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科技日報北京8月17日電 （記者張夢然）英國劍橋大學一個研究團隊設計出一種超薄、靈活的設備，就像“人造樹葉”，其靈感來自植物將陽光轉(zhuǎn)化為食物的光合作用，能生產(chǎn)一種可持續(xù)的汽油替代品。這種設備成本低、足夠輕，可以漂浮在水上而不會占用陸地空間。相關研究發(fā)表在最近的《自然》雜志上。
團隊在劍橋大學標志性景點附近，包括嘆息橋、雷恩圖書館和國王學院禮拜堂，在康河上對輕質(zhì)“樹葉”進行了戶外測試，結果表明，它們可像植物葉子一樣有效地將陽光轉(zhuǎn)化為燃料。這是第一次在水上產(chǎn)生清潔燃料，如果擴大規(guī)模，人造樹葉可用于受污染的水道、港口甚至海上，有助于減少全球航運業(yè)對化石燃料的依賴。
盡管近年來風能和太陽能等可再生能源技術已經(jīng)越來越便宜且容易獲得，但對于航運等行業(yè)來說，脫碳是一個更高的要求。全球約80%的貿(mào)易是由以化石燃料為動力的貨船運輸?shù)模趪@氣候危機的討論中，該行業(yè)幾乎沒有受到關注。
幾年來，劍橋研究小組一直致力于開發(fā)基于光合作用原理的可持續(xù)汽油解決方案來解決這個問題。2019年，他們開發(fā)了一種人造樹葉，利用陽光、二氧化碳和水制造合成氣——一種用于生產(chǎn)許多化學品和藥物的關鍵中間體。
早期的原型通過將兩種光吸收劑與合適的催化劑結合來產(chǎn)生燃料。然而，它采用了厚玻璃基板和防潮涂層，這使得設備體積龐大。對于新版本的人造樹葉，研究人員面臨的挑戰(zhàn)是如何將光吸收劑沉積在輕質(zhì)基材上并保護它們免受水滲透。為了克服這些挑戰(zhàn)，該團隊將薄膜金屬氧化物和鈣鈦礦材料涂在柔性塑料和金屬箔上。這些設備覆蓋有微米級的防水碳基層，可防止水分降解。最終他們得到了一種既能順利工作，看起來又像一片真正樹葉的設備。
研究表明，這些葉片結合了大多數(shù)太陽能燃料技術的優(yōu)勢。人造樹葉與現(xiàn)代制造技術兼容，標志著向太陽能燃料生產(chǎn)自動化和規(guī)模化邁出了關鍵一步。
