太阳能将二氧化碳和水直接转化为汽车液体燃料

2023-05-22 10:35

文/陈根

据《自然能源》期刊上的最新研究报道，剑桥大学的研究人员利用光合作用的力量，将二氧化碳、水和阳光转化为多碳燃料——乙醇和丙醇。该燃料可以直接添加到汽车发动机中作为滴入式燃料；而且具有高能量密度，容易储存和运输。

燃料：从化石燃料到生物乙醇

到目前为止，世界各国所用的燃料几乎都是以化石燃料为主，即石油、天然气和煤。但是，在踏入全球现代化的步伐20世纪至21世纪中，化石燃料存在着能源短缺的危机，特别是从石油提炼出来的汽油，导致全球石油危机的一个重要原因。而且，人类不断地燃烧化石燃料而排放的二氧化碳——温室气体的主来源之一，是加快全球变暖的主要因素之一。

面对化石燃料存在的诸多问题，生物乙醇具有的优势使其被吹捧为汽油的清洁替代品。如今，道路上的大多数汽车和卡车都使用含有高达10%乙醇（E10燃料）的汽油。但是，“像乙醇这样以粮食作物为原料的生物燃料是一项有争议的技术，因为它占用了可以用来种植粮食的农田”。据该领域的研究专家Erwin Reisner教授介绍，作为世界上最大的生物乙醇生产国，美国种植的所有玉米中，近45%用于乙醇生产。从长远来看，与人类“争夺”粮食的生物乙醇，具有规模限制和不可持续性。

“人造叶子”突破传统燃料的桎梏

为了攻关化石燃料和生物乙醇存在的局限问题，Reisner的研究小组一直在开发可持续的零碳燃料。该技术研发的灵感来自光合作用——植物将阳光转化为食物的过程。为了使这项技术更实用，它需要能够在一个太阳能步骤中直接生产更复杂的化学品。

经过不断的研究发展，“人造叶子”已经可以在没有中间生产合成气——一种氢气和一氧化碳的混合物，用于生产燃料、药品、塑料和化肥——步骤的情况下，直接生产清洁的乙醇和丙醇。这是第一次仅使用来自太阳的能量用人造叶子生产如此复杂的化学物质。接下来，研究人员还将努力优化吸光器，使其能够更好地吸收阳光，并优化催化剂，从而将更多的阳光转化为燃料。

原文标题 : 陈根：太阳能将二氧化碳和水直接转化为汽车液体燃料