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科普:升级版人造树叶 可高效除二氧化碳

时间:2019-02-15  来源:新华社  

  新华社北京2月15日电 美国一个研究团队最新报告说,他们设计了一种升级版人造树叶,通过外加一种半渗膜,可以让人造树叶走出实验室,在室外空气中去除温室气体二氧化碳,?#21494;?#27687;化碳转换效率至少是大自然?#26032;?#33394;植物的10倍。

  植物光合作用可利用光能,将水和二氧化碳转化为有机物并?#22836;?#27687;气。科学家们近些年曾试图开发人造树叶来帮助去除温室气体二氧化碳,但效果一直达不到预期。

  来自美国伊利诺伊大学芝加哥?#20013;?#30340;这个研究团队介绍说,此前一些研究团队开发的人造树叶,都局限于在实验室中吸附并转化从加压储存罐里?#22836;?#20986;的纯二氧化?#35745;?#20307;。而人造树叶要想投入实际应用,必须能吸附来源于室外空气甚至燃煤电厂烟道废气中的二氧化碳。

  为此他们提出了一个改进方案:把此前设计的人造树叶封装进一个特殊设计的透明薄膜中。薄膜由季铵树脂制作而成,为半渗透膜,里面充满水。当阳光照射?#20445;?#34180;膜里水分蒸发,水分从薄膜通过?#20445;?#20250;选择性吸入二氧化?#35745;?#20307;。

  薄膜内的人造树叶,实际上是一个涂有催化剂的光吸收体,能将二氧化碳转化为一氧化碳。产生的一氧化碳可被抽取出,用于制作各种合成燃料。?#20174;?#30340;另一个产物氧气也可以抽取收集或直接?#22836;?#21040;外部环境中。

  升级版人造树叶每个长1.7米、宽0.2米。据测算,360个这样的树叶,每天可以通过吸收二氧化?#35745;?#20307;有效净化周边环境,并产生约半吨一氧化碳,用于制作合成燃料。

  这一研究成果发表在最新一期美国化学学会期刊《可?#20013;?#21270;学与工程》上。研究团队表示,通过将以往设计的人造树叶包裹在这一特殊薄膜中,“人造光合作用”就可以在户外环境中随时进行了,就像自然中的树叶一样。

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