英國科學家的人工葉片將二氧化碳和陽光轉化為有用化學品

研究人員最近開發出一種突破性的方法,有望推動化學行業的「去化石化」進程。由劍橋大學領導的研究團隊展示了一種新的可持續方式,能夠生產化學品,這些化學品在塑膠、化妝品等數千種產品的製造中發揮著關鍵作用。化學行業每年生產數十萬種化學物質,這些物質通常是由化石燃料轉化而來,最終形成有用的產品。然而,由於其規模龐大及對化石燃料原料的依賴,化學行業大約負責全球6%的碳排放量,這使其成為應對氣候變化的主要挑戰之一。

劍橋大學的研究人員強調,他們的方法未來有可能促進這一重要行業的「去化石化」。研究團隊揭示,他們開發了一種混合裝置,結合了光收集有機聚合物與細菌酶,能夠將陽光、水和二氧化碳轉化為形式酸,這是一種可以進一步推動化學轉化的燃料。這種「半人工葉」模仿植物的光合作用過程,無需外部電源。與早期原型相比,這種新型的生物混合設計避免了有毒或不穩定的光吸收材料,具有更長的使用壽命,並且能夠在不依賴其他化學物質的情況下運行,這些化學物質在之前影響了效率。

在建立循環和可持續經濟的過程中,化學行業是一個龐大而複雜的問題,必須得到解決。劍橋大學尤素夫·哈米德化學系的教授Erwin Reisner表示:「我們必須尋找方法,來實現這一重要行業的去化石化,因為它生產著我們日常生活中所需的許多重要產品。如果能夠成功,這將是一個巨大的機會。」研究團隊還指出,他們利用陽光將二氧化碳轉化為形式酸,然後直接用於進行「多米諾」化學反應,生產出一種在製藥中使用的重要化合物,且產量和純度都很高。

該研究成果發表在《Joule》期刊上,顯示出有機半導體首次被用作這類生物混合裝置中的光收集組件,為可持續人工葉的新家族開啟了大門。化學行業在全球經濟中占據著核心地位,生產的產品範圍從製藥、肥料到塑膠、油漆、電子產品、清潔用品及個人護理用品等,涉及面廣泛。這一創新方法的出現,無疑為化學行業的未來帶來了更多可能性與希望。


Henderson
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