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標題: 人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進 [打印本頁]
作者: eaglelu    時間: 2013-3-7 05:33 PM     標題: 人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進

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
3 |! S+ W3 {( B公仔箱論壇(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,bttvb5 X+ q; x' u* C8 V
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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" N4 Y& R0 D. _& Jos.tvboxnow.comMIT 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。公仔箱論壇7 y2 r8 O/ o8 k/ ~! z( D: c8 ]/ n; _
「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：tvb now,tvbnow,bttvb/ ~% {3 ?& i- ]5 V  N9 D8 _
「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。」 tvb now,tvbnow,bttvb! p& I6 j8 J' f
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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)，
. `0 `! l, ]7 P% f+ S1 Z/ BTVBNOW 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。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，
+ b" ]4 _' N9 _. x8 `6 E- ]- u& p在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。
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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”，
+ c0 |3 ]9 Y8 |' hTVBNOW 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。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，5 t# X5 n. F& x; W" \1 O
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。. ]0 ?% @; s9 m+ Z
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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)
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. j1 y6 f2 U' Q4 M( K公仔箱論壇據了解，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%，! D4 d; t# N8 ^  l  ^
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，os.tvboxnow.com$ g' o1 A) C2 [6 @/ V
以最佳化電解作用、達到更高的電壓。
8 U3 h# K- s& 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。
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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。
* N5 @, k; o2 Y, o$ _/ U. S3 ZTVBNOW 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) ，
$ j1 e* Z7 S$ m5 F) P( Wos.tvboxnow.com以及Chesonis 家族基金會。
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編譯：Judith Cheng 7 c! Z7 ~( Q5 E0 s  g6 p$ Q2 S: C' |! a
(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)



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