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藻類有望助力氫能規模生產

2026-04-12 21:56:244579

博士後雅克比手持兩管物質：左邊為從植物中提取的細胞膜；右邊為鐵氧化還原蛋白，該物質將有效提高氫能產量。

　　隨著全球低碳經濟的熱起，氫能一度成為人們關注的焦點，因為氫能清潔高效、來源廣泛，可以從石化、核能、可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)中(zhong)製(zhi)取(qu)，有(you)利(li)於(yu)擺(bai)脫(tuo)對(dui)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)的(de)依(yi)賴(lai)。另(ling)外(wai)，作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao)，氫(qing)能(neng)可(ke)以(yi)在(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)燃(ran)燒(shao)設(she)備(bei)中(zhong)進(jin)行(xing)能(neng)量(liang)轉(zhuan)化(hua)，與(yu)現(xian)有(you)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)兼(jian)容(rong)，受(shou)青(qing)睞(lai)程(cheng)度(du)很(hen)高(gao)。有(you)不(bu)少(shao)專(zhuan)家(jia)認(ren)為(wei)，氫(qing)能(neng)將(jiang)成(cheng)為(wei)本(ben)世(shi)紀(ji)新(xin)能(neng)源(yuan)舞(wu)台(tai)上(shang)的(de)希(xi)望(wang)之(zhi)星(xing)。目(mu)前(qian)來(lai)看(kan)，製(zhi)約(yue)氫(qing)能(neng)發(fa)展(zhan)的(de)最(zui)大(da)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)如(ru)何(he)大(da)規(gui)模(mo)、低成本地獲取這種能源。　　近日，麻省理工學院生物醫學工程學副主任張曙光及相關研究人員在海藻等水性微生物上找到了這一問題的解決途徑。　　新型製氫法助推高產量 　　許多種藻類、lanzaoxijunjishuishengwudoukeyitongguoxishoutaiyangguangzhongdenenglianglaifenjieshuifenzi，congershifangqing，duinengyuanlingyueryan，zhejiangyiweizhelingtanpaidenengyuanshengchanguocheng。zheyiguochengshangweiyongyuranliaoshengchandeyuanyinzhuyaoshizaitongchangqingkuangxia，shengwutikeyitongguochucizhiwaideqitafangshilaibaozhengjitishengchang，yinciqingnengjiubunengzhengchangchansheng。　　張(zhang)曙(shu)光(guang)及(ji)博(bo)士(shi)後(hou)雅(ya)克(ke)比(bi)及(ji)以(yi)色(se)列(lie)特(te)拉(la)維(wei)夫(fu)大(da)學(xue)的(de)同(tong)事(shi)和(he)科(ke)羅(luo)拉(la)多(duo)美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)實(shi)驗(yan)室(shi)日(ri)前(qian)已(yi)經(jing)發(fa)現(xian)，人(ren)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)利(li)用(yong)生(sheng)物(wu)工(gong)程(cheng)製(zhi)成(cheng)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)來(lai)使(shi)生(sheng)物(wu)體(ti)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)這(zhe)種(zhong)營(ying)養(yang)吸(xi)收(shou)方(fang)式(shi)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)氫(qing)能(neng)。　　雅克比表示：“haizaodequemeiyouxingqushengchanqingneng，yinweitamenxiangchanshengtanglei，yinweitangleicaishitamenweichishengcundebixuwuzhi，erqingnengzhisuandeshangfuchanwu。danshitongguoxianghaizaoshengcundehuanjingzhongjiaruzhidingmei，haizaosuochanshengdetangliangdedaoyizhi，congerzhuanxiangqingnengdeshengchan。”據悉，目前這一研究已經在美國國家科學院的期刊上發表，該文章還得到歐洲生物學組織的支持。　　麻ma省sheng理li工gong學xue院yuan這zhe一yi研yan究jiu第di一yi次ci闡chan釋shi了le海hai藻zao怎zen樣yang同tong時shi進jin行xing這zhe兩liang個ge過guo程cheng，同tong時shi，這zhe一yi過guo程cheng也ye闡chan釋shi了le在zai加jia入ru指zhi定ding酶mei後hou，在zai試shi驗yan過guo程cheng中zhong，氫qing能neng所suo產chan生sheng的de整zheng個ge過guo程cheng。通tong過guo加jia入ru指zhi定ding酶mei，海hai藻zao所suo產chan生sheng的de氫qing能neng總zong量liang上shang漲zhang了le4倍。雅克比表示，海藻所產生的糖類得以限製，但並不是停止生產，因為如果這一過程停止，海藻就無法生存。　　新技術有望大規模發展 　　研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi)，最(zui)終(zhong)，通(tong)過(guo)水(shui)和(he)陽(yang)光(guang)來(lai)生(sheng)產(chan)氫(qing)能(neng)的(de)模(mo)式(shi)將(jiang)得(de)到(dao)大(da)規(gui)模(mo)開(kai)發(fa)。氫(qing)能(neng)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)形(xing)式(shi)直(zhi)接(jie)發(fa)電(dian)或(huo)者(zhe)驅(qu)動(dong)汽(qi)車(che)，或(huo)者(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)與(yu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)結(jie)合(he)生(sheng)成(cheng)甲(jia)烷(wan)或(huo)者(zhe)其(qi)他(ta)的(de)清(qing)潔(jie)燃(ran)料(liao)，從(cong)而(er)減(jian)少(shao)碳(tan)排(pai)放(fang)。張(zhang)曙(shu)光(guang)和(he)雅(ya)克(ke)比(bi)計(ji)劃(hua)對(dui)此(ci)開(kai)展(zhan)進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)以(yi)提(ti)高(gao)氫(qing)能(neng)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。張(zhang)曙(shu)光(guang)表(biao)示(shi)：“這zhe一yi過guo程cheng產chan業ye化hua的de可ke能neng非fei常chang大da。首shou先xian，你ni必bi須xu懂dong科ke學xue，即ji要yao懂dong得de這zhe一yi過guo程cheng所suo產chan生sheng的de實shi用yong價jia值zhi，從cong而er對dui氫qing燃ran料liao的de生sheng產chan進jin行xing商shang業ye規gui模mo的de發fa展zhan。這zhe隻zhi是shi時shi間jian和he金jin錢qian的de問wen題ti。”據(ju)悉(xi)，現(xian)有(you)工(gong)業(ye)製(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)是(shi)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)製(zhi)氫(qing)和(he)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)，分(fen)別(bie)利(li)用(yong)了(le)化(hua)學(xue)能(neng)和(he)電(dian)能(neng)，其(qi)消(xiao)耗(hao)巨(ju)大(da)，讓(rang)製(zhi)氫(qing)成(cheng)本(ben)陡(dou)增(zeng)，這(zhe)一(yi)度(du)讓(rang)工(gong)業(ye)大(da)規(gui)模(mo)生(sheng)產(chan)氫(qing)作(zuo)為(wei)能(neng)源(yuan)的(de)希(xi)望(wang)變(bian)得(de)渺(miao)茫(mang)。　　雅克比表示：“長(chang)期(qi)來(lai)看(kan)，發(fa)展(zhan)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)唯(wei)一(yi)可(ke)行(xing)的(de)途(tu)徑(jing)就(jiu)是(shi)依(yi)靠(kao)太(tai)陽(yang)或(huo)者(zhe)通(tong)過(guo)生(sheng)化(hua)反(fan)應(ying)來(lai)製(zhi)造(zao)氫(qing)能(neng)。具(ju)體(ti)如(ru)何(he)操(cao)作(zuo)，我(wo)相(xiang)信(xin)沒(mei)有(you)唯(wei)一(yi)的(de)答(da)案(an)，不(bu)同(tong)的(de)地(di)點(dian)和(he)不(bu)同(tong)的(de)終(zhong)端(duan)用(yong)戶(hu)群(qun)將(jiang)產(chan)生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)。通(tong)過(guo)指(zhi)定(ding)酶(mei)來(lai)生(sheng)產(chan)氫(qing)能(neng)的(de)方(fang)式(shi)在(zai)高(gao)度(du)工(gong)業(ye)化(hua)國(guo)家(jia)及(ji)發(fa)展(zhan)中(zhong)國(guo)家(jia)都(dou)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)大(da)規(gui)模(mo)發(fa)展(zhan)，氫(qing)能(neng)的(de)成(cheng)本(ben)也(ye)因(yin)此(ci)有(you)望(wang)下(xia)降(jiang)。這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)所(suo)需(xu)的(de)海(hai)藻(zao)在(zai)地(di)球(qiu)的(de)任(ren)何(he)角(jiao)落(luo)都(dou)能(neng)找(zhao)到(dao)，而(er)且(qie)整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)不(bu)存(cun)在(zai)有(you)害(hai)物(wu)質(zhi)。這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)的(de)最(zui)大(da)優(you)點(dian)就(jiu)在(zai)於(yu)它(ta)的(de)簡(jian)單(dan)。　　未wei來lai，隨sui著zhe製zhi氫qing技ji術shu的de發fa展zhan和he化hua石shi能neng源yuan的de減jian少shao，氫qing能neng利li用yong遲chi早zao將jiang進jin入ru家jia庭ting，首shou先xian是shi發fa達da的de大da城cheng市shi，它ta可ke以yi像xiang輸shu送song城cheng市shi煤mei氣qi一yi樣yang，通tong過guo氫qing氣qi管guan道dao送song往wang千qian家jia萬wan戶hu。　　全球大規模發展氫能 　　世界各國都在加快氫能的開發和利用。國外氫能的發展不再單純停留在技術領域，已產生了“氫能經濟”xinjingjimoshidelinian。rumeiguoduiqingnengjishufeichangzhongshi，suiranmuqianrengchuyushifanjieduan，danqiqingnengdejishutiaojianyijingchengshu。youzhuanjiayuce，meiguoranliaodianchiqiche、氫能生產和加氫基礎設施的商業化可望在2015年之前實現。按照美國氫能技術路線圖，到2040年美國將走進“氫能經濟”時shi代dai。在zai這zhe一yi階jie段duan氫qing能neng將jiang最zui終zhong取qu代dai化hua石shi能neng源yuan成cheng為wei市shi場chang上shang最zui廣guang泛fan使shi用yong的de終zhong端duan能neng源yuan。另ling外wai，美mei國guo也ye出chu台tai相xiang關guan政zheng策ce予yu以yi支zhi持chi，美mei國guo能neng源yuan部bu曾zeng提ti出chu《向氫經濟過渡的2030年遠景展望報告》，美國能源部正實施“自由汽車計劃”和“氫燃料導入計劃”，以支持氫能和燃料電池及燃料電動車的研發與示範。　　近5年來，日本產業經濟省平均每年投入約2.7億美元用於燃料電池相關項目研究。目前，日本正通過開展燃料電池汽車的標準、規範、法規、認證製訂工作，紮實推進其產業化。　　另外，加拿大和巴西也都希望利用廉價水電推廣氫能；人口僅28萬的冰島早在10年前就提出，到2030年讓全部機動車和漁船使用氫燃料電池，此外冰島還成立了由汽車製造商和電力公司組成的新能源聯盟，以推進新能源的利用。　　據美國氫氣協會分析，氫燃料汽車正在加快推向商業化。但由於目前製氫成本大約為汽油成本的2到4倍，且氫氣的大量生產需要能源和基礎設施，因此成為主導燃料仍存在許多問題。有專家認為，在2015到2020年期間，製氫成本將與汽油成本相當，這將主要取決於燃料電池汽車的推廣和使用。如果投入批量化生產，預計到2015年，燃料電池汽車的生產成本將僅比傳統汽車高20％。