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yb体育APP下载—随时随地制造化学品!太阳能微型反应堆有望在火星上也能自给自足
 时间 : 2022-07-28  

Timothy Noël 传授和阿姆斯特丹年夜学范特霍夫份子科学研究所活动化学小组的同事开辟了一种完全可运行的自力太阳能微型反映器,为在偏僻地域出产邃密化学品供给了潜力在地球上,乃至可能在火星上。在ChemSusChem颁发的一篇论文中,该团队展现了他们怪异的、完全离网的光化学系统。

Noël 传授暗示,新系统可以或许以经济相干的数目合成药物和其他化学品,“在孤立的情况中闪烁,并答应邃密化学品的出产分离化”。“微型植物基在光化学的概念,操纵阳光直接‘鞭策’化学合成。我们采取光催化剂,一种化学物种照明时驱动合成,”Noël 继续说道。“凡是利用壮大的 LED 或其他照明装备进行照明,但我们选择利用阳光。起首,这使合成完全可延续。但它也能够在偏僻地域实现自力操作。我们的胡想是看到我们的系统在月球或火星上的基地利用,在那边需要自我保持的系统来供给能量、食品和药品。我们的小型工场可以以完全自立、自力的体例为此做出进献。”

太阳能驱动的活动反映器

年夜约五年前,那时位在埃因霍温理工年夜学的 Noël 研究小组开辟了一种“太阳能聚光器”,最先了小型工场的开辟。这素质上是一张带有微米级通道的透明塑料,化学合成产生在此中。经由过程添加专用染料,研究人员将塑料开辟成太阳能导轨和发光转换器。它捕捉阳光并将其导向通道,同时将年夜部门光转化为驱动化学转化的红色光子。

下一步是将浓缩器酿成一个完全运行的活动反映器。“这意味着我们将肇端材料和光催化剂的反映夹杂物泵入阳光照耀的通道,”Noël 说。“所需的化学转化产生在这些通道中,是以它们现实上是我们对传统化学合成烧瓶或容器的替换品。” Noël 继续注释说,虽然通道很是小,但这类“活动反映器”可以发生很是相干的输出,由于它从日出到日落以持续体例运行。“更主要的是,”他弥补说,“与利用传统的烧瓶反映器比拟,通道的利用答应光和化学之间更有用的耦合。”

最高效力

Noël 研究小组已经由过程合成一系列与医学相干的份子展现了太阳能活动反映器的概念,虽然是在受控情况中的尝试室范围。此刻,在他们比来颁发在ChemSusChem 上的论文中,他们描写了他们若何开辟出yb体育app下载可行的、最有用的自立光合感化系统并将其用在现场测试。它们还供给了利用潜力和经济机能等方面的瞻望。

原型太阳能流反映器此刻占地约 0.25 平方米。为了使其完全自立,研究人员为其配备了太阳能电池,为泵和节制系统等辅助装备供给电力。按照 Noël 的说法,这类太阳能电池以堆叠设置装备摆设放置在活动反映器后面,以确保每平方厘米的效力最高。“反映器中利用能量更高的波长来驱动光催化剂。其余波长为 600-1100 nm 的光子被转化为电能以驱动辅助装备。”

全球利用潜力

完全自立的原型还采取了一个响应节制系统,可以优化分歧光强度下的化学转化。“当云笼盖太阳时,化学转化率凡是会敏捷降落,”Noël 说。“我们的系统可以或许及时进行需要的调剂。现场测试证实,即便在好天和阴天夹杂的日子里,它也可以或许以恒定的速度出产化学物资。” 测试是在荷兰进行的。为了领会全球摆设的可能性,我们利用挪威(北开普省)、西班牙(阿尔梅里亚)和Australia(汤斯维尔)的太阳能数据进行了比力。Noël:“即便在太阳能量相对较少的北开普省,我们估量出产数据也使人满足。”

研究人员还将原型系统的机能与尽人皆知的玫瑰氧化物光化学合成的出产数据进行了比力。该喷鼻水工业产物是经由过程光化学方式工业化出产的,由于它比传统的化学合成更洁净、更高效。研究人员计较出,他们的系统需要很是小的概况积才能知足当前的年需求——仅 150 m 2就足够了。Noël:“那只是一个装满我们迷你工场的工场屋顶!系统本钱将与当前的贸易光合感化系统类似。但我们只需要太阳能,所以没有能源支出。所以这真的可以成为将来的可延续计谋出产化学物资,如氧化玫瑰或药物。”

让墙壁制造化学品

Noël 认为,他的团队的研究驳倒了对太阳能化学手艺潜力的任何思疑,我们证实,即便在荷兰,太阳能驱动的化学出产也有机遇。另外,该系统还合用在不测位置。“你乃至可以笼盖建筑物的外墙。固然,输出会比系统与太阳成最好角度时比拟要小。但这固然是可能的。”

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