剑桥大学开发出漂浮的“人造叶子”以便利用阳光和水生产清洁燃料

中国航空报讯：英国剑桥大学网站8月17日报道，剑桥大学研究团队设计开发出漂浮的 “人造叶子”，用于从阳光和水中产生清洁燃料，并期望实现海上大规模运行。该研究得到了欧洲研究理事会、剑桥信托基金、温顿可持续发展物理项目、皇家工程院以及英国研究与创新署（UKRI）所属的工程与物理科学研究委员会（EPSRC）的支持。

目前全球80%的贸易是由化石燃料驱动的货船运输的，如何在航运领域实现低碳化是一个重要议题。剑桥大学的研究小组持续致力于开发基于光合作用原理的可持续燃料。2019年，他们开发了一种“人造叶子”，可由阳光、二氧化碳和水制造合成气体，这种气体也是许多化学品和药品生产的关键中间体。早期的原型是通过将两个光吸收器与合适的催化剂结合起来产生燃料。但是由于采用了厚厚的玻璃基板和防潮涂层，该设备十分笨重，虽然降低了可持续燃料生产的成本，但由于既重又脆，很难进行大规模生产和运输。随后研究人员从电子工业的微型化技术中获得了灵感，研制出新版“人造叶子”。研究小组将金属氧化物和过氧化物的材料涂在柔性塑料和金属箔上，然后覆盖在微米级的薄型防水碳基层上，从而实现了将光吸收剂沉积在轻质基材上，并保护它们免受水的渗透。测试表明，这种“人造叶子”可以将水分解成氢气和氧气，或将二氧化碳还原成合成气。

虽然在商业应用之前还需要对“人造叶子”进行更多的改进，但这一发展为研究工作开辟了全新的途径，并向太阳能燃料生产的自动化和规模化迈出了重要一步。许多可再生能源技术，包括太阳能燃料技术，需要占用大量陆地空间，而“人造叶子”可将生产转移到开放水域意味着清洁能源和土地使用，不需相互竞争，有助于国家能源安全。