東芝公司研發新技術 人工光合作用轉化率獲突破

【環球科技綜合報道】據日本NHK電視台11月27日報道，在借鑑植物利用水和二氧化碳生成氧氣的“光合作用”原理，即“人工光合作用”的相關研究中，日本東芝公司近日在其學會上發表了最新技術，該技術或可達到世界人工光合作用最高效率。

據悉，人工光合作用是指通過對植物“光合作用”原理的應用，生產出人工的甲醇等燃料的技術，目前世界各國都在積極推進對其的研究。

報道稱，26日晚，在日本兵庫縣淡路市舉行的國際學會上，東芝公司在人工光合作用的工序裏，通過特殊半導體和表面經過加工的金屬催化劑，用太陽光和甲醇等原料成功產生出一氧化碳，成功使其轉化率提高至1.5%。

據東芝公司介紹，該轉化率能與藻類匹敵，目前已達到世界最高水準。若要將該技術投入生產，那麼其轉換率至少需要提高至10%，為此東芝將反覆改良技術，計劃在2025年前實現實用化。

人工光合作用的意義不僅限於運用植物“光合作用”生產新能量，同時人們也期望能通過它對大氣中的二氧化碳的使用來緩解温室效應，成為有益於環境的技術。

為此，以日本的大學為首，豐田汽車、松下公司也為尋求新的商機而埋頭於實現該實用化的研究中。此外，與歐美、中國、韓國等海外勢力的技術開發競爭也將日趨激烈。

人工光合作用大致有一下兩個過程。即通過太陽光將水分解成氧離子和氫離子的過程，以及利用前一個過程中產生的電子能量分解二氧化碳並生產一氧化碳的過程。例如，使用這一技術，就能把二氧化碳轉化成一氧化碳，經過化學處理後產出甲醇。甲醇不僅能做燃料，還能作為醫療用品、塑料瓶等的原料。因此這一技術若實現實用化，將會造福眾多產業。故而，對人工光合作用這一技術的研究已經成為了全球的熱門課題。

據瞭解，東芝所研發的技術是首先用放入水中的特殊半導體在太陽光的照射下，將水分解成氧離子和氫離子，並取出電子，其次用電子能量使二氧化碳在表面經過加工的金屬催化劑的作用下轉化成一氧化碳的過程。東芝介紹稱，以前的技術都是利用太陽光和鈦的氧化物等材料。但是，因為這些材料只能吸收使用太陽光中的紫外線，所以很難提高轉化率。

因此此次東芝採用了硅和鍺混合的特殊半導體，除了紫外線他也能吸收太陽光中的其他可視光，大大提高了太陽光的利用率。同時，在表面經過加工的金屬催化劑的作用下，最終使轉化率提高至1.5%的高度。

詳細研究人工光合作用領域的首都大學東京特任教授井上晴夫指出，能量轉化率提高至1%以上具有重大意義。雖然如今有許多研究成果，但很多隻是造成了一時的反響，這一成果是否能時間長時間堅持下去是今後的課題。(實習編譯：陳一平 葉璇 審稿：王歡)