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【“人造叶子”可利用阳光和水产生清洁燃料】科学家们已经开发出漂浮的“人造叶子” ， 可以利用阳光和水产生清洁燃料 ， 并最终应用到海上进行大规模运作 。
这种超薄、灵活的设备是由剑桥大学的研究人员设计的 ， 其灵感来自光合作用——植物将阳光转化为食物的过程 。 由于低成本的自主设备足够轻 ， 可以漂浮 ， 它们可以用来生产一种可持续的汽油替代品 ， 而不占用陆地空间 。
目前的户外测试表明 ， 它们可以像植物叶子一样有效地将阳光转化为燃料 。 这是人类第一次尝试在水上生产清洁燃料 。 如果能够扩大规模 ， 人造树叶可以用于受污染的水道、港口甚至海上 ， 并有助于减少全球航运业对化石燃料的依赖 。 该研究结果于今天（2022 年 8 月 17 日）发表在《自然》杂志上 。
近年来 ， 可再生能源技术 ， 如风能和太阳能 ， 已经变得更便宜和更容易获得 。 然而 ， 对于航运等行业来说 ， 脱碳是一个更高的要求 。 全球约80% 的贸易是由以化石燃料为动力的货船运输的 ， 但在与气候危机相关的讨论中 ， 该行业几乎没有受到关注 。
该研究小组一直致力于通过开发基于光合作用原理的可持续汽油解决方案来解决这个问题 。 2019 年 ， 他们开发了一种人造叶子 ， 可以利用阳光、二氧化碳和水制造合成气 。
对于新版本的人造叶子 ， 科学家们是从电子行业中获得的灵感 。 由于电子行业的小型化技术催生了智能手机和柔性显示器 。
剑桥研究团队如今面临的挑战是：如何将光吸收剂沉积在轻质基材上并保护它们免受水渗入 。 为了克服这些挑战 ， 研究人员使用了薄膜金属氧化物和称为钙钛矿的材料 ， 这些材料可以涂在柔性塑料和金属箔上 。 这些设备覆盖有微米级的防水碳基层 ， 可防止水分降解 。 结果是一个设备不仅可以工作 ， 而且看起来像一片真正的叶子 。
对新型人造叶子的测试表明 ， 它们可以将水分解为氢气和氧气 ， 或将 CO2还原为合成气 。 虽然在为商业应用做好准备之前还需要进行额外的改进 ， 但科学家们表示 ， 这一发展为他们的工作开辟了全新的途径 。
“包括太阳能燃料技术在内的许多可再生能源技术会占用大量陆地空间 ， 因此将生产转移到开放水域意味着清洁能源和土地使用不会相互竞争 ， ”Reisner 说 。 “理论上 ， 你可以把这些设备卷起来 ， 放在几乎任何国家的任何地方 ， 这也有助于能源安全 。 ”
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