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吸收大氣內二氧化碳的人工光合作用系統技術

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年2月21日

圖、吸收大氣內二氧化碳的人工光合作用系統技術

德國格林赫爾姆霍茲(HZB)研究所與海德堡大學在 Earth System Dynamics 期刊上發表了一種解決二氧化碳溫室氣體的方法,透過二氧化碳逆排放的方法,解決大氣中二氧化碳濃度太高進而導致溫室效應的問題。
 
人工光合作用在吸收二氧化碳的效率上高於生物的光合作用,透過大規模的人工光合作用造林運動,將可以形成二氧化碳的逆排放。研究人員提出來的概念系統,是一種半導體材料與氧化物製作而成的人工光合作用裝置,可以以光能使用效率19% 的情況下,將光能轉化為水分解所需的能量。
 
然而,研究人員提出的人工光合作用系統並不是利用光能分解決產生氫,其採用的方法是將二氧化碳分子轉化為其它的化合物,如甲酸、酒精或草酸鹽等。採用人工光合作用有什麼好處呢?假設人工光合作用的效率為 19%,人工光合作用系統在運作過程有 50% 的系統能量損耗,每 30,000 平方公里的人工光合作用場域,每年將可從大氣中吸收 10 億頓的二氧化碳氣體。這些人工光合作模組操作的過程中不需要水,且其太陽能源轉換效率不受光強度影響,因此,裝置可以放置在非農業區域,如沙漠。研究人員指出,透過人工合作用形成的化合物可以用來製作固體礦物,可用來儲存二氧化碳或以塑料的形式做為建築材料。
 
可惜的是,目前人工光合作用系統是昂貴、不穩定的,且僅能小規模的運作。為了令人工光合作用系統更加的實用,仍仰賴在研究與開發方向投入大量研發資源。(550字;圖1)
 

參考資料:
Artificial Photosynthesis Could Help Limit Carbon Emissions. Photonics Media,2019/1/22
ESD Ideas: Photoelectrochemical carbon removal as negative emission technology. Earth System Dynamics,2019/1/4


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