在現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展的大背景下，林草科研的外延不斷擴(kuò)大，成為助力綠色發(fā)展的生力軍。許多饒有趣味的科研工作取得了可喜進(jìn)展，更新了人們對(duì)林草就是“挖坑栽樹”的認(rèn)知。
人造樹葉：黑暗中也可光合作用
專家們研發(fā)出的新型人造樹葉，不僅能有效提升光合作用效能，還可以儲(chǔ)存太陽(yáng)能，在黑暗條件下進(jìn)行光合作用。
在長(zhǎng)期研究植物光合作用的基礎(chǔ)上，浙江農(nóng)林大學(xué)生物質(zhì)能源材料研究團(tuán)隊(duì)的李華豐博士、白麗群教授和河南大學(xué)馬鵬濤教授設(shè)計(jì)了一種雙功能人造樹葉，構(gòu)建了光轉(zhuǎn)化全反應(yīng)體系。這一新型的人造樹葉，通過(guò)充分發(fā)揮纖維素定向電子傳遞作用與多金屬氧酸鹽電子儲(chǔ)存的功能，在光照的條件下，實(shí)現(xiàn)了電荷快速分離、電荷儲(chǔ)存與生物質(zhì)能源高效轉(zhuǎn)化。
日前，研究團(tuán)隊(duì)依據(jù)相關(guān)研究成果撰寫的論文，發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《化學(xué)工程期刊》上。
據(jù)介紹，人造樹葉能源轉(zhuǎn)化技術(shù)是近年來(lái)興起的一種新型能源生產(chǎn)儲(chǔ)存技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展對(duì)于更好地利用清潔可再生的太陽(yáng)能，助推綠色能源發(fā)展具有重要意義。
“以往研發(fā)出的人造樹葉，僅能在光敏劑和犧牲劑共同參與下發(fā)生氧化或還原半反應(yīng)，反應(yīng)速率緩慢且反應(yīng)體系復(fù)雜，阻礙了人造樹葉的應(yīng)用。”李華豐說(shuō)。他和團(tuán)隊(duì)成員研發(fā)的新型雙功能人造樹葉，與自然界中的樹葉、與已報(bào)道的人造樹葉相比，具有一系列新的優(yōu)勢(shì)。
自然生長(zhǎng)的樹葉只能在光照下進(jìn)行光合作用。而李華豐等人研發(fā)的人造樹葉，不僅在光照下能夠進(jìn)行光合作用，還可儲(chǔ)存多余的太陽(yáng)能，在黑暗條件下釋放能量繼續(xù)進(jìn)行光合作用。李華豐說(shuō)，“將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的二次能源，是可持續(xù)能源技術(shù)的核心概念”。實(shí)現(xiàn)了氣液、液液、氣氣多相結(jié)合催化反應(yīng)體系的構(gòu)建；獨(dú)立的氧化和還原反應(yīng)體系，增加了反應(yīng)接觸頻率，提高了轉(zhuǎn)化效率，其反應(yīng)速率是混合體系2.7倍，并牽制了電子進(jìn)行定向移動(dòng)，電荷分離效率提高2.8倍；使用壽命也得到了延長(zhǎng)，相當(dāng)于毛泡桐樹葉壽命的1.8倍，并且在極端環(huán)境條件下仍能進(jìn)行光合作用，其“工作”溫度在-20℃－120℃之間。
李華豐表示，由于太陽(yáng)輻照強(qiáng)度的不可預(yù)測(cè)性以及晝夜周期性變化和能源需求之間的不匹配，將太陽(yáng)能收集與光合作用的演變分離，是先進(jìn)的“人造樹葉”設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。他們的研究成果，實(shí)現(xiàn)了“按需”進(jìn)行光合作用，可更好地應(yīng)對(duì)當(dāng)前能源儲(chǔ)存方面的挑戰(zhàn)。
https://www.greenchina.tv/magazine/detail/id/8438.html 《綠色中國(guó)》：2024.12.8
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