让太阳能板直接进行“光合作用”

巴豆

在再生能源突飞猛进的今日，屋頂装设太阳能板不是新闻。但在日本，有一栋装设太阳能板的减碳建筑却成为话题，因为它的太阳能不是直接用来发电，而是生产氢燃料，它的减碳不只是少排多少碳，而是把二氧化碳当原料消耗掉。

日本不动产企业饭田集团（Iida Group Holdings）与大坂市立大学合作，以“人工光合作用”技术在冲绳县宫古岛建造环保建筑“IG Perfect Eco House”，

饭田集团与大坂市立大学在2015年共同设立“人工光合作用”技术中心。2017年技术突破，并著手兴建实证建筑。2020年2月如期完工，即便在疫情之下，仍有不少人前往参观访问。

一般光合作用，指的是植物利用太阳能，从二氧化碳和水里生成氧气、葡萄糖等。而模仿植物光合作用的“人工光合作用”，则是把二氧化碳和水当原料，再利用太阳能转换成不同的化学物质。实验性质的“IG Perfect Eco House”先利用太阳能生产出氢气，再利用氢气发电与供应热水。由于二氧化碳成为生产氢气的原料，因此该建筑的目标是成为“基于人工光合作用技术的二氧化碳消费型新住宅”。

在日本环保建筑的进展上，政府规划了零能源消费房屋政策：“净电力收支小于零的房屋，简称为ZEH”。简单地说，就是在透过节能设计降低能源消费的同时，又利用太阳能板等再生能源发电，最终达到不必买电，或买电支出小于卖电收入的净零能源消费状态。

而饭田集团与大坂市立大学的“IG Perfect Eco House”项目，则更上一层楼，从减少内部产出的碳排，飞跃性地进展到对外部碳排的利用。在此之前，尽管已经有了利用太阳能把二氧化碳和水转换成甲酸的技术，但是转换的效率不够，转换的场所也仅限于溶液等问题，都让技术无法真正实用，存在许多应用上的障碍。因此，饭田集团与大坂市立大学共同成立的人工光合作用研究中心，在2017年开发出两种新的相关技术。一是可以高效率地利用太阳能生成并贮藏甲酸，再由甲酸生产出氢气。二是利用这些氢气高效率地发电。利用太阳能生产甲酸的效率，新技术是过去的6倍；由甲酸生产出氢气的部分，效率是过去的12倍。这样的技术进展，实际应用的程度如何呢？简单地说，在装设人工光合作用太阳能板及其相关设备后，所生产的电力有望供应建筑全部所需。

以往的太阳能板发电，在晴天发的电力，要在雨天或晚上使用的话，需要蓄电池蓄电，并承受充电与放电时的电力损耗。用人工光合作用太阳能板制造出来的甲酸，储存相当简单，没有前者的问题。

饭田集团是日本独栋建筑市场占有率第一的不动产企业，积极推动生质能源、太阳能发电与环保活动，若人工光合作用技术研发顺利，相信未来家庭住宅实现减碳指日可待。

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