催化研究领域新进展:新型太阳能电池“吸收”二氧化碳转为燃料

2025年12月04日 阅读量:92

元素百科介绍新的太阳能电池“吸收”二氧化碳进入燃料。据伊利诺斯大学芝加哥分校网站报道,该校研究人员设计了一种新型太阳能电池,可以直接将大气中的二氧化碳转化为碳氢化合物燃料。整个过程便宜高效,有助于加快化石燃料的淘汰。

新电池不同于传统的太阳能电池

新电池不同于传统的太阳能电池,后者是将太阳转化为电力储存在电池中,新电池的工作原理更像植物,通过“人工叶”产生氢和一氧化碳“合成气”,可以直接燃烧,也可以转化为柴油或其他碳氢化合物燃料,成本相当于一加仑汽油。该技术不仅可以从大气中去除大量的碳,还可以有效地产生高能量密度的燃料。

新太阳能电池的发电原理

高级作者、学校机械与工业设计助理教授阿明·萨利希·柯金表示,新的太阳能电池不是光伏电池,而是“光合”电池。产生能量的方法不是从化石燃料到温室气体,而是通过阳光回收大气中的碳。他们专注于一个叫做过渡金属硫化物的家庭(TMDCs)纳米结构化合物将其与一种非常规离子液作为电解液制成电化学电池。使用两个大约18平方厘米的硅三联光伏电池作为“叶片”来捕捉阳光,激活每平方米100瓦强度的光,阴极产生氢和一氧化碳气泡,阳极产生氧和氢离子。

多年来,工程师们一直在探索各种能够恢复二氧化碳的高效催化剂,但到目前为止,他们要么反应效率低,要么依赖贵金属。博士后研究员穆罕默德·阿萨迪说,新催化剂比贵金属催化剂快1000倍,便宜20倍。

该技术适应性强,不仅可以大规模用于太阳能电厂,还可以小规模用于太阳能电厂。萨利希·柯金说,它甚至可以用于未来二氧化碳火星上的大气主要成分。

美国国家科学基金会资助这项研究(NSF)项目总监罗伯特·麦凯布表示,这些结果与实验和计算研究相结合,并巧妙地将新知识与化学设计相结合,在催化剂研究领域取得了巨大的进展。

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