新型“仿生”叶片效率约为自然光合作用的 10 倍

它将空气中的二氧化碳转化为可作为燃料燃烧的酒精

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树叶、草叶、单细胞藻类:所有这些都通过光合作用,利用水、阳光和二氧化碳的简单结合来制造燃料。现在科学家们表示,他们已经用自己的“仿生叶片”复制并改进了这一技巧。

哈佛大学化学家丹尼尔·诺塞拉和他的团队与哈佛医学院合成生物学家帕梅拉·西尔弗和她的团队联手,打造了一种活体电池,他们称之为仿生叶片,因为它融合了生物学和技术。该设备利用光伏板的太阳能电力来驱动化学反应,将水分解成氧气和氢气。系统内的微生物然后以氢气为食,并将空气中的二氧化碳转化为可作为燃料燃烧的酒精。该团队的第一个人工光合作用装置于 2015 年问世,每升水可泵出 216 毫克酒精燃料,但使其水分解化学反应成为可能的镍钼锌催化剂却产生了毒害微生物的不幸副作用。

因此,该团队开始寻找更好的催化剂,正如最近在《科学》杂志上报道的那样,研究人员在钴和磷的合金中找到了它,这种合金已用作塑料和金属零件的防腐涂层。有了这种新型催化剂,仿生叶片 2.0 版本的异丙醇和异丁醇等酒精燃料的生产效率提高到大约 10%。换句话说,每千瓦时的电力,微生物可以从空气中去除 130 克二氧化碳,以制造 60 克异丙醇燃料。这种转化效率大约是自然光合作用的 10 倍。


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诺塞拉表示,通过利用空气中过量的二氧化碳来编织燃料,这项新的生物反应器技术可以帮助缓解导致地球变暖的污染问题,同时为缺乏现代能源的人们带来更清洁的燃料。

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