将阳光、二氧化碳和水转化为碳中性燃料为无线设备提供电力

研究人员已经开发出一种独立的设备，可以将阳光，二氧化碳和水转化为碳中性燃料，而无需任何其他组件或电力。

该设备由剑桥大学的一个团队开发，是朝着实现人工光合作用迈出的重要一步，这一过程模仿了植物将阳光转化为能量的能力。它基于先进的“照相纸”技术，可将阳光，二氧化碳和水转化为氧气和甲酸，这是一种可储存的燃料，可以直接使用，也可以转化为氢气。

结果，在杂志报道的自然能源，代表了转化的新方法，碳的二氧化碳转化为清洁燃料。该无线设备可以扩大规模，并用于类似于太阳能农场的能源“农场” ，利用阳光和水来生产清洁燃料。

收集太阳能以将二氧化碳转化为燃料是减少碳排放并从化石燃料过渡的一种有前途的方法。然而，生产这些清洁的燃料而又没有不需要的副产物是具有挑战性的。

第一作者是来自剑桥大学化学系的王谦博士，她认为“这是很难实现人工光合作用具有高度的选择性，让你将尽可能多的阳光尽可能为你想要的，而不是留下一个很大的浪费燃料”。

王谦博士

该论文的Erwin Reisner教授说“气体燃料的存储和副产物的分离可能会很复杂-我们希望达到可以干净地生产液体燃料的程度，这种液体燃料也易于存储和运输”。

2019年，Reisner小组的研究人员开发了一种基于``人造叶''设计的太阳能反应堆，该反应堆还利用阳光，二氧化碳和水来生产燃料，称为合成气。新技术的外观和行为与人造叶非常相似，但是以不同的方式起作用并产生甲酸。

尽管人造叶使用的是太阳能电池中的组件，但这种新设备不需要这些组件，而仅依靠嵌入到薄片中的光催化剂来生产所谓的光催化剂薄片。薄片由半导体粉末组成，可以容易且经济地大量制备。

此外，这项新技术更坚固耐用，可生产易于储存的清洁燃料，并显示出大规模生产燃料产品的潜力。测试单元的尺寸为20平方厘米，但研究人员表示，将其放大到几平方米应该相对简单。另外，甲酸可以在溶液中积累，并化学转化为不同类型的燃料。

王谦称：“我们对它在选择性方面的出色表现感到惊讶-它几乎不产生副产物。有时候情况并不如您预期的那样好，但这是一种罕见的情况，实际上效果更好。”

二氧化碳转化钴基催化剂易于制备并且相对稳定。尽管该技术比人工叶子更容易扩大规模，但在考虑任何商业部署之前，仍然需要提高效率。研究人员正在试验各种不同的催化剂，以提高稳定性和效率。

该研究的共同作者，东京大学的Kazunari Domen教授团队合作获得了当前结果。

研究人员现在正在努力进一步优化系统并提高效率。此外，他们正在探索在该设备上使用以获取不同太阳能燃料的其他催化剂。

原文：剑桥大学  Sarah Collins 稿源：TechTMT.Com