人工光合作用:诱(yòu)人的清洁能(néng)源技(jì)术(shù)
人工叶子被评(píng)为2017年的突破(pò)性技(jì)术之一,这(zhè)类技术有(yǒu)望在生产(chǎn)清洁(jié)能源的同(tóng)时从大气(qì)层吸走二氧化碳(tàn)。
自然中的叶子(zǐ)吸收二氧(yǎng)化碳和水分,并利(lì)用阳光将其(qí)转化为碳(tàn)水化(huà)合物。科学家则试图利用植物的这一转换能力,模仿光合作用(yòng),让植物产生能够储存起来供以(yǐ)后使用的燃料。这些(xiē)努力终于(yú)有(yǒu)了成(chéng)果。《科学(xué)美国(guó)人》(Scientific American)杂志与世界经济论坛(WEF)的(de)专家们将人(rén)工叶子评(píng)为2017年的突(tū)破性技术之一(yī)。
牛在哪?
该(gāi)项(xiàng)目(mù)的愿景是在(zài)生产新型(xíng)能源的同时,从大气(qì)层吸走温室气体。这也使人工光合作用(yòng)有望成为能(néng)源领域最清洁的技术之一。
哈(hā)佛(fó)大学(Harvard University)的丹尼尔?诺切拉(Daniel Nocera)和帕梅(méi)拉?西(xī)尔弗(Pamela Silver)是这条道路上的先行者。
该(gāi)系统,或者说(shuō)“叶子(zǐ)”,实(shí)际(jì)上(shàng)是一(yī)个容器,是利用阳光做催化剂,把水分(fèn)子分解成氢分子和氧分(fèn)子(zǐ)。利用“叶子”中以氢为食的细菌,这(zhè)些(xiē)细菌(jun1)吞噬释放出的(de)氢分子,再加(jiā)上二氧(yǎng)化(huà)碳,来产出液(yè)体燃(rán)料
即使是生长最快的植物,也(yě)只能将大约(yuē)1%的阳(yáng)光转化为养分,而哈佛大学的这两(liǎng)位科学家研发的系统在利(lì)用纯二氧化碳(tàn)时,达到了10%的能量转(zhuǎn)化效率。
还有多(duō)家初创公司致力(lì)于将(jiāng)光能转化为可(kě)储存的化学能;其中,美(měi)国能源部(US Department of Energy)旗(qí)下分中心——人(rén)工光(guāng)合作用联合中心(Joint Center for Artificial Photosynthesis),利用阳光制造太阳能(néng)燃料。
没有(yǒu)对比(bǐ)就没有伤害!
人工光(guāng)合作用之所以令人振奋,是因为它制造出可(kě)储存、“可调遣的(de)”可再生能源。现在的风力发(fā)电机和太(tài)阳能电池板只能断断(duàn)续续地产生能量。剑桥大学科学和(hé)政策交流(liú)中心进(jìn)行的估(gū)测认为,如(rú)果要用太阳能(néng)或风力发电来代替一座燃煤电厂的电力供应,前者的装机容量要达到后者的4倍。
这事儿(ér)你怎么看?
太阳能燃料不需要基础设施。它们(men)可以(yǐ)被迅速送往最偏远(yuǎn)的(de)农村地区(qū),这对发(fā)展中(zhōng)国家来说(shuō)显然意(yì)义(yì)重大。比尔?盖(gài)茨(Bill Gates)在今年早(zǎo)些时候(hòu)宣称,他本人对(duì)这(zhè)个概(gài)念心向神往。并和其他(tā)人(rén)创立(lì)了突破性能源风投基金(jīn),对清洁(jié)能源投资10亿美元(yuán)。
人工光合作(zuò)用还将(jiāng)吸引另(lìng)一(yī)个(gè)消费者群体:想(xiǎng)要脱离人造生活生活的(de)人。埃森哲(Accenture)估计,到2035年,北(běi)美12%的人和欧洲(zhōu)11%的人将实(shí)现能源(yuán)自足,可能会脱离人工电网。特斯(sī)拉(Tesla)的(de)Powerwall电池能够在白天(tiān)储(chǔ)存太阳(yáng)能电力,以便在夜间使用,这些尝试,都围绕着生态生活掀起(qǐ)了一阵浪潮,这能在(zài)保证生活质量的前提(tí)下,最大程(chéng)度的减(jiǎn)少对(duì)自然的索取。
虽然优势(shì)显而(ér)易见,但也引(yǐn)发了有关公(gōng)用事业“死(sǐ)亡螺旋”的讨论:随着(zhe)可再(zài)生能源(yuán)变得(dé)更廉价,不断萎缩的客户群要支撑起庞(páng)大的基(jī)础设施,这将(jiāng)导致萎缩的持续(xù)。模仿自然以求回归,这种诗意的后现(xiàn)代生活方式(shì)离我们还有(yǒu)多远?