樹葉、草葉、單細胞藻類:所有這些都透過光合作用,利用水、陽光和二氧化碳的簡單結合來製造燃料。現在科學家們表示,他們已經用自己的“仿生葉片”複製並改進了這一技巧。
哈佛大學化學家丹尼爾·諾塞拉和他的團隊與哈佛醫學院合成生物學家帕梅拉·西爾弗和她的團隊聯手,打造了一種活體電池,他們稱之為仿生葉片,因為它融合了生物學和技術。該裝置利用光伏板的太陽能電力來驅動化學反應,將水分解成氧氣和氫氣。系統內的微生物然後以氫氣為食,並將空氣中的二氧化碳轉化為可作為燃料燃燒的酒精。該團隊的第一個人工光合作用裝置於 2015 年問世,每升水可泵出 216 毫克酒精燃料,但使其水分解化學反應成為可能的鎳鉬鋅催化劑卻產生了毒害微生物的不幸副作用。
因此,該團隊開始尋找更好的催化劑,正如最近在《科學》雜誌上報道的那樣,研究人員在鈷和磷的合金中找到了它,這種合金已用作塑膠和金屬零件的防腐塗層。有了這種新型催化劑,仿生葉片 2.0 版本的異丙醇和異丁醇等酒精燃料的生產效率提高到大約 10%。換句話說,每千瓦時的電力,微生物可以從空氣中去除 130 克二氧化碳,以製造 60 克異丙醇燃料。這種轉化效率大約是自然光合作用的 10 倍。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
諾塞拉表示,透過利用空氣中過量的二氧化碳來編織燃料,這項新的生物反應器技術可以幫助緩解導致地球變暖的汙染問題,同時為缺乏現代能源的人們帶來更清潔的燃料。