太陽能將二氧化碳和水直接轉(zhuǎn)化為汽車液體燃料

據(jù)《自然能源》期刊上的最新研究報道，劍橋大學(xué)的研究人員利用光合作用的力量，將二氧化碳、水和陽光轉(zhuǎn)化為多碳燃料——乙醇和丙醇。該燃料可以直接添加到汽車發(fā)動機中作為滴入式燃料；而且具有高能量密度，容易儲存和運輸。

燃料：從化石燃料到生物乙醇

到目前為止，世界各國所用的燃料幾乎都是以化石燃料為主，即石油、天然氣和煤。但是，在踏入全球現(xiàn)代化的步伐20世紀(jì)至21世紀(jì)中，化石燃料存在著能源短缺的危機，特別是從石油提煉出來的汽油，導(dǎo)致全球石油危機的一個重要原因。而且，人類不斷地燃燒化石燃料而排放的二氧化碳——溫室氣體的主來源之一，是加快全球變暖的主要因素之一。

面對化石燃料存在的諸多問題，生物乙醇具有的優(yōu)勢使其被吹捧為汽油的清潔替代品。如今，道路上的大多數(shù)汽車和卡車都使用含有高達(dá)10%乙醇（E10燃料）的汽油。但是，“像乙醇這樣以糧食作物為原料的生物燃料是一項有爭議的技術(shù)，因為它占用了可以用來種植糧食的農(nóng)田”。據(jù)該領(lǐng)域的研究專家Erwin Reisner教授介紹，作為世界上最大的生物乙醇生產(chǎn)國，美國種植的所有玉米中，近45%用于乙醇生產(chǎn)。從長遠(yuǎn)來看，與人類“爭奪”糧食的生物乙醇，具有規(guī)模限制和不可持續(xù)性。

“人造葉子”突破傳統(tǒng)燃料的桎梏

為了攻關(guān)化石燃料和生物乙醇存在的局限問題，Reisner的研究小組一直在開發(fā)可持續(xù)的零碳燃料。該技術(shù)研發(fā)的靈感來自光合作用——植物將陽光轉(zhuǎn)化為食物的過程。為了使這項技術(shù)更實用，它需要能夠在一個太陽能步驟中直接生產(chǎn)更復(fù)雜的化學(xué)品。

經(jīng)過不斷的研究發(fā)展，“人造葉子”已經(jīng)可以在沒有中間生產(chǎn)合成氣——一種氫氣和一氧化碳的混合物，用于生產(chǎn)燃料、藥品、塑料和化肥——步驟的情況下，直接生產(chǎn)清潔的乙醇和丙醇。這是第一次僅使用來自太陽的能量用人造葉子生產(chǎn)如此復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)。接下來，研究人員還將努力優(yōu)化吸光器，使其能夠更好地吸收陽光，并優(yōu)化催化劑，從而將更多的陽光轉(zhuǎn)化為燃料。