研究人员已经开发出漂浮的“人造树叶”,从阳光和水生成清洁燃料,并可能最终在海上大规模操作。
剑桥大学的研究人员,超薄设计,灵活的设备,把他们的灵感来自光合作用,植物将阳光转化为食物的过程。由于低成本、自主设备足够光浮动,他们可以被用来生成一个可持续的替代汽油没有陆地上占用空间。
户外测试的轻量级的叶子在河上凸轮-剑桥附近标志性的网站包括叹息桥,雷恩图书馆和国王学院礼拜堂——表明他们可以将阳光转换成燃料植物叶片一样有效。
这是第一次,清洁燃料已生成的水,如果扩大,人工树叶可以用于河道污染,在港口或甚至在海上,可能有助于减少全球航运业的化石燃料的依赖。结果发表在杂志上自然。
而风能和太阳能等可再生能源技术,已成为近年来明显更便宜、更容易获得,航运等行业,脱碳是订单高多了。全球贸易的80%左右是由货船运输由化石燃料,然而,部门已收到非常注意在气候危机的讨论中。
几年来,Erwin Reisner教授的研究小组在剑桥一直致力于解决这个问题通过开发可持续解决汽油基于光合作用的原则。2019年,他们发明了一种人造树叶,使合成气,许多化学物质和药物的关键中间体生产——从阳光、二氧化碳和水。
早期的原型生成燃料通过结合两个光吸收合适的催化剂。然而,它包含厚玻璃基板和水分保护膜,使设备笨重。
“人工树叶可以大大降低可持续燃料生产的成本,但由于它们都是沉重和脆弱,他们很难大规模生产和运输,”维吉尔博士说安德烈从剑桥Yusuf Hamied化学系,论文的联合作者。
“我们想知道我们可以减少材料的使用这些设备,虽然不影响他们的表现,”欧洲杯足球竞彩Reisner说,他领导了这项研究。“如果我们可以削减的材料足够远,他们光足欧洲杯足球竞彩够的浮动,然后打开了全新的方式,可以用这些人造叶子。”
新版本的人工树叶,研究人员把他们的灵感来自于电子行业,在小型化技术导致创建智能手机和灵活的显示,彻底改变。
剑桥大学的研究人员所面临的挑战是如何存款光吸收到轻型基质和保护他们免受水的渗透。为了克服这些挑战,团队薄膜金属氧化物和材料称为钙钛矿,可以涂在灵活的塑料和金属箔。欧洲杯足球竞彩设备满是微米薄,防水的碳层,防止水分退化。他们最终的设备不仅工作,而且看起来像一个真正的叶子。
“这项研究表明,人工树叶是兼容现代制造技术,代表提前一步太阳能燃料生产的自动化和发展,“安德烈说。“这些叶子大多数太阳能燃料技术的优点结合起来,实现粉末悬浮液的低重量和有线的高性能系统。”
新的人造叶子的测试显示,他们可以把水分解成氢和氧,或减少有限公司2合成气。而额外的改进将需要之前准备好商业应用,研究人员说这种发展打开全新的途径在他们的工作。
“太阳能农场已经成为流行的电力生产;我们有类似的农场燃料合成,”安德烈说。“这些可能供应沿海定居点,偏远岛屿,涵盖工业池塘,或避免水蒸发从灌溉沟渠。”
“许多可再生能源技术,包括太阳能燃料技术,可以在土地占用大量的空间,所以将生产转移到开放水域将意味着清洁能源和土地利用不是彼此竞争,”Reisner说。“从理论上讲,你可以卷起这些设备,把它们几乎任何地方,在任何国家,这也将有助于能源安全。”
这项研究是支持部分由欧洲研究理事会,剑桥的信任,温顿规划可持续性的物理学,皇家工程院和工程和物理科学研究委员会(EPSRC),英国研究和创新(UKRI)的一部分。欧洲杯线上买球维吉尔安德烈和欧文Reisner圣约翰学院的研究员,剑桥。
来源:https://www.cam.ac.uk/