地球有救了？美科學(xué)家新發(fā)明：二氧化碳變成燃料！

 佛羅里達(dá)的一位化學(xué)教授發(fā)現(xiàn)了一種觸發(fā)合成材料的光合作用的新方法，能將溫室氣體轉(zhuǎn)換為潔凈的空氣，并同時產(chǎn)生能量。這一發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在材料化學(xué)雜志A輯上。

這一過程有助于研發(fā)大大減少與氣候變化相關(guān)的溫室氣體量的相關(guān)技術(shù)，并同時以清潔的方式產(chǎn)生能量。中佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)助理教授Fernando Uribe-Romo說道：“這是一項突破性工作。從科學(xué)觀點(diǎn)看，制造出一種能吸收特定顏色光的材料十分困難，但從社會觀點(diǎn)來看我們對能減少溫室氣體的技術(shù)的研發(fā)做出了一定的貢獻(xiàn)。”

Uribe-Romo和他的學(xué)生團(tuán)隊創(chuàng)造了一種新的方法，能觸發(fā)金屬有機(jī)骨架(MOF，也是在煎蛋見過很多次了)材料的化學(xué)反應(yīng)，將二氧化碳分解為無害的有機(jī)材料?？梢詫⑵淅斫鉃槿斯す夂献饔眠^程，類似于植物將二氧化碳和光能轉(zhuǎn)換為食物。不過相比產(chǎn)生食物，Uribe-Romo的方法產(chǎn)生的是太陽能燃料。這也是全球科學(xué)家近些年所追求的，但其中的挑戰(zhàn)在于找到一種能利用可見光觸發(fā)這一化學(xué)轉(zhuǎn)換的方法。紫外線的能量足夠，能使常見材料發(fā)生這一反應(yīng)，比如二氧化鈦，但紫外線在地球接收到的光中僅占4%?？梢姽獠?mdash;—紫光到紅光才是太陽光中的主要部分，但是少有材料能吸收這些光進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)換為燃料。

研究者嘗試了各種材料，但能吸收可見光的十分罕見且昂貴，比如鉑、錸以及銥。Uribe-Romo使用了常見的無毒材料——鈦，并添加有機(jī)分子作為捕光天線，進(jìn)行嘗試，看能否生效。這種捕光天線分子名為N-alkyl-2-aminoterephthalates被集成到金屬有機(jī)骨架之后可以吸收特定顏色的光。在此研究中能吸收藍(lán)光。

該團(tuán)隊組裝了一個藍(lán)色LED光反應(yīng)器來測試這一假設(shè)。將測定量的二氧化碳緩緩輸入到看起來像日曬床的藍(lán)光圓柱體光反應(yīng)器中，觀察反應(yīng)是否發(fā)生。腔體內(nèi)部的LED燈條發(fā)出藍(lán)色光線，模擬太陽光的藍(lán)光波長。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的確起作用了，化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)換為兩種簡化形式的碳，形成兩種太陽能燃料甲酸鹽和甲酰胺，并在此過程中清潔了空氣。

Uribe-Romo說道：“目標(biāo)是繼續(xù)調(diào)整該方法，提高其效率。”Uribe-Romo想嘗試調(diào)整合成材料，使得利用其他波段的可見光也能觸發(fā)這一反應(yīng)。如果能夠成功，將能大大幫助減少溫室氣體。

“想法是建立許多捕捉大量二氧化碳的基站，比如靠近發(fā)電廠。氣體會被吸入基站中，經(jīng)過該過程循環(huán)并產(chǎn)生能量，輸入到發(fā)電廠中。”也許某天家主也能購買這種材料做成的屋瓦，清潔附近的空氣同時為自家提供能量。Uribe-Romo說道：“這可能會帶來一波新的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)浪潮。”