仿效植物光合作用原理，雙原子催化劑可直接儲存太陽能
2018-03-14
植物可透過光合作用，利用光能生產有機物並且儲存能量，為當今唯一可直接儲存太陽能的方式，因此美國波士頓大學為了提升儲存與收集太陽能效率，決定仿效植物，研發出新型雙原子催化劑，透過人工光合作用生產並儲存太陽能。
該團隊研發以兩種活性金屬為中心的雙原子銥異構催化劑，解決了太陽能為間歇性能源的問題，可直接收集太陽能並存入化學鍵。波士頓大學化學副教授王敦偉表示，運作方式就像光合作用，但效率更高，且製造成本更低。
以往的人工光合作用研究較傾向開發單原子（single-atom）催化劑，較少團隊關注雙原子為主的原子分散催化劑（atomically dispersed catalysts），但該團隊反其道而行，研發雙原子銥異質催化劑，除了製程快速便宜，表現也十分出色，對水氧化反應的穩定度和活性也都符合光合作用過程。
該團隊研究側重催化劑性能，且重點關注廣泛用於工業的異質催化劑（heterogeneous catalysts）。以前由於難以定義異質催化劑的原子結構，很難分析構造與缺陷，因此團隊還利用新技術評估單原子催化劑，並開發了一個材料平台來研究多活性金屬的複雜反應。王教授指出，以往實驗都取向研究均相催化劑（homogeneous catalysts），但耐用性不高，這是團隊首次發現異質催化劑可用於再生能源生產與儲蓄。
為了測試催化劑結構，團隊還在勞倫斯伯克利國家實驗室進行 X 光測試，王教授表示，催化劑結構簡單性與耐久性皆具，對水氧化反應也有高活性，除了可用於人工光合作用，未來也可朝太陽能燃料發展。
王教授指出，研究下一步將會嘗試增強催化劑的實際應用，並檢測催化劑在其他領域的轉換反應。該研究目前已發表在《美國國家科學院院刊》，但詳細轉換數值尚未對外公開。
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖為示意圖，來源：pixabay）
◎資料來源：科技新報
回上一頁
