空气燃料,利用从一种常见的土壤细菌中提取的酶,稀薄空气可以转变成汽车燃料,该方法有望实现以低成本制造出碳中立的环保燃料,同时无需对汽车发动机的原有设计进行大幅改动。
空气燃料,利用从一种常见的土壤细菌中提取的酶,稀薄空气可以转变成汽车燃料,该方法有望实现以低成本制造出碳中立的环保燃料,同时无需对汽车发动机的原有设计进行大幅改动。 当将氧气和氮气从钒固氮酶那里“夺走”,并用一氧化碳取而代之时,钒固氮酶会自动开始用一氧化碳来制造短的碳链,这些碳链只有两个或三个原子长。最终可对这种酶加以改造,使其不仅可以制造简单的3个碳原子链的丙烷分子,还能够生产出构成汽油的长链分子,这将是一条生产合成液态燃料的新途径。 [1]
1、生活在大豆等粮食作物根系土壤中的名为棕色固氮菌的微生物会制造一种酶——钒固氮酶,在自然界中,这种酶能够利用氮气生成氨。现在,研究人员证实它同样也可以用一氧化碳生成丙烷,一种野营燃气炉具通常使用的燃料。
2、研究人员发现,当将氧气和氮气从钒固氮酶那里“夺走”,并用一氧化碳取而代之时,钒固氮酶会自动开始用一氧化碳来制造短的碳链,这些碳链只有两个或三个原子长。加州理工学院的乔纳斯·彼得斯认为,钒固氮酶的这种新能力是一项“意义深远的发现”,将具有重要的工业应用。
3、最终可对这种酶加以改造,使其不仅可以制造简单的3个碳原子链的丙烷分子,还能够生产出构成汽油的长链分子。很显然如果我们能制造碳—碳长链,这将是一条生产合成液态燃料的新途径。
4、在更远的将来,直接从空气中“提取”燃料将成为可能,因为现在已有将二氧化碳分解为一氧化碳的技术存在;而最终,汽车从大气中“拿出”碳的速度很可能要远远快于它们向大气排放碳的速度。
5、这些美好前景距离我们还有一段漫长的过程。提取、培植并储存数量足够多的钒固氮酶“非常困难”。尽管在20多年前科学家就已经分离出了编码钒固氮酶的基因,但是大批量制造有用钒固氮酶的技术却是直到最近才开发成功的。
研究新型空气燃料电池
利用空气是否是让锂电池寿命更长久,日前英国苏格兰圣安德鲁斯大学(St.AndrewsUniversity)的彼得·布鲁斯(PeterBruce)教授研究出一种新型“空气燃料”多次充电型锂电池;该电池的储电量大约是目前普通锂电池的10倍。一般手机或笔记本电脑中的普通锂电池,是由有机电解质的石墨负电极和锂氧化钴正电极组成。充电时,锂离子离开正电极,而充电后,随着锂电池的使用,锂离子渐渐回到正电极。电子在外部电路中流动,从而产生有用电能。[2]
布鲁斯教授的研究团队正在开发一种新型由多孔碳材制成的正电极,这种想法受到了锌空气(Zinc-air)电池中的“空气电极”的启发。在一截锂电池中,空气电极能量密度要比普通材料电极高出10倍。尽管氧气仍是放电反应过程的一部分,但现在氧气却从电池表面被吸取,然后在碳电极内部,与锂离子以及氧化锰催化剂一起发生反应。对于这类“圣安德鲁斯空气电池”(Stair,StAndrewsAircell),布鲁斯教授表示我们的突破在于,我们把空气中的氧气当成反应物,而不是需要在电池内部将化学物移来移去。不仅这一过程没有消耗成本,而且这其中的碳组成部分比现有电池技术更为廉价。该项空气燃料锂电池研究得到了英国工程和自然科学研究委员会(TheEngineeringandPhysicalSciencesResearchCouncil)的资助,项目耗时大约四年,预计将于2011年结束。目前,该项目已经完成了“圣安德鲁斯空气电池”的原型,计划将锂电池的容量提高5到10倍。研究小组正朝着制作适合手机和MP3播放器使用的小型锂电池原型方向努力。布鲁斯教授可能也已经得到了来自各方的支持。