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
' S9 p% ~  P: j+ ^6 ^(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，+ B2 H* ]1 }1 Y0 i% Q- N# x8 D
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。
) Z; N9 H! E4 r+ y2 v! n  rTVBNOW 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。
3 h9 d& o5 o7 t2 m/ M' e% R. \. f公仔箱論壇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。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。/ }# [9 K) }+ ?7 |; F9 ?
「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：
8 l! k+ C% M3 q$ q5 s- G) l; T5 d公仔箱論壇「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。」 tvb now,tvbnow,bttvb6 ?& Q- ^# I) w, K) w( R; ~& `
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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)，www2.tvboxnow.com; P0 D+ H5 P+ K1 k$ w- p! e+ f
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，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。" G4 \) \6 E" Y0 V1 t$ C
在NAS發表的論文則是第一次提出可實現的技術藍圖。 . m% f# R, i& J0 \" {8 U2 Z

2 o- e6 j9 x# j* W0 i( e8 ?% ~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”，
" p7 {! p* x' b6 b. L1 Hwww2.tvboxnow.com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，: Z6 r- b5 ^/ n( L- b3 N9 r) G2 n1 a% D
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。www2.tvboxnow.com' m+ x, C1 y7 i( {( y
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! [* J  c! Y/ K* H' t公仔箱論壇圖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)tvb now,tvbnow,bttvb' r7 u, ]8 V* A& C* t% n
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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%，
. ~1 t  [+ S" r3 m5 ctvb 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，
) H1 G6 G+ y' k8 L以最佳化電解作用、達到更高的電壓。
1 M" x, c/ K: \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。) ~7 o$ M' l5 C4 o7 s2 k# 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。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。0 m4 T* S( I3 h" {7 B
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) ，
% f7 ~0 f+ M5 Z1 ~) a/ B/ ntvb now,tvbnow,bttvb以及Chesonis 家族基金會。
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編譯：Judith Cheng tvb now,tvbnow,bttvb( p; A- F2 m: @" A  c! |/ W1 h3 \) [
(參考原文： MIT unveils roadmap for converting light to hydrogen fuel，by R. Colin Johnson)