美國科學家研制出第一片實用型人造葉子

新浪科技訊 北京時間3月29日消息，據物理學家組織網報道，美國麻省理工學院的科學家27日稱，他們已經研制出第一片實用型人造樹葉，這是可再生能源探索道路上的一個轉折點。他們在第241屆美國化學學會全國大會上說，植物利用光合作用把陽光和水轉變成能量，他們研發的撲克大小的高級太陽能電池，正是通過模擬這一過程產生電流的。

該科研組的領導者丹尼爾?諾克拉說：“利用光合作用為人類提供能源的實用型人造樹葉，是幾十年來科學界的一個‘圣杯’。我們認為我們已經做到這一點。這種人造樹葉顯示了它的巨大潛力，它能幫助發展中國家的貧困家庭用上便宜、清潔的電能。我們的目標就是讓每一個家庭都有自己的發電站。你可以想象一下，有了這項技術，印度和非洲的農村家庭不久后就能買到便宜的基本電力系統，實現電力的自給自足。”

雖然這種人造樹葉是以真正的樹葉為原型研制的，但是它跟自然界的橡樹、楓樹和其他綠色植物的葉子不同。這種儀器的外形很像撲克，但是比撲克更薄，它由硅、電子和催化劑(用來加速化學反應速度的物質，如果沒有它們，化學反應可能就不會發現，或者反應緩慢)構成。諾克拉表示，這種人造樹葉的工作原理非常簡單：把它放在一加侖水里，然后放在陽光下，它就能把水分解成氫和氧，產生電流。一個這種儀器產生的電能可以滿足發展中國家一個家庭一天的用電需求。

這一過程產生的氫氣和氧氣會被儲存在位于屋頂上或者房屋旁邊的燃料電池里，燃料電池利用這兩種材料產生電流。美國坎布里奇麻省理工學院的化學家諾克拉指出，“人造樹葉”并不是一種新概念。其實早在10多年前美國科羅拉多州國家可再生能源實驗室的約翰?特納就制成了第一片人造樹葉，盡管特納的人造樹葉的光合作用效率很高，但是由于他當時采用的是非常昂貴的金屬材料，而且這種儀器的使用壽命也僅為1天，因此無法普及開來。

諾克拉科研組研制的新型人造樹葉克服了這些問題。它的制作原材料價格非常便宜，幾乎隨處可見，而且這種儀器的穩定性好，對工作環境要求不高。實驗室研究顯示，他的人造樹葉原型持續工作至少45小時后效率仍不會下降。他們取得這項新突破的關鍵，是諾克拉最近發現的幾種新型強效、廉價催化劑，這些催化劑用鎳和鈷制成，它們能在簡單條件下非常有效地把水分解成氫和氧兩種成分。現在諾克拉的人造樹葉的光合作用效率比真正的樹葉高10倍。他認為以后這種儀器的效率還能進一步提高。諾克拉說：“自然由光合作用提供能量，我認為未來世界也能用光合作用和這種形式的人造樹葉提供能量。”(孝文)