阳光转化成零排放燃料 人造光合作用或得新进展

据海外新闻报道，一项重大突破正在将我们的梦想推向现实：一种以二氧化钛制成的新型薄膜镀层，正在将阳光转化为零排放燃料。这一发现来自美国加州理工学院的化学教授内森·刘易斯，他是该篇论文的撰写者。他的研究团队一直在致力于模拟自然界的光合作用，并成功地在人造系统上取得了显著的进展。

众所周知，太阳能电池板可以将阳光转化为电能，但研究人员的主要目标是将阳光转化为可储存的燃料，如氢气等。刘易斯教授表示，植物通过光合作用将阳光转化为化学能的过程效率极低，只有不到1%的阳光能量被储存在植物的生物量中。他们正在开发一种比自然光合作用效率高出10倍的系统，同时还需要满足耐用、持久和经济的条件。他们的愿景是使安装在屋顶和田野的太阳能发电机能够直接为汽车、建筑物和工厂生产液体或气体燃料。

这种新型太阳能燃料发电机不仅可以将水还原成氢燃料，而且还可以通过氧化水产生氧气。这个氧气随后被用来燃烧燃料，生成更多的水。制造这种太阳能燃料发电机的关键挑战之一是如何有效地氧化水以生产氧气。刘易斯教授解释说，一种名为光电阳极的半导体是完成这一过程的必需品，但它往往成为整个系统的弱点。在过去，许多尝试制造这种光电阳极的镀层以防止其生锈，但结果并不理想。这些尝试要么无法阻止半导体生锈，要么完全阻止了电流通过光电阳极。

内森·刘易斯和他的团队已经找到了一种突破性的解决方案。他们成功地开发出一种新型薄膜镀层，可以有效避免光电阳极的生锈问题，同时保持其高效的氧化水能力。刘易斯教授表示，“至少在实验室的时间尺度上，我们已经找到了避免这些问题的方法。”这一发现标志着太阳能燃料发电技术的重要进步，离实现人造光合作用的梦想又近了一步。这一创新成果将为我们的未来提供更加可持续和环保的能源解决方案。