美國(guó)科學(xué)家研制出第一片實(shí)用型人造葉子
新浪科技訊 北京時(shí)間3月29日消息，據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家27日稱，他們已經(jīng)研制出第一片實(shí)用型人造樹葉，這是可再生能源探索道路上的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。他們?cè)诘?41屆美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)上說，植物利用光合作用把陽光和水轉(zhuǎn)變成能量，他們研發(fā)的撲克大小的高級(jí)太陽能電池，正是通過模擬這一過程產(chǎn)生電流的。
該科研組的領(lǐng)導(dǎo)者丹尼爾?諾克拉說：“利用光合作用為人類提供能源的實(shí)用型人造樹葉，是幾十年來科學(xué)界的一個(gè)‘圣杯’。我們認(rèn)為我們已經(jīng)做到這一點(diǎn)。這種人造樹葉顯示了它的巨大潛力，它能幫助發(fā)展中國(guó)家的貧困家庭用上便宜、清潔的電能。我們的目標(biāo)就是讓每一個(gè)家庭都有自己的發(fā)電站。你可以想象一下，有了這項(xiàng)技術(shù)，印度和非洲的農(nóng)村家庭不久后就能買到便宜的基本電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力的自給自足。”
雖然這種人造樹葉是以真正的樹葉為原型研制的，但是它跟自然界的橡樹、楓樹和其他綠色植物的葉子不同。這種儀器的外形很像撲克，但是比撲克更薄，它由硅、電子和催化劑(用來加速化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)，如果沒有它們，化學(xué)反應(yīng)可能就不會(huì)發(fā)現(xiàn)，或者反應(yīng)緩慢)構(gòu)成。諾克拉表示，這種人造樹葉的工作原理非常簡(jiǎn)單：把它放在一加侖水里，然后放在陽光下，它就能把水分解成氫和氧，產(chǎn)生電流。一個(gè)這種儀器產(chǎn)生的電能可以滿足發(fā)展中國(guó)家一個(gè)家庭一天的用電需求。
這一過程產(chǎn)生的氫氣和氧氣會(huì)被儲(chǔ)存在位于屋頂上或者房屋旁邊的燃料電池里，燃料電池利用這兩種材料產(chǎn)生電流。美國(guó)坎布里奇麻省理工學(xué)院的化學(xué)家諾克拉指出，“人造樹葉”并不是一種新概念。其實(shí)早在10多年前美國(guó)科羅拉多州國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的約翰?特納就制成了第一片人造樹葉，盡管特納的人造樹葉的光合作用效率很高，但是由于他當(dāng)時(shí)采用的是非常昂貴的金屬材料，而且這種儀器的使用壽命也僅為1天，因此無法普及開來。
諾克拉科研組研制的新型人造樹葉克服了這些問題。它的制作原材料價(jià)格非常便宜，幾乎隨處可見，而且這種儀器的穩(wěn)定性好，對(duì)工作環(huán)境要求不高。實(shí)驗(yàn)室研究顯示，他的人造樹葉原型持續(xù)工作至少45小時(shí)后效率仍不會(huì)下降。他們?nèi)〉眠@項(xiàng)新突破的關(guān)鍵，是諾克拉最近發(fā)現(xiàn)的幾種新型強(qiáng)效、廉價(jià)催化劑，這些催化劑用鎳和鈷制成，它們能在簡(jiǎn)單條件下非常有效地把水分解成氫和氧兩種成分?，F(xiàn)在諾克拉的人造樹葉的光合作用效率比真正的樹葉高10倍。他認(rèn)為以后這種儀器的效率還能進(jìn)一步提高。諾克拉說：“自然由光合作用提供能量，我認(rèn)為未來世界也能用光合作用和這種形式的人造樹葉提供能量?！?孝文)
