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编译服务: 纳米科技 编译者: 郭文姣 编译时间: Nov 6, 2019 点击量: 644

科学家们已经制造出一种“人造叶子”,通过将有害的二氧化碳转化为有用的替代燃料,来对抗气候变化。

今天发表在《自然能源》(Nature Energy)杂志上的一篇论文概述了这项新技术,其灵感来自于植物利用太阳能将二氧化碳转化为食物的方式。

“我们称它为人工叶子,因为它模仿真实的叶子和光合作用的过程,”滑铁卢大学(University of Waterloo)工程学教授吴一民(Yimin Wu)说。“一片叶子产生葡萄糖和氧气。我们生产甲醇和氧气。”

二氧化碳是造成全球变暖的主要因素,从二氧化碳中提取甲醇既可以减少温室气体排放,又可以替代产生温室气体的化石燃料。

这个过程的关键是一种便宜的、经过优化的红色粉末,叫做氧化亚铜。

在设计上尽可能多地加入八面粒子,当四种物质——葡萄糖、乙酸铜、氢氧化钠和十二烷基硫酸钠——被加入加热到特定温度的水中时,化学反应产生了这种粉末。

然后,当粉末与水混合,二氧化碳被吹入其中,一束白光被太阳模拟器引导时,粉末充当另一种化学反应的催化剂或触发器。

“这是我们发现的化学反应,”自2015年以来一直参与该项目的吴说。“以前没有人这样做过。”

在光合作用中,这种反应产生氧气,同时也将水粉溶液中的二氧化碳转化为甲醇。甲醇在溶液受热蒸发时被收集起来。

下一步的研究包括提高甲醇产量和将专利技术转化为二氧化碳,这些二氧化碳来自主要的温室气体来源,如发电厂、汽车和石油钻探。

“我对这一发现改变游戏规则的潜力感到非常兴奋,”吴说,他是机械和机电工程的教授,也是滑铁卢纳米技术研究所的成员。“气候变化是一个紧迫的问题,我们可以帮助减少二氧化碳排放,同时创造一种替代燃料。”

Wu与Tijana Rajh、伊利诺斯州阿贡国家实验室的其他研究人员、加州州立大学、北岭大学和香港城市大学的科学家合作完成了这篇论文,即单一Cu2O颗粒光催化剂用于将二氧化碳还原为甲醇的面依赖活性位点。

——文章发布于2019年11月4日

 

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