科學(xué)家研制一種人造樹葉,將水分解成氧和氫,用于生產(chǎn)廉價環(huán)保能源
據(jù)英國每日郵報報道,科學(xué)家一直致力于探索廉價、環(huán)保高效能源制造方式,其中最有前景的一種方法是利用氫制造能源,作為環(huán)保燃料,通過分解水可以生成氫,但是具體實(shí)現(xiàn)過程值得探索研究。目前,科學(xué)家獲得來自大自然的靈感,制造一種人造樹葉,可以生產(chǎn)廉價能源。
樹葉利用太陽光進(jìn)行光合作用,將水轉(zhuǎn)變?yōu)闅浜脱酰瑲渥鳛槿剂峡赏七M(jìn)太空飛船,也是內(nèi)燃機(jī)和其它交通工具的潛在燃料源。美國亞歷桑那州大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家使用類似的方法設(shè)計一種人造樹葉。
亞歷桑那州大學(xué)托馬斯-摩爾(Thomas Moore)教授稱,最初我們設(shè)計的人造樹葉工作效率并不好,經(jīng)過一番分析研究,我們注意到化學(xué)鏈的一個步驟可以減緩整個過程,然而快速反應(yīng)必須結(jié)合較緩慢過程,形成人造樹葉生產(chǎn)力的一種“瓶頸效應(yīng)”。
摩爾教授強(qiáng)調(diào),快速反應(yīng)是光能轉(zhuǎn)變成為化學(xué)能量的步驟,減緩這一過程,化學(xué)能量能轉(zhuǎn)變?yōu)樗。?jīng)過近距離研究該步驟,科學(xué)家意識到能夠更進(jìn)一步地模擬自然特征,這一自然過程使用“一種中間步驟”。
研究小組在原子等級研究這一反應(yīng),結(jié)合X射線散射技術(shù)和光譜學(xué)探索涉及該反應(yīng)的電子和質(zhì)子環(huán)境。他們發(fā)現(xiàn)由于特殊的結(jié)構(gòu)特征,這一自然過程避開了“瓶頸效應(yīng)”。經(jīng)過建立類似自然過程的人工步驟,人造樹葉的效能得到顯著提高。
雖然它還不是大量能量生產(chǎn)的可行性選擇,但是這種人造樹葉設(shè)計更進(jìn)一步地接近可再生和無碳燃料的制造。同時,這項(xiàng)研究有助于我們深入理解植物的自然光合作用過程。