人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進

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美國麻省理工學院(MIT)近日在最新的美國國家科學院(National Academy of Sciences，NAS)期刊發表了以人造光合作用技術os.tvboxnow.com) N/ C2 T" P5 g
(artificial photosynthesis technologies)為基礎的永續性科技藍圖；該份詳細的科學分析文件，為新一代節能技術建立了基準，
. W+ [2 A  b! j) i5 e: b4 m& ltvb now,tvbnow,bttvb並列舉了建立以人造光合作用為基礎的永續性“氫經濟(hydrogen economy)” 所需的技術研發成果。
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4 Y- ~0 L8 B9 Q' DTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。MIT 表示，有興趣的工程師們可藉由該文件(參考連結)來了解目前相關技術的情況，以及如何讓那些技術實際運用、降低成本以及商業化。tvb now,tvbnow,bttvb( U: v4 F% v/ z: r1 l8 `
「最值得注意的是，這個我們形容為“出發點(starting point)”的技術是已經獲得公認；」MIT教授Tonio Buonassisi指出：公仔箱論壇1 _& G1 k* r! c0 U% F8 G7 y- {
「我們也提出所有的挑戰，因此科學研究人員與工程師可開始實驗性地應對每個挑戰。」   C: Z4 G. G2 \4 o) y" g' K9 }

6 |% g2 u" S8 \" q5 m該技術藍圖是Buonassisi與前任MIT教授Daniel Nocera (現任職哈佛大學)、前MIT博士後研究員Mark Winkler (現任職IBM)，) t* O$ }6 w# V) @
以及前任MIT博士後研究員Casandra Cox (現任職哈佛大學)等人的合作成果。這些研究人員已經製作出一個人造光合作用的概念驗證原型，$ ~$ F+ R" q+ m# L6 D: P
在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。
  C4 P* G- U% p  OTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
6 r8 ~2 \. @5 W( p' A/ k公仔箱論壇在自然界，植物透過光合作用將自然資源──水以及吸取自土壤的養分──轉換成稱之為三磷酸腺苷 (adenosine triphosphate，ATP)的“燃料”，
4 |4 S  s+ T) ~7 \公仔箱論壇可儲存起來並在植物進行代謝時提供所需能量。根據MIT的論文，第一代人造光合作用技術採用的光電電池(photovoltaic cells)外面塗佈了化學催化劑，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。4 j* R/ e. O$ n6 [- s/ i1 e
能最佳化將水透過電解作用轉換為氫燃料的過程；然後再利用燃料電池將儲存的氫燃料轉換成可用電力。
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) f  A% s# O$ E2 {; h: R) E- aos.tvboxnow.com圖A是採用直接光電耦合的電化學電池電路；一邊是單個光電電池(圖B左)，一邊是三個指叉型光電電池(圖B右): z# m  \$ v$ }  y
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據了解，目前的人造光合作用技術轉換效率不到5%，但研究人員預期，若該技術依循藍圖發展，未來採用標準晶矽太陽能電池的效率可超越16%，
7 c8 z- f* k2 |- F0 F公仔箱論壇若採用砷化鎵(GaAs)材料甚至可達到18%的轉換效率。MIT的技術藍圖將不同型態的新一代光電電池以及化學催化劑相互搭配，並提出將電池堆疊起來的多種方法，. f% d6 V5 a/ U) o/ {3 w9 y
以最佳化電解作用、達到更高的電壓。
1 Z' G2 E* x6 H6 A2 w公仔箱論壇公仔箱論壇) o, C% I) H( x7 D# Q1 I* x
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該技術藍圖也記載了如何同時藉由化學方法與物理架構──例如交錯排列的平面(interleaved plate)──來降低電解質(electrolyte)的阻抗，以維持漸進式的效率提升。
/ j/ l6 L( z- D) R公仔箱論壇MIT研究專案的贊助者還包括美國國家基金會(NSF)、美國空軍科研辦公室(the Air Force Office of Scientific Research)、新加坡國家研究基金會(MIT與新加坡的研發聯盟) ，os.tvboxnow.com- }; I8 N9 p4 a" Z6 T/ g1 Q
以及Chesonis 家族基金會。 tvb now,tvbnow,bttvb7 G, M  ]4 B; M$ g6 \# b7 m; F

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3 X$ l: z- I% [" T2 D+ `os.tvboxnow.com編譯：Judith Cheng 公仔箱論壇" C5 Y" F$ Q' J" F2 P* j9 J
(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)