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太阳能光一化学转换，表面看来似乎在我们的生产、生活中所涉及面很有限，但事实上在太阳能利用中，这是一个内容更为广泛的重大课题。它有如海面上漂浮的冰山，我们所能感知到的仅是水面上的那一小部分，而更为神秘莫测的太阳能光一化学转换内容，被深深地隐藏在大海汹涌澎湃的波涛之下。进一步深入开发研究太阳能光一化学利用问题，在人类太阳能开发利用中，占据若十分重要的战略地位。为了对太阳能光一化学转换有一个更深层次的了解和认识，我们有必要换一个角度，先来讨论一下与太阳能光一化学转换紧密相关的，地球生物圈生态环境变化的问题。根据世界自然基金会(WWF)发表的，涵盖3 000种脊椎动物物种状况的调查报告显示称在最近40年来，随着地球人口数量从1970年的37亿，到2010年翻番达到70亿，全球野生动物的数量却锐减了52%。为了对物种变化情况有一个科学、定量的描述。美国和其他国家的生物学家组织联合考察研究。科学家们将每年在每100万个物种中灭绝物种的数目，定义为物种的死亡率考察发现，目前物种从地球上消失灭绝的速度，至少是人类出现在地球之前的1000倍。也就是说如果人类出现之前地球上物种死亡率大约为1的话那么现在这一死亡率至少是100-1000。物种死亡率的提高，象征着生存和生态环境的恶化。而人类的生产、生存活动是导致地球环境恶化，物种灭绝速度增加的最主要的因素。如果任其发展下去，其结果将招致。第六次生物灭绝期。的来临，WWF称，人类挥霍大自然慷慨馈赠的速度超过了大自然所能维系的速度，这种行为会殃及全人类的未来。世界人口预计将在2050年达到96亿，2100年突破110亿，届时地球的人均生态承载能力将进一步缩水。一切迹象都充分说明，我们这颗蓝色星球，已经进人到新一轮生物大灭绝的初始阶段。而造成这一次危机的一个最主要的因素，就是人类在过去的岁月里，句地球大气层中进行毫无节制的温室气体——CO2的排放活动。 “冰河时期”,地球上二氧化碳浓度升高80ppm，花了整整7 000多年而在现代人类社会只用了短短的55年内，就向地球大气层中排放出了同样多的温室气体，根据美国夏威夷冒纳罗亚天文台发布的监测报告说，该台从1958年就开始监测地球大气层中的氧化碳含量，当年测到的数值是315ppm此后一路上升，现在达到399ppm将很快超越400ppm大关，开创300万年以来的最高值。科学家们研究后认为当二氧化碳浓度达到450ppm时，地球气候变化就进人到一个不可逆转的临界值，超过该值全球气温将上升2℃；冒纳罗亚天文台预测这个临界值将在2037年前后到来，科学家们还预测，即使大气层中的二氧化碳浓度保持在今天的水平，70年后海平面也将上升0.6m，而到2200年后将上升到2.4m如果事态发展到那一步，全球将会有好几百座沿海城市和小岛屿国家面临消失的风险。假如我们再不采取任何措施，让大气层中的二氧化碳浓度继续攀引到1000ppm，那么一切希望都将破灭。随着全球变暖，海平面上升，早情严重，饥荒暴发，生态系统崩溃，地球不再适宜人类居住，世界末日必将到来自然界将不可挽回地走向段灭!如果我们想要延迟。第六次生物灭绝期。的到来，科学家们提出，必须设法给地球降温。而要做到这一点，就必须设法把由人类自工业革命以来，通过种种途径释放到大气层中的二氧化碳，重新回收并固化后深埋人地下。从地球大气中清除二氧化碳的首选办法之一，就是利用太阳能光一化学转换中的光化合作用，通过地球上适应性最强的生物——硅藻在某些特定海域投人铁粉以促进海域浅滩水温提高，从而促进海藻的成倍生长，利用这种单细胞生物体的叶绿素在太阳光照射下，通过光一化学反应，吸收空气中的二氧化碳，并将碳分子留在藻类体内，释放出氧气，从而达到清除大气层中二氧化碳的目的。上述光合作用的反应可以表示如下:
C02 + 2H2 O————>(CH2 O) +H2 0+ 02
当前，在大规模清除大气中二氧化碳较为困难的情况下，剩下的出路只有釆取一切必要措施，大幅度降低二氧化碳的排放总量。科学家们注意到如果大量推广应用甲醇燃料，可有效地减少生产、生活活动中二氧化碳的排放。因而甲醇可以作为一种低排放的机动车用燃料。使用甲醇燃料来替代汽油，不仅可在有效减少二氧化碳排放的同时，还能弥补全球石油资源的不足。减少车用化石燃料的消耗性燃烧，对降低城市大气中严重影响人类身体健康的黒色微粒PM2.5的排放，具有更为重大的意义，据南开大学国家环境保护城市空气颗粒扬污染防治重点实验室、中国环境科学研究院大气环境研究所专家的论文，大气中每立方米PM2.5含量每增加10微克，我国居民每日死亡率上升0.31%。更何况汽车尾气中不仅只排放PM2.5，其中的氮氧化物在阳光照射下还会发生光化学反应丽生成臭氧。低空环境中的臭氧，会造成对人呼吸道的刺激，如果长期暴露在高浓度臭氧环境中，人类死于呼吸道疾病的几率会上升50%在有氧气的环境条件下，甲醇燃烧后生成二氧化碳和水。科学家们一直在寻找一种简单的逆向反应催化剂，希望能将二氧化碳和水重新转化为甲醇，从而减少温室气体的排放，近期加拿大的科学家们宣布已经找到两种能促进上述逆向反应的催化剂，一种是硼烷(BH
(责任编辑：中建太阳能) |
