斯坦福大学科研人员发明仿生“人工肺”式清洁能源装置

斯坦福大学科研人员发明仿生“人工肺”式清洁能源装置

斯坦福大学的最新研究，仿生肺式装置将水转化为清洁能源。

我们都知道氢与氧结合燃烧可产生能量，其唯一的副产品只有水。所以研究人员几十年来一直在试图将氢燃料工业化，但至今在这一研究方向上，还没有找到一种高效靠谱的解决方案。

氢燃料在上世纪就被认为是一个重要新能源研究方向，但氢燃料从未真正被社会化应用。因为制作它们成本实在太高了。所以，氢燃料到目前为止还只能算作实验阶段。

氢燃料巴士

在特斯拉流行之前，早已有工程师不断尝试使用氢燃料来制造新能源汽车，但只有少数车辆是氢动力的，2008年本田尝试生产了首批氢燃料汽车，但它们并不普及。

廉价的氢燃料一直以来都是科学界失败的承诺，但这一承诺的实现似乎又有了新的可能性。

最近，美国斯坦福大学的科研团队表示他们的研究人员创造了一种新型的“人工肺”，向其中灌水能够制造出氢燃料，这种独特的仿生肺设计有希望解锁真正的高效制氢工艺。在此之前被发明的那些制氢设备，在效率上一直难以实现工业化。

12月27日，美国斯坦福大学的科研团队在Joule杂志上，发表了一篇关于高效制氢的“人工肺”设备的论文，这是他们最新的研究成果。

当空气进入人体肺部时，它会通过肺泡。人体肺泡薄膜可以从空气中提取氧气并将其送入血液，静脉血就变为含氧丰富的动脉血，并随着血液循环输送到全身各处。肺泡周围毛细血管里血液中的二氧化碳则可以透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，通过呼气排出体外，肺泡内的表面液膜含有表面活性物质，起着降低肺泡表面液体层表面张力的作用，使细胞不易萎缩，且吸气时又较易扩张。人体肺器官的独特结构使这种气体的交换很高效。

自然环境中并没有多少氢单质，所以我们需要把水分解成氢气和氧气。

美国斯坦福大学研究的“人工肺”基本上就是用厚塑料薄膜制成的小袋。袋子外部被微小的防水毛孔覆盖，而袋子内部排列着金和铂纳米粒子。

通过将“人工肺”放入水中并施加电压，研究人员能够将氢气的转化效率提高32％。他们认为，这是因为仿肺部形状会比之前的燃料电池设计更高效，可以最大限度地减少在能量生成过程中形成气泡而损失效率。“几何学很重要，”斯坦福大学的研究人员Yi Cui 告诉《新科学家》杂志。

该团队现在将专注于扩大其设计，并找到一种方法使该设备能够承受更高的温度。现在，这个“人工肺”还不能在高于100摄氏度（212华氏度）的温度下工作，这将是该设备未来商业化的一个难题。

氢燃料是一种清洁能源，其唯一的副产品只有水。祝愿人类尽早实现氢能源成为汽车和手机的能量来源。