人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進

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美國麻省理工學院(MIT)近日在最新的美國國家科學院(National Academy of Sciences，NAS)期刊發表了以人造光合作用技術
1 d6 l& F, K' B8 Bwww2.tvboxnow.com(artificial photosynthesis technologies)為基礎的永續性科技藍圖；該份詳細的科學分析文件，為新一代節能技術建立了基準，公仔箱論壇& T3 D. A9 P1 u7 ?* s% D. r* Z4 N5 r
並列舉了建立以人造光合作用為基礎的永續性“氫經濟(hydrogen economy)” 所需的技術研發成果。 公仔箱論壇) z2 A7 p1 \1 w( k' n
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MIT 表示，有興趣的工程師們可藉由該文件(參考連結)來了解目前相關技術的情況，以及如何讓那些技術實際運用、降低成本以及商業化。www2.tvboxnow.com( @8 b' t  R1 i. H" X- o
「最值得注意的是，這個我們形容為“出發點(starting point)”的技術是已經獲得公認；」MIT教授Tonio Buonassisi指出：
' F3 t6 \' w( ?' X. n2 _; L3 x- h0 v「我們也提出所有的挑戰，因此科學研究人員與工程師可開始實驗性地應對每個挑戰。」
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該技術藍圖是Buonassisi與前任MIT教授Daniel Nocera (現任職哈佛大學)、前MIT博士後研究員Mark Winkler (現任職IBM)，% S% J! z: F  N' Y; ^1 _! [
以及前任MIT博士後研究員Casandra Cox (現任職哈佛大學)等人的合作成果。這些研究人員已經製作出一個人造光合作用的概念驗證原型，
5 ~! r" c6 a" [0 T5 ^* C公仔箱論壇在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。
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在自然界，植物透過光合作用將自然資源──水以及吸取自土壤的養分──轉換成稱之為三磷酸腺苷 (adenosine triphosphate，ATP)的“燃料”，
( @/ x( Q6 N+ p/ n8 h) ?3 ]1 Y% ?可儲存起來並在植物進行代謝時提供所需能量。根據MIT的論文，第一代人造光合作用技術採用的光電電池(photovoltaic cells)外面塗佈了化學催化劑，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。! k+ A- b( X! ~- s* \( N
能最佳化將水透過電解作用轉換為氫燃料的過程；然後再利用燃料電池將儲存的氫燃料轉換成可用電力。, Q# r" C; T( I3 M
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圖A是採用直接光電耦合的電化學電池電路；一邊是單個光電電池(圖B左)，一邊是三個指叉型光電電池(圖B右)TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。4 H# t; ]& w% I" L: s
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據了解，目前的人造光合作用技術轉換效率不到5%，但研究人員預期，若該技術依循藍圖發展，未來採用標準晶矽太陽能電池的效率可超越16%，
; a( U, j% [1 G/ Q7 m  {tvb now,tvbnow,bttvb若採用砷化鎵(GaAs)材料甚至可達到18%的轉換效率。MIT的技術藍圖將不同型態的新一代光電電池以及化學催化劑相互搭配，並提出將電池堆疊起來的多種方法，
0 M' a! l* t, w/ q" z以最佳化電解作用、達到更高的電壓。
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該技術藍圖也記載了如何同時藉由化學方法與物理架構──例如交錯排列的平面(interleaved plate)──來降低電解質(electrolyte)的阻抗，以維持漸進式的效率提升。
3 q- p# [7 ]6 ]4 Y* ~公仔箱論壇MIT研究專案的贊助者還包括美國國家基金會(NSF)、美國空軍科研辦公室(the Air Force Office of Scientific Research)、新加坡國家研究基金會(MIT與新加坡的研發聯盟) ，
. C: Z, P; ^. \4 k以及Chesonis 家族基金會。 www2.tvboxnow.com$ q- |% N7 e. |, \& @2 s

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% W, w6 _* d4 @; H  Cwww2.tvboxnow.com編譯：Judith Cheng : @/ b. a' r! U* J9 a9 w- x
(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)