藉助日光,就能從紙張、葉子、木頭中提取氫氣了
嚴峻的氣候變化危機讓清潔能源的重要性與日俱增。如何尋找既清潔高效,又經濟環保的可再生能源,已經成為全球能源科學家們面臨的頭等問題。
近日,《Nature Energy》雜誌刊登了一篇來自英國劍橋大學科學家們的最新研究成果——如何用太陽光將生物質能轉化為氫氣。
眾所周知,我們生活中的大多數能源皆由生物質能轉化而來,其中石油就是一個最為典型的例子,只不過它是由遠古時期生物質衍生而來,這些深埋在地下的生物質在地球內部的高溫高壓作用下轉變成了油氣資源。
木質纖維素在日光下的化學反應圖像
到目前為止,作為植物生物質主要成分的木質纖維素,在樹木和植物中主要起結構穩定的作用。要想將其轉化成氫能,只能通過高溫氣化過程。
而該最新成果表明,新技術只需要基於簡單的光催化過程即可。將生物質懸浮在鹼性水中,加入納米催化劑顆粒,然後將混合物暴露於太陽光下。該溶液可吸收光能併產生氣態氫。
在這一過程中,納米催化劑粒子通過吸收太陽能來催化複雜的化學反應,產生碳酸鹽、甲酸等有機化學物質以及氫氣,最後在裝置頂部收集氫氣。由於該反應不含一氧化碳等物質,這使其將成為生物電池的理想選擇。
這項技術無疑將成為能源史上一次巨大的突破,因為相對石油煤炭等不可再生能源來說,地球上的原始生物質的總量要多得多。如何利用這些充滿化學能量的生物質為人類提供能源,新技術已經給了我們答案。
而且讓人驚訝的是,在這項新技術中,幾乎所有的生物質都能參與到生產氫氣的工作當中,就連葉子,紙張和木頭這些材料都無需任何處理就可直接參与化學反應。
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