仿生葉“吃”二氧化碳“吐”生物燃料(圖文)

美國哈佛大學的研究小組開發(fā)出一種人工仿生葉，據(jù)稱該裝置能“吃”進二氧化碳產(chǎn)出生物乙醇，效率比自然光合作用高出10倍。如果得以推廣，將能在一定程度上緩解全球變暖和能源短缺問題。無論是一片樹葉、一棵小草，還是單個藻類細胞，都能夠通過光合作用，在陽光下把水和二氧化碳轉化為有機物并釋放出氧氣。如今，借助最新技術，科學家們不但人工重現(xiàn)了這一過程，還超過了自然葉片的效率。

哈佛大學化學家丹尼爾·諾塞拉和他的團隊，聯(lián)手哈佛大學醫(yī)學院的生物學家帕梅拉·西爾弗的團隊制造出了一種神奇的“活電池”。這種被他們稱之為仿生葉裝置，能夠利用太陽能電池板所提供的電力，把水分解為氫氣和氧氣，而系統(tǒng)內的微生物以氫為食，能把空氣中的二氧化碳轉化為生物燃料。

據(jù)悉，該小組2015年就造出了第一款人工光合作用設備，用1升水可生產(chǎn)出216毫克的乙醇。不過該系統(tǒng)所使用的鎳—鉬—鋅催化劑在參與化學反應后，可能會產(chǎn)生一定的副作用讓參與反應的微生物中毒，從而影響后續(xù)進程。因此，他們一直在尋找更好的催化劑。

研究人員最近在發(fā)表于《科學》雜志上的論文中描述了一種鈷磷合金，該材料一直在塑料和金屬部件加工中作為防腐涂料。借助這種新型的催化劑，研究人員對仿生葉進行了改進升級，讓其生產(chǎn)乙醇的效率提高了10%以上。據(jù)稱，每千瓦時的電能讓升級版的仿生葉消化130克的二氧化碳，產(chǎn)出60克的異丙醇燃料。這種轉化效率大約是自然界光合作用的10倍以上。

諾塞拉表示，通過消耗空氣中的二氧化碳來產(chǎn)生燃料，新的生物反應器技術不但能幫助緩解全球變暖問題，還能產(chǎn)生更清潔的能源，解決能源短缺問題，可謂一石二鳥。為便于商業(yè)化推廣，他們還將對該技術做進一步的優(yōu)化。