美國佛羅里達州立大學科學家發(fā)現(xiàn)，人工觸發(fā)合成材料中的光合作用，可以將溫室氣體的主要成分CO2轉化為清潔空氣，同時產(chǎn)生能量，具有改善空氣質(zhì)量和創(chuàng)造清潔能源的巨大潛力。這一成果發(fā)表在最近一期的《材料化學學報》上。

    物理學家組織網(wǎng)26日報道，這項突破意義重大。費爾南多·尤里布-羅莫教授說：“從科學角度看，制造出能夠吸收特定顏色光的材料本身非常困難，而從社會角度看，我們正好需要發(fā)展能幫助減少溫室氣體的實用技術。”

    尤里布-羅莫和他的團隊創(chuàng)造的觸發(fā)化學反應的方法，被稱為金屬有機骨架(MOF)，能模擬植物光合作用，分解CO2的同時，生成提供能源的太陽能燃料。

   多年來，科學家一直在追求將可見光進行化學轉化的方法。雖然紫外線具有足夠的能量，允許二氧化鈦等普通材料中產(chǎn)生類似反應，但紫外線僅占可接收太陽光的4%，而紫色到紅色波長的可見光占了大部分，卻很少有材料可以“拾取”這些能量較低的光。研究人員已經(jīng)嘗試了各種材料，但可以吸收可見光的材料往往是稀有昂貴材料，如鉑、錸和銥等，使得工藝成本極高。

   尤里布-羅莫團隊使用一種常見的無毒金屬鈦，添加有機分子后作為光的接收天線，由藍色LED光反應器組成的發(fā)光藍色圓筒，模仿太陽的藍色波長，CO2緩慢加入到圓筒中，慢慢發(fā)生化學反應后，被還原成兩種形式的碳——太陽能燃料甲酸和甲酰胺，同時，圓筒內(nèi)的空氣得到凈化。

   現(xiàn)在，團隊的目標是繼續(xù)調(diào)整該方法，觀察其他可見光波長是否也能被觸發(fā)與合成材料的化學反應。“若可行，這個過程可能是減少溫室氣體的重要途徑，并催生新的技術和基礎設施”，尤里布-羅莫舉例，如建立能夠捕獲大量CO2的電廠，或?qū)⑦@種材料制成可以清潔空氣并提供家用能源的屋頂。

   總編輯圈點

   太陽能取之不盡、用之不竭，有潛力可持續(xù)地滿足未來能源的所有需求，但始終有一個難題，就是太陽能很難儲存。地球上的植物很厲害，它能通過光合作用，將二氧化碳和水轉化為有機物，并釋放出氧氣，同時完成了光能向有機物中化學能的能量轉化。盡早掌握人工光合作用，就有望為材料科學、能源技術和環(huán)境治理提供“三方共贏”的利器。
 


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