwin Reisner)表示,这项研究是一个“里程碑事件”,该工作克服了困难挑战,其中涉及到将生物和有机成分整合到无机材料中用于装配半人工装置,并开启了研制未来太阳能量转换系统的一个工具箱。

据介绍,研究人员不仅提高了能量制造和存储的数量,还设法恢复了沉醒数千年时间藻类生物的光能转换机制。

卡塔日娜说:“氢化酶是保存在藻类生物中的一种酶,它能够将质子转变为氢分子。”

但该过程在进化历程中已逐渐失效,因为它不是生物存活的必要条件,但这项最新的研究却成功地绕过了光能转换中失效环节,从而获得了我们期望的研究结果——将水分解成氢和氧。

研究人员表示,这项发现有望形成一种令人兴奋的新型太阳能转换创新系统,可以有选择性地确定期望的过程,并达到想要的反应。

该方法可用于结合其它一些反应来观察实验效果,并从这些反应中学习,以研制出更完善的人工太阳能技术。

网易科技

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