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太阳能将二氧化碳转为甲烷有新方法
2017-11-09 09:49:24   来源:科技日报   作者:张龙采编  点击:

英国《自然·通讯》杂志7日发表的一篇能源论文称,科学家展示了利用太阳能将二氧化碳转化为甲烷的新方法。这种用温室气体生产燃料的方式,或将能为人类提供一种可持续能源。

太阳的热辐射能清洁且可持续,但是要储存它却十分困难,因为电池只有有限的存储容量和寿命。所以研究人员提出,用太阳光的能量生产燃料是一种可行的解决方案。

此次,韩国基础科学研究所的科学家团队,建立了一种利用太阳能将二氧化碳转化为甲烷的新系统。他们首先用到的是氧化锌,这是一种常见于物理防晒霜的矿物质,屏蔽紫外线的原理为吸收和散射,其电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁,而当材料的粒径尺寸远小于紫外线的波长时,就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射。利用氧化锌有效地转移太阳光能后,研究人员再添加氧化铜晶体。当阳光照射在混合物上时,电荷开始流动。在碳酸水(含二氧化碳)中,这些电荷推动一种复杂的化学反应,成功将二氧化碳转化为纯度达99%的甲烷。

虽然这样的转化之前也实现过,但是此前的尝试存在诸多缺陷,比如需要罕见且昂贵的材料来产生化学反应,又或者产生的燃料不如甲烷一般易于使用。

论文作者总结称,将太阳能储存于甲烷气体可使材料的每单位质量提供比普通电池更多的能量。在未来,优化该转换过程依然是可能的,目前的发现也让人们更加了解强化这种性能所需要的各种要素。

编辑圈点

在所有可再生能源中,太阳能分布最广,获取最易,却也有着不稳定、不连续和不易储存的缺点。不过,如果进行以太阳能为能源的燃料生产就完全不同了。像本文中团队所尝试的那样,如果未来能将大气中的二氧化碳直接转化为可供使用的液体或气体燃料,无疑既解决了能源问题,又解决了环保难题。

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