中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究人員在最近一期《物理化學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們開(kāi)發(fā)出一種能模擬光合作用的人工材料，有望帶來(lái)一種可持續(xù)的自給自足能源系統(tǒng)。
可持續(xù)的自給自足能源系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)環(huán)境沒(méi)有負(fù)面影響，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和廢水。但要建造這樣一個(gè)系統(tǒng)，目前面臨的難題是，如何設(shè)計(jì)出一種材料，既不會(huì)在分解水的過(guò)程中生銹，又能捕獲能源，還要足夠便宜以利于生產(chǎn)。
佛羅里達(dá)州立大學(xué)化學(xué)工程副教授何塞·門(mén)多薩-科特斯最初用氧化錳開(kāi)發(fā)了一種多層材料，稱(chēng)為層狀水鈉錳（birnessite）。后來(lái)，他和研究團(tuán)隊(duì)把這種多層材料一層層地剝離，當(dāng)只剩一層時(shí)，令人興奮的事情發(fā)生了，它捕獲光的速度大大提高。從技術(shù)上講，它從一種間接帶隙材料變成了直接帶隙材料。
光能更容易地穿透間接帶隙而不被吸收。硅是最常見(jiàn)的間接隙帶材料，但要想讓材料更有效，通常是把硅太陽(yáng)能電池堆積起來(lái)，達(dá)數(shù)百微米厚。如果太薄，光會(huì)穿過(guò)材料。更理想的是造出一種單層材料，能有效捕獲光，這樣更加簡(jiǎn)單、廉價(jià)而且易于制造。
“所以直接帶隙材料的發(fā)現(xiàn)才如此令人興奮。它便宜、高效，而且不必捕獲大量的光就能作為燃料發(fā)電?！遍T(mén)多薩-科特斯說(shuō)，“理論上，這是一種自給自足的能源系統(tǒng)?；蛟S將來(lái)，人們能把這種材料用在自家屋頂，在陽(yáng)光照耀下把雨水變成能源?！?
捕獲陽(yáng)光，然后用這些光能把水分解成氫氣和氧氣，這一過(guò)程叫做氧化。當(dāng)植物利用光能分解水和碳水化合物時(shí)，發(fā)生的就是這種反應(yīng)，也是植物的主要能量來(lái)源。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月2日?qǐng)?bào)道，新發(fā)現(xiàn)為將這一過(guò)程用于制造新能源、實(shí)現(xiàn)零碳排放帶來(lái)光明前景。
