近日,,加利福尼亞大學的化學家山·迪爾構成功地向人們展示了如何利用太陽能將溫室氣體二氧化碳轉化為另一種有用的產(chǎn)品———燃料。
據(jù)美國媒體報道,,化學和生物化學教授克里弗德·庫比亞克和他的研究生薩拉姆發(fā)明了一種裝置,可以“捕獲”太陽釋放的能量,,并將其轉化為電能,然后把二氧化碳分解為一氧化碳和氧氣,。在上個月的美國化學學會上,,庫比亞克和薩拉姆展示了他們的研究和發(fā)明。不過,,這一裝置還需要進一步優(yōu)化,,因為它還不能只依靠太陽能工作,,必須添加額外的能量才能完成二氧化碳的轉化過程。
“比起分解二氧化碳而言,,人們更為關注的是通過分解水得到氫氣,,二氧化碳的分解利用卻被忽視了。”庫比亞克解釋說,,“分解二氧化碳,,我們一樣可以得到一種重要的化工原料那就是一氧化碳。因此,,通過二氧化碳的分解,,我們節(jié)約了燃料,制造出了有用的化學原料,,也減少了溫室氣體的排放,。”
盡管一氧化碳有毒,但我們?nèi)匀辉诨瘜W工業(yè)和生活中大量使用它,。每年有數(shù)百萬磅的一氧化碳氣體被用來生產(chǎn)清潔劑,、塑料等等,它還可以被轉化為液體燃料,。
庫比亞克和薩拉姆設計的這套設備,,利用一截半導體和兩個催化劑薄層來分解二氧化碳。它通過3個步驟將二氧化碳分解為一氧化碳和氧氣:第一步,,半導體捕捉太陽光子的能量,;第二步,通過半導體將光能轉化為電能,;第三步,,將轉化的電能分配到催化劑薄層上去,催化劑會將一氧化碳和氧氣從二氧化碳中分解出來,。
研究人員說,,為了保證整個分解過程的實效性,選擇正確的半導體也很關鍵,。半導體有限制電子的能量帶,。陽光會使電子從一個能量帶跳到另一個,進而產(chǎn)生電壓,。能量帶之間(能量帶間隙)的能量不同,,直接決定了半導體能夠吸收多少太陽能,以及產(chǎn)生出多少電能,。
薩拉姆說道:“這項計劃涉及到很多科學難題,。在每一個獨立的課題上,研究者都已經(jīng)做了大量的工作,但要把它們綜合到一起加以協(xié)調(diào)還需要技巧———這正是我們的研究中的一部分問題所在,。”