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【前沿】超级计算机助力太阳能燃料技能 人类将离别化石燃料?

来源:http://www.0769disc.com 编辑:ag88环亚娱乐 时间:2018/08/30

  【前沿】超级计算机助力太阳能燃料技能 人类将离别化石燃料?

  一向以来,人类都依靠着化石燃料驱动文明。但是,在化石燃料储量日益减少、气候变暖日益加剧的今日,科学家们一向期望开宣布一种新式燃料的出产技能:太阳能燃料。

  所谓的太阳能燃料,其实是一个脑洞大到类似于“水变油”的主意:运用太阳能,将传统燃料焚烧后的“废物”——水或二氧化碳——从头转换成燃料。主意尽管非常夸姣,但这一进程非常困难杂乱,科学家们到现在都还没有找到适宜的解决方案。不过,最近的一项研讨将很有可能将改动这一现状。

  长久以来,已知能够用于出产太阳能燃料的催化剂只要 16 种。来自美国动力部劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)和加州理工学院的研讨人员运用超级计算机采用了全新的办法,在两年内便新发现了 12 种催化剂,大大推进了太阳能燃料的研讨进程。

  3 月 6 日,此项重要研讨成果宣布在美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)上。

  在阳光的照射下,名为“光阳极”的催化剂资料将水分子中的氢和氧进行别离,生成氢气和氧气(图中气泡)。这一严重研讨打破将可能助推太阳能燃料的大规模出产。

  那么问题来了,咱们现已具有适当高效的太阳能电池了,能够直接把太阳能转化为电力。为什么科学家们还在研讨把太阳能转化为燃料的技能呢?答案是:纵使太阳能电池的功率再高,人类也离不开燃料。

  自1776年,英国人瓦特改进的蒸汽机宣布榜首声轰鸣开端,人类就再也无法脱节燃料。不论是火箭、飞船,仍是车辆、潜艇,亦或是工业出产、炒菜煮饭,918.com,人类日子的方方面面都与燃料休戚相关。两百多年来,咱们在这个地质学意义上简直是一个瞬间的时间里,把地球几十亿年的化石储藏焚烧掉,首要转化成热,然后再变成机械能、电能,当然了,还有形成温室效应的二氧化碳。

  能够这么说,现代人类社会的简直悉数动力都依据下面这个简略的化学反应:

  碳氢化合物 / 氢气 + 氧气 → 水 + 二氧化碳

  但是,就算地球上的燃料暂时还不会耗尽,化石燃料带来的气候变暖现已迫在眉睫。依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的陈述称,假如人类想要让地球脱节生态溃散、海平面上升、粮食缺少乃至堕入战乱的梦魇,有必要把温度上升约束在2度以内——或者说,还能再排约1亿吨二氧化碳。假如人类依照现有状况持续排放,只需要20到30年就能够“达到”这个风险的方针。

  化石燃料已不能再如此大规模运用,却并不是一切当地都能用电力代替。在特斯拉等公司的大力推进下,电力轿车好像离完全替代化石燃料轿车只剩一步之遥。但是,锂电池的能量密度——单位分量动力载体所能开释的能量——却小得不幸,这使得电力轿车的路程非常受限。

  举例而言,一台两顿重的电动轿车顶多能够行使约300公里。你无法幻想,一架飞机背着满满一机腹的电池起飞,也不行能让一艘轮船带着比货品重得多的电池远航。

  各种动力载体能量密度比照:锂离子电池的能量密度过低,以至于只能用在少量范畴。可不要小看你的小肚腩,脂肪是极佳的能量载体。一个傲岸的将军肚里所包含的能量,很可能胜过一台充满电的特斯拉轿车。