将二氧化碳和水直接转化为可持续燃料的效率创纪录

由加泰罗尼亚化学研究所(ICIQ-CERCA)的JoséRamónGalán-Mascarós教授与法国、德国、意大利、西班牙和瑞士的研究机构在A-LEAF项目下协调的欧洲财团报告了出色的成果，使负担得起的和可持续能源。

这个人工光合作用研究项目的最终成果包括一个能够利用阳光将CO2和H2O转化为燃料的自主设备。这种创新电池提供超过10%的太阳能转化为燃料的效率，在不使用任何关键原材料的情况下达到世界纪录的电流密度。这表明，使用低成本和可扩展的材料也可以实现可持续性和高生产率。

此外，该团队引入了同时产生氢气(H2)和H2储存元素(甲酸盐)的新概念，后者用于在没有阳光的情况下产生H2。该解决方案首次允许使用人造叶装置连续(24/7)生产氢气。“A-Leaf是一个真正令人愉快和具有挑战性的项目，最终得到一个高效的原型是锦上添花，”来自苏黎世联邦理工学院的JavierPérez-Ramírez教授说。

该方法在紧凑型电化学流通池结构中得到验证，电极基于Cu-S和Ni-Fe-Zn氧化物(分别用于质子和CO2还原和析氧反应)支撑在气体扩散电极上，集成了低-成本硅基光伏组件。该电池在约17mAcm-2的电流密度和2.5V的全电池电压(稳定>24小时和开关操作期间)下运行，提供高于190μmolh-1cm-2的甲酸盐生产率。

这项研究的结果为在未来能源情景中实施负担得起的人工叶型系统铺平了道路，为实现能源转型和将当前的集中式能源模型转变为分布式替代方案的主要挑战提供了可持续的解决方案。

“这是人造叶子的第一个例子，其效率比天然叶子高一个数量级。如果没有许多具有多学科能力的研究中心的密切互动和合作，这一伟大的步骤是不可能的。我们现在正在寻求实施下一步是实现大规模原型以证明工业可行性，”墨西拿大学的SiglindaPerathoner教授说。

A-leaf技术已准备好进一步扩展和优化，最终目标是构建一棵人造树，支持可持续未来的梦想。“除了生产力数字之外，我们最大的成功是召集了一支由不同研究领域的世界领先者组成的欧洲团队，他们为了一个共同的目标而共同努力：证明人造树叶在完全由负担得起的材料制成时也能发挥作用，并提供最先进的性能创下纪录，”Galán-Mascarós总结道。

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