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松下人工光合系统生产可再生能源 用家电技术开先河

2014-03-13 09:58
seele_jin
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  2013年12月,松下开发出了人工光合系统,可生成能直接用作燃料的甲烷。不囿于以往的研究方向,松下利用自身优势,在后发的不利局面下,开创了“世界先河”。

  2013年12月,在日本最大级别的环境展会“Eco-Products 2013”上,出现了一台格外引人注目的装置。这就是松下首次公开的“人工光合作用”实验装置。

  人工光合是指以水和CO2为原料,利用阳光生成燃料、化学原料等能源的技术。其原理与植物的光合作用相同,因为是吸收CO2,来生成燃料,所以也被称为“终极可再生能源”。

  2012年7月,松下以世界最高水平的0.2%转换效率,成功合成了常用于香料和染料的有机物“甲酸”。转换效率是生成的甲酸等的燃烧能与太阳能的比值。据称0.2%与柳枝稷(一种杂草)制造生物乙醇的转换效率相当。2013年发表的人工光合系统的转换效率为0.04%,仅为植物的5分之1左右,但可以合成天然气的成分——甲烷。直接合成可作燃料使用的成分,在全世界是头一份。

  以LED等使用的材料作催化剂

  为何家电企业松下要研究人工光合作用?契机要追溯到2007年。当时,松下社长大坪文雄(时任社长,现任特别顾问)提出了创建“环境革新企业”的口号。位于京都府精华町的尖端技术研究所也准备开发环保技术,发展人工光合作用的时机逐渐趋向于成熟。

  人工光合作用的实验装置(左)。下为金属催化剂的放大图。金属的反应速度快,生成量也多,因此,产生的甲烷等气体形成了大量气泡

  “既然要做,就要做‘最好’的”。尖端技术研究所环保材料研究组主管研究员四桥聪史充满了干劲。工作组最初是非正式组织,直到2009年4月,以主管研究员四桥为首的人工光合系统开发项目组才正式成立。

  2009年10月,家电展会“CEATEC JAPAN”在千叶幕张召开。大坪社长在主题演讲上高调宣布:“我们正在开发把CO2转化为能源的光催化剂技术”。在大坪社长同年6月到尖端技术研究所视察的时候,工作人员曾向其介绍了人工光合系统的研究,但并没有想到社长会在展会上公开宣布。在“无退路”(四桥主管研究员言)的形势下,研究所正式启动了这项技术的开发。

  向水溶液中的氧化钛照射光线,水会电解成氧气和氢气——对于人工光合作用的研究早已有之,本多健一(已故)与藤岛昭(东京理科大学校长)在1960年代后期发现的“本多-藤岛效应”就是其中之一。

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