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劍橋大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種利用太陽(yáng)能產(chǎn)生可持續(xù)且相對(duì)便宜的燃料的方法。它利用自然光從生物質(zhì)中產(chǎn)生氫氣。現(xiàn)代社會(huì)面臨的挑戰(zhàn)之一就是它的廢物產(chǎn)品。隨著自然資源的大量減少，將廢物用于能源對(duì)政府和企業(yè)來(lái)說(shuō)變得越來(lái)越緊迫。
自記錄歷史開始以來(lái)，生物質(zhì)一直是熱量和能量的來(lái)源。地球上的石油儲(chǔ)量來(lái)自古老的生物質(zhì)，這些生物質(zhì)經(jīng)歷了數(shù)百萬(wàn)年的高壓和高溫。木質(zhì)纖維素是植物生物質(zhì)的主要成分，到目前為止，它只能通過(guò)使用高溫將其完全分解的氣化過(guò)程實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為氫氣。
來(lái)自劍橋大學(xué)化學(xué)系的Moritz Kuehnel博士是Nature Energy上發(fā)表的一篇新研究論文的聯(lián)合主要作者，他說(shuō)：
“木質(zhì)纖維素是天然的，相當(dāng)于鋼筋混凝土。它由強(qiáng)力，高度結(jié)晶的纖維素纖維組成，與木質(zhì)素和半纖維素交織在一起作為膠水。這種剛性結(jié)構(gòu)已發(fā)展成植物和樹木的機(jī)械穩(wěn)定性并保護(hù)它們免受降解，并使木質(zhì)纖維素的化學(xué)利用具有挑戰(zhàn)性。“
新技術(shù)依賴于簡(jiǎn)單的光催化轉(zhuǎn)化過(guò)程。將催化納米顆粒添加到堿性水中，其中懸浮生物質(zhì)。然后將其放置在模擬太陽(yáng)光的實(shí)驗(yàn)室的燈前。該溶液非常適合吸收這種光并將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氫，然后可以從頂部空間收集。氫不含燃料電池抑制劑，例如一氧化碳，這使其可用于電力。
納米粒子能夠從太陽(yáng)光吸收能量并用它來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。在這種情況下，它重新排列水和生物質(zhì)中的原子，形成氫燃料和其他有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，如甲酸和碳酸鹽。聯(lián)合主要作者，化學(xué)系的David Wakerley博士說(shuō)：
“原料生物質(zhì)中儲(chǔ)存了大量的化學(xué)能，但它沒有被定義，所以你不能指望它能用于復(fù)雜的機(jī)器，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。我們的系統(tǒng)能夠?qū)?gòu)成生物質(zhì)的長(zhǎng)而混亂的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為氫氣，這更有用。我們專門設(shè)計(jì)了催化劑和溶液的組合，允許使用太陽(yáng)光作為能源進(jìn)行這種轉(zhuǎn)化。有了這個(gè)，我們可以簡(jiǎn)單地將有機(jī)物添加到系統(tǒng)中，然后，如果它是晴天，就會(huì)生產(chǎn)氫燃料。“
該團(tuán)隊(duì)在他們的實(shí)驗(yàn)中使用了不同類型的生物量。將木片，紙和葉子放入試管中并暴露在太陽(yáng)光下。生物質(zhì)預(yù)先不需要任何處理。該技術(shù)是在劍橋大學(xué)基督教多普勒可持續(xù)合成氣化學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的。實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Erwin Reisner博士補(bǔ)充說(shuō)：
“我們的陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)技術(shù)令人興奮，因?yàn)樗梢栽诃h(huán)境條件下從未加工的生物質(zhì)中生產(chǎn)出清潔的氫氣。我們將其視為高溫氣化和其他可再生氫氣生產(chǎn)方式的新型可行替代方案。
未來(lái)的發(fā)展可以從任何規(guī)模設(shè)想，從離網(wǎng)應(yīng)用的小型設(shè)備到工業(yè)規(guī)模的工廠，我們目前正在探索一系列潛在的商業(yè)選擇。“
原標(biāo)題：太陽(yáng)能產(chǎn)生清潔氫氣
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