人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進

eaglelu

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
0 v1 V' K9 |" E4 q1 a( J* O. qos.tvboxnow.com(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，tvb now,tvbnow,bttvb) E* a  m& [8 t0 C
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。
" Y! Y4 Y: b; Nos.tvboxnow.com1 U, N: C* t; e6 e0 Q! ~6 i5 R& @$ A7 Q
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。
9 e6 V7 H" [- V4 z1 e& NTVBNOW 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。「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：
$ E7 i+ U. i2 R& S7 C7 u「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。」
0 L0 O$ J$ |/ A* @公仔箱論壇7 U) V! N2 {) p1 _* L
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)，
1 E/ w* Y3 T& O2 D5 s# w3 {公仔箱論壇以及前任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，
3 i# r1 N! Q/ G! _1 l在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。 ! y0 L. l+ [* v7 T. ^, I$ m2 R
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。" z5 d5 N  b/ @& j% R$ V& z* G
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”，公仔箱論壇1 z1 C. B* a1 ]7 [$ L7 L
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，
: u6 ?8 q4 R* Q% F: ~5 x6 e; G1 pos.tvboxnow.com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。
& [: ]$ w1 h4 C5 YTVBNOW 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。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。% |* a& n# x5 h7 Y
- d; f! j5 P; ~) i: C' j( z

6 _# y6 p! O' B* Rtvb now,tvbnow,bttvb

5 @; i0 }6 z5 f* m* H7 Z

% M# B- ]# c3 @7 L3 x
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; F5 P8 E" H2 M( _7 YTVBNOW 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。5 d+ l% F! J& f5 j. m0 g& o
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%，* N7 f) C$ L) j+ M
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，
5 ]2 W# z3 n0 |" g# htvb now,tvbnow,bttvb以最佳化電解作用、達到更高的電壓。 公仔箱論壇: x7 K- R; t% {' y" Q. Y

! s4 t9 |' }7 y& X5 i2 j. G; ?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。
3 N' v5 k- m6 y: r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。
0 b/ P( I  }6 D: qTVBNOW 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) ，
+ }; M. w4 X: j5 s& L/ ytvb now,tvbnow,bttvb以及Chesonis 家族基金會。
5 x' H! Q& B( ?& P9 s* \tvb now,tvbnow,bttvb2 k; i" e5 }- \) ?9 S
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。7 D! ]/ {1 `' M  a7 E
編譯：Judith Cheng
3 e5 z: R6 p5 D: h* Zos.tvboxnow.com(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)