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廉价高效的“人工树叶”

来源:http://www.gutancorp.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-02-09 17:52

  廉价高效的“人工树叶”

  美国科学家丹尼尔•诺切拉(Daniel Nocera)日前在第241届美国化学学会的年会上宣告了其研讨小组的最新进展——一种廉价高效的人工树叶。他在陈述中说:将一加仑水和人工树叶放置在阳光下,能够供应发展中国家一个家庭一天的根本用电。这个创造引起了科学界乃至世界各国干流媒体的重视——它被以为是人类寻觅代替动力的征途中一个里程碑式的创造,乃至有人以为这片小小的树叶可能将彻底解决未来的动力和与之相关的环境问题。

  人工树叶简介

  人工树叶是一种如扑克牌巨细的片状资料,使用方法也十分简略:将它放在水中,暴露在太阳光下,即可将水有效地分解为氧气和氢气,这些气体再被输送到一个别离的燃料电池中贮存并宣布电力。

  英国出书的Chemical Society Reviews(《化学学会谈论》)杂志曾以封面方式报导了这一发现,图为该杂志当期封面图。

  原理:电解水的进程

  在说人工树叶之前,先让咱们来了解一下自然界的树叶是怎样作业的。咱们知道,植物是经过光合作用获取成长所需的能量的。这其间的原理十分杂乱。简略地讲,树叶中有两套体系:光体系Ⅰ和光体系II。光体系Ⅰ担任吸收二氧化碳,生成植物成长需求的有机物。光体系II担任吸收太阳光,并将水分解为氧气,一起发生质子和电子。事实上,地球上95%的氧气来源于这一进程,而发生的电子和质子将会参加到与二氧化碳的反响中,然后生成淀粉及糖类有机物用于植物成长。当然,这中心还触及许多杂乱的生化反响进程,在这咱们不再具体叙说。

  与咱们这一主题相关的是光体系II。在这一进程中,最要害、最杂乱、也是最困难的进程就是将水分解为氧气。而在诺切拉教授的陈述中提及的人工树叶,其中心正是仿照了树叶的这一进程——经过一种化学催化资料,将水在必定的电压下高效地电解为氧气,一起发生质子和电子;发生的质子与电子能够结合,生成氢气,供应一种清洁的动力。在这一进程中所需的电力,环亚娱乐平台。将由硅太阳能电池供应。

  看了上面的介绍,或许有些人会有点绝望,所谓人工树叶本来就是电解水啊,这不就是咱们在高中化学时就学过的反响吗!简略讲,不就是用太阳能发电,再用电解水制氢气和氧气,然后再用氢气和氧气经过燃料电池来发电。

  其实,诺切拉教授创造的中心就在于他们发现了高效廉价的电解水的电极催化资料,然后使得这一进程的经济性大大添加,让规模化使用成为可能。事实上,关于人工树叶的研讨能够追溯到十多年前,但由于往往使用铂、钌等贵金属作为催化资料,并且寿数时间短,因而很难进一步进行规模化使用。而诺切拉的研讨小组则选用相对廉价的钴、镍等金属化合物以及磷酸盐作为电极催化资料,不只催化功率远高于传统资料,并且寿数更长、更安稳,使本钱大大下降。