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人工光合作用将成为未来汽车主要能源

八戒F网  2020-10-02 11:40:50

  文章来自中关村在线

  据外媒(Futurism)报道,人工光合作用(Artificialphotosynthesis,AP)是在人工干预下,使用阳光产生氢、氧和有机物的过程。比尔·盖茨称这一技术具有神奇的潜力。如果我们可以提高反应过程的效率,有望通过人工光合作用为未来的汽车提供足够的清洁燃料。

  光合作用是生命赖以生存的最基本的反应形式之一,植物靠光合作用吸收太阳能,植物作为食物又养活着地球上数以千计的动物,其中也包括人类。通过光合作用,植物将二氧化碳和水转化为碳水化合物,为自身提供养分同时释放出氧气供人类呼吸。人类能否效法自然过程,利用阳光来生产氢气作为燃料使用呢?“如果可行它将是神奇的。因为有了液体就能够摆脱具有间歇性缺陷的电池。你可以将液体状在一个大罐子中,随用随燃。”比尔·盖茨说。

  人造光合作用(AP)旨在以海洋甚至河流中的水为原料,在阳光的参与下分解成氢、氧和有机物。目前已有电动汽车使用AP供氧的燃料电池,同样的技术还可用来储存太阳能。液氢等液体燃料与电池相比具有明显的优势,前者重量更轻,体积更小。

  AP的产物也可用来产生甲醇,供内燃机使用。中国现已成为全球甲醇消费最大的国家,加气站会将天然气和甲醇以一定比例混合(天然气占15%或更少)为私家汽车补充能源,用于运输型车辆燃料中,甲醇比率可高达85%。

  AP反应略经改造也可与细菌代谢工程配合制造产氮细菌,这种技术可以在不需要常规施肥的情况下在土壤中产生氮肥,提高农作物产量。这些细菌能够吸收AP产生的氢气,并用它来生产一系列产物,包括药物、化肥、燃料和塑料等。

  AP面临的主要挑战是自然界的光合作用效率低下。植物只能将约1%的碳和水转化为碳水化合物。但是实验室中的效率已经提高到约10%。在澳大利亚墨尔本,莫那什大学的研究人员甚至将转化率提高到了22%。

  作为新能源技术的倡导者,比尔·盖茨同样看好AP。盖茨联合数十家全球顶级科技企业建立“突破能源联盟”(BreakthroughEnergyCoalition,BEC),旨在用私人资金补充政府资助的不足,支持清洁能源研究。盖茨相信发展AP等新能源形势在必行,同时希望能源部门能够予以支持。“我们要给他们惊喜看,这些能源替代方案不但可行而且还很经济。”盖茨接受外媒BigThink采访时说。“如果我们要避免全球变暖到危险的地步,我们得需要全速前进。”


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