斯坦福大學(xué)的工程師成功研發(fā)出如何利用太陽將水和二氧化碳進(jìn)行人造光合用途，出現(xiàn)出新的化學(xué)產(chǎn)品。用太陽能將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化為另一種有用的產(chǎn)品--燃料。

水下太陽能電池通過化學(xué)反應(yīng)將溫室氣體和水轉(zhuǎn)化為太陽能燃料

太陽能電池出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，將收集溫室氣體轉(zhuǎn)化為燃料，而不是將電能輸入到電網(wǎng)。

斯坦福大學(xué)的材料科學(xué)家保羅·麥金太爾，人工光合用途新興領(lǐng)域的開拓者，負(fù)責(zé)牽頭此項(xiàng)研發(fā)任務(wù)，此項(xiàng)研發(fā)結(jié)果公布在《自然材料》雜志。

植物的光合用途利用太陽的能量結(jié)合水和二氧化碳創(chuàng)建其賴以生存的糖分。人工光合用途將使用來自專門的太陽能電池的能量將水和二氧化碳進(jìn)行結(jié)合，出現(xiàn)工業(yè)燃料，如天然氣。

人工光合用途面對兩方面的挑戰(zhàn)：普通硅太陽能電池在水下易腐蝕，而防腐蝕的太陽能電池在水下又無法捕捉到足夠的陽光促成化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。

2011年，泰爾實(shí)驗(yàn)室成功研發(fā)出抗腐蝕性太陽能電池。在此次新公布的研究報(bào)告中，麥金太爾和博士生安德魯·伊爾曼展示了如何提高抗腐蝕性太陽能電池的功率，創(chuàng)造水下太陽能輸出新記錄。

麥金太爾在斯坦福大學(xué)的新聞報(bào)道中表示：“此研究結(jié)果非常重要，因?yàn)椴粌H代表硅人工光合用途電池性能取得的重大進(jìn)步。而且為不同的半導(dǎo)體、腐蝕保護(hù)層和催化劑取得高性能創(chuàng)建了設(shè)計(jì)規(guī)則?！?/p>

此項(xiàng)技術(shù)將為應(yīng)對氣候變化發(fā)揮出關(guān)鍵用途。將煙囪里排出的溫室氣體注入巨大透明的化工罐內(nèi)。在化工罐內(nèi)放置的太陽能電池將進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)，將溫室氣體和水轉(zhuǎn)化為另一種太陽能燃料。

Scheuermann表示：“目前我們已經(jīng)研發(fā)出抗腐蝕性太陽能電池，以及系統(tǒng)所需的能量輸出。五年之內(nèi)，我們將完成人工光合用途系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將溫室氣體轉(zhuǎn)化為可用燃料?！?/p>

泰爾實(shí)驗(yàn)室通過為特殊電池的電極添加一層透明二氧化鈦保護(hù)層解決抗腐蝕性問題。第一代防腐蝕電池仍然無法從穿透到水底的陽光中提取出足夠的電壓。通過為氧化鈦和基本硅電池之間添加一層帶電硅，可增強(qiáng)抗腐蝕性太陽能電池的功能。（文/Tina譯）