據美國伊利諾斯大學芝加哥分校網站消息,該校研究人員設計出一種新型太陽能電池,能直接把大氣中的二氧化碳轉化成碳氫化合物燃料,整個過程廉價而高效,有助于加快淘汰化石燃料。更多資訊請點擊,或者請撥打我們的熱線電話:400-6277-838
新電池和傳統太陽能電池不同,后者是把陽光轉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”產出氫氣和一氧化碳的“合成氣”,可以直接燃燒,也可以轉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,又能高效產出能量密度較高的燃料。
論文高級作者、該校機械與工業設計助理教授阿明·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)的納米結構化合物,將它們和一種非常規離子液搭配作為 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,陰極會產生氫氣 和一氧化碳氣泡,陽極產生氧氣和氫離子。
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,不僅能大規模使用于太陽能電廠,還可以小規模使用。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。
資助這項研究的美國國家科學基金會(nsf)項目主管羅伯特·麥凱布說,這些成果很好地融合了實驗和計算研究,利用所得新知識巧妙結合化學設計,在有重大挑戰性的催化劑研究領域取得了巨大進步。