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时间：2022-06-07 11:00:54来源：
根据 Meenesh Singh 的说法，虽然人造树叶有望作为一种从大气中吸收二氧化碳(一种强效温室气体)的方式，但“人造树叶的阴暗面已被忽视了十多年”，伊利诺伊大学芝加哥工程学院化学工程助理教授。
人造树叶的工作原理是利用来自太阳的能量将二氧化碳转化为燃料，将水转化为氧气。这两个过程分别在光伏电池的任一侧同时发生：氧气在电池的“正”侧产生，燃料在“负”侧产生。
Singh 是ACS Applied Energy Materials一篇新论文的通讯作者，他说目前的人造树叶效率极低。他们最终只将吸收的 15% 的二氧化碳转化为燃料，并将其中的 85% 与氧气一起释放回大气中。
“我们今天拥有的人造树叶还没有真正准备好履行其作为碳捕获解决方案的承诺，因为它们没有捕获那么多的二氧化碳，事实上，它们释放了它们从氧气中吸收的大部分二氧化碳气体- 不断发展的“积极”方面，”辛格说。
人造叶子向大气释放如此多二氧化碳的原因与二氧化碳进入光电化学电池的位置有关。
当二氧化碳进入电池时，它会穿过电池的电解质。在电解质中，溶解的二氧化碳变成碳酸氢根阴离子，它们穿过膜到达电池的“正极”侧，在那里产生氧气。由于水分解成氧气和质子，电池的这一侧往往是非常酸性的。当碳酸氢根阴离子与电池阳极侧的酸性电解质相互作用时，会产生二氧化碳并与氧气一起释放。
Singh 指出，当小苏打(碳酸氢盐溶液)与醋(酸性溶液)混合以释放二氧化碳气泡的嘶嘶声时，在厨房中可以看到人造叶子中发生类似的二氧化碳释放现象。
为了解决这个问题，辛格与加州理工学院的研究人员孟琳、韩立豪和向翔翔合作，设计了一种使用双极膜的系统，该系统可防止碳酸氢根阴离子到达叶子的“正”侧，同时中和产生的质子。
放置在光电化学电池两侧之间的膜使二氧化碳远离叶子的酸性侧，防止其逃回大气中。使用这种特殊膜的人造叶子将它们吸收的二氧化碳的 60% 到 70% 转化为燃料。
“我们的发现代表了通过增加二氧化碳的利用使人造叶子成为现实的又一步，”辛格说。
今年早些时候，Singh 和他的同事在 ACS 可持续化学与工程上发表了一篇论文，他们提出了解决人造树叶另一个问题的方法：目前的模型使用来自储罐的加压二氧化碳，而不是大气。
他提出了另一种专门的膜，可以让叶子直接从大气中捕获二氧化碳。Singh 解释说，这个想法，连同本出版物中报告的关于使用更多二氧化碳捕获的发现，应该有助于使人造叶子技术完全可实施。
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