有一天,貨船可能會由漂浮在海上的「人造樹葉」提供動力。
劍橋大學研究人員設計了輕巧靈活的設備太陽能技術將光轉換成燃料。
超薄「葉子」厚度僅 1 毫米,可以漂浮在上面水- 根據研究負責人歐文賴斯納教授的說法,最終可能會「幾乎到任何地方」。
“移動[再生能源] 生產開水意味著清潔能源和土地利用雷斯納說:“我們不會互相競爭。”
「理論上,你可以將這些設備捲起並放置在幾乎任何國家的任何地方,這將......有助於能源安全。
太陽能葉片如何運作?
人造樹葉與普通樹葉不同太陽能板你可能會為你的家購買。
屋頂太陽能板使用「光伏」電池利用陽光發電。相比之下,葉子含有太陽能燃料電池。
太陽能燃料電池用途活力來自陽光以刺激產生燃料的化學反應。
這模擬了光合作用,即植物將陽光轉化為食物的自然過程。
漂浮的葉子是永續能源的一大進步
2019 年,劍橋團隊創造了一種人造葉子,可以製造「合成氣」——一種用於生產化學品和藥品。
但葉子又大又重,而且不防水。新原型是一個巨大的飛躍。
“我們想看看我們能在多大程度上削減材料這些設備使用,同時不影響其性能,」Reisner 說。
“如果我們能夠將材料修剪得足夠小,使其足夠輕,可以漂浮,那麼這就為這些人造葉子的使用開闢了全新的途徑。”
研究人員使用了薄膜金屬氧化物和「鈣鈦礦」—可以捕獲活力避光並塗在柔性塑膠上。由此產生的「葉子」成功地漂浮在卡姆河上。
測試表明它們可以將水分解成氫氣和氧氣,或者減少二氧化碳排放到合成氣。
浮葉技術可擴展嗎?
這些葉子還沒有完全準備好用於商業應用。該團隊仍在研究一種從葉子中收集氣泡的方法。
然而,新突破該論文的聯合主要作者 Virgil Andrei 博士表示,這是升級技術的「早期一步」。
“太陽能發電場已成為電力生產的流行;我們設想類似的燃料合成農場,」他解釋道。
“這些可以為沿海定居點和偏遠島嶼供水,覆蓋工業池塘,或避免灌溉渠道的水蒸發。”
為什麼我們需要太陽能燃料?
電力來自光電太陽能是清潔能源轉型的主要動力。
但有些產業並不容易實現電氣化。全球貿易的約 80% 透過貨物運輸船隻由化石燃料提供動力,許多化學生產也依賴化石燃料。
到脫碳這些行業,我們需要一種清潔的液體燃料作為替代品。
科學家已經研發出生物燃料- 但這些往往依賴種植大量非糧食作物,對環境造成負面影響。它們尚未成功擴大規模。
太陽的燃料——「液體陽光」——可能是答案。
這些燃料仍然會產生排放量燃燒時,但它們的發電將是零排放的,這比採礦和鑽探骯髒燃料向前邁出了一大步。