轉(zhuǎn)折發(fā)生：人工光合作用將為世界供能？
去年美國刺激法案的一個有趣的副作用是，為美國能源高級研究計劃局（ARPA-E） ——類似于美國國防部高級研究計劃局（DARPA）中關(guān)注能源的部門，但是是民用性質(zhì)的機(jī)構(gòu)——提供了4億美元資助。同時在上周舉行的首屆能源高級研究計劃局會議上，麻省理工學(xué)院（MIT）的一名化學(xué)家丹·諾塞拉（Dan Nocera）展示了他如何合理地將刺激資金使用在研究新的光合作用過程上。使用一種特殊的催化劑，僅需要陽光和一瓶水，新的光合作用過程就能將水分解成氧氣和氫氣，并能高效率地為一間房子供能。
像有機(jī)光合作用（organic photosynthesis）一樣，諾塞拉的化學(xué)反應(yīng)通過陽光將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成氧氣和能量。植物是以糖的形式產(chǎn)生能量，然而這種新的光合作用過程是以游離氫（free hydrogen）的形式產(chǎn)生能量。這種氫能夠在燃料電池中與氧氣再結(jié)合而生成電能，或者直接轉(zhuǎn)化成液體燃料。
大約4個小時的時間內(nèi)，通過諾塞拉的催化劑處理的水能夠產(chǎn)生30度（千瓦小時）的電能。此外，這種新的光合作用過程也很便宜。實際上，是如此便宜以致諾塞拉能夠毫無問題地展望這一天的到來，即每間房子都能夠通過這種新的光合作用產(chǎn)生自己所需的燃料和電能。
如果丹·諾塞拉實現(xiàn)了他的人工光合作用方式，那么一瓶飲用水將能夠為一個發(fā)展中國家的家庭提供足夠的能量。MIT的化學(xué)家以及太陽催化劑（SunCatalytix）公司的創(chuàng)始人，諾塞拉已經(jīng)開發(fā)出一種基于鈷的催化劑，使他能夠通過與植物相同的方式儲存能量：即分解水。
“幾乎所有的太陽能都儲存在分解水的過程中，”諾塞拉在3月2日的美國能源高級研究計劃局會議上所作的就職演說里講道。太陽催化劑公司是五家接受政府資助開發(fā)被稱為“電燃料”的“直接太陽能燃料”的公司之一，他們受能源高級研究計劃局——一個新成立的、致力于開發(fā)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的高級研究計劃局（Advanced Research Projects Agency）——的資助。“我們通過模擬光合作用來進(jìn)行大型的太陽能存儲。”
據(jù)諾塞拉稱，他的新系統(tǒng)能夠在無需特殊溫度和壓力要求的條件下，也無需在一杯水中侵蝕——即便是受污染的水——的情況下運行。“如果為了儲存能量，你需要純凈水，那么純凈水將會把能量吸收，”諾塞拉說。“而我們卻使用水坑里的水（指污染的水）?！睂嶋H上，諾塞拉已經(jīng)使用來自波士頓查爾斯河（Charles River in Boston）的未經(jīng)處理的水測試了他的雛形方案。同時這個新的光合作用過程很便宜，不需要像商業(yè)電解槽（electrolyzer）那樣每千瓦電能耗資 12000美元?！澳菢拥脑挘瑢o法幫助改善美國的能源狀況或者世界上的窮人。”
通過由一個5米寬6米長的光伏陣列（photovoltaic array）產(chǎn)生的電能，諾塞拉宣稱他能夠在4小時內(nèi)分解足夠的水“來儲存足夠美國一般家庭”一天所需的能量，即30度多一點?！拔覀冃枰Ｖ鼓欠N一次性制造大型能源系統(tǒng)為大眾服務(wù)的做法。我們需要通過古老的美國式的方式一小步一小步地進(jìn)行，然后再制造面向所有大眾的系統(tǒng)?！?/p>
他參照的例子？正是汽車。畢竟，在1898年時，全世界范圍內(nèi)的相關(guān)公民領(lǐng)袖聚集在一起；因為有估計預(yù)測以當(dāng)時的發(fā)展速度倫敦將被3米深的糞便掩埋（譯注：汽車工業(yè)之前，主要使用馬車；大量的馬車將產(chǎn)生大量的糞便）；紐約的樁柱將達(dá)3層樓那么高。然而在不到二十年的時間里，那個擔(dān)憂完全不存在了。 “他們沒有看到汽車工業(yè)的興起，”諾塞拉說?！稗D(zhuǎn)折發(fā)生了?！?/p>
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