太陽能技術(shù)：二氧化碳變甲烷

發(fā)布日期：2017-11-14 來源：科技日報 瀏覽次數(shù)：1126

在所有可再生能源中，太陽能分布最廣，獲取最易，卻也有著不穩(wěn)定、不連續(xù)和不易儲存的缺點。不過，如果進行以太陽能為能源的燃料生產(chǎn)就完全不同了。太陽的熱輻射能清潔且可持續(xù)，但是要儲存它卻十分困難，因為電池只有有限的存儲容量和壽命。所以研究人員提出，用太陽光的能量生產(chǎn)燃料是一種可行的解決方案。

英國《自然˙通訊》雜志7日發(fā)表的一篇能源論文稱，科學(xué)家展示了利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的新方法。這種用溫室氣體生產(chǎn)燃料的方式，或?qū)⒛転槿祟愄峁┮环N可持續(xù)能源。

此次，韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所的科學(xué)家團隊，建立了一種利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的新系統(tǒng)。他們首先用到的是氧化鋅，這是一種常見于物理防曬霜的礦物質(zhì)，屏蔽紫外線的原理為吸收和散射，其電子可以接受紫外線中的能量發(fā)生躍遷，而當(dāng)材料的粒徑尺寸遠小于紫外線的波長時，就可以將作用在其上的紫外線向各個方向散射。利用氧化鋅有效地轉(zhuǎn)移太陽光能后，研究人員再添加氧化銅晶體。當(dāng)陽光照射在混合物上時，電荷開始流動。在碳酸水(含二氧化碳)中，這些電荷推動一種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，成功將二氧化碳轉(zhuǎn)化為純度達99%的甲烷。

雖然這樣的轉(zhuǎn)化之前也實現(xiàn)過，但是此前的嘗試存在諸多缺陷，比如需要罕見且昂貴的材料來產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，又或者產(chǎn)生的燃料不如甲烷一般易于使用。將太陽能儲存于甲烷氣體可使材料的每單位質(zhì)量提供比普通電池更多的能量。在未來，優(yōu)化該轉(zhuǎn)換過程依然是可能的，目前的發(fā)現(xiàn)也讓人們更加了解強化這種性能所需要的各種要素。

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