“人工树叶”研究取得重大飞跃

据网易新闻网2016年6月12日消息，人工光合作用研究先驱，哈佛大学能源科学教授丹尼尔·诺塞拉（Daniel Nocera）及其同事设计了一种能将太阳光、二氧化碳和水转化为液体燃料的系统，研究结果发表于知名学术期刊《科学》。在使用纯二氧化碳的条件下，该系统的转化效率可达到10%，即能够捕捉十分之一的太阳能并将其转化为燃料，远高于自然界植物的光合作用的效率（1%），这很可能会成为人工光合作用取代化石燃料进程的里程碑。

   自然界中，植物利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖类，人工光合作用使用相同的原料（太阳能、水和二氧化碳）可以生产出高能量密度液体燃料。诺塞拉团队设计的系统使用两种催化剂将水分解为氧气和氢气，然后将氢气连同二氧化碳一同输入菌室，菌室中经过生物工程改造的特殊细菌会把二氧化碳和氢气转化为液体燃料。这种新型系统既可以使用纯净的二氧化碳气体，也可以直接利用空气中的二氧化碳，也就意味着该系统为碳中性，不会向大气中排放温室气体。诺塞拉说，10%的转化效率是在使用纯二氧化碳的条件下才能达到的，如果让细菌自己从空气中捕捉二氧化碳的话，系统转化效率为3%-4%，仍远高于自然光合作用。2015年，在美国能源部资助下，美国人工光合作用联合中心研制出“人工树叶”，使用无机催化剂而非细菌将氢气和二氧化碳转化为液体燃料。诺塞拉的人工光合作用系统的创新性不仅仅在于的高转化效率，更在于对无机化学和生物学的融合。虽然该技术距离商业化可能还需要几年时间，但将太阳能转化为液体燃料的前景已经在变得十分明朗。