哈佛大學造仿生葉:效率比自然光合作用高10倍
2016-08-15 來源:中國聚合物網
美國哈佛大學的研究小組開發出一種人工仿生葉,據稱該裝置能“吃”進二氧化碳產出生物乙醇,效率比自然光合作用高出10倍。如果得以推廣,將能在一定程度上緩解全球變暖和能源短缺問題。
哈佛大學化學家丹尼爾·諾塞拉和他的團隊,聯手哈佛大學醫學院的生物學家帕梅拉·西爾弗的團隊制造出了一種神奇的“活電池”。這種被他們稱之為仿生葉裝置,能夠利用太陽能電池板所提供的電力,把水分解為氫氣和氧氣,而系統內的微生物以氫為食,能把空氣中的二氧化碳轉化為生物燃料。
而在2015年的報道中,該小組在新型葉子中使用了一種酶,可從NADPH中分離出質子和電子,并進入下一個循環,與二氧化碳結合形成異丙醇。不過該系統所使用的鎳—鉬—鋅催化劑在參與化學反應后,可能會產生一定的副作用讓參與反應的微生物中毒,從而影響后續進程。因此,他們一直在尋找更好的催化劑。
研究人員最近在發表于《科學》雜志上的論文中描述了一種鈷磷合金,該材料一直在塑料和金屬部件加工中作為防腐涂料。借助這種新型的催化劑,研究人員對仿生葉進行了改進升級,讓其生產乙醇的效率提高了10%以上。據稱,每千瓦時的電能讓升級版的仿生葉消化130克的二氧化碳,產出60克的異丙醇燃料。這種轉化效率大約是自然界光合作用的10倍以上。
諾塞拉表示,通過消耗空氣中的二氧化碳來產生燃料,新的生物反應器技術不但能幫助緩解全球變暖問題,還能產生更清潔的能源,解決能源短缺問題,可謂一石二鳥。為便于商業化推廣,他們還將對該技術做進一步的優化。
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(責任編輯:xu)
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