Science：研究人员发明太阳能燃料转化器

相对于当前全球的能源消耗，太阳能能量巨大。如果可以有效的将太阳能转化为化学燃料，可以保障全球能源的持续供应，然而转化效率低、材料昂贵等因素限制了太阳能燃料的发展。

12月24日的Science杂志上，科学家发明了一种简单的反应器，可以模拟植物将太阳能转化为燃料的过程，反应器使用标准的抛物面反射镜将太阳射线集中到含有铈氧化物催化剂的反应室中，催化水和二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳，反应器在使用材料、反应速率、循环寿命、反应堆技术和能量转化效率等方面已经经过试验论证，反应器设计简单，多孔氧化铈可直接暴露在太阳照射下，从而达到反应所需要的温度。与目前最先进的光催化法相比，在二氧化碳还原步骤中，太阳能到生物燃料的转化效率大约要高两个数量级，产氢速率比其他太阳能热化学反应高一个数量级。太阳能到燃料的转化效率达到0.7-0.8%，转化效率主要受反应器的设计和规模影响，反应器的限速步骤是传导和辐射过程中造成的热能损耗，此障碍可以随着反应器的优化和系统的进一步集成整合逐渐克服。

反应器已经在实验室中成功运行，有望大规模生产可再生液体燃料。研究人员Haile估计，一个安装在屋顶的反应器每天可以生产3加仑液体燃料。这一发明将首先用于生产交通运输燃料。

参考文献：William C. Chueh et al. , High-Flux Solar-Driven Thermochemical Dissociation of CO2 and H2O Using Nonstoichiometric Ceria. Science. 330，1797-1801 (2010).