把太陽能和風(fēng)能儲存起來 實(shí)現(xiàn)能量的最大利用

統(tǒng)計(jì)表明，我們每天消耗的能源中，85%來源于石油、煤礦、天然氣等化學(xué)能源的燃燒。美國能源部稱，20年后全球就將面臨缺油情況。由此，風(fēng)能、電能等清潔的可再生能源進(jìn)入了人們的視線。雖然發(fā)電成本越來越低，但這些新能源都面臨著一個(gè)巨大的短板--能量載體。由于無法存儲大量的電能，這些可再生能源一直無法在重工業(yè)和交通領(lǐng)域中應(yīng)用。由此，研究人員一直在研究如何將陽光轉(zhuǎn)化成可利用的化學(xué)物質(zhì)，如氫氣、甲烷或汽油等。

“我們研究的主要內(nèi)容是二氧化碳的回收，儲存以及利用?！敝燹苯榻B，由于生活環(huán)境中的二氧化碳增加，對全球氣候變暖有惡劣影響，現(xiàn)在部分科學(xué)家提出高壓儲存二氧化碳，使二氧化碳液化，并且把液化的二氧化碳埋入海底。這種方法是很不可取的。如果儲存在深海的二氧化碳一旦泄漏，海洋將會酸化，對海洋生態(tài)環(huán)境造成毀滅性的影響。同時(shí)，現(xiàn)在大部分的人都在提倡使用風(fēng)能或者太陽能。可是，這方面的研究面臨著極大的挑戰(zhàn)，也就是風(fēng)能和太陽能的儲存問題。當(dāng)沒有陽光和風(fēng)的時(shí)候，這兩種能量是很難加以利用的。

“為此，我們希望回收空氣中的二氧化碳，并且通過太陽能或者風(fēng)能產(chǎn)生的電能，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為重要的有用的能源物質(zhì)。這樣，太陽能或者風(fēng)能的能量，就可以儲存在能源物質(zhì)這種實(shí)體之中，便于以后再利用。”朱薇介紹，“目前研究二氧化碳的轉(zhuǎn)化的研究是比較多的，如改進(jìn)各種各樣的催化劑，或者輔助催化劑來實(shí)現(xiàn)。但是我們的想法之所以有新意，是因?yàn)槲覀儾粌H轉(zhuǎn)化二氧化碳，同時(shí)也想把太陽能和風(fēng)能儲存起來。而且這種轉(zhuǎn)化過程實(shí)現(xiàn)了能量的最大利用?！敝燹痹u價(jià)說，利用這個(gè)系統(tǒng)，二氧化碳只需要非常低的電能就可以轉(zhuǎn)化為合成氣體，為下一步的有機(jī)化合物的合成提供很大的便利。產(chǎn)生的合成氣體可以再生產(chǎn)石油、柴油、乙醇、甲醇等工業(yè)原料。

人工光合作用用于小范圍的化學(xué)物供給和工業(yè)應(yīng)用應(yīng)該會于2015年實(shí)現(xiàn)。大范圍的話，科學(xué)家們希望2018年可以實(shí)現(xiàn)，這樣就能符合2020年的碳排放標(biāo)準(zhǔn)。

“現(xiàn)在大多數(shù)能源的利用率是低于30%的，我們的可以達(dá)到80%以上。由于轉(zhuǎn)化率的提高，我們需要的能耗反而更低?！?朱薇介紹。但是上游的太陽能轉(zhuǎn)化成電能的效率依然需要別人的研究實(shí)驗(yàn)來有所提高。