科学家在将光子转化为能源的道路上稳步前进( 二 )


替代方案
Koval指出,JCAP也面临着一些指责 。一些人认为JCAP将重点放到工程建设和人工树叶原型设计上是一个错误,如果JCAP建立的初衷是推进基础科研,那么就不应当按照DOE的意思行事 。还有一些人认为制作人工树叶的途径有很多,为何JCAP却只选择其中的一条路来走 。
Koval说:“许多人认为,DOE应当将资金合理地分配给不同的研究途径,而不是偏向JCAP 。”但是Koval认为,如果把资金分散将会提高风险 , 最终可能什么成果也没有 。
尽管如此,许多替代方案正在如火如荼地进行 。例如,加州圣芭芭拉海岸一家名为HyperSolar的公司正在测试一种新系统,该系统覆盖有纳米级粒子材料,将吸光器和催化剂置于一只透明的、充满水的塑料袋中 。当受到光照时,塑料袋会膨胀,在这一过程中,氢气和氧气在内部生成,这种设备可以在日照充足的区域例如沙漠中安置 。2009年 , DOE在一份报告中预测 , 如果这种设备使用廉价材料,将提高制造氢气10%的经济效益,并能保持10年的稳定 。
但Turner分析,该系统也有风险 , 因为它在制造氢气的同时也在制造氧气 。一旦在沙漠中行车时速高于100英里时 , 随时都有爆炸的危险 。HyperSolar公司的研究者正在探索解决这一隐患的方法 。加州大学博士后Syed Mubeen是该公司的首席科学家,据他透露,其中一种方法是将2种气体分别装入不同的透明塑料袋中 。另一种方法则是用废水替代纯净水,在塑料袋中掺入有机杂质 。但是,Mubeen认为这种方法完全破坏了氧气的平衡性 。与JCAP的稳定光电阳极一样 , HyperSolar公司设计的吸光器也涂有一层保护材料 。
发布原型
春季的某一天 , JCAP的研究者在加州大学伯克利分校工业区的临时实验室内发布了一款人工树叶原型系统 。该原型系统并不是研究小组的最佳成果 , 它无法维持长时间的稳定,且效率并不是非常高 。但它仍然让人们备受鼓舞,看到了人工树叶光明的未来 。
JCAP的研究者希望这款原型系统能最终促成工业化生产氢气的工厂 。一些研究者还预想家用电器或许也能使用该系统,但Lewis警告说,少量的光无法制造出充足的氢气支持家庭对能源的需求 。其他研究者认为 , 人工树叶技术可以在缺乏能源基础设施的发展中国家大放异彩,为需要能源的地区提供燃料发电 。
【科学家在将光子转化为能源的道路上稳步前进】与此同时,JCAP的研究者和其他人也在研究其他选择,全面推进研究进展 。Lewis认为,无论哪一种科技最终取得成功 , 支撑人造光合作用研究的科学精神都是一致的,那就是坚韧不屈 。他说:“到目前为止,人类所拥有的最大能量源就是太阳,因此储存能量的最佳形式就是化学燃料 。必须有人研究人类最大的能量源,并找出储存能量最有效率的方法 。”