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標題: 人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進 [打印本頁]
作者: eaglelu    時間: 2013-3-7 05:33 PM     標題: 人造光合作用技術穩步朝現實世界邁進

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公仔箱論壇. i1 I) g/ H+ r/ w7 L6 p- e
(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，
2 Q7 J. E' @, q1 @" g2 S公仔箱論壇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。
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" w7 X$ K$ g  j) }% b$ f; B3 yMIT 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。
: p; T8 n8 |! c6 ]「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：: l  G3 z$ x4 N: X
「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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' ^: B! |) d  b1 K; S+ iTVBNOW 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。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)，
; m6 F. F$ b7 Y: Y( _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。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，8 n8 `+ t6 m" g9 c& Y. P9 y2 E
在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。 tvb now,tvbnow,bttvb6 q2 T2 O4 A. N$ T
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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”，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。, C) r3 O* D' K& b; j" j2 a( A' z
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，
  v  ~2 l' q4 J# x! h! o/ Vtvb now,tvbnow,bttvb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。
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1 b9 b- ], U9 [* CTVBNOW 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。' a7 u# `2 g1 \5 {

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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)
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7 F3 _  V* z' W; ?" gwww2.tvboxnow.com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%，
, A6 D  |% o2 l+ v  M8 I$ m/ H/ [- Uwww2.tvboxnow.com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 k- d& _( F8 I4 \0 H% vwww2.tvboxnow.com以最佳化電解作用、達到更高的電壓。
( T* M6 P; O  DTVBNOW 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。www2.tvboxnow.com. O: x& _$ m' l  P* k
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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。
5 n: ^; E8 C" f! D% b5 {0 U0 p3 ?- Otvb now,tvbnow,bttvbMIT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) ，www2.tvboxnow.com. I6 j( N; \+ `- \4 }1 F! p/ N
以及Chesonis 家族基金會。 4 b9 C" ?* S: G: v

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編譯：Judith Cheng
6 F; C7 P7 b8 }公仔箱論壇(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)



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