德國尤利希研究中心的科學(xué)家制作了首個(gè)便攜式人工光合作用設(shè)備，這標(biāo)志著人工光合作用又向前邁進(jìn)了決定性的一步。該成果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
未來，太陽能和風(fēng)能將成為主要的能量來源。由于這些可再生能源性質(zhì)不穩(wěn)定，目前該領(lǐng)域主要側(cè)重于高效存儲技術(shù)的研究。像可再生能源一樣，能源存儲技術(shù)、尤其是直接水光電解法技術(shù)的研究必須符合經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的要求。
人工光合作用利用太陽能電池板和電解槽可以直接將太陽能轉(zhuǎn)化成通用存儲介質(zhì)氫。這種實(shí)驗(yàn)始于20世紀(jì)70年代，近幾年才越來越受到關(guān)注。到目前為止，該領(lǐng)域主要側(cè)重新型吸收材料和催化劑的研究。
尤利希研究中心的太陽能電池研究員Jan-Philipp Becker和Bugra Turan則選擇從另一個(gè)側(cè)面開展研究：他們將這一技術(shù)從科學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成了實(shí)際產(chǎn)品。Burga Turan解釋說，目前，水光電解法還基本處于實(shí)驗(yàn)階段，雖然所使用的元件和材料都有所改進(jìn)，還沒有人嘗試過將該技術(shù)產(chǎn)品化。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)不同，兩位專家設(shè)計(jì)的是一個(gè)迷你獨(dú)立系統(tǒng)，使用都是現(xiàn)成材料，成本較低。
這種設(shè)備的表面積為64平方厘米，使用的部件都比較小。值得注意的是它的設(shè)計(jì)非常靈活。通過單純的組裝基礎(chǔ)組件，未來該系統(tǒng)的表面積可延展至幾平方米。其中，基礎(chǔ)組件包括數(shù)個(gè)太陽能電池板，可以通過特殊激光技術(shù)相互連接。
Jan-Philipp Becker表示：“這種序列組裝意味著每個(gè)單位組件可產(chǎn)生1.8伏電壓，可以滿足制氫需要。與實(shí)驗(yàn)性比，這種方式的效率更高。”
微科普評論：盡管取得了重大進(jìn)展，但研究人員并不認(rèn)為綠色能源近在眼前。目前人工光合作用面臨著三大難題：如何捕捉太陽能；如何以電子的形式將太陽能轉(zhuǎn)運(yùn)到反應(yīng)中心；如何在光合作用的循環(huán)過程中補(bǔ)充電子。其中前兩個(gè)難題已經(jīng)基本得到了解決，但至今還不知道如何解決第三個(gè)難題。
責(zé)編：微科普