人工光合作用将二氧化碳转化为可液化燃料

化学家通过人工光合作用成功地利用水，二氧化碳和可见光生产燃料。通过将二氧化碳转化为更复杂的分子(如丙烷)，绿色能源技术现在更接近于使用过量二氧化碳来储存太阳能 - 以化学键的形式 - 在太阳不发光时使用需求高峰。伊利诺伊大学的化学家通过人工光合作用成功地利用水，二氧化碳和可见光生产燃料。通过将二氧化碳转化为如丙烷更复杂的分子，绿色能源技术现在更近一步使用过量的CO2储存太阳能-在化学键的形式-用于当没有太阳的使用和在倍需求高峰。

植物利用太阳光来驱动水和CO之间的化学反应2在能量密度高的葡萄糖的形式来创建和存储太阳能。在新的研究中，研究人员开发了使用自然光合作用过程中所使用的植物以将CO转化可见光光谱的相同绿色光部的人工过程2与富电子金纳米粒子用作和水加入到燃料中，结合催化剂。新发现发表在Nature Communications杂志上。

“这里的目标是从过多的二氧化碳产生复杂的，液化烃2和其他可持续的资源，如阳光，” PRASHANT耆那教，一个化学教授和研究的共同作者。“液体燃料是理想的，因为它们比气体更容易，更安全，更经济，因为它们是由长链分子制成，含有更多的键 - 这意味着它们能够更密集地包装能量。”

在Jain的实验室，博士后研究员和该研究的第一作者Sungju Yu使用金属催化剂吸收绿光并转移CO2和水之间化学反应所需的电子和质子- 填充自然光合作用中色素叶绿素的作用。

金纳米颗粒工作特别好作为催化剂，Jain说，因为它们的表面与CO有利地相互作用2分子，是在吸收光效率和不分解或降解等，可以很容易玷污其它金属。

有几种方法可以释放储存在烃类燃料的键中的能量。然而，燃烧的易常规方法最终产生更多的CO2-这是适得其反收获并在第一地点存储太阳能的概念，Jain说。

他说：“从这一过程中产生的碳氢化合物还有其他非传统的潜在用途。”“他们可以用来为燃料电池提供电流和电压。世界各地都有实验室试图找出如何有效地进行碳氢化合物转换，”Jain说。

令人兴奋，因为这种合作开发2-to-液体燃料可能是对绿色能源技术，研究人员承认，耆那教的人工光合作用过程远不有效，因为它是植物。

“我们需要学习如何调整催化剂以提高化学反应的效率，”他说。“那么我们就可以开始努力确定如何扩大这个过程。而且，像任何非传统的能源技术一样，还有许多经济可行性问题需要解决。”

能源和生物科学研究所通过EBI-Shell计划支持了这项研究