【#Energy】我們可以從植物的光合作用獲取多少能量、收穫多少發電?

TEXT /  Shante香緹; PHOTO /  https://www.renewableenergymagazine.com/、https://www.renewableenergymagazine.com/jane-marsh/how-much;

​科學家們正在尋找模擬光合作用過程的方法,將地球上最豐富的資源轉化為燃料。透過植物行光合作用,將陽光轉化為能量,這過程我們可以獲得多少再生能源?光合作用是植物吸收水、陽光和二氧化碳以產生糖和氧氣的過程,而什麼是人工光合作用?


 

人類有眼耳鼻舌身意等覺知與覺受,可以發揮很多能力,但無法像植物行光合作用產生可被運用的能量,因此我們要心存感恩的使用大自然資源。當今人類最接近人工光合作用的過程是光伏技術,其中太陽能電池使用光伏技術發電,但它的平均效率不如光合作用高,太陽能電池板的平均效率僅為15%-20%,光合作用能夠將60%的太陽能作為相關生物分子中的化學能儲存起來,一些科學家甚至認為80%的目標是可能的。

 

人工光合作用如何運作

 

人工光合作用是產生氫氣、電力或醇基燃料,像植物一樣將陽光轉化為燃料的能量將徹底改變能源儲存方式,普渡大學科學學院的生物物理學家兼物理學教授Yulia Pushkar的研究指出:「由光伏電池利用的風能和太陽能是目前主要的兩種再生能源,研究發現第三種是合成光合作用,這將極大地改變再生能源可運用的範疇」。

 

Pushkar的團隊正在透過構建她自己的人造樹葉模擬物來模仿光合作用的過程,該模擬物收集光並分裂水分子以產生氫氣,氫氣可以通過燃料電池單獨用作燃料,也可以添加到天然氣等其他燃料中,或者內置在燃料電池中,為從汽車到房屋再到小型電子設備、實驗室和醫院等提供動能,人工光合作用有可能使我們可以收穫的能量成長兩倍。

 

人工光合作用是仿生學的一種形式,科學家從大自然中汲取靈感,以便它們可以在實驗室中實現光合作用。例如創造一種人造葉子,它吸收光線並將水分子分解成氫氣,最終產品將是氫,它在自然界中很少以純元素形式存在,可以用作能源,例如,氫動力船舶、建築物和汽車都可以使用這種燃料。

為普渡大學科學學院的生物物理學家兼物理學教授Yulia Pushkar


 

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