毫無(wú)疑問(wèn)，氣候變化是一個(gè)非常嚴(yán)重(而且正在惡化)的問(wèn)題。根據(jù)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)的最新報(bào)告，即使世界上所有工業(yè)化國(guó)家在一夜之間實(shí)現(xiàn)碳中和，問(wèn)題仍將繼續(xù)惡化。簡(jiǎn)而言之，僅僅停止將數(shù)百萬(wàn)噸的CO2排放到大氣中是不夠的。我們還必須開(kāi)始刪除我們已經(jīng)放置的內(nèi)容。

這就是所謂的碳捕獲(或碳清除)技術(shù)發(fā)揮作用的地方。來(lái)自自然界的線索，來(lái)自安大略省滑鐵盧大學(xué)的國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造了一種“人造葉子”，模仿了真實(shí)物體的除碳能力。但是，葉子沒(méi)有將大氣中的CO2本身轉(zhuǎn)化為燃料，而是將其轉(zhuǎn)化為有用的替代燃料。

最近發(fā)表在《自然能源》雜志上的一篇論文描述了該團(tuán)隊(duì)的研究。該團(tuán)隊(duì)由伊利諾伊·吳(Wumin Wu)領(lǐng)導(dǎo)，吳伊敏是伊利諾伊州阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ANL)納米級(jí)材料中心的研究員，并且是滑鐵盧納米技術(shù)研究所(WIN)的工程學(xué)教授。來(lái)自這兩個(gè)機(jī)構(gòu)以及加利福尼亞州立大學(xué)(北嶺分校)和香港城市大學(xué)的研究人員也加入了他的行列。

在自然界中，綠色植物通過(guò)光合作用將大氣中的CO2和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣。這歸功于顏料葉綠素，它吸收來(lái)自太陽(yáng)的多種波長(zhǎng)(紫藍(lán)色和橙紅色)的光來(lái)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。然后，植物將葡萄糖用作燃料源，同時(shí)釋放氧氣。

正如Wu所解釋的那樣，他和他的團(tuán)隊(duì)使用相同的想法來(lái)設(shè)計(jì)其人造葉子，該人造葉子依賴(lài)于非常相似的過(guò)程但生產(chǎn)出不同的最終產(chǎn)品。他說(shuō)：“我們稱(chēng)其為人造葉子，因?yàn)樗７铝苏鎸?shí)的葉子和光合作用的過(guò)程。”一片葉子會(huì)產(chǎn)生葡萄糖和氧氣。我們生產(chǎn)甲醇和氧氣。”

該工藝的關(guān)鍵(Wu和他的同事自2015年以來(lái)一直在努力)是氧化亞銅，一種廉價(jià)的紅色粉末，經(jīng)過(guò)化學(xué)工程處理，具有盡可能多的八面顆粒。當(dāng)將葡萄糖，乙酸銅，氫氧化鈉和十二烷基硫酸鈉添加到已加熱到指定溫度的水中時(shí)，該粉末是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。

然后將這種粉末添加到水中，在此過(guò)程中，將二氧化碳泵入其中，然后將其用作催化劑，太陽(yáng)能模擬器將白光照射到溶液中。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣(通過(guò)光合作用)，而CO2，水和粉末溶液轉(zhuǎn)化為甲醇。由于甲醇的沸點(diǎn)低于水，因此加熱溶液，并在蒸發(fā)時(shí)收集甲醇。

該過(guò)程反映了英國(guó)劍橋大學(xué)正在進(jìn)行的類(lèi)似研究，研究人員在該大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種裝置，該裝置利用陽(yáng)光和鈷吸光劑產(chǎn)生的光合作用將水和CO2氣體轉(zhuǎn)化為合成氣。該物質(zhì)由氫氣和一氧化碳的混合物制成，用于制造替代燃料，藥物，塑料和肥料。

它也類(lèi)似于哥倫比亞大學(xué)Lenfest可持續(xù)能源中心主任Klaus Lackner提出的“人造樹(shù)”概念。幾年前，拉克提出了一種方法，其中，“樹(shù)”與樹(shù)脂涂覆的塑料葉片可以除去高達(dá)100倍的CO2從空氣中天然樹(shù)。一旦葉片吸收了盡可能多的二氧化碳，它們就會(huì)被放入水中以產(chǎn)生生物燃料。