美国能源部已拨款1.22亿美元在加利福尼亚州建立一个研究中心,以研究利用阳光生产燃料的方法。该项目将由加州理工学院和劳伦斯•伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究人员领导,包括各种其他加利福尼亚机构的研究人员,其中包含斯坦福大学、加州大学欧文分校和加州大学伯克利分校。
该中心主任和加州理工学院的化学教授纳特•刘易斯(Nate Lewis)说,我们的目标是把只利用阳光、水和二氧化碳制成燃料的过程商业化。多年来,研究人员一直在探索模拟光合作用——植物可以通过分解水和二氧化碳,以化学键的方式捕获和储存太阳能——的方法。但研究步伐缓慢。新研究中心将运用快速、自动化的实验方法来加快发现新催化剂和光电材料的过程。加州理工学院教授、该项目的组长哈利•阿特沃特(Harry Atwater)说:“所以,我们不是只有几十个催化剂的选择,而是我们要从数百万不同的候选催化剂中进行挑选。”
在这一领域,最大的突破之一来自2年前麻省理工学院丹•诺切拉(Dan Nocera)的实验室。化学教授诺切拉研制了一种廉价的可以分解水并释放氧气的催化剂。其他机构的研究人员一直在致力于光和过程中单独的部分——例如,设计可以更有效地捕获阳光的材料、合成廉价的易使水分解的催化剂、以及设计薄膜把产生的燃料从起始化合物中分离出来。进展是渐进的,但还没有产生一种切实可行的方法来制造燃料。
刘易斯说,新中心将把孤立的研究整合成单一、有重点的合作研究。刘易斯说:“有许多独立的团队正在不同的方面取得进展,但没有一个基准来衡量这些催化剂谁好谁坏。”他表示,要使太阳能变成可扩展的、经济上可行的现实,合作是“至关重要的”。
第一步是创建两座设施——一个在伯克利实验室的校园,另一个在加州理工学院的校园。这两座研究站将容纳150名研究人员,和30个主要的研究人员,他们将在未来5年中全天候致力于这项研究工作。他们将努力研发出更好的催化剂、光吸收体和能源储存材料,并研究如何把不同的部件装配进一台小型的太阳能燃料发电样机中。
来自太阳的燃料
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