人造樹葉有望成為人類未來的主要能源

這恐怕是世界上最為奇怪的樹葉了：它沒有粗細(xì)不等的葉脈，取而代之的是各種電子元件；它也沒有心形、扇形或是菱形這樣的形狀，而是像一張撲克牌那樣單?。簧踔劣?，它連普通樹葉常見的顏色都沒有，看上去就像一塊亮晶晶的遮光板。

但它卻能像樹葉那樣進(jìn)行光合作用。3月27日，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的丹尼爾?諾塞拉（Daniel Nocera）博士公布了自己團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人造葉子。在眾人的矚目下，一片人造葉子被放入3.7升水中，在陽光下迅速地產(chǎn)生了相當(dāng)于一個(gè)發(fā)展中國家的家庭一天的能源需求。該樹葉模擬光合作用過程中的綠色植物，把水和陽光轉(zhuǎn)化成能量，這一科研成果對(duì)生產(chǎn)可持續(xù)能源具有里程碑的意義。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在了最新一期的《化學(xué)研究描述》(Accounts of Chemical Research)期刊上。

新設(shè)備不像早期的設(shè)備那樣使用昂貴的材料，而是由廉價(jià)材料制成，并采用了低成本的工程設(shè)計(jì)和制造流程。該研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人丹尼爾?G.諾塞拉(Daniel G. Nocera)介紹說：“其中最重要的就是水分解成氫氣和氧氣的過程?！边@款人工樹葉有一個(gè)太陽光收集器，夾在兩片薄膜之間，這兩片薄膜會(huì)生成氧氣和氫氣。浸入一瓶水中，在陽光的照射下，它就會(huì)冒泡，釋放出氫氣，可用于燃料電池進(jìn)行發(fā)電。這些自給的裝置可以制成電力燃料，對(duì)于偏僻地方和發(fā)展中國家有很大的吸引力。諾塞拉指出，人工樹葉應(yīng)驗(yàn)了一位意大利著名化學(xué)家的設(shè)想，這位化學(xué)家在1912年就預(yù)言，科學(xué)家總有一天會(huì)揭開“植物的深?yuàn)W秘密”。

剛開始的設(shè)計(jì)要依靠一些貴金屬，比如鉑(platinum)，也依靠一些制造工藝，這就使人造樹葉的成本過高。為了使這些設(shè)備可以更廣泛的使用，諾塞拉使用不太昂貴的鎳鉬鋅(nickel-molybdenum-zinc)化合物取代了鉑催化劑。在葉片的另一面，鈷(cobalt)薄膜會(huì)產(chǎn)生氧氣。諾塞拉指出，所有這些材料在地球上都是豐富的，不像稀有昂貴的鉑金，以及貴金屬氧化物和半導(dǎo)體材料，這都是其他人使用過的。他說：“到本世紀(jì)中葉，將會(huì)有約60億非傳統(tǒng)用戶帶來能源需求的巨大增長(zhǎng)，因此，一項(xiàng)研究目標(biāo)就是把太陽能提供給貧窮的地區(qū)，人工樹葉等發(fā)明將會(huì)給全球社會(huì)提供一條最直接的途徑，邁向可持續(xù)能源的未來。”

特納博士接受采訪時(shí)說：“目前人造葉子只是實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)儀器，還沒有準(zhǔn)備好投入商業(yè)生產(chǎn)?！北M管如此，他依然對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的前景充滿樂觀?！拔覀儗⒊沙掷m(xù)發(fā)展的無碳、低耗的氫能產(chǎn)業(yè)和氫能經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)?！?/P>