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為了全球加速脫碳的目標(biāo)，科學(xué)家們可謂是“腦洞大開”。近期，英國劍橋大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種水上生產(chǎn)替代燃料的設(shè)備——“人造樹葉”，未來有望在海面上大規(guī)模運(yùn)作。

正如其名，“人造樹葉”極其輕薄且靈活，其靈感來自光合作用（植物將陽光轉(zhuǎn)化為食物）。據(jù)稱，該設(shè)備能生產(chǎn)一種可持續(xù)的汽油替代品，成本低，足夠輕，可以漂浮在水上而不會(huì)占用陸地空間。

根據(jù)戶外測試結(jié)果，它們的確可以像植物葉子一樣有效地將陽光轉(zhuǎn)化為燃料。這是人類首次嘗試在水上生產(chǎn)清潔燃料。如果能夠擴(kuò)大規(guī)模，“人造樹葉”可以用于受污染的水道以及港口和海面上，并有助于減少全球航運(yùn)業(yè)對化石燃料的依賴。該研究結(jié)果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

近年來，風(fēng)能和太陽能等可再生能源技術(shù)已經(jīng)變得非常便宜和容易獲得。然而，對于航運(yùn)等行業(yè)來說，脫碳的要求要高得多。全球約80%的貿(mào)易是由以化石燃料為動(dòng)力的貨船運(yùn)輸?shù)模谂c氣候危機(jī)有關(guān)的討論中，航運(yùn)行業(yè)卻很少受到關(guān)注。

劍橋大學(xué)的研究小組一直致力于通過開發(fā)基于光合作用原理的可持續(xù)燃料解決方案來解決這個(gè)問題。該研究論文第一作者Virgil Andrei表示，“人造樹葉可以大大降低可持續(xù)燃料生產(chǎn)的成本?！?/p>

想要讓“人造樹葉”真正地漂浮在水面上，該團(tuán)隊(duì)在研究過程中面臨的挑戰(zhàn)是：如何將光吸收劑沉積在輕質(zhì)基材上并保護(hù)它們免受水滲入。

為了克服這些挑戰(zhàn)，研究人員使用了薄膜金屬氧化物和鈣鈦礦材料，這些材料可以涂在柔性塑料和金屬箔上。這些設(shè)備覆蓋有微米級的防水碳基層，可防止水分降解。其結(jié)果是，這種設(shè)備不僅可以完美運(yùn)作，而且看起來像一片真正的葉子。

Andrei說，“這項(xiàng)研究表明，人造樹葉與現(xiàn)代制造技術(shù)兼容，代表著向太陽能燃料生產(chǎn)自動(dòng)化和規(guī)模化邁進(jìn)的早期一步。這些葉子結(jié)合了大多數(shù)太陽能燃料技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儗?shí)現(xiàn)了粉末懸浮液的低重量和有線系統(tǒng)的高性能?！?/p>

對新型“人造樹葉”的測試表明，它們可以將水分解為氫氣和氧氣，或?qū)O2還原為合成氣。雖然在為商業(yè)應(yīng)用做好準(zhǔn)備之前還需要進(jìn)行額外的改進(jìn)，但科學(xué)家們表示，這一發(fā)展為他們的工作開辟了全新的途徑。

研究人員說，“包括太陽能燃料技術(shù)在內(nèi)的許多可再生能源技術(shù)會(huì)占用大量陸地空間，因此將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到開放水域意味著清潔能源和土地使用不會(huì)相互競爭。理論上，你可以把這些設(shè)備卷起來，放在幾乎任何國家的任何地方，這也有助于能源安全。”