使用“仿生葉”的汽車可獲得源源不斷的清潔燃料

騰訊科學(xué)訊 據(jù)國外媒體報(bào)道，哈佛大學(xué)的生物學(xué)家研發(fā)了一種“仿生葉”，能夠?qū)㈥柟庵械哪芰拷孬@，并轉(zhuǎn)化為液體燃料，可驅(qū)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，因此這是潛在的未來能源。從某種意義上看，這是一片升級版的人造葉子，科學(xué)家已經(jīng)掌握了人造葉子的工作機(jī)制，利用太陽光照的能量形成氫，并用于燃料電池。但是汽車和其他車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)一般使用液體燃料，因此哈佛大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了新型人造葉子，不僅能夠利用太陽能產(chǎn)生氫和氧，也可以滿足細(xì)菌產(chǎn)生異丙醇的條件。

異丙醇可以作為燃料來使用，這有些類似酒精或者汽油。哈佛大學(xué)的科學(xué)家在新型葉子中使用了一種酶，可從NADPH中分離出質(zhì)子和電子，并進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，與二氧化碳結(jié)合形成異丙醇。我們只要把人造葉子暴露在空氣中讓其接受陽光的照射，就能夠利用空氣中的二氧化碳生產(chǎn)出可供汽車使用的液體燃料，因此這是一種未來潛在生物燃料，能夠讓我們的汽車獲得源源不斷的動(dòng)力。參與本項(xiàng)研究的科學(xué)家來自哈佛醫(yī)學(xué)院、藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院以及該校的生物工程研究所。

新型人造葉子在2011年進(jìn)行了首次展示，Daniel Nocera教授透露人工葉子中使用特殊的催化劑，而進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)如果我們將這個(gè)裝置與生物能裝置結(jié)合，就可以產(chǎn)生液體燃料。此后研究人員開始利用細(xì)菌、質(zhì)子、電子和二氧化碳進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)出可供汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用的異丙醇。該工程技術(shù)來自麻省理工大學(xué)微生物學(xué)家Anthony Sinskey教授，哈佛大學(xué)的科學(xué)家將生物能裝置整合到人工葉子上，形成前所未有的化學(xué)合成平臺。

使用陽光來產(chǎn)生化學(xué)燃料是本項(xiàng)研究的核心思路，到目前為止我們一直在使用生物技術(shù)研發(fā)新型能源，理論上看任何碳基液體燃料都可以用于該改造工程。對此，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為當(dāng)務(wù)之急是提高人造葉子的轉(zhuǎn)化效率，需要優(yōu)質(zhì)的催化劑和細(xì)菌，這是科學(xué)家下一步的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)。他們的目標(biāo)是將效率提升到5%，自然界中光合作用生物效率為1%，這可以經(jīng)過26億年進(jìn)化的結(jié)果，我們要做的就是將轉(zhuǎn)化效率提升5倍。本項(xiàng)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。（羅輯/編譯）