太陽能生物質製氫

據外國媒體報道：劍橋大學的一個研究團隊開發出了一種使用太陽能發電從生物質中製取既可持續又相對便宜的氫氣的方法。

xiandaishehuimianlindetiaozhanzhiyishifeiwuchanshengdeyingxiang
，suizheziranziyuandaliangjianshao
，zhengfuheqiyeduishiyongfeiwushengchannengyuandexuqiuyuelaiyuepoqie。ziyoujiluyilai，shengwuzhiyizhishirehenengyuandelaiyuan：地球的石油儲量來自古老的生物質，經曆數百萬年的高溫高壓最後成型；木質纖維素是植物生物質的主要組分。但迄今為止，生物質轉化氫氣還主要通過高溫分解的氣化過程實現。

劍橋大學化學係Moritz Kuehnel博士與其他研究者在Nature Energy上發表了一篇關於生物質製氫的論文。 他表示，高度結晶的纖維素纖維組成的木質纖維素具有高度的穩定性，因此
，木質纖維素的化學利用富有挑戰性。

新(xin)技(ji)術(shu)使(shi)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)光(guang)催(cui)化(hua)轉(zhuan)化(hua)過(guo)程(cheng)。將(jiang)催(cui)化(hua)納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)加(jia)入(ru)到(dao)懸(xuan)浮(fu)有(you)生(sheng)物(wu)質(zhi)的(de)堿(jian)性(xing)溶(rong)液(ye)中(zhong)，將(jiang)其(qi)放(fang)置(zhi)在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)模(mo)擬(ni)太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)燈(deng)下(xia)，溶(rong)液(ye)即(ji)非(fei)常(chang)理(li)想(xiang)地(di)吸(xi)收(shou)燈(deng)光(guang)並(bing)將(jiang)生(sheng)物(wu)質(zhi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)氣(qi)態(tai)氫(qing)
，之(zhi)後(hou)可(ke)從(cong)頂(ding)部(bu)空(kong)間(jian)收(shou)集(ji)氣(qi)態(tai)氫(qing)。這(zhe)種(zhong)氫(qing)氣(qi)不(bu)含(han)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)抑(yi)製(zhi)劑(ji)，例(li)如(ru)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)，可(ke)用(yong)於(yu)動(dong)力(li)驅(qu)動(dong)中(zhong)。

納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)夠(gou)吸(xi)收(shou)來(lai)自(zi)太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)能(neng)量(liang)並(bing)且(qie)使(shi)用(yong)它(ta)來(lai)進(jin)行(xing)複(fu)雜(za)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，在(zai)這(zhe)個(ge)實(shi)驗(yan)中(zhong)
，水(shui)和(he)生(sheng)物(wu)質(zhi)中(zhong)的(de)原(yuan)子(zi)重(zhong)組(zu)成(cheng)氫(qing)氣(qi)和(he)其(qi)他(ta)有(you)機(ji)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)如(ru)甲(jia)酸(suan)以(yi)及(ji)碳(tan)酸(suan)鹽(yan)。

主要聯合作者，化學係的David Wakerley博士表示
，原始生物質中存儲了大量的化學能，但無法使用在如汽車發動機這樣的複雜機械中；研yan究jiu團tuan隊dui的de係xi統tong能neng夠gou將jiang構gou成cheng生sheng物wu質zhi的de長chang而er雜za亂luan的de結jie構gou轉zhuan化hua為wei氫qing氣qi，他ta們men專zhuan門men設she計ji了le催cui化hua劑ji和he溶rong液ye的de組zu合he


，可ke以yi使shi用yong太tai陽yang能neng作zuo為wei能neng量liang源yuan進jin行xing這zhe種zhong轉zhuan化hua。

團隊在他們的實驗中使用不同類型的生物質：木材
、紙和葉片不需要進行任何預處理，使用納米粒子在陽光下可以直接發生反應。

該技術是在劍橋大學基督教多普勒可持續綜合實驗室開發的。實驗室負責人Dr. Erwin Reisner表biao示shi，這zhe種zhong在zai室shi溫wen條tiao件jian下xia將jiang未wei處chu理li的de生sheng物wu質zhi分fen解jie製zhi氫qing的de技ji術shu是shi目mu前qian高gao溫wen氣qi化hua和he其qi他ta可ke再zai生sheng氫qing生sheng產chan方fang式shi的de可ke行xing替ti代dai方fang案an。未wei來lai，團tuan隊dui將jiang探tan索suo在zai這zhe項xiang技ji術shu規gui模mo化hua，未wei來lai可ke在zai小xiao型xing離li網wang設she備bei到dao工gong業ye規gui模mo中zhong應ying用yong。

在劍橋大學的商業化部門的幫助下，這項技術已經提交了英國的專利申請，並正在與潛在的商業合作夥伴進行會談。

參考文獻：

David Wakerley et al: Solar-driven reforming of lignocellulose to H2 with a CdS/CdOx photocatalyst，Nature Energy 13th March 2017 DOI: 10.1038/nenergy.2017.21