劍橋大學研究人員利用光合作用生產清潔燃料。圖/取自TNW網站
【記者林奕榮綜合外電報導】使用汽油或柴油為動力的內燃機引擎車輛,是主要的空氣汙染和溫室氣體排放源,並消耗大量能源;隨著節能減碳的意識興起,汽車產業已轉向電動化;如今科學家研發一款利用太陽能製造的環保燃料,可能顛覆汽車業。
根據發表於《自然能源》(Nature Energy)期刊的報告,劍橋大學的研究人員研發出一種人工樹葉,由銅、玻璃、銀和石墨等多層材料製成,再運用光合作用,只要一個步驟,就能把二氧化碳、水和陽光轉化為乙醇和丙醇等液態燃料,可直接加入汽車的發動機使用。這種燃料的能量密度極高,便於儲存或運輸。
發表這項研究報告的第一作者雷哈曼(Motiar Rahaman)表示:「研究團隊讓陽光照射在人造樹葉上,利用二氧化碳和水獲取液態燃料,產生了驚奇的化學反應。陽光照射後,催化劑將二氧化碳轉化為乙醇和丙醇,並將水轉化為氧氣。」
劍橋大學研究團隊研發的人工樹葉能把二氧化碳轉化為乙醇和丙醇。圖/取自TNW網站
雷哈曼解釋:「將二氧化碳轉或為另一種化學產品時,最常見的是一氧化碳或合成氣(Synthetic Gas,由一氧化碳、氫氣和二氧化碳組成),但我們的研究團隊利用太陽能,製作出可用的液態燃料,關鍵在於我們研發的一種銅和鈀基觸媒(copper and palladium-based catalyst);這種催化劑能讓人工樹葉產生更複雜的化學物質。」
報告指出,以這項技術生產的液態燃料與化石燃料不同,完全不會產生碳排放,且完全是再生能源;此外,這種太陽能燃料與當前以植物製造的生物乙醇不同,不會影響農業用地和糧食作物生產。目前全球最大生物乙醇生產國是美國,根據美國農業部(USDA)的數據,全美種植的玉米,有45%用來生產乙醇。
雷哈曼強調,這項研究結果目前仍在實驗階段,這項裝置的效率仍有提升空間,但人工樹葉和新觸媒已證明這個概念的可行性;研究團隊將繼續優化太陽光線吸收器,讓這項裝置能把更多太陽光轉化為燃料;未來這種人工樹葉若能大規模生產清潔燃料,可望加速推動化石燃料轉型。