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奇!美科学家发明“人工树叶”能够产生电流

字号: 2011-10-20 11:03

美国科学家发明人工树叶太阳能电池

美国科学家丹尼尔·诺切拉在第241届美国化学学会的年会上宣布了其研究小组的最新进展一种廉价高效的“人工树叶”。他在报告中说:“将一加仑水和人造树叶放置在阳光下,可以提供发展中国家一个家庭一天的基本用电。”

这种人工树叶原型,可以持续进行光合作用达45小时。该装置形状像扑克牌,但比扑克牌要薄。你只需要将它放入水中,置于阳光下,它便可以将水分解为氢气和氧气,并将这两种气体存储在燃料电池中,以此发电。一加仑的水(约合3.78升)生成的电量足够满足一间房子整天的电力需求。诺切拉说:不久的将来,印度和非洲的贫困村庄都将买得起应用这种技术的电力装置。

这个发明被认为是人类寻找替代能源的征程中一个里程碑式的发明,甚至有人认为这片小小的“树叶”可能将彻底解决未来的能源和与之相关的环境问题。

“人工树叶”通过一种化学催化材料,利用镍和钴,在阳光照耀下进行“半光合作用”,将水在一定的电压下高效地电解为氧气,同时产生质子和电子;产生的质子与电子可以结合,生成氢气,提供一种清洁的能源。比起硅光电池板,这种“人工树叶”显然更便宜。更重要的一点在于:它不“挑食”,所以完全可以把各种废水喂给它用来发电。钴和磷酸盐是强大的而且廉价的新催化剂,该催化剂由镍和钴制成,能在简单的条件下有效地将水分解成氧气和氢气。诺切拉发明的人工树叶进行光合作用的效率大约是自然树叶的10倍。可以乐观地认为,将来人工树叶的光合效率将更高。现在,光合作用是以天然的方式进行并为自然界供能的。未来,光合作用可能也将通过人工树叶的形式造福人类。

该项发明的核心在于发现了高效廉价的电解水的电极催化材料,从而让规模化应用成为可能。

“人工树叶”可以高效储能,并有其他方式无法比拟的优势。白天,将太阳能电池产生的电力通过电解水转化为氢气和氧气,作为化学能储存起来;晚上或阴雨天,又可以随时通过燃料电池将储存的化学能转化为电能。

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