人造的樹葉會(huì)發(fā)電

郭雅婧

這恐怕是世界上最為奇怪的樹葉了：它沒有粗細(xì)不等的葉脈，取而代之的是各種電子元件；它也沒有心形、扇形或是菱形這樣的形狀，而是像一張單薄的撲克牌；甚至于，它連普通樹葉常見的顏色都沒有，看上去就像一塊亮晶晶的遮光板。但它卻能像樹葉那樣進(jìn)行光合作用。一片人造葉子被放入 3.7
升水中，在陽(yáng)光下迅速地產(chǎn)生了相當(dāng)于一個(gè)發(fā)展中國(guó)家的家庭一天的能源需求。

事實(shí)上，人造葉子是一個(gè)技術(shù)概念，并不專指某一片葉子。這種技術(shù)主要是模擬真實(shí)植物的光合作用原理：用人工材料制成小巧輕薄的片狀，浸泡在水中，經(jīng)過太陽(yáng)光的照射，水被分解為氧氣和氫氣，這些氣體儲(chǔ)存起來可用于發(fā)電。所謂的“葉子”，只是一塊高級(jí)的太陽(yáng)能電池。

一直以來，人們都在尋求利用“不需要付費(fèi)”的太陽(yáng)能源，然而捕獲并使用太陽(yáng)能卻需要耗費(fèi)很大的財(cái)力，這讓很多在太陽(yáng)能上動(dòng)腦筋的人望而卻步。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板造價(jià)并不昂貴，它的大部分開銷都在于布線，而人造葉子很好地解決了這一問題。

同傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板一樣，人工葉子的基礎(chǔ)材料依然是硅，只不過運(yùn)用的是三結(jié)非晶硅。雖然在轉(zhuǎn)換效率上不如傳統(tǒng)的晶體硅，但這種非晶硅價(jià)格低廉、耗能少，更利于推廣。同時(shí)，疊層的設(shè)計(jì)將非晶硅分子用磷酸鹽加以固定，使它們就像是捆在一架車上的幾匹馬，不但保證了分解水時(shí)所需要的能量，還使其更加具有穩(wěn)定性。

更令學(xué)界關(guān)注的是“穿”在硅外面的催化劑。催化劑使硅板不再像普通太陽(yáng)能電池那樣依靠電線工作，反應(yīng)速度和強(qiáng)度大大提高。在過去，催化劑大多采用的是錳基。目前，采用鈷等作為催化劑，相比于需要不斷修復(fù)和代謝的錳基，鈷等有強(qiáng)大的“自組裝”能力，它能讓自己分分合合，不需要再加入額外的材料。這彌補(bǔ)了20
多前第一片“人造葉子”的先天不足。據(jù)說，這樣的一片“人造葉子”的光合效率大約是自然樹葉的10
倍。用鈷、鎳等元素作為催化劑，不但解決了穩(wěn)定性的問題，還因?yàn)榱畠r(jià)而有了投入商業(yè)用途的可能。

如今，這個(gè)夢(mèng)想似乎近在咫尺，但還面臨許多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前，人造葉子遇到的最大挑戰(zhàn)是如何捕捉氧氣和氫氣并儲(chǔ)存它們，以備在沒有陽(yáng)光時(shí)使用。

（有刪改）

1
．下列關(guān)于“人造樹葉”的表述與原文不符
的一項(xiàng)是（

）。（3
分）

A
．造價(jià)并不昂貴，而且省去了傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板布線的費(fèi)用，便于商業(yè)推廣。

B
．價(jià)格低廉，耗能少，穩(wěn)定性較強(qiáng)。

C
．和普通太陽(yáng)能電池相比，它的反應(yīng)速度和強(qiáng)度大大提高了。

D
．容易捕捉氧氣和氫氣并儲(chǔ)存它們,
以備在沒有陽(yáng)光時(shí)使用。

2
．文中畫線句子運(yùn)用了什么說明方法？并分析它的作用。（4
分）


答案：

1
．（3
分）D

2
．（4
分）打比方（1
分），形象生動(dòng)地（1
分）說明了“人造樹葉”采用疊層的設(shè)計(jì)，不但保證了所需的能量，而且更具有穩(wěn)定性。（2
分）



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