隨著社會的進步，科技的發(fā)展，人們對能源的需求越來越大，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源，而太陽能就是一個不錯的選擇，人們開始大力發(fā)展太陽能能發(fā)電。劍橋大學的一組科學家已經(jīng)開發(fā)出一種利用太陽能來生產(chǎn)既可持續(xù)又相對便宜的燃料的方法。它利用自然光從生物質(zhì)中產(chǎn)生氫。

現(xiàn)代社會面臨的挑戰(zhàn)之一是如何處理廢物。隨著自然資源的豐富程度下降，利用廢物作為能源對政府和企業(yè)來說都變得越來越緊迫。

自有記錄的歷史開始以來，生物質(zhì)一直是熱量和能量的來源。地球上的石油儲備來自于遠古生物，它們經(jīng)受了數(shù)百萬年的高壓和高溫。木質(zhì)纖維素是植物生物量的主要組成部分，到目前為止，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為氫的過程只是通過氣化過程實現(xiàn)的，即利用高溫將其充分分解。

劍橋大學化學系的Moritz Kuehnel博士是發(fā)表在《自然能源》上的一篇新研究論文的聯(lián)合第一作者，他說:

“木質(zhì)纖維素是自然界的鋼筋混凝土。它由堅固的、高度結(jié)晶的纖維素纖維組成，這些纖維與木質(zhì)素和半纖維素交織在一起，充當膠水。這種堅硬的結(jié)構(gòu)使植物和樹木具有機械穩(wěn)定性，并保護它們不被降解，這使得木質(zhì)纖維素的化學利用變得非常具有挑戰(zhàn)性。”

這項新技術(shù)依賴于一個簡單的光催化轉(zhuǎn)化過程。催化納米顆粒被添加到堿水中，其中生物質(zhì)懸浮。然后把它放在實驗室的一盞模擬太陽光的燈前面。該解決方案是理想的吸收這種光，并轉(zhuǎn)換成氣態(tài)氫生物質(zhì)，然后可以從頭頂空間收集。氫不含燃料電池抑制劑，如一氧化碳，它可以被用作動力。

納米顆粒能夠從太陽能中吸收能量，并利用它進行復(fù)雜的化學反應(yīng)。在這種情況下，它重新排列水和生物質(zhì)中的原子，形成氫燃料和其他有機化學物質(zhì)，如甲酸和碳酸鹽。

該研究的聯(lián)合首席作者，也是化學系的David Wakerley博士說:

“生物質(zhì)能中儲存了大量的化學能，但它是未經(jīng)提煉的，所以你不能指望它在復(fù)雜的機械中工作，比如汽車引擎。我們的系統(tǒng)能夠?qū)⒔M成生物質(zhì)的長而雜亂的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為氫氣，這是非常有用的。我們特別設(shè)計了一種催化劑和解決方案的組合，利用陽光作為能源來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。有了這個裝置，我們可以簡單地向系統(tǒng)中添加有機物，然后，如果天氣晴朗，就可以生產(chǎn)氫燃料。”

該團隊在他們的實驗中使用了不同類型的生物質(zhì)。木材、紙張和樹葉被放置在試管中，暴露在陽光下。生物量事先不需要任何處理。

這項技術(shù)是由劍橋大學的克里斯蒂安多普勒可持續(xù)合成氣化學實驗室開發(fā)的。實驗室主任Erwin Reisner博士補充道:

“我們的太陽能技術(shù)是令人興奮的，因為它能夠在環(huán)境條件下從未經(jīng)處理的生物質(zhì)生產(chǎn)清潔的氫。我們認為這是一個新的和可行的替代高溫氣化和其他可再生的氫氣生產(chǎn)方式。

未來的發(fā)展可以在任何規(guī)模上進行設(shè)想，從離網(wǎng)應(yīng)用的小型設(shè)備到工業(yè)規(guī)模的工廠，我們目前正在探索一系列潛在的商業(yè)選擇。”目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。