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模擬光合作用産生能源可代替石油

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發表於 2008-8-6 04:29:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
國麻省理工大學的科學家日前在實驗室內再現了光合作用的過程,該實驗的意義在於光合作用産生的能量能夠被人類利用,這種技術將引發一場太陽能使用革命,並補償煤炭,石油等不可再生資源的損耗。



諾塞拉正專注地做實驗

白天,用通常方法獲得的太陽能一部分可用於日常所需要,一部分用來將水分解成氫氣和氧氣並將氫氣儲存起來。晚上,氫和氧轉化成燃料用來發電。


        據國外媒體報道,美國麻省理工大學的科學家日前在實驗室內再現了光合作用的過程,在整個過程中光合作用將水分解成氫和氧,並産生了可供燃燒的氫氣和氧氣。該實驗的意義在於光合作用産生的能量能夠被人類利用,這種技術將引發一場太陽能使用革命,並補償煤炭,石油等不可再生資源的損耗。這兩名科學家名叫諾塞拉(Daniel Nocera)和卡南(Matthew Kanan),他們找到了一種簡單實惠的方法將水分解成氫氣和氧氣,這種方法的原理和光合作用差不多,只是將太陽能轉化了可燃燒的氫氣和氧氣。
光合作用廣泛存在於自然界,葉綠體收集太陽光能,將水和二氧化碳轉化爲有機物(首先是葡萄糖),並釋放出氧氣。但這只是最終結果,整個過程一開始是將水和二氧化碳氣轉化爲氧,自由的質子和電子。在光合作用中産生了兩個化學反應,葉綠素分子失去兩個電子,水分子發生分解。盡管光合作用在各種教科書中都得到了詳盡的闡述,但是想人工實現這一過程卻絕非易事,主要的問題在於缺少有效地電解水的媒介,在植物中充當這一媒介的是葉綠體。
衆所周知,水能夠電解成氫和氧,但整個過程毫無意義。爲了提高這一性能,化學家們提供了能促使反應在更低電壓情況下進行的催化劑。目前只有釕和鉑能充當這種媒介,當然這兩種金屬都很昂貴,除此之外,反應要進行還需要特定的溫度條件和氣壓。
諾塞拉和卡南找到了加速水電解的另一個好方法。他們把銦和錫的氧化物做成的電極放置在鈷離子和磷酸鉀的水溶液中,然後在溶液中通入太陽能電池的電流,這樣相當於葉綠體的觸媒就産生了。與此同時,水分解成氧氣和自由的氫離子,這些氫離子聚集在電極上,並在那裏形成氫氣。白天,用通常方法獲得的太陽能一部分可用於日常所需要,一部分用來將水分解成氫氣和氧氣並將氫氣儲存起來。晚上,氫氣和氧氣轉化爲燃料用來發電。
自由的氫離子和氧能夠轉化爲燃料要素用來發電。整個過程發生在正常的大氣壓環境和溫度內。媒介中的物質在反應過程中失去了自己的特性,當反應結束時又恢複到原來的樣子。這和自然界的葉綠素一樣。諾塞拉說:“我們的研究證明,能夠使用相對便宜的媒介,並以此爲基礎在通常條件下得到光合作用的光能”。科學家們已經爲此制定了Powering the Planet項目,並開始了進一步的研究工作。倫敦大學帝國理工學院的巴伯(James Barber)認爲,實驗實內模擬光合作用的過程是利用太陽能曆史上的一個巨大創舉,這將使氫氣生産成爲可能,並使太陽能使用步入新的時代。他們的這一研究成果近日已刊登在《科學》雜志上,但是具體的反應細節作者並沒有透露。
發表於 2008-8-6 19:58:21 | 顯示全部樓層
因為有你的付出,才讓我們的生活多了些樂趣,謝謝 !!
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發表於 2008-8-6 20:12:11 | 顯示全部樓層
thank you let us the new technology,it can improve human's life.
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發表於 2015-4-27 17:32:31 | 顯示全部樓層
真的太棒了感謝大大分享如此美好的東西
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