人工光合作用:誘人的清潔能源技術
人工葉子被評為(wei) 2017年的突破性技術之一,這類技術有望在生產(chan) 清潔能源的同時從(cong) 大氣層吸走二氧化碳。
自然中的葉子吸收二氧化碳和水分,並利用陽光將其轉化為(wei) 碳水化合物。科學家則試圖利用植物的這一轉換能力,模仿光合作用,讓植物產(chan) 生能夠儲(chu) 存起來供以後使用的燃料。這些努力終於(yu) 有了成果。《科學美國人》(Scientific American)雜誌與(yu) 世界經濟論壇(WEF)的專(zhuan) 家們(men) 將人工葉子評為(wei) 2017年的突破性技術之一。
牛在哪?
該項目的願景是在生產(chan) 新型能源的同時,從(cong) 大氣層吸走溫室氣體(ti) 。這也使人工光合作用有望成為(wei) 能源領域最清潔的技術之一。
哈佛大學(Harvard University)的丹尼爾?諾切拉(Daniel Nocera)和帕梅拉?西爾弗(Pamela Silver)是這條道路上的先行者。
該係統,或者說“葉子”,實際上是一個(ge) 容器,是利用陽光做催化劑,把水分子分解成氫分子和氧分子。利用“葉子”中以氫為(wei) 食的細菌,這些細菌吞噬釋放出的氫分子,再加上二氧化碳,來產(chan) 出液體(ti) 燃料
即使是生長最快的植物,也隻能將大約1%的陽光轉化為(wei) 養(yang) 分,而哈佛大學的這兩(liang) 位科學家研發的係統在利用純二氧化碳時,達到了10%的能量轉化效率。
還有多家初創公司致力於(yu) 將光能轉化為(wei) 可儲(chu) 存的化學能;其中,美國能源部(US Department of Energy)旗下分中心——人工光合作用聯合中心(Joint Center for Artificial Photosynthesis),利用陽光製造太陽能燃料。
沒有對比就沒有傷(shang) 害!
人工光合作用之所以令人振奮,是因為(wei) 它製造出可儲(chu) 存、“可調遣的”可再生能源。現在的風力發電機和太陽能電池板隻能斷斷續續地產(chan) 生能量。劍橋大學科學和政策交流中心進行的估測認為(wei) ,如果要用太陽能或風力發電來代替一座燃煤電廠的電力供應,前者的裝機容量要達到後者的4倍。
這事兒(er) 你怎麽(me) 看?
太陽能燃料不需要基礎設施。它們(men) 可以被迅速送往最偏遠的農(nong) 村地區,這對發展中國家來說顯然意義(yi) 重大。比爾?蓋茨(Bill Gates)在今年早些時候宣稱,他本人對這個(ge) 概念心向神往。並和其他人創立了突破性能源風投基金,對清潔能源投資10億(yi) 美元。
人工光合作用還將吸引另一個(ge) 消費者群體(ti) :想要脫離人造生活生活的人。埃森哲(Accenture)估計,到2035年,北美12%的人和歐洲11%的人將實現能源自足,可能會(hui) 脫離人工電網。特斯拉(Tesla)的Powerwall電池能夠在白天儲(chu) 存太陽能電力,以便在夜間使用,這些嚐試,都圍繞著生態生活掀起了一陣浪潮,這能在保證生活質量的前提下,最大程度的減少對自然的索取。
雖然優(you) 勢顯而易見,但也引發了有關(guan) 公用事業(ye) “死亡螺旋”的討論:隨著可再生能源變得更廉價(jia) ,不斷萎縮的客戶群要支撐起龐大的基礎設施,這將導致萎縮的持續。模仿自然以求回歸,這種詩意的後現代生活方式離我們(men) 還有多遠?