據美國物理學家組織網3月28日(北京時間)報道,在近日召開的美國化學協會第24屆全國會議上,麻省理工學院化學家稱,他們在可持續能源方面取得了里程碑式突破,真正的實用型“人造樹葉”由他們開發成功,其光合作用效率是自然界樹葉的10倍。
這種“人造樹葉”并非真的像自然界綠色植物的葉子,研究小組只是以樹葉作為他們設計太陽能電池的一種風格,由硅、電子元件、催化劑等構成。把它放入1加侖(約4.5升)水中并暴露在陽光下,這種設備產生的電力足夠支持一個發展中國家家庭一天的用電量。
這種電池可以安裝在房屋頂部或旁側,其工作原理是將水分解為氫氣和氧氣儲存在電池里,通過這兩種氣體來產生電流。研究小組負責人、麻省理工學院化學家丹尼爾·諾塞拉說:“我們的目標是讓每個家庭有自己的發電站。對于印度和非洲等發展中國家的貧困地區來講,‘人造樹葉’具有更加特殊的意義,可以作為一種廉價的家庭電源。”
“人造樹葉”并非新概念。10多年前,美國國家可再生能源實驗室的約翰·特納就造出了*片“人造樹葉”。盡管其光合作用效率挺高,但卻由昂貴的稀有金屬制造,且很不穩定,壽命僅有一天,因此無法廣泛應用。
而“新樹葉”克服了這些問題,關鍵突破在于他們新開發出了幾種強效且廉價的催化劑,由鎳和鈷制造,能在簡單的條件下,將水有效地分解為氫氣和氧氣并保持高度穩定。根據實驗,這種“人造樹葉”的光合作用能持續45小時而不降低活性,效率是自然界樹葉的10倍,并且將來還能進一步提高。
“這種實用型‘人造樹葉’是幾十年來能源科學領域的圣杯。自然界由光合作用推動,而未來世界可能由‘人造樹葉’的光合作用來推動。”諾塞拉說。