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光合作用,可再生能源的梦想

经过戴夫·阿姆斯特朗(Dave Armstrong)- 2012年4月28日7:27:49 GMT
光合作用,可再生能源的梦想

光合作用图像;信用快门

当风和阳光被利用时,经常问生态专家,为什么不空气,雨水和太阳。二氧化碳和水被植物用于制造其所有能量,仅使用几个矿物进行基本过程。当我们在学校学习这件事时,科学家一直在努力学习如何适应催化剂以在人造叶系统。

这个主题的历史可能会产生误导。缺乏彻底的成功意味着,突破性时,可能会像光合作用本身一样脱颖而出。然而,持续的修改最近有可能产生昂贵但可用的氢。

当水在山丘反应中分解时,这会导致光合作用。植物继续将其循环到碳水化合物生产中,但是我们必须以获利的价格出售它,以支付可能用于催化的昂贵金属。作为可售物品,氧气不太重要。

2 h2O→2H2+ o2

有时,如此简单的举动在催化剂中具有如此奢华和昂贵的味道似乎很荒谬。这些植物使用便宜的镁,而我们在陶瓷陶器,钼,镍,铂,钛,虹膜或钴的情况下进行陶工。

约翰·特纳(John Turner)教授在科罗拉多州戈尔登(Golden)开始了整个球。他似乎仍然接近光线的难以捉摸的能源目标

约翰·特纳(John Turner)教授在科罗拉多州戈尔登(Golden)开始了整个球。他似乎仍然接近光能的难以节能的目标。信用:信用:美国国家可再生能源实验室

未来更加令人兴奋,而且边缘。期货往往是光明的,但是旧的实验可以洞悉新问题。我们需要一个用于光合电池的存储分子,并且植物的碳水化合物完全不合适。它必须干净地燃烧,更纯净,每单位空间产生更多的能量。明显的选择是氢本身,但也许太简单了。

约翰·特纳(John Turner)教授在1998年之前和期间开始在科罗拉多州的戈尔登(Golden)开始工作。他使用火星漫游者的太阳能电池板(用白金催化剂)实现了出色的转换率。太阳的整个能量的全部能量被转化为冒泡的氢。绿色植物可以准确管理他的10%活力生产。最大的问题是氧气。氢气爆炸,正如兴登堡气球发现的那样。

该设备仅执行20个小时,但理想情况下使用的酸将被水代替,以产生更长的持久方法。不幸的是,这没有发生。因此,现在我们拥有一个加利福尼亚人工光合作用中心,拥有1.22亿美元的赠款,比以前的任何投资大。马萨诸塞州技术学院只是其他众多尝试并实际生产工作系统的人之一。

提供这种最便宜的燃料的机制各不相同。到目前为止,收集光线已经是硅,堆叠以增加差的电子伏特输出。氧与其反应形成绝缘的“沙子”,终止反应,因此抗氧化剂增加了初始小成本。Turner的原始昂贵设备使用了砷耐加仑和磷脂甘露。

这种机会性地捕获了植物只能梦dream以求的波长,赋予了他获得的大量氢。然而,这些催化剂也像硅一样氧化,作为人造叶子的关键问题之一,仍然使我们感到困惑。

当约翰·特纳(John Turner)使用他的早期系统时,催化剂使用了植物无法使用并实现显着效率的光波长。植物使用紫外线,红色和蓝色波长,使绿色反射为我们识别为光合作用器官系统(Leaf!)的鼓舞人心的颜色。

当约翰·特纳(John Turner)使用他的早期系统时,催化剂使用了植物无法使用并实现显着效率的光波长。植物使用紫外线,红色和蓝色波长,使绿色反射为我们识别为光合作用器官系统(Leaf!)的启发性颜色 - 信贷:快门

金属氧化物是氧化物,不能被氧化,因此建议他们是下一个轻型采集者。这个梦通常是人类的。有些咸水和太阳等等的一些生锈的金属!到目前为止,没有这样的运气。

特纳问题是昂贵的铂金。虽然植物只是用含铁的酶催化的,但华盛顿州的蒙特舵却以便宜的镍彻底改变了催化。它可以“像梦一样”,但仍在集成到光合作用设备中。同时,使用硫化钼硫化物,以防万一充满活力的镍催化剂未能“实现梦想”。

现在,另一种催化剂正在用于氧气产生。在这里取代白金是氧化虹膜,但几乎同样昂贵。锰或钴氧化物会复制类似植物的系统,但植物酶非常缓慢。特纳现在正在完美晶体中的这些金属氧化物的区域工作。这使电子的工作变得更加容易,因为它们无法在不完美的系统中有效生产。

总而言之,现实的光合作用仍然存在于我们的绿色亲戚中。工作的众多团队之一产生了理想。Sun Catalytix使用镍,钼和锌催化剂调用河水系统,并使用钴纤维氧催化剂,可产生2.5%的效率,持续一周。自1998年以来的进步似乎是逆行和前进的。目的是将氢生产的成本降低到每公斤3美元,并将效率提高到Turner的效率!

梦想自由能“仍然很远,尽管麻省理工学院期望有一个对发展中国家的系统有用的系统。小时。对于幸运的少数人来说,收入很低的地区的成本问题。印度企业集团塔塔已经决定在小型发电厂中使用该系统。叶子或发电站,无论哪种方式未来,只要我们能花钱。这个过程。至少这将是一个受欢迎的举动。

苹果叶(下图)是人类已知的最有用的化学工厂之一。信用:快门

苹果叶

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