新的“人造叶”太阳能电池可提高大气二氧化碳的可持续利用量

CleanTechnica将大量墨水浪费在太阳能电池的效率上，但是太阳能革命还有一个重要的角度，它没有引起足够的重视。这就是“人造叶子”的概念，其中太阳能引发化学反应，产生可用的燃料。如果那开始响起一些钟声，您可能正在考虑那个时候，您了解了高中光合作用的自然过程。

在最新进展中，芝加哥伊利诺伊大学的研究人员在阿贡国家实验室，新墨西哥大学和伊利诺伊大学香槟分校的研究人员的协助下，对大自然母亲进行了调整，以捕获并回收大气中的二氧化碳。

利用阳光进行燃料生产

在最后几次CleanTechnica涵盖了人造树叶的概念时，最终目标是利用太阳能分解水，最终得到氢。本质上，这是一个基于氢的能量存储系统。

值得暂停的是，人造树叶概念的最初开拓者之一丹尼尔·诺塞拉（Daniel Nocera）也一直在储能领域掀起波澜。他的创业公司Sun Catalytix的液流电池工作早在2012年就引起了洛克希德·马丁公司的关注。洛克希德公司最终于2014年收购了该公司，并将其业务重命名为“洛克希德·马丁先进能源存储有限公司”。

同时，人造叶的研究也在其他方面取得进展。例如，去年，哈佛大学的一个团队提出了一种“仿生叶子”系统，该系统可以产生酒精。

新的UIC / Argonne迭代将其提升到一个新的水平。新系统产生的碳和氢的混合物可以直接用作合成气，除了考虑大气中的碳捕获角之外，这似乎没什么大不了的。

有了合成气后，您还可以使用柴油，汽油和其他液体燃料。UIC团队的说明如下：

以相当于一加仑汽油的成本将二氧化碳转化为燃料的能力将使化石燃料过时。

Argonne团队对处理过程中的一氧化碳转化部分特别兴奋，因为在CO2形式下，碳很难与其他任何物质结合。

简而言之，这就是粘性检票口—寻找一种有效的，商业上可行的方式将CO2转化为CO。

一锅碳升级系统

植物和其他生物体可以将CO2分解为CO而不会打乱睫毛，但是在一个人的一生中在实验室中复制该过程是一项艰巨的任务。

新的人造烟叶背后的基本思想是一种经济的一锅系统，涵盖了整个三步过程。

前两个步骤听起来很像常规的人工烟叶业务。第一步是能量收集部分，其中光子被转换为成对的电子（负电荷）和“空穴”（正电荷）。

第二步是空穴与水分子之间的反应。这导致质子和氧分子的产生。

第三步是魔术发生的地方：

最后，质子，电子和二氧化碳一起反应生成一氧化碳和水。

魔术……还是纳米科学？

要充实第三步，您可以在《科学》杂志上阅读所有有关新系统的信息，标题为“用于减少离子液体中CO2的纳米结构过渡金属二卤化二碳电极催化剂”。

对于旅途中的那些人来说，简短的版本是研究团队面临挑战，他们提出了一种耐用，经济的催化剂来完成步骤3中的反应。

他们最终决定使用过渡金属WSe2（二硒化钨）的纳米薄片。此外，研究小组发现向水中添加离子（“咸”）液可以进一步提高效率。这是UIC的摘要：

UIC人造叶子由两个18平方厘米的硅三结光伏电池组成，用于收集光；阴极侧的二硒化钨和离子液体助催化剂体系。阳极侧磷酸钾电解质中的氧化钴。

当每平方米100瓦的光（大约是到达地球表面的平均强度）为电池供电时，氢气和一氧化碳气体会从阴极冒出气泡，而阳极会产生自由的氧和氢离子。

至于商业化，如果这在地球上不可行，那么总会有火星，它的大气中二氧化碳含量很高。

就加水…

照片（裁剪）：通过UIC，“模拟的阳光为太阳能电池提供动力，该太阳能电池将大气中的二氧化碳直接转化为合成气”。