科学家发明人造叶子 将碳转化为燃料

科学家们已经制造出了一种“人造叶子”，通过将有害的二氧化碳转化为一种有用的替代燃料来对抗气候变化。

今天发表在《自然能源》(Nature Energy)杂志上的一篇论文概述了这项新技术，其灵感来自于植物利用太阳能将二氧化碳转化为食物的方式。

“我们称它为人工叶子，因为它模仿真实的叶子和光合作用的过程，”滑铁卢大学(University of Waterloo)工程学教授吴一民(Yimin Wu)说，他领导了这项研究。“一片叶子产生葡萄糖和氧气。我们生产甲醇和氧气。”

二氧化碳是造成全球变暖的主要因素，从二氧化碳中提取甲醇既可以减少温室气体排放，又可以替代产生温室气体的化石燃料。

这个过程的关键是一种便宜的、经过优化的红色粉末，叫做氧化亚铜。

设计成尽可能多的八面粒子，当四种物质——葡萄糖、乙酸铜、氢氧化钠和十二烷基硫酸钠——被加入到被加热到特定温度的水中时，这种粉末通过化学反应产生。

然后，当粉末与水混合，二氧化碳被吹入其中，一束白光被太阳模拟器引导时，粉末充当另一种化学反应的催化剂或触发器。

“这是我们发现的化学反应，”自2015年以来一直参与该项目的吴说。“以前没有人这样做过。”

在光合作用中，这种反应产生氧气，同时也将水粉溶液中的二氧化碳转化为甲醇。甲醇在溶液受热蒸发时被收集起来。

下一步的研究包括提高甲醇产量和将专利技术转化为二氧化碳，这些二氧化碳来自主要的温室气体来源，如发电厂、汽车和石油钻探。

“我对这一发现改变游戏规则的潜力感到非常兴奋，”吴说，他是机械和机电工程的教授，也是滑铁卢纳米技术研究所的成员。“气候变化是一个紧迫的问题，我们可以帮助减少二氧化碳排放，同时创造一种替代燃料。”

Wu与Tijana Rajh、伊利诺斯州阿贡国家实验室的其他研究人员以及加州州立大学、北岭大学和城市大学的科学家合作完成了这篇论文，即单一Cu2O颗粒光催化剂用于将二氧化碳还原为甲醇的面依赖活性位点。